JPH04340369A - インバータ装置 - Google Patents
インバータ装置Info
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- JPH04340369A JPH04340369A JP3109344A JP10934491A JPH04340369A JP H04340369 A JPH04340369 A JP H04340369A JP 3109344 A JP3109344 A JP 3109344A JP 10934491 A JP10934491 A JP 10934491A JP H04340369 A JPH04340369 A JP H04340369A
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- JP
- Japan
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- inverter
- output
- voltage
- circuit
- load
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
Landscapes
- Inverter Devices (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Power Conversion In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】［発明の目的］
【０００２】
【産業上の利用分野】この発明は、インバータ装置に関
する。
する。
【０００３】
【従来の技術】従来一般に、電車の補助電源装置は、Ｄ
Ｃ１５００Ｖの架線電圧により商用周波数の交流を発生
させ、車内の電源をまかなっている。そして、車内の負
荷としては、蛍光灯や空調機などが主なものである。
Ｃ１５００Ｖの架線電圧により商用周波数の交流を発生
させ、車内の電源をまかなっている。そして、車内の負
荷としては、蛍光灯や空調機などが主なものである。
【０００４】一方、電車にはブレーキシステム、ドアの
開閉などに使用する圧縮空気を作るためにコンプレッサ
を搭載しており、近年までは、このコンプレッサは、架
線の直流電圧によって駆動される直流電動機から動力を
得るようにしていたが、近年、保守の省力化が叫ばれ、
誘導電動機を動力とするＡＣコンプレッサが主流を占め
るようになってきた。
開閉などに使用する圧縮空気を作るためにコンプレッサ
を搭載しており、近年までは、このコンプレッサは、架
線の直流電圧によって駆動される直流電動機から動力を
得るようにしていたが、近年、保守の省力化が叫ばれ、
誘導電動機を動力とするＡＣコンプレッサが主流を占め
るようになってきた。
【０００５】ところが、ＡＣコンプレッサは、空気の圧
縮サイクルにより、入力電流が８〜２０Ｈｚの周期で脈
動する性質を本来的に備えている。そこで、このような
ＡＣコンプレッサに対する電力を補助電源装置から給電
すると、交流フィルタなどの電圧降下が周期的に起こり
、同一給電ラインに蛍光灯が接続されていれば、蛍光灯
がちらつく問題点があった。
縮サイクルにより、入力電流が８〜２０Ｈｚの周期で脈
動する性質を本来的に備えている。そこで、このような
ＡＣコンプレッサに対する電力を補助電源装置から給電
すると、交流フィルタなどの電圧降下が周期的に起こり
、同一給電ラインに蛍光灯が接続されていれば、蛍光灯
がちらつく問題点があった。
【０００６】このような蛍光灯のちらつきの発生を防止
するためには、ＡＣコンプレッサ用のインバータを単独
に設けることが考えられるが、限られたスペースの中に
必要な機器を収納する必要がある電気車両の場合、この
ようにしてＡＣコンプレッサ用に別個のインバータ装置
を設けることはできなかった。
するためには、ＡＣコンプレッサ用のインバータを単独
に設けることが考えられるが、限られたスペースの中に
必要な機器を収納する必要がある電気車両の場合、この
ようにしてＡＣコンプレッサ用に別個のインバータ装置
を設けることはできなかった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】以上のように従来の電
車の補助電源装置に用いられるインバータ装置では、Ａ
Ｃコンプレッサを接続することによって、蛍光灯にちら
つきが発生する問題点があった。また、蛍光灯のちらつ
きを防止するために、ＡＣコンプレッサ用に別途補助電
源装置用インバータを設けることはスペースの制約上で
きない問題点があった。
車の補助電源装置に用いられるインバータ装置では、Ａ
Ｃコンプレッサを接続することによって、蛍光灯にちら
つきが発生する問題点があった。また、蛍光灯のちらつ
きを防止するために、ＡＣコンプレッサ用に別途補助電
源装置用インバータを設けることはスペースの制約上で
