JPH1066358A - 正弦波コンバータの制御装置 - Google Patents

正弦波コンバータの制御装置

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JPH1066358A
JPH1066358A JP8217566A JP21756696A JPH1066358A JP H1066358 A JPH1066358 A JP H1066358A JP 8217566 A JP8217566 A JP 8217566A JP 21756696 A JP21756696 A JP 21756696A JP H1066358 A JPH1066358 A JP H1066358A
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JP
Japan
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phase
power supply
control device
sine wave
conversion circuit
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Withdrawn
Application number
JP8217566A
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English (en)
Inventor
Hiroki Shimizu
弘紀 清水
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Shinko Electric Co Ltd
Original Assignee
Shinko Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 小型でしかもコストが安い正弦波コンバータ
の制御装置を得ること。 【解決手段】 本発明は、R相、S相およびT相がスタ
ー接続されてなる三相交流電源1と、三相交流電源1よ
り供給される三相交流を整流する順変換回路2と、順変
換回路2と三相交流電源1との間に介挿されたコイルL
R、LSおよびLTと、三相交流電源1のR相と順変換回
路2との間を接続する接続線SRと、同図に示すa点と
の間に介挿されたコンデンサCRと、接続線SSとa点と
の間に介挿されたコンデンサCSと、接続線STとa点と
の間に介挿されたコンデンサCTと、順変換回路2の出
力端に接続された平滑コンデンサCoと、平滑コンデン
サCoに並列接続され、直流を三相交流に変換する逆変
換回路3と、逆変換回路3の出力電圧により駆動される
電動機4とを有している。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、電動機の
回転速度制御に用いられる正弦波コンバータの制御装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】図3は、従来の正弦波コンバータの制御
装置の構成を示す回路図である。この図において、1
は、R相、S相およびT相がスター接続されてなる三相
交流電源である。2は、三相交流電源1より供給される
三相交流を整流する順変換回路であり、パワートランジ
スタ等から構成されている。この順変換回路2として
は、近年、電源高周波対策として注目されている正弦波
コンバータが用いられている。また、順変換回路2は、
後述する回生運転時においては、平滑コンデンサCoか
ら供給される直流を三相交流に逆変換する機能を有して
いる。さらに、順変換回路2は、図示しない制御装置に
より、三相交流を直流に変換する動力運転時動作と、直
流を三相交流に変換する回生運転時動作とが切り換え制
御される。
【0003】また、上記順変換回路2と三相交流電源1
との間には、R相、S相およびT相に各々対応したコイ
ルLR、LSおよびLTが各々介挿されている。さらに、
順変換回路2の出力端には、平滑コンデンサCoが並列
接続されている。3は、平滑コンデンサCoに並列接続
された逆変換回路であり、入力される直流を三相交流に
変換する。この逆変換回路3においては、上記交流電圧
制御の一例として、周知のPWM(Pulse Width Modula
tion)制御が採用されている。4は、逆変換回路3の出
力電圧により駆動される電動機である。
【0004】上記構成において、三相交流電源1より三
相交流が順変換回路2へ供給されると、上記三相交流
は、順変換回路2により整流され、さらに平滑コンデン
サCoにより平滑される。これにより、逆変換回路3に
は直流電圧が入力され、逆変換回路3からは、PWM制
御によって生成された所定周波数の三相交流電圧が電動
機4へ供給される。これにより、電動機4が駆動され
る。
【0005】そして、今、電動機4に対する三相交流電
圧の周波数が低下すると、電動機4は慣性力により回転
し続ける。すなわち、電動機4は発電機として運転(以
下、回生運転と称する)を続ける。従って、上述した動
力運転動作と逆の動作を経て、電動機4において発生し
ている三相交流電圧は、逆変換回路3により直流電圧に
変換され、この直流電圧により平滑コンデンサCoが充
電される。さらに、順変換回路2により三相交流電圧が
生成され、この三相交流電圧による三相交流電力は、コ
イルLR、LSおよびLTを介して三相交流電源1へ回生
される。
【0006】ここで、上述した回生運転時における正弦
波コンバータの制御装置の各部の電圧ベクトルと電流ベ
クトルとの関係を図4に示す。図4は、三相交流電源1
のR相に関する電圧および電流ベクトルを示す図であ
り、この図において、*VCRS(「*」は、ベクトル表
