JPH044756A - Controller of pwm inverter - Google Patents

Controller of pwm inverter

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JPH044756A
JPH044756A JP2100366A JP10036690A JPH044756A JP H044756 A JPH044756 A JP H044756A JP 2100366 A JP2100366 A JP 2100366A JP 10036690 A JP10036690 A JP 10036690A JP H044756 A JPH044756 A JP H044756A
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Abstract

PURPOSE:To eliminate a pilot reactor and to correct the shifted magnetization of an instantaneous output transformer by providing a pulse width modulation control circuit giving the gate signal of a power converter on the basis of the sum of respective output signals from a primary current control means and a load current control means. CONSTITUTION:A current detector CTL detects a load current IL and inputs the current to a comparator C1. The comparator C1 compares a current detection value IL and a load current command value I1* and amplifies the deviation by a current control compensating circuit GL (S) into a PWM control input signal ei via adders A1, A2. Also, a current detector CT1 detects the primary current I1 of a transformer TR and compares the detected value with a primary current command value I1* by a comparator C2. The deviation is amplified by a current control compensating circuit G1 (S) and inputted to a pulse width modulation control circuit PWM. Thus, the load current IL and the primary current I1 of the output transformer are always controlled to appropriate values so that the biased magnetization of the transformer can be prevented.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明は出力トランスを介して交流負荷に可変電圧可変
周波数の電力を供給する電圧形PWMインバータの制御
装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to a control device for a voltage source PWM inverter that supplies variable voltage variable frequency power to an AC load via an output transformer.

(従来の技術) 近年、大容量の自己消弧素子(例えばゲートターンオフ
サイリスタ等)の開発が盛んに行なわれ、インバータ等
の電力変換装置に用いられるようになってきた。特に、
パルス幅変調制御(PWM制御)インバータは、直流を
可変電圧可変周波数の交流に変換することができ、誘導
電動機や同期電動機等の駆動電源として盛んに用いられ
るようになってきた。
(Prior Art) In recent years, large-capacity self-extinguishing elements (eg, gate turn-off thyristors, etc.) have been actively developed and are being used in power conversion devices such as inverters. especially,
Pulse width modulation control (PWM control) inverters are capable of converting direct current into alternating current with variable voltage and variable frequency, and have come to be widely used as driving power sources for induction motors, synchronous motors, and the like.

このPWMインバータは、交流電動機等の負荷側の大容
量化に伴い、高電圧、大電流のものが必要となり、出力
トランスによって変換器の交流側を絶縁し、複数台の変
換器を多重運転することが行なわれている。
This PWM inverter requires a high voltage and large current as the capacity of the load side of AC motors etc. increases, so the AC side of the converter is isolated by an output transformer and multiple converters are operated in parallel. things are being done.

第4図は、従来のPWM制御インバータ装置の構成を示
すもので、出力トランスを介して交流負荷に電力を供給
している。
FIG. 4 shows the configuration of a conventional PWM control inverter device, which supplies power to an AC load via an output transformer.

図中、Vdは直流電源、INVはPWM制御インバータ
、PLはパイロットリアクトル、TRは出力トランス、
LOADは交流負荷である。インバータINVは自己消
弧素子$1〜S4およびフリーホイリングダイオードD
、〜D4で構成されている。
In the figure, Vd is a DC power supply, INV is a PWM control inverter, PL is a pilot reactor, TR is an output transformer,
LOAD is an AC load. Inverter INV includes self-extinguishing elements $1 to S4 and freewheeling diode D
, ~D4.

また、制御回路として、電流検出器CT P L vC
TL、比較器C1,C,、加算器A1. A2、制御補
償回路GL(S)、Gp+−(S)、整流器り。、r 
DO2、サンプルホールド回路SH1,SH2およびパ
ルス幅変調制御回路P目が用意されている。
In addition, as a control circuit, a current detector CT P L vC
TL, comparators C1, C,, adder A1. A2, control compensation circuit GL (S), Gp+- (S), rectifier. , r
DO2, sample and hold circuits SH1 and SH2, and pulse width modulation control circuit P are prepared.

