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JPH10257780A - Control for multi-level inverter and device therewith - Google Patents

Control for multi-level inverter and device therewith

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Publication number
JPH10257780A
JPH10257780A JP9068992A JP6899297A JPH10257780A JP H10257780 A JPH10257780 A JP H10257780A JP 9068992 A JP9068992 A JP 9068992A JP 6899297 A JP6899297 A JP 6899297A JP H10257780 A JPH10257780 A JP H10257780A
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JP
Japan
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phase
voltage command
function
voltage
degrees
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JP9068992A
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Japanese (ja)
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Hirotoshi Kawamura
博年 河村
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Shinko Electric Co Ltd
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Shinko Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To increase the utilization factor of a DC power source and improve the voltage range which is capable of outputting by adding offset to the voltage commands of respective phases so that the total of the maximum and minimum of the voltage commands which designated the instantaneous values of the respective phases of three-phase alternating current may be zero or zero voltage command value. SOLUTION: Respective voltage commands of the U-phase, V-phase, and W-phase prepared by a voltage command preparation function 1 are inputted in a maximum detection function (max. detection function) 2 which detects the maximum of three voltage commands and outputs it, and a minimum detection function (min. detection function) 3 which detects their minimum. The detected value of the detection function (max. detection function) 2 and the detected value of the min. detection function 3 are inputted in an adding function 4 and added. The added value by the adding function 4 is inputted in a dividing function 5 and divided by 2. That is, a mean value of the maximum and minimum of respective instantaneous three-phase voltage commands is calculated by the adding function 4 and the dividing function 5. It is thus possible to increase utilization factor of a DC power source.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は3レベルインバー
タ等の直流を3以上のレベルの電位を有する交流相電圧
に変換する電流変換器である多レベルインバータの制御
方法とその制御装置に係り、特に、直流電源電圧を最大
限に利用し、かつ中性点電位の変動抑圧が可能な多レベ
ルインバータの制御方法とその方法を実施する制御装置
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a control method and a control device for a multilevel inverter which is a current converter for converting a direct current of a three-level inverter or the like into an AC phase voltage having a potential of three or more levels. The present invention relates to a control method of a multi-level inverter capable of maximizing the use of a DC power supply voltage and suppressing a fluctuation of a neutral point potential, and a control device for implementing the method.

【0002】[0002]

【従来の技術】近時、自己消弧可能な特性を有するスイ
ッチング素子の実用化等から、高調波歪みの少ない高圧
大容量の交流出力が容易に得られるインバータとして、
多レベルインバータが使用されるようになってきた。多
レベルインバータは、供給される直流電圧を分圧する直
列接続された複数のコンデンサを備え、このコンデンサ
同士の接続点を所定の電位、例えば、3レベルインバー
タの場合は中性点電位になるように構成し、3以上の電
位を有する交流相電圧に変換する電力変換機能を備えて
いる。多レベルの中で最近注目されるようになってきた
3レベルインバータのPWM(パルス巾変調)方式の出
力スイッチング回路の基本的構成は、一般的に図10に
示すように構成されている。
2. Description of the Related Art In recent years, since a switching element having a characteristic capable of self-extinguishing has been put to practical use, an inverter capable of easily obtaining a high-voltage large-capacity AC output with little harmonic distortion has been developed.
Multi-level inverters have been used. The multi-level inverter includes a plurality of capacitors connected in series that divide a supplied DC voltage, and a connection point between the capacitors is set to a predetermined potential, for example, a neutral point potential in the case of a three-level inverter. It has a power conversion function of converting into an AC phase voltage having three or more potentials. The basic configuration of a PWM (pulse width modulation) type output switching circuit of a three-level inverter which has recently attracted attention among many levels is configured as shown in FIG.

【0003】図10において、DAは3相交流の電源
線、40は整流回路である。整流回路40で整流された
交流は、プラス電源線DPとマイナス電源線DNに供給
される。プラス電源線DPとマイナス電源線DNの間に
は、直列接続する2個のコンデンサ15と16が接続さ
れる。プラス電源線DPとマイナス電源線DNの間に
は、さらに、3相交流出力のU相、V相、W相として、
各相の回路に自己消弧可能な特性を有する、例えばIG
BT、GTO等のスイッチング素子が夫々4個直列接続
されている。即ち、各相のスイッチング素子としては、
U相には25U、26U、36U、35U、V相には2
5V、26V、36V、35V、W相には25W、26
W、36W、35Wが並列に接続されている。
In FIG. 10, DA is a three-phase AC power supply line, and 40 is a rectifier circuit. The alternating current rectified by the rectifier circuit 40 is supplied to the positive power line DP and the negative power line DN. Two capacitors 15 and 16 connected in series are connected between the positive power line DP and the negative power line DN. Between the positive power supply line DP and the negative power supply line DN, three-phase AC output U-phase, V-phase, and W-phase
Each phase circuit has self-extinguishing characteristics, for example, IG
Four switching elements such as BT and GTO are connected in series. That is, as a switching element of each phase,
25U, 26U, 36U, 35U for U phase, 2 for V phase
5V, 26V, 36V, 35V, 25W, 26 for W phase
W, 36W, and 35W are connected in parallel.

【0004】また、コンデンサ15と16の接続点と、
U相のスイッチング素子25Uと26Uの接続点との間
にはダイオード27Uが、スイッチング素子36Uと3
5Uの接続点との間にはダイオード37Uが、コンデン
サ15と16の接続点と、V相のスイッチング素子25
Vと26Vの接続点との間にはダイオード27Vが、ス
イッチング素子36Vと35Vの接続点との間にはダイ
オード37Vが、コンデンサ15と16の接続点と、W
相のスイッチング素子25Wと26Wの接続点との間に
はダイオード27Wが、スイッチング素子36Wと35
Wの接続点との間にはダイオード37Wが、夫々接続さ
れている。U相のスイッチング素子26Uと36Uの接
続点、V相のスイッチング素子26Vと36Vの接続
点、W相のスイッチング素子26Wと36Wの接続点に
対して夫々交流負荷装置41、例えば誘導電動機が接続
されている。
[0004] Further, a connection point between the capacitors 15 and 16;
A diode 27U is provided between the connection point of the U-phase switching elements 25U and 26U, and the switching elements 36U and 3U are connected to each other.
A diode 37U is connected between the connection point of 5U and the connection point of the capacitors 15 and 16 and the V-phase switching element 25.
A diode 27V is connected between the connection point between V and 26V, a diode 37V is connected between the connection point between the switching elements 36V and 35V, and a connection point between the capacitors 15 and 16 and W
A diode 27W is provided between the connection point of the switching elements 25W and 26W of the phase, and the switching elements 36W and
Diodes 37W are connected between the connection points of W, respectively. An AC load device 41, for example, an induction motor, is connected to a connection point between the U-phase switching elements 26U and 36U, a connection point between the V-phase switching elements 26V and 36V, and a connection point between the W-phase switching elements 26W and 36W. ing.

