JPH0834694B2 - 電力変換器の制御装置 - Google Patents

電力変換器の制御装置

Info

Publication number
JPH0834694B2
JPH0834694B2 JP61254335A JP25433586A JPH0834694B2 JP H0834694 B2 JPH0834694 B2 JP H0834694B2 JP 61254335 A JP61254335 A JP 61254335A JP 25433586 A JP25433586 A JP 25433586A JP H0834694 B2 JPH0834694 B2 JP H0834694B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pulse
pulse width
time
transistor
power converter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP61254335A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS63110959A (ja
Inventor
博美 稲葉
清哉 島
武喜 安藤
俊明 黒沢
宜夫 三井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP61254335A priority Critical patent/JPH0834694B2/ja
Priority to US07/111,675 priority patent/US4833586A/en
Priority to EP87115575A priority patent/EP0265867B1/en
Priority to DE87115575T priority patent/DE3788777T2/de
Priority to CN87107172A priority patent/CN1010640B/zh
Priority to KR1019870011911A priority patent/KR960000801B1/ko
Publication of JPS63110959A publication Critical patent/JPS63110959A/ja
Priority to SG18495A priority patent/SG18495G/en
Priority to HK32895A priority patent/HK32895A/en
Publication of JPH0834694B2 publication Critical patent/JPH0834694B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P27/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
    • H02P27/04—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
    • H02P27/06—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using DC to AC converters or inverters
    • H02P27/08—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using DC to AC converters or inverters with pulse width modulation
    • 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
    • H02M5/00—Conversion of AC power input into AC power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases
    • H02M5/40—Conversion of AC power input into AC power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into DC
    • H02M5/42—Conversion of AC power input into AC power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into DC by static converters
    • H02M5/44—Conversion of AC power input into AC power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into DC by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate DC into AC
    • H02M5/443—Conversion of AC power input into AC power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into DC by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate DC into AC using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means
    • H02M5/45—Conversion of AC power input into AC power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into DC by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate DC into AC using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only
    • H02M5/4505—Conversion of AC power input into AC power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into DC by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate DC into AC using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only having a rectifier with controlled elements
    • 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
    • H02M5/00—Conversion of AC power input into AC power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases
    • H02M5/40—Conversion of AC power input into AC power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into DC
    • H02M5/42—Conversion of AC power input into AC power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into DC by static converters
    • H02M5/44—Conversion of AC power input into AC power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into DC by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate DC into AC
    • H02M5/453—Conversion of AC power input into AC power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into DC by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate DC into AC using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M5/458—Conversion of AC power input into AC power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into DC by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate DC into AC using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M5/4585—Conversion of AC power input into AC power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into DC by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate DC into AC using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having a rectifier with controlled elements
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P23/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by a control method other than vector control
    • H02P23/0077—Characterised by the use of a particular software algorithm

