JPH0475468A - Inverter - Google Patents
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- JPH0475468A JPH0475468A JP2187593A JP18759390A JPH0475468A JP H0475468 A JPH0475468 A JP H0475468A JP 2187593 A JP2187593 A JP 2187593A JP 18759390 A JP18759390 A JP 18759390A JP H0475468 A JPH0475468 A JP H0475468A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
この発明は、パルス幅変調により直流を交流に変換する
インバータ装置に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an inverter device that converts direct current to alternating current by pulse width modulation.
第10図は従来のインバータ装置を示すブロック図であ
り、このインバータ装置は、通常三相誘導電動機を駆動
するために用いられているものである。第1O図におい
て(1)は直流電源、(2)は三相交流におけるU相の
下アームスイッチ、例えば、U相の下アーム半導体スイ
ッチ、(5)はU相の上アームスイッチ、例えば、U相
の上アーム半導体スイッチであり、U相の下アーム半導
体スイ・ソチ(2)とU相の上アーム半導体スイッチ(
5)は直列に接続され、直列に接続された両端のU相の
上アーム半導体スイッチ(5)の側に直流電源(1)の
十極が接続され、U相の下アーム半導体スイッチ(2)
の側に直流電源[1)の−極が接続され、所定のタイミ
ングでU相の下アーム半導体スイッチ(2)とU相の上
アーム小導体スイッチ(5)を交互にオンさせることに
よりU相の下アーム半導体スイッチ(2)とU相の上ア
ーム半導体スイッチ(5)の接続点(1001)よりパ
ルス幅変調されたU相の交流出力が取り出される。(8
)はインバータ装置の負荷として接続された三相誘導電
動機、(9)はU相の下アーム半導体スイッチ(2)
に逆並列に接続された帰還ダイオード、(12)はU相
の上アーム半導体スイッチ(5)に逆並列に接続された
帰還ダイオードであり、帰還ダイオード(9)、(12
)は後述のV相及びW相の上アーム半導体スイッチおよ
び下アーム半導体スイッチがオフした時、異常電圧を発
生しないために設けられている。FIG. 10 is a block diagram showing a conventional inverter device, which is normally used to drive a three-phase induction motor. In Figure 1O, (1) is a DC power supply, (2) is a U-phase lower arm switch in three-phase AC, for example, a U-phase lower arm semiconductor switch, and (5) is a U-phase upper arm switch, for example, U It is a phase upper arm semiconductor switch, and a U phase lower arm semiconductor switch (2) and a U phase upper arm semiconductor switch (
5) are connected in series, with the ten poles of the DC power supply (1) connected to the U-phase upper arm semiconductor switch (5) at both ends connected in series, and the U-phase lower arm semiconductor switch (2)
The negative pole of the DC power supply [1] is connected to the side of A pulse width modulated U-phase AC output is taken out from the connection point (1001) between the lower arm semiconductor switch (2) and the U-phase upper arm semiconductor switch (5). (8
) is a three-phase induction motor connected as a load of an inverter device, (9) is a U-phase lower arm semiconductor switch (2)
(12) is a feedback diode connected in antiparallel to the upper arm semiconductor switch (5) of the U phase, and feedback diode (9), (12) is connected in antiparallel to the U-phase upper arm semiconductor switch (5).
) is provided to prevent abnormal voltage from occurring when the V-phase and W-phase upper-arm semiconductor switches and lower-arm semiconductor switches, which will be described later, are turned off.
(15)はU相の下アーム半導体スイッチ(2)を駆動
するU相の下アームスイッチ駆動部、例えば、U相の下
アーム半導体スイッチ駆動回路、(16)はU相の上ア
ーム半導体スイッチ(5)を駆動するU相の上アームス
イッチ駆動部、例えば、U相の上アーム半導体スイッチ
駆動回路、(17)ばU相の下アーム半導体スイッチ駆
動回路(15)の直流電源である。(15) is a U-phase lower arm semiconductor switch drive unit that drives the U-phase lower arm semiconductor switch (2), for example, a U-phase lower arm semiconductor switch drive circuit; (16) is a U-phase upper arm semiconductor switch ( 5), for example, a U-phase upper arm semiconductor switch drive circuit, and (17) a DC power supply for a U-phase lower arm semiconductor switch drive circuit (15).
なお、この直流電源(17)はV相の下アーム半導体ス
イッチ駆動回路(図示せず)およびW相の下アーム半導
体スイッチ回路回路(図示せず)の直流電源としても使
用されている。(18)はU相のコンデンサ、(19)
はU相の下アーム半導体スイッチ(2)がオンしている
とき直流電源(17)の直流電圧をU相のコンデンサ(
18)に導き、U相のコンデンサ(18)を充電し、U
相の下アーム半導体スイッチ(2)がオフしU相の下ア
ーム半導体スイッチ(2)とU相の上アーム半導体スイ
ッチ(5)との接続点(1001)の電圧が高くなった
とき、カットオフとなるU相のダイオードであり、U相
のコンデンサ(18)はU相の上アーム半導体スイッチ
駆動回路(16)の電源として機能している。(30)
は電圧を所定周期のパルスのパルス幅に変換するパルス
幅変調に8けるU相の電圧指令を発生するU相の電圧指
令発生手段、例えば、U相の電圧指令発生部、(33)
は上述のパルス幅変調に8けるパルス周期と同じ周期を
有する交流波としてのキャリア信号、を発生するキャリ
ア信号発生手段、例えば、キャリア信号発生部である。Note that this DC power supply (17) is also used as a DC power supply for a V-phase lower arm semiconductor switch drive circuit (not shown) and a W-phase lower arm semiconductor switch circuit (not shown). (18) is the U-phase capacitor, (19)
When the U-phase lower arm semiconductor switch (2) is on, the DC voltage of the DC power supply (17) is connected to the U-phase capacitor (
18), charges the U-phase capacitor (18), and
When the phase lower arm semiconductor switch (2) is turned off and the voltage at the connection point (1001) between the U phase lower arm semiconductor switch (2) and the U phase upper arm semiconductor switch (5) becomes high, the cutoff occurs. The U-phase capacitor (18) functions as a power source for the U-phase upper arm semiconductor switch drive circuit (16). (30)
is a U-phase voltage command generating means, for example, a U-phase voltage command generating unit, which generates a U-phase voltage command in pulse width modulation that converts a voltage into a pulse width of a predetermined cycle pulse, (33)
is a carrier signal generating means, for example, a carrier signal generating section, which generates a carrier signal as an alternating current wave having the same period as the pulse period in the pulse width modulation described above.
なお、キャリア信号は三角波または鋸歯状波であり、上
述のU相の電圧指令の周波数よりも高い周波数を有して
いる。Note that the carrier signal is a triangular wave or a sawtooth wave, and has a frequency higher than the frequency of the above-mentioned U-phase voltage command.
(34)は一方の入力に上述のU相の電圧指令が入力さ
れ、他方の入力に上述のキャリア信号が人力され、上述
のU相の電圧指令が上述のキャリア信号よりも大きいと
きに出力を“1″′にし、小さいときに一0″にするU
相の電圧比較手段、例えば、U相の電圧比較器である。(34) has the above-mentioned U-phase voltage command inputted to one input, the above-mentioned carrier signal inputted to the other input, and outputs when the above-mentioned U-phase voltage command is larger than the above-mentioned carrier signal. Set it to "1"', and set it to 10" when it is small U
Phase voltage comparison means, for example, a U-phase voltage comparator.
なお、キャリア信号発生部(33)の出力はV相、およ
びW相の電圧比較器(35)、(36)にも入力されて
いる。(37)はU相の電圧比較器(34)の出力信号
を反転し、U相の下アーム単導体スイッチ駆動回路(1
5)に入力信号を与えるNOT回路であり、U相の電圧
比較器(34)の出力は2U相の上アーム半導体スイッ
チ駆動回路(16)の人力に接続されている。Note that the output of the carrier signal generator (33) is also input to the V-phase and W-phase voltage comparators (35) and (36). (37) inverts the output signal of the U-phase voltage comparator (34), and inverts the U-phase lower arm single conductor switch drive circuit (1
5), and the output of the U-phase voltage comparator (34) is connected to the human power of the 2U-phase upper arm semiconductor switch drive circuit (16).