インバータINVは直流電圧VdtrPWM制御によっ
て可変電圧可変周波数の交流電力に変換するもので、出
力トランスTRを介して交流負荷LOADに電力を供給
している。
The inverter INV converts the DC voltage Vdtr into AC power of variable voltage and variable frequency through PWM control, and supplies power to the AC load LOAD via the output transformer TR.

負荷電流ILは次のようにして制御される。Load current IL is controlled as follows.

すなわち、電流検出器CTLにより負荷電流工。In other words, the load current is measured by the current detector CTL.

を検出し、比較器Cjに入力する。比較器C4では電流
指令値工L*と上記電流検出値■Lを比較し、その偏差
εL”IL’  ILを求める。当該偏差ε。
is detected and input to comparator Cj. The comparator C4 compares the current command value L* and the detected current value ■L, and calculates the deviation εL"IL' IL. The deviation ε.

は次の電流制御補償回路により増幅され、加算器A 1
.A 2を介して、PWM制御回路PWHに入力される
。PWM制御回路PldMは当該入力信号eiに比例し
た電圧V、を発生させるようにインバータINVをパル
ス幅変調制御する。
is amplified by the following current control compensation circuit, and adder A1
.. It is input to the PWM control circuit PWH via A2. The PWM control circuit PldM performs pulse width modulation control on the inverter INV so as to generate a voltage V proportional to the input signal ei.

■♂> I Lとなった場合、偏差εLは正の値となり
、インバータINVの出力電圧■1を増加させ、負荷電
流ILを増やし、IL≠IL*どなるように制御される
。逆に、I L*< I Lとなった場合、偏差ε。
When ■♂>IL, the deviation εL takes a positive value, increases the output voltage ■1 of the inverter INV, increases the load current IL, and is controlled so that IL≠IL*. Conversely, if I L*< I L, the deviation ε.

は負の値となり、インバータINVの出力電圧■ユを減
少させ、負荷電流ILを減らす。故に、やはり■L≠1
−となって落ちつく。電流指令値■己を正弦波状に変化
させれば、実電流工、もそれに追従して正弦波に制御さ
れる。
becomes a negative value, which reduces the output voltage of the inverter INV and reduces the load current IL. Therefore, ■L≠1 after all
- and calm down. If the current command value is changed in a sinusoidal manner, the actual current will also follow it and be controlled in a sinusoidal manner.

加算器A、に入力されるもう一つの信号■己は負荷LO
ADの逆起電力等を前向きに補償するもので、上記負荷
電流制御の応答を改善するために加えられる。
Another signal input to adder A, which is load LO
This is to compensate for the back electromotive force of the AD, etc., and is added to improve the response of the load current control.

出力トランスTRは、直流電源Vclと交流負荷LOA
Dを絶縁する目的で、あるいは、複数台のインバータを
多重運転するときにv1置される。通常、このトランス
の励磁電流はインバータINVの出力電圧に比例した電
圧を2次側に発生するように流れる。出力周波数と電圧
が比例するような負荷、あるいは、定電圧定周波数の負
荷ではこのトランスの励磁電流はほぼ一定値となる。
The output transformer TR connects the DC power supply Vcl and the AC load LOA.
V1 is placed for the purpose of insulating D or when multiple inverters are operated in parallel. Usually, the excitation current of this transformer flows so as to generate a voltage on the secondary side that is proportional to the output voltage of the inverter INV. In a load where the output frequency and voltage are proportional to each other, or a load with a constant voltage and constant frequency, the excitation current of this transformer is approximately a constant value.

