JPH0724462B2 - 電流形インバ−タの制御装置 - Google Patents
電流形インバ−タの制御装置Info
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- JPH0724462B2 JPH0724462B2 JP58078600A JP7860083A JPH0724462B2 JP H0724462 B2 JPH0724462 B2 JP H0724462B2 JP 58078600 A JP58078600 A JP 58078600A JP 7860083 A JP7860083 A JP 7860083A JP H0724462 B2 JPH0724462 B2 JP H0724462B2
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- pulse
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M7/00—Conversion of AC power input into DC power output; Conversion of DC power input into AC power output
- H02M7/42—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal
- H02M7/44—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters
- H02M7/48—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は電流形インバータの制御装置、特に自己消弧素
子を用いたパルス幅変調方式電流形インバータの制御装
置に関する。
子を用いたパルス幅変調方式電流形インバータの制御装
置に関する。
直流電力を所望の周波数の交流電力に変換するインバー
タは電圧形と電流形に大別される。電圧形では出力電流
波形はほぼ正弦波となるが出力電圧波形は正弦波状に分
布したパルス状である。一方、電流形では電力電圧波形
は正弦波状であるが出力電流波形は方形である。
タは電圧形と電流形に大別される。電圧形では出力電流
波形はほぼ正弦波となるが出力電圧波形は正弦波状に分
布したパルス状である。一方、電流形では電力電圧波形
は正弦波状であるが出力電流波形は方形である。
このうち電流形インバータについては、その電流波形を
改善するために、電圧形と同様なパルス幅変調方式でイ
ンバータを制御する方法が考案されてはいるが、従来の
サイリスタを用いた電流形インバータでは素子特性上変
調周波数に限界があり、パルス幅変調による波形改善は
ごく限られた周波数領域に限定されていた。発明者らは
この点に鑑み、高周波領域でも使用可能な自己消弧素子
を利用しかつ簡単な構成で高周波領域までパルス幅変調
可能な第１図に示すような電流形インバータ装置を提案
してきた（特願昭56年186815号）。
改善するために、電圧形と同様なパルス幅変調方式でイ
ンバータを制御する方法が考案されてはいるが、従来の
サイリスタを用いた電流形インバータでは素子特性上変
調周波数に限界があり、パルス幅変調による波形改善は
ごく限られた周波数領域に限定されていた。発明者らは
この点に鑑み、高周波領域でも使用可能な自己消弧素子
を利用しかつ簡単な構成で高周波領域までパルス幅変調
可能な第１図に示すような電流形インバータ装置を提案
してきた（特願昭56年186815号）。
このような発明者等の提案による自己消弧素子を用いた
電流形インバータは高周波でパルス幅変調を行うことに
より従来形に比べより正弦波に近い電流波形を得ること
ができるが、更に波形のみならずその出力電流値をも制
御しようとすると既知のパルスパターンを用いた制御方
式による限り極めて困難であつた。これは電流形インバ
ータは、電圧形と異なり直流電源が電流源であるため回
路を開放状態とする制御法は過大電圧の発生を招くため
許されないという電流形特有の制限があるため、この制
限内でパルス幅変調制御を行なわなければならないこと
による。
電流形インバータは高周波でパルス幅変調を行うことに
より従来形に比べより正弦波に近い電流波形を得ること
ができるが、更に波形のみならずその出力電流値をも制
御しようとすると既知のパルスパターンを用いた制御方
式による限り極めて困難であつた。これは電流形インバ
ータは、電圧形と異なり直流電源が電流源であるため回
路を開放状態とする制御法は過大電圧の発生を招くため
許されないという電流形特有の制限があるため、この制
限内でパルス幅変調制御を行なわなければならないこと
による。
第２図は、電流形インバータをパルス幅制御した場合の