以上で説明した下アーム半導体スイッチ(2)、上アー
ム半導体スイッチ(5)、帰還ダイオードf9+ 、
(12i、下アーム半導体スイッチ駆動回路(15)
、上アーム半導体スイッチ駆動回路(16)、コンデン
サ(18)、ダイオード(19)、電圧指令発生部(3
0)、電圧比較器(34)、NOT回路(37)はU相
用のものであったが、■相用として、下アーム半導体ス
イッチ(3)、上アーム半導体スイッチ(6)、帰還ダ
イオード(lO)、(13)、下アーム半導体スイッチ
駆動回路(図示せず)、上アーム半導体スイッチ駆動回
路(図示せず)2コンデンサ(図示せず)、ダイオード
(図示せず)、電圧指令発生部〔31)、電圧比較器(
35)、NOT回路(38)があり、さらに、W相用と
して、下アーム半導体スイッチ(4)、上アーム半導体
スイッチ(7)、帰還ダイオード[11)、(14)
、下アーム半導体スイッチ駆動回路(図示せず)、上ア
ーム半導体スイッチ駆動回路(図示せず)、コンデンサ
(図示せず)、ダイオード(図示せず)、電圧指令発生
部(32)、電圧比較器(36)、NOT回路(39)
があり、それぞれU相用と同様に構成され同様に機能し
ている。The lower arm semiconductor switch (2), upper arm semiconductor switch (5), feedback diode f9+,
(12i, lower arm semiconductor switch drive circuit (15)
, upper arm semiconductor switch drive circuit (16), capacitor (18), diode (19), voltage command generator (3
0), voltage comparator (34), and NOT circuit (37) were for the U phase, but for the ■ phase, the lower arm semiconductor switch (3), the upper arm semiconductor switch (6), and the feedback diode ( lO), (13), lower arm semiconductor switch drive circuit (not shown), upper arm semiconductor switch drive circuit (not shown), 2 capacitors (not shown), diode (not shown), voltage command generator [ 31), voltage comparator (
35), NOT circuit (38), and for the W phase, a lower arm semiconductor switch (4), an upper arm semiconductor switch (7), and a feedback diode [11], (14).
, lower arm semiconductor switch drive circuit (not shown), upper arm semiconductor switch drive circuit (not shown), capacitor (not shown), diode (not shown), voltage command generator (32), voltage comparator (36), NOT circuit (39)
There are two types, each of which is constructed in the same way as the U-phase one and functions in the same way.
次に動作について第11図〜第14図により説明する。Next, the operation will be explained with reference to FIGS. 11 to 14.
第11図(lla)はU相、■相、およびW相の電圧指
令の波形とキャリア信号を示すもので、図において(1
1011はU相の電圧指令を示す波形、(11021ば
■相の電圧指令を示す波形、(11031はW相の電圧
指令を示す波形、(1104)はキャリア信号の波形を
示している。第11図titb+はU相の電圧比較器(
34)の出力波形を示すもので、第11図(lla)に
おいてU相の電圧指令の波形(ttot)がキャリア信
号の波形(l104)よりも大きいときに1″′、小さ
いときに0”であり、U相の電圧指令の電圧値が高いと
きはパルス幅が広(、低いときはパルス幅が狭いパルス
波形になっている。第11図(llclはV相の電圧比
較器(35)の出力波形を示すもので、U相における波
形第11図!1lblに対応する■相における波形を示
している。Figure 11 (lla) shows the voltage command waveforms and carrier signals of the U phase, ■ phase, and W phase.
1011 is a waveform indicating the voltage command of the U phase, (11021 is a waveform indicating the voltage command of the ■ phase, (11031 is a waveform indicating the voltage command of the W phase, and (1104) is the waveform of the carrier signal. Figure titb+ shows the U-phase voltage comparator (
34). In Fig. 11 (lla), when the U-phase voltage command waveform (ttot) is larger than the carrier signal waveform (l104), it is 1"', and when it is smaller, it is 0". When the voltage value of the U-phase voltage command is high, the pulse width is wide (and when it is low, the pulse width is narrow. This shows the output waveform, and shows the waveform in the ■ phase corresponding to the waveform in the U phase (Fig. 11!1lbl).
次に、直流電源[1)の出力電圧と、インバータ装置に
よりパルス幅変調された三相交流の出力電圧について説
明する。線間電圧実効値200■の一般の商用三相交流
を整流し、直流にすると5丁x200Vの直流が得られ
る。この直流をもとにしてインバータ装置によりパルス
幅変調された三相交流の出力は、相電圧、の最大値がE
「X 200/2 V = 5「x 1o o vの三
相交流になり、これを線間電圧になおすと線間電圧の最
大値が5丁×汀×100vとなる。この三相交流を正弦
波とした場合線間電圧実効値はF丁x t o o v
4173vになる。Next, the output voltage of the DC power supply [1] and the output voltage of three-phase AC pulse width modulated by the inverter device will be explained. If a general commercial three-phase alternating current with an effective line voltage value of 200 cm is rectified and converted to direct current, a direct current of 5 volts x 200 V can be obtained. The output of three-phase AC pulse width modulated by an inverter device based on this DC has a maximum value of phase voltage E
"X 200/2 V = 5" x 1 o o v becomes a three-phase alternating current, and when this is converted into line voltage, the maximum value of line voltage becomes 5 tung x tai x 100 v. This three-phase alternating current is sine In the case of a wave, the effective value of the line voltage is F x t o v
It becomes 4173v.
従って、このままでは200v用の三相誘導電動機を駆
動することはできない、そこで、電圧振幅を変えずに、
負荷の三相誘導電動機に供給される電力を大きくするた
め、正弦波ではな(、飽和正弦波の三相交流に変換する
ようにしている。Therefore, it is not possible to drive a 200V three-phase induction motor as it is, so without changing the voltage amplitude,
In order to increase the power supplied to the three-phase induction motor of the load, it is converted to three-phase alternating current (not a sine wave) but a saturated sine wave.
第11図においては、電圧指令の波形(1101)〜f
1103)は正弦波であり5キャリア信号[1104)
の振幅は電圧指令の波形(1101)〜(1103)の
振幅よりやや太き目であるが、第12図(12a)は第
1図において、電圧指令の波形(1101)〜fl10
3)の振幅をキャリア信号(11041の振幅より大き
くし、等価的に電圧指令の波形(1101)〜(110
3)を正弦波ではなく、正弦波の尖頭部が平坦に歪めら
れた飽和電圧波形とし、負荷の三相誘導電動機(8)に
供給される電力を大きくするようにした場合の電圧指令
の波形とキャリア信号の波形を示す図である。第12図
(12a)において、(1201)、(1202)、[
1203)は、それぞれ、U相、■相、およびW相の電
圧指令の波形、(1205)は電圧指令の波形(120
11〜(12031の振幅、(1206)はキャリア信
号の波形[1104)の振幅である。なお、電圧指令の
振幅(12051をQとし、キャリア信号の振幅(12
061をPとしたとき、Q/Pを電圧制御率と呼んでい
る。In FIG. 11, voltage command waveforms (1101) to f
1103) is a sine wave and a 5 carrier signal [1104]
The amplitude of the voltage command waveforms (1101) to (1103) is slightly thicker than that of the voltage command waveforms (1101) to (1103).
3) is made larger than the amplitude of the carrier signal (11041), and equivalently the voltage command waveforms (1101) to (110
3) is not a sine wave, but a saturation voltage waveform with the peak of the sine wave distorted flat, and the voltage command when the power supplied to the three-phase induction motor (8) of the load is increased. FIG. 3 is a diagram showing a waveform and a waveform of a carrier signal. In FIG. 12 (12a), (1201), (1202), [
1203) are the voltage command waveforms of the U phase, ■ phase, and W phase, respectively, and (1205) is the voltage command waveform (120
11 to (12031), (1206) is the amplitude of the carrier signal waveform [1104]. Note that the amplitude of the voltage command (12051 is Q, and the amplitude of the carrier signal (12051) is
When 061 is P, Q/P is called the voltage control rate.
