JPH0454873A - Power converter - Google Patents
Power converterInfo
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- JPH0454873A JPH0454873A JP2161420A JP16142090A JPH0454873A JP H0454873 A JPH0454873 A JP H0454873A JP 2161420 A JP2161420 A JP 2161420A JP 16142090 A JP16142090 A JP 16142090A JP H0454873 A JPH0454873 A JP H0454873A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、電動機を負荷とした直流電圧を昇降圧してイ
ンバータを駆動する電力変換器に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a power converter that drives an inverter by increasing and decreasing a DC voltage with an electric motor as a load.
第2図は従来技術による電力変換装置の一例を示す。第
2図において1は電源2はリアクトル6は平滑コンデン
サ7は負荷のモータ3は4つのスイッチング素子30〜
33と4つのダイオード40〜43からなる整流回路と
その入力側に接続されたりアクドル2から構成されるコ
ンバータ部、4はスイッチング素子34〜39と4つの
ダイオード44〜49とから構成されるインバータ部、
8はコンバータ部3とインバータ部4のスイッチングを
制御する制御回路、9は運転周波数指令である口
次に動作について説明する。FIG. 2 shows an example of a power conversion device according to the prior art. In Fig. 2, 1 is a power source 2 is a reactor 6 is a smoothing capacitor 7 is a load motor 3 is a switching element 30 to
33, a converter section consisting of a rectifier circuit consisting of four diodes 40-43, and an adle 2 connected to its input side, and an inverter section 4 consisting of switching elements 34-39 and four diodes 44-49. ,
8 is a control circuit for controlling switching of the converter section 3 and the inverter section 4, and 9 is an operating frequency command.The operation will be explained below.
コンバータ部3では入力電流し、直流電圧■deが印加
され、電源電圧のゼロクpス信号が制御回路8に入力さ
れ入力電流が正弦波状となり、かつ直流電圧が負荷7の
モータのV/FfF性と運転周波数指令9によりてあら
かじめ決められた直流電圧指令値に等しくなるように制
御回路8でスイッチング素子30〜33のスイッチング
が制御されている。In the converter section 3, an input current is applied, a DC voltage ■de is applied, a zero cross ps signal of the power supply voltage is input to the control circuit 8, the input current becomes a sine wave, and the DC voltage is the V/FfF characteristic of the motor with the load 7. The switching of the switching elements 30 to 33 is controlled by the control circuit 8 so as to be equal to the DC voltage command value predetermined by the operating frequency command 9.
インバータ部4では運転周波数指令9に対応したPWM
/”ターンにより制御回路8でスイッチング素子34
〜39が制御され、負荷7を駆動している。The inverter section 4 uses PWM corresponding to the operating frequency command 9.
/'' turn causes the switching element 34 in the control circuit 8
-39 are controlled and drive the load 7.
モータを低速域で運転するためには、モータのV/1’
特性を満足するために低電圧が必要となる。In order to operate the motor in a low speed range, the motor's V/1'
Low voltage is required to satisfy the characteristics.
しかしながら従来のコンバータにおいてはスイッチング
素子のスイッチングの制御によって、入力電流は正弦波
状に制御されると同時にリアクトルの昇圧作用により直
流電圧は昇圧されている。However, in conventional converters, the input current is controlled in a sinusoidal manner by controlling the switching of the switching elements, and at the same time, the DC voltage is boosted by the boosting action of the reactor.
よって、直流電圧が最低となるのは、スイッチングを行
なわない時でl)出力電圧は全波整流した電圧値以下に
は下げることができなかった。またその時には、入力電
流を正弦波状にすることもできなかった。Therefore, the DC voltage is at its lowest when no switching is performed; l) The output voltage could not be lowered below the full-wave rectified voltage value. Also, at that time, it was not possible to make the input current sinusoidal.
ゆえに、モータのり特性を満足させるためには、インバ
ータ部で電圧を低く制御しなければならなかった。Therefore, in order to satisfy the motor speed characteristics, the voltage had to be controlled low in the inverter section.
第3図に正弦波・三角波比較法によるPWMパターン発
生法を示す。FIG. 3 shows a PWM pattern generation method using a sine wave/triangular wave comparison method.