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)
  • Rectifiers (AREA)
  • Ac-Ac Conversion (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電力変換器の制御装置に係り、特に主回路の
半導体素子の最小パルス幅の制御を満足しつつ、出力波
形を改善するのに好適な電力変換器の制御装置に関する
ものである。
〔従来の技術〕
昭和60年電気学会全国大会論文集No.502に示してある
ように、三相回路にそれぞれ６個の半導体素子（逆阻止
機能を有するGTOやダイオードとGTO、トランジスタの直
列回路），直流リアクトル，コンデンサを組み合わせた
電流形インバータシステムが提案されている。その回路
は第15図に示すような構成になつており、簡潔な構成で
静粛なシステムを実現している。１は三相交流電源、2,
6は過電圧抑制用コンデンサ、３は６個のGTOからなる電
流形コンバータ、４は直流リアクトル、５は６個のGTO
からなる電流形インバータ、７は負荷である。
しかしながら、このシステムは、出力電圧は本来正弦
波化がはかられているので、負荷７として汎用電動機が
接続されても騒音の発生は極めて少ないというメリツト
があるが、出力電流に関しては特別な工夫をしないかぎ
り本来は方形波出力であるために、トルクリツプルを生
ずるという問題があつた。
この出力電流の問題に対して、特開昭60−98876号公
報では、出力が正弦波状になるように、パルスパターン
を発生する方式を提案しており、その効果は大きい。
しかし、この公知例においても問題となると考えられ
ていることがある。それは、非常に低周波数の電流出力
を行わなければない場合である。第16図に示すように、
インバータの等価出力電流１を実現するため、PWM（パ
ルス幅変調）制御されたi0のような電流指令をある相に
出力するわけであるが、電流１が零付近では、パルス電
流指令i0はパルス幅が非常に狭くなつていなければなら
ない。特にインバータの出力周波数が非常に低周波の場
合には、連続して狭い幅のパルスが出力されることが正
弦波出力上必要となる。
しかしながら、一般に電力変換器3,5に用いられるGTO
やトランジスタには、素子定格によつてこれ以上パルス
幅を狭くしてはならないという最小パルス幅の制限があ
り（例えば、「ニユードライブエレクトロニクス」第27
9頁 電気書院発行）、素子破壊を避ける意味から、約3
0〜100μsec程度がパルス幅の限界値となる。
したがつて、低周波出力時には、電流Ｉが変化すべき
であるにもかかわらず、パルス電流ｉの幅が上記制限値
にリミツトされ、i1に示すように変化せず、出力電流の
正弦波が部分的に達成されなくなるという問題点があつ
た。この現象は、三相出力全部についての零クロス付近
に発生し、他の相に対する影響もあるので、電気角60度
毎にその近傍でトルクシヨツクが発生することになる。
なお、ここではインバータの出力に関する問題を例に
上げて説明したが、同様のことがコンバータについても
いえ、この場合には、コンバータの入電流波形が電気角
60度毎に正弦波からはずれることになり、電源に対する
高周波電流発生の原因となつていた。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記した従来技術では、電力変換器構成素子の最小パ
ルス幅の出力に対する影響について配慮されておらず、
電力変換器の入出力波形に問題があつた。
本発明の目的は、極低周波領域まで入出力波形を正弦
波化することができる電力変換器の制御装置を提供する
ことにある。
〔問題点を解決するための手段〕
上記目的は、複数の主回路半導体素子より構成される
電力変換器と、該電力変換器の半導体素子に最小パルス
幅未満の幅のパルスを除いてオンオフパルスを与えるパ
ルス発生装置を備えたものにおいて、最小パルス幅の予
定の制限値を設定する手段と、今回発生すべきパルス幅
を決定する手段と、この決定されたパルス幅を前記予定
の制限値と比較する手段と、この決定されたパルス幅が
前記予定の制限値より大きいとき、この決定された幅の
パルスを発生する手段と、前記決定されたパルス幅が前
記予定の制限値より小さいとき、今回のパルス発生を見
送る手段と、今回のパルス発生が見送られたとき、その
パルス幅を加味して次回に発生するパルス幅を決定する
手段を有することによって達成される。
〔作用〕
本発明によれば、今回発生すべきパルス幅が予定の制
限値よりも大きいとき、このパルスを発生する。
また、今回発生すべきパルス幅が予定の制限値よりも
小さいとき、このパルス発生を見送るとともに、この見
送りパルス幅を加味して次回発生すべきパルス幅を決定
する。
〔実施例〕
以下本発明を第１図〜第３図，第５図，第９図〜第11
図に示した実施例および第４図，第６図〜第８図，第12
図〜第14図を用いて詳細に説明する。
第１図は本発明の電力変換器の制御装置の一実施例を
示す全体構成図である。第１図において、１は三相交流
電源、２は過電圧抑制用のコンデンサ、３は電流形コン
バータ部で、31〜36はその主スイツチング素子を構成す
るトランジスタ、４は直流リアクトル、５は電流形イン
バータ部で、51〜56はその主スイツチング素子を構成す
るトランジスタ、６は過電圧抑制用のコンデンサ、７は
負荷の一例として示した誘導電動機、８は直流電流検出
器、９は一次電流指令i1＊とフイードバツク値i1を比較
する比較器、10,11はパルスパターン（制御信号）をト