各素子へのゲート信号ＰＵ,PＶ,PＷ,PＸ,PＹ,PＺと各相
の出力電流ＩＵ,IＶ,IＷの曲型的な一例を示すものであ
る。
各素子へのゲート信号ＰＵ,PＶ,PＷ,PＸ,PＹ,PＺと各相
の出力電流ＩＵ,IＶ,IＷの曲型的な一例を示すものであ
る。
この図に於て電流インバータの出力電流ＩUWを制御する
方法としては、ゲート信号ＰUW、ＰXYのパルス幅（d1〜
d3）を変えることが最も簡単に考えられる方法である。
しかしながら、前述のように、電流形インバータにあつ
ては必ずブリツジアームの対になるもののいずれか一つ
が導通状態になつていなければならないという制限があ
るため、この方法を適用することはできない。すなわ
ち、出力電流を小さくするために１つの相のパルス幅
（d1〜d3）を狭くすると、他の相のパルス幅を広くしな
ければならなくなる。これでは全く３相間のバランスが
とれなくなるばかりか、電流波形にあつても正弦波では
ないものになつてしまい。所望の出力電流は全く得られ
ないのである。
方法としては、ゲート信号ＰUW、ＰXYのパルス幅（d1〜
d3）を変えることが最も簡単に考えられる方法である。
しかしながら、前述のように、電流形インバータにあつ
ては必ずブリツジアームの対になるもののいずれか一つ
が導通状態になつていなければならないという制限があ
るため、この方法を適用することはできない。すなわ
ち、出力電流を小さくするために１つの相のパルス幅
（d1〜d3）を狭くすると、他の相のパルス幅を広くしな
ければならなくなる。これでは全く３相間のバランスが
とれなくなるばかりか、電流波形にあつても正弦波では
ないものになつてしまい。所望の出力電流は全く得られ
ないのである。
本発明の目的は、高調波成分含有率の小さい正弦波状の
出力電圧、電流が得られ、かつ出力電流を広範囲に亘り
可変制御することのできる電流形インバータの制御装置
を提供することである。
出力電圧、電流が得られ、かつ出力電流を広範囲に亘り
可変制御することのできる電流形インバータの制御装置
を提供することである。
本発明は、自己消弧素子をブリッジ結線してなるブリッ
ジ回路を有し、パルス幅変調信号により前記自己消弧素
子に点弧パルスを印加し、前記ブリッジ回路にリアクト
ルを介して入力される直流電力を交流電力に変換する電
流形インバータの制御装置において、 前記インバータの周波数指令信号に比例した周波数のク
ロック信号を発生するクロック発生回路と、前記クロッ
ク信号に同期した前記自己消弧素子の点弧パルスパター
ン信号をパルス幅変調により生成するパルスパターン発
生回路と、前記ブリッジ回路を構成する自己消弧素子の
うち前記パルス幅変調信号により点弧される自己消弧素
子と直列に接続され対の関係にある自己消弧素子を同時
に点弧する時間を指令する短絡パルス幅指令手段と、前
記クロック発生回路から出力されるクロック信号を分周
し、その分周されたクロック信号に前記短絡パルス幅指
令信号を同期させてパルス列信号を出力する分周回路
と、前記パルス列信号と前記パルスパターン発生回路か
らのパターン信号に基づいて、前記ブリッジ回路を構成
する自己消弧素子のうち前記パルスパターン発生回路か
らのパルスパターン信号により点弧される自己消弧素子
と直列に接続され対の関係にある自己消弧素子を同時に
点弧する短絡パルス信号を発生する短絡パルス発生回路
とを有し、前記パルスパターン信号と前記短絡パルス信
号に基づいて前記自己消弧素子に点弧パルスを印加する
ようにしたことを特徴とする。
ジ回路を有し、パルス幅変調信号により前記自己消弧素
子に点弧パルスを印加し、前記ブリッジ回路にリアクト
ルを介して入力される直流電力を交流電力に変換する電
流形インバータの制御装置において、 前記インバータの周波数指令信号に比例した周波数のク
ロック信号を発生するクロック発生回路と、前記クロッ
ク信号に同期した前記自己消弧素子の点弧パルスパター
ン信号をパルス幅変調により生成するパルスパターン発
生回路と、前記ブリッジ回路を構成する自己消弧素子の
うち前記パルス幅変調信号により点弧される自己消弧素
子と直列に接続され対の関係にある自己消弧素子を同時
に点弧する時間を指令する短絡パルス幅指令手段と、前
記クロック発生回路から出力されるクロック信号を分周
し、その分周されたクロック信号に前記短絡パルス幅指
令信号を同期させてパルス列信号を出力する分周回路
と、前記パルス列信号と前記パルスパターン発生回路か
らのパターン信号に基づいて、前記ブリッジ回路を構成
する自己消弧素子のうち前記パルスパターン発生回路か
らのパルスパターン信号により点弧される自己消弧素子
と直列に接続され対の関係にある自己消弧素子を同時に
点弧する短絡パルス信号を発生する短絡パルス発生回路
とを有し、前記パルスパターン信号と前記短絡パルス信