しかし、実際には、制御回路のドリフトや素子のスイッ
チング特性のアンバランス等により、インバータ側から
若干の直流バイアスが出力トランスに印加されることが
ある。直流電圧のバイアスがトランスに印加された場合
、徐々にトランスTRが偏磁し、最終的に鉄心が飽和し
て過大な励磁電流がトランスTRに流れるようになり、
トランスTRを焼損するだけでなく、インバータINV
を構成する素子を過電流によって、破壊するおそれさえ
ある。
However, in reality, a slight DC bias may be applied to the output transformer from the inverter side due to drift in the control circuit or imbalance in the switching characteristics of the elements. When a DC voltage bias is applied to the transformer, the transformer TR will gradually become biased, and eventually the iron core will become saturated and an excessive excitation current will flow through the transformer TR.
Not only will the transformer TR burn out, but the inverter INV
There is even a risk that the elements constituting the device may be destroyed by overcurrent.

そこで、出力トランスと並列にパイロットリアクトルP
Lを接続し、このパイロットリアクトルPLの偏磁を監
視し、その偏磁量に応じてインバータINνの出力電圧
を補正してトランスTRの偏磁を防止している。
Therefore, a pilot reactor P is connected in parallel with the output transformer.
L is connected, the biased magnetization of this pilot reactor PL is monitored, and the output voltage of the inverter INν is corrected according to the amount of biased magnetism to prevent the biased magnetization of the transformer TR.

すなわち、まず、パイロットリアクトルPLに流れ込む
電流IPLを電流検出器CTPLによって検出する。こ
の電流検出値IPLを整流回路り。、およびDo2に入
力し、正側電流I PL’+ゝと負側電流I PL” 
に分離する。次のサンプルホールド回路SH0およびS
H2により上記正側電流IP%+1のピーク値IPL”
PE靜と負荷電流IPL’−ゝのピーク値I PL”’
PE^、を出力周波数の半サイクル毎にホールドしてお
く。さらに、比較器C7により上記正側電流ピーク値工
P♂+’ PEAKと負荷側電流ピーク値I PL”P
EAKを比較し、その偏差E PEAKI PL”PE
AK−I PL”PEAKを求める・当該偏差f PE
AKを次の制御補償回路GPL(S)で反転積分し、前
記トランスの偏磁を補正するための直流バイアス電圧△
vDcを加算器A2 を介してPWM制御回路PνHに
入力する。
That is, first, the current IPL flowing into the pilot reactor PL is detected by the current detector CTPL. This current detection value IPL is converted into a rectifier circuit. , and input into Do2, the positive side current I PL'+ゝ and the negative side current I PL'
Separate into Next sample and hold circuits SH0 and S
By H2, the peak value IPL of the above positive side current IP%+1
Peak value IPL'' of PE noise and load current IPL'-ゝ
PE^ is held every half cycle of the output frequency. Furthermore, the comparator C7 calculates the positive side current peak value P♂+' PEAK and the load side current peak value I PL''P.
Compare EAK and its deviation E PEAKI PL”PE
Find AK-I PL”PEAK/The relevant deviation f PE
AK is inverted and integrated by the next control compensation circuit GPL (S), and a DC bias voltage △ is used to correct the biased magnetization of the transformer.
vDc is input to the PWM control circuit PνH via the adder A2.

例えば、インバータINVを構成する素子のバラツキに
より、出力電圧に正側の直流バイアス△■B工^Sが印
加された場合、トランスTRおよびパイロットリアクト
ルPLは共に徐々に正側に偏磁して行く。その結果、サ
ンプルホールド回路SH1の出力I PL”’PIEA
KがSH,の出力I PL”PI!AKより大きくなっ
て偏差εPEAKは正の値となり、制御補償回路GPL
(S)で反転積分され、補償電圧△■Dcを負の値にす
る。故に、この補償電圧△Vocが前記直流バイアス電
圧△VBIASを打ち消すように働き、トランスTRお
よびパイロットリアクトルPLの偏磁を防止することが
できる。
For example, if a positive DC bias △■B engineering ^S is applied to the output voltage due to variations in the elements that make up the inverter INV, both the transformer TR and the pilot reactor PL will gradually become biased toward the positive side. . As a result, the output I PL"'PIEA of the sample hold circuit SH1
K becomes larger than the output IPL"PI!AK of SH, and the deviation εPEAK becomes a positive value, and the control compensation circuit GPL
(S) is inverted and integrated, making the compensation voltage Δ■Dc a negative value. Therefore, this compensation voltage ΔVoc acts to cancel the DC bias voltage ΔVBIAS, and can prevent biased magnetization of the transformer TR and pilot reactor PL.

