JPH08251933A - インバータの制御装置及び制御方法 - Google Patents

インバータの制御装置及び制御方法

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JPH08251933A
JPH08251933A JP7045711A JP4571195A JPH08251933A JP H08251933 A JPH08251933 A JP H08251933A JP 7045711 A JP7045711 A JP 7045711A JP 4571195 A JP4571195 A JP 4571195A JP H08251933 A JPH08251933 A JP H08251933A
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JP
Japan
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sine wave
inverter
reference sine
phase
adjusted
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Withdrawn
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JP7045711A
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English (en)
Inventor
Tomoshi Tada
知史 多田
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Nissin Electric Co Ltd
Original Assignee
Nissin Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 インバータの起動時、インバータ出力側の変
圧器に突入電流が流入することを可及的に抑制すること
にある。 【構成】 複数のスイッチング素子によるフルブリッジ
接続で構成されてその出力側に変圧器が接続され、スイ
ッチング素子のON−OFF動作により直流電源からの
直流を交流変換する方形波インバータについて、各スイ
ッチング素子のON−OFF動作をゲート信号G1 〜G
4 により制御するに際し、各スイッチング素子のON−
OFFタイミングを設定する所定の位相差を持つ二つの
基準正弦波信号Q1 ,Q2 のうち、一方の基準正弦波信
号Q1 ,Q2 を任意のゲインGで振幅調整し、その振幅
調整された一方の基準正弦波信号Q1*,Q2*を他方の基
準正弦波信号Q2 ,Q1 に加算して位相調整し、その位
相調整した基準正弦波信号Q 1',Q2'を零電位と比較し
て位相調整したゲート信号G1'〜G4'を生成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はインバータの制御装置及
び制御方法に関し、詳しくは、自励式無効電力補償装置
(SVC)、可変電圧可変周波数電源(VVVF)や太
陽光発電システム等の系統連系システムなどに使用され
るインバータの制御装置及び制御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】例えば、自励式無効電力補償装置(SV
C)、可変電圧可変周波数電源(VVVF)や太陽光発
電システム等の系統連系システムなどに使用される方形
波インバータ2は、図4に示すように太陽電池や燃料電
池等の直流電源1に対して、複数〔図では4つ〕のスイ
ッチング素子S1 〜S4 をフルブリッジ構成で接続した
ものであり、このインバータ2の出力側に変圧器3が接
続され、その変圧器3を介して負荷〔系統〕と連系され
ている。このインバータ2では、スイッチング素子S
1 ,S4 とS3 ,S2 とを交互にON−OFFさせるこ
とにより直流電源1からの直流電力を交流変換して負荷
に供給する。
【0003】このインバータ2におけるスイッチング素
子S1 〜S4 のON−OFF制御は、図5(a)〜
(d)に示すように各スイッチング素子S1 〜S4 につ
いて180°の導通角でもってON又はOFF状態を繰
り返し、スイッチング素子S1 とS3 で出力電圧基本波
電気角に対して60°位相をずらし〔図5(a)(c)
参照〕、スイッチング素子S1 ,S3 に対してスイッチ
ング素子S2 ,S4 をそれぞれ反転させることにより
〔図5(b)(d)参照〕、ゲート信号G1 〜G4 を生
成する。
【0004】これらゲート信号G1 〜G4 を各スイッチ
ング素子S1 〜S4 に付与して動作させることにより、
矩形波形を有する120°通電幅の出力電圧Vout を得
る〔図5(e)参照〕。この出力電圧Vout 中に低次、
特に3次の高調波成分が現出することを抑制するために
前記スイッチング素子S1 〜S4 の導通角を前述したよ
うに固定した状態でインバータ2を運転している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前述したよ
