JP3248321B2 - Control circuit of three-level inverter - Google Patents

Control circuit of three-level inverter

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JP3248321B2 JP30483893A JP30483893A JP3248321B2 JP 3248321 B2 JP3248321 B2 JP 3248321B2 JP 30483893 A JP30483893 A JP 30483893A JP 30483893 A JP30483893 A JP 30483893A JP 3248321 B2 JP3248321 B2 JP 3248321B2
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Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は出力電圧が正、負及び零
の3つの状態をとる3レベルインバータの制御回路に関
し、詳しくは、インバータの直流電源回路の中性点(中
間電位点)における電位変動を抑制するための制御回路
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a control circuit for a three-level inverter in which an output voltage takes three states of positive, negative and zero, and more particularly, to a control circuit at a neutral point (intermediate potential point) of a DC power supply circuit of the inverter. The present invention relates to a control circuit for suppressing potential fluctuation.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、高圧大容量化を比較的容易に実現
でき、出力高調波が少ない等の理由から、3レベルイン
バータが注目されてきている。図23はこの3レベルイ
ンバータの基本回路を示しており、図において、EDC
直流電源、C1,C2は直流入力コンデンサ、Pは正電位
点、Nは負電位点、0は中性点、GU1,GU2,GX1,GX2,
V1,GV2,GY1,GY2,GW1,GW2,GZ1,GZ2はGTOか
らなる半導体スイッチング素子、DU0,DX0,DV0,D
Y0,DW0,DZ0は結合ダイオード、Mは誘導電動機等の
交流電動機である。
2. Description of the Related Art In recent years, three-level inverters have attracted attention because they can relatively easily realize high voltage and large capacity and have small output harmonics. FIG. 23 shows a basic circuit of this three-level inverter. In FIG. 23, E DC is a DC power supply, C 1 and C 2 are DC input capacitors, P is a positive potential point, N is a negative potential point, and 0 is neutral. Points, G U1 , G U2 , G X1 , G X2 ,
G V1 , G V2 , G Y1 , G Y2 , G W1 , G W2 , G Z1 , G Z2 are semiconductor switching elements made of GTO, D U0 , D X0 , D V0 , D
Y0 , DW0 , and DZ0 are coupling diodes, and M is an AC motor such as an induction motor.

【0003】ここで、スイッチング素子GU1,GU2,
X1,GX2からなる直列回路と、GV1,GV2,GY1,GY2
からなる直列回路と、GW1,GW2,GZ1,GZ2からなる直
列回路の各両端は、直流電源回路の正電位点P及び負電
位点Nに接続されている。また、スイッチング素子
U2,GX2の相互接続点と、GV2,GY2の相互接続点と、
W2,GZ2の相互接続点は、インバータ出力端子として
交流電動機Mに接続されている。更に、結合ダイオード
U0,DX0,DV0,DY0,DW0,DZ0は、中性点0とス
イッチング素子GU1,GU2、GX1,GX2、GV1,GV2、G
Y1,GY2、GW1,GW2、GZ1,GZ2の相互接続点との間に
それぞれ接続されている。なお、フライホイールダイオ
ードは便宜上、図示を省略してある。
Here, the switching elements G U1 , G U2 ,
A series circuit composed of G X1 and G X2 and G V1 , G V2 , G Y1 and G Y2
A series circuit consisting of the two ends of the series circuit consisting of G W1, G W2, G Z1 , G Z2 is connected to a positive potential point P and a negative potential point N of the DC power supply circuit. Further, an interconnection point of the switching elements G U2 and G X2, an interconnection point of G V2 and G Y2 ,
The interconnection point of G W2 and G Z2 is connected to AC motor M as an inverter output terminal. Further, the coupling diodes D U0 , D X0 , D V0 , D Y0 , D W0 , D Z0 are connected to the neutral point 0 and the switching elements G U1 , G U2 , G X1 , G X2 , G V1 , G V2 , G
It is connected between the interconnection points of Y1 , GY2 , GW1 , GW2 , GZ1 and GZ2 , respectively. The flywheel diode is not shown for convenience.

【0004】上記構成の3レベルインバータでは、スイ
ッチングパターンにより、中性点0がスイッチング素子
及びダイオードを介して交流電動機Mに接続される期間
があり、この期間に中性点0を流れる電流(中性点電
流)によって、中性点電位がインバータの基本周波数の
3倍で変動する場合があることが知られている(棚町ほ
か「3レベルインバータの中性点電圧の交流的変動の抑
制法」平成4年電気学会産業応用全国大会NO.91
参照)。また、この中性点電流は特定条件のもとで直流
成分を持ち、その場合の中性点電位は正または負に大き
く偏ることがある(沢田ほか「中性点クランプ電圧形P
WMインバータ」平成3年電気学会全国大会NO.5
33 参照)。このような中性点電位の変動は、スイッ
チング素子への過大な電圧印加を招くおそれがある。
In the three-level inverter having the above configuration, there is a period during which the neutral point 0 is connected to the AC motor M via the switching element and the diode due to the switching pattern. It is known that the neutral point potential may fluctuate at three times the fundamental frequency of the inverter depending on the neutral point current (Tanamachi, et al., "Method of suppressing AC fluctuation of neutral point voltage of three-level inverter") No. 91 of the 1992 IEEJ National Industrial Application Conference
reference). Also, this neutral point current has a DC component under specific conditions, and in that case, the neutral point potential may be greatly biased to positive or negative (see Sawada et al.
WM Inverter "1991 IEEJ National Convention NO. 5
33). Such a change in the neutral point potential may cause excessive voltage application to the switching element.

【0005】上記不都合を防止するための一つの方法と
して、以下に述べる従来技術(嶋村ほか「NPCインバ
ータの直流入力コンデンサ電圧の平衡化制御」電気学会
半導体電力変換研究会資料 SPC−91−37)があ
る。図24は上記文献に記載されたコンデンサ電圧平衡
化制御回路を、また、図25はこの制御回路により制御
される3レベルインバータをそれぞれ示している。
As one method for preventing the above-mentioned inconvenience, a conventional technique described below (Shimamura et al., "Equilibrium Control of DC Input Capacitor Voltage of NPC Inverter", SPC-91-37, IEEJ Semiconductor Power Conversion Study Group) There is. FIG. 24 shows a capacitor voltage balancing control circuit described in the above document, and FIG. 25 shows a three-level inverter controlled by the control circuit.

【0006】その動作を略述すると、図24において、
図25のコンデンサ電圧ED1,ED2からその差分信号S
EDを作り出し、この信号SEDを一次遅れフィルタに通し
て直流成分信号SEDIを取り出す。更に、信号SEDとS
EDIとから交流成分信号SEAIを作る。また、有効・無効
電力検出回路101によって検出したインバータの出力
有効・無効電力PM1,QM1と電流制御回路103からの
インバータ出力周波数(指令)FIとに基づき、極性判
断回路102により極性切替信号POL1を作り出す。
The operation is briefly described in FIG.
From the capacitor voltages E D1 and E D2 of FIG.
Creating a ED, the signal S ED retrieve a DC component signal S EDI through a first-order lag filter. Further, the signals S ED and S
Create an AC component signal S EAI from EDI . Also, based on the inverter output active / reactive power P M1 , Q M1 detected by the active / reactive power detection circuit 101 and the inverter output frequency (command) F I from the current control circuit 103, the polarity determination circuit 102 switches the polarity. Produce the signal P OL1 .

【0007】一方、前記直流成分信号SEDI及び交流成
分信号SEAIには帰還係数KDI,KAIがそれぞれ掛けら
れ、その和である補償量SBI1は極性切替信号POL1によ
り制御されるスイッチ104により必要に応じ極性変換
されて最終的な補償量SBI2が生成される。この補償量
BI2は電流制御回路103からのインバータの各相出
力電圧指令VUI1 *,VVI1 *,VWI1 *に加算され、最終的
な出力電圧指令VUI2 *,VVI2 *,VWI2 *となる。
On the other hand, the DC component signal S EDI and the AC component signal S EAI are respectively multiplied by feedback coefficients K DI and K AI , and a compensation amount S BI1 which is the sum thereof is a switch controlled by a polarity switching signal P OL1. The polarity is converted as needed by 104 to generate a final compensation amount S BI2 . This compensation amount S BI2 is added to each phase output voltage command V UI1 * , V VI1 * , V WI1 * of the inverter from the current control circuit 103, and the final output voltage command V UI2 * , V VI2 * , V WI2 *

【0008】これらの出力電圧指令VUI2 *,VVI2 *,V
WI2 *に基づいてインバータを制御することにより、コン
デンサ電圧ED1,ED2の不平衡が解消され、換言すれば
中性点電位の変動が抑制される。なお、図25におい
て、LSは直流リアクトル、DU1,DU2,DX1,DX2,D
V1,DV2,DY1,DY2,DW1,DW2,DZ1,DZ2はフラ
イホイールダイオード、IMは誘導電動機をそれぞれ示
す。
These output voltage commands V UI2 * , V VI2 * , V
By controlling the inverter based on WI2 *, unbalanced capacitor voltage E D1, E D2 can be eliminated, variations in the neutral point potential can be suppressed in other words. In FIG. 25, L S is a DC reactor, D U1 , D U2 , D X1 , D X2 , D
V1 , DV2 , DY1 , DY2 , DW1 , DW2 , DZ1 , and DZ2 denote flywheel diodes, and IM denotes an induction motor.

