JPS6337594B2 - - Google Patents

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JPS6337594B2
JPS6337594B2 JP55060358A JP6035880A JPS6337594B2 JP S6337594 B2 JPS6337594 B2 JP S6337594B2 JP 55060358 A JP55060358 A JP 55060358A JP 6035880 A JP6035880 A JP 6035880A JP S6337594 B2 JPS6337594 B2 JP S6337594B2
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JP
Japan
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circuit
control
power supply
data
voltage
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JP55060358A
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Japanese (ja)
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JPS56157278A (en
Inventor
Takahiro Yamamoto
Kazuo Azuma
Toshio Hasegawa
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ROZEFU KK
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ROZEFU KK
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Publication date
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Publication of JPS6337594B2 publication Critical patent/JPS6337594B2/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
    • H02M7/53Conversion 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 using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/537Conversion 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 using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、所定の直流電圧を所定の周波数およ
び波形の電流に変換する電源装置に関し、特に制
御信号を予め記憶しておき、その記憶されている
制御信号にもとづいて変換回路を制御するように
した電源装置に係る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a power supply device that converts a predetermined DC voltage into a current with a predetermined frequency and waveform. The present invention relates to a power supply device that controls a conversion circuit.

最近の産業界に要求されている省力、省エネル
ギー化の必要のため使用者側から可変速電動機の
要求が高まつてきている。現在、この可変速駆動
システムの電源の代表的なものとして商用交流電
源から直流に電力変換するコンバータ部と、この
コンバータ部の直流を交流に変換するインバータ
部とを持つたいわゆる静止型周波数変換機があ
る。これは、通常インバータ装置と呼ばれ、開発
時の矩形波の出力のものから最近のパルス幅変調
制御方式(PWM)へと推移している。またイン
バータ部のスイツチング素子は、当初のサイリス
タから制御性の良さにより高性能なトランジスタ
へと移りかわる傾向を見せている。
BACKGROUND OF THE INVENTION Due to the recent demand for labor and energy saving in industry, demand for variable speed motors has been increasing from users. Currently, a typical power source for this variable speed drive system is a so-called static frequency converter, which has a converter section that converts power from a commercial AC power source to direct current, and an inverter section that converts the direct current in this converter section to alternating current. There is. This is usually called an inverter device, and has progressed from the rectangular wave output at the time of development to the more recent pulse width modulation control method (PWM). Furthermore, the switching elements in the inverter section are showing a tendency to shift from the original thyristor to high-performance transistors due to their better controllability.

しかし現在の多くのインバータ装置の出力波形
は、矩形波またはその組合せの形となつており、
中容量のインバータ装置に関して、その出力波形
が正弦波のものは、また実用の域に達していな
い。その理由は、種々考えられるが大別すると次
の3つに要約できる。その1つは、直流電源から
A級またはB級増幅により正弦波を発生させると
き、まず増幅性能を持つたトランジスタを使用し
なければならないが、このトランジスタの不飽和
領域においてトランジスタのコレクタ損失が大と
なり、効率の点から実用に無理があることであ
る。その2は、上記1の理由から現在パワー増幅
用として開発されている各種の大容量のトランジ
スタがスイツチング用として開発されており、そ
の電流増幅率の温度、コレクタ電流による影響が
過大で、入力信号の原形を増幅するためにリニア
リテイの点で実用上無理なことが考えられる。そ
の3は、入力となる可変周波の正弦波信号が単相
の場合において比較的簡単に得られても、可変周
波、可変電圧の三相正弦波信号を簡単に得ること
がむずかしいという点にある。
However, the output waveform of many current inverter devices is in the form of a square wave or a combination thereof.
Regarding medium-capacity inverter devices, those whose output waveform is a sine wave have not yet reached the level of practical use. There are various possible reasons for this, but they can be roughly summarized into the following three reasons. One of them is that when generating a sine wave from a DC power supply by class A or class B amplification, a transistor with amplification performance must first be used, but the collector loss of this transistor is large in its unsaturated region. Therefore, it is impractical from the point of view of efficiency. The second reason is that various large capacity transistors currently being developed for power amplification have been developed for switching purposes due to reason 1 above, and the influence of temperature and collector current on the current amplification factor is excessive, and the input signal In order to amplify the original form, it may be impossible to do so in terms of linearity. Third, although it is relatively easy to obtain a single-phase input variable frequency sine wave signal, it is difficult to easily obtain a variable frequency, variable voltage three-phase sine wave signal. .