号に基づいて前記自己消弧素子に点弧パルスを印加する
ようにしたことを特徴とする。
以下、本発明を実施例に基づいて説明する。
第３図に本発明の一実施例のブロツク構成図を示す。同
図においてクロック発生回路61は、入力されるインバー
タの周波数指令信号Ｆに比例した周波数のクロツク信号
を出力するようになつている。パルス幅変調パターン発
生回路62はクロック信号に同期させて、各自己消弧素子
の点弧（オンオフ）期間に対応するパルス幅のパルスパ
ターン信号を、パルス幅変調により形成するようになつ
ており、そのパターンは出力波形が正弦波となるような
パルス幅分布を有するものとなつている。ドライブ回路
63では入力されるパルスパターン信号に基づいて、ゲー
ト信号ＰＵ,PＶ,PＷ,PＸ,PＹ,PＺを形成し、それぞれ対
応する自己消弧素子のゲートに印加する。分周回路66は
クロツク発生回路61から出力されるクロツク信号を分周
するとともに、その分周されたクロツク信号に同期させ
て、目標出力電流に応じて与えられるパルス幅ｄＳを有
するパルス（以後短絡パルスと記す）のパルス列信号Q1
（第４図図示波形の信号）を形成し、短絡パルス発生回
路64に出力するようになつている。短絡パルス発生回路
64は、パルスパターン発生回路62からパルスパターン信
号の０〜1/3π位相間及び2/3π〜π位相間のパターン信
号Q21,Q22（第４図図示波形の信号）を取り込み、前記
信号Q1との論理積をとり、第４図に示す２種類の短絡パ
ルス列信号Q31,Q32を、合成回路65に出力するようにな
つている。合成回路65はパルスパターン発生回路62から
出力される各自己消弧素子のパルスパターン信号Q5の前
後π/3の位相期間に、それぞれ前記短絡パルス列信号Q
32,Q31を付加し、パルスパターン信号Q6をドライブ回路
63に出力するようになつている。
図においてクロック発生回路61は、入力されるインバー
タの周波数指令信号Ｆに比例した周波数のクロツク信号
を出力するようになつている。パルス幅変調パターン発
生回路62はクロック信号に同期させて、各自己消弧素子
の点弧（オンオフ）期間に対応するパルス幅のパルスパ
ターン信号を、パルス幅変調により形成するようになつ
ており、そのパターンは出力波形が正弦波となるような
パルス幅分布を有するものとなつている。ドライブ回路
63では入力されるパルスパターン信号に基づいて、ゲー
ト信号ＰＵ,PＶ,PＷ,PＸ,PＹ,PＺを形成し、それぞれ対
応する自己消弧素子のゲートに印加する。分周回路66は
クロツク発生回路61から出力されるクロツク信号を分周
するとともに、その分周されたクロツク信号に同期させ
て、目標出力電流に応じて与えられるパルス幅ｄＳを有
するパルス（以後短絡パルスと記す）のパルス列信号Q1
（第４図図示波形の信号）を形成し、短絡パルス発生回
路64に出力するようになつている。短絡パルス発生回路
64は、パルスパターン発生回路62からパルスパターン信
号の０〜1/3π位相間及び2/3π〜π位相間のパターン信
号Q21,Q22（第４図図示波形の信号）を取り込み、前記
信号Q1との論理積をとり、第４図に示す２種類の短絡パ
ルス列信号Q31,Q32を、合成回路65に出力するようにな
つている。合成回路65はパルスパターン発生回路62から
出力される各自己消弧素子のパルスパターン信号Q5の前
後π/3の位相期間に、それぞれ前記短絡パルス列信号Q
32,Q31を付加し、パルスパターン信号Q6をドライブ回路
63に出力するようになつている。
このように構成されることから、ドライブ回路64からは
第５図に示すカード信号ＰＵ〜Ｗ,PＸ〜Ｚが出力され
る。これによつて、例えば第５図の期間Ｉにおいて自己
消弧素子ＳＷは、パルスパターンQ22に基づいたゲート
信号ＰＷによつてオンオフ制御される。一方このＳＷと
同相の対アームに接続された自己消弧素子ＳＺは、第５
図に示すように、短絡パルス列信号Q32に基づいたゲー
ト信号ＰＺによつてオンオフ制御される。同様に自己消
弧素子ＳＵはパルスパターンQ21に基づいたゲート信号
ＰＵにより、自己消弧素子ＳＸは短絡パルス列信号Q31
に基づいたゲート信号ＰＸによつてオンオフ制御され
る。即ち、期間Ｉ〜VIにおいて断続的にオンされる自己
消弧素子と対アームの自己消弧素子は、短絡パルス列信
号Q3によつてオンされ、短絡パルス幅d5に同期して直流
電圧ＥＤが直流リアクトル２を介して短絡される。この
短絡時には出力電流ＩＵ〜Ｗが零となり、第５図に示す
波形のものが得られる。負荷４に流れる電流波形は平均
化され、第５図中点線で示した正弦波状のものとなる。
従つて、短絡パルス幅ｄＳを変えることによつて出力電
流ＩＵ〜Ｗの平均値を広い範囲に亘つて可変制御するこ
とができ、しかも波形歪の少ないものとすることができ
る。
第５図に示すカード信号ＰＵ〜Ｗ,PＸ〜Ｚが出力され