【0009】さて、上記従来技術では、図24から明ら
かなように、極性切替信号POL1を作り出すために電動
機IMの各相電圧eUI,eVI,eWI及び電流iUI,iVI,i
WIを検出している。これは、電動機IMの運転モードが
駆動モード(力率>0)か制動モード(力率<0)かを
判定するためであり、この運転モードの判定は、中性点
電流の直流成分の極性が駆動/制動モードで異なるの
で、その極性を考慮して電圧指令値に加算しなくてはな
らないという理由による。
In the prior art, as is apparent from FIG. 24, in order to generate the polarity switching signal POL1 , each phase voltage e UI , e VI , e WI and current i UI , i VI , i VI of the electric motor IM are generated.
WI is detected. This is for determining whether the operation mode of the motor IM is the drive mode (power factor> 0) or the braking mode (power factor <0). The determination of the operation mode is based on the polarity of the DC component of the neutral point current. Is different in the drive / brake mode, and the polarity must be considered and added to the voltage command value.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術には、次
のような問題がある。 力率=0(完全無負荷)の状態では、補償量SBI2
どれだけ加算しても中性点電流の直流成分が発生しない
ので、制御自体が無効になる。 力率=0付近の軽負荷時においては、電動機電圧や電
流を検出する計器用変圧器、変流器の誤差や、電流脈動
分に起因する電流検出の困難さ等により、駆動/制動モ
ードの正確な判定が困難であり、極性切替信号POL1
切り替わる可能性が高い。極性切替信号POL1が切り替
わると補償量SBI2の極性が変わるため補償極性も本来
ものとは逆になってしまい、かえってコンデンサ電圧の
不平衡を助長してしまうおそれがある。
The above prior art has the following problems. In the state of power factor = 0 (completely no load), no matter how much the compensation amount S BI2 is added, no DC component of the neutral point current is generated, and the control itself is invalidated. At the time of light load near power factor = 0, the drive / brake mode is disabled due to errors in the instrument transformer and current transformer that detect the motor voltage and current, and the difficulty of current detection due to current pulsation. It is difficult to make an accurate determination, and there is a high possibility that the polarity switching signal POL1 is also switched. When the polarity switching signal P OL1 is switched, the polarity of the compensation amount S BI2 is changed, so that the compensation polarity is also opposite to the original one, and there is a possibility that the unbalance of the capacitor voltage is promoted.

【0011】同じく力率=0付近の軽負荷時には、図
24における帰還係数KDI,KAIを掛けた後の信号S
DI1,SAI1の大きさに対し、これらにより発生する中性
点電流の直流成分の大きさの割合が小さくなり、制御の
効きが悪くなる。これを改善するために帰還係数KDI
AIを大きくするとしても、インバータが出力できる電
圧には上限があるため、この方法にも限界がある。結
局、例えば力率0.2以下では有効に制御できないとい
った軽負荷時における制御の限界がある。
At the time of a light load near the power factor = 0, the signal S after multiplication by the feedback coefficients K DI and K AI in FIG.
The ratio of the magnitude of the DC component of the neutral point current generated by these to the magnitudes of DI1 and SAI1 becomes small, and the control effect becomes poor. To improve this, the feedback coefficient K DI ,
Even if K AI is increased, there is an upper limit to the voltage that can be output by the inverter, and thus there is a limit to this method. As a result, there is a limit to the control at a light load, for example, the control cannot be effectively performed at a power factor of 0.2 or less.

【0012】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたもので、その目的とするところは、無負荷時や軽負
荷時においても制御を有効にして直流入力コンデンサの
電圧を平衡化し、半導体スイッチング素子等の回路素子
を保護できるようにした3レベルインバータの制御回路
を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems. It is an object of the present invention to enable control even under no load or light load to balance the voltage of a DC input capacitor, An object of the present invention is to provide a three-level inverter control circuit capable of protecting circuit elements such as switching elements.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、第1発明にかかる制御回路は、直流電源両端の正電
位点及び負電位点とこれらの間の中性点との間に接続さ
れた直流入力コンデンサを有する直流電源回路を備え、
第1ないし第4の半導体スイッチング素子からなる3つ
の直列回路の両端が前記正電位点及び負電位点にそれぞ
れ接続されると共に、第2及び第3の半導体スイッチン
グ素子の相互接続点がインバータ出力端子にそれぞれ接
続され、第1及び第2の半導体スイッチング素子の相互
接続点と前記中性点との間に第1の結合ダイオードがそ
れぞれ接続され、かつ、第3及び第4の半導体スイッチ
ング素子の相互接続点と前記中性点との間に第2の結合
ダイオードがそれぞれ接続されてなる3レベルインバー
タにおいて、インバータの出力力率に応じて、インバー
タの各相出力電圧指令とインバータ基本周波数の偶数次
調波との位相差を変化させる手段と、前記位相差を用い
てインバータ基本周波数の偶数次調波を発生させる手段
と、この手段により発生させた偶数次調波を前記中性点
の電位変動に応じた大きさでインバータの各相出力電圧
指令に加算する手段とを備える。
To achieve the above object, a control circuit according to the first invention is connected between a positive potential point and a negative potential point at both ends of a DC power supply and a neutral point therebetween. A DC power supply circuit having a DC input capacitor,
Both ends of three series circuits including the first to fourth semiconductor switching elements are connected to the positive potential point and the negative potential point, respectively, and an interconnection point of the second and third semiconductor switching elements is connected to an inverter output terminal. Respectively, a first coupling diode is connected between the interconnection point of the first and second semiconductor switching elements and the neutral point, respectively, and the interconnection of the third and fourth semiconductor switching elements is In a three-level inverter in which a second coupling diode is connected between a connection point and the neutral point, an inverter is connected according to an output power factor of the inverter.
Phase order of output voltage command and inverter basic frequency
Means for changing the phase difference from the harmonic, and using the phase difference
Means to generate even harmonics of inverter fundamental frequency
And the even-order harmonics generated by this means to the neutral point
Output voltage of each phase of the inverter with a magnitude corresponding to the potential fluctuation of
Means for adding to the command .

【0014】 第2発明にかかる制御回路は、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
調波を加算する第1のバランス制御手段と、前記中性点
の電位変動に基づいて前記偶数次調波の大きさを決定す
る手段と、インバータの各相出力電圧指令に直流成分を
加算する第2のバランス制御手段と、前記中性点の電位
変動に基づいて前記直流成分の大きさを決定する手段
と、インバータの出力力率に応じて第1または第2のバ
ランス制御手段の何れか一方を選択して動作させる手段
とを備える。
The control circuit according to a second aspect of the present invention includes a first balance control unit that adds an even-order harmonic of an inverter fundamental frequency to each phase output voltage command of the inverter, and the control circuit based on the potential change at the neutral point. Means for determining the magnitude of the even-order harmonic, second balance control means for adding a DC component to the output voltage command for each phase of the inverter, and magnitude of the DC component based on the potential fluctuation at the neutral point. and means for determining, and means Ru is operated by selecting either one of the first or the second balance control unit according to the output power factor of the inverter a.

【0015】 第3発明にかかる制御回路は、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
調波を加算する手段と、前記中性点を流れる電流の極性
に基づいて前記偶数次調波の大きさを決定する手段とを
備える。
A control circuit according to a third aspect of the invention is based on a means for adding an even-order harmonic of an inverter fundamental frequency to each phase output voltage command of the inverter, and a polarity of a current flowing through the neutral point. Means for determining the magnitude of the even-order harmonic.

【0016】 第4発明にかかる制御回路は、インバー
タの出力力率に応じて、インバータの各相出力電圧指令
とインバータ基本周波数の偶数次調波との位相差を変化
させる手段と、前記位相差を用いてインバータ基本周波
数の偶数次調波を発生させる手段と、この手段により発
生させた偶数次調波を前記中性点を流れる電流の極性に
応じた大きさでインバータの各相出力電圧指令に加算す
手段とを備える。
[0016] The control circuit according to a fourth aspect of the present invention is a control circuit , wherein each phase output voltage command of the inverter is controlled in accordance with the output power factor of the inverter.
The phase difference between the inverter and the even harmonic of the inverter fundamental frequency
Means for controlling the inverter fundamental frequency using the phase difference.
Means for generating an even number of harmonics, and
Generated even harmonics to the polarity of the current flowing through the neutral point
Add to the output voltage command for each phase of the inverter according to the size
That and means.

【0017】 第5発明にかかる制御回路は、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
調波を加算する第1のバランス制御手段と、前記中性点
を流れる電流の極性に基づいて前記偶数次調波の大きさ
を決定する手段と、インバータの各相出力電圧指令に直
流成分を加算する第2のバランス制御手段と、前記中性
点を流れる電流の極性に基づいて前記直流成分の大きさ
を決定する手段と、インバータの出力力率に応じて第1
または第2のバランス制御手段の何れか一方を選択して
動作させる手段とを備える。
A control circuit according to a fifth aspect of the present invention includes a first balance control means for adding an even-order harmonic of an inverter fundamental frequency to each phase output voltage command of the inverter, and a control circuit based on a polarity of a current flowing through the neutral point. Means for determining the magnitude of the even-order harmonic, a second balance control means for adding a DC component to each phase output voltage command of the inverter, and the DC power supply based on the polarity of the current flowing through the neutral point. Means for determining the magnitude of the component;
Or select one of the second balance control means
And means for Ru is operated.

【0018】[0018]

【作用】まず、最初に、インバータの出力電圧指令が直
流成分あるいは交流成分(インバータ基本周波数のn次
調波成分)を含む場合について、中性点電流の直流成分
の特性を求めてみる。図19は、この解析に用いたPW
Mの方法を示しており、電圧指令信号と三角波搬送波と
の比較により、スイッチング素子に対する点弧パルスを
生成して図示のようなインバータ出力相電圧を得るもの
とする。
First, the characteristics of the DC component of the neutral point current will be obtained when the output voltage command of the inverter includes a DC component or an AC component (n-th harmonic component of the inverter fundamental frequency). FIG. 19 shows the PW used for this analysis.
The method of M is shown, in which a firing pulse for the switching element is generated by comparing the voltage command signal with the triangular carrier to obtain an inverter output phase voltage as shown.

【0019】いま、インバータの出力相電圧が0の期間
で“1”、+ED1か−ED2の期間で“0”となるスイッ
チング関数SNXを定義し、搬送波周波数がインバータ出
力周波数に比べて十分に高いと仮定すると、搬送波周波
数成分は無視され、SNXは数式1により定義される。
[0019] Now, "1" in the period of the output phase voltage of the inverter is 0, it defines a switching function S NX becomes "0" during the period of + E D1 or -E D2, carrier frequency than the inverter output frequency Assuming that it is sufficiently high, the carrier frequency component is ignored and S NX is defined by Equation 1.