【0005】上図の回路において、図示しない制御装置
から、所定の周波数で交流負荷装置41に対応した周波
数と電圧を出力するために、上記の各スイッチング素子
にスイッチングパルスを出力している。従って、例え
ば、U相から交流負荷装置41に電力を供給するタイミ
ングにおいては、スイッチング素子26Uはその期間中
オンされ、スイッチング素子25Uは制御装置から出力
されるスイッチングパルスがハイの間オンされる。従っ
て、スイッチング素子25Uがオンされると、交流負荷
装置41のU相回路には、プラス電源線DPからプラス
電圧が供給され、スイッチング素子25Uがオフされる
と、スイッチング素子26Uのオン状態が継続している
ので、ダイオード27Uを経由してプラス電源線DPと
マイナス電源線DNの間に接続されたコンデンサ15と
16の接続点である中性点電位が交流負荷装置41のU
相回路に接続される。
In the circuit shown in the above figure, a switching pulse is output to each of the above-mentioned switching elements in order to output a frequency and a voltage corresponding to the AC load device 41 at a predetermined frequency from a control device (not shown). Therefore, for example, at the timing of supplying power from the U phase to the AC load device 41, the switching element 26U is turned on during that period, and the switching element 25U is turned on while the switching pulse output from the control device is high. Therefore, when the switching element 25U is turned on, a positive voltage is supplied to the U-phase circuit of the AC load device 41 from the positive power supply line DP, and when the switching element 25U is turned off, the on state of the switching element 26U continues. Therefore, the neutral point potential at the connection point between the capacitors 15 and 16 connected between the positive power supply line DP and the negative power supply line DN via the diode 27U
Connected to phase circuit.

【0006】交流負荷装置41からU相に電流が流出す
るタイミングにおいては、スイッチング素子36Uはそ
の期間中オンされ、スイッチング素子35Uは制御装置
から出力されるスイッチングパルスがハイの間オンされ
る。従って、スイッチング素子35Uがオンされると、
交流負荷装置41のU相回路からはマイナス源線DNに
電流が流れ、スイッチング素子35Uがオフされると、
スイッチング素子36Uのオン状態が継続しているの
で、ダイオード37Uを経由してコンデンサ15と16
の接続点である中性点電位が交流負荷装置41のU相回
路に接続される。V相、W相も上記と同様に動作し、交
流負荷装置には所定の3相交流電力が供給される。
At the timing when the current flows from the AC load device 41 to the U phase, the switching element 36U is turned on during that period, and the switching element 35U is turned on while the switching pulse output from the control device is high. Therefore, when the switching element 35U is turned on,
When a current flows from the U-phase circuit of the AC load device 41 to the negative source line DN and the switching element 35U is turned off,
Since the ON state of the switching element 36U continues, the capacitors 15 and 16 are connected via the diode 37U.
Is connected to the U-phase circuit of the AC load device 41. The V-phase and W-phase operate in the same manner as described above, and a predetermined three-phase AC power is supplied to the AC load device.

【0007】ところで、上述した3レベルインバータの
スイッチング回路であると、コンデンサ15と16の接
続点である中性点電位は、スイッチングの状況に対応す
る中性点から各コンデンサを流れる電流変化の影響で、
絶対的な中性点電位にならないで変動する。そのため
に、スイッチング素子の両端には、基準値以上の電圧が
印加されることになり、時にはスイッチング素子を過電
圧によって破壊させる危険性がある。また、電圧がアン
バランスになるので、所望される正常な出力電圧が得ら
れなくなる恐れもある。中性点電位の変動を防止するに
は、上記のコンデンサ15、16の容量を大きくすれば
良いが、コンデンサを大きくすると、コストと配置スペ
ースを大きくするので実用上の制限がある。そのため
に、種々の中性点電位変動を抑制する技術が提案されて
いる。例えば、制御装置(図示せず)から出力するスイ
ッチングパルスを、正常な正弦波ではなく、3次高調波
や偶数次調波を加算した変調波で制御するようにしてい
る。
In the switching circuit of the three-level inverter described above, the neutral point potential, which is the connection point between the capacitors 15 and 16, is affected by the change in the current flowing through each capacitor from the neutral point corresponding to the switching situation. so,
It fluctuates without reaching the absolute neutral point potential. For this reason, a voltage equal to or higher than the reference value is applied to both ends of the switching element, and there is a risk that the switching element is sometimes destroyed by an overvoltage. Further, since the voltage becomes unbalanced, a desired normal output voltage may not be obtained. In order to prevent the fluctuation of the neutral point potential, the capacitances of the capacitors 15 and 16 may be increased. However, if the capacitors are increased, the cost and the space for arrangement are increased, so that there is a practical limit. For that purpose, various techniques for suppressing the neutral point potential fluctuation have been proposed. For example, a switching pulse output from a control device (not shown) is controlled not by a normal sine wave but by a modulated wave to which a third harmonic or an even harmonic is added.

【0008】また、特開平5−227796号公報、特
開平7−79574号公報に開示された技術がある。特
開平5−227796号公報に開示のものは、中性点電
圧の変動の中でも特に大きな3次調波成分のみを抑制
し、抑制用の3次調波成分の基本波に対する振幅の比及
び位相をインバータ周波数に拘らず一定値とし、この3
次調波成分を基本波の指令に与えるように構成してい
る。また、特開平7−79574号公報に開示のもの
は、インバータの各相出力電圧指令にインバータ基本周
波数の偶数次調波(例えば、6次調波や2次調波)を加
算するためのテーブル、乗算器、加算器等の手段と、直
流電源回路の中性点の電位変動を直流入力コンデンサの
電圧偏差により検出し、その大きさに基づいて、出力電
圧指令に加算するべき偶数次調波の大きさを決定する加
算器、調節器、乗算器等の手段を備えるようにしてい
る。
[0008] There are also techniques disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 5-227796 and 7-79574. Japanese Unexamined Patent Publication No. 5-227796 discloses a technique that suppresses only a particularly large third harmonic component among fluctuations in neutral point voltage, and controls the amplitude ratio and phase of the third harmonic component for suppression to the fundamental wave. Is constant regardless of the inverter frequency.
It is configured to give a subharmonic component to a fundamental wave command. Also, a table disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-79574 is a table for adding even-order harmonics (for example, sixth-order harmonics and second-order harmonics) of the inverter fundamental frequency to each phase output voltage command of the inverter. , A multiplier, an adder, etc., and a potential fluctuation at a neutral point of the DC power supply circuit is detected by a voltage deviation of a DC input capacitor, and based on the magnitude thereof, an even harmonic to be added to an output voltage command. Means such as an adder, an adjuster, and a multiplier for determining the size of.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した例
えば、制御装置から出力するスイッチングパルスを、3
相高調波や偶数次調波を加算した変調波で制御すると、
電圧変動を抑制するために出力電圧の変化を利用するた
め、例えば、図11、図12に示す従来の補正方法によ
る補正波形例のように、プラスとマイナスの最大電圧は
供給される直流電圧で頭打ちになるので、出力可能な電
圧範囲が狭くなるという問題がある。図11、図12は
いずれも、横軸はU相の一周期に対応し、縦軸には、ゼ
ロボルト点を0にして、プラス電源線DPの電圧を+1
に、マイナス電源線DNの電圧を−1で示している。図
11において、AXは各相の所定の60度区間をオンに
固定する補正信号、AU、AV、AWは夫々U相、V
相、W相の補正されたPWM処理前の出力操作信号を示
しており、図12において、BXは3倍の周波数で中性
点の電位変動を与える補正信号、BU、BV、BWは夫
々U相、V相、W相の補正されたPWM処理前の出力操
作信号を示している。
By the way, for example, the above-mentioned switching pulse output from the control device is set to three times.
When controlled by a modulated wave to which phase harmonics and even harmonics are added,
In order to utilize the change of the output voltage in order to suppress the voltage fluctuation, for example, as in the correction waveform examples according to the conventional correction method shown in FIGS. 11 and 12, the maximum positive and negative voltages are DC voltages supplied. There is a problem that the voltage range that can be output is narrowed because the signal leveling out is reached. In each of FIGS. 11 and 12, the horizontal axis corresponds to one cycle of the U phase, and the vertical axis sets the zero volt point to 0 and sets the voltage of the positive power supply line DP to +1.
, The voltage of the negative power supply line DN is indicated by -1. In FIG. 11, AX is a correction signal for fixing a predetermined 60-degree section of each phase to ON, AU, AV, and AW are U-phase and V, respectively.
In FIG. 12, BX is a correction signal that gives a potential change at a neutral point at three times the frequency, and BU, BV, and BW are U, respectively. The output operation signal before the PWM processing in which the phase, the V phase, and the W phase are corrected is illustrated.

