JPS6149667A - インバ−タ制御装置 - Google Patents

インバ−タ制御装置

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JPS6149667A
JPS6149667A JP59170878A JP17087884A JPS6149667A JP S6149667 A JPS6149667 A JP S6149667A JP 59170878 A JP59170878 A JP 59170878A JP 17087884 A JP17087884 A JP 17087884A JP S6149667 A JPS6149667 A JP S6149667A
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JP
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JP59170878A
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English (en)
Inventor
Kazuo Nagatake
和夫 長竹
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Publication of JPS6149667A publication Critical patent/JPS6149667A/ja
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS 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
    • H02M7/00Conversion of AC power input into DC power output; Conversion of DC power input into AC power output
    • H02M7/42Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal
    • H02M7/44Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48Conversion 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)

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】 (発明の技術分野) 本発明はインバータ主回路のスイッチング素子のオンオ
フモードを゛スイッチングfl+IJ DIJ信号によ
り制御して負荷に正弦波近似交流電力を供給するための
可変電圧・可変周波数を得るインバータ制御装置に団す
る。
〔発明の技術的背景〕
例えば交流電動機の回転数を制御して、特に定トルク運
転を行なわせる場合には、可変電圧、可変周波数電源を
用い、電動機端子電圧と周波数ととが行なわれる。この
場合、可変電圧・可変周波数電源としては、インバータ
が最も一般的である。
第1図は代表的な3相ブリツジインバータの構成を示し
たものである。この場合インバータ主回路1を構成する
スイッチング素子としてはトランジスタを用いており、
3相のブリッジの各アームをトランジスタT’s + 
Trz 、Tr 31 Tr a *Tr s * T
’ sにより構成し、これらトランジスタTrx〜Tr
6の各コレクタ・エミッタ間にはフライホイルダイオー
ドD1〜D6を“各々接続している。そして、トランジ
スタTrxとT r a *7r2とT’s、Tr3と
Tr6の各相互接続点を各々出力端子Tu、Tv、Tw
としており、この出力端子Tu 、Tv 、Twに負荷
としての3相交流モータが接続される。更にこの構成の
インバータ主回路1に対して直流電源2から給電し、ト
ランジスタTrt〜Tr6をパルス幅変調方式によって
スイッチングさせることにより出力端子Tu、Tv、T
wから3相交流出力を得るものであり、その周波数は各
トランジスタTrl−Tr’sのスイッチング周期を変
化させることにより、Jfflできる。又3は直流電力
を平滑するためのコンデンサである。これらトランジス
タTI’l〜Tr6のベースB1〜B6がパルス幅変調
により正弦波近似された論理パターン信号により制御さ
れるものであるが、その論理パターン化はM2図(A)
、に示すように所望の電圧値の正弦波信号Saと三角波
信号sbとを比較して第2図(8)に示す論理パターン
信号MOを4qる方法によって行なわれる。この場合従
来では第3図に示すように、360°分の正弦波(ユO
″から180°までの間を306毎に分割した単位波形
