JPH0584150B2 - - Google Patents

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JPH0584150B2
JPH0584150B2 JP60197572A JP19757285A JPH0584150B2 JP H0584150 B2 JPH0584150 B2 JP H0584150B2 JP 60197572 A JP60197572 A JP 60197572A JP 19757285 A JP19757285 A JP 19757285A JP H0584150 B2 JPH0584150 B2 JP H0584150B2
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JP
Japan
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voltage
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sine wave
constant
power supply
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JP60197572A
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JPS6260475A (ja
Inventor
Akihiko Kuroiwa
Sukeo Saito
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Toshiba Corp
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Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Application filed by Tokyo Shibaura Electric Co Ltd filed Critical Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Priority to EP86112002A priority patent/EP0215362B2/en
Priority to DE8686112002T priority patent/DE3679620D1/de
Priority to CN86105421A priority patent/CN1009697B/zh
Priority to US06/903,472 priority patent/US4692855A/en
Priority to KR1019860007496A priority patent/KR900005427B1/ko
Publication of JPS6260475A publication Critical patent/JPS6260475A/ja
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は定電圧定周波数の電源装置に関するも
のである。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
第4図に電圧形PWMインバータで構成された
従来の定電圧定周波電源装置の一例を示す。第4
図で、1は直流電源、2は直流電源1に接続され
るPWM制御インバータ、3はインバータ2の出
力に接続される平滑用リアクトル、4はインバー
タ2の出力の高調波電流を吸収するコンデンサ、
5は負荷、6は出力電圧検出用変圧器、7は整流
器、8は出力電圧振幅基準、9は電圧制御器、1
6は正弦波変調されたパターンによりPWM信号
を発生させるパターンPWM信号発生器である。
第4図の動作を簡単に説明する。インバータ2
は、直流電源1の直流電圧をON/OFFすること
により、正弦波状にパルス幅変調された出力電圧
を発生する。この出力電圧は高調波を多く含んで
いるため、インバータの出力に接続された平滑用
リアクトル3と高調波吸収用コンデンサ4で波形
を改善して負荷5へ正弦波電圧を供給する。
一方、出力電圧は変圧器6で絶縁され、整流器
7で振幅を検出されて、電圧基準8と共に電圧制
御器9で比較制御される。この電圧制御器9の出
力に応じて、パターンPWM信号発生器16が正
弦波変調されたPWM信号を発生し、インバータ
2をON/OFF制御する。
上記、従来方式は、たとえば電気書院昭和56年
11月25日発行『パワエレクトロニクス』第4章
7.4項に記載されている交流電圧波形改善により
公知である。
しかしながら、上記方式は出力電圧の瞬時値制
御ではなく、インバータのON/OFF信号が出力
電圧の整流値をフイードバツクとして制御される
ため、基本的に出力電圧の振幅しか制御できず、
波形歪を制御することができない。従つて波形歪
の少い正弦波出力電圧を得ることが困難である。
また、負荷に応じて、出力波形が異なる欠点があ
り、特に整流器負荷のような非線形の負荷が接続
された場合に問題となる。
この出力電圧の波形歪は出力に接続される電子
計算機等の負荷に対して悪影響を与える。
そこで、出力電圧の瞬時値制御を行うことが考
えられる。
第5図は、その基本構成の一例を示したもので
ある。
第5図において、第4図と同一番号を付したも
のは、同一の要素であり、異なる点は、検出した
出力電圧を交流のまま正弦波基準と比較して制御
する点である。
第5図で、10は振幅基準を入力とする正弦波
発振器、13は電流検出用変成器、14は電流制