ランジスタ31〜36,51〜56に供給するためのワンチツプ
マイコンである（なお、これらのワンチツプマイコン10
と11は同一のハード構成となつているので、その詳細な
説明は主としてマイコン10を例にとつて行う）。
12はコンバータ制御系に与えられる一次電流指令i1＊
が供給される端子、13,14はインバータ制御系に与えら
れる周波数指令ω１＊と位相指令θ＊が供給される端
子、15は電源同期用の信号を入力するための信号線であ
る。
ワンチツプマイコン10は内部の指令の入力ポート101,
内部バス102,プログラムやパルス幅データテーブル等を
格納するROM103,一時記憶やレジスタとして用いられるR
AM104,演算等を実行するALU105,出力ポート106に所定の
パルスパターン（事象）からなる制御信号を出力するた
めに必要な事象の設定を行う事象設定レジスタ107,この
事象をいつイネーブルにするかの時刻設定を行う時刻設
定レジスタ108,これら両設定レジスタ107,108の内容を
連結し保持する保持レジスタ109,この保持レジスタ109
に設定されたいく組かの設定データが順次、サイクリツ
クに格納される連想メモリ110,実際の時刻を出力するタ
イマ111,このタイマ111による時刻と連想メモリ110内の
設定時刻内容とを比較し、これらが一致したときに出力
を発生する比較部112,この比較部112からのトリガを受
け設定された事象を出力ポート106に出力制御する実行
コントローラ113などで構成される。
次に、この実施例の動作について説明する。ただし、
ここでは、まず、インバータ制御の場合を例にとつて説
明する。
第２図は出力ポート106に発生させる事象、つまりパ
ルスパターンを決めるためのデータを求める事象算出処
理プログラムF1000の概略フローチヤートである。ま
ず、F1100で周波数指令ω１＊、位相指令θ＊を入力ポ
ート101から読み取る。勿論このω１＊とθ＊もワンチ
ツプマイコン10の内部で計算する場合には、このF1100
でのポート読み取りは不要となる。次に、この周波数指
令ω１＊を一定時間Δt1ごとに積分し、位相指令θ＊と
加算して総合位相θＴを処理F1200で求める。次に、電
気角360°を60°ごとに分けた６つのモードのうち、今
回求めた総合位相θＴではどのモードでのパルスパター
ンを出力すればよいか、つまり総合位相θＴに応じて決
定される出力事象をF1300の処理で求める。なお、総合
位相θＴと６つのモードとの関係は後に詳述する。さら
に最後に、割込みインターバルΔｔ１間でパルスパター
ンを変化させるまでの時間tE1n，tE2nを総合位相θＴに
よるデータテーブルの参照によつて求めておく処理をF1
400で行う。この処理によつて２つのレジスタ107と108
に設定する事象内容と事象変化時刻の２つの項目が求ま
つたことになる。
次に、このようにして求めておいた２つの項目を出力
ポート制御用の連想メモリ110に設定する事象設定処理F
2000の概略フローチヤートを第３図に示す。事象算出処
理によつて今回の所定区間Δｔ１間に消点弧すべきトラ
ンジスタとその時間が決定されたが、そのデータをその
まま上記した連想メモリ110にスケジユールしたので
は、主トランジスタのONパルス幅やOFFパルス幅が素子
定格値を満足しない場合がある。そこでこの事象設定処
理F2000では、まず、パルス幅データをF2100で検討し、
パルス間引き制御を行う必要がない場合には、事象算出
処理F1000で求めた消点弧すべきトランジスタ情報と時
間を連想メモリ110に設定する通常のスケジユール処理F
2200を実行する。
逆にパルス幅が制限値Limitよりも小さかつた場合に
は、F2300でパルス幅データを計算し直すとともに、消
点弧すべきトランジスタについても見直しを行い、見直
し後のデータによつて連想メモリ110へのスケジユール
を行つて今回のΔt1区間用の処理を終る。なお、事象設
定処理F2000についての詳細なフローチヤートは後述す
ることとし、特にパルスの間引きアルゴリズムを重点に
説明するが、ここでは、まず通常のスケジユール処理部
F2200を先に説明することにする。
まず、これら２つの処理F1000とF2000がどのような時
間経過で起動されるかを第４図に示す。
事象設定処理F2000はΔt1ごとに生じるタイマ割込み
に同期して起動される。一方、事象算出処理F1000はタ
イマ割込みに先立つて生じる第２のタイマ割込みによつ
て起動され、F2000の起動前に事象算出処理を完了させ
る。事象算出処理F1000を事象設定処理F2000の直前で完
了させるようにしたのは最新データをF2000で使えるよ
うにするためである。勿論タイマ割込み間隔分のむだ時
間要素が入つてもよい場合には、F2000に引き続いてF10
00を行えばよい。その場合には割込み判定に要する時間
が短くなるので割込み間隔Δt1を短く設定でき、変換器
の高周波化が可能となる。
なお、この実施例によれば、所定事象と時刻の設定が
終われば、マイコン10内の連想メモリ110が出力ポート
制御を引き受けるので、主プロセツサ部は出力処理から
解放される。
このように、所定時間Δt1ごとに両タスクが起動され
るので、パルス間引き制御もΔt1ごとに実行されること
になる。
次に第５図を用いて処理F1300のパルスパターンの決
定について説明する。
この実施例におけるインバータ制御の場合では、電気
角60°ごとにパルスパターンを変化させ、360°で一巡
する６組のモードを繰り返すようにしている。そこで60
°を区間とする６組のモードM1〜M6を総合位相θＴで選