本発明目的は、このような欠点を解決し、かつ
上述の可変周波数の要請にも応えられる電源装置
を提供する点にある。
An object of the present invention is to provide a power supply device that can solve these drawbacks and also meet the above-mentioned variable frequency requirements.

上記目的のもとに本発明の電源装置は、所望の
電流波形のデータを予め記憶し、この記憶データ
を所定周波数のクロツク信号と同期して順次読み
出して制御信号を発生し、この制御信号で変換回
路のスイツチング素子の導通状態を連続的に制御
するようにしている。ここで所望の電流波形のデ
ータは、記憶内容を変更することにより任意に設
定でき、またクロツク信号の周波数は、任意に設
定できるから、結局出力電圧波形およびその周波
数は、ほとんど自由に設定できることになる。
Based on the above object, the power supply device of the present invention stores data of a desired current waveform in advance, reads this stored data sequentially in synchronization with a clock signal of a predetermined frequency, generates a control signal, and generates a control signal using this control signal. The conduction state of the switching element of the conversion circuit is continuously controlled. Here, the desired current waveform data can be set arbitrarily by changing the memory contents, and the frequency of the clock signal can be set arbitrarily, so in the end, the output voltage waveform and its frequency can be set almost freely. Become.

以下、本発明を図に示す一実施例にもとずいて
具体的に説明する。
Hereinafter, the present invention will be specifically explained based on an embodiment shown in the drawings.

本発明の電源装置は、第1図に示すように、直
流電源回路2,変換回路3,制御装置4により構
成されており、上記変換回路3は、負荷5に電力
を供給する。上記直流電源回路2は、直流電圧
Vdcを出力するもので、商用交流電源を整流平滑
し、これを直流電圧Vdcとして出力するコンバー
タなどで構成してある。また変換回路3は、直流
電源回路2の直流電圧Vdcをスイツチング素子に
より所定の波形の電流に変換するもので、第2図
に示すように例えば6個のスイツチング素子とし
てパワー増幅用のトランジスタTr1,Tr2……Tr6
をブリツジ状に組合せた他励式の三相全波インバ
ータ31として構成してある。したがつてこの実
施例の変換回路3は、所定の波形の出力電流とし
て三相IR,IS,ITを発生し、これを負荷5に供給
する。負荷5は、第2図に示すように例えば三相
誘導電動機51であり、そのY結線の巻線CR,CS
CTは、それぞれ三相全波インバータ31のトラン
ジスタTr1,Tr2……r6の出力点に接続してある。
もちろんこの負荷5は、抵抗性、容量性あるいは
誘導性のものでもよく、またΔ結線のものでもよ
い。
As shown in FIG. 1, the power supply device of the present invention includes a DC power supply circuit 2, a conversion circuit 3, and a control device 4. The conversion circuit 3 supplies power to a load 5. The DC power supply circuit 2 has a DC voltage
It outputs V dc and consists of a converter that rectifies and smoothes a commercial AC power supply and outputs it as a DC voltage V dc . The conversion circuit 3 converts the DC voltage V dc of the DC power supply circuit 2 into a current with a predetermined waveform using a switching element, and as shown in FIG. r1 , T r2 ... T r6
A separately excited three-phase full-wave inverter 31 is constructed by combining the two in a bridge configuration. Therefore, the conversion circuit 3 of this embodiment generates three-phase output currents I R , IS , and IT with a predetermined waveform, and supplies these to the load 5 . The load 5 is, for example, a three-phase induction motor 51 as shown in FIG. 2, and its Y-connected windings C R , C S ,
CT is connected to the output points of transistors T r1 , T r2 . . . r6 of the three-phase full-wave inverter 31 , respectively.
Of course, this load 5 may be resistive, capacitive or inductive, or may be Δ-connected.