【0020】[0020]

【数1】 SNX=1−{λsinθ+d+kλsin n(θ−α)} (0≦θ≦π) =1+{λsinθ+d+kλsin n(θ−α)} (π≦θ≦2π)S NX = 1− {λ sin θ + d + kλ sin n (θ−α)} (0 ≦ θ ≦ π) = 1 + {λ sin θ + d + kλ sin n (θ−α)} (π ≦ θ ≦ 2π)

【0021】但し、数式1において、 λ:変調率(電圧指令の波高値) d:直流成分の大きさ k:一定値 α:インバータ出力電圧指令とn次調波成分との位相差 n:1,2,3,4,5,…… である。Where: λ: modulation rate (peak value of voltage command) d: magnitude of DC component k: constant value α: phase difference between inverter output voltage command and nth harmonic component n: 1 , 2, 3, 4, 5,...

【0022】一相分の中性点電流iN'は、インバータ出
力相電圧が0の期間にのみ流れるので、数式2により表
すことができる。
The neutral point current i N ′ for one phase flows only during the period when the inverter output phase voltage is 0, and can be expressed by Equation 2.

【0023】[0023]

【数2】iN'=SNX・iM [Equation 2] i N ′ = S NX・ i M

【0024】但し、数式2において、 iM:電動機電流(=√2IM sin(θ−φ)) IM:電動機電流実効値 φ:力率角In the equation (2), i M : motor current (= √2I M sin (θ−φ)) I M : motor current effective value φ: power factor angle

【0025】上記数式2をフーリエ級数に展開すると、
数式3となる。なお、数式3において、Amc,Amsは係
数である。
When the above equation 2 is expanded to a Fourier series,
Equation 3 is obtained. In Expression 3, A mc and A ms are coefficients.

【0026】[0026]

【数3】 (Equation 3)

【0027】ここで、一相分の中性点電流iN'に含まれ
る直流成分A0'を、以下のように場合分けして求める。 (1)電圧指令が直流成分dを含む場合(数式1におい
てk=0の場合)。この場合、直流成分A0'は数式4の
ように求められる。
Here, the DC component A 0 ′ included in the neutral point current i N ′ for one phase is obtained by classifying as follows. (1) When the voltage command includes a DC component d (k = 0 in Equation 1). In this case, the DC component A 0 ′ is obtained as in Expression 4.

【0028】[0028]

【数4】 (Equation 4)

【0029】(2)電圧指令が奇数次調波を含む場合
(数式1においてd=0、n=1,3,5,……の場
合)。この場合、直流成分A0'は数式5すなわち0とな
る。
(2) A case where the voltage command includes an odd harmonic (d = 0, n = 1, 3, 5,... In Equation 1). In this case, the DC component A 0 ′ is represented by Equation 5, that is, 0.

【0030】[0030]

【数5】A0'=0A 0 '= 0

【0031】(3)電圧指令が偶数次調波を含む場合
(数式1においてd=0、n=2,4,6,……の場
合)。この場合、直流成分A0'は数式6のように求めら
れる。
(3) When the voltage command includes an even harmonic (d = 0, n = 2, 4, 6,... In Equation 1). In this case, the DC component A 0 ′ is obtained as in Expression 6.

【0032】[0032]

【数6】 (Equation 6)

【0033】次に、上記直流成分A0'について検討す
る。電圧指令が直流成分を含む場合、数式4により、直
流成分の大きさdが一定値のときには│A0'│はcosφ
に比例するので、力率(cosφ)=±1の時に最大とな
り、直流成分A0'の極性は駆動/制動モードにより変わ
る。電圧指令が奇数次調波を含む場合、数式5により直
流成分A0'は0である。
Next, the DC component A 0 ′ will be considered. When the voltage command includes a DC component, | A 0 '| becomes cosφ when the magnitude d of the DC component is a constant value according to Expression 4.
, And becomes maximum when the power factor (cos φ) = ± 1, and the polarity of the DC component A 0 ′ changes depending on the driving / braking mode. When the voltage command includes an odd harmonic, the DC component A 0 ′ is 0 according to Expression 5.

【0034】電圧指令が偶数次調波を含む場合、電圧指
令とn次調波成分との位相差αにより性質が異なる。す
なわち、数式6において、kが一定値であれば、│A0'
│はα=0またはα=π/n〔rad〕のときsinφに
比例(A0'はα=0のときsinφに比例し、α=π/n
〔rad〕のとき−sinφに比例)し、力率=0のとき
最大となり、その極性は駆動/制動モードに関わらず同
じである。また、kが一定値であれば、│A0'│はα=
±π/(2n)〔rad〕のときcosφに比例(A0'は
α=π/(2n)〔rad〕のとき−cosφに比例し、
α=−π/(2n)〔rad〕のときcosφに比例)す
るので、力率=±1のとき最大となり、その極性は駆動
/制動モードによって変わる。
When the voltage command includes an even-order harmonic, the properties differ depending on the phase difference α between the voltage command and the n-th harmonic component. That is, in Equation 6, if k is a constant value, | A 0 '
Is proportional to sinφ when α = 0 or α = π / n [rad] (A 0 ′ is proportional to sinφ when α = 0, α = π / n
[Rad], and becomes the maximum when the power factor = 0, and the polarity is the same regardless of the driving / braking mode. Also, if k is a constant value, | A 0 '|
Is proportional to cos φ when ± π / (2n) [rad] (A 0 ′ is proportional to −cos φ when α = π / (2n) [rad],
When α = −π / (2n) [rad], it is proportional to cos φ), so that it becomes maximum when the power factor = ± 1, and its polarity changes depending on the driving / braking mode.

【0035】ここで、位相差αと偶数次調波の極性との
関係を説明する。位相差αの偶数次調波をXとし、位相
差がα−(π/n)〔rad〕の偶数次調波をYとする
と、位相角の定義から、数式7の関係が成り立つ。つま
り、位相差αの偶数次調波Xと位相差がα−(π/n)
〔rad〕の偶数次調波Yとは逆極性になる。
Here, the relationship between the phase difference α and the polarity of the even-order harmonic will be described. Assuming that an even-order harmonic having a phase difference α is X and an even-order harmonic having a phase difference α- (π / n) [rad] is Y, the relationship of Expression 7 is established from the definition of the phase angle. That is, the even-order harmonic X of the phase difference α and the phase difference are α− (π / n).
It has a polarity opposite to that of the even-order harmonic Y of [rad].

【0036】[0036]

【数7】X=−YX = −Y

【0037】なお、中性点電流(三相分)の直流成分
は、上述の(1)〜(3)の何れの場合も3・A0'とし
て得られる。
The DC component of the neutral point current (for three phases) is obtained as 3 · A 0 ′ in any of the above-mentioned cases (1) to (3).

【0038】以上の解析結果から、インバータの出力電
圧指令に直流成分または偶数次調波を加算すれば、直流
成分の極性や偶数次調波の位相角(極性)等を変えるこ
とにより、思い通りの方向に中性点電流の直流成分を発
生させることができ、これにより中性点電流の変動ない
し中性点電位の変動を抑制できることがわかる。このよ
うな点から、先の従来技術では出力電圧指令に直流成分
を加算して中性点電流に直流成分を発生させ、それによ
り中性点電位の変動を抑制するものであった。
From the above analysis results, if a DC component or an even-order harmonic is added to the output voltage command of the inverter, the polarity of the DC component and the phase angle (polarity) of the even-order harmonic can be changed. It can be seen that a direct current component of the neutral point current can be generated in the direction, thereby suppressing a change in the neutral point current or a change in the neutral point potential. From such a point, in the prior art, the DC component is added to the output voltage command to generate a DC component in the neutral point current, thereby suppressing the fluctuation of the neutral point potential.

【0039】これに対し、まず第1及び第4発明では、
インバータの出力電圧指令にインバータ基本周波数の偶
数次調波を加算することにより、コンデンサ電圧の変動
を抑制するようにした。ここで、位相差αは、インバー
タの出力力率に応じて変化させるものとする。すなわ
ち、位相差αを数式8に従って変化させる。
On the other hand, in the first and fourth inventions,
By adding an even-order harmonic of the inverter fundamental frequency to the inverter output voltage command, fluctuations in the capacitor voltage are suppressed. Here, the phase difference α is changed according to the output power factor of the inverter. That is, the phase difference α is changed according to Equation 8.

【0040】[0040]

【数8】α=(1/n)・φ−π/(2n)Α = (1 / n) · φ−π / (2n)

【0041】数式8において、φは前述のごとく力率角
である。位相差αを数式8に従って変化させた場合の中
性点電流の直流成分A0'は、数式6に数式8を代入すれ
ば得ることができる。これを数式9に示す。
In Expression 8, φ is the power factor angle as described above. The DC component A 0 ′ of the neutral point current when the phase difference α is changed according to Equation 8 can be obtained by substituting Equation 8 into Equation 6. This is shown in Equation 9.

【0042】[0042]

【数9】 (Equation 9)

【0043】偶数次が2次(n=2)の場合の数式9に
よる直流成分A0'を図21(a)に示す。なお、図21
において、A0'の値はφ=π/4〔rad〕にてノーマ
ライズされている。
FIG. 21A shows the DC component A 0 ′ according to Equation 9 when the even order is second order (n = 2). Note that FIG.
In, the value of A 0 ′ is normalized at φ = π / 4 [rad].

【0044】また、上記偶数次調波の極性が逆の場合、
位相差αからπ/nを減じて数式10を得、この数式1
0を数式6に代入することにより、数式11に示すよう
に中性点電流の直流成分A0'を得る。
When the polarity of the even-order harmonic is opposite,
By subtracting π / n from the phase difference α, Expression 10 is obtained.
By substituting 0 into Equation 6, the DC component A 0 ′ of the neutral point current is obtained as shown in Equation 11.