上記従来のPWMインバータ装置は、出方トランス付イ
ンバータの台数を増やすことにより、容量の増大を図る
ことができ、かつ、インバータを多重化パルス幅変調制
御することにより高瀾波の少ない正弦波出力が得られる
という特徴がある。
The above-mentioned conventional PWM inverter device can increase the capacity by increasing the number of inverters with output transformers, and by controlling the inverters with multiplexed pulse width modulation, a sine wave output with less high disturbance waves can be obtained. It has the characteristic of being

(発明が解決しようとする課題) しかし、この従来の電力変換装置は次のような問題点が
ある。
(Problems to be Solved by the Invention) However, this conventional power conversion device has the following problems.

すなわち、出力トランスTRの偏磁を検出するためにパ
イロットリアクトルPLを用いているが、偏磁が発生し
たとき、このパイロットリアクトルPLに流れ込む電流
IPLと出力トランスTRの励磁電流工0とが完全に比
例せず、どちらかが先に偏磁してしまうことがある。こ
のため、まだトランスTRが偏磁していないのに補償電
圧ΔVocを加えてしまったり、逆に、トランスTRの
偏磁が発生しているのにまだ補償電圧△■Dc登与える
ことができないという矛盾が発生する。このように、パ
イロットリアクトルPLの鉄心の飽和特性と出力トラン
スTRの鉄心の飽和特性を合わせることが難しく、適正
な偏磁防止制御ができない欠点があった。また、このパ
イロットリアクトルPLの容量は出力トランスTRの1
割程度の容量となり、装置全体に占める割合も大きく、
コストを上げる原因にもなっていた。
That is, a pilot reactor PL is used to detect biased magnetization of the output transformer TR, but when biased magnetization occurs, the current IPL flowing into the pilot reactor PL and the excitation current 0 of the output transformer TR are completely They are not proportional and one of them may become biased first. For this reason, the compensation voltage ΔVoc may be applied even though the transformer TR is not yet biased, or conversely, the compensation voltage △■Dc may not be applied even though the transformer TR is biased. A contradiction occurs. As described above, it is difficult to match the saturation characteristics of the iron core of the pilot reactor PL and the saturation characteristics of the iron core of the output transformer TR, and there is a drawback that proper anti-bias control cannot be performed. Also, the capacity of this pilot reactor PL is 1 of the output transformer TR.
It has a capacity of about 10%, and occupies a large proportion of the entire device.
It was also a cause of increased costs.

さらに、上記従来の偏磁防止制御は出力周波数の半サイ
クル毎に電流のピーク値をサンプルホールドしているた
め、当該出力周波数が低くなると、検出のための時間遅
れが長くなり、その間に偏磁が拡大し、トランスを焼損
したり、過電流によりインバータを構成する素子を破壊
させてしまうことがある。
Furthermore, in the conventional bias prevention control described above, the peak value of the current is sampled and held every half cycle of the output frequency, so when the output frequency becomes low, the time delay for detection becomes longer, and during that time, the peak value of the current is sampled and held. This may cause the transformer to burn out, or the elements that make up the inverter to be destroyed due to overcurrent.

本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたもので、従来
装置で用いていたパイロットリアクトルを省略し、かつ
、インバータの出力周波数の高低にかかわらず、瞬間瞬
時出力トランスの偏磁を補正できるようにしたPWMイ
ンバータの制御装置を提供することを目的とする。
The present invention was made in view of the above problems, and it is possible to omit the pilot reactor used in conventional devices, and to correct the biased magnetization of the instantaneous output transformer regardless of the high or low output frequency of the inverter. It is an object of the present invention to provide a control device for a PWM inverter.