三角波の振幅を1とすれば、正弦波■、■の振幅は電圧
制御率Af1 + Al1となる。b)図C)図はa)
図においてそれぞれ正弦波■、■に対する溝パターンで
ある。低い電圧を発生させるKは電圧制御率をν2の様
にIトさくとらなければならず丙睨波形はノ々ルス幅の
狭い高周波を多く含んだものとなり、モータ効率がよく
、電磁騒音の少ない最適1?ターンを作成できなかった
。If the amplitude of the triangular wave is 1, the amplitude of the sine waves ■ and ■ will be the voltage control rate Af1 + Al1. b) Diagram C) Diagram is a)
In the figure, groove patterns are shown for sine waves (■) and (2), respectively. Since K generates a low voltage, the voltage control rate must be reduced to I, like ν2, and the waveform contains many high frequencies with a narrow Norms width, resulting in high motor efficiency and low electromagnetic noise. Optimal 1? Unable to create turn.
この発明に係る電力変換器は、コンバータ部とインバー
タ部の間に降圧チ1ツバが接続されこの降圧チ曹ツバの
入力側と出力側に平滑用のコンデンサが接続されており
この降圧チ田ツ/4’を構成するスイッチング素子及び
リアクトル部分をう回するように開閉器が接続されてい
る。In the power converter according to the present invention, a step-down circuit is connected between a converter section and an inverter section, and a smoothing capacitor is connected to the input side and output side of the step-down circuit. A switch is connected so as to go around the switching element and reactor part that constitute /4'.
この開閉器は直流電圧指令値に対応して昇圧時にはオン
、降圧時にはオフするように制御され、また開閉器のオ
ン、オフ動作は降圧チョッパのスイッチング素子がオン
の時に動作するように制御されている。This switch is controlled to turn on when the voltage increases and turns off when the voltage decreases in accordance with the DC voltage command value, and the on/off operation of the switch is controlled so that it operates when the switching element of the step-down chopper is on. There is.
この発明における電力変換装置は、コンバータ出力電圧
と、運転周波数指令によりて決まる直流電圧指令値とを
比較し、比較の結果降圧チ冒ツバで降圧することが必要
のない時には、降圧チ冒ツ/4’の動作を止めかつ開閉
器をオンにすることでスイッチング素子のオン抵抗損失
とりアクドルの損失をなくすとともに、コンバータ部に
おいて入力電流を正弦波状にしかつコンバータ出力電圧
を直流電圧指令値が等しくなるように制御回路で制御す
る。そして降圧チlツノセで降圧が必要な時には、降圧
部で開閉器をオフし、直流電圧出力が直流電圧指令値と
なるよ5に降圧チmツバのスイッチングを制御するとと
もにコンバータ部で入力電流を正弦波状になるように制
御回路で制御する。また開閉器のオン、オフはスムーズ
に行われるように降圧チ冒ツバのスイッチング素子がオ
ンの時に行うものである。The power conversion device of the present invention compares the converter output voltage with the DC voltage command value determined by the operating frequency command, and when the result of the comparison does not require the step-down converter to step down the voltage, the step-down converter By stopping the operation of 4' and turning on the switch, on-resistance loss of the switching element and loss of the accelerator are eliminated, the input current is made into a sine wave in the converter section, and the converter output voltage becomes equal to the DC voltage command value. It is controlled by the control circuit as follows. When the voltage needs to be reduced in the step-down circuit, the switch is turned off in the step-down section, and the switching of the step-down circuit is controlled so that the DC voltage output becomes the DC voltage command value, and the input current is controlled in the converter section. A control circuit controls it so that it forms a sine wave. In addition, the switch is turned on and off when the switching element of the step-down converter is on so that it can be turned on and off smoothly.
第1図は、本発明の実施例に係る電力変換装置の概略図
である。FIG. 1 is a schematic diagram of a power conversion device according to an embodiment of the present invention.
従来例に係る第2図に示したものと同一部位は同一符号
を付し説明を略す。The same parts as those shown in FIG. 2 according to the conventional example are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
51Fiスイッチング素子、52はリアクトル。51Fi switching element, 52 is a reactor.
53はダイオード、54/d開閉器、6′は平滑コンデ
ンサ、55はスイッチング素子51.リアクトル52.
