JP2508900B2 - Control method for multiple inverter device - Google Patents

Control method for multiple inverter device

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JP2508900B2
JP2508900B2 JP2199702A JP19970290A JP2508900B2 JP 2508900 B2 JP2508900 B2 JP 2508900B2 JP 2199702 A JP2199702 A JP 2199702A JP 19970290 A JP19970290 A JP 19970290A JP 2508900 B2 JP2508900 B2 JP 2508900B2
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満 松川
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、所定周波数の補償電圧をノイズ発生源に
注入してノイズ成分の電力系統への流出を防止するアク
ティブフィルタ等において、三角波キャリア信号の周波
数成分の除去用のフィルタの小型化のために補償電圧発
生用の電圧型パルス幅変調インバータ(以下、単にイン
バータと略す)を複数台用いて構成される多重インバー
タ装置を制御するための多重インバータ装置の制御方法
に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial application] The present invention relates to a triangular wave carrier signal in an active filter or the like for injecting a compensation voltage of a predetermined frequency into a noise generation source to prevent noise components from flowing out to a power system. In order to reduce the size of the filter for removing the frequency component of the multiplex type, a multiplex type for controlling a multiplex type inverter device configured by using a plurality of voltage type pulse width modulation inverters (hereinafter simply referred to as inverters) for generating a compensation voltage The present invention relates to a control method for an inverter device.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

第4図(a)にU相,V相,W相の3相交流電圧を発生す
る3多重の多重インバータ装置の基本的な回路図を示
す。第4図(a)において、1は第1の3相インバータ
で、直流電源1EとU相用,V相用,W相用の3台の単相イン
バータ1U,1V,1Wから構成されている。例えば、単相イン
バータ1Uは、4個のスイッチ素子S1〜S4と、スイッチ素
子S1〜S4にそれぞれ逆並列接続したダイオードD1〜D4
からなり、これらをブリッジ状に接続し、スイッチ素子
S1,S3の接続点とスイッチ素子S2,S4の接続点を直流電源
1Eの正極および負極にそれぞれ接続し、スイッチ素子
S1,S2の接続点およびスイッチ素子S3,S4の接続点にそれ
ぞれ出力端子T1,T2を設けている。残りの単相インバー
タ1V,1Wについても、詳しい回路構成の図示は省略して
いるが、単相インバータ1Uと同じ構成であり、各相の単
相インバータ1U,1V,1Wの各々スイッチ素子S1〜S4の制御
極(図示せず)にそれぞれ各相の基準電圧と三角波キャ
リア電圧との比較結果であるパルス幅変調信号が加えら
れ、これによって各相の単相インバータ1U,1V,1Wの出力
端子T1,T2間に各相の基準電圧に相似な3相交流電圧が
出力される。ただ、この3相交流電圧には、三角波キャ
リア電圧の周波数成分およびその高調波成分が含まれて
いるので、後段にてLCフィルタでそれらの周波数成分を
除去する必要がある。
FIG. 4 (a) shows a basic circuit diagram of a triplex multiplex inverter device for generating a three-phase AC voltage of U-phase, V-phase and W-phase. In FIG. 4 (a), 1 is a first three-phase inverter, which is composed of a DC power supply 1E and three single-phase inverters 1U, 1V, 1W for U-phase, V-phase and W-phase. . For example, the single-phase inverter 1U consists of four switch elements S 1 to S 4 and diodes D 1 to D 4 connected in antiparallel to the switch elements S 1 to S 4 , respectively, and connecting them in a bridge shape. , Switch element
DC power supply for the connection point of S 1 and S 3 and the connection point of switch elements S 2 and S 4.
Connected to the positive and negative electrodes of 1E, and switch elements
Output terminals T 1 and T 2 are provided at the connection points of S 1 and S 2 and the connection points of switch elements S 3 and S 4 , respectively. The remaining single-phase inverters 1V and 1W have the same circuit configuration as the single-phase inverter 1U, though the detailed circuit configuration is omitted in the figure, and the switching elements S 1 of the single-phase inverters 1U, 1V, and 1W of each phase are used. A pulse width modulation signal, which is the result of comparison between the reference voltage of each phase and the triangular wave carrier voltage, is applied to each of the control poles (not shown) of ~ S 4 and the single-phase inverters 1U, 1V, 1W A three-phase AC voltage similar to the reference voltage of each phase is output between the output terminals T 1 and T 2 . However, since the three-phase AC voltage contains the frequency components of the triangular wave carrier voltage and the harmonic components thereof, it is necessary to remove those frequency components by the LC filter in the subsequent stage.

2は第2の3相インバータで、3は第3の3相インバ
ータで、これらの具体的な回路構成は第1の3相インバ
ータ1と同様である。ただ、各単相インバータ2,3の各
スイッチ素子に加えるパルス幅変調信号を作成するため
の三角波キャリア信号が第1の3相インバータ1の三角
波キャリア信号に対して、それぞれ60度,120度の位相遅
れを有している点で相違する。
Reference numeral 2 is a second three-phase inverter, and reference numeral 3 is a third three-phase inverter, and their specific circuit configurations are the same as those of the first three-phase inverter 1. However, the triangular wave carrier signal for creating the pulse width modulation signal applied to each switch element of each single-phase inverter 2 and 3 is 60 degrees and 120 degrees respectively with respect to the triangular wave carrier signal of the first three-phase inverter 1. They differ in that they have a phase delay.