そして上記制御装置4は、所定の電流波形例え
ば正弦波形のデータを記憶し、この記憶データを
所定周波数のクロツク信号Soと同期し、順次読
み出して制御信号S1,S2……S6を発生し、これで
上記変換回路3のトランジスタTr1,Tr2……Tr6
の導通状態を制御する。この制御装置4の構成
は、第3図に示すように、所望の電圧波形として
の正弦波電流Io(第5図参照)の瞬時値のデータ
を3n等分に分割して記憶するROMまたはP―
ROMなどの記憶回路7,この記憶回路7の瞬時
値のデータを互いに電気角π/3だけ位相のずれた 状態で読み出す制御回路8、この制御回路8に制
御動作のための所定周波数のクロツク信号Soを
送り込むパルス発生回路6,上記制御回路8で制
御され順次に読み出された上記記憶回路7の瞬時
値のデータを一時的に保持し、アナログ量の制御
信号S1,S2……S6として上記変換回路3の各トラ
ンジスタTr1,Tr2……Tr6のベースに印加する出
力回路9を組合せて構成してある。ここで出力回
路9は、第1ラツチ回路11,12,……16,
第2ラツチ回路10および最終的に制御信号S1
S2……S6を発生するD―A変換回路17を組合せ
て構成してある。なお制御回路8は、6個のアド
レスレジスタ、プログラムのメモリ、制御カウン
タおよび各装置に対する制御命令を発生するデコ
ーダなどを組合せて構成しており、例えば中央処
理装置(CPU)などで構成するものとする。
The control device 4 stores data of a predetermined current waveform, for example, a sine waveform, and sequentially reads out the stored data in synchronization with a clock signal So of a predetermined frequency to generate control signals S 1 , S 2 , . . . S 6 Now, the transistors T r1 , T r2 ... T r6 of the above conversion circuit 3
Controls the conduction state of As shown in FIG. 3, the configuration of this control device 4 consists of a ROM or PLC that stores the data of the instantaneous value of the sine wave current Io (see FIG. 5) as a desired voltage waveform by dividing it into 3n equal parts. ―
A memory circuit 7 such as a ROM, a control circuit 8 that reads instantaneous value data from the memory circuit 7 with a phase shift of π/3 electrical angle, and a clock signal of a predetermined frequency for control operation to the control circuit 8. The pulse generation circuit 6 that sends So, temporarily holds the instantaneous value data of the storage circuit 7 that is controlled by the control circuit 8 and read out sequentially, and outputs analog control signals S 1 , S 2 ...S 6 is constructed by combining an output circuit 9 which applies voltage to the bases of the transistors T r1 , T r2 . . . T r6 of the conversion circuit 3. Here, the output circuit 9 includes first latch circuits 11, 12, . . . 16,
The second latch circuit 10 and finally the control signal S 1 ,
It is constructed by combining a DA converter circuit 17 that generates S 2 . . . S 6 . The control circuit 8 is composed of a combination of six address registers, a program memory, a control counter, a decoder that generates control commands for each device, etc., and may be composed of, for example, a central processing unit (CPU). do.

次に動作を説明する。直流電源回路2は、常に
直流電圧Vdcを発生しており、変換回路3は、そ
の直流電圧Vdcを入力として後述の制御信号S1
S2……S6を受けて三相交流電流IR,IS,ITを発生
し、これを負荷5に供給している。この三相交流
電圧IR,IS,ITは、第4図の上段部分に示すよう
に、電気角2/3πずつ位相のずれた正弦波となつ
ている。直流電圧Vdcと負荷5に発生する三相交
流電圧VR,VS,VT(実効値)との関係は、下記
で表わせる。
Next, the operation will be explained. The DC power supply circuit 2 always generates a DC voltage V dc , and the conversion circuit 3 uses the DC voltage V dc as an input to generate control signals S 1 ,
S 2 ...S 6 is received to generate three-phase alternating currents I R , I S , and IT , which are supplied to the load 5. As shown in the upper part of FIG. 4, these three-phase AC voltages I R , I S , and IT are sinusoidal waves whose phases are shifted by 2/3π electrical angle. The relationship between the DC voltage V dc and the three-phase AC voltages V R , V S , and V T (effective values) generated in the load 5 can be expressed as follows.