A、B、Cとその位相反転したーA、−8,−Cとの合
成によって表現できることに着眼し、これら6個の単位
波形を論理パターン化して記憶素子に記憶させ、読出し
制御にJ:りて3相360°分の論理パターン信号に合
成し、以て記憶素子の必要容門が小さくてすむように工
夫したものがある。
〔背景技術の問題点〕
而して、インバータ装置によって可変電圧・可変周波数
を得るためには、上記単位波形の論理パターン信号を各
周波数毎に作成し記憶させておく必要があるため、周波
数の種類が111個であると、6mビットのビット容量
(−個の単位波形を1ビットのnワードで論理パターン
化しているため)が必要になる。ところが現在市販され
ている標準ず2ビットが無駄になってしまい、ROMの
利用    −化されたROM<リードオンリーメモリ
)は4ビットと8ビットのものが大部分であるため、実
際の装置においてはROMが6ピツトしか利用され率が
低いと云う問題があった。            、
〔発明の目的〕
本発明は上記の欠点を除去すべくなされたものであり、
その目的はスイッチング制御信号を論理パターン化して
記憶する最小単位ビット数が2となり、従って記憶素子
を2の整数倍の容量分で使    用することが可能に
なり、マイクロコンピュータ笠で多様されている8ビッ
トROMを無駄なく使用できるようになるインバータ制
御装置を提供ずることにある。
〔発明の概要〕
この発明によるインバータ制御lII装置は、交流波形
中の0°から60°までの分と120°から180°ま
での分を夫々単位波形として論理パターン化して記憶素
子に記憶させ、これら二個の論理パターン信号とパルス
幅変調されない二値の論理レベルとの組合せからスイッ
チング制御信号を得るようにしたものであり、この結果
−周の周波数当りの単位波形が2個となり占有記憶容塁
の単位が2ビットになって記憶素子を2ビット単位で使
用し得るようになるから例えば8ビットROMの場合は
これを無駄なく使用できるようになるものである。
〔発明の実施例〕
先ず本発明の第1実施例について第4図乃至第7図を参
照しながら説明する。
第4図に波形合成の1例を示す。第4図に示すVU、V
V、VWは第1図の各出力端子Tu、TV、TINと電
源の仮想中性点との間に発生さVようにトランジスタT
rl”1−r5をオンオフ制御すると出力端子Tu 、
Tv 、Tv間には第4図に示す線間電圧Vuw、 V
VW、 Vwuが得ら、れる。ここで電位Vu 、Vv
 、Vw ’i椙成している単位波形A、B、Cの各々
の電圧波形VA、VB 、Vc は夫々以下のように表
わされる。
VA=Sin  (χ+30°)−1/2Vs=−1/
2 VC−3in  (χ+90’ ) −1/′2これら
により0°から60°までの間の線間電圧波形vuv、
 vvw、 vwuは次式のように表わされる。
Vuv−VA−Va =sin  (χ+30″″)V
vw=Vs −Vc =−sin  (Z+20” )
=siロ (χ −90° ) ywu=vc −Vu =sin  (χ+90°)−
sin  (χ+30°) −sin  (Z+150’ ) 上記式から夫々位相が120度異変心三相の正弦波形が
得られることがわかる。上記は0°から60°までの区
間の波形であるが、60’区間進むごとに上記波形が位
相反転した形で繰返されることが第4図により理解でき
る。即ち、単位波形A、B、Cによって36o°分の3
相正弦波を合成することができ、そしてこの場合、Bは
定数であるので変数である二個の単位波形A、Cのみを
各周波数に対応させて論理パターン化して記憶素子に記
憶ざゼる。第7図は記憶素子の1例である8ピツト形の
ROMのデータ割付マツプを示す。
この実施例では32 穣(一般論としてはm個)に周波
数を設定することから単位波形をA1.01からA32
,832までを論理パターン化して後述するROM7に
記憶させるが、この場合記憶必要量が2ビットの整数倍
であることから8ピツト(Do”Dr)すべてが用いら
れる。また1個の単位波形は1ビットnワード(この実
施例では1024)によって論理パターン化される。
第5図中上記ROM7を除いた部分は読出し制御部を構
成するものであり、以下これについ詳述する。即ち、4
はインバータ主回路1の出力周波数rを設定するための
周波数設定信号Srを出力Tる周波数設定回路、5は出
力周波数rを決定するクロック信号S2を発生するため
の基準発振器であり、そして上記周波数設定信号S1が
レートマルチプライヤ6及びROM7に与えられる。レ
 、−トマルチプライヤ6はインバータ主回路1の出力
電圧Vが設定周波数「と所定の比となるように制御する
ためのもので、周波数丁と所定の比関係となるよるに制
御するために周波数設定回路号S1に応じた分周比で前
記クロック信号S2の周波数を変化させて新たなりロッ