そして、第1,第2,第3の3相インバータ1,2,3のU相,
V相,W相の各相電圧を合成する。例えば、U相について
は、第4図(b)に示すような多重変圧器4Uを用い、第
1の3相インバータ1のU相用の単相インバータ1Uの出
力端子T1,T2を多重変圧器4Uの一次巻線n11に接続し、同
様に第2の3相インバータ2のU相用の単相インバータ
(図示せず)の出力端子T3,T4を多重変圧器4Uの一次巻
線n12に接続し、第3の3相インバータ3のU相用の単
相インバータ(図示せず)の出力端子T5,T6を多重変圧
器4Uの一次巻線n13に接続する。これによって、多重変
圧器4Uの二次巻線n2から第1,第2,第3の3相インバータ
1,2,3のU相用の単相インバータ1U,…の出力を3多重合
成したU相の交流電圧が得られる。V相およびW相につ
いてはU相と同じである。
Then, the U phase of the first, second, and third three-phase inverters 1, 2, 3
The V-phase and W-phase voltages are combined. For example, for the U phase, the multiple transformer 4U as shown in FIG. 4 (b) is used, and the output terminals T 1 and T 2 of the single phase inverter 1U for the U phase of the first three-phase inverter 1 are multiplexed. Similarly, the output terminals T 3 and T 4 of the U-phase single-phase inverter (not shown) of the second three-phase inverter 2 are connected to the primary winding n 11 of the transformer 4U and the primary terminal of the multiple transformer 4U. Connect to the winding n 12 and connect the output terminals T 5 and T 6 of the U-phase single-phase inverter (not shown) of the third three-phase inverter 3 to the primary winding n 13 of the multiple transformer 4U. . As a result, the secondary winding n 2 of the multiple transformer 4U is connected to the first, second, and third three-phase inverters.
The AC voltage of the U-phase obtained by combining the outputs of the single-phase inverters 1U, ... The V phase and the W phase are the same as the U phase.

第5図はU相のパルス幅変調信号の作成の模様および
各単相インバータの出力および多重合成出力の模様を示
すタイムチャートであり、以下この第5図を参照して従
来の多重インバータ装置の動作をU相について説明す
る。なお、V相およびW相についても同じ動作である。
FIG. 5 is a time chart showing the pattern of the U-phase pulse width modulation signal, the output of each single-phase inverter, and the pattern of the multiple composite output. Hereinafter, with reference to FIG. The operation will be described for the U phase. The same operation is performed for the V phase and the W phase.

この多重インバータ装置では、図示しないパルス幅変
調用の比較回路でもって、第1の3相インバータ1につ
いては、第5図(a)に示すように、基準電圧VRと、実
線で示す三角波キャリア信号V11およびそれの反転信号
である二点鎖線で示す三角波キャリア信号V21とが比較
される。
In this multiple inverter device, the first three-phase inverter 1 has a reference voltage V R and a triangular wave carrier indicated by a solid line, as shown in FIG. The signal V 11 and its inverted signal, the triangular carrier signal V 21 indicated by the chain double-dashed line, are compared.

基準電圧VRと三角波キャリア信号V11との比較結果と
して、第5図(b)に示すような矩形波(パルス幅変調
波)が得られ、この第5図(b)の矩形波がハイレベル
のときに単相インバータ1Uのスイッチ素子S1がオンに駆
動され、逆にローレベルのときに単相インバータ1Uのス
イッチ素子S2がオン駆動される。また、基準電圧VRと三
角波キャリア信号V21との比較結果として、第5図
(c)に示すような矩形波(パルス幅変調波)が得ら
れ、この第5図(c)の矩形波がハイレベルのときに単
相インバータ1Uのスイッチ素子S4がオンに駆動され、逆
にローレベルのときに単相インバータ1Uのスイッチ素子
S3がオン駆動される。以上の結果、単相インバータ1Uの
出力電圧は第5図(d)に示すような波形となる。
As a result of comparison between the reference voltage V R and the triangular wave carrier signal V 11 , a rectangular wave (pulse width modulation wave) as shown in FIG. 5 (b) is obtained, and the rectangular wave of FIG. 5 (b) is high. The switch element S 1 of the single-phase inverter 1U is driven on when it is at the level, and conversely, the switch element S 2 of the single-phase inverter 1U is driven on when it is at the low level. Further, as a result of comparison between the reference voltage V R and the triangular wave carrier signal V 21 , a rectangular wave (pulse width modulation wave) as shown in FIG. 5 (c) is obtained, and the rectangular wave of FIG. 5 (c) is obtained. Is high level, the switching element S 4 of the single-phase inverter 1U is driven on, and conversely, when it is low level, the switching element of the single-phase inverter 1U
S 3 is turned on the drive. As a result, the output voltage of the single-phase inverter 1U has a waveform as shown in FIG. 5 (d).