【0045】[0045]

【数10】α=(1/n)・φ−3π/(2n)Α = (1 / n) · φ-3π / (2n)

【0046】[0046]

【数11】 [Equation 11]

【0047】数式11による直流成分A0'を図21
(b)に示す。図21(a),(b)より、力率cosφ
=0(φ=π/2〔rad〕)の時でもA0'≠0である
ため、抑制制御が可能である。また、A0'の極性は、駆
動/制動モードで同じになり、インバータの二つの直流
入力コンデンサの電圧偏差に応じた極性(あるいは中性
点電流の極性に応じた極性)にて偶数次調波(位相差α
は力率に応じて可変)を加算すれば、コンデンサ電圧の
変動を抑制する方向にA0'を流せることがわかる。
The DC component A 0 ′ according to Equation 11 is shown in FIG.
It is shown in (b). From FIGS. 21 (a) and (b), the power factor cosφ
Even when = 0 (φ = π / 2 [rad]), since A 0 ′ ≠ 0, suppression control is possible. The polarity of A 0 ′ becomes the same in the driving / braking mode, and is even-ordered at the polarity corresponding to the voltage deviation of the two DC input capacitors of the inverter (or the polarity corresponding to the polarity of the neutral point current). Wave (phase difference α
(Variable according to the power factor), it can be seen that A 0 ′ can flow in the direction of suppressing the fluctuation of the capacitor voltage.

【0048】次に、第2及び第5発明では、インバータ
の出力電圧指令にインバータ基本周波数の偶数次調波を
加算してコンデンサ電圧の変動を抑制する方法と、イン
バータの出力電圧指令に直流成分を加算してコンデンサ
電圧の変動を抑制する方法とをインバータの出力力率に
応じて使い分ける。ここで、偶数次調波加算(位相差α
=0またはπ/n〔rad〕)の内容は、次の第3発明
の作用において説明する。
Next, in the second and fifth aspects of the present invention, a method of suppressing the fluctuation of the capacitor voltage by adding an even harmonic of the fundamental frequency of the inverter to the output voltage command of the inverter, And the method of suppressing the fluctuation of the capacitor voltage by using the above-mentioned method according to the output power factor of the inverter. Here, even-order harmonic addition (phase difference α
= 0 or π / n [rad]) will be described in the following operation of the third invention.

【0049】インバータの出力電圧指令に直流成分dを
加算する場合、中性点電流の直流成分A0'は、加算する
直流成分dの極性が正のときに−cosφに比例し、負の
ときにcosφに比例する。従って、駆動/制動モードの
違い、及び、インバータの二つの直流入力コンデンサの
電圧偏差に応じた極性(あるいは中性点電流の極性に応
じた極性)で直流成分dを加算すれば、コンデンサ電圧
の変動を抑制する方向に中性点電流の直流成分A0'を流
すことができる。
When the DC component d is added to the output voltage command of the inverter, the DC component A 0 ′ of the neutral point current is proportional to −cos φ when the polarity of the DC component d to be added is positive, and Is proportional to cosφ. Therefore, if the DC component d is added with a polarity corresponding to the difference between the driving / braking modes and the voltage deviation of the two DC input capacitors of the inverter (or a polarity corresponding to the polarity of the neutral point current), the capacitor voltage can be reduced. The DC component A 0 ′ of the neutral point current can be caused to flow in a direction to suppress the fluctuation.

【0050】ところで、直流成分dを加算する場合、力
率=0の場合に制御不能となる。そこで、例えば力率角
φ≦π/4〔rad〕かφ≧(3π)/4〔rad〕の
場合には直流成分dを加算することとし、π/4〔ra
d〕≦φ≦(3π)/4〔rad〕の場合には偶数次調
波を加算することとする。この場合の中性点電流の直流
成分A0'の様子を、図22に示す。図22(a),
(b)より、力率cosφ=0(φ=π/2〔rad〕)
の時でもA0'≠0であるため、抑制制御が可能である。
なお、図22において、A0'はφ=0,πとφ=π/2
とによりノーマライズされている。
When the DC component d is added, control becomes impossible when the power factor = 0. Therefore, for example, when the power factor angle φ ≦ π / 4 [rad] or φ ≧ (3π) / 4 [rad], the DC component d is added, and π / 4 [ra
d] ≦ φ ≦ (3π) / 4 [rad], even-order harmonics are added. The state of the DC component A 0 ′ of the neutral point current in this case is shown in FIG. FIG. 22 (a),
From (b), power factor cosφ = 0 (φ = π / 2 [rad])
In this case, since A 0 ≠ 0, suppression control is possible.
In FIG. 22, A 0 ′ is φ = 0, π and φ = π / 2.
And has been normalized by

【0051】正極性のA0'を流したい場合(図22
(a))には、力率角φに応じて、 φ≦π/4ならば直流成分dを加算(d<0) π/4≦φ≦(3π)/4ならば偶数次調波を加算
(α=0) φ≧(3π)/4ならば直流成分dを加算(d>0) のようにすればよい。また、負極性のA0'を流したい場
合(同図(b))には、力率角φに応じて、 φ≦π/4ならば直流成分dを加算(d>0) π/4≦φ≦(3π)/4ならば偶数次調波を加算
(α=0) φ≧(3π)/4ならば直流成分dを加算(d<0) すればよい。
When it is desired to flow the positive polarity A 0 ′ (FIG. 22)
In (a)), according to the power factor angle φ, if φ ≦ π / 4, a DC component d is added (d <0). If π / 4 ≦ φ ≦ (3π) / 4, even-order harmonics are added. Addition (α = 0) If φ ≧ (3π) / 4, the DC component d may be added (d> 0). When it is desired to flow the negative polarity A 0 ′ (FIG. 9B), if φ ≦ π / 4, the DC component d is added (d> 0) according to the power factor angle φ. If .ltoreq..phi..ltoreq. (3.pi.) / 4, add even-order harmonics (.alpha. = 0). If .phi..gtoreq. (3.pi.) / 4, add DC component d (d <0).

【0052】更に、第3発明では、インバータの出力電
圧指令にインバータ基本周波数の偶数次調波(位相差α
=0またはπ/n〔rad〕)を加算することにより、
コンデンサ電圧の変動を抑制する。すなわち、前記数式
6により、直流成分A0'は、図20(a)に示すように
偶数次調波(2次調波)が出力電圧指令と同位相(α=
0)の場合には+sinφに比例し、また、図20(b)
に示すように逆位相(α=π/n=π/2〔rad〕)
の場合には−sinφに比例する。従って、中性点電流の
極性に応じた極性(同位相または逆位相)にて偶数次調
波を加算すれば、コンデンサ電圧の変動を抑制する方向
に直流成分A0'を流すことができる。
Further, in the third invention, the output voltage command of the inverter includes an even-order harmonic (phase difference α) of the fundamental frequency of the inverter.
= 0 or π / n [rad]).
Suppress fluctuations in capacitor voltage. That is, according to Equation 6, the DC component A 0 ′ has an even-order harmonic (second harmonic) in the same phase as the output voltage command (α = α) as shown in FIG.
0) is proportional to + sinφ, and FIG.
As shown in the figure (α = π / n = π / 2 [rad])
Is proportional to -sinφ. Therefore, if even-order harmonics are added at a polarity (in-phase or opposite-phase) corresponding to the polarity of the neutral point current, the DC component A 0 ′ can flow in a direction to suppress the fluctuation of the capacitor voltage.

【0053】なお、第3発明において、直流成分A0'は
sinφまたは−sinφに比例するので、力率=0のときに
最大となり、その極性は駆動/制動モード何れも同じに
なる。これにより、無負荷時や軽負荷時においても運転
モードに関わらず有効な、コンデンサ電圧の平衡化制御
を行うことが可能になる。
In the third aspect, the DC component A 0 ′ is
Since it is proportional to sinφ or −sinφ, it becomes maximum when the power factor = 0, and its polarity becomes the same in both the driving / braking modes. This makes it possible to perform effective capacitor voltage balancing control regardless of the operation mode even under no load or light load.

【0054】[0054]

【実施例】以下、図に沿って各発明の実施例を説明す
る。図1は第1発明の第1実施例を示すブロック図であ
る。図において、制御回路201は、直流入力コンデン
サ(図23におけるコンデンサC1,C2)の電圧ED1,E
D2が入力される加算器11と、加算器11からの偏差S
1が入力されるP調節器、PI調節器等の調節器12
と、インバータ各相出力電圧指令の位相角θR *S *
T *と位相差αとの差である(θR *−α),(θS *−α),
(θT *−α)に対応するsin(6θ)の値が格納されたsin
(6θ)テーブル13と、このテーブル13の出力信号で
あるsin6(θR *−α),sin6(θS *−α),sin6(θT *
α)と調節器12の出力信号S2とを各々乗算する乗算器
14R,14S,14Tと、乗算器14R,14S,14T
出力信号をインバータ各相出力電圧指令vR *,vS *,vT *
に各々加算する加算器15R,15S,15Tとを備えて
いる。そして、加算器15R,15S,15Tの出力が最
終的な各相出力電圧指令vR **,vS **,vT **となる。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the first invention. In the figure, the control circuit 201, the voltage of the DC input capacitor (capacitor C 1, C 2 in FIG. 23) E D1, E
An adder 11 to which D2 is input and a deviation S from the adder 11
Controller 12 such as P controller and PI controller to which 1 is input
And the phase angles θ R * , θ S * , θ
The difference between T * and the phase difference α is (θ R * −α), (θ S * −α),
Sin in which the value of sin (6θ) corresponding to (θ T * −α) is stored
(6θ) and table 13, which is an output signal of the table 13 sin6 (θ R * -α) , sin6 (θ S * -α), sin6 (θ T * -
α) and the output signal S 2 of the controller 12 are respectively multiplied by the multipliers 14 R , 14 S , and 14 T, and the output signals of the multipliers 14 R , 14 S , and 14 T are output to the inverter phase output voltage command v R * , v S * , v T *
Are provided with adders 15 R , 15 S , and 15 T respectively. Then, the outputs of the adders 15 R , 15 S , and 15 T become final phase output voltage commands v R ** , v S ** , and v T ** .

【0055】ここで、インバータ各相出力電圧指令
R *,vS *,vT *に加算するインバータ基本周波数の偶
数次調波として、6次調波を選んだ理由を以下に説明す
る。すなわち、2,4,8,10,……次調波は逆相な
いし正相であるためインバータ線間電圧に現われるが、
6,12,24,……次調波は零相であるためインバー
タ線間電圧に影響を与えない。この中で、6次調波はA
0'が最も大きくなるため、加算するべき偶数次調波とし
て選択したものである。
Here, the reason why the sixth harmonic is selected as the even harmonic of the inverter fundamental frequency to be added to the inverter phase output voltage commands v R * , v S * , and v T * will be described below. That is, 2, 4, 8, 10,... The next harmonic appears in the inverter line voltage because it is in reverse phase or positive phase.
6, 12, 24,... Since the next harmonic is in zero phase, it does not affect the inverter line voltage. Among them, the sixth harmonic is A
Since 0 'is the largest, it is selected as an even harmonic to be added.

