JPS61285076A - インバータ - Google Patents

インバータ

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JPS61285076A
JPS61285076A JP60125066A JP12506685A JPS61285076A JP S61285076 A JPS61285076 A JP S61285076A JP 60125066 A JP60125066 A JP 60125066A JP 12506685 A JP12506685 A JP 12506685A JP S61285076 A JPS61285076 A JP S61285076A
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inverter
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signal
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敏 井堀
Tadao Shimozu
下津 忠夫
Motonobu Hattori
元信 服部
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Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、主回路スイッチング素子のスイッチングによ
り交流出力の周波数制御に加えて電圧側をも行なうよう
にしたインバータに係り、特に、このよ5なインバータ
に好適な交流出力電圧の検出方法に関する。
〔発明の背景〕
従来から、誘導電動機などの交流電動機の駆動制御には
、主スイツチング素子のスイッチングにより出力交流の
周波数だけではなく、交流出力電圧も制御するようにし
た、いわゆるPWM(’パルス幅変調)方式のインバー
タが広(用いられているが、近年は、このようなインバ
ータを用いたモータ制御装置においては、モータの発生
トルクを精密に制御するため、トルクの瞬時値の制御が
可能なベクトル制御の技術が適用される場合が多くなっ
てきた。
しかして、このようなインバータにおけるベクトル制御
を常に正しく行なわせるためには、温度の変化によるそ
一夕の2次抵抗の変化などを検出して補正を行なわなけ
ればならないが、そのための方法として従来からインバ
ータの交流側出力の相電圧とその位相を検出し、それに
より補正を行なうようにした方法が知られており、そし
て、そ−のための相電圧と位相の検出手段としては第2
図に示すように3個の単相計器用変成器(PT)41゜
42.43を用い、Y結線した2次側巻線から相電圧を
取り出すようにしたものが主として採用されていた。な
お、この第2図で、1は順変換部、2は逆変換部、3は
駆動制御対象となる交流モータ、Cは平滑用のコンデン
サである。
しかしながら、このようなインバータ、特に周知の電流
比較形(電流指令方式)のインバータにおいては、制御
が出力電流を百棟として行なわれ、出力電圧はその結果
として発生するものであり、そのため、逆変換部での主
スイツチング素子のスイッチング周波数がかなり高くな
っている低出力周波数領域では、平衡条件の不成立、各
相間での干渉などkより、Δ−Y結線の3相のPTを用
いたのでは、相電圧の位相を正確に検出できず、更に、
スイッチング周波数が高いこと、及び、出力電圧の波形
がPWMであることから、計器により出力電圧の基本波
成分の位相などを正確に測定できないことがあり、この
ため、低周波、高周波両領域において、飽和を生じない
ようなトランスの設計がむずかしい。
従って、従来のインバータにおいては、その交流側出力
の相電圧検出に際して次のような問題点が・あり、構成
が複雑になってコストアップが著しいという欠点があっ
た。
(1)  多層インバータの場合、その出力波形上、平
衡条件が成りたたないため、中性点のない多相から相電
圧や位相を検出するのに3相のトランス(PT)を使用
することができず、単相のトランスが多相分必要となり
構成が複雑になる。
(1)スイッチング周波数の高いインバータ、特に電流
指令方式PWMインバータでは、低周波領域、高周波領
域においてトランスの磁束飽和の問題があり、磁束決定
の面でトランスの選定がむずかしい。
(1)スイッチング周波数が高い場合、トランスの出力
電圧(位相を含む)信号Vp(第2図参照)をロジック
回路にとりこむ際の実装上のノイズ問題を解決するのが
むずかしい。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、上記した従来技術の欠点な除き、PT
を全く使用せずK、しかも充分正確にインバータの交流
側出力の相電圧と位相の検出が行なえるようにしたイン
バータの出力電圧検出方法を提供するKある。
〔発明の概要〕
この目的を達成するため、本発明は、インバータの交流
出力をホトカプラでアイソレートして取り出し、それを
平均化によりアナログ化した上でインバータの入力側直
流電圧で補償することにより、インバータの交流出力電
圧波形に応じた信号を得るようにした点を特徴とする。
〔発明の実施例〕
以下、本発明によるインバータの出方電圧検出方法につ