同様に、第2の3相インバータ2については、第5図
(a)に示すように、基準電圧VRと、短破線で示す三角
波キャリア信号V12およびそれの反転信号である一点鎖
線で示す三角波キャリア信号V22とが比較される。基準
電圧VRと三角波キャリア信号V12との比較結果として、
第5図(e)に示すような矩形波が得られ、また基準電
圧VRと三角波キャリア信号V22との比較結果として、第
5図(f)に示すような矩形波が得られる。そして、こ
れらの矩形波でもって上記と同様の4個のスイッチ素子
が駆動され、U相用の単相インバータの出力電圧は第5
図(g)に示すような波形となる。
Similarly, for the second three-phase inverter 2, as shown in FIG. 5A, the reference voltage V R , the triangular wave carrier signal V 12 indicated by the short broken line, and the one-dot chain line which is the inverted signal thereof are shown. The triangular carrier signal V 22 is compared. As a result of comparison between the reference voltage V R and the triangular wave carrier signal V 12 ,
A rectangular wave as shown in FIG. 5 (e) is obtained, and as a result of comparison between the reference voltage V R and the triangular wave carrier signal V 22 , a rectangular wave as shown in FIG. 5 (f) is obtained. Then, four switching elements similar to the above are driven by these rectangular waves, and the output voltage of the U-phase single-phase inverter is the fifth level.
The waveform is as shown in FIG.

また、第3の3相インバータ3については、第5図
(a)に示すように、基準電圧VRと、長破線で示す三角
波キャリア信号V13およびそれの反転信号である三点鎖
線で示す三角波キャリア信号V23とが比較される。基準
電圧VRと三角波キャリア信号V13との比較結果として、
第5図(h)に示すような矩形波が得られ、また基準電
圧VRと三角波キャリア信号V23との比較結果として、第
5図(i)に示すような矩形波が得られる。そして、こ
れらの矩形波でもって上記と同様の4個のスイッチ素子
が駆動され、U相用の単相インバータの出力電圧は第5
図(j)に示すような波形となる。
As for the third three-phase inverter 3, as shown in FIG. 5A, the reference voltage V R , the triangular wave carrier signal V 13 shown by a long broken line, and the three-dot chain line which is the inverted signal thereof are shown. The triangular wave carrier signal V 23 is compared. As a result of comparison between the reference voltage V R and the triangular wave carrier signal V 13 ,
A rectangular wave as shown in FIG. 5 (h) is obtained, and as a result of comparison between the reference voltage V R and the triangular wave carrier signal V 23 , a rectangular wave as shown in FIG. 5 (i) is obtained. Then, four switching elements similar to the above are driven by these rectangular waves, and the output voltage of the U-phase single-phase inverter is the fifth level.
The waveform is as shown in FIG.

そして、3相インバータ1,2,3のU相用の各単相イン
バータ1U,…の出力電圧を多重変圧器4Uで多重合成する
と、第5図(k)に示すような波形の電圧が得られる。
When the output voltage of each single-phase inverter 1U for U-phase of the three-phase inverters 1, 2 and 3 is multiplexed by the multiple transformer 4U, the voltage of the waveform as shown in Fig. 5 (k) is obtained. To be

このように構成すると、多重変圧器4Uの出力電圧中に
含まれる三角波キャリア信号の高調波成分としては6次
以上のものが含まれるのみとなり、三角波キャリア信号
の高調波成分を除去するためのLCフィルタの共振周波数
を高く設定することができ、したがってLCフィルタを構
成するインダクタおよびコンデンサを小さいものとする
ことができ、LCフィルタを小型化できるものである。
With this configuration, the harmonic components of the triangular wave carrier signal included in the output voltage of the multiple transformer 4U include only the sixth and higher harmonic components, and the LC component for removing the harmonic components of the triangular wave carrier signal is included. The resonance frequency of the filter can be set high, and therefore the inductor and the capacitor forming the LC filter can be made small, and the LC filter can be made compact.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be Solved by the Invention]

ところが、この多重インバータ装置は、3相インバー
タ1,2,3の何れか一つが故障で運転停止したとき、例え
ば3相インバータ3が運転停止すると、このとき正常な
3相インバータ1,2の三角波キャリア電圧は故障前と同
様に位相差が60度であるため、多重インバータ4Uの出力
電圧は第5図(l)に示すような波形となる。このよう
な時間軸上で不均一な波形となると、多重変圧器4Uの出
力電圧中に含まれる三角波キャリア信号の高調波成分の
最低次数が下がることになる。つまり、この例では、三
角波キャリア信号の周波数をfcとしたときに、 2fc<f<4fc の範囲の三角波キャリア信号に起因する不要な高調波成
分が発生することになる。
However, when the operation of any one of the three-phase inverters 1, 2 and 3 is stopped, for example, when the operation of the three-phase inverter 3 is stopped, this multi-inverter device has a normal triangular wave of the three-phase inverters 1 and 2 at this time. Since the carrier voltage has a phase difference of 60 degrees as before the failure, the output voltage of the multiple inverter 4U has a waveform as shown in FIG. 5 (l). If the waveform becomes non-uniform on such a time axis, the lowest order of the harmonic components of the triangular wave carrier signal included in the output voltage of the multiple transformer 4U will decrease. That is, in this example, when the frequency of the triangular wave carrier signal is f c , unnecessary harmonic components due to the triangular wave carrier signal in the range of 2f c <f <4f c are generated.

このように、除去すべき不要高調波成分の最低次数が
下がると、それを除去するためのLCフィルタの共振周波
数を低く設定することが必要となり、したがってインダ
クタのインダクタンス値もしくはコンデンサの容量を大
きく設定することが必要となり、LCフィルタの大型化す
るという問題がある。
In this way, if the lowest order of unnecessary harmonic components to be removed decreases, it is necessary to set the resonance frequency of the LC filter to remove it to a low value, and therefore set the inductance value of the inductor or the capacitance of the capacitor to a large value. Therefore, there is a problem that the LC filter becomes large.