【0056】また、制御回路201において、16は力
率角演算手段であり、インバータの出力相電圧eRI,e
SI,eTI及び出力電流iRI,iSI,iTI(図23ないし
図25におけるeUI,eVI,eWI及び出力電流iUI,i
VI,iWIと実質的に同一)に基づき、例えば以下の演算
を行ってインバータの出力力率角φを求める。すなわ
ち、出力相電圧eRI,eSI,eTIを三相二相変換し、e
α,eβを求める。ここで、eαは出力相電圧のα軸成
分を表わし、eβはβ軸成分を表わす。α軸、β軸は任
意の直交座標系における軸である。次に、出力相電圧ベ
クトルがα軸との間になす角度θ1を、数式12により
求める。
In the control circuit 201, reference numeral 16 denotes a power factor angle calculating means, which outputs inverter output phase voltages e RI and e RI .
SI , e TI and output currents i RI , i SI , i TI (e UI , e VI , e WI and output currents i UI , i UI in FIGS. 23 to 25)
VI , iWI ), the following operation is performed, for example, to obtain the output power factor angle φ of the inverter. That is, the output phase voltages e RI , e SI , and e TI are three-phase to two-phase converted, and e
α and are obtained. Here, e α represents the α-axis component of the output phase voltage, and e β represents the β-axis component. The α axis and β axis are axes in an arbitrary rectangular coordinate system. Next, the angle θ 1 formed between the output phase voltage vector and the α-axis is obtained by Expression 12.

【0057】[0057]

【数12】θ1=tan-1(eβ/eα[Equation 12] θ 1 = tan −1 (e β / e α )

【0058】また、インバータの出力電流iRI,iSI
TIも三相二相変換し、iα,iβを求める。次に、i
α,iβに対し数式13に示す回転座標変換を行い、i
M,iTを求める。なお、iMはインバータ出力電流ベク
トルの出力相電圧ベクトル方向成分を表わし、iTは出
力相電圧ベクトルと直交する方向成分を表わす。
The output currents i RI , i SI ,
i TI is also subjected to three-phase to two-phase conversion to obtain i α and i β . Then i
The rotation coordinate transformation shown in Expression 13 is performed on α and i β , and i
M, determine the i T. It should be noted that i M represents the direction component of the output phase voltage vector of the inverter output current vector, and i T represents the direction component orthogonal to the output phase voltage vector.

【0059】[0059]

【数13】iM=iα・cosθ1+iβ・sinθ1T=−iα・sinθ1+iβ・cosθ1 I M = i α · cos θ 1 + i β · sin θ 1 i T = −i α · sin θ 1 + i β · cos θ 1

【0060】最後に、数式14によりインバータの出力
力率角φを求める。
Finally, the output power factor angle φ of the inverter is obtained by Expression (14).

【0061】[0061]

【数14】φ=−tan-1(iT/iM## EQU14 ## φ = −tan −1 (i T / i M )

【0062】こうして求められた力率角φは位相角演算
手段17に入力される。位相角演算手段17では、前記
数式8におけるnを6次調波に対応させて6とおくこと
により得た数式15により、位相差αを演算する。
The power factor angle φ thus obtained is input to the phase angle calculating means 17. The phase angle calculating means 17 calculates the phase difference α by using Expression 15 obtained by setting n in Expression 8 to 6 corresponding to the sixth harmonic.

【0063】[0063]

【数15】α=φ/6−π/12Α = φ / 6−π / 12

【0064】この位相差αは、sin(6θ)テーブル13
の前段の加算器18R,18S,18Tによりインバータ
各相出力電圧指令の位相角θR *,θS *,θT *から各々減
算され、その差がsin(6θ)テーブル13に入力されて
対応する値sin6(θR *−α),sin6(θS *−α),sin6
T *−α)が出力されることになる。
The phase difference α is calculated by using the sin (6θ) table 13
Are subtracted from the phase angles θ R * , θ S * , θ T * of the respective inverter output voltage commands by the adders 18 R , 18 S , 18 T at the preceding stage, and the difference is input to the sin (6θ) table 13. It has been corresponding value sin6 (θ R * -α), sin6 (θ S * -α), sin6
T * −α) will be output.

【0065】つまりこの実施例では、インバータの出力
力率に応じて出力電圧指令と偶数次調波との位相差αを
変化させ、この偶数次調波をもとの出力電圧指令に加算
して最終的な各相出力電圧指令を得るものであり、これ
により発生する中性点電流の直流成分A0'は先の数式
9、数式11に示したとおりとなる。
That is, in this embodiment, the phase difference α between the output voltage command and the even harmonic is changed according to the output power factor of the inverter, and the even harmonic is added to the original output voltage command. A final output voltage command for each phase is obtained, and the DC component A 0 ′ of the neutral point current generated thereby is as shown in Expressions 9 and 11 above.

【0066】次に、図2は第1発明の第2実施例を示し
ている。この実施例は、第1実施例における一方のコン
デンサ電圧ED1を用いず、一定値であるEDC/2
(EDC:3レベルインバータの直流中間電圧(電源電圧))
をED1の代わりに加算器11の一方の入力としたもので
あり、その他については第1実施例と同様である。この
実施例によれば、電圧検出器が1つで済むため、回路構
成の簡略化が可能である。
Next, FIG. 2 shows a second embodiment of the first invention. This embodiment does not use the one capacitor voltage E D1 in the first embodiment, but has a constant value of E DC / 2.
(E DC : DC intermediate voltage of 3 level inverter (power supply voltage))
Is used as one input of the adder 11 instead of E D1 , and the other is the same as in the first embodiment. According to this embodiment, since only one voltage detector is required, the circuit configuration can be simplified.

【0067】図3は第1発明の第3実施例を示してい
る。この実施例は、第1実施例における他方のコンデン
サ電圧ED2を用いず、一定値であるEDC/2をED2の代
わりに加算器11の一方の入力としたものであり、その
他については第1実施例と同様である。この実施例にお
いても、第2実施例と同一の効果を得ることができる。
FIG. 3 shows a third embodiment of the first invention. In this embodiment, the constant value E DC / 2 is used as one input of the adder 11 instead of E D2 without using the other capacitor voltage E D2 in the first embodiment. This is the same as the first embodiment. In this embodiment, the same effects as in the second embodiment can be obtained.

【0068】図4は第1発明の第4実施例を示してい
る。この実施例は、第1実施例のsin(6θ)テーブル1
3の代わりに、制御回路202内にsin(2θ)テーブル
19を備えたもので、その他については第1実施例と同
様である。なお、この実施例では、位相角演算手段17
により演算される位相角αがφ/2−π/4〔rad〕
となる。この実施例において、インバータ各相出力電圧
指令vR *,vS *,vT *に加算するインバータ基本周波数
の偶数次調波として2次調波を選んだ理由は次のとおり
である。
FIG. 4 shows a fourth embodiment of the first invention. This embodiment is based on the sin (6θ) table 1 of the first embodiment.
Instead of 3, the control circuit 202 is provided with a sin (2θ) table 19, and the rest is the same as the first embodiment. In this embodiment, the phase angle calculating means 17
Is α / 2−π / 4 [rad]
Becomes In this embodiment, * the inverter phase output voltage command v R, v S *, v T * We chose the secondary harmonics as the even harmonics of the inverter fundamental frequency to be added to are as follows.

【0069】第1実施例に関連して述べたように、2次
調波はインバータ線間電圧に現われる。しかるに、線間
電圧に2次調波が現われても問題とならないような用途
(例えばただ単にファンが回転すれば良いといったよう
な用途)であれば、本発明を適用しても何ら支障がない
と言える。しかも、数式6から明らかなように、2次調
波を用いれば直流成分A0'の大きさが偶数次調波の中で
最も大きいので、中性点電位の変動抑制効果も最も大き
くなるためである。
As described in connection with the first embodiment, the second harmonic appears in the inverter line voltage. However, if the application does not cause a problem even if a second harmonic appears in the line voltage (for example, an application in which a fan simply rotates), there is no problem even if the present invention is applied. It can be said. Moreover, as is apparent from Equation 6, when the second harmonic is used, the magnitude of the DC component A 0 ′ is the largest among the even harmonics, so that the fluctuation suppression effect of the neutral point potential is also the largest. It is.

【0070】図5、図6はそれぞれ第1発明の第5、第
6実施例を示しており、前記第2、第3実施例において
sin(6θ)テーブル13の代わりにsin(2θ)テーブル1
9を用いるものである。これらの実施例においても、第
2、第3実施例並びに第4実施例と同様の効果を得るこ
とができる。
FIGS. 5 and 6 show the fifth and sixth embodiments of the first invention, respectively. In the second and third embodiments, FIGS.
sin (2θ) table 1 instead of sin (6θ) table 13
9 is used. In these embodiments, the same effects as in the second, third, and fourth embodiments can be obtained.

【0071】次に、図7は第2発明の第1実施例を示し
ている。図7において、制御回路203内の加算器1
1、調節器12、切替スイッチ26、乗算器14R,1
S,14T及びsin(6θ)テーブル13は第1のバラン
ス制御手段を構成しており、このバランス制御手段は、
実質的に図1の実施例において位相差α=0の場合に相
当している。図7の実施例は、上記第1のバランス制御
手段と以下に述べる第2のバランス制御手段とを力率角
に応じ使い分けてコンデンサ電圧を平衡化しようとする
ものである。
Next, FIG. 7 shows a first embodiment of the second invention. In FIG. 7, the adder 1 in the control circuit 203
1, controller 12, changeover switch 26, multiplier 14 R , 1
The 4 S , 14 T and sin (6θ) tables 13 constitute first balance control means, and this balance control means
This substantially corresponds to the case where the phase difference α = 0 in the embodiment of FIG. In the embodiment shown in FIG. 7, the first balance control means and the second balance control means described below are selectively used in accordance with the power factor angle to balance the capacitor voltage.