ク信号S2”aを出力する。8はレートマルチプライヤ
6から出力されたクロック信号Szaをカウントする読
み出し回路からなるバイナリアップカウンタである。そ
してROM7はバイナリアップカウンタ8からの出力及
び周波数設定回路4からの周波数設定信号Slの上位3
ビットの信号Slaを受け、これによって番地をX方向
に洗濯して該当する周波数グループ例えばxoを指定し
、その指定されたグループ 。
XoのビットD。−Orまでに記憶されている8ビット
の単位波形A1.C1〜A4.04データがバイナリア
ップカウンタ8により読出されそのデータ信@S4を第
1のデータセレクタ9に供給する。この第1のデータセ
レクタ9は第6図に示す如くアンド回路10.オア回路
11及び反転回路12から成り、周波数設定信号St中
の第4及び5番目のピントから信号5xl)を受けて前
記ROM7から出力されたX1番目のデータ信号S番の
中からI IIIの単位波形に対応した2ビット(例え
ばA1.0t−)のデータ信号Ssを出力する。
13はデータ出力ラインであり、データ信号S6を直接
受ける単位波形A、Cに対応したライン13A、13G
とその信号を反転回路14.15を介して受けるライン
13An 、13Cnとから成る。従ってこのデータ出
力ライン13には単位波形A、Cとその反転した単位波
形め論理パターン信号がバイナリアップカウンタ8の繰
返し計数動作によって時間的並列に常時出力される。1
4はバイナリアップカウンタ8からのキャリー信号S6
を受ける6進カウンタ、15LJ、15V、15WはU
、V、Wの各相に対応した第2のデータセレクタであり
、夫々は前記データ出力ライン13と前記トランジスタ
Trt〜Tr6のオンオフ制御レベルに対応する2値の
論理レベル発生部H(トランジスタオンに対応)及びL
(t−ランジスタオフに対応)とから6ピツトのデータ
を受けるように入力側が接続され、そして前記6進カウ
ンタ14からバイナリアップカウンタ8による60°分
のデータ読出しサイクルに同期して選択信号S7を受け
ることにより、36o°分6ビットのデータをその第4
図の電位Vu 、 Vv 、”VWの波形に対応するよ
う選択的に順序化しこれらを各相論理パターン信号Ss
 u 、 Sa V 、 Sa Wとして出力する。こ
れら論理パターン信号Sa u r Sav、3awは
データラッチ16.17.18を介して後、一部は更に
反転回路19,20.21を介して後、前記インバータ
主回路1におけるトランジスタTr1〜Trsの各ベー
ス81−86にスイッチング制御信号として加えられる
。以上において、6進カウンタ14及び第2のデータセ
レクタ15U〜15Wはデータセレクタ制御回路22を
構成する。
次に本発明の第2実施例について第6図と同一部分に同
一符号を付して示す第8図により説明する。この第2実
施例の第1実施例との相違点はデータセレクタ制御回路
23にある。即ち、前記第2のデータセレクタ15U、
15V、15Wの代りに第3のデータセレクタ24U、
24V、24Wを設ける。この第3のデータセレクタ2
4U。
24V、24Wはそのデータ入力側にデータ出力ライン
25とトランジスタ丁r1〜TI”6をオンモードにす
る論理レベル発生部H(このハイレベルが単位波形Bに
相当する。)とから三ピットのデータを入力として受り
、そして選択入力側にバイナリアップカウンタ8からの
キャリー信号S6を受ける3進カウンタ25の出力信号
S−Jを受けることにより、入力データである単位波形
A、B。
Cの論理パターン信号を順序化し、これを信号S□。u
* S 1 u v+ S l OWとして排他的論理
和回路を414成したゲート26,27.28に加える
一方、3進カウンタ25からのキャリー信号S11を受
ける3相切換器29を設けており、これは位相が120
’箕なる3個の120度通電波形信号S12 u 、 
S12 V 、St 2 Wを出力しこれらを前記ゲー
ト26.27.28に供給する。これら120度通電波
形信号のうちS12 uは前記信号510(1のOoと
180°の各時点で反転し、512Vは81 o Vの
120°と300°の各時点で反転し、S12 Wは5
1oWの60’と240°の各時点で反転する信号であ
る。この結果、ゲート26〜28から第1実施例の場合
と同様3相(7) HM パター ン信号811 Ll
 + Ss V 、 Ss Wが得られる。
〔発明の効果〕 本発明は以上のようにインバータ主回路内のスイッチン
グ集子をオンオフ制御するスイッチング制御信号を0°
から60’までの間を1ビットnワードで論理パターン
化し及び120°から180°までの間を1ビットnワ
ードで論理パターン化してなる各論理パターン信号をこ
れら2ビット   。
が−個の周波数に対応する関係でm藺の周波数に・対応