【0010】特開平5−227796号公報に開示され
た装置及び特開平7−79574号公報に開示された回
路によると、いずれも、中性点電位の変動を抑制するた
めに、出力電圧全体を平行移動するようにゼロ相をふら
せるようにしている。しかしながら、出力電圧をプラ
ス、マイナス方向にふると、ふられた側の最大電圧は印
加直流電圧で制限される。従って、必要な交流ピーク電
圧を出力しようとすると、印加直流電圧を高くする必要
があり、直流電圧の利用率が低下することになる。
According to the device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 5-227796 and the circuit disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 7-79574, in order to suppress the fluctuation of the neutral point potential, the entire output voltage is reduced. The zero phase is shifted so as to move in parallel. However, when the output voltage is shifted in the plus or minus direction, the maximum voltage on the touched side is limited by the applied DC voltage. Therefore, in order to output a required AC peak voltage, it is necessary to increase the applied DC voltage, and the utilization rate of the DC voltage is reduced.

【0011】ところで、中性点の電位変動をゼロにする
ことができたとして、コンデンサを限りなく小さくして
スペースの利用効率を高めようとしても、コンデンサの
許容リップル電流の制限から無理である。また、高調波
を補正信号に利用する場合の制御情報としては基本波に
対する位相信号が必要である。上記の説明では3レベル
インバータについて説明したが、4レベルインバータ等
の多レベルインバータにおいても、当然同様の問題点が
存在する。本発明は従来のものの上記課題(問題点)を
解決し、許容されるリップル電流から計算した適正なコ
ンデンサ容量で実用上問題のない範囲に、中性点電位変
動を抑制し、位相情報を必要としない簡易な手段で、直
流電源の利用率を高めて出力可能な電圧範囲を向上する
ことができる多レベルインバータの制御方法とその装置
を提供することを目的とする。
By the way, even if the potential fluctuation at the neutral point can be reduced to zero and the use efficiency of the space is increased by reducing the size of the capacitor as much as possible, it is impossible to limit the allowable ripple current of the capacitor. In addition, a phase signal for a fundamental wave is required as control information when a harmonic is used for a correction signal. In the above description, a three-level inverter has been described, but a multilevel inverter such as a four-level inverter naturally has the same problem. The present invention solves the above-mentioned problems (problems) of the conventional device, and suppresses the neutral point potential fluctuation and requires phase information within a range where there is no practical problem with an appropriate capacitor capacity calculated from the allowable ripple current. It is an object of the present invention to provide a control method of a multi-level inverter and a device therefor which can increase the utilization rate of a DC power supply and improve the output voltage range by simple means.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】ところで、本願出願人は
本願と同一の発明者が発明したインバータの制御方法と
その装置に関する発明を特開平9−9643号公報に記
載のように、既に特許出願している。この先願明細書に
記載の技術は、設定された所定振幅値の交流電力を制御
出力する2レベルのインバータとしての技術であった。
しかし、この先願の技術を3レベルインバータを含む多
レベルインバータに拡張適用すれば、多レベルインバー
タにおける上記従来技術の課題が解決できることに着目
し、本発明を完成したものである。即ち、本発明に基づ
く多レベルインバータの制御方法においては、3相交流
における各相の瞬間値を指定する電圧指令の内の最大値
と最小値の和が0Vもしくは零電圧指令値(直流電圧の
1/2に相当する指令値)と等しくなるように各相の電
圧指令にオフセットを加算するようにした。この場合、
位相情報が得られるときは、上述の方法を3相の各電圧
指令の1/2の振幅で同一周期の交流信号の位相角の−
30度(330度)乃至30度及び150度乃至210
度の成分を3相分加算した値を各相の電圧指令に加算す
るようにしても良い。
Means for Solving the Problems The applicant of the present invention has already filed a patent application as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-9643, which discloses an invention related to an inverter control method and an apparatus invented by the same inventor as the present application. doing. The technology described in the specification of the prior application is a technology as a two-level inverter that controls and outputs AC power having a predetermined amplitude value.
However, the present invention has been completed by paying attention to the fact that if the technology of the prior application is extended and applied to a multi-level inverter including a three-level inverter, the problems of the above-described conventional technology in the multi-level inverter can be solved. That is, in the multilevel inverter control method according to the present invention, the sum of the maximum value and the minimum value of the voltage commands specifying the instantaneous value of each phase in the three-phase AC is 0 V or the zero voltage command value (DC voltage value). The offset is added to the voltage command of each phase so as to be equal to (a command value corresponding to 2). in this case,
When the phase information can be obtained, the above-described method is applied to the phase angle of the AC signal having the same period and the half of the amplitude of each of the three-phase voltage commands.
30 degrees (330 degrees) to 30 degrees and 150 degrees to 210
The value obtained by adding the degree components for three phases may be added to the voltage command of each phase.

【0013】また、上述の方法を実施する制御装置は、
3相の各電圧指令の内の最大値を検出する最大値検出機
能と、3相の各電圧指令の内の最小値を検出する最小値
検出機能と、最大値検出機能の出力と最小値検出機能の
出力とを加算する加算機能と、この加算機能の加算結果
を1/2にする割算機能と、この割算機能の出力を前記
の3相の各電圧指令から減算し、又は加算する3組の電
圧指令補正用計算機能とを備え、3組の電圧指令補正用
計算機能の出力を3相夫々の補正された真の電圧指令と
するように構成した。
[0013] Further, a control device for performing the above method includes:
A maximum value detection function that detects the maximum value of each of the three-phase voltage commands, a minimum value detection function that detects the minimum value of each of the three-phase voltage commands, and the output and minimum value detection of the maximum value detection function An addition function for adding the output of the function, a division function for halving the addition result of the addition function, and subtracting or adding the output of the division function from each of the three-phase voltage commands. Three sets of voltage command correction calculation functions are provided, and the outputs of the three sets of voltage command correction calculation functions are configured as corrected true voltage commands for each of the three phases.