第12図(12b) 〜(12dlは、第12図f12
al に示さt’t 6 N 圧指令の波形(12(I
ll、(12f]21、f1203)が対応する電圧指
令発生部(30)〜(32)より出力された場合におけ
る電圧比較器(34)〜(36)の出力波形をそれぞれ
示している。Figure 12 (12b) ~ (12dl is Figure 12 f12
The waveform of the t't 6 N pressure command (12 (I
The output waveforms of the voltage comparators (34) to (36) are shown when ll, (12f]21, f1203) are output from the corresponding voltage command generation units (30) to (32), respectively.
さて、第12図(12b)〜F12dl に示されるよ
うに電圧比較器(34)〜(36)の出力波形は対応す
る電圧指令の波形のピークの付近で、キャリア信号(1
101)の1周期を越えて”1”または−0−のまま変
化しない部分が生じている。Now, as shown in FIG. 12 (12b) to F12dl, the output waveforms of the voltage comparators (34) to (36) are near the peak of the waveform of the corresponding voltage command, and the carrier signal (1
101), there is a portion that remains unchanged at "1" or -0- for more than one cycle.
第10図において、U相の上アーム半導体スイ・ンチ駆
動回路(16)はコンデンサ(18)を電源として動作
しており、このコンデンサ(18)は、U相の下アーム
半導体スイッチ(2)がオンしているときに充電される
ように構成されているので、第12図の(lZbl に
示される′1″の状態が長く続くとき、U相の下アーム
半導体スイッチ(2)はオフのままになり、この間、コ
ンデンサ(18)は充電されることなくし相の上アーム
半導体スイッチ(5)を動作させろために放電を続け、
コンデンサ(18)の両端の電圧は低下する。In FIG. 10, the U-phase upper arm semiconductor switch drive circuit (16) operates using a capacitor (18) as a power source, and this capacitor (18) is connected to the U-phase lower arm semiconductor switch (2). Since it is configured to be charged when it is on, when the state '1'' shown in (lZbl) in Fig. 12 continues for a long time, the U-phase lower arm semiconductor switch (2) remains off. During this period, the capacitor (18) is not charged and continues to discharge in order to operate the phase upper arm semiconductor switch (5).
The voltage across the capacitor (18) drops.
第13図は、U相のコンデンサ(18)が充電される様
子を示すため、第1O図の一部を拡大した図であり、図
において点線で示される径路でU相のコンデンサ(18
)が充電される。FIG. 13 is an enlarged view of a part of FIG. 1O to show how the U-phase capacitor (18) is charged.
) is charged.
第14図(1’4a)は第11図(ttb+ に示され
る波形と、この波形が電圧比較器(34)から出力され
たときのコンデンサ(18)の両端の電圧(1401)
を対比して示した図であり、第14図(14b)は第1
2図(12b)に示される波形と、この波形が電圧比較
器(34)から出力されたときのコンデンサ(18)の
両端の電圧f1403)とを対比して示した図である。Figure 14 (1'4a) shows the waveform shown in Figure 11 (ttb+) and the voltage (1401) across the capacitor (18) when this waveform is output from the voltage comparator (34).
FIG. 14 (14b) is a diagram showing the first
FIG. 2 is a diagram showing a comparison between the waveform shown in FIG. 2 (12b) and the voltage f1403) across the capacitor (18) when this waveform is output from the voltage comparator (34).
第14図の (14b)において、(14(14)はコ
ンデンサ(18)の両端の電圧(14031の最小値を
示し、この値は第14図の(t4a)におけるコンデン
サ(18)の両端の電圧(1401)の最小値(140
2)よりも小さい値になっている。In (14b) of Figure 14, (14 (14) indicates the minimum value of the voltage (14031) across the capacitor (18), and this value is the voltage across the capacitor (18) at (t4a) in Figure 14. (1401) minimum value (140
2) is a smaller value.
コンデンサ(18)の両端の電圧が低下するとU相の上
アーム半導体スイッチ駆動回路(16)がU相の上アー
ム半導体スイッチ(5)を十分に駆動できなくなるため
U相の上アーム半導体スイッチ(5)が誤動作するばか
りでな(、U相の上アーム半導体スイッチ(5)の破壊
を招くことになる。When the voltage across the capacitor (18) decreases, the U-phase upper arm semiconductor switch drive circuit (16) cannot sufficiently drive the U-phase upper arm semiconductor switch (5). ) will not only malfunction, but will also result in destruction of the U-phase upper arm semiconductor switch (5).
コンデンサ(18)の両端の電圧の低下を防ぐために、
従来においてはコンデンサ(18)の静電容量を非常に
大きくしていたが、大形になるとともに高価なものとな
っていた。なお、コンデンサ(18)およびU相の下ア
ーム半導体スイッチ(2)はU相用のものであるが、■
相のコンデンサ(図示せず)、■相の下アーム半導体ス
イッチ(3)、およびW相のコンデンサ(図示せず)、
W相の下アーム半導体スイッチ(4)についても同様で
ある。To prevent voltage drop across the capacitor (18),
Conventionally, the capacitance of the capacitor (18) has been made very large, but it has become large and expensive. Note that the capacitor (18) and the U-phase lower arm semiconductor switch (2) are for the U-phase;
phase capacitor (not shown), ■ phase lower arm semiconductor switch (3), and W phase capacitor (not shown),
The same applies to the W-phase lower arm semiconductor switch (4).
[発明が解決しようとする課題]
従来のパルス幅変調により直流を交流に変換するインバ
ータ装置は以上のように構成されているので、例えば、
電圧制御率を1より大きくした場合において、下アーム
半導体スイッチがオフしている期間が長くなると、上ア
ーム半導体スイッチ駆動回路の電源として機能している
コンデンサの両端の電圧が低下するので、上述のコンデ
ンサの静電容量な大きくし、電圧の低下を防止している
が、コンデンサが大形化し、高価になるという問照点が
あった。[Problems to be Solved by the Invention] Since the conventional inverter device that converts direct current to alternating current by pulse width modulation is configured as described above, for example,
When the voltage control rate is made larger than 1, if the period during which the lower arm semiconductor switch is off becomes longer, the voltage across the capacitor that functions as the power supply for the upper arm semiconductor switch drive circuit will decrease, so the above-mentioned The capacitance of the capacitor has been increased to prevent voltage drop, but the problem has been that the capacitor becomes larger and more expensive.
この発明は上記のような課題を解決するだになされたも
ので、電圧制御率を1より大きくした場合においても、
上アーム半導体スイッチ駆動回路(14)の電源として
機能するコンデンサの両端の電圧が低下しないインバー
タ装置を得ることを目的とする。This invention was made to solve the above-mentioned problems, and even when the voltage control rate is made larger than 1,
An object of the present invention is to obtain an inverter device in which the voltage across a capacitor functioning as a power source for an upper arm semiconductor switch drive circuit (14) does not drop.