きない問題点があった。
【０００８】この発明は、このような従来の問題点に鑑
みなされたもので、ＡＣコンプレッサ用のインバータ装
置として別途設けることなく、蛍光灯その他の電気回路
と共通して使用しても、蛍光灯にちらつきを生じさせる
ことのないインバータ装置を提供することを目的とする
。
みなされたもので、ＡＣコンプレッサ用のインバータ装
置として別途設けることなく、蛍光灯その他の電気回路
と共通して使用しても、蛍光灯にちらつきを生じさせる
ことのないインバータ装置を提供することを目的とする
。
【０００９】［発明の構成］
【００１０】
【課題を解決するための手段】この発明のインバータ装
置は、スイッチング素子によって構成されるブリッジ回
路と、交流リアクトルおよびコンデンサによって構成さ
れる波形整形回路とを備えたインバータと、前記インバ
ータのブリッジ回路の電圧制御を行なうインバータ電圧
制御回路と、前記インバータの交流出力線に設置された
変流器と、前記変流器の交流出力を全波整流するダイオ
ードブリッジと、前記ダイオードブリッジの全波整流出
力から電源周波数リップルを除去するバンドパスフィル
タと、前記バンドパスフィルタの出力波形の位相を逆相
となるようにシフトさせて、前記インバータ電圧制御回
路に割込み制御をかける位相シフト回路とを備えたもの
である。
置は、スイッチング素子によって構成されるブリッジ回
路と、交流リアクトルおよびコンデンサによって構成さ
れる波形整形回路とを備えたインバータと、前記インバ
ータのブリッジ回路の電圧制御を行なうインバータ電圧
制御回路と、前記インバータの交流出力線に設置された
変流器と、前記変流器の交流出力を全波整流するダイオ
ードブリッジと、前記ダイオードブリッジの全波整流出
力から電源周波数リップルを除去するバンドパスフィル
タと、前記バンドパスフィルタの出力波形の位相を逆相
となるようにシフトさせて、前記インバータ電圧制御回
路に割込み制御をかける位相シフト回路とを備えたもの
である。
【００１１】
【作用】この発明のインバータ装置では、インバータ電
圧制御回路によってインバータのブリッジ回路の電圧制
御を行ない、インバータの交流出力の電圧制御を行ない
、これを蛍光灯、ＡＣコンプレッサその他の負荷に供給
して電源となす。
圧制御回路によってインバータのブリッジ回路の電圧制
御を行ない、インバータの交流出力の電圧制御を行ない
、これを蛍光灯、ＡＣコンプレッサその他の負荷に供給
して電源となす。
【００１２】そして、このインバータの交流出力に対し
て、変流器によって負荷電流を検出し、これをダイオー
ドブリッジによって電圧信号に変換し、さらにバンドパ
スフィルタを通すことによって電源周波数リップルを除
去し、ＡＣコンプレッサその他の負荷の運転に起因する
脈動成分のみを抽出する。
て、変流器によって負荷電流を検出し、これをダイオー
ドブリッジによって電圧信号に変換し、さらにバンドパ
スフィルタを通すことによって電源周波数リップルを除
去し、ＡＣコンプレッサその他の負荷の運転に起因する
脈動成分のみを抽出する。
【００１３】こうして、抽出された負荷による脈動成分
に対して、位相シフト回路によって位相を逆相にし、こ
れを前記インバータ電圧制御回路に与えることによって
インバータの電圧制御に割込みをかけ、負荷の運転に起
因する電圧変動を補償し、常にブリッジ回路の出力電圧
を一定に制御する。
に対して、位相シフト回路によって位相を逆相にし、こ
れを前記インバータ電圧制御回路に与えることによって
インバータの電圧制御に割込みをかけ、負荷の運転に起
因する電圧変動を補償し、常にブリッジ回路の出力電圧
を一定に制御する。
【００１４】
【実施例】以下、この発明の実施例を図に基づいて詳説
する。
する。
【００１５】図１はこの発明の一実施例の回路構成を示
しており、パンタグラフ１と車輪２との間にＤＣ／ＤＣ
コンバータ３が接続されており、コンバータ３の出力が
インバータ装置４の入力となっている。
しており、パンタグラフ１と車輪２との間にＤＣ／ＤＣ
コンバータ３が接続されており、コンバータ３の出力が
インバータ装置４の入力となっている。
【００１６】インバータ装置４は、６個のゲートターン
オフサイリスタ（ＧＴＯ）によって構成される３相ブリ
ッジ回路５と、この３相ブリッジ回路５の交流出力側に
接続された交流リアクトル６およびコンデンサ７によっ
て構成される波形整形回路と、さらに、３相ブリッジ回
路５の出力側に接続された補助変圧器８と、この補助変
圧器８の出力側に接続された３相ダイオードブリッジ回
路９とを備えている。
オフサイリスタ（ＧＴＯ）によって構成される３相ブリ
ッジ回路５と、この３相ブリッジ回路５の交流出力側に
接続された交流リアクトル６およびコンデンサ７によっ
て構成される波形整形回路と、さらに、３相ブリッジ回
路５の出力側に接続された補助変圧器８と、この補助変