択するようにした。そのフローチヤートが第５図であ
る。なお、位相θＴが０°〜360°以外の領域に出た場
合には360°を加減算して領域内にθＴを引きもどす領
域チエツクをF1300の先頭で行つておく。
次に第６図には、モードM1〜M6のそれぞれの場合で、
期間Δt1の間、常時点弧させておくトランジスタ、第１
の事象発生までの間点弧させ、その後、消弧させるトラ
ンジスタ、第２の事象発生までの間消弧させておき、そ
の後、点弧させるトランジスタ、第２の事象発生後点弧
させるトランジスタの各組み合わせを示す。従つて位相
θＴがわかればモードがわかり、消点弧すべきトランジ
スタが特定できることになり、この時点（F1300の処理
が終わつた時点）でまだわからないのは、いつ消点弧を
行うかということだけになる。
ここで、点弧については、例えば、事象設定の際にレ
ジスタに“1"を、消弧については“0"を設定するという
具合にそれぞれのトランジスタに出力指定を行うことを
意味する。
第７図では、事象を変化させる時間を求める処理（第
２図のF1400）について説明する。
結論的にいえば、正弦波出力に近い波形が得られれば
よいのであるから、この実施例では位相θＴに応じてsi
nθＴと120°位相ずれのあるsin（θＴ−120°）,sin
（θＴ−240°）との波高値の比に割込み間隔Δt1を分
配する方式を用いた。つまり第１および第２の事象発生
（パルスパターンを変化させること）までの時間tE1n，
tE2nを位相θＴの関数として下式で求めてテーブル化し
ておき、位相θＴで検索するのである。
tE1n＝Δt1sin（θＴ−240°）， tE2n＝tE1n＋Δt1・sinθＴ …（１） なお、この実施例では、電流形インバータの例を示し
ており、従つて、インバータは単に波形を正弦波にする
ためのスイツチとして動作するだけでよいのでデータテ
ーブルの加工は不要というメリツトがある。電圧形イン
バータに適用する場合にはテーブル検索後、振幅等を考
慮したデータ加工を行う必要がある。
第８図に動作モードとトランジスタ51〜56に与えられ
るポート出力信号S51〜S56の一例を示す。
モードに電気角上のばらつきがあるのは、周波数指令
ω１＊に対してタイマ割込み間隔Δt1が非同期であるた
めに生じたものであり、これをなくすにはω１＊に応じ
てΔt1を可変となすような制御をかければよい。
次に、この図のモード１のはじめの部分を例にとつて
具体化した事象設定処理のフローチヤートを第９図に示
す。なお、前述のように、第３図のF2200では概略説明
のためループ構成で説明したが、実際には第９図に示す
ように直列的にいくつかのステツプが流れる処理として
いる。
この第９図のフローチヤートは第８図の時点t0からt0
＋Δt1までの１つのタイマ割込み期間での事象設定処理
を示したもので、まず、時点t0で割込みが生じると、F2
410でこのモード１では常時点弧するトランジスタ55
（第６図参照）と第１の事象発生までの間だけ点弧する
トランジスタ53にすぐに点弧信号が供給されるように事
象セツトと時刻セツトをそれぞれのトランジスタについ
て２組のセツトを行う。すなわち、トランジスタ55と53
に対応するポート３と５に“1"を発生するよう事象セツ
トを行い、次に時刻セツトとして今の時刻t0に所定時間
tdを加えて所定レジスタにセツトする。このとき、すぐ
に点弧するのであるから、この時間tdとしては可能な限
り小さな値を選ぶ必要がある。これによつて事象と時刻
が連想メモリ110にセツトされ、以後、スケジユール的
にtd経過後、トランジスタ55と53に“1"信号が出力され
ることになる。
なお、ここで所定時間tdを付加しているのは、次の理
由による。すなわち、事象を連想メモリ110にセツト
し、それから読み出されるまでにはいくらかの時間が必
然的に経過してしまう。従つて、この時間tdを付加しな
いで今の時刻t0をセツトしたのでは、もはや比較器112
での一致は得られず、この事象を出力ポート106に与え
ることは不可能になつてしまうからである。
F2420では位相指令θ＊の急変等の動作モードが前回
と変わつたことを想定して、このモードでは消弧状態に
あるべきトランジスタの消弧確認処理を行う。処理はF2
410と同様連想メモリ110を用いるが、ここでは事象が消
弧であるのでポート1,2,4,6に“0"を発生するように事
象セツトを行う。
次に時点t0＋tE1nでトランジスタ53が消弧するような
スケジユール処理をF2430で行う。事象はポート３に
“0"出力であり、時刻はt0＋tE1nをセツトする。仮にtd
がある程度大きな値であれば、この時点で同一タイマ割
込み内で１つの出力ポートについて複数の事象が時刻を
へだててスケジユールされたことになる。
さらにF2440ではトランジスタ53の消弧に代わつてト
ランジスタ51の点弧スケジユール設定が行われる。
なおここではトランジスタ53の消弧とトランジスタ51
の点弧を同一時刻としたが、過電圧防止として電流形イ
ンバータでは“1"期間をラツプさせ、電圧形では非ラツ
プ期間を作るためtE1nの時間をF2430とF2440で変える考
慮も可能である。
また、第２の事象発生点t0＋tE2nでトランジスタ51が
消弧するようなスケジユール（F2450）、トランジスタ5
2を点弧するスケジユール（F2460）を引き続いて行う。
このように位相θＴの算出、このθＴに基づいて消弧
すべきトランジスタを決定し、さらに位相θＴによつて
消点弧する時間を決定し、最後に消点弧すべきトランジ