[課題を解決するための手段]
この発明に8けるインバータ装置は、上アームスイッチ
と下アームスイッチが直列に接続されたスイッチ直列体
を複数有し、それぞれのスイッチ直列体の上記上アーム
スイッチと下アームスイッチは、それぞれのスイッチ直
列体毎に与えられるスイッチ制御信号に基づき相補的に
オンオフし、複数のスイッチ直列体のそれぞれの上アー
ムスイッチと下アームスイッチの接続点からパルス幅変
調された交流出力が取り出されるスイッチ回路、複数の
スイッチ直列体のうちのいずれかのスイッチ直列体の、
上アームスイッチおよび下アームスイッチとしての、第
1および第2スイツヂをスイッチ制御信号に基づき、そ
れぞれ駆動する上アームスイッチ駆動部および下アーム
スイッチ駆動部、
第2スイッチがオン時に充電され、上アームスイッチ駆
動部の電源として動作するコンデンサ、第1スイッチと
第2スイッチの接続点から取り比される交流出力と同じ
周波数の電圧指令と電圧指令以上の高い周波数を有する
キャリア信号との大小を比較する電圧比較手段、
電圧比較手段の出力に基づきキャリア信号が電圧指令よ
り大きい時は第2スイッチをオンにさせ、小さい時はオ
フにさせる信号をスイッチ制御信号として出力するとと
もに、スイッチ制御信号により第2スイッチが所定時間
以上継続してオフになるときは第2スイッチを一時オン
にさせるようにスイッチ制御信号を補正するスイッチ動
作補正手段、を備えるようにしたものである。[Means for Solving the Problems] An inverter device according to an eighth aspect of the present invention has a plurality of switch series bodies in which an upper arm switch and a lower arm switch are connected in series, and the upper arm switch and the above-mentioned upper arm switch of each switch series body are connected in series. The lower arm switch is turned on and off in a complementary manner based on the switch control signal given to each series switch, and pulse width modulated alternating current is generated from the connection point of each upper arm switch and lower arm switch of the multiple switch series. The switch circuit from which the output is taken out, one of the switch series bodies among the plurality of switch series bodies,
An upper arm switch drive section and a lower arm switch drive section drive the first and second switches as the upper arm switch and the lower arm switch, respectively, based on the switch control signal.When the second switch is on, it is charged and the upper arm switch A voltage that compares the magnitude of a voltage command with the same frequency as the AC output taken from the connection point between the capacitor, the first switch, and the second switch, which operates as a power source for the drive unit, and a carrier signal with a higher frequency than the voltage command. Comparing means, based on the output of the voltage comparing means, outputs a signal that turns on the second switch when the carrier signal is larger than the voltage command and turns it off when it is smaller than the voltage command as a switch control signal; The switch operation correction means corrects the switch control signal so that the second switch is temporarily turned on when the second switch remains off for a predetermined period of time or more.
また、上アームスイッチと下アームスイッチが直列に接
続されたスイッチ直狗体をFj数有し、それぞれのスイ
ッチ直列体の上アームスイッチと下アームスイッチは、
それぞれのスイッチ直列体毎に与えられるスイッチ制御
信号に基づき相補的にオンオフし、複数のスイッチ直列
体のそれぞれの上アームスイッチと下アームスイッチの
接続点からパルス幅変調された交流出力が取り出される
スイッチ回路、
複数のスイッチ直列体のうちのいずれかのスイッチ直列
体の、上アームスイッチおよび下アームスイッチとして
の、第1および第2スイッチをスイッチ制御信号に基づ
き、それぞれ駆動する上アームスイッチ駆動部および下
アームスイッチ駆動部、
第2スイッチがオン時に充電され、上アームスイッチ駆
動部の電源として動作するコンデンサ、第1スイッチと
第2スイッチの接続点から取り出される交流出力と同じ
周波数の電圧指令と電圧指令以上の高い周波数を有する
キャリア信号との大小を比較し、キャリア信号が電圧指
令より大きい時は第2スイッチをオンにさせ、小さい時
はオフにさせる信号をスイッチ制御信号として、第2ス
イッチを駆動する下アームスイッチ駆動部に出力する電
圧比較手段、
キャリア信号の振幅より小さい所定値に比べ電圧指令が
大きい部分があれば、この大きい部分を所定値に制限し
、電圧指令を飽和波形とする電圧指令制限手段、
を備えるようにしたものである。In addition, the upper arm switch and the lower arm switch have Fj number of switch bodies in which the upper arm switch and the lower arm switch are connected in series, and the upper arm switch and lower arm switch of each switch series body are as follows:
A switch that is turned on and off in a complementary manner based on a switch control signal given to each switch series, and a pulse width modulated AC output is taken out from the connection point of each upper arm switch and lower arm switch of a plurality of switch series. An upper arm switch drive unit that drives a first switch and a second switch as an upper arm switch and a lower arm switch of any one of the plurality of switch series bodies based on a switch control signal; Lower arm switch drive unit, a capacitor that is charged when the second switch is on and operates as a power source for the upper arm switch drive unit, a voltage command and voltage with the same frequency as the AC output taken out from the connection point of the first and second switches. The signal is compared in magnitude with a carrier signal having a higher frequency than the voltage command, and when the carrier signal is higher than the voltage command, the second switch is turned on, and when it is smaller than the voltage command, the second switch is turned off. Voltage comparison means outputs to the driving lower arm switch drive section; if there is a portion where the voltage command is larger than a predetermined value smaller than the amplitude of the carrier signal, this large portion is limited to a predetermined value and the voltage command is made into a saturated waveform. The voltage command limiting means is provided.
[作用]
上述の構成のインバータ装置においては、スイッチ動作
補正手段により、電圧比較手段の出力に基づきキャリア
信号が電圧指令より大きい時は下アームスイッチをオン
にさせ、小さい時はオフにさせる信号をスイッチ制御信
号として8カするとともに、スイッチ制御信号により下
アームスイッチが所定時間以上継続してオフになるとき
は下アームスイッチを一時オンにさせるようにスイッチ
制御信号が補正され、下アームスイッチがオンした時に
充電され、上アームスイッチ駆動部の電源として動作す
るコンデンサの端子間電圧の低下が防止される。[Function] In the inverter device configured as described above, the switch operation correction means generates a signal that turns on the lower arm switch when the carrier signal is larger than the voltage command and turns it off when the carrier signal is smaller than the voltage command based on the output of the voltage comparison means. 8 as a switch control signal, and when the lower arm switch is turned off for more than a predetermined period of time due to the switch control signal, the switch control signal is corrected so that the lower arm switch is temporarily turned on, and the lower arm switch is turned on. This prevents the voltage between the terminals of the capacitor, which operates as a power source for the upper arm switch drive section, from dropping.
また、電圧比較手段により、下アームスイッチと上アー
ムスイッチの接続点から取り出される交流出力と同じ周
波数の電圧指令と、この電圧指令以上の高い周波数を有
するキャリア信号との大小を比較し、キャリア信号が電
圧指令より大きい時は下アームスイッチをオンにさせ、
小さい時はオフにさせる信号がスイッチ制御信号として
下アームスイッチ駆動部に出力されるとともに、電圧指
令制限手段により、上述の電圧指令はキャリア信号の振
幅より小さい所定値に比べ電圧指令が大きい部分がない
飽和波形にされ、下アームスイッチはキャリア信号の周
期でオンされ、下アームスイッチがオンした時に充電さ
れ上アームスイッチ駆動部の電源として動作するコンデ
ンサの端子間電圧の低下が防止される。In addition, the voltage comparison means compares the magnitude of a voltage command having the same frequency as the AC output taken out from the connection point of the lower arm switch and the upper arm switch with a carrier signal having a higher frequency than this voltage command, and then outputs the carrier signal. When is greater than the voltage command, turn on the lower arm switch,
When the voltage is small, a signal to turn it off is output as a switch control signal to the lower arm switch drive section, and the voltage command limiter controls the voltage command so that the part where the voltage command is large compared to a predetermined value smaller than the amplitude of the carrier signal is The lower arm switch is turned on at the cycle of the carrier signal, and a drop in the voltage between the terminals of a capacitor that is charged when the lower arm switch is turned on and operates as a power source for the upper arm switch driving section is prevented.
[発明の実施例]
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第1
図はこの発明の一実施例によるインバータ装置のブロッ
ク図である。図において、(40)はU相の電圧比較器
(34)の出力とU相のN07回路(37)およびU相
の上アーム半導体スイ・ソチ駆動回路(16)の入力の
間に挿入されたし相のスイ・ソチ動作補正手段1例えば
、U相のスイ・ソチ動作補正部である。[Embodiment of the Invention] Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. 1st
The figure is a block diagram of an inverter device according to an embodiment of the present invention. In the figure, (40) is inserted between the output of the U-phase voltage comparator (34) and the input of the U-phase N07 circuit (37) and the U-phase upper arm semiconductor switch-over circuit (16). The unit 1 for correcting the change-in-phase operation is, for example, a U-phase change-in operation correction unit.