したがって、この発明の目的は、インバータの運転停
止による多重数の減少時に、多重合成出力電圧中の三角
波キャリア信号の高調波成分の最低次数の低下を抑え、
三角波キャリア信号の高調波成分の除去用のフィルタの
小型化を図ることができる多重インバータ装置の制御方
法を提供することである。
Therefore, an object of the present invention is to suppress the lowering of the lowest order of the harmonic component of the triangular wave carrier signal in the multiplex combined output voltage when the number of multiplexing is decreased by stopping the operation of the inverter,
It is an object of the present invention to provide a control method for a multiple inverter device that can reduce the size of a filter for removing higher harmonic components of a triangular wave carrier signal.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

この発明の多重インバータ装置の制御方法は、n台
(nは3以上の整数)のインバータが正常であるとき
は、n台全てのインバータに対して、180/n度ずつの位
相差を有する三角波キャリア信号をそれぞれ供給し、n
台のインバータの出力を多重変圧器で合成して出力す
る。一方、何らかの原因でn台のインバータの何れか1
台が故障したときには、故障したインバータの運転を停
止し、残りのn−1台のインバータに供給する三角波キ
ャリア信号の位相差を180/n度から180/(n−1)度に
切り替え、n−1台のインバータの出力を多重変圧器で
合成して出力する。
The control method of the multiple inverter device of the present invention is such that when n (n is an integer of 3 or more) inverters are normal, a triangular wave having a phase difference of 180 / n degrees with respect to all n inverters. The carrier signals are respectively supplied, and n
The output of each inverter is combined by the multiple transformer and output. On the other hand, for any reason, one of the n inverters 1
When a stand fails, the operation of the failed inverter is stopped, and the phase difference of the triangular wave carrier signals supplied to the remaining n-1 inverters is switched from 180 / n degrees to 180 / (n-1) degrees. -The output of one inverter is combined by the multiple transformer and output.

〔作用〕[Action]

この発明の構成によれば、n台のインバータが全て正
常であるときに限らず、n台のインバータのうち何れか
1台が故障してそのインバータの運転を停止したときに
も、運転状態のインバータに加える三角波キャリア信号
の位相差が均等になり、多重変圧器の出力電圧中の三角
波キャリア信号の高調波成分の最低次数が2(n−1)
となり、それ以下の次数の高調波成分の発生が防止され
ることになる。この結果、三角波キャリア信号の高調波
成分を除去するためのフィルタの共振周波数を高く設定
することができ、フィルタの小型化を図ることができ
る。
According to the configuration of the present invention, not only when all the n inverters are normal, but also when any one of the n inverters fails and operation of the inverter is stopped, The phase difference of the triangular wave carrier signal applied to the inverter becomes uniform, and the lowest order harmonic component of the triangular wave carrier signal in the output voltage of the multiple transformer is 2 (n-1).
Therefore, it is possible to prevent generation of harmonic components of orders lower than that. As a result, the resonance frequency of the filter for removing the harmonic component of the triangular wave carrier signal can be set high, and the filter can be downsized.

〔実 施 例〕〔Example〕

以下、この発明の実施例を図面を参照しながら説明す
る。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図はこの発明の一実施例の制御方法を実施する多
重インバータ装置の構成を示すブロック図である。この
多重インバータ装置は、正常時に3台のインバータの出
力電圧を多重合成する3多重のもので、1台のインバー
タの故障時に2多重に切り替えるものである。なお、こ
の多重インバータ装置は、3相交流電圧を出力するもの
であるが、U相,V相,W相の各相の構成が同じであるの
で、第1図では図面の簡単化のために、U相の回路構成
のみ図示し、V相およびW相については図示を省略して
いる。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a multiple inverter device for carrying out a control method according to an embodiment of the present invention. This multiple inverter device is a triple multiplex device that multiplexes the output voltages of the three inverters in a normal state, and is switched to a double multiplex when one inverter fails. This multi-inverter device outputs a three-phase AC voltage, but the U-phase, V-phase, and W-phase have the same configuration, so in FIG. 1 for simplification of the drawing. , The U-phase circuit configuration is shown, and the V-phase and the W-phase are not shown.

第1図において、1は第1の3相インバータ、2は第
2の3相インバータ、3は第3の3相インバータ、1Uは
3相インバータ1内のU相用の単相インバータ、4UはU
相用の多重変圧器である。
In FIG. 1, 1 is a first three-phase inverter, 2 is a second three-phase inverter, 3 is a third three-phase inverter, 1U is a single-phase inverter for U phase in the three-phase inverter 1, and 4U is U
It is a multiple transformer for phase.

5は各相共通の三角波キャリア信号発生回路で、60度
の位相差をもった三角波キャリア信号V11,V12,V13と三
角波キャリア信号V11に対して90度の位相差をもった三
角波キャリア信号V14を発生するとともに、これらとち
ょうど位相が反転した三角波キャリア信号V21,V22,V23,
V24を発生する。
Reference numeral 5 is a triangular wave carrier signal generation circuit common to all phases. The triangular wave carrier signals V 11 , V 12 , V 13 having a phase difference of 60 degrees and the triangular wave carrier signal V 11 having a phase difference of 90 degrees with respect to each other. While generating the carrier signal V 14 , the triangular wave carrier signals V 21 , V 22 , V 23 , and
Generates V 24 .