スタとその時刻を対にしてスケジユールを組むという処
理を所定時間Δt1ごとに行うようにした。
第10図に第３図の詳細フローチヤートを示す。ここで
は第９図と同様に位相θＴが０≦ＴＴ＜60°の範囲に入
つている場合を例にとつて第11図を用いて説明する。ま
ず、E2001で総合位相θＴが60°区間の前半または後半
にあることを判定する。０≦θＴ＜30°であれば、パル
ス間引きを実行しなければいけなくなる可能性のあるト
ランジスタは53ではなく51である。そこで、次に、E200
2で（tE2n−tE1n）、つまり、トランジスタ51がONとな
る期間が制限値Limitと比較される。（tE2n−tE1n）≧L
imitであれば、このΔt1区間ではパルス間引きを行わな
くてよいことになるので、第９図で説明したような通常
のスケジユールE2003〜E2005が実行されることになる。
処理E2002で（tE2n−tE1n）＜Limitと判定された場
合、E2006で（tE2n−tE1n＋残差）とLimitが比較され
る。ここでいう残差とは、前回のΔt1間までに生じたLi
mit値以下のパルス幅の積算値である。
処理E2006で（tE2n−tE1n＋残差）≧Limitであれば、
Limit値以下のパルス幅の積算値が点弧パルスとしてト
ランジスタに与えることのできるパルス幅に達したこと
になるので、まず、処理E2007で新しく残差を（tE2n−t
E1n＋残差−Limit）に書き換え、すでに第７図に求めて
あるtE1nの値をE2008で（tE2n−Limit）に書き換え、t
E2nとしてLimit値分の時間を確保した後、E2003〜E2005
のスケジユールを実行する。処理E2006で（tE2n−tE1n
＋残差）＜Limitのときには、トランジスタ51へのパル
スについてパルス間引きする必要が生じた場合である。
そこで、トランジスタ53を点弧した後、トランジスタ51
ではなく52を点弧するように通常のスケジユールルート
E2003〜E2005でないルートを選択する。まず、E2009で
新たな残差を作成し、処理E2010を実行して、すぐにト
ランジスタ53,55を点弧し、かつ、それ以外のトランジ
スタを全部消弧する。次に、トランジスタ51を点弧せ
ず、トランジスタ53の消弧をトランジスタ52の点弧まで
遅くするスケジユールを処理E2011で行う。消弧を遅ら
せる手段は、事前に求めてあるtE1nの値をtE2nに書き換
えることによつて行う。
判定E2001でθＴ≧30°であれば、トランジスタ53へ
のパルス出力を間引かなければいけない可能性が生じ
る。判定E2012でtE1n＜Limitでなければ、トランジスタ
53に与えるパルスの幅は十分であるから、処理E2003〜E
2005の通常パルス発生のスケジユールを選択する。
tE1n＜Limitであれば、次の判定E2013で（tE1n＋残
差）とLimitの比較を行う。（tE1n＋残差）≧Limitであ
れば、積算したパルスがLimit値以上になつたのである
から、Limit幅のパルス出力が可能である。そこで、処
理E2014で残差の更新を行い、処理E2015ですでに計算し
てあつたtE1nの値をLimit値に書き換えた後、E2003〜E2
005のスケジユールを行う。
判定E2013で（tE1n＋残差）＜Limitであれば、トラン
ジスタ53へのパルス出力を間引かなければならない。処
理E2016で残差の更新を行い、次に、処理E2017でトラン
ジスタ55と51にすぐ点弧するスケジユールを立て、それ
以外のトランジスタを消弧する。ここで、トランジスタ
53へのパルスが間引かれたことになる。最後に処理E201
8でトランジスタ51の消弧タイミングとトランジスタ52
の点弧タイミングをスケジユールして処理を終る。
つまり、処理E2003〜E2005を徹４つのルートのうちル
ート1,E2001→E2002→E2003→E2004→E2005,ルート2,E2
001→E2002→E2003→E2004→E2005は全くパルス間引き
とは関係ない通常のスケジユール，ルート3,E2001→E20
02→E2006→E2007→E2008→E2003→E2004→E2005,ルー
ト4,E2001→E2012→E2013→E2014→E2015→E2003→E200
4→E2005は時間データtE1nの書き換えは行われるものの
通常のスケジユールを通るものである。
さらにルート5,E2001→E2002→E2006→E2009→E2010
→E2011とルート6,E2001→E2012→E2013→E2016→E2017
→E2018の２つのルートはパルス間引きが行われるルー
トである。
第12図に総合位相θＴ＜30°の領域の例を、第13図に
θＴ≧30°の領域の例を示す。両図ともに（ａ）がトラ
ンジスタの最小パルス幅を考慮しないでパルスを発生し
た理想的な場合、（ｂ）が前回までのパルスの積算値が
制限値Limitを越えて統合パルスを発生した場合、
（ｃ）が前回までのパルスの積算値がまだ制限値未満で
統合パルスを発生できず、パルス間引きが行われた場合
のパターンの例を示している。
第12図（ａ）がルート1,（ｂ）がルート3,（ｃ）がル
ート5,第13図（ａ）がルート2,（ｂ）がルート4,（ｃ）
がルート６に相当する。
第14図に位相θＴが電気角60°の手前のパルスパター
ンの例を示す。トランジスタ53に与えられるパルスが60
°に近づくにつれて間引かれて、最小パルス幅の制限を
守りつつ、正弦波化が達成されていることがわかる。同
図でＡの領域がルート2,Bが領域がルート4,その他がル
ート６を実行したことに相当する。