第2図は、U相のスイッチ動作補正部(40)の詳細を
示すブロック図である。図において、(40alはU相
の電圧比較器(34)の出力を入力とし入力が1′″の
ときにカウントし、所定期間カウントすると圧力信号を
発生するカウンタ、(40blはこのカウンタが発生し
た出力信号をトリガとして所定のパルス幅信号を出力す
るワンショットパルス発生部、(40c)はワンショッ
トパルス発生部(40b)からワンショットパルスが出
力されている聞出力を′0′″にし、通常はU相の電圧
比較器 (34)を出力する切換回路である。FIG. 2 is a block diagram showing details of the U-phase switch operation correction section (40). In the figure, (40al is a counter that inputs the output of the U-phase voltage comparator (34), counts when the input is 1'', and generates a pressure signal after counting for a predetermined period, and (40bl is a counter that generates a pressure signal. The one-shot pulse generator (40c) which outputs a predetermined pulse width signal using the output signal as a trigger sets its output to ``0'' while the one-shot pulse is being output from the one-shot pulse generator (40b), and normally outputs a predetermined pulse width signal. is a switching circuit that outputs the U-phase voltage comparator (34).
次に、第3図によりU相のスイッチ動作補正部(40)
の動作について詳細に説明する。カウンタ(4(Ia)
は入力が一0″′のとぎリセットされ、入力が′l″の
ときカウントする。Next, according to FIG. 3, the U-phase switch operation correction section (40)
The operation will be explained in detail. Counter (4 (Ia)
is reset when the input is 10'' and counts when the input is 'l''.
第3図の(3a)はカウンタ(40alの入力信号であ
り、(3b)はカウンタ(40a)のカウンタの状態を
示している。カウンタ(40alの内容が最大値(3b
l)になったとき(3C)に示されるように、カウンタ
(40a)は、パルスを8力し、同時にカウンタ(40
a)の内容が0にリセットされる。(3a) in FIG. 3 is the input signal of the counter (40al), and (3b) shows the state of the counter (40a).The content of the counter (40al) is the maximum value (3b
1), the counter (40a) outputs 8 pulses and at the same time the counter (40a) outputs 8 pulses as shown in (3C).
The contents of a) are reset to 0.
さらに、カウンタ(40a)の入力信号が−1−の状態
が続(ときは、同様の動作を繰返す。Furthermore, if the input signal of the counter (40a) continues to be at -1-, the same operation is repeated.
ワンシーl−/トバルス発生部f40b)は、カウンタ
(40a)が出力した上述のパルスをトリガとして、(
3d)に示されるように所定のパルス幅を有するパルス
を発生する。切換回路(40clはワンショットパルス
発生部(40blからパルスが出力されている間“0”
を出力し、U相の下アームスイッチ駆動部、例えば、U
相の下アーム半導体スイッチ駆動回路(15)の入力を
′1″′にし、U相の下アーム半導体スイッチ(2)を
オンにし、U相のコンデンサ(18)を充電する。U相
のコンデンサ(18)はIJ相の下アーム半導体スイッ
チ(2)がオフの間U相の上アームスイッチ駆動部(1
6)の電源として動作し、時間の経過とともに端子電圧
は低下する。(3e)はU相のコンデンサ(18)の端
子間電圧の変化を示す図であり、(3allはU相のコ
ンデンサ(18)の端子間電圧、(3e2)は(3d)
に示されるパルスが与えられない場合のU相のコンデン
サ(18)の端子間電圧の低下分を示し、(3e3)は
(3d)に示されるパルスが与えられた場合のU相のコ
ンデンサr18)の端子間電工の低下分を示している。The one-sea l-/tbal pulse generator f40b) is triggered by the above-mentioned pulse outputted by the counter (40a), and generates (
A pulse having a predetermined pulse width is generated as shown in 3d). The switching circuit (40cl is a one-shot pulse generator (40bl) is “0” while the pulse is being output)
The U-phase lower arm switch drive unit, for example, U
The input of the phase lower arm semiconductor switch drive circuit (15) is set to '1''', the U phase lower arm semiconductor switch (2) is turned on, and the U phase capacitor (18) is charged.The U phase capacitor ( 18) is the U-phase upper arm switch drive unit (1) while the IJ phase lower arm semiconductor switch (2) is off.
6), and the terminal voltage decreases over time. (3e) is a diagram showing the change in the voltage between the terminals of the U-phase capacitor (18), (3all is the voltage between the terminals of the U-phase capacitor (18), and (3e2) is a diagram showing the change in the voltage between the terminals of the U-phase capacitor (18).
(3e3) shows the drop in voltage between the terminals of the U-phase capacitor (18) when the pulse shown in (3d) is not applied, and (3e3) shows the voltage drop between the terminals of the U-phase capacitor (18) when the pulse shown in (3d) is applied. It shows the decrease in electrical work between terminals.
(3e)に示されるようにU相のスイッチ動作補正部(
40)により、U相のコンデンサ(18)の端子間電圧
の低下が減少する。As shown in (3e), the U-phase switch operation correction section (
40) reduces the drop in voltage between the terminals of the U-phase capacitor (18).
■相、およびW相についてもそれぞれ■相のスイッチ動
作補正部(41)、およびW相のスイッチ動作補正部(
42)がU相についてと同様に設けらn、同様に動作し
でいる。Regarding the ■ phase and the W phase, the ■ phase switch operation correction section (41) and the W phase switch operation correction section (
42) is provided in the same manner as for the U phase, and operates in the same manner.
なお、U相のスイッチ動作補正部(40)、 V相のス
イッチ動作補正部(41)、およびW相のスイッチ動作
補正部(42)が設けられている他は、第1図は従来例
を示す第1O図と同じである。Note that FIG. 1 is the same as the conventional example except that a U-phase switch operation correction section (40), a V-phase switch operation correction section (41), and a W-phase switch operation correction section (42) are provided. It is the same as FIG. 1O shown in FIG.
次に、この発明の他の一実施例について、第4図〜第7
図により説明する。第4図はインバータ装置全体のブロ
ック図であり、図において、(60)はU相の電圧指令
発生部(30)から出力されたU相の電圧指令とキャリ
ア信号発生部(33)から出力されるキャリア信号の振
幅を示す電圧(401)が入力され、上述のし相の電圧
指令の電圧と、上述のキャリア信号の振幅を示す電圧[
4011とを比較し、上述のU相の電圧指令の方が大き
い時間が、あらかじめ設定された一定時間を越える毎に
、所定時間′″1″1″ルベルするU相の飽和パルス発
生部であり、(50)はU相の飽和パルス発生部(60
)から″1′″レベルが出力されたとき、出力を′″0
”にし、通常は、電圧比較器(34)の出力信号を出力
するように切換えるU相の切換部である。なお、U相の
飽和パルス発生部(60)とU相の切換部(50)によ
りU相のスイッチ動作補正部(90)が構成される。Next, regarding another embodiment of the present invention, FIGS.
This will be explained using figures. FIG. 4 is a block diagram of the entire inverter device. In the figure, (60) indicates the U-phase voltage command output from the U-phase voltage command generator (30) and the carrier signal generator (33). A voltage (401) indicating the amplitude of the carrier signal is input, and the voltage of the above-mentioned phase voltage command and the voltage [401] indicating the amplitude of the above-mentioned carrier signal are input.
4011, the above-mentioned U-phase voltage command is larger because it is a U-phase saturation pulse generator that generates a predetermined period of ``1''1'' every time a preset certain period of time is exceeded. , (50) is the U-phase saturation pulse generator (60
), when a level of ``1'' is output, the output is set to ``0''.
” and is normally a U-phase switching unit that switches to output the output signal of the voltage comparator (34). Note that the U-phase saturation pulse generation unit (60) and the U-phase switching unit (50) A U-phase switch operation correction section (90) is configured.
第5図は第4図の動作を示す図であり、第5図において
、(5a)はU相の電圧指令(1501)、■相の電圧
指令(1502)、W相の電圧指令、およびキャリア信
号(11041を示し、 (sb)ばU相の電圧比較器
(34)の出力波形、(5c)はU相の電圧指令の電圧
が、キャリア信号[11041の振幅より大きいとき−
1−になる信号を示し、(5d)は(5C)の信号があ
らかじめ設定された一定時間f5dl)を越える毎に所
定時間″1″ルベルを出力するし相の飽和パルス発生部
(60)の出力波形、[Se)ばU相の切換部(50)
の出力波形を示している。FIG. 5 is a diagram showing the operation of FIG. 4, and in FIG. The signal (11041) is shown, (sb) is the output waveform of the U-phase voltage comparator (34), and (5c) is the output waveform of the U-phase voltage command when the voltage of the U-phase voltage command is larger than the amplitude of the carrier signal [11041-
(5d) outputs a signal of "1" for a predetermined time every time the signal of (5C) exceeds a preset fixed time f5dl). Output waveform, [Se) U phase switching section (50)
The output waveform of is shown.