〔発明の構成〕[Structure of the invention]

(111題を解決するための手段) 以上の目的を達成するために1本発明装置は、交流負荷
と、当該負荷に出力トランスを介して可変電圧可変周波
数の電力を供給するパルス幅変調制御(PWM)インバ
ータと、前記交流負荷に流れる電流を制御する手段と、
前記出力トランスの一次電流を制御する手段と、当該一
次電流制御および前記負荷電流制御手段からの各出力信
号の和に基づいて前記電力変換器のゲート信号を与える
パルス幅変調制御回路とを具備している。
(Means for Solving Problem 111) In order to achieve the above objects, the device of the present invention includes an AC load and a pulse width modulation control system that supplies variable voltage and variable frequency power to the load via an output transformer. PWM) inverter, and means for controlling the current flowing through the AC load;
The power converter includes means for controlling a primary current of the output transformer, and a pulse width modulation control circuit that provides a gate signal for the power converter based on the sum of each output signal from the primary current control and the load current control means. ing.

(作用) PWMインバータは、直流電力を可変電圧可変周波数(
VVVF)の交流電力に変換する。インバータと交流負
荷の間には出力トランスが設置される。
(Operation) A PWM inverter converts DC power into variable voltage variable frequency (
VVVF) AC power. An output transformer is installed between the inverter and the AC load.

まず、前記交流負荷に流れ込む負荷電流を検出し、当該
負荷電流を指令値に従って制御する。これはP’WMイ
ンバータの本来の役目である。一方、出力トランスの一
次電流を検出し、当該トランスから必要な電圧を発生す
るような励磁電流の指令値と上記負荷電流の指令値の和
をとって一次電流の指令値として与え、当該指令値と一
次電流検出値を瞬間瞬時比較しながら適正な値に制御す
る。
First, a load current flowing into the AC load is detected, and the load current is controlled according to a command value. This is the original role of the P'WM inverter. On the other hand, the primary current of the output transformer is detected, and the sum of the excitation current command value that generates the necessary voltage from the transformer and the load current command value is given as the primary current command value. The primary current detection value is instantaneously compared and controlled to an appropriate value.

このように、本発明装置では、負荷電流と出力トランス
の一次電流を常に適正な値に制御しているため、例え、
素子のアンバランス等により出力トランスに直流バイア
ス電圧が印加されても、直ちに補正制御され、トランス
の偏磁を防止できる。
In this way, in the device of the present invention, the load current and the primary current of the output transformer are always controlled to appropriate values, so even if
Even if a DC bias voltage is applied to the output transformer due to element imbalance, etc., correction control is immediately performed, and biased magnetization of the transformer can be prevented.

なお、負荷電流制御の信号と一次電流制御の信号が並列
にインバータに与えられるため、両制御系が干渉し合う
ことが懸念されるが、2つの制御系のうち、どちらか一
方の制御ゲインを小さくすることにより干渉をなくすこ
とができる。特に、出力トランスの偏磁は急激には進行
しないので。
Note that since the load current control signal and the primary current control signal are applied to the inverter in parallel, there is a concern that both control systems may interfere with each other. By making it smaller, interference can be eliminated. Especially since the output transformer's biased magnetism does not progress rapidly.

トランスの一次電流制御系のゲインを下げる方が現実的
である。
It is more realistic to lower the gain of the transformer's primary current control system.

このようにして、本発明装置は、パイロットリアクトル
を用いることなく出力トランスの偏磁を防止することが
でき、インバータの出方周波数の高低にかかわらず、ト
ランスの一次電流を適正な値に制御することが可能とな
り、信頼性の高いPWM制御インバータ装置を提供でき
る。
In this way, the device of the present invention can prevent biased magnetization of the output transformer without using a pilot reactor, and can control the primary current of the transformer to an appropriate value regardless of the high or low output frequency of the inverter. This makes it possible to provide a highly reliable PWM control inverter device.