うに120°通電幅の出力電圧Vout を得るために各ス
イッチング素子S1 〜S4 の導通角を固定した状態でイ
ンバータ2を運転していると、インバータ2の起動時、
前記インバータ2の出力側に接続された変圧器3に過大
な突入電流が流れ、その変圧器3における磁束飽和領域
に達すると過電流を生じる可能性があり、インバータ2
が異常停止する危険性がある。
【0006】そこで、本発明は上記問題点に鑑みて提案
されたもので、その目的とするところは、インバータの
起動時、その出力側に接続された変圧器に突入電流が流
入することを可及的に抑制し得るインバータの制御装置
及び制御方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の技術的手段として、本発明方法は、複数のスイッチン
グ素子によるフルブリッジ接続で構成されてその出力側
に変圧器が接続され、前記スイッチング素子のON−O
FF動作により直流電源からの直流を交流変換する方形
波インバータについて、前記各スイッチング素子のON
−OFF動作をゲート信号により制御する方法におい
て、前記各スイッチング素子のON−OFFタイミング
を設定する所定の位相差を持つ二つの基準正弦波信号の
うち、一方の基準正弦波信号を任意のゲインで振幅調整
し、その振幅調整した一方の基準正弦波信号を他方の基
準正弦波信号に加算して位相調整し、その位相調整した
基準正弦波信号を零電位と比較して位相調整したゲート
信号を生成することを特徴とする。
【0008】尚、前記インバータの起動時、振幅調整す
る基準正弦波信号のゲインを徐々に減少させることによ
り、ゲート信号の位相調整によりインバータの出力電圧
の実効値を増加させることが望ましい。
【0009】また、本発明装置は、複数のスイッチング
素子によるフルブリッジ接続で構成されてその出力側に
変圧器が接続され、前記スイッチング素子のON−OF
F動作により直流電源からの直流を交流変換する方形波
インバータについて、前記各スイッチング素子のON−
OFF動作をゲート信号により制御する装置であって、
前記各スイッチング素子のON−OFFタイミングを設
定する所定の位相差を持つ二つの基準正弦波信号のう
ち、一方の基準正弦波信号に任意のゲインを乗算して振
幅調整する乗算回路と、その乗算により振幅調整した一
方の基準正弦波信号を他方の基準正弦波信号に加算して
位相調整する加算回路と、その加算により位相調整した
基準正弦波信号を零電位と比較して位相調整したゲート
信号を生成する比較回路とを具備したことを特徴とす
る。
【0010】
【作用】本発明では、インバータの各スイッチング素子
のON−OFFタイミングを設定する所定の位相差を持
つ二つの基準正弦波信号のうち、一方の基準正弦波信号
を任意のゲインで振幅調整し、その振幅調整された一方
の基準正弦波信号を他方の基準正弦波信号に加算して位
相調整し、その位相調整した基準正弦波信号を零電位と
比較して位相調整したゲート信号を生成するようにした
から、そのゲート信号の位相調整により、インバータの
出力電圧の実効値を調整できる。特に、前記インバータ
の起動時、振幅調整する基準正弦波信号のゲインを徐々
に減少させることにより、ゲート信号の位相調整により
インバータの出力電圧の実効値を増加させれば、インバ
ータ出力側の変圧器へ突入電流が流入することを抑制す
ることが実現できる。
【0011】
【実施例】本発明を図4に示す方形波インバータに適用
した実施例について図1乃至図3を参照しながら説明す
る。尚、図4及び図5と同一又は相当部分には同一参照
符号を付す。
【0012】本発明が適用されるインバータ2は、例え
ば、自励式無効電力補償装置(SVC)、可変電圧可変
周波数電源(VVVF)や太陽光発電システム等の系統
連系システムなどに使用されるもので、従来と同様、図
4に示すように太陽電池や燃料電池等の直流電源1に対
して、複数〔図では4つ〕のスイッチング素子S1 〜S
4 をフルブリッジ構成で接続し、その交流出力側に変圧
器3を介して負荷〔系統〕が接続されている。
【0013】前記インバータ2では、従来と同様、ゲー
ト信号G1 〜G4 〔後述〕に基づいて、スイッチング素
子S1 ,S4 とS3 ,S2 とを交互にON−OFFさせ
ることにより直流電源1からの直流電力を交流変換して
変圧器3を介して負荷に供給する。
【0014】本発明では、インバータ2を運転するため
の前記ゲート信号G1 〜G4 を、120°の位相差を有
する基準正弦波信号Q1 ,Q2 〔後述〕に基づいて、図
1に示す回路構成を有する制御回路4により生成する。
【0015】この制御回路4は、同図に示すように前記
各スイッチング素子S1 〜S4 のON−OFFタイミン
グを設定する120°の位相差を持つ二つの基準正弦波
信号Q1 ,Q2 のうち、一方の基準正弦波信号Q1 (Q
2 )に任意のゲインGをそれぞれ乗算して振幅調整する
乗算回路A1 (A2 )と、そのゲインGの乗算により振
幅調整した一方の基準正弦波信号Q1*(Q2*)を他方の