1/2Vdc=√2VR,√2VS,√2VT 三相交流電流IR,IS,ITの正の半サイクル部分
は、それぞれトランジスタTr1,Tr3,Tr5の導通
により得られ、また三相交流電流IR,IS,ITの負
の半サイクル部分は、それぞれトランジスタ
Tr2,Tr4,Tr6の導通によつて得られる。そして
この三相交流電流IR,IS,ITの波形は、負荷5の
力率を1とすれば、同時に相電圧または線電圧と
しての三相交流電圧VR,VS,VTと見ることもで
きる。三相交流電流IR,IS,ITは、それぞれ巻線
CR,CS,CTの中性点Nの部分の接続点に流れ込
む方向を正とし、その逆の方向を負と仮定する
と、第4図の下段部分に示すような電流波形とし
て表わされる。一方、この三相交流電流IR,IS
ITは、同時にトランジスタTr1,Tr2……Tr6のコ
レクタ電流でもあるから、トランジスタTr1
Tr2……Tr6のベース電圧すなわち制御信号S1
S2……S6は、トランジスタの定電流源的性格か
ら、この半波の正弦波とまつたく相似のものとな
つている。このように制御信号S1,S2……S4は、
変換回路3のトランジスタTr1,Tr2……Tr6に対
するベース電流として電気角1/3πずつ位相のず
れたまつたく同一の波形となつている。そしてこ
のまつたく同一の正弦波形の電流は、制御装置5
の記憶回路7に3n分割された瞬時値のデータと
して記憶される。すなわち記憶回路7は、第5図
に示すように正弦波電流I0を3n等分し、その3等
分された部分をさらにn等分に分割して瞬時値の
データi1,i2……ioとして所定の番地にそれぞれ
記憶している。
1/2V dc = √2V R , √2V S , √2V TThe positive half-cycle portion of the three-phase alternating current I R , I S , I T is obtained by the conduction of transistors T r1 , T r3 , T r5 , respectively. The negative half-cycle portion of the three-phase alternating currents I R , I S , and I T are connected to transistors, respectively.
This is obtained by conducting T r2 , T r4 , and T r6 . If the power factor of the load 5 is 1, the waveforms of the three-phase alternating currents I R , I S , I T are simultaneously the three-phase alternating current voltages V R , V S , V T as phase voltages or line voltages. You can also see it. The three-phase alternating currents I R , I S , and I T are windings, respectively.
Assuming that the direction flowing into the connection point of the neutral point N of C R , C S , and CT is positive and the opposite direction is negative, the current waveform is expressed as shown in the lower part of Figure 4. . On the other hand, this three-phase alternating current I R , I S ,
Since I T is also the collector current of transistors T r1 , T r2 ... T r6 at the same time, transistors T r1 ,
T r2 ... base voltage of T r6 , that is, control signal S 1 ,
S 2 ...S 6 are very similar to this half-wave sine wave due to the constant current source characteristics of the transistor. In this way, the control signals S 1 , S 2 ...S 4 are
The base currents for the transistors T r1 , T r2 . This current having the same sinusoidal waveform is transmitted to the control device 5.
The data is stored in the storage circuit 7 as instantaneous value data divided into 3n. That is, the memory circuit 7 divides the sine wave current I0 into 3n equal parts as shown in FIG. 5, further divides the 3 equal parts into n equal parts, and stores instantaneous value data i1 , i2 ... ...i o , respectively, are stored at predetermined addresses.