る。これによつて、例えば第５図の期間Ｉにおいて自己
消弧素子ＳＷは、パルスパターンQ22に基づいたゲート
信号ＰＷによつてオンオフ制御される。一方このＳＷと
同相の対アームに接続された自己消弧素子ＳＺは、第５
図に示すように、短絡パルス列信号Q32に基づいたゲー
ト信号ＰＺによつてオンオフ制御される。同様に自己消
弧素子ＳＵはパルスパターンQ21に基づいたゲート信号
ＰＵにより、自己消弧素子ＳＸは短絡パルス列信号Q31
に基づいたゲート信号ＰＸによつてオンオフ制御され
る。即ち、期間Ｉ〜VIにおいて断続的にオンされる自己
消弧素子と対アームの自己消弧素子は、短絡パルス列信
号Q3によつてオンされ、短絡パルス幅d5に同期して直流
電圧ＥＤが直流リアクトル２を介して短絡される。この
短絡時には出力電流ＩＵ〜Ｗが零となり、第５図に示す
波形のものが得られる。負荷４に流れる電流波形は平均
化され、第５図中点線で示した正弦波状のものとなる。
従つて、短絡パルス幅ｄＳを変えることによつて出力電
流ＩＵ〜Ｗの平均値を広い範囲に亘つて可変制御するこ
とができ、しかも波形歪の少ないものとすることができ
る。
第６図（ａ），（ｂ）に短絡パルス幅ｄＳの違いによる
出力電流ＩＵ〜Ｗ波形半周期分の比較を示す。同図
（ａ）はｄＳが小さい場合の例であり、出力電流の平均
値は図示点線で示したように大きな値になる。反対に同
図（ｂ）はｄＳが大きい場合の例であり、出力電流は小
さい値になる。このように、直流電流ＩＤが一定であつ
てもインバータの出力電流を広範囲（約０〜100％）に
変えることができる。なお、最小電流は自己消弧素子の
許容最小オンパルス幅によつて制限されることは言うま
でもない。
出力電流ＩＵ〜Ｗ波形半周期分の比較を示す。同図
（ａ）はｄＳが小さい場合の例であり、出力電流の平均
値は図示点線で示したように大きな値になる。反対に同
図（ｂ）はｄＳが大きい場合の例であり、出力電流は小
さい値になる。このように、直流電流ＩＤが一定であつ
てもインバータの出力電流を広範囲（約０〜100％）に
変えることができる。なお、最小電流は自己消弧素子の
許容最小オンパルス幅によつて制限されることは言うま
でもない。
以上述べたように、本発明の制御装置によれば電流形イ
ンバータにあつても、正弦波状の出力電流が得られ、か
つこの出力電流値を広範囲に亘り可変制御することがで
きる。
ンバータにあつても、正弦波状の出力電流が得られ、か
つこの出力電流値を広範囲に亘り可変制御することがで
きる。
第１図は本発明の適用可能な電流形インバータの全体構
成図、第２図は従来例の動作を説明するための各部の信
号及び電流の波形図、第３図は本発明の一実施例のブロ
ツク構成図、第４図は第３図図示実施例の短絡パルス発
生回路の動作説明図、第５図は第３図図示実施例の動作
を説明するための各部信号及び電流の波形図、第６図
（ａ），（ｂ）は第３図図示実施例の短絡パルス幅と出
力電流波形との関係を説明する図である。 ３……電流形インバータ、62……パルスパターン発生回
路、64……短絡パルス発生回路、ＳＵ,SＶ,SＷ,SＸ,
SＹ,SＺ……自己消弧素子。
成図、第２図は従来例の動作を説明するための各部の信
号及び電流の波形図、第３図は本発明の一実施例のブロ
ツク構成図、第４図は第３図図示実施例の短絡パルス発
生回路の動作説明図、第５図は第３図図示実施例の動作
を説明するための各部信号及び電流の波形図、第６図
（ａ），（ｂ）は第３図図示実施例の短絡パルス幅と出
力電流波形との関係を説明する図である。 ３……電流形インバータ、62……パルスパターン発生回
路、64……短絡パルス発生回路、ＳＵ,SＶ,SＷ,SＸ,
SＹ,SＺ……自己消弧素子。
Claims (2)
- 【請求項１】自己消弧素子をブリッジ結線してなるブリ
ッジ回路を有し、パルス幅変調信号により前記自己消弧
素子に点弧パルスを印加し、前記ブリッジ回路にリアク
トルを介して入力される直流電力を交流電力に変換する
電流形インバータの制御装置において、 前記インバータの周波数指令信号に比例した周波数のク
ロック信号を発生するクロック発生回路と、前記クロッ
ク信号に同期した前記自己消弧素子の点弧パルスパター
ン信号をパルス幅変調により生成するパルスパターン発
生回路と、前記ブリッジ回路を構成する自己消弧素子の
うち前記パルス幅変調信号により点弧される自己消弧素
子と直列に接続され対の関係にある自己消弧素子を同時
に点弧する時間を指令する短絡パルス幅指令手段と、前
記クロック発生回路から出力されるクロック信号を分周
し、その分周されたクロック信号に前記短絡パルス幅指
令信号を同期させてパルス列信号を出力する分周回路
と、前記パルス列信号と前記パルスパターン発生回路か
らのパターン信号に基づいて、前記ブリッジ回路を構成