いて、図示の実施例により詳細に説明する。
第1図は本発明の一実施例で、図において、5はホトカ
プラを用いた電圧検出回路、6は補償回路、7はDCP
T (直流計器用変圧器)である。
なお、その他は第2図の従来例と同じであり、かつ、イ
ンバータ装置としての動作は周知のとおりなので説明は
省略する。
電圧検出回路5は第3図及び第4図のとおりに構成され
ている。なお、以下の説明では、ホトカプラをPC,オ
ペアンプをOP、抵抗をR2それににコンデンサなCと
それぞれ略記する。
まず、第3図に示すように、インバータの交流出力、つ
まり逆変換部2の各相の出力U、V、Wにそれぞれ反対
の極性で対になったP CI −PC2゜PC3−PC
4,PC5−PC6の入力端子側をR1,R2,R3と
直列にして接続し、全体をY結線する。そして、これら
のPCの出力端子側をそれぞれ十電源に接続されたRと
接地に接続し、R側の端子からそれぞれ信号SU’l、
SU2゜SMI、SV2.、SWI、SW2を取り出す
ようにする。
次に、これらの信号SUI〜は第4図の回路で処理され
る。この第4図の回路は、OPlとR4へR6からなる
極性反転部と、OP2及びR7〜RIOからなる加算部
と、C1及びRlj、R12からなる進相補償部と、そ
れにOP3.OP4゜C2,C3およびR13〜R17
からなるフィルタ部とで構成されており、それぞれ対に
なっている(Ft号SUI、SU2. おJ:びSVI
、SV2゜それにSWI、SW2に対応して3組設けら
れ、それぞれから信号Pu 、 Pv 、 Pwが独立
に出力されるよう釦なっている。
従って、との*4図の回路では、対になったそれぞれの
PCの出力信号を一方が極性反転された上で加算され、
進相補償により信号内に含まれる直流項がカットされ、
第5図に示すような伝達特性のもとで処理されて各出力
信号Pu 、 Pv 、 Pwが得られることになる。
なお、第6図に示した特性は、上記した進相補償部、フ
ィルタ部における回路定数の設定いかんによって任意に
定めることができる。
第6図は第4図の回路の各部分における信号の波形をU
、V、Wの各相のうち、U相を例にとって示したもので
、このとき、インバータがPWM方式なので、その交流
側出力のU−V間の電圧は第6図(alのようなパルス
波形となっている。
従って、このときのU相の電圧は、約30度の遅れ角θ
をもった第6図(blのようになり、この結果、PCI
からの信号SUIは同図(c)のように、そしてPC2
からの信号SU2は同図(d)のようになる。
これらの信号のうちSU2はOPIで極性反転されてO
F2に入力されるため、このOF2の出力信号SAはf
$6図(e)に示すように信号(b)と同じになる。
この信号SAが進相補償部とフィルタ部により平滑化さ
れ、第7図(f)に示す正弦波の信号Pu になり、こ
れkよりインバータの交流出力(U相)の電圧が位相も
含めて検出されたことになる。
なお、他のV相、W相についても同じで、それぞれ信号
SVI、SV2.SWI、SW1m4図の回路で処理し
、それぞれ信号Pv 、 P%Vを出力させてやればよ
い。
次に、こうして検出した信号Pu 、 Pv 、 Pw
は補償回路6に入力され、DCPT7から供給される逆
変換部2の直流側入力電圧を表わす信号Sdcに′よる
補償が施され、最終的に逆変換部2の出力交流の相電圧
を表わす信号■p+2 、 Vpv 、 Vpwが出力
される。
第7図は補償回路6の一実施例で、3個のアナログ乗算
器6a 、 6b 、 6c からなり、それぞれ信号
Sdcと信号Pu 、 Pv 、 Pw  とを乗算し
て卵電圧信号Vpu 、 Vpv 、 Vpwを出力す
る働きをする。
周知のように、PCは伝達特性がIJ ニヤーではない
。従って、第6図(b)で示す交流出力電圧UをPCで
変換して得た同図(e)に示す信号SAの振幅は、必ず
しも出力交流電圧Uの振幅を正しく表わすものとはなら
ない。
そこで、この実施例では、R1へR3,それにR(いず
れも第3図)の抵抗値などを所定値に設定し、これによ
り信号SAの振幅が常に一定の所定値に保たれるよ5に
した上で逆変換部2(第1図)の直流入力側の電圧を表
わす信号Sdcによって補償し、交流出力電圧を正しく
表わす信号が得られるようにしているのである。
従って、この実施例によれば、PCを用いてインバータ
の交流出力とは宇金に!気的なアイソレーションを保ち
ながら、交情出力常圧をその位相も含めてア分正確に検
出することがで六る。
ところで、以上の実施例では、各相ごとの電圧信号Vp
u 、 Vpv 、 Vpwの全てをそれギれ独立に検
出するようにしているが、交流負荷が平衡しているなら
ば、周知のように2つの相の電圧だけを検出し、残りの
1和については、検出した2卵の電圧から演算で求める
ようにしてもよい。即ち、平衡しているときには、Vu
 + Vv + Vw = Oとなるから、例えば信号
VpuとVpyだけを検出し、これらの和をゲイン10
反転増幅器に入力することにより、うにしてやればよい
この実施例によれば、さらに構成を簡単にすることがで
きる。
なお、以上の実施例では、相電圧の検出について説明し
たが、線間電圧の検出にも適用でき、このときKは、例
えば第6図(g) IC示すU−V間の電圧P (U−
V )を検出するためには、■相の電圧信号Vpuと■