さて、制御回路8は、一定の制御プログラムに
もとづいて正弦波電流I0の瞬時値のデータを電気
角1/3πずつずれた位相で読み込んで第1ラツチ
回路11,12……16に格納していくための指
令をする。まず第4図の期間t1〜t2の読み出しモ
ードM=1では、3つのトランジスタTr1,Tr5
Tr6のベース電流としての制御信号S1,S5,S6
読み出す。この読み出しモードM=1において、
トランジスタTr1の制御信号S1は、第5図に示す
ように、o〜nまでのデータi0,i1……ioであり、
またトランジスタTr6の制御信号S6は、n〜2nま
でのデータio,io+1……i2oであり、またトラン
ジスタTr5の制御信号S5は、2n〜3nまでのデータ
i2o+1……i3oであり、さらにその他のトランジ
スタTr4,Tr3,Tr2の制御信号S4,S3,S2は、と
もにゼロである。そしてそれらの瞬時値のデータ
i0,i2,……i3oおよびゼロは、それぞれ第1ラツ
チ回路11,12……16にデータバス18を通
じて順次独立に入力される。すべての制御信号
S1,S2……S6のデータi0,i2……i3oおよびゼロが
入力された状態で第2ラツチ回路10は、制御回
路8の指令にもとづいてそれらのデータをi1,i2
……i3oおよびゼロを読み込み、そのまま保持し
ている。そしてD―A変換回路17は、それらの
データ群をアナログ量に変換し、制御信号S1,S2
……S6としてトランジスタT1,T2……T6のベー
スに印加するものである。この動作は、読み出し
モードM=1においてt1→t2と順次進進められ
る。この動作速度は、クロツク信号S0の周波数に
任意に設定できる。したがつて制御信号S1,S2
…S6の周期は、自由に選定でき、その結果三相交
流電圧VR,VS,VTの周波数は、可変できること
になる。また他の読み出しモードM=2,3……
6の状態は、第5図の各行に示すようになつてい
る。これらの動作の流れは、第6図に示すよう
に、6つの制御信号S1,S2…S6の読み出しおよび
ラツチの動作を順次行い、その次に第2ラツチ回
路10に移す動作をした後、そのデータ群をD―
A変換して出力し、ついでこの動作を1サイクル
として繰返していくことになる。
Now, the control circuit 8 reads the data of the instantaneous value of the sine wave current I 0 with a phase shift of 1/3π in electrical angle and stores it in the first latch circuits 11, 12, . . . , 16 based on a certain control program. Give instructions for what to do. First, in the read mode M=1 during the period t 1 to t 2 in FIG. 4, three transistors T r1 , T r5 ,
Read out the control signals S 1 , S 5 , and S 6 as the base current of T r6 . In this read mode M=1,
As shown in FIG. 5, the control signal S 1 of the transistor T r1 is data i 0 , i 1 . . . i o from o to n,
Further, the control signal S6 of the transistor Tr6 is the data i o from n to 2n, i o +1... i2o , and the control signal S5 of the transistor T r5 is the data from n to 2n.
i 2o +1...i 3o , and the control signals S 4 , S 3 , S 2 of the other transistors T r4 , T r3 , T r2 are all zero. and their instantaneous value data
i 0 , i 2 , . . . i 3o and zero are sequentially and independently input to the first latch circuits 11, 12 . all control signals
With the data i 0 , i 2 ... i 3o and zero of S 1 , S 2 . i 2
...Reads i 3o and zero and holds them as they are. Then, the DA conversion circuit 17 converts these data groups into analog quantities, and outputs control signals S 1 , S 2
. . . S 6 is applied to the bases of transistors T 1 , T 2 . . . T 6 . This operation proceeds sequentially from t 1 to t 2 in read mode M=1. This operating speed can be arbitrarily set to the frequency of the clock signal S0 . Therefore, the control signals S 1 , S 2 ...
...The period of S 6 can be freely selected, and as a result, the frequencies of the three-phase AC voltages V R , V S , and V T can be varied. Also, other read modes M=2, 3...
The state of No. 6 is as shown in each row of FIG. The flow of these operations is as shown in FIG. 6, in which the six control signals S 1 , S 2 ...S 6 are sequentially read out and latched, and then transferred to the second latch circuit 10. After that, the data group is D-
The signal is A-converted and output, and then this operation is repeated as one cycle.