示ドットを意味するものとする)は、回生運転時におい
て順変換回路2の出力電圧を、*VLRはコイルLRの電
圧降下を各々表す。また、*VRSは三相交流電源1のR
相とS相との間の線間電圧(以下、RS線間電圧と称す
る)を、*IRはR相へ流れこむ線電流(以下、R線電
流と称する)を、*VRは三相交流電源1のR相の電圧
(以下、R相電圧と称する)を各々表す。
【0007】図4に示すベクトル図によれば、回生運転
時においては、順変換回路2の出力電圧*VCRSの絶対
値が、RS線間電圧*VRSの絶対値より大きくなること
がわかる。従って、回生運転を正常に実現するために、
従来の正弦波コンバータの制御装置においては、図3に
示す平滑コンデンサCoや順変換回路2の各素子として
定格電圧の大きいものが用いられている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の正弦
波コンバータの制御装置においては、前述したように回
生運転を正常に行うために定格電圧の大きい回路素子を
用いなければならず、従って、装置が大型となり、かつ
コストが高いという欠点があった。本発明はこのような
背景の下になされたもので、小型でしかもコストが安い
正弦波コンバータの制御装置を提供することを目的とす
る。
【0009】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、三相交流電源と、前記三相交流電源から供給される
三相交流を直流に変換する順変換手段と、前記三相交流
電源と前記順変換手段との間の各相に介挿された3つの
コイルと、前記順変換手段に接続され、回生エネルギを
発生する回生エネルギ発生手段と有する正弦波コンバー
タの制御装置において、回生エネルギ発生手段が前記回
生エネルギを発生している場合、前記順変換手段から出
力される回生電流に対して、前記三相交流電源へ流れ込
む線電流の位相を進ませる進相手段を具備することを特
徴とする。
【0010】請求項2に記載の発明は、請求項1に記載
の正弦波コンバータの制御装置において、前記回生エネ
ルギ発生手段は、前記順変換手段の出力を三相交流に逆
変換する逆変換手段と、前記逆変換手段の出力により駆
動される駆動機とから構成されていることを特徴とす
る。
【0011】請求項3に記載の発明は、請求項1または
2に記載の正弦波コンバータの制御装置において、前記
進相手段は、前記三相交流電源と前記3つのコイルとの
間の、各相の接続線相互間にスター結線されてなる3つ
のコンデンサから構成されていることを特徴とする。
【0012】請求項4に記載の発明は、請求項1または
2に記載の正弦波コンバータの制御装置において、前記
進相手段は、前記三相交流電源と前記3つのコイルとの
間の、各相の接続線相互間にデルタ結線されてなる3つ
のコンデンサから構成されていることを特徴とする。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態について説明する。図1は本発明の一実施形態に
よる正弦波コンバータの制御装置の構成を示す回路図で
ある。この図において、図3の各部に対応する部分に
は、同一の符号を付けその説明を省略する。図1に示す
正弦波コンバータの制御装置においては、コンデンサC
R、CSおよびCTが新たに設けられている。
【0014】上記コンデンサCRは、三相交流電源1の
R相と順変換回路2との間を接続する接続線SRと、同
図に示すa点との間に介挿されている。コンデンサCS
は、三相交流電源1のS相と順変換回路2との間を接続
する接続線SSと、a点との間に介挿されている。ま
た、コンデンサCTは、三相交流電源1のT相と順変換
回路2との間を接続する接続線STと、a点との間に介
挿されている。すなわち、コンデンサCR、CSおよびC
Tは、スター接続(デルタ接続も可)されている。
【0015】次に、上述した一実施形態による正弦波コ
ンバータの制御装置の回生運転時の動作について説明す
る。まず、前述した回生運転がなされると、電動機4の
出力電圧は、逆変換回路3により直流に変換され、直流
電流は平滑コンデンサCoに充電される。そして、平滑
コンデンサCoの充電電荷が放電される。
【0016】この結果、平滑コンデンサCoの出力電圧
が、順変換回路2により三相交流電圧に変換される。こ
こでは、理解を容易にするために、三相交流電圧1のR
相に関する動作について説明する。そして、順変換回路
2からは、出力電圧*VCRSが出力され、これにより、
順変換回路2から三相交流電源1へ流れる回生電流*I
RCが接続線SRを流れる。そして、この回生電流*IRC
は、コンデンサ電流*ICとR線電流*IRとに分流さ
れ、コンデンサ電流*ICはコンデンサCRへ流れ、他
方、R線電流*IRは、三相交流電源1のR相へ流れ
る。また、上記回生電流*IRCが流れると、コイルLR
には、電圧降下*VLRが発生する。
【0017】ここで、上述した、出力電圧*VCRS、回
生電流*IRC、電圧降下*VLR、コンデンサ電流*I
C、R線電流*IR、R相電圧*VRおよびRS線間電圧
*VRSのベクトル関係を図2に示す。この図2に示すよ
うに、上述した回生運転時においては、コンデンサ電流
*ICにより、R線電流*IRと回生電流*IRCとの間に
θなる位相差が生じることにより、同図に示す電圧降下
*VLRが図4に示す電圧降下*VLRよりも位相が上記位
相差θ分だけ進む。従って、図2に示す出力電圧*VCR
Sの絶対値が、図4に示す出力電圧*VCRSの絶対値に比
して小さくなる。
【0018】つまり、本発明の一実施形態による正弦波
コンバータの制御装置によれば、回生運転時における順
変換回路2の出力電圧*VCRSが従来のものに比して小
さくなるので、従来のものに比して、回路素子の定格電