圧器８の出力側に接続された３相ダイオードブリッジ回
路９とを備えている。
【００１７】インバータ装置４はさらに、インバータ装
置の出力電圧を制御するためのインバータ制御回路１０
と、このインバータ制御回路１０の出力に応じて３相ブ
リッジ回路５のスイッチング素子のスイッチングタイミ
ングを制御するためのベースドライブ回路１１とを備え
ている。
置の出力電圧を制御するためのインバータ制御回路１０
と、このインバータ制御回路１０の出力に応じて３相ブ
リッジ回路５のスイッチング素子のスイッチングタイミ
ングを制御するためのベースドライブ回路１１とを備え
ている。
【００１８】前記インバータ制御回路１０は、基準電圧
発生器１２と、前記３相ダイオードブリッジ回路９から
の出力電圧をこの基準電圧発生器１２からの基準電圧と
比較して得られる電圧偏差の一時遅れを与える一次遅れ
要素１３と、ＰＷＭ変換器１４とから構成されている。
発生器１２と、前記３相ダイオードブリッジ回路９から
の出力電圧をこの基準電圧発生器１２からの基準電圧と
比較して得られる電圧偏差の一時遅れを与える一次遅れ
要素１３と、ＰＷＭ変換器１４とから構成されている。
【００１９】この発明の実施例の特徴となる負荷変動補
償回路１５が、インバータ装置４の交流出力線に設置さ
れており、この負荷変動補償回路１５は、インバータ装
置４の交流出力を検出する変流器１６と、この変流器１
６の出力に接続された３相ダイオードブリッジ回路１７
と、このブリッジ回路１７の出力から電源周波数リップ
ルを除去するバンドパスフィルタ１８と、増幅器１９と
、位相シフト回路２０とから構成されている。そして、
この位相シフト回路２０の出力が、前記インバータ制御
装置１０の一次遅れ要素１３の出力に重畳するように接
続されている。
償回路１５が、インバータ装置４の交流出力線に設置さ
れており、この負荷変動補償回路１５は、インバータ装
置４の交流出力を検出する変流器１６と、この変流器１
６の出力に接続された３相ダイオードブリッジ回路１７
と、このブリッジ回路１７の出力から電源周波数リップ
ルを除去するバンドパスフィルタ１８と、増幅器１９と
、位相シフト回路２０とから構成されている。そして、
この位相シフト回路２０の出力が、前記インバータ制御
装置１０の一次遅れ要素１３の出力に重畳するように接
続されている。
【００２０】次に、上記の構成のインバータ装置の動作
について説明する。
について説明する。
【００２１】パンタグラフ１を介して架線より取り込ま
れた電力は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３によって一定電圧
の直流に変換され、インバータ装置４の入力とされる。
れた電力は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３によって一定電圧
の直流に変換され、インバータ装置４の入力とされる。
【００２２】インバータ装置４では、前記コンバータ３
からの直流電圧が、３相ブリッジ回路５の作用によって
ＰＷＭ変調された３相交流に変換され、交流リアクトル
６とコンデンサ７から成る波形整形回路の作用によって
高調波成分が除去され、正弦波の３相交流となり、負荷
へ供給される。
からの直流電圧が、３相ブリッジ回路５の作用によって
ＰＷＭ変調された３相交流に変換され、交流リアクトル
６とコンデンサ７から成る波形整形回路の作用によって
高調波成分が除去され、正弦波の３相交流となり、負荷
へ供給される。
【００２３】一方、この正弦波３相交流は、補助変圧器
８によって降圧され、３相ダイオードブリッジ回路９の
作用によって３相全波整流され、これがインバータ制御
回路１０に与えられる。インバータ制御回路１０では、
基準電圧発生器１２からの基準電圧と３相ダイオードブ
リッジ回路９からの全波整流電圧とが比較され、その差
分に対して一次遅れ要素１３の作用によって一次遅れを
持たせ、ＰＷＭ変調の通流率を演算し、これをＰＷＭ変
換器１４によって３相ブリッジ回路５のサイリスタのス
イッチングタイミングに置き換え、ベースドライブ回路
１１によって増幅し、３相ブリッジ回路５のサイリスタ
のスイッチング制御を行なう。
８によって降圧され、３相ダイオードブリッジ回路９の
作用によって３相全波整流され、これがインバータ制御
回路１０に与えられる。インバータ制御回路１０では、
基準電圧発生器１２からの基準電圧と３相ダイオードブ
リッジ回路９からの全波整流電圧とが比較され、その差
分に対して一次遅れ要素１３の作用によって一次遅れを
持たせ、ＰＷＭ変調の通流率を演算し、これをＰＷＭ変
換器１４によって３相ブリッジ回路５のサイリスタのス
イッチングタイミングに置き換え、ベースドライブ回路
１１によって増幅し、３相ブリッジ回路５のサイリスタ
のスイッチング制御を行なう。
【００２４】このようにして、フィードバック制御によ
り、インバータ装置４の出力電圧を一定に制御する。