このようにして制御回路8は、電気角1/3πだ
け位相のずれた状態で同一の正弦波形の瞬時値の
データ群を読み出し、これをトランジスタTr1
Tr2……Tr6に対するベース電流つまり制御信号
S1,S2……S6として順次発生し、これによつて変
換回路3を駆動し、最終的に所定のすなわち正弦
波形の三相交流電圧VR,VS,VTを発生するので
ある。
In this way, the control circuit 8 reads out a data group of instantaneous values of the same sine waveform with a phase shift of 1/3π electrical angle, and transfers this data to the transistor T r1 ,
T r2 ...Base current or control signal for T r6
S 1 , S 2 . . . S 6 are generated sequentially, which drives the conversion circuit 3 and finally generates the predetermined three-phase AC voltages V R , V S , V T with a sinusoidal waveform. be.

ここで制御回路8の図示しない6個のアドレス
指定レジスタの内容は、1つのサイクルを終える
ごとに+1されることになり、このアドレス指定
用レジスタのアドレス指定が6n+1に達したと
きに6nを減じてアドレス指定を行う。このよう
にしてデータの読み出し位置は、元の位置に戻つ
て繰返し読み出される。
Here, the contents of the six address designation registers (not shown) of the control circuit 8 are incremented by 1 every time one cycle is completed, and when the address designation of these address designation registers reaches 6n+1, 6n is subtracted. to specify the address. In this way, the data read position returns to the original position and is read out repeatedly.

ところで実際のインバータ回路31のトランジ
スタTr1,Tr2……Tr6は第7図の駆動回路19に
よつて制御される。同図は、トランジスタTr1
ついてのみ例示している。この駆動回路19は、
制御用の電源Eに演算増幅器Aの電源端子Vcc
VEEを接続するとともに、その出力端に抵抗器
R3,R4を経て上記電源Eで作動するダーリント
ン接続の制御用のトランジスタQ1,Q2の前段側
のもののベースに接続し、さらに後段側のトラン
ジスタQ2のコレクタをパワー増幅用のトランジ
スタTr1のベースおよび帰還用の抵抗器R2により
反転入力端に接続して構成してある。トランジス
タTr1は、出力電流瞬時値検出用の変流器CTお
よび負荷5の一部の巻線CRと直列になつて直流
電圧Vdcを受ける。制御信号S1は、反転入力端の
側の抵抗器R1とコモンCOnとの間に印加され、
上記変流器CTの出力は、非反転入力端に加えら
れる。
Incidentally, the transistors T r1 , T r2 . . . T r6 of the actual inverter circuit 31 are controlled by the drive circuit 19 shown in FIG. The figure illustrates only the transistor T r1 . This drive circuit 19 is
Power supply terminal V cc of operational amplifier A is connected to power supply E for control,
Connect V EE and connect a resistor to its output terminal.
The Darlington-connected control transistors Q 1 and Q 2 operated by the power supply E are connected to the bases of the previous stages through R 3 and R 4 , and the collector of the subsequent transistor Q 2 is connected to the power amplification transistor. The base of T r1 and the feedback resistor R 2 are connected to the inverting input terminal. The transistor T r1 is connected in series with the current transformer CT for detecting the instantaneous value of the output current and a part of the winding C R of the load 5, and receives the DC voltage V dc . The control signal S 1 is applied between the resistor R 1 on the side of the inverting input end and the common CO n ,
The output of the current transformer CT is applied to the non-inverting input terminal.