【0014】この場合、位相情報が得られるときは、3
相交流の各電圧指令を作成する電圧指令作成機能に対応
し、3相の各電圧指令の1/2の振幅で同一周期の交流
信号の位相角の−30度(330度)乃至30度及び1
50度乃至210度の成分を連続した信号を作成出力す
る補正信号作成機能と、この補正信号作成機能の出力を
3相の各電圧指令から減算し、又は加算する3組の電圧
指令補正用計算機能とを備えるように構成しても良い。
In this case, when phase information is obtained, 3
Corresponds to the voltage command generation function of generating each voltage command of the phase alternating current, and has a phase angle of −30 degrees (330 degrees) to 30 degrees of the phase angle of the AC signal having the same cycle with half the amplitude of each of the three phase voltage commands. 1
A correction signal generation function for generating and outputting a signal having a continuous component of 50 to 210 degrees, and three sets of voltage command correction calculations for subtracting or adding the output of the correction signal generation function from each of the three-phase voltage commands Function may be provided.

【0015】本発明は上述のような方法にし、また制御
装置を構成したので、中性点電位変動を抑制しながら、
直流電源の利用率を100%まで高めることができる。
Since the present invention employs the above-described method and the control device, it is possible to suppress the fluctuation of the neutral point potential,
The utilization rate of the DC power supply can be increased up to 100%.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】本発明を従来技術の説明で用いた
図10に示す多レベルインバータの代表的な存在である
3相PWM式3レベルインバータに対して適用した第1
及び第2の実施の形態を図1乃至図7を用いて詳細に説
明する。 第1の実施の形態:図1は、本発明を実行するための3
レベルインバータの制御装置の第1の実施の形態の構成
を示すもので、3レベルインバータ(以下インバータと
略称する)を構成するスイッチング素子をオン/オフす
るゲート信号作成機能までを示してスイッチング素子で
構成したインバータ回路自体は省略し、図2にインバー
タ回路部を示している。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment in which the present invention is applied to a three-phase PWM type three-level inverter which is a typical example of a multi-level inverter shown in FIG.
The second embodiment will be described in detail with reference to FIGS. First Embodiment: FIG. 1 is a block diagram of a third embodiment for carrying out the present invention.
1 shows a configuration of a first embodiment of a control device of a level inverter, and shows a function of generating a gate signal for turning on / off a switching element constituting a three-level inverter (hereinafter, simply referred to as an inverter). The configured inverter circuit itself is omitted, and FIG. 2 shows an inverter circuit unit.

【0017】図1において、1は、このインバータの上
位制御装置等によって指令又は設定されてインバータ出
力の周波数と電圧を指定する各相の電圧指令を作成する
3相の電圧指令作成機能である。電圧指令作成機能1で
作成され出力するU相、V相、W相の各電圧指令は、こ
の3個の電圧指令の内の最大値を検出して出力する最大
値検出機能(以下MAX検出機能という)2と、最小値
を検出して出力する最小値検出機能(以下MIN検出機
能という)3に入力している。MAX検出機能2の検出
値とMIN検出機能3の検出値とは加算機能4に入力し
て加算される。加算機能4による加算値は、割算機能5
に入力して2で割られる。即ち、加算機能4と割算機能
5によって、各瞬間における3相の電圧指令の内の最大
値と最小値の平均値を算出する。また、電圧指令作成機
能1で作成され出力するU相の電圧指令は、第1の電圧
指令補正用計算機能6に入力し、V相の電圧指令は第2
の電圧指令補正用計算機能7に入力し、W相の電圧指令
は第3の電圧指令補正用計算機能8に入力している。
In FIG. 1, reference numeral 1 designates a three-phase voltage command generation function for generating a voltage command for each phase which is specified or set by the host controller of the inverter and specifies the frequency and voltage of the inverter output. The U-phase, V-phase, and W-phase voltage commands generated and output by the voltage command generation function 1 are detected by a maximum value detection function (hereinafter, a MAX detection function) that detects and outputs the maximum value of the three voltage commands. 2) and a minimum value detection function (hereinafter referred to as a MIN detection function) 3 for detecting and outputting the minimum value. The detection value of the MAX detection function 2 and the detection value of the MIN detection function 3 are input to an addition function 4 and added. The value added by the addition function 4 is divided by the division function 5
And divided by 2. That is, the average value of the maximum value and the minimum value of the three-phase voltage commands at each moment is calculated by the addition function 4 and the division function 5. The U-phase voltage command generated and output by the voltage command generation function 1 is input to the first voltage command correction calculation function 6, and the V-phase voltage command is output to the second voltage command correction function 6.
, And the W-phase voltage command is input to a third voltage command correction calculation function 8.

【0018】前述した平均値は本発明に基づく電圧指令
の補正信号であって、第1の電圧指令補正用計算機能
6、第2の電圧指令補正用計算機能7、第3の電圧指令
補正用計算機能8に夫々入力している。第1の電圧指令
補正用計算機能6からはU相の補正された真の電圧指令
である出力操作信号SUを出力し、第2の電圧指令補正
用計算機能7からはV相の補正された出力操作信号SV
を出力し、第3の電圧指令補正用計算機能8からはW相
の補正された出力操作信号SWを出力している。補正さ
れた各相の出力操作信号は、図2、図3によって後述す
るインバータの主回路を構成するスイッチング回路に入
力する。
The above-mentioned average value is a voltage command correction signal according to the present invention, and includes a first voltage command correction calculation function 6, a second voltage command correction calculation function 7, and a third voltage command correction function. Each is input to the calculation function 8. The first voltage command correction calculation function 6 outputs an output operation signal SU that is a U-phase corrected true voltage command, and the second voltage command correction calculation function 7 corrects the V-phase. Output operation signal SV
And the third voltage command correction calculation function 8 outputs a W-phase corrected output operation signal SW. The corrected output operation signal of each phase is input to a switching circuit constituting a main circuit of the inverter, which will be described later with reference to FIGS.

【0019】図2にインバータの主回路を構成するスイ
ッチング回路を示している。図2はU、V、W相の各回
路は共通なので、代表的に示したものである。従って、
各相の直列接続される4個の第1乃至第4のスイッチン
グ素子を25、26、36、35で、各相2個のダイオ
ードを27、37で、出力操作信号SU、SV、SWを
SSで代表して示している。図2において、出力操作信
号SSは第1の比較回路21のプラス端子と第2の比較
回路31のマイナス端子に入力している。この第1の比
較回路21のマイナスス端子と第2の比較回路31のプ
ラス端子には図示しない基準信号作成機能で、図3に示
すように所定振幅所定周波数の三角波形の各3相に対応
するPWMのための基準信号TP、TNが作成されて、
夫々入力している。
FIG. 2 shows a switching circuit constituting a main circuit of the inverter. FIG. 2 is representatively shown because the U, V, and W phase circuits are common. Therefore,
The four first to fourth switching elements connected in series for each phase are 25, 26, 36, and 35, the two diodes for each phase are 27 and 37, and the output operation signals SU, SV, and SW are SS. Are representatively shown. 2, the output operation signal SS is input to the plus terminal of the first comparison circuit 21 and the minus terminal of the second comparison circuit 31. A minus signal terminal of the first comparison circuit 21 and a plus terminal of the second comparison circuit 31 correspond to three phases of a triangular waveform having a predetermined amplitude and a predetermined frequency as shown in FIG. The reference signals TP and TN for PWM are generated,
Each has been entered.