(実施例) 第1図は、本発明のPWMインバータ装置の一実施例を
示す構成図である。
(Embodiment) FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of a PWM inverter device of the present invention.

図中、Vdは直流電圧源、INVはPWM制御インバー
タ、TRは出力トランス、LOADは交流負荷である。
In the figure, Vd is a DC voltage source, INV is a PWM control inverter, TR is an output transformer, and LOAD is an AC load.

インバータINVは自己消弧素子(例えば、ゲートタン
オフサイリスタ:GT○)81〜s4とフリーホイーリ
ングダイオードD工〜D4で構成されている。
The inverter INV is composed of self-extinguishing elements (for example, gate turn-off thyristors: GT○) 81 to s4 and freewheeling diodes D to D4.

また、制御回路として、電流検出器CTいCT1、比較
器C,,C2、電流制御補償回路G□(S)、GL(S
)、加算器A1.A、、およびパルス幅変調制御回路P
WMが用意されている。
In addition, as a control circuit, a current detector CT1, comparators C, C2, current control compensation circuits G□(S), GL(S
), adder A1. A, and pulse width modulation control circuit P
WM is available.

以下説明を簡単にするため、出力トランスTRの1次/
2次巻数比を1として説明する。
To simplify the explanation below, the primary/
The description will be made assuming that the secondary turns ratio is 1.

まず、この多重インバータINVのPWM制御動作を説
明する。
First, the PWM control operation of this multiplex inverter INV will be explained.

第2図は、第1図のインバータINVのPWM制御動作
を説明するためのタイムチャート図を示す。
FIG. 2 shows a time chart for explaining the PWM control operation of the inverter INV of FIG. 1.

PWM制御の搬送信号(三角波)x、y (xの反転値
)と制御入力信号eiを比較し、ゲート信号gi+ g
zを作る。すなわち、 ei≧Xのとき、g1=1で、素子S、:オン、S2:
オフe(<Xのとき、g x = Oで、素子S、:オ
フ、S2:オンとなる。また、 e、≧Yのとき、gz”1で、素子S3:オフ、S4=
オンel<Y のとき、gz=0で、素子S3:オン、
S4:オフとなる。
PWM control carrier signals (triangular waves) x, y (inverted value of x) are compared with control input signal ei, and gate signal gi+g
Make z. That is, when ei≧X, g1=1, element S: on, S2:
Off e (When <X, g
On When el<Y, gz=0, element S3: on,
S4: Turns off.

インバータINVの出力電圧■1は、素子81〜S4の
オン、オフによって次のように決定される。
The output voltage (1) of the inverter INV is determined as follows by turning on and off the elements 81 to S4.

Slと84がオンのとき、■□=十Vd52とS、がオ
ンのとき、V1=−Vdその他のモードのとき、■□二
〇 となり、第2図の最下段の波形が得られる。その平均値
V 1 (破線で示す)は前述の制御入力信号e1に比
例した値となる。
When Sl and 84 are on, ■□=10Vd When 52 and S are on, V1=-Vd and other modes, ■□20 is obtained, and the waveform at the bottom of FIG. 2 is obtained. The average value V 1 (indicated by a broken line) is a value proportional to the aforementioned control input signal e1.

このように、インバータINVの出力電圧■1は、PW
M制御の搬送波周波数の2倍の周波数で制御されること
になる。
In this way, the output voltage ■1 of the inverter INV is PW
Control will be performed at a frequency twice the carrier wave frequency of M control.

トランスTRが飽和しない限り、負荷LOADに印加さ
れる電圧V2は上記電圧v1に等しくなる。
As long as the transformer TR is not saturated, the voltage V2 applied to the load LOAD is equal to the voltage v1.

次に、負荷電流制御の動作説明を行なう。Next, the operation of load current control will be explained.