圧を小さくすることができる。一例としては、図1に示
す平滑コンデンサCoとして図3に示す平滑コンデンサ
Coに比して定格電圧の小さいものが用いられている。
従って、本発明の一実施形態による正弦波コンバータの
制御装置によれば、従来のものに比して回路素子の定格
電圧を低くすることができるので、装置を小型にするこ
とができるとともに、コストを安くおさえることができ
るという効果が得られる。
【0019】以上、本発明の一実施形態について、図面
を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの一実施
形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しな
い範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。例え
ば、上述した一実施形態による正弦波コンバータの制御
装置においては、回生エネルギ源として逆変換器3およ
び電動器4を用いた例について説明したが、これに限定
されることなく、回生エネルギ源として太陽電池、燃料
電池等を用いてもよい。
【0020】
【発明の効果】本発明によれば、進相手段により回生電
流に対して線電流の位相が進み、これにより、コイルの
電圧降下の位相が従来のものに比して進む。従って、本
発明によれば、回生運転時において順変換手段の出力電
圧の絶対値が従来のものに比して小さくなるため、回路
素子の定格電圧を小さくすることができ、これにより、
装置を小型にすることができるとともに、コストを安く
することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施形態による正弦波コンバータ
の制御装置の構成を示す回路図である。
【図2】 同一実施形態による正弦波コンバータの制御
装置の各部の電流ベクトルと電圧ベクトルとの関係を示
すベクトル図である。
【図3】 従来の正弦波コンバータの制御装置の構成を
示す回路図である。
【図4】 従来の正弦波コンバータの制御装置の各部の
電流ベクトルと電圧ベクトルとの関係を示すベクトル図
である。
【符号の説明】
1 三相交流電源 2 順変換回路 3 逆変換回路 4 電動機 Co 平滑コンデンサ CR、CS、CT コンデンサ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 三相交流電源と、前記三相交流電源から
    供給される三相交流を直流に変換する順変換手段と、前
    記三相交流電源と前記順変換手段との間の各相に介挿さ
    れた3つのコイルと、前記順変換手段に接続され、回生
    エネルギを発生する回生エネルギ発生手段と有する正弦
    波コンバータの制御装置において、 回生エネルギ発生手段が前記回生エネルギを発生してい
    る場合、前記順変換手段から出力される回生電流に対し
    て、前記三相交流電源へ流れ込む線電流の位相を進ませ
    る進相手段、 を具備することを特徴とする正弦波コンバータの制御装
    置。
  2. 【請求項2】 前記回生エネルギ発生手段は、 前記順変換手段の出力を三相交流に逆変換する逆変換手
    段と、 前記逆変換手段の出力により駆動される駆動機とから構
    成されていること、 を特徴とする請求項1に記載の正弦波コンバータの制御
    装置。
  3. 【請求項3】 前記進相手段は、前記三相交流電源と前
    記3つのコイルとの間の、各相の接続線相互間にスター
    結線されてなる3つのコンデンサから構成されているこ
    と、 を特徴とする請求項1または2に記載の正弦波コンバー
    タの制御装置。
  4. 【請求項4】 前記進相手段は、前記三相交流電源と前
    記3つのコイルとの間の、各相の接続線相互間にデルタ
    結線されてなる3つのコンデンサから構成されているこ
    と、 を特徴とする請求項1または2に記載の正弦波コンバー
    タの制御装置。
JP8217566A 1996-08-19 1996-08-19 正弦波コンバータの制御装置 Withdrawn JPH1066358A (ja)

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JP8217566A JPH1066358A (ja) 1996-08-19 1996-08-19 正弦波コンバータの制御装置

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT408168B (de) * 1998-06-25 2001-09-25 Johann W Dipl Ing Dr Kolar Einstufiges dreiphasen-pulsgleichrichtersystem mit potentialgetrenntem ausgangskreis und eingeprägtem ausgangsstrom

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT408168B (de) * 1998-06-25 2001-09-25 Johann W Dipl Ing Dr Kolar Einstufiges dreiphasen-pulsgleichrichtersystem mit potentialgetrenntem ausgangskreis und eingeprägtem ausgangsstrom

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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20031104