した2mビットの状態で記憶素子に記憶させ、この記憶
素子からのデータの読出し制御によって三相360°分
のスイッチング制御信号を得るものであるから、記憶素
子に記憶される論理パターンI!号の最小単位ビット数
が2となり、従って記g3素子を2の整数倍の容り分で
使用することが可能になりマイクロコンピュータ丑で多
用されている8ビットROMを無駄なく使用できるよう
になると共に、不使用領域を生ずる従来と同一ピット容
量のROMを用いて比較すると分解能を従来の2倍に上
げることができる等、経済的及び11度的に優れたイン
バータm制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は一般的なインバータ主回路を示す結線図、第2
図は正弦波のパルス幅変調による論理パターン化方法を
説明するための電圧波形図、第3図は従来の正弦波の単
位波形化方法を説明するための図、第4図乃至第7図は
本発明の第1実施例するための図、第5図はROMの読
出し制御部を示すブロック図、第6図は第1のデータセ
レクタの具体例を示すブロック図、第7図はROMのデ
ータvj付はマツプを示す図、第8図は本発明の第2実
施例を示を第5図相当図である。 図中、1はインバータ主回路、Tr、〜Tr6はトラン
ジスタ(スイッチング素子)、4は周波数設定回路、5
は基準発振器、6はレートマルチプライヤ、7はROM
(記憶素゛子)、8ばバイナリアップカウンタ、9は第
1のデータセレクタ、14は6進カウンタ、15U〜1
5Wは第2のデータセレクタ、22はデータセレクタ制
御回路、23はデータセレクタ制御回路、24U〜24
Wは第3のデータセレクタ、25は3進カウンタ、26
〜28は排他的論理和回路、29は3相切換回路である
。 稟 3 (2) 第4図 0’   60”   120°  180”   2
40”   300° 36o0’J1図 ′@7[Xl

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、インバータ主回路内のスイッチング素子をスイッチ
    ング制御信号によりオンオフ制御して負荷に正弦波近似
    交流電力を供給するインバータにおいて、前記スイッチ
    ング制御信号を0°から60°までの間を1ビットnワ
    ードで論理パターン化し、及び120°から180°ま
    での間を1ビットnワードで論理パターン化して成る論
    理パターン信号を上記2ビットが一個の周波数に対応す
    る関係でn個の周波数に対応した2mビットの状態で記
    憶する記憶素子とこの記憶素子からの読出しを制御する
    読出し制御部とを備え、この読出し制御部を前記0°か
    ら60°まで及び120°から180°までの各間の記
    憶内容を読み出すバイナリアップカウンタとその読出さ
    れた2mビットのうち所望の一個の周波数に対応する2
    ビットを選択する第1のデータセレクタとこの第1のデ
    ータセレクタから時間的に並列に繰返し出力される論理
    パターン信号を選択的に順序化して位相が120°相違
    する3相360°分のスイッチング制御信号に合成する
    データセレクタ制御回路とから構成していることを特徴
    とするインバータ制御装置。 2、データセレクタ制御回路は記憶素子から読出された
    論理パターン信号の共役信号を得る反転回路と、バイナ
    リーアップカウンタから60°間隔の読出し周期で出力
    されるキャリー信号を計数する6進カウンタと、二値の
    論理レベル発生部と、前記6進カウンタにより制御され
    て前記論理パターン信号、共役信号及び二値の論理レベ
    ルを選択的に順序化する第2のデータセレクタとから構
    成されていることを特徴とする特許請求の範囲第1項に
    記載のインバータ制御装置。 3、データセレクタ制御回路は、バイナリアップカウン
    タから60°間隔の読出し周期で出力されるキャリー信
    号を計数する3進カウンタと、この3進カウンタからの
    キャリー信号により位相が120°異なる三個の120
    度通電波形信号を出力する3相切換器と、第1のデータ
    セレクタの出力とスイッチング素子をオンモードにする
    論理レベル発生部の出力を前記3進カウンタにより選択
    的に順序化する3相分の第3のデータセレクタと、これ
    ら各第3のデータセレクタと前記3相切換器からの出力
    とを論理演算せしめる排他的論理和回路とからなること
    を特徴とする特許請求の範囲第1項に記載のインバータ
    制御装置。
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