【0020】図3において、TPは0レベル以上に変化
する三角波形のプラス側基準信号、SSは出力操作信号
である。従って、第1の比較回路21からは、出力操作
信号SSがプラス側基準信号TPよりも大きい範囲で、
ローレベルGPnからハイレベルGPpの間変化するプ
ラス側ゲート信号GPが出力している。TNは0レベル
以下に変化する三角波形のマイナス側基準信号であっ
て、マイナス側基準信号TNが入力する第2の比較回路
31からは、出力操作信号SSが基準信号TNよりも小
さい範囲でローレベルGNnからハイレベルGNpの間
変化するマイナス側ゲート信号GNが出力する。従っ
て、出力操作信号のレベルに比例したディユティ比で、
プラス側ゲート信号GPとマイナス側ゲート信号GNが
変化する。
In FIG. 3, TP is a plus-side reference signal having a triangular waveform that changes to a level of 0 or more, and SS is an output operation signal. Therefore, from the first comparison circuit 21, in a range where the output operation signal SS is larger than the plus side reference signal TP,
The plus side gate signal GP that changes between the low level GPn and the high level GPp is output. TN is a negative-side reference signal having a triangular waveform that changes to 0 level or less, and the output operation signal SS is low in a range smaller than the reference signal TN from the second comparison circuit 31 to which the negative-side reference signal TN is input. A negative gate signal GN that changes between the level GNn and the high level GNp is output. Therefore, with a duty ratio proportional to the level of the output operation signal,
The plus side gate signal GP and the minus side gate signal GN change.

【0021】図2において、第1の比較回路21から出
力するプラス側ゲート信号GPは第1のデッドタイム回
路22と第1の極性反転回路23に入力し、第1の極性
反転回路23の出力は第2のデッドタイム回路24に入
力している。また、第2の比較回路31から出力するマ
イナス側ゲート信号GNは第3のデッドタイム回路32
と第2の極性反転回路33に入力し、第2の極性反転回
路33の出力は第4のデッドタイム回路34に入力して
いる。さらに、第1のデッドタイム回路22は第1のス
イッチング素子25の制御用ゲートに接続し、第2のデ
ッドタイム回路24は第3のスイッチング素子36の制
御用ゲートに接続し、第3のデッドタイム回路32は第
4のスイッチング素子35の制御用ゲートに接続し、第
4のデッドタイム回路34は第2のスイッチング素子2
6の制御用ゲートに接続している。
In FIG. 2, the plus side gate signal GP output from the first comparison circuit 21 is input to the first dead time circuit 22 and the first polarity inversion circuit 23, and the output of the first polarity inversion circuit 23 is output. Are input to the second dead time circuit 24. The negative gate signal GN output from the second comparison circuit 31 is supplied to the third dead time circuit 32.
And the second polarity inversion circuit 33, and the output of the second polarity inversion circuit 33 is input to a fourth dead time circuit 34. Further, the first dead time circuit 22 is connected to the control gate of the first switching element 25, and the second dead time circuit 24 is connected to the control gate of the third switching element 36. The time circuit 32 is connected to the control gate of the fourth switching element 35, and the fourth dead time circuit 34 is connected to the second switching element 35.
6 is connected to the control gate.

【0022】各デッドタイム回路はスイッチング素子の
ほぼ起動遅れ時間、例えば、スイッチング素子がIGB
Tの場合は10マイクロ秒前後、夫々の入力パルスを切
り取って各スイッチング素子に対するゲート信号の働き
をマスクし、夫々のスイッチング素子の同時動作を禁止
している。次に、図3も参照して動作を説明する。上記
の各ゲート信号によって、例えば、プラス側ゲート信号
GPが出力している期間においては、マイナス側ゲート
信号GNが出力していないので第2のスイッチング素子
26はオン状態が継続され、プラス側ゲート信号GPが
GPpのタイミングにおいては、第1のスイッチング素
子25がオンし、プラス側ゲート信号GPがGPnのタ
イミングにおいては、第3のスイッチング素子36がオ
ンする。
Each of the dead time circuits has a delay in starting the switching element.
In the case of T, about 10 microseconds, each input pulse is cut out to mask the function of the gate signal for each switching element, and the simultaneous operation of each switching element is prohibited. Next, the operation will be described with reference to FIG. For example, during the period in which the plus-side gate signal GP is being output due to each of the above-mentioned gate signals, since the minus-side gate signal GN is not being output, the second switching element 26 is kept on, and the plus-side gate signal is being output. When the signal GP is at the timing of GPp, the first switching element 25 is turned on, and when the plus gate signal GP is at the timing of GPn, the third switching element 36 is turned on.

【0023】また、マイナス側ゲート信号GNが出力し
ている期間においては、プラス側ゲート信号GPが出力
していないので、第3のスイッチング素子36はオン状
態が継続され、マイナス側ゲート信号GNがGNpのタ
イミングにおいては、第4のスイッチング素子35がオ
ンし、マイナス側ゲート信号GNがGNnのタイミング
においては、第2のスイッチング素子26がオンする。
従って、プラス側ゲート信号GPが出力している期間に
おいては、このインバータのスイッチング回路から電力
負荷装置に、出力操作信号SSに対応する電流+IS
供給され、マイナス側ゲート信号GNが出力している期
間においては、このインバータのスイッチング回路には
電力負荷装置から、出力操作信号SSに対応する電流−
Sが流れる。即ち、電圧指令作成機能1で作成され出
力するU相、V相、W相の各電圧指令のレベルに対応し
た3相交流電圧が、図10に示す電力負荷装置41に印
加される。
During the period in which the negative gate signal GN is being output, the third switching element 36 is kept on since the positive gate signal GP is not being output, and the negative gate signal GN is not output. At the timing of GNp, the fourth switching element 35 is turned on, and at the timing of the negative gate signal GN being GNn, the second switching element 26 is turned on.
Thus, in a period in which the positive gate signal GP and outputs, to the power load device from the switching circuit of the inverter, the output operation signal SS to the corresponding current + I S is supplied, and outputs a negative-side gate signal GN During this period, a current corresponding to the output operation signal SS is supplied to the switching circuit of the inverter from the power load device.
I S flows. That is, the three-phase AC voltages corresponding to the levels of the U-phase, V-phase, and W-phase voltage commands generated and output by the voltage command generation function 1 are applied to the power load device 41 illustrated in FIG.