第6図の(6a)は、U相のコンデンサ(18)の端子
間電圧とU相の電圧比較器(34)の出力波形を対比し
て示した図であり、(6aO)はU相の電圧比較器(3
4)の出力波形、[6al)はU相のコンデンサ(18
)の端子間電圧、(6a21はU相のコンデンサ(18
)の端子間電圧の低下分を示している。(6a) of FIG. 6 is a diagram comparing the voltage between the terminals of the U-phase capacitor (18) and the output waveform of the U-phase voltage comparator (34), and (6aO) is a diagram showing a comparison between the voltage between the terminals of the U-phase capacitor (18) and the output waveform of the U-phase voltage comparator (34). Voltage comparator (3
4) output waveform, [6al] is the U-phase capacitor (18
), (6a21 is the U-phase capacitor (18
) shows the decrease in the voltage between the terminals.
また、第6図の(6b)は第4図におけるU相のコンデ
ンサ(18)の端子電圧とU相の切換部(50)の出力
波形を対比して示した図であり、(6bO)はU相の切
換部(50)の出力波形、f6bllばU相のコンデン
サ(18)の端子間電圧、[6b2)ばU相のコンデン
サ(18)の端子間電圧の低下分を示している。第6図
に示されるようにし第4図に示されるインバータ装置に
おいては、U相のコンデンサ(【8)の端子間電圧の低
下は減少している。In addition, (6b) in FIG. 6 is a diagram comparing the terminal voltage of the U-phase capacitor (18) and the output waveform of the U-phase switching unit (50) in FIG. 4, and (6bO) is The output waveform of the U-phase switching unit (50), f6bll indicates the voltage between the terminals of the U-phase capacitor (18), and [6b2] indicates the drop in the voltage between the terminals of the U-phase capacitor (18). In the inverter device shown in FIG. 6 and shown in FIG. 4, the drop in voltage between the terminals of the U-phase capacitor ([8)] is reduced.
第7図は、第5図における(5C)の波形において′l
”の状態が長く続いたときのU相の飽和パルス発生部(
60)の出力波形を示し、第7図の(7c)はU相の電
圧指令部(30)の出力電圧がキャリア信号(1104
)の振幅より大きいとき一″1”になる信号、(7d)
ばU相の飽和パルス発生部(60)の出力波形を示して
いる。Figure 7 shows the waveform of (5C) in Figure 5.
” saturation pulse generation part of U phase when the state continues for a long time (
60), and (7c) in FIG. 7 shows that the output voltage of the U-phase voltage command unit (30) is the carrier signal (1104).
) signal that becomes 1" when the amplitude is larger than that of (7d)
For example, the output waveform of the U-phase saturation pulse generator (60) is shown.
第4図に示されるインバータ装置に関して、U相につい
ては以上に説明したが、■相、W相についてもU相と同
様である。第4図において、(51)はV相の切換部、
(52)はW相の切換部、(61)ば■相の飽和パルス
発生部、(62)はW相の飽和パルス発生部であり、そ
れぞれ、U相に置おける場合と同様に接続され、■相に
おける場合と同様に動作している。なお、■相の飽和パ
ルス発生部(61)と■相の切換部(51)により■相
のスイッチ動作補正部(91)が構成され、W相の飽和
パルス発生部(62)とW相の切換部(52)によりW
相のスイッチ動作補正部(92)が構成されている。Regarding the inverter device shown in FIG. 4, the U phase has been described above, but the ■ phase and W phase are also similar to the U phase. In FIG. 4, (51) is a V-phase switching section;
(52) is a W-phase switching unit, (61) is a phase saturation pulse generation unit, and (62) is a W-phase saturation pulse generation unit, which are connected in the same way as in the U-phase. ■It operates in the same way as in the phase. Note that the ■ phase switch operation correction section (91) is configured by the ■ phase saturation pulse generation section (61) and the ■ phase switching section (51), and the W phase saturation pulse generation section (62) and the W phase switching section (51) W by the switching part (52)
A phase switch operation correction section (92) is configured.
また、第1図、および第4図に示されるインバータ装置
において、下アーム半導体スイッチ(2)〜(4)につ
いてのみオフする時間が所定時間を越える毎に所定時間
オンさせるものとして説明したが、負荷に流れる電流が
正負非対称になるのを低減したいときは、上アーム半導
体スイッチ(5)〜(7)についてもオフする時間が所
定時間を越える毎に強制的に所定時間オンさせるように
してもよい。Furthermore, in the inverter devices shown in FIGS. 1 and 4, the explanation has been made assuming that only the lower arm semiconductor switches (2) to (4) are turned on for a predetermined time every time the off time exceeds a predetermined time. If you want to reduce the positive/negative asymmetry of the current flowing through the load, you can forcibly turn on the upper arm semiconductor switches (5) to (7) for a predetermined time every time the off time exceeds a predetermined time. good.
次に、この発明に他の一実施例として、第8区に示され
るインバータ装置について説明する。図において、(7
0)はU相の電圧指令発生部(30)の出力波形のうち
2キャリア信号発生部(33)から出力されるキャリア
信号の最大値より小さめに設定された電圧上限値より大
きい部分を、上述の電圧上限値に制限するとともに、上
述のキャリア信号の最小値より大きめに設定された電圧
下限値より小さい部分を、上述の電圧下限値に制限する
し相の電圧指令制限手段、例えば、U相の電圧指令制限
部である。Next, as another embodiment of the present invention, an inverter device shown in Section 8 will be described. In the figure, (7
0) is the part of the output waveform of the U-phase voltage command generation section (30) that is larger than the voltage upper limit value, which is set to be smaller than the maximum value of the carrier signal output from the two-carrier signal generation section (33), as described above. The voltage command limiting means for the second phase, for example, the U-phase This is the voltage command limiter.
第9図は、第8図に示されるインバ〜り装置の動作を示
すための図であり、図において、(9a)はキャリア信
号[1104)、f1901)はU相の電圧指令発生部
(30)の出力波形、(1902)は■相の電圧発生部
(31)の8力波形、f1903)はW相の電圧指令発
生部(32)(7)出力波形、(901)は電圧上限値
、f902+ ハ電圧下限値を示している。(9b)は
電圧比較器(34)の出力波形を示し、(9c)におい
て、(9cl)はU相のコンデンサ(18)の端子間電
圧、(9cLlばU相のコンデンサ (18)の端子間
電圧の低下分、C9C3)は第8図においてU相の電圧
指令制限部 (7o)を用いない場合、すなわち従来例
の第111図の回路を用いた場合のU相のコンデンサ(
18)の端子間の低下分を示している。(9c)に示さ
れるように従来例に比べ、U相のコンデンサ(18)の
端子間電圧の低下分は大幅に減少している。FIG. 9 is a diagram showing the operation of the inverter shown in FIG. 8. In the figure, (9a) is the carrier signal [1104], ), (1902) is the 8-power waveform of the ■ phase voltage generator (31), f1903) is the W phase voltage command generator (32) (7) output waveform, (901) is the voltage upper limit value, f902+ indicates the voltage lower limit value. (9b) shows the output waveform of the voltage comparator (34), in (9c), (9cl) is the voltage between the terminals of the U-phase capacitor (18), (9cLl is the voltage between the terminals of the U-phase capacitor (18) The voltage drop (C9C3) in Figure 8 is the U-phase capacitor (
18) shows the drop between the terminals. As shown in (9c), compared to the conventional example, the drop in voltage between the terminals of the U-phase capacitor (18) is significantly reduced.