電流検出器CTLにより、負荷LOADに流れ込む電流
(負荷電流)ILを検出し、比較器C1に入力する。比
較器C□は上記電流検出値■Lと負荷電流指令値工♂を
比較し、その偏差εL”IL’  ILを求める。当該
偏差εLを次の電流制御補償回路at、(S)で増幅し
、加算器A、、A2を介してPWM制御の入力信号ei
としている。
The current detector CTL detects the current (load current) IL flowing into the load LOAD and inputs it to the comparator C1. The comparator C□ compares the current detection value ■L and the load current command value ♂ to find the deviation εL"IL' IL. The deviation εL is amplified by the next current control compensation circuit at, (S). , adder A, , PWM control input signal ei via A2
It is said that

I I−”> I Lとなった場合、偏差εLは正の値
となり、インバータINVの出力電圧■工を増加させ、
負荷電流工、を増やし、IL4IL*どなるように制御
される。
When I I-” > I L, the deviation εL becomes a positive value, increasing the output voltage of the inverter INV,
The load current is increased, and IL4IL* is controlled.

逆に、IL’<ILとなった場合、偏差ILは負の値と
なり、インバータINVの出力電圧■1を減少させ、負
荷電流ILを減らす。故に、やはりIL≠1己となって
落ちつく。電流指令値1己を正弦波状に変化させれば、
実電流■、もそれに追従して正弦波に制御される。
Conversely, when IL'<IL, the deviation IL becomes a negative value, reducing the output voltage 1 of the inverter INV and reducing the load current IL. Therefore, IL ≠ 1 self and calm down. If the current command value 1 is changed in a sinusoidal manner,
The actual current ■ also follows it and is controlled to be a sine wave.

加算器A、に入力されるもう一つの信号■己は負荷LO
ADの逆起電力等を前向きに補償するもので。
Another signal input to adder A, which is load LO
This is to compensate for AD's back electromotive force, etc. in a positive manner.

上記負荷電流制御の応答を改善するために加えられる。Added to improve the response of the load current control described above.

次に、トランスTRの一次電流制御の動作説明を行なう
Next, the operation of primary current control of the transformer TR will be explained.

電流検出器CT1によりトランスTRの一次電流11を
検出し、比較器C2により一次電流指令値IL*と比較
する。その偏差ε1==工、* +1を次の電流制御補
償回路G□(S)で増幅し、加算器A2を介して、パル
ス幅変調制御回路PWMに入力する。
The primary current 11 of the transformer TR is detected by the current detector CT1, and compared with the primary current command value IL* by the comparator C2. The deviation ε1==E,*+1 is amplified by the next current control compensation circuit G□(S) and inputted to the pulse width modulation control circuit PWM via the adder A2.

I 1”> I 、となった場合、偏差E1は正の値と
なリ、PWM制御回路PW)Iの入力信号eiを増加さ
せる。故に、インバータINVの出カ゛電圧■、が増え
てトランスTRの一次電流11を増加させる。
When I 1''> I, the deviation E1 becomes a positive value and increases the input signal ei of the PWM control circuit PW)I. Therefore, the output voltage (■) of the inverter INV increases and the voltage of the transformer TR increases. The primary current 11 of is increased.

逆に、I 、’< I 、となった場合、偏差E1は負
の値となり、PWM制御回路PWMの入力信号eiを減
少させる。故に、インバータINVの出力電圧V□が減
って、トランスTRの一次電流11は減少する。
Conversely, when I,'<I, the deviation E1 becomes a negative value and decreases the input signal ei of the PWM control circuit PWM. Therefore, the output voltage V□ of the inverter INV decreases, and the primary current 11 of the transformer TR decreases.

従って、■よ=1−となるように制御される。Therefore, it is controlled so that ■=1-.