6Uは三角波キャリア信号切替回路で、三角波キャリア
信号発生回路5から発生した三角波キャリア信号V11,V
12,V13,V14,V21,V22,V23,V24を、3相インバータ1,2,3
内のU相用の各単相インバータ1U,…の各々の故障信号K
S1U,KS2U,KS3Uに基づいて、3相インバータ1,2,3の全て
が正常であるときに、三角波キャリア信号V11,V12,V13,
V21,V22,V23を各3相インバータ1,2,3に対応して出力
し、3相インバータ1,2,3の何れか1台が故障のとき
に、例えば3相インバータ3が故障のときに、三角波キ
ャリア信号V11,V14,V21,V24を3相インバータ1,2とに対
応して出力する。その具体回路構成は後述する(第2図
(a),(b)参照)。
6U is a triangular wave carrier signal switching circuit, which is a triangular wave carrier signal V 11 , V generated from the triangular wave carrier signal generating circuit 5.
12 , V 13 , V 14 , V 21 , V 22 , V 23 , V 24 3 phase inverter 1,2,3
Failure signal K for each single-phase inverter 1U, ...
Based on S 1U , KS 2U , KS 3U , when all three-phase inverters 1, 2, 3 are normal, the triangular wave carrier signals V 11 , V 12 ,, V 13 ,
V 21 , V 22 and V 23 are output corresponding to the three-phase inverters 1, 2 and 3, and when any one of the three-phase inverters 1, 2 and 3 fails, for example, the three-phase inverter 3 At the time of failure, triangular wave carrier signals V 11 , V 14 , V 21 and V 24 are output corresponding to the three-phase inverters 1 and 2. The specific circuit configuration will be described later (see FIGS. 2 (a) and 2 (b)).

7Uはパルス発生回路で、三角波キャリア信号切替回路
6Uから与えられる基準電圧と三角波キャリア信号V11,V
12,V13,V14,V21,V22,V23,V24とを比較して各3相インバ
ータ1,2,3の各単相インバータ1U,…のスイッチ素子S1
S4を駆動するための矩形波信号(パルス幅変調信号)を
作成し、この矩形波信号を増幅して各3相インバータ1,
2,3のU相用の単相インバータ1U,…にゲートパルスとし
て与える。
7U is a pulse generator circuit, triangular wave carrier signal switching circuit
Reference voltage and triangular wave carrier signal V 11 , V given from 6U
12 , V 13 , V 14 , V 21 , V 22 , V 23 , V 24 are compared with each other, and each single-phase inverter 1U of each three-phase inverter 1, 2, 3 is switched element S 1 ...
A rectangular wave signal (pulse width modulation signal) for driving S 4 is created, this rectangular wave signal is amplified, and each three-phase inverter 1,
It is given as a gate pulse to the single-phase inverters 1U, ...

ここで、三角波キャリア信号切替回路6Uの具体回路構
成を第2図(a),(b)を参照して説明する。この三
角波キャリア信号切替回路6Uは、第2図(a)に示すア
ンドゲートAN1,AN2およびノット回路NT1〜NT4と、第2
図(b)に示すスイッチSW1〜SW5とからなる。
Here, a specific circuit configuration of the triangular wave carrier signal switching circuit 6U will be described with reference to FIGS. 2 (a) and 2 (b). This triangular wave carrier signal switching circuit 6U includes AND gates AN 1 and AN 2 and knot circuits NT 1 to NT 4 shown in FIG.
It is composed of switches SW 1 to SW 5 shown in FIG.

3台の3相インバータ1,2,3が全て正常であるとき
は、3相インバータ1,2,3が全て運転され、このとき
は、第1表に示すとおり、故障信号KS1U,KS2U,KS3Uが全
てローであり、スイッチSW1〜SW5の制御信号SS1〜SS5
それぞれロー,ハイ,ロー,ハイ,ローとなる。
When all three three-phase inverters 1, 2, 3 are normal, all three-phase inverters 1, 2, 3 are operated. At this time, as shown in Table 1, failure signals KS 1U , KS 2U , KS 3U are all low, and the control signals SS 1 to SS 5 of the switches SW 1 to SW 5 are low, high, low, high and low, respectively.

この結果、三角波キャリア信号V11,V21が3相インバ
ータ1のU相用の単相インバータ1Uの制御用に供され、
三角波キャリア信号V12,V22が3相インバータ2のU相
用の単相インバータの制御用に供され、三角波キャリア
信号V13,V23が3相インバータ3のU相用の単相インバ
ータの制御用に供される。つまり、3相インバータ1,2,
3のU相用の単相インバータ1U,…にそれぞれ60度の位相
差をもった三角波キャリア信号V11,V21;V12,V22;V13,V
23が供されることになる。このときの多重インバータ装
置の各部でのタイムチャートは、第5図(a)〜(k)
までと同じである。
As a result, the triangular wave carrier signals V 11 and V 21 are used to control the U-phase single-phase inverter 1U of the 3-phase inverter 1.
The triangular wave carrier signals V 12 and V 22 are used to control the U-phase single-phase inverter of the three-phase inverter 2, and the triangular wave carrier signals V 13 and V 23 are used to control the U-phase single-phase inverter of the three-phase inverter 3. Used for control. In other words, three-phase inverter 1,2,
Triangle wave carrier signals V 11 , V 21 ; V 12 , V 22 ; V 13 , V having a phase difference of 60 degrees to each of the three U-phase single-phase inverters 1U, ...
23 will be provided. The time chart of each part of the multiple inverter device at this time is shown in FIGS.
Same as before.