【0024】次に、図1に示した機能構成における働き
を図1及び図4乃至図6を参照して説明する。上述の機
能構成において、電圧指令作成機能1からは、図4に示
すような各相の電圧指令が出力されている。図4は電圧
指令の時間的変移(波形)を示していて、横軸にU相の
電圧指令の1周期分を1周期を360度とする角度を単
位として示し、縦軸には各相の電圧指令をフルスケール
+1乃至−1で示している。同図において、VUはU相
の電圧指令、VVはV相の電圧指令、VWはW相の電圧
指令である。U相の電圧指令VU、V相の電圧指令V
V、W相の電圧指令VWは夫々MAX検出機能2と、M
IN検出機能3に入力する。MAX検出機能2とMIN
検出機能3夫々の検出値は、加算機能4に入力して加算
され、その加算値は、割算機能5に入力して2で割られ
る。即ち、加算機能4と割算機能5によって、各瞬間に
おける3個の電圧指令の内の最大値と最小値の平均値で
ある図5のRに示すような電圧指令の補正信号が得られ
る。
Next, the operation of the functional configuration shown in FIG. 1 will be described with reference to FIG. 1 and FIGS. In the above-described functional configuration, the voltage command generation function 1 outputs voltage commands for each phase as shown in FIG. FIG. 4 shows a temporal change (waveform) of the voltage command, wherein the horizontal axis represents one cycle of the U-phase voltage command in units of an angle in which one cycle is 360 degrees, and the vertical axis represents the phase of each phase. The voltage command is indicated by full scale +1 to -1. In the figure, VU is a U-phase voltage command, VV is a V-phase voltage command, and VW is a W-phase voltage command. U-phase voltage command VU, V-phase voltage command V
The V and W phase voltage commands VW correspond to the MAX detection function 2 and M
Input to IN detection function 3. MAX detection function 2 and MIN
The detection values of the respective detection functions 3 are input to an addition function 4 and added, and the added values are input to a division function 5 and divided by two. That is, by the addition function 4 and the division function 5, a correction signal of the voltage command as shown in R in FIG. 5, which is the average value of the maximum value and the minimum value of the three voltage commands at each instant, is obtained.

【0025】補正信号は第1の電圧指令補正用計算機能
6に入力し、第1の補正用計算機能6においてはU相の
電圧指令から補正信号を減算して、図5のSUに示す補
正されたU相の出力操作信号が得られ、第2の電圧指令
補正用計算機能7に入力し、第2の補正用計算機能7に
おいてはV相の電圧指令から補正信号を減算して図5の
SVに示す補正されたV相の出力操作信号が得られ、第
3の電圧指令補正用計算機能8に入力し、第3の電圧指
令補正用計算機能8においてはW相の電圧指令から補正
信号を減算して図5のSWに示す補正されたW相の出力
操作信号が得られる。なお、図5に示す補正信号Rは、
電圧指令の補正信号と各相の補正された出力操作信号の
夫々の時間的変化波形をU相の電圧指令1周期分につい
て1周期を360度とする角度を単位として示してい
る。上述のように各相の電圧指令を補正することによっ
て、各相電圧指令の中性点が操作されて、インバータか
ら出力する線間電圧の最大値は直流電圧の最大値まで利
用可能になる。
The correction signal is input to a first voltage command correction calculation function 6, and the first correction command function 6 subtracts the correction signal from the U-phase voltage command to obtain a correction signal SU shown in FIG. The obtained U-phase output operation signal is obtained and input to the second voltage command correction calculation function 7, where the correction signal is subtracted from the V-phase voltage command in FIG. , The corrected V-phase output operation signal is input to the third voltage command correction calculation function 8, and the third voltage command correction calculation function 8 corrects the W-phase voltage command from the W-phase voltage command. By subtracting the signal, a corrected W-phase output operation signal indicated by SW in FIG. 5 is obtained. The correction signal R shown in FIG.
The time-varying waveforms of the voltage command correction signal and the corrected output operation signal of each phase are shown in units of an angle in which one cycle is 360 degrees for one cycle of the U-phase voltage command. By correcting the voltage command of each phase as described above, the neutral point of each phase voltage command is operated, and the maximum value of the line voltage output from the inverter can be used up to the maximum value of the DC voltage.

【0026】上述した演算の結果得られる補正信号は、
理論的に図6に示すような形状をなしている。図6は補
正信号の時間的変移(波形)を示していて、横軸には、
任意の電圧指令を示す相電圧の時間変移を1周期を36
0度とする角度を単位として示しており、縦軸に示す曲
線aは相電圧の振幅を最大振幅+1乃至−1で示してい
る。同図に示す曲線bは曲線aの1/2であって、曲線
bの位相角の−30度(330度)乃至30度及び15
0度乃至210度の範囲を連続させた曲線cが前述した
補正信号である。上述した補正信号の時間的変化が、補
正された出力操作信号に基づいてインバータで変換され
出力する3相交流の中性点電位の時間的変化になる。
The correction signal obtained as a result of the above calculation is
The shape is theoretically as shown in FIG. FIG. 6 shows the temporal change (waveform) of the correction signal, and the horizontal axis shows
Time cycle of phase voltage indicating an arbitrary voltage command is set to 36 for one cycle.
The angle of 0 degree is shown as a unit, and the curve a shown on the vertical axis shows the amplitude of the phase voltage by the maximum amplitude +1 to -1. The curve b shown in the figure is a half of the curve a, and the phase angle of the curve b is from -30 degrees (330 degrees) to 30 degrees and 15 degrees.
A curve c having a continuous range of 0 to 210 degrees is the correction signal described above. The above-described temporal change of the correction signal becomes a temporal change of the neutral point potential of the three-phase alternating current that is converted and output by the inverter based on the corrected output operation signal.

【0027】上述の実施の形態の説明では各電圧指令補
正用計算機能においては、夫々電圧指令から補正信号を
減算するように説明したが、図6から明らかなように、
補正信号算出機能の関係で、図6に示す曲線cに対して
位相が180度偏位した(又は逆極性の)補正信号が得
られる場合は、電圧指令補正用計算機能を加算機能にす
れば、図5に示した各相の補正された出力操作信号と同
一電圧指令が得られることは言うまでもない。
In the description of the above embodiment, in each voltage command correction calculation function, the correction signal is subtracted from the voltage command. However, as is apparent from FIG.
Due to the correction signal calculation function, when a correction signal whose phase is deviated by 180 degrees (or of opposite polarity) with respect to the curve c shown in FIG. 6 can be obtained, the calculation function for voltage command correction can be changed to an addition function. Needless to say, the same voltage command can be obtained as the corrected output operation signal of each phase shown in FIG.

【0028】上述の補正手段によって得られる結果の例
を、図7、図8に示している。図7には、電力負荷装置
の特性を示していて、横軸には電力負荷装置の出力トル
クをパーセントで、縦軸に中性点電位変動の波高値を示
している。また、j1は従来のPWM方式の場合、k1
本発明に基づいて補正された状態を示している。図8
は、横軸に変調率を示し、縦軸には電圧利用率を示して
いる。また、j2は従来のPWM方式の場合、k2は本発
明に基づいて補正された状態を示している。即ち、本発
明によると、補正をしないPWM方式出力電圧に対し
て、理論上2/(3)1/2倍まで、線形で出力が可能で
ある。さらに、上述の補正手段によると、許容されるリ
ップル電流から計算したコンデンサ容量で実用上問題の
ない範囲に中性点電位変動を抑制できる。
FIGS. 7 and 8 show examples of the results obtained by the above-mentioned correction means. FIG. 7 shows the characteristics of the power load device. The horizontal axis indicates the output torque of the power load device in percentage, and the vertical axis indicates the peak value of the neutral point potential fluctuation. Further, j 1 indicates a state of the conventional PWM method, and k 1 indicates a state corrected based on the present invention. FIG.
Indicates the modulation rate on the horizontal axis and the voltage utilization rate on the vertical axis. Further, j 2 indicates a state of the conventional PWM method, and k 2 indicates a state corrected based on the present invention. That is, according to the present invention, it is possible to theoretically output linearly up to 2 / (3) 1/2 times of the uncorrected PWM output voltage. Further, according to the correction means described above, the neutral point potential fluctuation can be suppressed within a range in which there is no practical problem with the capacitor capacity calculated from the allowable ripple current.