御器、15は信号入力に応じてインバータ2の
ON/OFF信号を発生させるPWM信号発生器で
ある。
第5図の動作を簡単に説明する。
インバータ装置の出力電圧は変圧器6により検
出され、正弦波基準10で作られる出力電圧の正
弦波基準と電圧制御器9で交流信号のまま比較制
御される。電圧制御器9の出力はインバータ2の
出力電流基準となり、変流器13で検出された出
力電流と電流制御器14で比較制御される。電流
制御器14の出力に応じて、PWM信号発生器1
5でインバータ2のON/OFF動作を制御する。
ここで、第5図と異なり、出力電圧の整流信号
により直流レベルで電圧制御を行い、その出力を
振幅基準とする正弦波信号を得て、それによりイ
ンバータ2の出力電流を制御する方法もあるが、
この方法では出力電流は正弦波になるが、出力電
圧は負荷に依存し、特に整流器負荷等の非線形負
荷の場合には正弦波にならない。従つて第5図で
は、出力電圧を交流信号で比較制御する必要があ
つた。
第5図は、出力交流電圧の瞬時値を制御してい
るが、出力側のリアクトル3とコンデンサ4によ
り共振周波数以上の周波数では、位相が180°回る
ため制御が不安定となる。従つて、制御系の応答
を上げることができないため、出力電圧が正弦波
基準に対して歪んでしまう問題があつた。共振周
波数を高くしようとすることは、フイルターを小
さくすることになり高周波を抑制することが困難
となる。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、電圧形PWMインバータで構
成された定電圧定周波電源装置において、その出
力電圧波形の歪を最小にするため、出力電圧を正
弦波基準に対して安定に追値制御させることので
きる定電圧定周波電源装置を提供することにあ
る。
〔発明の概要〕
上記目的は、本発明によれば、電圧形PWMイ
ンバータで構成された定電圧定周波電源装置の出
力に接続されているコンデンサの電流を正弦波基
準に追値制御することで出力電圧波形を制御し、
前記コンデンサ電流基準の振幅を変えることで出
力電圧の大きさを制御することにより達成でき
る。
〔発明の実施例〕
本発明の一実施例を第1図に示す。第1図で第
5図と同一番号を付したものは、同一の要素であ
り、異なる点は、電流検出変成器13をインバー
タ2の出力ではなくコンデンサ4に接続した点
と、電圧検出及び電圧制御器を省いた点である。
第1図の動作を簡単に説明する。電圧基準8を
振幅基準として、正弦波発振器10で所定の周波
数の正弦波信号を得る。この正弦波信号がコンデ
ンサ4の瞬時値電流基準となる。電流制御器14
はコンデンサ4に接続された変流器13によつて
検出されるコンデンサ電流信号と、正弦波発振器
10の出力を比較し、コンデンサ4の交流電流を
追値制御する。電流制御器14の出力でPWM信
号発生器15によりインバータ2のON/OFF動
作を行わせる。
第1図が第5図と異なる点は、第5図がインバ
ータ2の出力電流を電圧制御器9の出力で直接制
御していたのに対して、第1図が電圧基準8を振
幅基準とする正弦波信号によりコンデンサ4の電
流を制御している点である。第1図では、コンデ
ンサ4の容量C、流れる電流をIcとし、出力電圧
をVo、出力周波数とすれば、 Ic=2πCVo ……(1) であるから、コンデンサ電流Icを正弦波に追値制
御すれば、出力電圧Voも正弦波となる。また、
電圧基準8を可変すれば、コンデンサ電流基準の
振幅が変化し、出力電圧の振幅を可変することが
できる。
一方、(1)式には負荷による項が入つていないた
め、整流器負荷や負荷変動に対しても出力電圧を
歪の少い良好な正弦波に保つよう制御できること
は明らかである。
また、平滑用リアクトル3の代わりに、出力電
圧の昇圧、降圧あるいは絶縁のため変圧器を用い
て、その変圧器の漏れインピーダンスを平滑用リ
アクトルとして用いても、本発明の主旨に反しな
いことは明らかである。
以上説明するように、電圧形PWMインバータ
で構成された定電圧定周波電源装置において、出
力に接続されたコンデンサの電流を正弦波基準に
追値制御することで出力電圧を正弦波波形に制御
することができ、波形歪の少い良好な正弦波出力
電圧を得ることができる。
また、非線形負荷や負荷変動に対しても波形歪
を抑制し、良好な正弦波出力を保つように制御で
きる。
本発明の他の実施例を第2図に示す。
第2図は、定電圧定周波電源装置において、あ
る範囲内で例えば50/60Hzで周波数を可変する場
合の構成図である。
第2図で第1図と異なる点は、周波数基準11
と交流結合用コンデンサ12を加えた点である。
第2図で第1図と異なる点について、その動作
を説明する。第2図でインバータ出力周波数は固
定ではなく、周波数基準11により可変される。
従つて、前記(1)式において、周波数の変化に対
して、出力電圧Voを一定に保つためには、コン
デンサ電流Icをに比例させる必要がある。交流
結合用コンデンサ12により、直流信号をカツト
し、所望の周波数範囲において、コンデンサ電流
基準Icの振幅を周波数に比例させることができ
る。
本実施例は、第1図で示す実施例と周波数が可
変である点が異つているがインバータ出力のコン
デンサ電流を正弦波基準に追値制御する点は同じ
であり、本発明の主旨に反しない。
本発明の更に他の実施例を第3図に示す。
第3図は出力電圧の検出を行い、フイードバツ
ク制御を行つた例である。第3図で第2図と異な
る点は、出力電圧検出用変圧器6、整流器7と電
圧制御器9を付加している点である。
第3図の動作を簡単に説明する。出力電圧は変
圧器6によつて検出され、整流器7で直流に変換
し、出力電圧振幅のフイードバツクとなる。この