り、インバータ装置４の出力電圧を一定に制御する。
【００２５】ところが、上記のフィードバック制御の時
定数は、制御系の安定のために、ＡＣコンプレッサの脈
動周波数８〜２０Ｈｚよりも十分大きな値がとられる。 いま、ＡＣコンプレッサによる脈動電流が負荷としてと
られた場合、この負荷電流に対して、負荷変動補償回路
１５によって、脈動電流の包絡線に比例した信号が得ら
れる。
定数は、制御系の安定のために、ＡＣコンプレッサの脈
動周波数８〜２０Ｈｚよりも十分大きな値がとられる。 いま、ＡＣコンプレッサによる脈動電流が負荷としてと
られた場合、この負荷電流に対して、負荷変動補償回路
１５によって、脈動電流の包絡線に比例した信号が得ら
れる。
【００２６】すなわち、図２（ａ）に示すような交流電
流波形がインバータ装置４から出力されてくると、変流
器１６と３相ダイオードブリッジ回路１７によって全波
整流がなされ、同図（ｂ）に示すような波形の信号とな
り、この出力信号がバンドパスフィルタ１８に入力され
る。
流波形がインバータ装置４から出力されてくると、変流
器１６と３相ダイオードブリッジ回路１７によって全波
整流がなされ、同図（ｂ）に示すような波形の信号とな
り、この出力信号がバンドパスフィルタ１８に入力され
る。
【００２７】この波形には、負荷変動に起因するリップ
ルと共に、関東地方では５０Ｈｚ、関西地方では６０Ｈ
ｚの電源周波数に起因するリップルが含まれており、バ
ンドパスフィルタ１８によって、この電源周波数リップ
ル成分が除去され、これが増幅器１９によって増幅され
て同図（ｃ）に示す波形になり、この波形の信号が位相
シフト回路２０に入力される。
ルと共に、関東地方では５０Ｈｚ、関西地方では６０Ｈ
ｚの電源周波数に起因するリップルが含まれており、バ
ンドパスフィルタ１８によって、この電源周波数リップ
ル成分が除去され、これが増幅器１９によって増幅され
て同図（ｃ）に示す波形になり、この波形の信号が位相
シフト回路２０に入力される。
【００２８】位相シフト回路２０では、同図（ｃ）に示
すような負荷変動に起因するリップル波形に対して、同
図（ａ）に示すインバータ装置４の出力電流波形におけ
る出力電流の大きい部分で位相シフト回路２０の出力が
大きくなるように、同図（ｄ）のように位相シフト回路
２０の移相量を調整し、これをインバータ制御回路１０
の一次遅れ要素１３の演算結果２１に加える。
すような負荷変動に起因するリップル波形に対して、同
図（ａ）に示すインバータ装置４の出力電流波形におけ
る出力電流の大きい部分で位相シフト回路２０の出力が
大きくなるように、同図（ｄ）のように位相シフト回路
２０の移相量を調整し、これをインバータ制御回路１０
の一次遅れ要素１３の演算結果２１に加える。
【００２９】この結果、インバータ装置４の出力電流が
増加し、３相ブリッジ回路５および交流リアクトル６の
電圧降下が増加し、インバータ装置１４の出力電圧を下
げると共に、変調率を上げることができるようになる。 また逆に、インバータ装置４の出力電流が減少し、イン
バータ装置４の出力電圧が上がるときには、インバータ
装置４の出力電圧を下げる方向にインバータ装置の出力
電圧を制御する。
増加し、３相ブリッジ回路５および交流リアクトル６の
電圧降下が増加し、インバータ装置１４の出力電圧を下
げると共に、変調率を上げることができるようになる。 また逆に、インバータ装置４の出力電流が減少し、イン
バータ装置４の出力電圧が上がるときには、インバータ
装置４の出力電圧を下げる方向にインバータ装置の出力
電圧を制御する。
【００３０】こうして、電流変化に伴う電圧降下の変化
分は相殺され、脈動負荷にかかわらず、インバータの出
力を一定に保つことができるようになる。
分は相殺され、脈動負荷にかかわらず、インバータの出
力を一定に保つことができるようになる。
【００３１】
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、ＡＣコ
ンプレッサと蛍光灯が同じ補助電源装置に接続されてい
てコンプレッサ側の脈動によりインバータ出力が変動す
る場合には、このコンプレッサのような負荷の脈動に起
因するインバータ出力の脈動に対して、それとは逆の波
形の電圧制御信号を生成してインバータ装置に与えるよ
うにしているため、インバータ装置の出力として常に一
定電圧の電源を得ることができ、蛍光灯のちらつきを効
果的に防止することができる。
ンプレッサと蛍光灯が同じ補助電源装置に接続されてい
てコンプレッサ側の脈動によりインバータ出力が変動す
る場合には、このコンプレッサのような負荷の脈動に起
因するインバータ出力の脈動に対して、それとは逆の波
形の電圧制御信号を生成してインバータ装置に与えるよ
うにしているため、インバータ装置の出力として常に一
定電圧の電源を得ることができ、蛍光灯のちらつきを効
果的に防止することができる。
【図１】この発明の一実施例のブロック図。