なお、ここでは位相θＴが０〜60°に入る区間を例に
とつて第９図，第11図で説明したが、他の領域にθＴが
入る場合には、θＴの値に応じて、第６図に示したよう
に、消点弧すべきトランジスタを変更する必要があるの
はいうまでもない。したがつて、第11図に示した事象設
定処理E2000のような処理が他に５種類（第10図のE210
0,E2200,E2300,E2400,E2500）あることになる。
本発明の実施例によれば、インバータの出力を使用す
る電力変換素子の最小パルス幅上の制約を受けずに、極
低周波領域まで正弦波化することができる。その結果、
流れ、電流形インバータに本実施例を適用すれば、負荷
である誘導電動機７のトルクリツプルを直接激減すると
いう効果が発揮され、電圧形インバータに適用してもト
ルクリツプルの低減効果がある。
さらに、コンバータに本実施例を適用すれば、逆に交
流側、すなわち、電源側の波形がほぼ完全に正弦波化さ
れることになるので、進相コンデンサなどの外部機器に
高調波電流をたれ流すことのないクリーンな交直変換器
を実現できるという効果がある。
また、上記した実施例では、パルス幅データ値tE1n，
tE2nの算出にsin関数を導入した例を示したが、この場
合には、残差を算出する際に単なる積算によつて正弦波
パルス間引きが可能になる。
一方、三角波状の搬送波と直線による変調波を比較す
る方式によつてパルス幅データtE1n，tE2nを求める方式
があるが、この方式に本実施例のパルス間引きを用い、
残差算出の際に単なる積算ではなく、重み付け積算を行
えば、出力の正弦波化を実現できる。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明においては、正確なパル
スパターンを得るべく、今回発生すべきパルス幅が予定
の制限値よりも小さいとき、このパルス発生を見送ると
ともに、この見送りパルス幅を加味して次回発生すべき
パルス幅を決定するようにしたものであって、本発明に
よれば、電力変換用素子の最小パルス幅の影響をパルス
発生上等価的に回避することができるので、電力変換器
の入出力特性を極低周波領域まで正弦波にすることがで
きるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の電力変換器の制御装置の一実施例を示
す全体構成図、第２図は事象算出処理の一実施例を示す
フローチヤート、第３図は事象設定処理の一実施例を示
すフローチヤート、第４図は起動タイミングの説明図、
第５図はモード選択処理の一実施例を示すフローチヤー
ト、第６図はモードの説明図、第７図は時間設定処理の
説明図、第８図は信号波形の一例を示す説明図、第９図
は事象設定処理の詳細の一実施例を示すフローチヤー
ト、第10図は第３図の詳細の一実施例を示すフローチヤ
ート、第11図は位相θＴが０≦θＴ＜60°の範囲に入つ
ている場合の第３図の詳細の一実施例を示すフローチヤ
ート、第12図，第13図はそれぞれ総合位相θＴ＜30°，
θＴ≧30°の領域における例を示す波形図、第14図は位
相θＴが電気角60°の手前のパルスパターンの例を示す
図、第15図は従来技術を説明するための図、第16図は従
来技術の問題点を説明するための波形図である。 １…三相交流電源、2,6…過電圧抑制用のコンデンサ、
３…電流形コンバータ部、４…直流リアクトル、５…電
流形インバータ部、７…誘導電動機、８…直流電流検出
器、９…比較器、10,11…ワンチツプマイコン、31〜36,
51〜56…トランジスタ、101…入力ポート、103…ROM、1
04…RAM、106…出力ポート、107…事象設定レジスタ、1
08…時刻設定レジスタ、109…保持レジスタ、110…連想
メモリ、111…タイマ、112…比較部、113…実行コント
ローラ。
フロントページの続き (72)発明者 黒沢 俊明 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内 (72)発明者 三井 宜夫 茨城県勝田市市毛1070番地 株式会社日立 製作所水戸工場内 (56)参考文献 特開 昭58−148674（ＪＰ，Ａ)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】複数の主回路半導体素子より構成される電
    力変換器と、該電力変換器の半導体素子に最小パルス幅
    未満の幅のパルスを除いてオンオフパルスを与えるパル
    ス発生装置を備えたものにおいて、 最小パルス幅の予定の制限値を設定する手段と、 今回発生すべきパルス幅を決定する手段と、 この決定されたパルス幅を前記予定の制限値と比較する
    手段と、 この決定されたパルス幅が前記予定の制限値より大きい
    とき、この決定された幅のパルスを発生する手段と、 前記決定されたパルス幅が前記予定の制限値より小さい
    とき、今回のパルス発生を見送る手段と、 今回のパルス発生が見送られたとき、そのパルス幅を加
    味して次回に発生するパルス幅を決定する手段 を有することを特徴とする電力変換器の制御装置。
  2. 【請求項２】前記電力変換器はインバータ装置である特
    許請求の範囲第１項記載の電力変換器の制御装置。
  3. 【請求項３】前記電力変換器はコンバータ装置である特
    許請求の範囲第１項記載の電力変換器の制御装置。
JP61254335A 1986-10-25 1986-10-25 電力変換器の制御装置 Expired - Lifetime JPH0834694B2 (ja)