電圧フイードバツクと電圧基準8とを電圧制御器
9で比較制御し、コンデンサ電流基準とする。こ
の結果、コンデンサ4の容量変化に対しても出力
の定電圧制御を行うことができる。本実施例は、
出力電圧を検出しフイードバツク制御を行つてい
るが、コンデンサ電流を正弦波基準に追値制御す
る点は同じであり、本発明の主旨に反しない。
〔発明の効果〕
以上説明のように、本発明によれば、電圧形
PWMインバータで構成された定電圧定周波電源
装置において、出力に接続されたコンデンサの電
流を正弦波基準に対して追値制御する点が特徴
で、出力電圧を正弦波波形に制御することができ
る利点を有する。出力電圧の振幅は、前記コンデ
ンサ電流基準の振幅を可変することで制御するこ
とができる。従つて、波形歪の少い良好な正弦波
出力電圧を得ることができる。さらに、非線形負
荷や負荷変動に対しても波形歪を抑制し、良好な
正弦波出力電圧を保つように制御できる利点もあ
る。この結果、出力電圧にはインバータ2のスイ
ツチング周波数以下の周波数の高調波がなくな
り、さらに比較的周波数の高いスイツチング周波
数以上の周波数成分の高調波は小形のフイルター
により除去することが容易なため、電子計算機等
の負荷に対して悪影響を与えることを防止でき
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す構成図、第2
図、第3図は本発明のそれぞれ異る他の実施例を
示す構成図、第4図、第5図は、それぞれ異る従
来装置の構成図である。 1……直流電源、2……インバータ、3……リ
アクトル、4……コンデンサ、5……負荷、6…
…変圧器、7……整流器、8……電圧基準、9…
…電圧制御器、10……正弦波発振器、11……
周波数基準、12……交結合用コンデンサ、13
……変流器、14……電流制御器、15……
PWM信号発生器、16……パターンPWM信号
発生器。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 電圧形PWMインバータとその出力に接続さ
    れるリアクトルとコンデンサとから構成される定
    電圧定周波電源装置において、その出力電圧基準
    を振幅とする正弦波基準信号を発生する回路と、
    前記コンデンサ電流を検出し、前記正弦波基準信
    号に追値制御させる回路を有することを特徴とす
    る定電圧定周波数電源装置。 2 電圧形PWMインバータとその出力に接続さ
    れるリアクトルとコンデンサとから構成される定
    電圧定周波電源装置において、その出力電圧を検
    出する手段と検出した電圧により定電圧制御を行
    う回路と、定電圧制御回路の出力に応じた正弦波
    基準信号を発生する回路と前記コンデンサ電流を
    検出し、前記正弦波基準信号に追値制御させる回
    路を有することを特徴とする定電圧定周波数電源
    装置。 3 電圧形PWMインバータとその出力に接続さ
    れるリアクトルとコンデンサとから構成される定
    電圧定周波電源装置において、その出力電圧基準
    を振幅とし、その出力周波数基準を周波数とする
    正弦波基準信号を発生する回路と、この基準信号
    の振幅を前記周波数基準に比例させる回路と、前
    記コンデンサ電流を検出し、前記周波数に比例し
    た振幅の正弦波基準に対して追値制御させる回路
    を有することを特徴とする定電圧定周波数電源装
    置。
JP60197572A 1985-09-09 1985-09-09 定電圧定周波数電源装置 Granted JPS6260475A (ja)

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JP60197572A JPS6260475A (ja) 1985-09-09 1985-09-09 定電圧定周波数電源装置
EP86112002A EP0215362B2 (en) 1985-09-09 1986-08-29 AC power supply device
DE8686112002T DE3679620D1 (de) 1985-09-09 1986-08-29 Wechselstromversorgungseinrichtung.
CN86105421A CN1009697B (zh) 1985-09-09 1986-08-30 交流供电设备
US06/903,472 US4692855A (en) 1985-09-09 1986-09-04 Constant voltage and frequency type PWM inverter with minimum output distortion
KR1019860007496A KR900005427B1 (ko) 1985-09-09 1986-09-08 교류 전원 장치

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JPS6260475A JPS6260475A (ja) 1987-03-17
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JPH0811067Y2 (ja) * 1988-06-30 1996-03-29 山洋電気株式会社 インバータ制御回路

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JPS6260475A (ja) 1987-03-17

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