基準正弦波信号Q2 (Q1 )に加算して位相調整する加
算回路B1 (B2 )と、その加算により位相調整した基
準正弦波信号Q1'(Q2')を零電位と比較して位相調整
したゲート信号G1'(G3')を生成する比較回路C1
(C2 )とを具備する。尚、前記比較回路C1 (C2
から出力されたゲート信号G1'(G3')を反転回路D1
(D2 )で反転することにより、位相調整したゲート信
号G2'(G4')が得られる。
【0016】通常の運転状態では、他方の基準正弦波信
号Q2 (Q1 )に対して、一方の基準正弦波信号Q1
(Q2 )にゲインGを乗算回路A1 (A2 )により乗算
する。この時、前記ゲインGを0とし、そのゲインGを
乗算した一方の基準正弦波信号Q1*(Q2*)を他方の基
準正弦波信号Q2 (Q1 )を加算回路B1 (B2 )で加
算する。この場合、前述したようにゲインGが0である
ため、加算回路B1 (B 2 )からは、一方の基準正弦波
信号Q1 (Q2 )がそのまま出力される〔図2(a)実
線参照〕。この一方の基準正弦波信号Q1 (Q2 )を比
較回路C1 (C2)により零電位と比較してスイッチン
グ素子S1 (S3 )をON−OFFするためのゲート信
号G1 (G3 )を生成する〔図2(b)(d)実線参
照〕。また、このゲート信号G1 (G3 )を反転回路D
1 (D2 )により反転することによりスイッチング素子
2 (S4 )をON−OFFするためのゲート信号G2
(G4)を生成する〔図2(c)(e)実線参照〕。
【0017】これらゲート信号G1 〜G4 は、従来と同
様のものであり、これらゲート信号G1 〜G4 を各スイ
ッチング素子S1 〜S4 に付与することにより、インバ
ータ2を、矩形波を有する120°通電幅の出力電圧V
out でもって運転することになる。
【0018】本発明では、インバータ2の起動時、その
出力側に接続された変圧器3に過大な突入電流が流れる
ことを抑制するため、前記基準正弦波信号Q1 ,Q2
以下のようにして振幅及び位相調整する。
【0019】即ち、インバータ2の起動時、他方の基準
正弦波信号Q2 (Q1 )に対して、一方の基準正弦波信
号Q1 (Q2 )にゲインGを乗算回路A1 (A2 )で乗
算するが、この時、前記ゲインGを1とする。そのゲイ
ンGの乗算により振幅調整した一方の基準正弦波信号Q
1*(Q2*)を他方の基準正弦波信号Q2 (Q1 )に加算
回路B1 (B2 )で加算して位相調整した基準正弦波信
号Q1'(Q2')を生成する〔図2(a)破線及び図3参
照〕。そして、この加算により位相調整した基準正弦波
信号Q1'(Q2')を比較回路C1 (C2 )により零電位
と比較してスイッチング素子S1 (S3 )をON−OF
Fするための位相調整したゲート信号G 1'(G3')を生
成する〔図2(b)(d)破線参照〕。また、このゲー
ト信号G 1'(G3')を反転回路D1 (D2 )により反転
することによりスイッチング素子S2 (S4 )をON−
OFFするための位相調整したゲート信号G2'(G4')
を生成する〔図2(c)(e)破線参照〕。
【0020】これらゲート信号G1'〜G4'は、通常の運
転状態の場合〔図2の実線〕と異なって位相がずれた状
態となり、これらゲート信号G1'〜G4'を各スイッチン
グ素子S1 〜S4 に付与することにより、インバータ2
を、通常の運転状態の場合よりも小さな実効値の出力電
圧Vout'で起動することができる〔図2(f)破線参
照〕。その結果、前記インバータ2の出力側に接続され
た変圧器3に過大な突入電流が流れることなく、過電流
を生じてインバータ2が異常停止する危険性はない。
【0021】このインバータ2の起動後、前記ゲインG
を1から0へ向けて徐々に減少させることにより、前述
と同様な信号処理により、図2(a)の矢印で示すよう
に位相調整した基準正弦波信号Q1',Q2'が位相調整前
の基準正弦波信号Q1 ,Q2となるように位相調整され
ることになり〔図3参照〕、これにより、図2(b)〜
(e)の矢印で示すように各スイッチング素子S1 〜S
4 のゲート信号Gが位相調整されて、図2(f)の矢印
で示すように起動時の出力電圧Vout'の実効値が徐々に
大きくなり、最終的にゲインGが0となった時点で前記
基準正弦波信号Q1 ,Q2 が通常の運転状態となって1
20°通電幅を有するインバータ2の出力電圧Vout が
得られる〔図2(a)〜(f)実線参照〕。
【0022】尚、上記実施例では、インバータ2の起動
時、その出力電圧Vout の実効値を徐々に大きくする場
合について説明したが、本発明はこれに限定されること
なく、インバータ2の運転途中においてその出力電圧V
out の実効値を徐々に増減して調整する場合についても
適用可能であるのは勿論である。
【0023】
【発明の効果】本発明によれば、インバータの各スイッ
チング素子のON−OFFタイミングを設定する所定の
位相差を持つ二つの基準正弦波信号のうち、一方の基準
正弦波信号を任意のゲインで振幅調整し、その振幅調整
された一方の基準正弦波信号を他方の基準正弦波信号に