さて、演算増幅器Aは、制御信号S1とトランジ
スタTr1とコレクタ電流Ic(相電流IR)に比例した
フイードバツク電圧とを入力とし、その差電圧が
増幅し、これでトランジスタQ1,Q2を制御して
最終的にパワー増幅用のトランジスタTr1を制御
する。このようにしてトランジスタTr1は、制御
信号S1に応じた正確な波形を再現する。この動作
は、約100〔Hz〕つまり半サイクルの時間幅5
〔msec〕において10〜50の瞬時値を分割投入して
も充分追従する。特に従来公知の回路は、第8図
に破線で示すように、立上り時にΔtの休止期間
を形成するが、この駆動回路19の正弦波出力
は、同図の実線のようにゼロクロス点から確実に
立上つている。これは、帰還用の抵抗器R2の一
端を最終段のトランジスタTr1のベース(トラン
ジスタQ2のエミツタ)からとつているからであ
る。そしてこの機能は、抵抗器R2の一端をトラ
ンジスタTr1のエミツタに接続してもほぼ同じよ
うに得られる。この有用な機能は、発明者の実験
によつて確認された。なお、従来のものは、破線
で示すように演算増幅器Aの出力端から直接取出
している。
Now, the operational amplifier A inputs the control signal S1 , the transistor Tr1 , and the feedback voltage proportional to the collector current Ic (phase current IR ), and the difference voltage is amplified . 2 and finally controls the power amplifying transistor T r1 . In this way, the transistor T r1 reproduces an accurate waveform according to the control signal S1 . This operation has a time width of approximately 100 [Hz], or a half cycle of 5
Even if instantaneous values of 10 to 50 are inputted in [msec], it will track sufficiently. In particular, the conventionally known circuit forms a rest period of Δt at the time of rise, as shown by the broken line in FIG. It's standing up. This is because one end of the feedback resistor R2 is connected to the base of the final stage transistor Tr1 (the emitter of transistor Q2 ). This function can be obtained in almost the same way by connecting one end of the resistor R2 to the emitter of the transistor Tr1 . This useful function was confirmed by the inventor's experiments. In addition, in the conventional type, the signal is taken out directly from the output terminal of the operational amplifier A, as shown by the broken line.

以上の実施例は、正弦波の三相交流電圧VR
VS,VTを発生するものとして説明してあるが、
この出力電圧の波形は、制御装置4の記憶回路7
に記憶させる波形電流I0のデータを任意の波形を
発生させるべく変更すれば所定の波形、すなわち
正弦波以外の任意の波形として得ることもでき
る。また変換回路3は、三相式のものに限らな
い。さらに負荷5は、三相誘導電動機31であれ
ば、特に有効であるが、既に述べたように、その
他のものでもよく、したがつて実施例のものに限
定されない。
In the above embodiment, the sinusoidal three-phase AC voltage V R ,
Although it is explained that V S and V T are generated,
The waveform of this output voltage is determined by the memory circuit 7 of the control device 4.
By changing the data of the waveform current I 0 to be stored in order to generate an arbitrary waveform, it is possible to obtain a predetermined waveform, that is, an arbitrary waveform other than a sine wave. Further, the conversion circuit 3 is not limited to a three-phase type. Further, it is particularly effective if the load 5 is a three-phase induction motor 3 1 , but as already mentioned, other types may be used, and therefore, the present invention is not limited to that of the embodiment.

本発明によれば、制御装置に記憶させるべき波
形データの内容を適宜変更することによつて、所
定の出力波形の電圧が得られ、しかもこの制御動
作がコンピユータなどの制御手段を用いて高い精
度でしかも高速で行えるから、外部の状況に支配
されない安定な出力電圧が得られ、さらに制御装
置のパルス信号の周波数を変更することによつて
任意の出力波形の周波数がそれに対応して増減で
きるので、例えばモータなどの速度制御が容易と
なる。
According to the present invention, a voltage of a predetermined output waveform can be obtained by appropriately changing the content of waveform data to be stored in the control device, and this control operation can be performed with high precision using a control means such as a computer. Moreover, because it can be performed at high speed, a stable output voltage that is not influenced by external conditions can be obtained, and by changing the frequency of the pulse signal of the control device, the frequency of any output waveform can be increased or decreased accordingly. For example, speed control of motors and the like becomes easier.