【0029】第2の実施の形態:次に、図9を用いて本
発明の第2の実施の形態を説明する。同図において、1
Aはディジタル処理によってU相の電圧指令VU、V相
の電圧指令VV、W相の電圧指令VWを夫々構成し出力
する3相の電圧指令作成機能であって、1Aaは上述と
同様にディジタル処理によって図5に示した時間変化を
なす補正信号Rを作成し出力する補正信号作成機能であ
る。補正信号RはU相に対応する第1の電圧指令補正用
計算機能6A、V相に対応する第2の電圧指令補正用計
算機能7A、W相に対応する第3の電圧指令補正用計算
機能8Aに入力している。また、3相の電圧指令作成機
能1Aから出力するU相の電圧指令は第1の電圧指令補
正用計算機能6Aに入力し、V相の電圧指令は第2の電
圧指令補正用計算機能7Aに入力し、W相の電圧指令は
第3の電圧指令補正用計算機能8Aに入力している。各
電圧指令補正用計算機能は、各相の電圧指令と補正信号
との位相関係が図6に示したような場合は減算機能とし
て、図6に対して電圧指令と補正信号との位相関係が1
80度偏位している(又は逆極性の)場合は加算機能と
すれば良い。第1の電圧指令補正用計算機能6Aからは
U相の補正された出力操作信号SUが、第2の電圧指令
補正用計算機能7AからはV相の補正された出力操作信
号SVが、第3の電圧指令補正用計算機能8AからはW
相の補正された出力操作信号SWが出力する。なお、各
電圧指令補正用計算機能以降は、前述した第1の実施の
形態と同様なので説明は省略する。
Second Embodiment: Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the figure, 1
A is a three-phase voltage command generation function for constructing and outputting a U-phase voltage command VU, a V-phase voltage command VV, and a W-phase voltage command VW by digital processing. Is a correction signal generating function for generating and outputting a correction signal R which changes over time shown in FIG. The correction signal R has a first voltage command correction calculation function 6A corresponding to the U phase, a second voltage command correction calculation function 7A corresponding to the V phase, and a third voltage command correction calculation function corresponding to the W phase. 8A. The U-phase voltage command output from the three-phase voltage command creation function 1A is input to the first voltage command correction calculation function 6A, and the V-phase voltage command is output to the second voltage command correction calculation function 7A. The W-phase voltage command is input to the third voltage command correction calculation function 8A. The calculation function for each voltage command correction is a subtraction function when the phase relationship between the voltage command and the correction signal of each phase is as shown in FIG. 6, and the phase relationship between the voltage command and the correction signal with respect to FIG. 1
If it is deviated by 80 degrees (or has a reverse polarity), the addition function may be used. The U-phase corrected output operation signal SU is output from the first voltage command correction calculation function 6A, and the V-phase corrected output operation signal SV is output from the second voltage command correction calculation function 7A. From the voltage command correction calculation function 8A of FIG.
The phase-corrected output operation signal SW is output. The calculation functions for each voltage command correction and thereafter are the same as those in the first embodiment described above, and a description thereof will be omitted.

【0030】第3の実施の形態:本発明の第3の実施の
形態としては、図示しないが第1及び第2の実施の形態
で示した電圧指令作成機能が第2の実施の形態と同様デ
ィジタル処理によって実行するような実施の形態が考え
られる。このような構成の実施の形態の場合は、各相の
電圧指令と補正信号を作成することなく、直接補正され
た操作出力信号と同等の電圧指令を作成するようにすれ
ば良い。
Third Embodiment: As a third embodiment of the present invention, although not shown, the voltage command creation function shown in the first and second embodiments is the same as that of the second embodiment. Embodiments that can be executed by digital processing are conceivable. In the case of the embodiment having such a configuration, a voltage command equivalent to the directly corrected operation output signal may be created without creating a voltage command and a correction signal for each phase.

【0031】上述の説明は本発明の技術思想を実現する
ための基本方法を示したものであって、本発明を適用す
るインバータの条件と仕様に対応して適切に応用改変す
れば良いことは当然である。例えば、各実施の形態で
は、本発明を3レベルインバータに対して適用した場合
について説明したが、4レベルインバータ等のその他の
多レベルインバータに対して本発明を適用するには、図
2に示したPWMスイッチング回路構成を、目的とする
多レベルインバータのレベル数に対応させた方式に適し
た回路構成とすれば良い。また、第1の実施の形態を実
行する装置の機能構成例は、図1にハードウェアによっ
て構成するように説明したが、インバータ本体の制御機
能とも対応して、本発明に基づく技術思想をソフトウェ
アによって実現するようにしても、適宜ハードウェアと
ソフトウェアを混合させても良い。
The above description shows a basic method for realizing the technical idea of the present invention. It should be noted that it is necessary to appropriately apply and modify the present invention in accordance with the conditions and specifications of the inverter to which the present invention is applied. Of course. For example, in each embodiment, the case where the present invention is applied to a three-level inverter has been described. However, in order to apply the present invention to other multi-level inverters such as a four-level inverter, FIG. The PWM switching circuit configuration may be a circuit configuration suitable for a system corresponding to the number of levels of a target multilevel inverter. Although the functional configuration example of the device that executes the first embodiment has been described as being configured by hardware in FIG. 1, the technical concept based on the present invention is implemented by software in accordance with the control function of the inverter main body. Alternatively, hardware and software may be appropriately mixed.

【0032】[0032]

【発明の効果】本発明は上述したような方法にし、また
装置を構成するようにしたので、次のような優れた効果
を有する。 位相情報を必要としない手段によって、どのような構
成と目的の多レベルインバータに対しても広範囲に適用
できる。 許容されるリップル電流から計算したコンデンサ容量
で実用上問題のない範囲に中性点電位変動を抑制でき
る。 直流電源の利用率を100%まで高めることができた
ので、交流ピーク電圧を印加直流電圧いっぱいまで使用
することができる。
According to the present invention, since the above-described method and the apparatus are configured, the following excellent effects are obtained. By means that does not require phase information, it can be widely applied to any configuration and intended multilevel inverter. Neutral point potential fluctuation can be suppressed within a range where there is no practical problem with the capacitor capacity calculated from the allowable ripple current. Since the utilization rate of the DC power supply can be increased to 100%, the AC peak voltage can be used up to the full applied DC voltage.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施の形態の基本構成を示す概
要構成ブロック図である。
FIG. 1 is a schematic configuration block diagram illustrating a basic configuration of a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明が適用されるインバータの主回路を構成
するPWMスイッチング回路の基本構成を示す概要構成
ブロック図である。
FIG. 2 is a schematic block diagram showing a basic configuration of a PWM switching circuit constituting a main circuit of an inverter to which the present invention is applied.