Priority Applications (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61254335A JPH0834694B2 (ja) 1986-10-25 1986-10-25 電力変換器の制御装置
US07/111,675 US4833586A (en) 1986-10-25 1987-10-23 PWM control for power converter system utilizing pulse dropping at minimum pulse widths
EP87115575A EP0265867B1 (en) 1986-10-25 1987-10-23 Apparatus for controlling power converters
DE87115575T DE3788777T2 (de) 1986-10-25 1987-10-23 Einrichtung für die Steuerung von Leistungskonvertern.
CN87107172A CN1010640B (zh) 1986-10-25 1987-10-24 电力变换器的控制装置
KR1019870011911A KR960000801B1 (ko) 1986-10-25 1987-10-26 전력 변환기의 제어장치
SG18495A SG18495G (en) 1986-10-25 1995-02-04 Apparatus for controlling power converters
HK32895A HK32895A (en) 1986-10-25 1995-03-09 Apparatus for controlling power converters

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61254335A JPH0834694B2 (ja) 1986-10-25 1986-10-25 電力変換器の制御装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS63110959A JPS63110959A (ja) 1988-05-16
JPH0834694B2 true JPH0834694B2 (ja) 1996-03-29

Family

ID=17263576

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP61254335A Expired - Lifetime JPH0834694B2 (ja) 1986-10-25 1986-10-25 電力変換器の制御装置

Country Status (8)

Country Link
US (1) US4833586A (ja)
EP (1) EP0265867B1 (ja)
JP (1) JPH0834694B2 (ja)
KR (1) KR960000801B1 (ja)
CN (1) CN1010640B (ja)
DE (1) DE3788777T2 (ja)
HK (1) HK32895A (ja)
SG (1) SG18495G (ja)

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5123080A (en) * 1987-03-20 1992-06-16 Ranco Incorporated Of Delaware Compressor drive system
JPH0787698B2 (ja) * 1989-03-13 1995-09-20 株式会社日立製作所 電力変換器の制御装置及びエレベーター装置
US5256949A (en) * 1989-05-23 1993-10-26 Thor Technology Corporation AC power line current regeneration
US4988939A (en) * 1989-08-04 1991-01-29 Thor Technology Corporation Electric motor with variable commutation delay
US4994950A (en) * 1990-07-31 1991-02-19 Eaton Corporation Waveform generator for inverter control
US5126642A (en) * 1991-01-31 1992-06-30 Ranco Incorporated Of Delaware Variable speed motor control
DE4111226A1 (de) * 1991-04-08 1992-10-15 Asea Brown Boveri Verfahren zur steuerung elektrischer ventile eines stromrichters
US5264775A (en) * 1991-09-09 1993-11-23 General Motors Corporation Pulse width modulation control apparatus and method
JPH0622592A (ja) * 1992-07-03 1994-01-28 Toshiba Corp モータ制御回路
US5311419A (en) * 1992-08-17 1994-05-10 Sundstrand Corporation Polyphase AC/DC converter
US5232052A (en) * 1993-02-09 1993-08-03 Hypro Corporation Apparatus and method for controlling the introduction of chemical foamant into a water stream in fire-fighting equipment
US5671130A (en) * 1996-08-23 1997-09-23 Allen-Bradley Company, Inc. Method and apparatus for controlling voltage reflections using a motor controller
US6009953A (en) * 1997-02-25 2000-01-04 Hale Products, Inc. Foam pump system for firefighting apparatus
US5990658A (en) * 1998-01-22 1999-11-23 Allen-Bradley Company, Llc Apparatus for controlling reflected voltage on motor supply lines
DE19814059A1 (de) * 1998-03-30 1999-10-07 Asea Brown Boveri Lastseitige Filteranordnung für eine Stromrichter-Schaltungsanordnung
US6047952A (en) 1998-07-14 2000-04-11 Hale Products, Inc. Ball valve assembly
DE19842141A1 (de) * 1998-09-15 2000-03-16 Wilo Gmbh Funktionen erzeugendes Ansteuerungsmodul für Leistungstransistoren
KR100318171B1 (ko) * 1998-11-17 2002-04-22 설승기 3상펄스폭변조컨버터-인버터시스템에서의커먼-모드전압펄스제거방법
ES2162568B1 (es) * 1999-07-19 2003-02-16 Guixot Manuel Visiers Convertidor doble para conexion a red de un aerogenerador.
ES2165774B1 (es) * 1999-07-27 2002-12-16 Salicru S A Convertidor de potencia electronico de corriente alterna a corriente alterna.
US6488265B2 (en) 2000-03-01 2002-12-03 Hale Products, Inc. Ball valve assembly
US6603672B1 (en) * 2000-11-10 2003-08-05 Ballard Power Systems Corporation Power converter system
JP3873696B2 (ja) * 2001-09-18 2007-01-24 株式会社日立製作所 電力半導体モジュール及び電力変換装置
CN100527586C (zh) * 2003-08-25 2009-08-12 三菱电机株式会社 电力变换器的控制装置
US7190143B2 (en) * 2005-05-27 2007-03-13 Rockwell Automation Technologies, Inc. Pulse width modulation (PWM) rectifier with variable switching frequency
JP5691272B2 (ja) * 2010-07-13 2015-04-01 日産自動車株式会社 電力変換システム
US9385620B1 (en) * 2013-01-10 2016-07-05 Lockheed Martin Corporation AC link converter switch engine
US9413221B1 (en) 2013-12-04 2016-08-09 Google Inc. Power conversion using a series of power converters