【0072】第2のバランス制御手段の構成は次のとお
りである。すなわち、このバランス制御手段は、二つの
直流入力コンデンサ電圧ED1,ED2が図示の極性で入力
される加算器20と、その出力である偏差S3が入力さ
れるP調節器、PI調節器等の調節器21と、その出力
側の切替スイッチ22と、調節器21の出力信号S4
極性を切り替える極性反転器23と、その出力側の切替
スイッチ24とを備えている。そして、インバータの出
力相電圧eRI,eSI,eTI及び出力電流iRI,iSI,i
TIが入力される力率角演算手段25により駆動/制動信
号A及びバランス制御手段切替信号Bが生成され、駆動
/制動信号Aによって切替スイッチ24が、また、バラ
ンス制御手段切替信号Bによって切替スイッチ22,2
6が連動して切り替えられるようになっている。
The structure of the second balance control means is as follows. That is, the balance control means includes an adder 20 to which two DC input capacitor voltages E D1 and E D2 are input with the polarity shown in the figure, a P adjuster to which a deviation S 3 as an output thereof is input, and a PI adjuster. And the like, a switch 22 on the output side thereof, a polarity inverter 23 for switching the polarity of the output signal S 4 of the controller 21, and a switch 24 on the output side. The inverter output phase voltages e RI , e SI , e TI and the output currents i RI , i SI , i
The drive / brake signal A and the balance control means switching signal B are generated by the power factor angle calculation means 25 to which TI is input. 22,2
6 can be switched in conjunction with each other.

【0073】第2のバランス制御手段では、コンデンサ
電圧ED1,ED2の偏差S3を求め、調節器21により適
当な調節演算を行って出力信号S4を得る。一方、力率
角演算手段25の出力である駆動/制動信号Aにより切
替スイッチ24を切り替えることにより、出力信号S4
の極性を切り替えることができ、ここでは、駆動モード
では出力信号S4の極性をそのままにして出力させ(S5
=S4)、また、制動モードでは出力信号S4の極性を極
性反転器23を介し反転して出力させる(S5=−S4
ように切替スイッチ24を制御する。なお、出力信号S
5は、前記数式4における直流成分dに相当する。
In the second balance control means, a deviation S 3 between the capacitor voltages E D1 and E D2 is obtained, and an appropriate adjustment operation is performed by the controller 21 to obtain an output signal S 4 . On the other hand, by switching the changeover switch 24 with the drive / brake signal A output from the power factor angle calculating means 25, the output signal S 4
Can switch the polarity of the, here, as it is to thereby output the polarity of the output signal S 4 in the drive mode (S 5
= S 4 ) In the braking mode, the polarity of the output signal S 4 is inverted via the polarity inverter 23 and output (S 5 = −S 4 ).
Switch 24 is controlled as described above. The output signal S
5 corresponds to the direct-current component d in the above mathematical expression 4.

【0074】こうして得た出力信号S5を加算器15R
15S,15Tにより各相出力電圧指令vR *,vS *,vT *
加算し、これらを新たな電圧指令vR **,vS **,vT **
する。 ここで、駆動時、制動時それぞれの場合におけ
る、各信号と中性点電流の直流成分A0'及びコンデンサ
電圧の関係を以下の表1及び表2に示す。なお、表1は
駆動時、表2は制動時のものである。これらの表から、
駆動時、制動時共にコンデンサ電圧ED1,ED2の変動を
抑制するように直流成分A0'が流れることがわかる。
The output signal S 5 thus obtained is added to the adder 15 R ,
15 S, 15 T phase output voltage command by v R *, v S *, added to v T *, these new voltage command v R **, v S **, and v T **. Tables 1 and 2 below show the relationship between each signal, the DC component A 0 ′ of the neutral point current, and the capacitor voltage during driving and braking. In addition, Table 1 is for driving and Table 2 is for braking. From these tables,
Driving time, it can be seen that the flow DC component A 0 'so as to suppress the fluctuation in braking both capacitor voltage E D1, E D2.

【0075】[0075]

【表1】 [Table 1]

【0076】[0076]

【表2】 [Table 2]

【0077】上記第1及び第2のバランス制御手段は、
バランス制御手段切替信号Bによる切替スイッチ22,
26の切り替えによって何れか一方が選択される。切替
信号Bは、例えば演算した力率角φがφ≦π/4または
φ≧(3/4)πの範囲にあるときは切替スイッチ22
により出力信号S4(S5)を各相出力電圧指令vR *,vS
*,vT *に加算し、切替スイッチ26により出力信号S2
を0とする。つまり、第2のバランス制御手段を使用す
る。
The first and second balance control means include:
The changeover switch 22 by the balance control means changeover signal B,
Either one is selected by switching 26. The switching signal B is, for example, the switch 22 when the calculated power factor angle φ is in the range of φ ≦ π / 4 or φ ≧ (3/4) π.
The output signal S 4 (S 5 ) is output from each phase output voltage command v R * , v S
* , v T * and the output signal S 2
Is set to 0. That is, the second balance control means is used.

【0078】また、演算した力率角φがπ/4≦φ≦
(3/4)πの範囲にあるときは切替スイッチ22によ
り出力信号S4(S5)を0とし、切替スイッチ26によ
り出力信号S2を各相出力電圧指令vR *,vS *,vT *に加
算する。つまり、第1のバランス制御手段を使用する。
なお、力率角演算手段25における力率角φの演算方法
は、図1における演算手段16での演算方法と同じで良
い。
When the calculated power factor angle φ is π / 4 ≦ φ ≦
(3/4) output signal by the changeover switch 22 when it is in the range of [pi S 4 a (S 5) is 0, the phase output voltage command output signal S 2 by the changeover switch 26 v R *, v S * , Add to v T * . That is, the first balance control means is used.
The method of calculating the power factor angle φ by the power factor angle calculating means 25 may be the same as the method of calculating by the calculating means 16 in FIG.

【0079】上述のように、この実施例ではインバータ
の出力力率に応じて直流成分または偶数次調波成分を各
相出力電圧指令に加算するものであり、これによってコ
ンデンサ電圧の変動を抑制する任意極性の中性点電流の
直流成分A0'を流すことが可能になる。
As described above, in this embodiment, a DC component or an even-order harmonic component is added to each phase output voltage command in accordance with the output power factor of the inverter, thereby suppressing the fluctuation of the capacitor voltage. A DC component A 0 ′ of a neutral point current of an arbitrary polarity can flow.

【0080】図8は第2発明の第2実施例を示してい
る。この実施例は、第1実施例における一方のコンデン
サ電圧ED1を用いず、一定値であるEDC/2をED1の代
わりに加算器11,20の一方の入力としたものであ
り、その他については第1実施例と同様である。この実
施例によれば、電圧検出器の一方を省略できる利点があ
る。図9は第2発明の第3実施例を示している。この実
施例は、第1実施例における他方のコンデンサ電圧ED2
を用いず、一定値であるEDC/2をED2の代わりに加算
器11,20の一方の入力としたものであり、その他に
ついては第1実施例と同様である。
FIG. 8 shows a second embodiment of the second invention. In this embodiment, one capacitor voltage E D1 in the first embodiment is not used, and a fixed value E DC / 2 is used as one input of the adders 11 and 20 instead of E D1. Is the same as in the first embodiment. According to this embodiment, there is an advantage that one of the voltage detectors can be omitted. FIG. 9 shows a third embodiment of the second invention. This embodiment is different from the first embodiment in that the other capacitor voltage E D2
Is not used, and a fixed value E DC / 2 is used as one input of the adders 11 and 20 in place of E D2 , and the other is the same as the first embodiment.

【0081】図10、図11、図12はそれぞれ第2発
明の第4、第5、第6実施例を示しており、第1、第
2、第3実施例におけるsin(6θ)テーブル13の代わ
りに、制御回路204内にsin(2θ)テーブル19を備
えたもので、その他については第1、第2、第3実施例
とそれぞれ同様である。
FIGS. 10, 11 and 12 show the fourth, fifth and sixth embodiments of the second invention, respectively. The sin (6θ) table 13 in the first, second and third embodiments is shown in FIGS. Instead, a sin (2θ) table 19 is provided in the control circuit 204, and the rest is the same as the first, second, and third embodiments.

【0082】次いで、図13は第3発明の第1実施例を
示している。この実施例は、3レベルインバータの中性
点電流iNの極性に応じた極性で偶数次調波を出力電圧
指令に加算することにより、コンデンサ電圧の変動を抑
制する方向に中性点電流の直流成分A0'を流すようにし
たものである。図13において、中性点電流iNは制御
回路205内の極性反転器27に入力されて出力信号S
1が得られる。この信号S1を入力とする調節器12によ
り適当な調節演算が行われ、出力信号S2となる。この
出力信号S2とsin(6θ)テーブル13の出力信号とがそ
れぞれ乗算され、その結果がもとの出力電圧指令vR *,
S *,vT *に加算されて最終的な出力電圧指令vR **,vS
**,vT **が得られる。なお、偶数次調波として6次調波
とした理由は先に述べたとおりである。
Next, FIG. 13 shows a first embodiment of the third invention. This embodiment adds the even-order harmonic to the output voltage command with a polarity corresponding to the polarity of the neutral point current i N of the three-level inverter, thereby suppressing the change in the capacitor voltage in the direction to suppress the fluctuation of the capacitor voltage. The DC component A 0 ′ flows. In FIG. 13, a neutral point current i N is input to a polarity inverter 27 in a control circuit 205 and output signal S
1 is obtained. The controller 12 which receives the signals S 1 suitable regulatory calculation is performed, it becomes the output signal S 2. This output signal S 2 is multiplied by the output signal of the sin (6θ) table 13, and the result is multiplied by the original output voltage command v R * ,
v S * , v T * and added to the final output voltage command v R ** , v S
**, v T ** can be obtained. The reason why the sixth harmonic is used as the even harmonic is as described above.