ダイオード53から構成される降圧チ1ッ/e、su、
降圧チlツノや55を構成するスイッチング素子5ノと
りアクドル62をう回するように接続された開閉器54
と降圧チ璽ツA55とから構成される降圧部であり、降
圧部50入力側に平滑コンデンサ6′、出力側に平滑コ
ンデンサ6が接続されている。53 is a diode, 54/d switch, 6' is a smoothing capacitor, and 55 is a switching element 51. Reactor 52.
A step-down circuit consisting of diodes 53, 1/e, su,
A switch 54 connected to bypass the switching element 5 and the handle 62 that constitutes the step-down voltage regulator 55
This step-down section is composed of a step-down circuit A55, and a smoothing capacitor 6' is connected to the input side of the step-down section 50, and a smoothing capacitor 6 is connected to the output side of the step-down section 50.
次に動作について説明する。Next, the operation will be explained.
コンバータ部3では、従来例と同様に制御回路8で入力
電流が正弦波状となりかつ直流電圧が負荷7のモータの
V/T特性と運転周波数指令9によりてあらかじめ決ま
る直流電圧指令値と等しくなるようにスイッチング素子
30〜33のスイッチングが制御されている。In the converter section 3, as in the conventional example, the control circuit 8 controls the input current to have a sinusoidal waveform and the DC voltage to be equal to the DC voltage command value predetermined based on the V/T characteristics of the motor of the load 7 and the operating frequency command 9. The switching of the switching elements 30 to 33 is controlled.
しかしコンバータ部3だけでは直流電圧を全波整流した
電圧以下にはすることはできないので降圧チ冒ツバ55
によシ降圧させている。However, since the converter section 3 alone cannot reduce the DC voltage below the full-wave rectified voltage, the step-down converter 55
It lowers blood pressure.
入力電流を正弦波状にするために生じる昇圧されたコン
バータ出力電圧と直流電圧指令値とを比較し、降圧の必
要のない時には、降圧チ璽ツバ55のスイッチング素子
61の動作を止めかつ開閉器64をオンにする。これK
よシスイツチング素子51とりアクドル52がう回され
スイッチング素子5Jのオン抵抗損失とりアクドル52
の損失がなくなり、コンバータ部30作用だけがインバ
ータ部4に伝達されるように制御回路8で制御されてい
る。The boosted converter output voltage generated to make the input current sinusoidal is compared with the DC voltage command value, and when there is no need to step down, the operation of the switching element 61 of the step-down cap 55 is stopped and the switch 64 is Turn on. This is K
The actuator 52 for switching element 51 is rotated and the actuator 52 for on-resistance loss of switching element 5J is rotated.
It is controlled by the control circuit 8 so that the loss of the converter section 30 is eliminated and only the action of the converter section 30 is transmitted to the inverter section 4.
降圧の必要な時には%開閉器54をオフして。When it is necessary to lower the voltage, turn off the % switch 54.
コンバータ部30作用によ少入力電流を正弦波化すると
ともに、降圧チョッノ臂55のスイッチング素子5ノの
スイッチング作用により直流電圧が降圧され、インバー
タ部に伝達されるように制御回路8で制御されている。It is controlled by the control circuit 8 so that the small input current is converted into a sine wave by the action of the converter part 30, and the DC voltage is stepped down by the switching action of the switching element 5 of the step-down switch 55 and transmitted to the inverter part. There is.
また開閉器のオン・オフ動作は、スムーズに行なわれる
ようにスイッチング素子5ノがオンの時に行なわれる。Further, the on/off operation of the switch is performed when the switching element 5 is on so as to be performed smoothly.
第2の実施例として、コンバータ部を第4図の様な構成
にしても同様な効果を得ることができる。As a second embodiment, the same effect can be obtained even if the converter section is configured as shown in FIG.
以上のように降圧チ■ツバをインバータとコンバータの
間に挿入することで入力電流を正弦波状にしたままで降
圧作用を付加することができ、直流電圧を低圧から高圧
まで制御できる。よってインバータでの電圧制御が必要
なく、インバータでは第3図■のようなモータに対して
最適な魔パターンを使うことができ、モータ効率の向上
や電磁音の低減が図れる。As described above, by inserting a step-down chip between the inverter and the converter, it is possible to add a step-down effect while keeping the input current in the form of a sine wave, and the DC voltage can be controlled from low to high voltage. Therefore, there is no need for voltage control by the inverter, and the inverter can use the optimum power pattern for the motor as shown in Figure 3 (2), improving motor efficiency and reducing electromagnetic noise.