つぎに、例えば3相インバータ3が故障したときは、
この3相インバータ3の運転が休止され、残る3相イン
バータ1,2のみが運転され、このときは、故障信号KS1U,
KS2U,KS3UとスイッチSW1〜SW5の制御信号SS1〜SS5と3
相インバータ1〜3の三角波キャリア信号はそれぞれ第
2表のようになる。
Next, for example, when the three-phase inverter 3 fails,
The operation of the three-phase inverter 3 is stopped, and only the remaining three-phase inverters 1 and 2 are operated. At this time, the failure signal KS 1U ,
KS 2U, the control signal SS 1 ~ SS 5 of KS 3U and the switch SW 1 to SW 5 3
The triangular wave carrier signals of the phase inverters 1 to 3 are as shown in Table 2.

つまり、3相インバータ1,2のU相用の単相インバー
タ1U,…にそれぞれ90度の位相差をもった三角波キャリ
ア信号V11,V21;V14,V24が供されることになり、3相イ
ンバータ1,2で三角波キャリア信号V11,V21,V14,V24の位
相差が均等になる。
That is, the triangular wave carrier signals V 11 , V 21 ; V 14 and V 24 having a phase difference of 90 degrees are provided to the U-phase single-phase inverters 1U, ... Of the three-phase inverters 1 and 2, respectively. In the three-phase inverters 1 and 2, the triangular wave carrier signals V 11 , V 21 , V 14 and V 24 have equal phase differences.

第3図は3相インバータ3の故障による多重数減少時
におけるU相のパルス幅変調信号の作成の模様および各
単相インバータの出力および多重合成出力の模様を示す
タイムチャートであり、以下この第3図を参照してこの
多重インバータ装置の多重数減少時の動作をU相につい
てのみ説明する。なお、V相およびW相についても、同
じ動作である。
FIG. 3 is a time chart showing the pattern of U-phase pulse width modulation signal generation and the pattern of the output of each single-phase inverter and the multiplex composite output when the number of multiplexes decreases due to the failure of the three-phase inverter 3. The operation of this multiple inverter device when the number of multiplexes is reduced will be described with reference to FIG. The same operation is performed for the V phase and the W phase.

この多重インバータ装置では、第1の3相インバータ
1については、第3図(a)に示すように、基準電圧VR
と、実線で示す三角波キャリア信号V11およびそれの反
転信号である二点鎖線で示す三角波キャリア信号V21
が比較される。
In this multiple inverter system, for the first three-phase inverter 1, as shown in FIG. 3 (a), the reference voltage V R
And the triangular wave carrier signal V 11 indicated by the solid line and the inverted triangular wave carrier signal V 21 indicated by the chain double-dashed line.

基準電圧VRと三角波キャリア信号V11との比較結果と
して、第3図(b)に示すような矩形波(パルス幅変調
波)が得られ、この第3図(b)の矩形波がハイレベル
のときに単相インバータ1Uのスイッチ素子S1がオンに駆
動され、逆にローレベルのときに単相インバータ1Uのス
イッチ素子S2がオン駆動される。また、基準電圧VRと三
角波キャリア信号V21との比較結果として、第3図
(c)に示すような矩形波(パルス幅変調波)が得ら
れ、この第3図(c)の矩形波がハイレベルのときに単
相インバータ1Uのスイッチ素子S4がオンに駆動され、逆
にローレベルのときに単相インバータ1Uのスイッチ素子
S3がオン駆動される。以上の結果、単相インバータ1Uの
出力電圧は第3図(d)に示すような波形となる。この
単相インバータ1Uの動作については従来例と同様であ
る。
As a result of comparison between the reference voltage V R and the triangular wave carrier signal V 11 , a rectangular wave (pulse width modulation wave) as shown in FIG. 3B is obtained, and the rectangular wave of FIG. 3B is high. The switch element S 1 of the single-phase inverter 1U is driven on when it is at the level, and conversely, the switch element S 2 of the single-phase inverter 1U is driven on when it is at the low level. As a result of comparison between the reference voltage V R and the triangular wave carrier signal V 21 , a rectangular wave (pulse width modulation wave) as shown in FIG. 3 (c) is obtained. The rectangular wave of FIG. 3 (c) is obtained. Is high level, the switching element S 4 of the single-phase inverter 1U is driven on, and conversely, when it is low level, the switching element of the single-phase inverter 1U
S 3 is turned on the drive. As a result, the output voltage of the single-phase inverter 1U has a waveform as shown in FIG. 3 (d). The operation of this single-phase inverter 1U is similar to that of the conventional example.

つぎに、第2の3相インバータ2については、第3図
(a)に示すように、基準電圧VRと、短破線で示す三角
波キャリア信号V14およびそれの反転信号である一点鎖
線で示す三角波キャリア信号V24とが比較される。
Next, as for the second three-phase inverter 2, as shown in FIG. 3 (a), the reference voltage V R , the triangular wave carrier signal V 14 shown by the short broken line, and the one-dot chain line which is the inverted signal thereof are shown. The triangular carrier signal V 24 is compared.