【図２】上記実施例の動作を示すタイミングチャート。
１…パンタグラフ
２…車輪
３…ＤＣ／ＤＣコンバータ
４…インバータ装置
５…３相ブリッジ回路
６…交流リアクトル
７…コンデンサ
８…補助変圧器
９…３相ダイオードブリッジ
１０…インバータ制御回路
１１…ベースドライブ回路
１２…基準電圧発生器
１３…一次遅れ要素
１４…ＰＷＭ変換器
１５…負荷変動補償回路
１６…変流器
１７…３相ダイオードブリッジ回路
１８…バンドパスフィルタ
１９…増幅器
２０…位相シフト回路
Claims (1)
- 【請求項１】 スイッチング素子によって構成される
ブリッジ回路と、交流リアクトルおよびコンデンサによ
って構成される波形整形回路を備えたインバータと、前
記インバータのブリッジ回路の電圧制御を行なうインバ
ータ電圧制御回路と、前記インバータの交流出力線に設
置された変流器と、前記変流器の交流出力を全波整流す
るダイオードブリッジと、前記ダイオードブリッジの全
波整流出力から電源周波数リップルを除去するバンドパ
スフィルタと、前記バンドパスフィルタの出力波形の位
相を逆相となるようにシフトさせて、前記インバータ電
圧制御回路に割込み制御をかける位相シフト回路とを備
えて成るインバータ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3109344A JPH04340369A (ja) | 1991-05-14 | 1991-05-14 | インバータ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3109344A JPH04340369A (ja) | 1991-05-14 | 1991-05-14 | インバータ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04340369A true JPH04340369A (ja) | 1992-11-26 |
Family
ID=14507848
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3109344A Pending JPH04340369A (ja) | 1991-05-14 | 1991-05-14 | インバータ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04340369A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011078241A (ja) * | 2009-09-30 | 2011-04-14 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 電動車両用制御装置、並びに、これを備えた電動車両及びフォークリフト |
| JP2012039753A (ja) * | 2010-08-06 | 2012-02-23 | Toshiba Corp | 車両用補助電源装置 |
| US9634602B2 (en) | 2015-03-10 | 2017-04-25 | Fuji Electric Co., Ltd. | Three-phase inverter apparatus and control method thereof |
-
1991
- 1991-05-14 JP JP3109344A patent/JPH04340369A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011078241A (ja) * | 2009-09-30 | 2011-04-14 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 電動車両用制御装置、並びに、これを備えた電動車両及びフォークリフト |
| US9150396B2 (en) | 2009-09-30 | 2015-10-06 | Mitsubishi Nichiyu Forklift Co., Ltd. | Electric-vehicle control device, and electric vehicle and forklift truck having the same |
| JP2012039753A (ja) * | 2010-08-06 | 2012-02-23 | Toshiba Corp | 車両用補助電源装置 |
| US9634602B2 (en) | 2015-03-10 | 2017-04-25 | Fuji Electric Co., Ltd. | Three-phase inverter apparatus and control method thereof |
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