【0083】この実施例において、中性点電流iNの極
性が正の場合、信号S1,S2の極性は負となり、インバ
ータの出力電圧指令と偶数次調波との位相差αはπ/6
〔rad〕となる。従って、中性点電流の直流成分A0'
は−sinφに比例し、その極性は負となる。また、中性
点電流iNの極性が負の場合、信号S1,S2の極性は正
となり、インバータの出力電圧指令と偶数次調波との位
相差αは0となる。従って、中性点電流の直流成分A0'
はsinφに比例し、その極性は正となる。これにより、
直流入力コンデンサの電圧変動を抑制する方向に直流成
分A0'が流れる。
In this embodiment, when the polarity of the neutral point current i N is positive, the polarities of the signals S 1 and S 2 become negative, and the phase difference α between the output voltage command of the inverter and the even harmonic is π. / 6
[Rad]. Therefore, the DC component A 0 ′ of the neutral point current
Is proportional to −sin φ, and its polarity is negative. When the polarity of the neutral point current i N is negative, the polarities of the signals S 1 and S 2 are positive, and the phase difference α between the output voltage command of the inverter and the even harmonic is zero. Therefore, the DC component A 0 ′ of the neutral point current
Is proportional to sinφ, and its polarity is positive. This allows
The DC component A 0 ′ flows in a direction to suppress the voltage fluctuation of the DC input capacitor.

【0084】図14は第3発明の第2実施例であり、第
1実施例におけるsin(6θ)テーブル13をsin(2θ)テ
ーブル19に変えた点以外は第1実施例と同様である。
偶数次調波を2次調波とした理由は前述のとおりであ
る。なお、図中、206は制御回路を示す。
FIG. 14 shows a second embodiment of the third invention, which is the same as the first embodiment except that the sin (6θ) table 13 in the first embodiment is changed to a sin (2θ) table 19.
The reason why the even-order harmonic is the second-order harmonic is as described above. In the figure, reference numeral 206 denotes a control circuit.

【0085】次に、図15は第4発明の第1実施例であ
り、図1の実施例においてコンデンサ電圧ED1,ED2
検出する代わりに中性点電流iNを検出し、制御回路2
07内の極性反転器27によりその極性を反転したもの
を信号S1としている。また、図16は第4発明の第2
実施例であり、第1実施例におけるsin(6θ)テーブル
13をsin(2θ)テーブル19に変えた点以外は第1実
施例と同様である。図中、208は制御回路を示す。な
お、これらの実施例の動作は基本的に第1発明の実施例
等と同一であるため、説明を省略する。
Next, FIG. 15 shows a first embodiment of the fourth invention. In the embodiment of FIG. 1, instead of detecting the capacitor voltages E D1 and E D2 , a neutral point current i N is detected and a control circuit 2
The signal S 1 is obtained by inverting the polarity by the polarity inverter 27 in 07. FIG. 16 shows the second aspect of the fourth invention.
This is an embodiment, and is the same as the first embodiment except that the sin (6θ) table 13 in the first embodiment is changed to a sin (2θ) table 19. In the figure, reference numeral 208 denotes a control circuit. Note that the operation of these embodiments is basically the same as the embodiment of the first invention and the like, and a description thereof will be omitted.

【0086】図17は第5発明の第1実施例であり、図
7の実施例においてコンデンサ電圧ED1,ED2を検出す
る代わりに中性点電流iNを検出し、制御回路209内
の極性反転器27,28によりその極性を反転したもの
を信号S1,S3とするものである。また、図18は第5
発明の第2実施例であり、第1実施例におけるsin(6
θ)テーブル13をsin(2θ)テーブル19に変えた点以
外は第1実施例と同様である。図中、210は制御回路
を示す。なお、これらの実施例についてもその動作は基
本的に第2発明の実施例等と同一であるため、説明を省
略する。
FIG. 17 shows a first embodiment of the fifth invention. In the embodiment of FIG. 7, instead of detecting the capacitor voltages E D1 and E D2 , a neutral point current i N is detected. Signals whose polarities are inverted by the polarity inverters 27 and 28 are used as signals S 1 and S 3 . FIG.
This is a second embodiment of the present invention, wherein sin (6) in the first embodiment is used.
θ) table 13 is replaced with a sin (2θ) table 19, except that it is the same as in the first embodiment. In the figure, reference numeral 210 denotes a control circuit. The operation of these embodiments is basically the same as the embodiment of the second invention and the like, and the description thereof will be omitted.

【0087】[0087]

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、完全
無負荷時や軽負荷時にもコンデンサ電圧の不平衡を有効
に抑制して回路素子への過大な電圧印加を防止すること
ができる。また、コンデンサ電圧の平衡化制御にあた
り、力率=0付近での制御極性の切り換えをなくしたこ
とにより、従来のようにコンデンサ電圧の不平衡をかえ
って助長するような不都合もない。
As described above, according to the present invention, it is possible to effectively suppress the imbalance of the capacitor voltage even at the time of complete no-load or light load, and to prevent application of an excessive voltage to the circuit element. . In addition, since the control polarity is not switched near the power factor = 0 in the capacitor voltage balancing control, there is no disadvantage that the capacitor voltage is unbalanced and promoted as in the related art.

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

【図1】第1発明の第1実施例を示すブロック図であ
る。
FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the first invention.

【図2】第1発明の第2実施例を示すブロック図であ
る。
FIG. 2 is a block diagram showing a second embodiment of the first invention.

【図3】第1発明の第3実施例を示すブロック図であ
る。
FIG. 3 is a block diagram showing a third embodiment of the first invention.

【図4】第1発明の第4実施例を示すブロック図であ
る。
FIG. 4 is a block diagram showing a fourth embodiment of the first invention.

【図5】第1発明の第5実施例を示すブロック図であ
る。
FIG. 5 is a block diagram showing a fifth embodiment of the first invention.

【図6】第1発明の第6実施例を示すブロック図であ
る。
FIG. 6 is a block diagram showing a sixth embodiment of the first invention.

【図7】第2発明の第1実施例を示すブロック図であ
る。
FIG. 7 is a block diagram showing a first embodiment of the second invention.

【図8】第2発明の第2実施例を示すブロック図であ
る。
FIG. 8 is a block diagram showing a second embodiment of the second invention.

【図9】第2発明の第3実施例を示すブロック図であ
る。
FIG. 9 is a block diagram showing a third embodiment of the second invention.

【図10】第2発明の第4実施例を示すブロック図であ
る。
FIG. 10 is a block diagram showing a fourth embodiment of the second invention.

【図11】第2発明の第5実施例を示すブロック図であ
る。
FIG. 11 is a block diagram showing a fifth embodiment of the second invention.

【図12】第2発明の第6実施例を示すブロック図であ
る。
FIG. 12 is a block diagram showing a sixth embodiment of the second invention.

【図13】第3発明の第1実施例を示すブロック図であ
る。
FIG. 13 is a block diagram showing a first embodiment of the third invention.

【図14】第3発明の第2実施例を示すブロック図であ
る。
FIG. 14 is a block diagram showing a second embodiment of the third invention.

【図15】第4発明の第1実施例を示すブロック図であ
る。
FIG. 15 is a block diagram showing a first embodiment of the fourth invention.

【図16】第4発明の第2実施例を示すブロック図であ
る。
FIG. 16 is a block diagram showing a second embodiment of the fourth invention.

【図17】第5発明の第1実施例を示すブロック図であ
る。
FIG. 17 is a block diagram showing a first embodiment of the fifth invention.

【図18】第5発明の第2実施例を示すブロック図であ
る。
FIG. 18 is a block diagram showing a second embodiment of the fifth invention.

【図19】本発明の解析に用いたPWMの説明図であ
る。
FIG. 19 is an explanatory diagram of PWM used for analysis of the present invention.

【図20】第3発明における電圧指令と偶数次調波との
位相差を示す図である。
FIG. 20 is a diagram showing a phase difference between a voltage command and an even harmonic in the third invention.

【図21】第1及び第4発明における中性点電流の直流
成分を示す図である。
FIG. 21 is a diagram showing a DC component of a neutral point current in the first and fourth inventions.

【図22】第2及び第5発明における中性点電流の直流
成分を示す図である。
FIG. 22 is a diagram showing a DC component of a neutral point current in the second and fifth inventions.

【図23】3レベルインバータの基本回路図である。FIG. 23 is a basic circuit diagram of a three-level inverter.

【図24】従来技術としてのコンデンサ電圧平衡化制御
回路を示す図である。
FIG. 24 is a diagram showing a capacitor voltage balancing control circuit as a conventional technique.

【図25】図24の制御回路により制御される3レベル
インバータの回路図である。
FIG. 25 is a circuit diagram of a three-level inverter controlled by the control circuit of FIG. 24;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11,15R,15S,15T,18R,18S,18T,2
0 加算器 14R,14S,14T 乗算器 12,21 調節器 13 sin(6θ)テーブル 16,25 力率角演算手段 17 位相角演算手段 19 sin(2θ)テーブル 22,24,26 切替スイッチ 23,27,28 極性反転器 201,202,203,204,205,206,2
07,208,209, 210 制御回路
11,15 R, 15 S, 15 T , 18 R, 18 S, 18 T, 2
0 Adder 14 R , 14 S , 14 T Multiplier 12, 21 Controller 13 sin (6θ) table 16, 25 Power factor angle calculating means 17 Phase angle calculating means 19 sin (2θ) table 22, 24, 26 Switch 23, 27, 28 Polarity inverters 201, 202, 203, 204, 205, 206, 2
07, 208, 209, 210 Control circuit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02M 7/515 H02M 7/48 H02M 7/5387 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H02M 7/515 H02M 7/48 H02M 7/5387