なお、出力電圧が正弦波のものである場合に、
高調波成分の少い正規の正弦波電圧が得られるの
で、高調波成分によるモータの効率の低下とくに
温度上昇、騒音、振動などの不都合が解決でき、
また正弦波形が高調波成分を含まないものとして
発生できるので、これを精密工作機械に応用した
場合、機械的損失がなく、すべての速度で安定し
た工作精度が得られ、さらに高調波成分が少いた
め、モータへの配線が周囲の電子機器に与えるノ
イズの少い状態で可能となる。
Note that when the output voltage is a sine wave,
Since a regular sine wave voltage with few harmonic components can be obtained, problems such as decrease in motor efficiency, especially temperature rise, noise, and vibration caused by harmonic components can be solved.
In addition, since a sine waveform can be generated without harmonic components, when applied to precision machine tools, there is no mechanical loss, stable machining accuracy can be obtained at all speeds, and harmonic components are reduced. This makes it possible to wire the motor with less noise to surrounding electronic equipment.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の電源装置のブロツク線図、第
2図は変換回路および負荷の回路図、第3図は制
御装置のブロツク線図、第4図は交流電圧波形と
トランジスタのコレクタ電流および制御信号の関
係を示す波形図、第5図は記憶データとしての正
弦波電圧とトランジスタの位相との関係を示す波
形図、第6図は動作時のフローチヤート図、第7
図は駆動回路の回路図、第8図は出力波形図であ
る。 1……電源装置、2……直流電源回路、3……
変換回路、4……制御装置、5……負荷、6……
パルス発生回路、7……記憶回路、8……制御回
路、9……出力回路。
Fig. 1 is a block diagram of the power supply device of the present invention, Fig. 2 is a circuit diagram of the conversion circuit and load, Fig. 3 is a block diagram of the control device, and Fig. 4 shows the AC voltage waveform and the collector current of the transistor. FIG. 5 is a waveform diagram showing the relationship between control signals, FIG. 5 is a waveform diagram showing the relationship between the sine wave voltage as stored data and the phase of the transistor, FIG. 6 is a flowchart during operation, and FIG.
The figure is a circuit diagram of the drive circuit, and FIG. 8 is an output waveform diagram. 1...Power supply device, 2...DC power supply circuit, 3...
Conversion circuit, 4...control device, 5...load, 6...
Pulse generation circuit, 7...memory circuit, 8...control circuit, 9...output circuit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 直流電圧を出力する直流電源回路と、この直
流電源回路の直流電圧をスイツチング素子により
所定の電流に変換する変換回路と、所望の電流波
形のデータを記憶しこの記憶データを所定周波数
のクロツク信号と同期し順次読み出して制御信号
を発生しこの制御信号で上記変換回路のスイツチ
ング素子の導通状態を制御する制御装置とを具備
することを特徴とする電源装置。 2 変換回路はスイツチング素子としての6個の
トランジスタの三相全波インバータであり、制御
装置は上記各トランジスタのベースに対応の制御
信号を発生することを特徴とする特許請求の範囲
第1項記載の電源装置。 3 制御装置は、正弦波形の瞬時値のデータを記
憶する記憶回路と、この記憶回路のデータを所定
の制御プログラムにもとづいて互いに位相のずれ
た状態で読み出す制御回路と、この制御回路に制
御動作のために周期的なクロツク信号を発生する
パルス発生回路と、上記制御回路で制御され順次
に読み出された上記記憶回路のデータを一時的に
保持しアナログ量の制御信号に変換して変換回路
の各トランジスタのベースに印加する出力回路と
を具備することを特徴とする特許請求の範囲第1
項または第2項記載の電源装置。 4 制御装置のパルス発生回路は、周波数可変型
であることを特徴とする特許請求の範囲第3項記
載の電源装置。
[Scope of Claims] 1. A DC power supply circuit that outputs a DC voltage, a conversion circuit that converts the DC voltage of this DC power supply circuit into a predetermined current using a switching element, and a circuit that stores data of a desired current waveform and stores this stored data. 1. A power supply device comprising: a control device which sequentially reads out the signals in synchronization with a clock signal of a predetermined frequency to generate a control signal, and controls the conduction state of a switching element of the conversion circuit with the control signal. 2. The conversion circuit is a three-phase full-wave inverter with six transistors as switching elements, and the control device generates a corresponding control signal to the base of each transistor, as set forth in claim 1. power supply. 3. The control device includes a memory circuit that stores instantaneous value data of a sine waveform, a control circuit that reads out the data in this memory circuit in a phase-shifted state based on a predetermined control program, and a control circuit that performs control operations on this control circuit. a pulse generation circuit that generates a periodic clock signal for the purpose of the clock, and a conversion circuit that temporarily holds the data in the storage circuit that is controlled by the control circuit and sequentially read out and converts it into an analog control signal. and an output circuit for applying voltage to the base of each transistor.
The power supply device according to item 1 or 2. 4. The power supply device according to claim 3, wherein the pulse generation circuit of the control device is of a variable frequency type.
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