なお、U相のコンデンサ(18)の端子間電圧の低下を
防止しているのは、U相の電圧指令発生部(30)の出
力波形のうち電圧−上限値(9011より大きい部分を
電圧上限値(901)に制限したことにょるものであり
、電圧下限値(902)より小さい部分を電圧下限値(
902)に制限したことによるものではないので、電圧
下限値(9021による制限を行なわな(でもよい。Note that what prevents the voltage between the terminals of the U-phase capacitor (18) from decreasing is that the part of the output waveform of the U-phase voltage command generator (30) that is greater than the voltage minus upper limit value (9011) is set to the voltage upper limit value. This is because the voltage is limited to the lower limit value (901), and the portion smaller than the lower voltage limit value (902) is set to the lower voltage limit value (902).
902), the voltage lower limit value (9021) may not be used.
また、第8図、第9図についての上述の説明はU相につ
いてのみであるが、第8図に示されるように■相、W相
についても、それぞれ■相の電圧指令制限部(71)、
W相の電圧指令制限部(72)があり、U相の電圧指令
制限部(70)と同様の機能を有し、同様に動作してい
る。Further, although the above explanation regarding FIGS. 8 and 9 is only about the U phase, as shown in FIG. 8, the voltage command limiting section (71) of the ,
There is a W-phase voltage command restriction section (72), which has the same function as the U-phase voltage command restriction section (70) and operates in the same manner.
さらに、第1図、第4図、および第8図に示される下ア
ーム半導体スイッチ(2) 、 (3) 、 (4
)上アーム半導体スイッチ(5) 、 (61、n)は
、■GBT、バーワMO5FETを含むいずれのスイッ
チ素子であってもよい。Furthermore, the lower arm semiconductor switches (2), (3), (4) shown in FIGS. 1, 4, and 8
) The upper arm semiconductor switches (5) and (61, n) may be any switch element including a GBT or a barwa MO5FET.
また、第1図、第4図、および第8図に示される直流電
源(17)はU相、■相、およびW相の共用電源になっ
ているが、それぞれ別個に設けてもよい。Further, although the DC power supply (17) shown in FIGS. 1, 4, and 8 is a common power supply for U-phase, ■-phase, and W-phase, it may be provided separately.
さらに、第1図、第4図、および第8図に示されるキャ
リア信号発生部(33)から出力されるキャリア信号(
1104)は第5図(5a)および、第9図(9a)に
おいては、三角波の交流波形で図示されているが、据歯
状の交流波形であってもよい。Furthermore, the carrier signal (
1104) is illustrated as a triangular AC waveform in FIG. 5 (5a) and FIG. 9 (9a), but it may be a fixed-tooth AC waveform.
また、第1図、第4図、および第8図に示されるインバ
ータ装置における回路ブロックとしてのU相、■相、お
よびW相の電圧指令発生部(3o)、+31)、 (3
2)、 U相、■相、およびW相の電圧比較器(34)
、 +351 、 (36)、U相、■相、およびW
相ノスイッチ動作補正部(40)、(41)、 (42
)、(90)、 (911,(92)、U相、■相、お
よびW相の電圧指令制限部(70)。In addition, voltage command generation units (3o), +31), (3
2), U-phase, ■-phase, and W-phase voltage comparators (34)
, +351, (36), U phase, ■ phase, and W
Phase switch operation correction section (40), (41), (42
), (90), (911, (92), U-phase, ■-phase, and W-phase voltage command limiter (70).
(711,(72)、およびキャ’J 7信号発生部(
33)は、CPUとメモリとによりソフトウェア上に構
成したものであってもよい。(711, (72), and Kya'J7 signal generator (
33) may be configured on software using a CPU and memory.
さらに、第1図、第4図、および第8図に示されるイン
バータ装置は三相交流におけるインバータ装置であるが
、単相交流のインバータ装置であってもよい。なお、単
相交流のインバータ装置は、三相交流のインバータ装置
において、W相に関する回路をとり除き、U相の電圧指
令発生部(3o)を単相の電圧指令発生部とし、■相の
電圧指令発生部(31)は上述の単相の電圧指令発生部
の発生する電圧指令と180°位相の異る電圧指令を発
生するようにしたものである。Furthermore, although the inverter devices shown in FIGS. 1, 4, and 8 are three-phase AC inverters, they may be single-phase AC inverters. In addition, in a single-phase AC inverter device, in a three-phase AC inverter device, the circuit related to the W phase is removed, the U-phase voltage command generation section (3o) is replaced with a single-phase voltage command generation section, and the voltage of the ■ phase is changed. The command generating section (31) is configured to generate a voltage command having a phase difference of 180 degrees from the voltage command generated by the above-mentioned single-phase voltage command generating section.
〔発明の効果]
以上のように、上アームスイッチと下アームスイッチが
直列に接続されたスイッチ直列体を複数有し、上アーム
スイッチと下アームスイッチはそれぞれのスイッチ直列
体について、相補的に所定のタイミングでオンオフする
とともに、複数のスイッチ直列体のそれぞれの上アーム
スイッチと下アームスイッチの接続点がらパルス幅変調
された交流出力が取り出されるスイッチ回路における下
アームスイッチが、少くとも所定時間間隔でオンオフす
るようにすることにより、下アームスイッチがオンした
時に充電され、下アームスイッチと直列に接続された上
アームスイッチを駆動する上アームスイッチ駆動部の電
源として動作するコンデンサの端子間電圧の低下が防止
されるようにしたので、上述のコンデンサの容量は小さ
いものを4゜
用いても正常に動作するインバータ装置が得られる効果
がある。[Effect of the invention] As described above, there is a plurality of switch series bodies in which the upper arm switch and the lower arm switch are connected in series, and the upper arm switch and the lower arm switch are complementary to each other in a predetermined manner. The lower arm switch in the switch circuit, which turns on and off at the timing of By turning on and off, the voltage between the terminals of the capacitor, which is charged when the lower arm switch is turned on and operates as a power source for the upper arm switch driving section that drives the upper arm switch connected in series with the lower arm switch, is reduced. Since this is prevented, it is possible to obtain an inverter device that operates normally even if the above-mentioned capacitor has a small capacitance of 4°.
第1図はこの発明の一実施例を示すインバータ装置のブ
ロック図、第2図は、第1図において、U相のスイッチ
動作補正部の詳細を示すブロック図、第3図は第1図に
示されるインバータ装置の動作説明図、第4図はこの発
明の他の一実施例を示すインバータ装置のブロック図、
第5図〜第7図は第4図に示されるインバータ装置の動
作説明図、第8図はこの発明のさらに別の一実施例を示
すインバータ装置のブロック図、第9図は第8図に示さ
れるインバータ装置の動作説明図である。
第1O図は従来のインバータ装置のブロック図、第11
図〜第12図は第1O図に示されるインバータ装置の動
作説明図、第13図は、第1θ図において、U相の上ア
ーム半導体スイッチ駆動回路の電源として動作するコン
デンサの充電径路を示す図、第14図は第10図に示さ
れるインバータ装置の動作説明図である。
図において、(1)は直ft、電源、(2)〜(4)は
それぞれU相、■相、およびW相の下アーム半導体スイ
ッチ、(5)〜(7)はそれぞれU相、■相、よびW相
の上アーム半導体スイッチ、(16)はU相の上アーム
半導体スイッチ駆動回路、 (18)はU相のコンデ
ンサ、(34)〜(36)はそれぞれU相、■相、およ
びW相の電圧比較器、(40)、(90)はU相のスイ
ッチ動作補正部、(41)、(91)はV相のスイッチ
動作補正部、(42)、(92)はW相のスイッチ動作
補正部、(70)〜(72)はそれぞれU相、■相およ
びW相の電圧指令制限部である。
なお、図中、同一符号は同一、または相当部分を示す。FIG. 1 is a block diagram of an inverter device showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing details of the U-phase switch operation correction section in FIG. 1, and FIG. 3 is similar to FIG. 1. FIG. 4 is a block diagram of an inverter device showing another embodiment of the present invention;
5 to 7 are explanatory diagrams of the operation of the inverter device shown in FIG. 4, FIG. 8 is a block diagram of the inverter device showing yet another embodiment of the present invention, and FIG. 9 is the same as that shown in FIG. FIG. 3 is an explanatory diagram of the operation of the shown inverter device. Figure 1O is a block diagram of a conventional inverter device;
1 to 12 are explanatory views of the operation of the inverter device shown in FIG. , FIG. 14 is an explanatory diagram of the operation of the inverter device shown in FIG. 10. In the figure, (1) is the direct ft, power supply, (2) to (4) are lower arm semiconductor switches for U phase, ■ phase, and W phase, respectively, and (5) to (7) are U phase, ■ phase, respectively. , and W-phase upper arm semiconductor switch, (16) is a U-phase upper arm semiconductor switch drive circuit, (18) is a U-phase capacitor, (34) to (36) are U-phase, ■-phase, and W-phase, respectively. Phase voltage comparators, (40) and (90) are U-phase switch operation correction sections, (41) and (91) are V-phase switch operation correction sections, (42) and (92) are W-phase switches. The operation correction sections (70) to (72) are voltage command limiting sections for the U phase, ■ phase, and W phase, respectively. In addition, in the figures, the same reference numerals indicate the same or equivalent parts.