【図3】図2に示すPWMスイッチング回路の基本動作
を示す主要部の波形図である。
FIG. 3 is a waveform diagram of a main part showing a basic operation of the PWM switching circuit shown in FIG. 2;

【図4】第1の実施の形態における各相の電圧指令を説
明する時間的変移の波形図である。
FIG. 4 is a waveform diagram of a temporal transition illustrating a voltage command of each phase according to the first embodiment.

【図5】第1の実施の形態における各相の補正された電
圧指令と補正信号との関係を説明する時間的変移の波形
図である。
FIG. 5 is a waveform diagram of a temporal transition for explaining a relationship between a corrected voltage command of each phase and a correction signal in the first embodiment.

【図6】第1の実施の形態における補正信号を説明する
時間的変移の波形図である。
FIG. 6 is a waveform diagram of a temporal transition illustrating a correction signal according to the first embodiment.

【図7】第1の実施の形態と従来方式との間の中性点電
位変動を比較する特性図である。
FIG. 7 is a characteristic diagram for comparing neutral point potential fluctuations between the first embodiment and the conventional method.

【図8】第1の実施の形態と従来方式との間の電圧利用
率を比較する特性図である。
FIG. 8 is a characteristic diagram for comparing the voltage utilization ratio between the first embodiment and the conventional method.

【図9】本発明の第2の実施の形態の構成を示す概要構
成ブロック図である。
FIG. 9 is a schematic configuration block diagram illustrating a configuration of a second exemplary embodiment of the present invention.

【図10】本発明と従来技術とが適用されるインバータ
の概要構成ブロック図である。
FIG. 10 is a schematic block diagram of an inverter to which the present invention and the prior art are applied.

【図11】従来の電圧指令補正手段の1例による、補正
された各相の電圧指令と補正信号の時間的変移の波形図
である。
FIG. 11 is a waveform diagram of a temporal change of a corrected voltage command and a correction signal of each phase according to an example of a conventional voltage command correction unit.

【図12】従来の電圧指令補正手段の図12とは別の例
による補正された各相の電圧指令と補正信号の時間的変
移の波形図である。
FIG. 12 is a waveform diagram of a voltage command of each phase and a temporal transition of a correction signal, which are corrected by another example of the conventional voltage command correction means different from FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、1A:電圧指令作成機能 1Aa:補正信号作成機能 2:MAX検出機能(最大値検出機能) 3:MIN検出機能(最小値検出機能) 4:加算機能 5:割算機能 6、7、8、6A、7A、8A:電圧指令補正用計算機
能(加算機能又は減算機能) 15、16:コンデンサ 21、31:比較回路 23、33:極性反転回路 22、24、32、34:デッドタイム回路 25、26、35、36:スイッチング素子 27、37:ダイオード SU、SV、SW、SS:出力操作信号 TP、TN:基準信号
1, 1A: Voltage command creation function 1Aa: Correction signal creation function 2: MAX detection function (maximum value detection function) 3: MIN detection function (minimum value detection function) 4: Addition function 5: Division function 6, 7, 8 , 6A, 7A, 8A: Calculation function for voltage command correction (addition function or subtraction function) 15, 16: Capacitor 21, 31: Comparison circuit 23, 33: Polarity inversion circuit 22, 24, 32, 34: Dead time circuit 25 , 26, 35, 36: Switching element 27, 37: Diode SU, SV, SW, SS: Output operation signal TP, TN: Reference signal

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 直流電力を3相交流電力に変換する多レ
ベルインバータにおいて、3相交流における各相の瞬間
値を指定する電圧指令の内の最大値と最小値の和が0V
もしくは零電圧指令値(直流電圧の1/2に相当する指
令値)と等しくなるように各相の電圧指令にオフセット
を加算することを特徴とする多レベルインバータの制御
方法。
In a multi-level inverter for converting DC power into three-phase AC power, the sum of a maximum value and a minimum value of voltage commands that specify instantaneous values of each phase in three-phase AC is 0 V.
Alternatively, a method of controlling a multi-level inverter, wherein an offset is added to a voltage command of each phase so as to be equal to a zero voltage command value (a command value corresponding to の of the DC voltage).
【請求項2】 3相交流における各相の瞬間値を指定す
る各電圧指令の内の最大値を検出する最大値検出機能
と、前記3相の各電圧指令の内の最小値を検出する最小
値検出機能と、前記最大値検出機能の出力と最小値検出
機能の出力とを加算する加算機能と、該加算機能の加算
結果を1/2にする割算機能と、該割算機能の出力値を
前記3相の各電圧指令値から減算し、又は加算する3組
の電圧指令補正用計算機能とを備え、前記3組の電圧指
令補正用計算機能の出力を3相夫々の真の電圧指令とす
ることを特徴とする多レベルインバータの制御装置。
2. A maximum value detecting function for detecting a maximum value of each voltage command specifying an instantaneous value of each phase in a three-phase alternating current, and a minimum value detecting a minimum value of each of said three phase voltage commands. A value detection function, an addition function for adding the output of the maximum value detection function and the output of the minimum value detection function, a division function for halving the addition result of the addition function, and an output of the division function. And three sets of voltage command correction calculation functions for subtracting or adding values from the three-phase voltage command values. The output of the three sets of voltage command correction calculation functions is a true voltage of each of the three phases. A control device for a multi-level inverter, wherein the control device is a command.
【請求項3】 直流電力を3相交流電力に変換する多レ
ベルインバータにおいて、3相交流における各相の瞬間
値を指定する各電圧指令の1/2の振幅で、同一周期の
交流信号の位相角の−30度(330度)乃至30度及
び150度乃至210度の成分を3相分加算した値を各
相の電圧指令に加算することを特徴とする多レベルイン
バータの制御方法。
3. A multi-level inverter for converting DC power into three-phase AC power, wherein the phase of an AC signal having the same cycle as an amplitude of 1/2 of each voltage command specifying an instantaneous value of each phase in three-phase AC. A method for controlling a multilevel inverter, characterized in that a value obtained by adding components of angles of −30 degrees (330 degrees) to 30 degrees and 150 degrees to 210 degrees for three phases is added to a voltage command of each phase.
【請求項4】 3相交流における各相の瞬間値を指定す
る各電圧指令を作成する電圧指令作成機能に対応し、該
3相の各電圧指令の1/2の振幅で、同一周期の交流信
号の位相角の−30度(330度)乃至30度及び15
0度乃至210度の成分を3相分加算した信号を作成出
力する補正信号作成機能と、該補正信号作成機能の出力
値を前記3相の各電圧指令値から減算し、又は加算する
3組の電圧指令補正用計算機能とを備えることを特徴と
する多レベルインバータの制御装置。
4. A three-phase AC corresponding to a voltage command generating function for generating a voltage command for designating an instantaneous value of each phase, the AC having the same cycle and an amplitude of 1/2 of each voltage command of the three phases. -30 degrees (330 degrees) to 30 degrees and 15 degrees of the phase angle of the signal
A correction signal generation function for generating and outputting a signal obtained by adding the components of 0 to 210 degrees for three phases, and three sets for subtracting or adding the output value of the correction signal generation function from each of the three-phase voltage command values A multi-level inverter control device, comprising:
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