加算して位相調整し、その位相調整した基準正弦波信号
を零電位と比較して位相調整したゲート信号を生成する
ようにしたから、インバータの出力電圧の実効値を調整
することができ、特に、前記インバータの起動時、前記
基準正弦波信号のゲインを徐々に減少させることによ
り、出力電圧の実効値を徐々に増加させることができ
て、インバータ出力側の変圧器へ突入電流が流入するこ
とを抑制することが実現でき、過電流によるインバータ
の異常停止を未然に防止できて信頼性が大幅に向上す
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を説明するためのもので、ゲー
ト信号及びインバータの出力電圧を得るための制御ブロ
ック図
【図2】(a)はゲート信号を生成するための基準正弦
波信号を示す波形図、(b)〜(e)はスイッチング素
子をON−OFFするためのゲート信号を示す波形図、
(f)はインバータの出力電圧を示す波形図
【図3】図2(a)の基準正弦波信号及び位相調整した
基準正弦波信号のベクトル図
【図4】複数のスイッチング素子をフルブリッジ構成し
たインバータを示す回路図
【図5】従来例を説明するためのもので、(a)〜
(d)はスイッチング素子をON−OFFするためのゲ
ート信号を示す波形図、(e)はインバータの出力電圧
を示す波形図
【符号の説明】
1 直流電源 2 方形波インバータ 3 変圧器 S1 〜S4 スイッチング素子 G1 〜G4 ゲート信号 G1'〜G4' 位相調整したゲート信号 Q1 ,Q2 基準正弦波信号 Q1*,Q2* 振幅調整した基準正弦波信号 Q1',Q2' 位相調整した基準正弦波信号 Vout 出力電圧 Vout' 出力電圧

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数のスイッチング素子によるフルブリ
    ッジ接続で構成されてその出力側に変圧器が接続され、
    前記スイッチング素子のON−OFF動作により直流電
    源からの直流を交流変換する方形波インバータについ
    て、前記各スイッチング素子のON−OFF動作をゲー
    ト信号により制御する方法において、前記各スイッチン
    グ素子のON−OFFタイミングを設定する所定の位相
    差を持つ二つの基準正弦波信号のうち、一方の基準正弦
    波信号を任意のゲインで振幅調整し、その振幅調整した
    一方の基準正弦波信号を他方の基準正弦波信号に加算し
    て位相調整し、その位相調整した基準正弦波信号を零電
    位と比較して位相調整したゲート信号を生成することを
    特徴とするインバータの制御方法。
  2. 【請求項2】 前記インバータの起動時、振幅調整する
    基準正弦波信号のゲインを徐々に減少させることによ
    り、ゲート信号の位相調整によりインバータの出力電圧
    の実効値を増加させることを特徴とする請求項1記載の
    インバータの制御方法。
  3. 【請求項3】 複数のスイッチング素子によるフルブリ
    ッジ接続で構成されてその出力側に変圧器が接続され、
    前記スイッチング素子のON−OFF動作により直流電
    源からの直流を交流変換する方形波インバータについ
    て、前記各スイッチング素子のON−OFF動作をゲー
    ト信号により制御する装置であって、前記各スイッチン
    グ素子のON−OFFタイミングを設定する所定の位相
    差を持つ二つの基準正弦波信号のうち、一方の基準正弦
    波信号に任意のゲインを乗算して振幅調整する乗算回路
    と、その乗算により振幅調整した一方の基準正弦波信号
    を他方の基準正弦波信号に加算して位相調整する加算回
    路と、その加算により位相調整した基準正弦波信号を零
    電位と比較して位相調整したゲート信号を生成する比較
    回路とを具備したことを特徴とするインバータの制御装
    置。
JP7045711A 1995-03-06 1995-03-06 インバータの制御装置及び制御方法 Withdrawn JPH08251933A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010279214A (ja) * 2009-06-01 2010-12-09 Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp 電力変換装置
JP2013021905A (ja) * 2011-07-08 2013-01-31 Taida Electronic Ind Co Ltd Dc−acコンバーター

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JP2010279214A (ja) * 2009-06-01 2010-12-09 Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp 電力変換装置
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