する自己消弧素子のうち前記パルスパターン発生回路か
らのパルスパターン信号により点弧される自己消弧素子
と直列に接続され対の関係にある自己消弧素子を同時に
点弧する短絡パルス信号を発生する短絡パルス発生回路
とを有し、前記パルスパターン信号と前記短絡パルス信
号に基づいて前記自己消弧素子に点弧パルスを印加する
ようにしたことを特徴とする電流形インバータの制御装
置。 - 【請求項２】特許請求の範囲第１項において、前記短絡
パルス幅指令手段は、前記インバータの出力電流が目標
値となるように短絡パルス幅指令を設定したことを特徴
とする電流形インバータの制御装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58078600A JPH0724462B2 (ja) | 1983-05-04 | 1983-05-04 | 電流形インバ−タの制御装置 |
| GB08409404A GB2140987B (en) | 1983-04-15 | 1984-04-11 | Control apparatus for current type inverter |
| DE19843414102 DE3414102A1 (de) | 1983-04-15 | 1984-04-13 | Steuergeraet fuer einen stromwechselrichter |
| US06/600,902 US4581693A (en) | 1983-04-15 | 1984-04-16 | Apparatus for repeatedly applying short-circuit pulses to a current type inverter for output current control |
| SG1052/87A SG105287G (en) | 1983-04-15 | 1987-11-26 | Apparatus for repeatedly applying shortcircuit pulses to a current type inverter for output current control |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58078600A JPH0724462B2 (ja) | 1983-05-04 | 1983-05-04 | 電流形インバ−タの制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59204470A JPS59204470A (ja) | 1984-11-19 |
| JPH0724462B2 true JPH0724462B2 (ja) | 1995-03-15 |
Family
ID=13666390
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58078600A Expired - Lifetime JPH0724462B2 (ja) | 1983-04-15 | 1983-05-04 | 電流形インバ−タの制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0724462B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0732606B2 (ja) * | 1983-11-02 | 1995-04-10 | 株式会社日立製作所 | 電流形インバ−タの制御装置 |
| JPH0779549B2 (ja) * | 1986-03-28 | 1995-08-23 | 株式会社日立製作所 | 電流形インバータ装置 |
| JPH08266090A (ja) * | 1995-03-22 | 1996-10-11 | Nec Corp | 多相回転磁界方式モータの駆動方式 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56148182A (en) * | 1980-04-18 | 1981-11-17 | Norio Onishi | Controlling method of pwm switching for three-phase bridge current type inverter/converter |
-
1983
- 1983-05-04 JP JP58078600A patent/JPH0724462B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59204470A (ja) | 1984-11-19 |
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