基準電圧VRと三角波キャリア信号V14との比較結果と
して、第3図(e)に示すような矩形波(パルス幅変調
波)が得られ、この第3図(e)の矩形波がハイレベル
のときにU相用の単相インバータのスイッチ素子S1がオ
ンに駆動され、逆にローレベルのときにU相用の単相イ
ンバータのスイッチ素子S2がオン駆動される。また、基
準電圧VRと三角波キャリア信号V24との比較結果とし
て、第3図(f)に示すような矩形波(パルス幅変調
波)が得られ、この第3図(f)の矩形波がハイレベル
のときにU相用の単相インバータのスイッチ素子S4がオ
ンに駆動され、逆にローレベルのときにU相用の単相イ
ンバータのスイッチ素子S3がオン駆動される。以上の結
果、U相用の単相インバータの出力電圧は第3図(g)
に示すような波形となる。
As a result of comparison between the reference voltage V R and the triangular wave carrier signal V 14 , a rectangular wave (pulse width modulation wave) as shown in FIG. 3 (e) is obtained, and the rectangular wave in FIG. 3 (e) is high. The switch element S 1 of the U-phase single-phase inverter is turned on when the level is on the contrary, and the switch element S 2 of the U-phase single-phase inverter is on-driven when the level is low. Further, as a result of comparison between the reference voltage V R and the triangular wave carrier signal V 24 , a rectangular wave (pulse width modulation wave) as shown in FIG. 3 (f) is obtained, and the rectangular wave of FIG. 3 (f) is obtained. Is high level, the switch element S 4 of the U-phase single-phase inverter is driven on, and conversely, when it is low level, the switch element S 3 of the U-phase single-phase inverter is on-driven. As a result, the output voltage of the U-phase single-phase inverter is shown in Fig. 3 (g).
The waveform is as shown in FIG.

そして、3相インバータ1,2のU相用の各単相インバ
ータ1U,…の出力電圧を多重変圧器4Uで多重合成する
と、第3図(h)に示すような波形の電圧が得られ、こ
の波形中に含まれる三角波キャリア信号の高調波成分は
4次以上となり、3次以下の高調波成分は含まれない。
この理由は、3相インバータ1,2に加えられる三角波キ
ャリア信号V11,V21,V14,V24の位相差が均等であるから
である。
Then, when the output voltages of the U-phase single-phase inverters 1U, ... Of the three-phase inverters 1 and 2 are multiplexed by the multiple transformer 4U, a voltage having a waveform as shown in FIG. 3 (h) is obtained, The harmonic components of the triangular wave carrier signal included in this waveform are fourth or higher, and third or lower harmonic components are not included.
This is because the triangular wave carrier signals V 11 , V 21 , V 14 and V 24 applied to the three-phase inverters 1 and 2 have the same phase difference.

つぎに、例えば3相インバータ2が故障したときは、
この3相インバータ2の運転が休止され、残る3相イン
バータ1,3のみが運転され、このときは、故障信号KS1U,
KS2U,KS3UとスイッチSW1〜SW5の制御信号SS1〜SS5と3
相インバータ1〜3の三角波キャリア信号は、それぞれ
第3表のようになる。
Next, for example, when the three-phase inverter 2 fails,
The operation of the three-phase inverter 2 is stopped, and only the remaining three-phase inverters 1 and 3 are operated. At this time, the failure signal KS 1U ,
KS 2U, the control signal SS 1 ~ SS 5 of KS 3U and the switch SW 1 to SW 5 3
The triangular wave carrier signals of the phase inverters 1 to 3 are as shown in Table 3.

つまり、3相インバータ1,3のU相用の単相インバー
タ1U,…にそれぞれ90度の位相差をもった三角波キャリ
ア信号V11,V21;V14,V24が供されることになる。
That is, the triangular wave carrier signals V 11 , V 21 ; V 14 , V 24 having a phase difference of 90 degrees are provided to the U-phase single-phase inverters 1U, ... Of the three-phase inverters 1, 3, respectively. .

つぎに、例えば3相インバータ1が故障したときは、
この3相インバータ1の運転が休止され、残る3相イン
バータ2,3のみが運転され、このときは、故障信号KS1U,
KS2U,KS3UとスイッチSW1〜SW5の制御信号SS1〜SS5と3
相インバータ1〜3の三角波キャリア信号は、それぞれ
第4表のようになる。
Next, for example, when the three-phase inverter 1 fails,
The operation of the three-phase inverter 1 is stopped, and only the remaining three-phase inverters 2 and 3 are operated. At this time, the failure signal KS 1U ,
KS 2U, the control signal SS 1 ~ SS 5 of KS 3U and the switch SW 1 to SW 5 3
The triangular wave carrier signals of the phase inverters 1 to 3 are as shown in Table 4.

つまり、3相インバータ2,3のU相用の単相インバー
タ1U,…にそれぞれ90度の位相差をもった三角波キャリ
ア信号V11,V21;V14,V24が供されることになる。
That is, the triangular wave carrier signals V 11 , V 21 ; V 14 , V 24 having a phase difference of 90 degrees are supplied to the U-phase single-phase inverters 1U, ... Of the three-phase inverters 2, 3, respectively. .

このように構成すると、多重変圧器4Uの出力電圧中に
含まれる三角波キャリア信号の高調波成分としては4次
以上のものが含まれるのみとなり、3相インバータ1,2,
3が全て正常時の最低次数の6次よりは低くなるもの
の、従来例において例えば3相インバータ3の故障時の
最低次数の2次よりは高くすることができる。したがっ
て、三角波キャリア信号の高調波成分を除去するための
LCフィルタの共振周波数を高く設定することができ、し
たがってLCフィルタを構成するインダクタおよびコンデ
ンサを小さいものとすることができ、LCフィルタを小型
化できるものである。
With this configuration, the harmonic components of the triangular wave carrier signal included in the output voltage of the multiple transformer 4U include only the fourth and higher harmonic components, and the three-phase inverters 1, 2,
Although all 3 are lower than the lowest 6th order under normal conditions, they can be higher than the lowest 2nd order under failure of the three-phase inverter 3 in the conventional example. Therefore, to remove the harmonic components of the triangular wave carrier signal,
The resonance frequency of the LC filter can be set high, and therefore the inductor and the capacitor forming the LC filter can be made small, and the LC filter can be made compact.