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 直流電源両端の正電位点及び負電位点と
これらの間の中性点との間に接続された直流入力コンデ
ンサを有する直流電源回路を備え、第1ないし第4の半
導体スイッチング素子からなる3つの直列回路の両端が
前記正電位点及び負電位点にそれぞれ接続されると共
に、第2及び第3の半導体スイッチング素子の相互接続
点がインバータ出力端子にそれぞれ接続され、第1及び
第2の半導体スイッチング素子の相互接続点と前記中性
点との間に第1の結合ダイオードがそれぞれ接続され、
かつ、第3及び第4の半導体スイッチング素子の相互接
続点と前記中性点との間に第2の結合ダイオードがそれ
ぞれ接続されてなる3レベルインバータにおいて、 インバータの出力力率に応じて、インバータの各相出力
電圧指令とインバータ基本周波数の偶数次調波との位相
差を変化させる手段と、 前記位相差を用いてインバータ基本周波数の偶数次調波
を発生させる手段と、 この手段により発生させた偶数次調波を前記中性点の電
位変動に応じた大きさでインバータの各相出力電圧指令
に加算する 手段と、 を備えたことを特徴とする3レベルインバータの制御回
路。
A first semiconductor switching device comprising a DC power supply circuit having a DC input capacitor connected between a positive potential point and a negative potential point at both ends of the DC power supply and a neutral point therebetween; Both ends of three series circuits composed of elements are connected to the positive potential point and the negative potential point, respectively, and the interconnection points of the second and third semiconductor switching elements are connected to the inverter output terminals, respectively. First coupling diodes are respectively connected between the interconnection point of the second semiconductor switching element and the neutral point,
And a three-level inverter in which a second coupling diode is connected between the interconnection point of the third and fourth semiconductor switching elements and the neutral point, respectively, wherein the inverter according to the output power factor of the inverter Output of each phase
Phase between voltage command and even harmonics of inverter fundamental frequency
Means for changing the difference, and an even harmonic of an inverter fundamental frequency using the phase difference.
And an even harmonic generated by this means is supplied to the neutral point.
Output voltage command for each phase of inverter with magnitude corresponding to phase fluctuation
Control circuit of three-level inverter, characterized by comprising, a means for adding to.
【請求項2】 直流電源両端の正電位点及び負電位点と
これらの間の中性点との間に接続された直流入力コンデ
ンサを有する直流電源回路を備え、第1ないし第4の半
導体スイッチング素子からなる3つの直列回路の両端が
前記正電位点及び負電位点にそれぞれ接続されると共
に、第2及び第3の半導体スイッチング素子の相互接続
点がインバータ出力端子にそれぞれ接続され、第1及び
第2の半導体スイッチング素子の相互接続点と前記中性
点との間に第1の結合ダイオードがそれぞれ接続され、
かつ、第3及び第4の半導体スイッチング素子の相互接
続点と前記中性点との間に第2の結合ダイオードがそれ
ぞれ接続されてなる3レベルインバータにおいて、 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
の偶数次調波を加算する第1のバランス制御手段と、 前記中性点の電位変動に基づいて前記偶数次調波の大き
さを決定する手段と、 インバータの各相出力電圧指令に直流成分を加算する第
2のバランス制御手段と、 前記中性点の電位変動に基づいて前記直流成分の大きさ
を決定する手段と、 インバータの出力力率に応じて第1または第2のバラン
ス制御手段の何れか一方を選択して動作させる手段と、 を備えたことを特徴とする3レベルインバータの制御回
路。
2. A first to fourth semiconductor switching device comprising a DC power supply circuit having a DC input capacitor connected between a positive potential point and a negative potential point at both ends of a DC power supply and a neutral point therebetween. Both ends of three series circuits composed of elements are connected to the positive potential point and the negative potential point, respectively, and the interconnection points of the second and third semiconductor switching elements are connected to the inverter output terminals, respectively. First coupling diodes are respectively connected between the interconnection point of the second semiconductor switching element and the neutral point,
In addition, in a three-level inverter in which a second coupling diode is connected between the interconnection point of the third and fourth semiconductor switching elements and the neutral point, an inverter basic voltage is applied to each phase output voltage command of the inverter. First balance control means for adding even-order harmonics of frequency; means for determining the magnitude of the even-order harmonics based on the potential change at the neutral point; and DC for each phase output voltage command of the inverter. Second balance control means for adding a component, means for determining the magnitude of the DC component based on the potential change at the neutral point, and first or second balance control according to the output power factor of the inverter. control circuit of three-level inverter, characterized in that it comprises means for Ru is operated by selecting either one, the means.
【請求項3】 直流電源両端の正電位点及び負電位点と
これらの間の中性点との間に接続された直流入力コンデ
ンサを有する直流電源回路を備え、第1ないし第4の半
導体スイッチング素子からなる3つの直列回路の両端が
前記正電位点及び負電位点にそれぞれ接続されると共
に、第2及び第3の半導体スイッチング素子の相互接続
点がインバータ出力端子にそれぞれ接続され、第1及び
第2の半導体スイッチング素子の相互接続点と前記中性
点との間に第1の結合ダイオードがそれぞれ接続され、
かつ、第3及び第4の半導体スイッチング素子の相互接
続点と前記中性点との間に第2の結合ダイオードがそれ
ぞれ接続されてなる3レベルインバータにおいて、 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
の偶数次調波を加算する手段と、 前記中性点を流れる電流の極性に基づいて前記偶数次調
波の大きさを決定する手段と、 を備えたことを特徴とする3レベルインバータの制御回
路。
3. A first to fourth semiconductor switching device comprising a DC power supply circuit having a DC input capacitor connected between a positive potential point and a negative potential point at both ends of the DC power supply and a neutral point therebetween. Both ends of three series circuits composed of elements are connected to the positive potential point and the negative potential point, respectively, and the interconnection points of the second and third semiconductor switching elements are connected to the inverter output terminals, respectively. First coupling diodes are respectively connected between the interconnection point of the second semiconductor switching element and the neutral point,
In addition, in a three-level inverter in which a second coupling diode is connected between the interconnection point of the third and fourth semiconductor switching elements and the neutral point, an inverter basic voltage is applied to each phase output voltage command of the inverter. Means for adding even-order harmonics of frequency, and means for determining the magnitude of the even-order harmonics based on the polarity of the current flowing through the neutral point. Control circuit.
【請求項4】 直流電源両端の正電位点及び負電位点と
これらの間の中性点との間に接続された直流入力コンデ
ンサを有する直流電源回路を備え、第1ないし第4の半
導体スイッチング素子からなる3つの直列回路の両端が
前記正電位点及び負電位点にそれぞれ接続されると共
に、第2及び第3の半導体スイッチング素子の相互接続
点がインバータ出力端子にそれぞれ接続され、第1及び
第2の半導体スイッチング素子の相互接続点と前記中性
点との間に第1の結合ダイオードがそれぞれ接続され、
かつ、第3及び第4の半導体スイッチング素子の相互接
続点と前記中性点との間に第2の結合ダイオードがそれ
ぞれ接続されてなる3レベルインバータにおいて、 インバータの出力力率に応じて、インバータの各相出力
電圧指令とインバータ 基本周波数の偶数次調波との位相
差を変化させる手段と、 前記位相差を用いてインバータ基本周波数の偶数次調波
を発生させる手段と、 この手段により発生させた偶数次調波を前記中性点を流
れる電流の極性に応じた大きさでインバータの各相出力
電圧指令に加算する 手段と、 を備えたことを特徴とする3レベルインバータの制御回
路。
4. A first to fourth semiconductor switching device comprising a DC power supply circuit having a DC input capacitor connected between a positive potential point and a negative potential point at both ends of a DC power supply and a neutral point therebetween. Both ends of three series circuits composed of elements are connected to the positive potential point and the negative potential point, respectively, and the interconnection points of the second and third semiconductor switching elements are connected to the inverter output terminals, respectively. First coupling diodes are respectively connected between the interconnection point of the second semiconductor switching element and the neutral point,
And a three-level inverter in which a second coupling diode is connected between the interconnection point of the third and fourth semiconductor switching elements and the neutral point, respectively, wherein the inverter according to the output power factor of the inverter Output of each phase
Phase between voltage command and even harmonics of inverter fundamental frequency
Means for changing the difference, and an even harmonic of an inverter fundamental frequency using the phase difference.
And an even harmonic generated by this means flows through the neutral point.
Output of each phase of the inverter with the magnitude corresponding to the polarity of the current
Means for adding to a voltage command, a control circuit for a three-level inverter.
【請求項5】 直流電源両端の正電位点及び負電位点と
これらの間の中性点との間に接続された直流入力コンデ
ンサを有する直流電源回路を備え、第1ないし第4の半
導体スイッチング素子からなる3つの直列回路の両端が
前記正電位点及び負電位点にそれぞれ接続されると共
に、第2及び第3の半導体スイッチング素子の相互接続
点がインバータ出力端子にそれぞれ接続され、第1及び
第2の半導体スイッチング素子の相互接続点と前記中性
点との間に第1の結合ダイオードがそれぞれ接続され、
かつ、第3及び第4の半導体スイッチング素子の相互接
続点と前記中性点との間に第2の結合ダイオードがそれ
ぞれ接続されてなる3レベルインバータにおいて、 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
の偶数次調波を加算する第1のバランス制御手段と、 前記中性点を流れる電流の極性に基づいて前記偶数次調
波の大きさを決定する手段と、 インバータの各相出力電圧指令に直流成分を加算する第
2のバランス制御手段と、 前記中性点を流れる電流の極性に基づいて前記直流成分
の大きさを決定する手段と、 インバータの出力力率に応じて第1または第2のバラン
ス制御手段の何れか一方を選択して動作させる手段と、 を備えたことを特徴とする3レベルインバータの制御回
路。
5. A first to fourth semiconductor switching device comprising a DC power supply circuit having a DC input capacitor connected between a positive potential point and a negative potential point at both ends of a DC power supply and a neutral point therebetween. Both ends of three series circuits composed of elements are connected to the positive potential point and the negative potential point, respectively, and the interconnection points of the second and third semiconductor switching elements are connected to the inverter output terminals, respectively. First coupling diodes are respectively connected between the interconnection point of the second semiconductor switching element and the neutral point,
In addition, in a three-level inverter in which a second coupling diode is connected between the interconnection point of the third and fourth semiconductor switching elements and the neutral point, an inverter basic voltage is applied to each phase output voltage command of the inverter. First balance control means for adding even-order harmonics of frequency; means for determining the magnitude of the even-order harmonics based on the polarity of the current flowing through the neutral point; and each phase output voltage command of the inverter. A balance control means for adding a DC component to the current , a means for determining the magnitude of the DC component based on the polarity of the current flowing through the neutral point, control circuit of three-level inverter, characterized by comprising, a means for Ru is operated by selecting either one of the two balance control unit.
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