また降圧部の開閉器の制御によシ、昇圧時には必要のな
い降圧ナツツ/4回路をう回させ、降圧チ覆ツΔ部のス
イッチング素子のオン抵抗とりアクドルの損失をなくす
ことができ、効率の向上が図れる。In addition, by controlling the switch in the step-down section, it is possible to bypass the step-down circuit 4, which is not necessary during step-up, and eliminate loss in the on-resistance and accelerator of the switching elements in the step-down section Δ. can be improved.
第1図は本発明の第1の実施例に係る電力変換装置の概
略図であり、第2図は従来の電力変換装置の概略図であ
り、第3図はインバータのPWM /+ターンの概略図
であり、第4図は本発明の第2の実施例に係る電力変換
装置の概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram of a power conversion device according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a schematic diagram of a conventional power conversion device, and FIG. 3 is a schematic diagram of a PWM /+ turn of an inverter. FIG. 4 is a schematic diagram of a power conversion device according to a second embodiment of the present invention.
Claims (1)
るコンバータ部と前記コンバータ部の直流を交流に変換
するインバータ部と前記コンバータ部と前記インバータ
部とを制御する制御回路とから構成される電力変換装置
において、 前記コンバータ部と前記インバータ部の間に、スイッチ
ング素子、リアクトル、ダイオードから構成される降圧
チョッパを接続し、前記降圧チョッパの入力側及び出力
側に平滑コンデンサを接続し、前記降圧チョッパの入力
側と出力側を短絡するように開閉器を接続し、この開閉
器を直流電圧指令値に対応して昇圧時にはオン、降圧時
にはオフすることを特徴とする電力変換装置。[Scope of Claims] A converter unit connected to an AC power source and having a boost control and power factor control function, an inverter unit that converts DC of the converter unit into AC, and a control circuit that controls the converter unit and the inverter unit. A power conversion device comprising: a step-down chopper comprising a switching element, a reactor, and a diode is connected between the converter section and the inverter section, and a smoothing capacitor is connected to the input side and output side of the step-down chopper. A switch is connected to short-circuit the input side and the output side of the step-down chopper, and the switch is turned on when the voltage is increased and turned off when the voltage is stepped down in accordance with the DC voltage command value. Device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2161420A JPH0454873A (en) | 1990-06-21 | 1990-06-21 | Power converter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2161420A JPH0454873A (en) | 1990-06-21 | 1990-06-21 | Power converter |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0454873A true JPH0454873A (en) | 1992-02-21 |
Family
ID=15734762
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2161420A Pending JPH0454873A (en) | 1990-06-21 | 1990-06-21 | Power converter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0454873A (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0751610A1 (en) * | 1995-06-28 | 1997-01-02 | Hitachi Koki Co., Ltd. | Motor control system for centrifugal machine |
| US5731681A (en) * | 1995-06-28 | 1998-03-24 | Hitachi Koki Co., Ltd. | Motor control system for centrifugal machine |
| JP2002212474A (en) * | 2001-01-18 | 2002-07-31 | Tsukioka:Kk | Edible ink and food packaging print |
| JP2011200066A (en) * | 2010-03-23 | 2011-10-06 | Mitsubishi Electric Corp | Current-limiting device for vehicle |
| JP2018117448A (en) * | 2017-01-18 | 2018-07-26 | 株式会社デンソー | Rotary electric machine system |
-
1990
- 1990-06-21 JP JP2161420A patent/JPH0454873A/en active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0751610A1 (en) * | 1995-06-28 | 1997-01-02 | Hitachi Koki Co., Ltd. | Motor control system for centrifugal machine |
| US5608301A (en) * | 1995-06-28 | 1997-03-04 | Hitachi Koki Co., Ltd. | Motor control system for centrifugal machine |
| US5731681A (en) * | 1995-06-28 | 1998-03-24 | Hitachi Koki Co., Ltd. | Motor control system for centrifugal machine |
| JP2002212474A (en) * | 2001-01-18 | 2002-07-31 | Tsukioka:Kk | Edible ink and food packaging print |
| JP2011200066A (en) * | 2010-03-23 | 2011-10-06 | Mitsubishi Electric Corp | Current-limiting device for vehicle |
| JP2018117448A (en) * | 2017-01-18 | 2018-07-26 | 株式会社デンソー | Rotary electric machine system |
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