なお、上記実施例は、正常時の多重数が3で、故障時
に多重数が2に減少する場合について、三角波キャリア
信号の位相差を60度から90度に切り替える点について説
明したが、これに限らず、正常時の多重数がn(nは3
以上の整数)で故障時に多重数がn−1に減少する場合
であれば、この発明を適用することができる。この場
合、三角波キャリア信号の位相差は、180/n度から180/
(n−1)度に切り替えることになる。
It should be noted that, in the above-described embodiment, the case where the phase difference of the triangular wave carrier signal is switched from 60 degrees to 90 degrees when the number of multiplexing in the normal state is 3 and the number of multiplexing is reduced to 2 in the case of failure has been described. Without being limited to this, the number of multiplexing in a normal state is n
The present invention can be applied to the case where the number of multiplexes is reduced to n-1 at the time of failure with the above integers. In this case, the phase difference of the triangular wave carrier signal is 180 / n degrees to 180 / n degrees.
It will be switched every (n-1) degrees.

上記実施例では、3相交流電圧を発生する多重インバ
ータ装置の実施例について説明したが、この発明は単相
の交流電圧を発生するものにも適用できるのはいうまで
もない。
In the above-mentioned embodiment, the embodiment of the multiple inverter device for generating a three-phase AC voltage has been described, but it goes without saying that the present invention can be applied to a device for generating a single-phase AC voltage.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

この発明の多重インバータ装置の制御方法によれば、
n台のインバータが全て正常であるときに限らず、n台
のインバータのうち何れか1台が故障してそのインバー
タの運転を停止したときにも、運転状態のインバータに
加える三角波キャリア信号の位相差を均等にすることが
でき、多重変圧器の出力電圧中の三角波キャリア信号の
高調波成分の最低次数を従来例の故障時より高くするこ
とができ、三角波キャリア信号の高調波成分を除去する
ためのフィルタの共振周波数を高く設定することがで
き、フィルタの小型化を図ることができる。
According to the control method of the multiple inverter device of the present invention,
Not only when all the n inverters are normal, but also when any one of the n inverters fails and the operation of the inverter is stopped, the position of the triangular wave carrier signal to be added to the operating inverters. The phase difference can be made uniform, the lowest order of the harmonic components of the triangular wave carrier signal in the output voltage of the multi-transformer can be made higher than that at the time of failure of the conventional example, and the harmonic components of the triangular wave carrier signal can be removed. Therefore, the resonance frequency of the filter can be set high, and the filter can be downsized.

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

第1図はこの発明の一実施例の多重インバータ装置の構
成を示すブロック図、第2図は第1図の要部の具体構成
を示す回路図、第3図は第1図の故障時の多重インバー
タの動作を示すタイムチャート、第4図は多重インバー
タ装置の従来例の構成を示す回路図、第5図は第4図の
多重インバータ装置の動作を示すタイムチャートであ
る。 1〜3……3相インバータ、4U……多重変圧器、5……
三角波キャリア信号発生回路、6U……三角波キャリア信
号切替回路、7U……パルス発生回路
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a multiple inverter device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a circuit diagram showing the specific configuration of the essential parts of FIG. 1, and FIG. FIG. 4 is a time chart showing the operation of the multiple inverter device, FIG. 4 is a circuit diagram showing the configuration of a conventional example of the multiple inverter device, and FIG. 5 is a time chart showing the operation of the multiple inverter device of FIG. 1-3 …… three-phase inverter, 4U …… multiple transformer, 5 ……
Triangle wave carrier signal generation circuit, 6U …… Triangle wave carrier signal switching circuit, 7U …… Pulse generation circuit

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】n台(nは3以上の整数)の電圧型パルス
幅変調インバータに対して、180/n度ずつの位相差を有
する三角波キャリア信号をそれぞれ供給し、前記n台の
電圧型パルス幅変調インバータの出力を多重変圧器で合
成して出力する多重インバータ装置の制御方法におい
て、 前記n台の電圧型パルス幅変調インバータの何れか1台
の故障時に、故障した電圧型パルス幅変調インバータの
運転を停止し、残りのn−1台の電圧型パルス幅変調イ
ンバータに供給する三角波キャリア信号の位相差を180/
n度から180/(n−1)度に切り替えることを特徴とす
る多重インバータ装置の制御方法。
1. A triangular wave carrier signal having a phase difference of 180 / n degrees is supplied to each of n voltage type pulse width modulation inverters (n is an integer of 3 or more), and the n voltage types are supplied. A method of controlling a multi-inverter device for combining outputs of a pulse width modulation inverter with a multi-transformer and outputting the combined voltage, wherein when any one of the n voltage type pulse width modulation inverters fails, the failed voltage type pulse width modulation The inverter operation is stopped and the phase difference of the triangular wave carrier signals supplied to the remaining n-1 voltage type pulse width modulation inverters is 180 /
A method of controlling a multi-inverter device, characterized by switching from n degrees to 180 / (n-1) degrees.
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