相の電圧信号Vpvを検出し、これの演算によりVp(
U −V )−Vpu −Vpv  トL テ求メれば
よい。
次に、PCI〜PC6の入力側を第8図の実施例のよう
に接続してやれば、補償回w−6の出力には第9図(a
)の線間電圧U−Vに対して、それを直接表わす相関(
線間)電圧信号Vp(u −v)を得ることができる。
なお、この第8図の実施例においても、平衡や荷の場合
には2相の検出だけで3相全ての電圧信号を得ることが
できるのはいうまでもない。
ところで、以上の実施例では、PCの出力側からの信号
の取り出しをエミッタ接地方式としているが、第10図
に示すようにエミッタフォロワ方式としてもよいのはい
うまでもない。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によれば、変成器を用いる
ことなく、充分に電気的なアイソレーションを保ちなが
ら、インバータの出力交流電圧をその位相も含めて高精
度で検出できるから、従来
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明によるインバータの出力電圧検出方法の
一実施例を示すブロック図、第2図は従来例を示すブロ
ック図、第3図及び第4図は電圧検出回路の一実施例を
示す回路図、菓5図は電圧検出回路の信号伝達特性の説
明図、第6図(a)〜(g)は本発明の一実施例の動作
説明用の波形図、第7図は補償回路の一実施例を示すブ
ロック図、第8図は本発明の他の一実施例の回路図、第
9図はその動作説明用の波形図、第10図はけトカプラ
からの信号取出方法の他の一例を示す回路図である。 1・・・・・・順変換部、2・・・・・・逆変換部、3
・・・・−・交流モータ、5・・・・・・電圧検出回路
、6・・・・・・補償回路、7・・・・・・DCPT 
(直流計器用変圧器)、PCI〜PC6・・・・・・ホ
トカプラ、6a 、 6b 、 6c・・−・・アナロ
グ乗算器。 第2図 第3図 第5図 第6図 第7図 Pu  Pv  Pw 第8図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 半導体素子のスイッチングにより直流電力から可変電圧
    、可変周波数の交力電力を得るようにしたインバータに
    おいて、このインバータの交流出力を入力とするホトカ
    プラと、このホトカプラの出力を所定の時定数で平均化
    するろ波手段と、このろ波手段の出力を上記インバータ
    の直流入力電圧に応じて補正する乗算補償手段とを設け
    、上記インバータの交流出力電圧を表わす信号を上記乗
    算補償手段の出力から得るように構成したことを特許と
    するインバータの出力電圧検出方法。
JP60125066A 1985-06-11 1985-06-11 インバータ Granted JPS61285076A (ja)

Priority Applications (1)

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JP60125066A JPS61285076A (ja) 1985-06-11 1985-06-11 インバータ

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JP60125066A JPS61285076A (ja) 1985-06-11 1985-06-11 インバータ

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JPS61285076A true JPS61285076A (ja) 1986-12-15
JPH0552136B2 JPH0552136B2 (ja) 1993-08-04

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ID=14900973

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JP60125066A Granted JPS61285076A (ja) 1985-06-11 1985-06-11 インバータ

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JP (1) JPS61285076A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01268456A (ja) * 1988-04-18 1989-10-26 Nippon Otis Elevator Co Pwmインバータ

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01268456A (ja) * 1988-04-18 1989-10-26 Nippon Otis Elevator Co Pwmインバータ

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JPH0552136B2 (ja) 1993-08-04

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