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2199591A (en) * 1939-01-30 1940-05-07 Donald C Hardie Tension device for spinning machines
JPS5549996A (en) * 1978-10-06 1980-04-11 Fanuc Ltd Motor drive system using pulse width modulation inverter
US4377779A (en) * 1980-12-29 1983-03-22 General Electric Company Pulse width modulated inverter machine drive
JPS58148674A (ja) * 1982-02-24 1983-09-03 Toshiba Corp Ｐｗｍインバ−タの制御装置
JPS58172927A (ja) * 1982-04-02 1983-10-11 株式会社日立製作所 過負荷保護装置
US4475150A (en) * 1982-04-28 1984-10-02 General Electric Company Coordinated load commutated inverter protection system
JPS61102172A (ja) * 1984-10-23 1986-05-20 Hitachi Ltd 自己消弧素子利用電流形コンバ−タ装置

Also Published As

Publication number Publication date
EP0265867A3 (en) 1989-08-02
KR880005732A (ko) 1988-07-23
EP0265867A2 (en) 1988-05-04
JPS63110959A (ja) 1988-05-16
DE3788777D1 (de) 1994-02-24
CN1010640B (zh) 1990-11-28
HK32895A (en) 1995-03-17
KR960000801B1 (ko) 1996-01-12
CN87107172A (zh) 1988-05-04
EP0265867B1 (en) 1994-01-12
US4833586A (en) 1989-05-23
DE3788777T2 (de) 1994-05-11
SG18495G (en) 1995-08-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH0834694B2 (ja) 電力変換器の制御装置
KR950013238B1 (ko) 전력변환장치의 제어방법 및 장치
KR910009762B1 (ko) Pwm 제어형 전력변환기의 제어장치
Bowes et al. Simple microprocessor implementation of new regular-sampled harmonic elimination PWM techniques
MXPA02008962A (es) Dispositivo y procedimiento de reduccion de armonicos en los convertidores de potencia.
US4907144A (en) Frequency converter and a method of applying same
JPH0714272B2 (ja) 電力変換器の制御装置
JPH06101932B2 (ja) Ｐｗｍ形コンバ−タの制御装置
JP3258874B2 (ja) Ｎｐｃインバータ装置
JPH0691751B2 (ja) インバ−タの制御装置
EP0007920B1 (en) Auxiliary commutation circuit for an inverter
JP3207275B2 (ja) 電力変換装置
JPS63310377A (ja) 電力変換器の制御装置
JPH0690564A (ja) 直列多重インバ−タの制御装置及び方法
JPH0736704B2 (ja) 電力変換器の制御装置
JPH08228489A (ja) 電力変換器の制御装置
JP3115160B2 (ja) 電力変換装置
JPH0421363A (ja) インバータ装置
JPH0732606B2 (ja) 電流形インバ−タの制御装置
SU1636970A1 (ru) Способ пуска автономного параллельного инвертора тока дл агрегатов бесперебойного питани
JPH0736703B2 (ja) 電力変換器の制御装置
JPH0784310B2 (ja) エレベ−タ−の制御装置
JP3221941B2 (ja) 電力変換装置
Pontt et al. Low Switching Frequency PWM with Selective Harmonic Elimination for Three-Phase Three-Level Inverters
JPH0832185B2 (ja) パルス幅変調方式インバータの制御装置