Claims (2)
続されたスイッチ直列体を複数有し、それぞれの上記ス
イッチ直列体の上記上アームスイッチと下アームスイッ
チは、それぞれの上記スイッチ直列体毎に与えられるス
イッチ制御信号に基づき相補的にオンオフし、複数の上
記スイッチ直列体のそれぞれの上記上アームスイッチと
下アームスイッチの接続点からパルス幅変調された交流
出力が取り出されるスイッチ回路、 上記複数のスイッチ直列体のうちのいずれかのスイッチ
直列体の、上記上アームスイッチおよび上記下アームス
イッチとしての、第1および第2スイッチを上記スイッ
チ制御信号に基づき、それぞれ駆動する上アームスイッ
チ駆動部および下アームスイッチ駆動部、 上記第2スイッチがオン時に充電され、上記上アームス
イッチ駆動部の電源として動作するコンデンサ、 上記第1スイッチと上記第2スイッチの接続点から取り
出される上記交流出力と同じ周波数の電圧指令と上記電
圧指令以上の高い周波数を有するキャリア信号との大小
を比較する電圧比較手段、上記電圧比較手段の出力に基
づき上記キャリア信号が上記電圧指令より大きい時は上
記第2スイッチをオンにさせ、小さい時はオフにさせる
信号を上記スイッチ制御信号として出力するとともに、
上記スイッチ制御信号により上記第2スイッチが所定時
間以上継続してオフになるときは上記第2スイッチを一
時オンにさせるように上記スイッチ制御信号を補正する
スイッチ動作補正手段、を備えたインバータ装置。(1) There is a plurality of switch series bodies in which an upper arm switch and a lower arm switch are connected in series, and the upper arm switch and lower arm switch of each of the switch series bodies are provided for each switch series body. a switch circuit that is turned on and off in a complementary manner based on a switch control signal sent to the plurality of switches in series, and a pulse width modulated AC output is taken out from a connection point between the upper arm switch and the lower arm switch of each of the plurality of switches in series, the plurality of switches; An upper arm switch drive unit and a lower arm that respectively drive first and second switches as the upper arm switch and the lower arm switch of any one of the switch series bodies in the series body based on the switch control signal. a switch driver; a capacitor that is charged when the second switch is turned on and operates as a power source for the upper arm switch driver; a voltage having the same frequency as the AC output taken out from a connection point between the first switch and the second switch; Voltage comparison means for comparing the magnitude of the command and a carrier signal having a higher frequency than the voltage command, and turning on the second switch when the carrier signal is higher than the voltage command based on the output of the voltage comparison means. , outputs a signal to turn it off as the switch control signal when it is small, and
An inverter device comprising: switch operation correction means for correcting the switch control signal so as to temporarily turn on the second switch when the second switch is turned off for a predetermined period of time or more due to the switch control signal.
続されたスイッチ直列体を複数有し、それぞれの上記ス
イッチ直列体の上記上アームスイッチと下アームスイッ
チは、それぞれの上記スイッチ直列体毎に与えられるス
イッチ制御信号に基づき相補的にオンオフし、複数の上
記スイッチ直列体のそれぞれの上記上アームスイッチと
下アームスイッチの接続点からパルス幅変調された交流
出力が取り出されるスイッチ回路、 上記複数のスイッチ直列体のうちのいずれかのスイッチ
直列体の、上記上アームスイッチおよび上記下アームス
イッチとしての、第1および第2スイッチを上記スイッ
チ制御信号に基づき、それ ぞれ駆動する上アームスイ
ッチ駆動部および下アームスイッチ駆動部、上記第2ス
イッチがオン時に充電され、上記上アームスイッチ駆動
部の電源として動作するコンデンサ、 上記第1スイッチと上記第2スイッチの接続点から取り
出される上記交流出力と同じ周波数の電圧指令と上記電
圧指令以上の高い周波数を有するキャリア信号との大小
を比較し、上記キャリア信号が上記電圧指令より大きい
時は上記第2スイッチをオンにさせ、小さい時はオフに
させる信号を上記スイッチ制御信号として、上記第2ス
イッチを駆動する下アームスイッチ駆動部に出力する電
圧比較手段、 上記キャリア信号の振幅より小さい所定値に比べ上記電
圧指令が大きい部分があれば、この大きい部分を上記所
定値に制限し、上記電圧指令を飽和波形とする電圧指令
制限手段、を備えたインバータ装置。(2) It has a plurality of switch series bodies in which an upper arm switch and a lower arm switch are connected in series, and the upper arm switch and lower arm switch of each of the above switch series bodies are provided for each switch series body. a switch circuit that is turned on and off in a complementary manner based on a switch control signal sent to the plurality of switches in series, and a pulse width modulated AC output is taken out from a connection point between the upper arm switch and the lower arm switch of each of the plurality of switches in series, the plurality of switches; an upper arm switch drive unit that drives first and second switches, as the upper arm switch and the lower arm switch, of any one of the switch series bodies in the series body, based on the switch control signal; a lower arm switch drive unit, a capacitor that is charged when the second switch is turned on and operates as a power source for the upper arm switch drive unit, and a frequency that is the same as the AC output taken out from the connection point between the first switch and the second switch; The voltage command is compared in magnitude with a carrier signal having a higher frequency than the voltage command, and when the carrier signal is higher than the voltage command, a signal is generated to turn on the second switch, and when it is smaller, to turn it off. Voltage comparison means outputs the switch control signal to the lower arm switch driving section that drives the second switch; An inverter device comprising: voltage command limiting means that limits the voltage command to the predetermined value and makes the voltage command a saturated waveform.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2187593A JP2522448B2 (en) | 1990-07-16 | 1990-07-16 | Inverter device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2187593A JP2522448B2 (en) | 1990-07-16 | 1990-07-16 | Inverter device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0475468A true JPH0475468A (en) | 1992-03-10 |
| JP2522448B2 JP2522448B2 (en) | 1996-08-07 |
Family
ID=16208825
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2187593A Expired - Lifetime JP2522448B2 (en) | 1990-07-16 | 1990-07-16 | Inverter device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2522448B2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2005088822A1 (en) * | 2004-03-17 | 2007-08-09 | 株式会社安川電機 | MOTOR CONTROL DEVICE AND MODULATION WAVE COMMAND GENERATION METHOD FOR PWM INVERTER |
| JP2022187422A (en) * | 2021-06-07 | 2022-12-19 | ローム株式会社 | Bridge circuit drive circuit, motor drive device using the same, electronic equipment |
-
1990
- 1990-07-16 JP JP2187593A patent/JP2522448B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2005088822A1 (en) * | 2004-03-17 | 2007-08-09 | 株式会社安川電機 | MOTOR CONTROL DEVICE AND MODULATION WAVE COMMAND GENERATION METHOD FOR PWM INVERTER |
| JP2022187422A (en) * | 2021-06-07 | 2022-12-19 | ローム株式会社 | Bridge circuit drive circuit, motor drive device using the same, electronic equipment |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2522448B2 (en) | 1996-08-07 |
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