ここで、上記一次電流指令値1□町よ、負荷電流の指令
値■♂とトランスの励磁電流の指令値■。束の和によっ
て与えられる。当該励磁電流の指令値工。町よ、負荷側
に必要な電圧vLをトランスTRから発生するように、
次式の如く与えられる。ただし、MはトランスTRの相
互インダクタンス、ωは出力角周波数である。
Here, the above-mentioned primary current command value 1□ town, load current command value ■♂ and transformer excitation current command value ■. given by the sum of bundles. Command value of the excitation current. Town, so that the voltage vL required on the load side is generated from the transformer TR,
It is given as follows. However, M is the mutual inductance of the transformer TR, and ω is the output angular frequency.

I O’= VL”/ jωM        ・・・
(1)従って、一次電流指令値■1*は、次式のように
与えられる。
I O'= VL"/ jωM...
(1) Therefore, the primary current command value ■1* is given as shown in the following equation.

■、*=■、東+IO東= I L*+VL”/ j 
 ωM    ・=  (21このように、本発明装置
では、負荷電流■L及び出力トランスの一次電流11を
常に適正な値に制御しているため1例え、素子のアンバ
ランス等により呂カドランスに直流バイアス電圧が印加
されても、直ちに補正制御され、トランスの偏磁を防止
できる。
■, *=■, East+IO East=I L*+VL”/ j
ωM ・= (21 In this way, in the device of the present invention, the load current L and the primary current 11 of the output transformer are always controlled to appropriate values. Even if a voltage is applied, correction control is performed immediately and biased magnetization of the transformer can be prevented.

なお、負荷電流制御の信号と一次電流制御の信号が並列
にインバータに与えられるため1両制御系が干渉し合う
ことが懸念されるが、2つの制御系のうち、どちらか一
方の制御ゲインを小さくすることにより干渉をなくすこ
とができる。特に、出力トランスの偏磁は急激には進行
しないので、一次電流制御系のゲインを下げる方が現実
的である。
Note that since the load current control signal and the primary current control signal are applied to the inverter in parallel, there is a concern that both control systems may interfere with each other. By making it smaller, interference can be eliminated. In particular, since the biased magnetization of the output transformer does not progress rapidly, it is more realistic to lower the gain of the primary current control system.

第3図は、本発明のPWM制御インバータ装置の別の実
施例を示す構成図である。
FIG. 3 is a configuration diagram showing another embodiment of the PWM control inverter device of the present invention.

図中、Vdは直流電圧源、INV−1、INV−2は第
1および第2のPWM制御インバータ、TR1,TR2
は出力トランス、LOADは負荷である。インバータI
NV−1,INV−2は第1図と同様に構成されている
In the figure, Vd is a DC voltage source, INV-1, INV-2 are first and second PWM control inverters, TR1, TR2
is the output transformer and LOAD is the load. Inverter I
NV-1 and INV-2 are constructed in the same manner as in FIG.

また、負荷LOADは抵抗RいインダクタンスLLおよ
び逆起電力■。からなっている。また、制御回路として
、電流検出器CTL、CT1、CT、、比較器C0〜C
3、電流制御補償回路G、(S)、G、(S)。
In addition, the load LOAD has a resistance R, an inductance LL, and a back electromotive force ■. It consists of In addition, as a control circuit, current detectors CTL, CT1, CT, and comparators C0 to C
3. Current control compensation circuit G, (S), G, (S).

Gt、(S)、加算器A1〜A2およびパルス幅変調制
御回路PldM1. PWM2が用意されている。
Gt, (S), adders A1-A2 and pulse width modulation control circuit PldM1. PWM2 is available.

この装置では、2台のインバータINV−1,INV−
2をトランスTR1,TR2を介して多重運転している
。すなわち、第1のPWM制御回路PIIIM1に与え
る搬送波信号X、、Y、(X、の反転値)と第2のPw
M制御回路PtIIM2に与える搬送波信号X2.Y2
(X2の反転値)との位相を90”ずつずらしてPWM
制御を行なっている。ここで、トランスTR□の1次/
2次巻数比を1:1と仮定すれば、当該トランスTR1
の2次電圧■1□はインバータINV−1の出力電圧V
 11に一致する。同様に、トランスTR2の出力電圧
v2□もv21に一致する。
This device uses two inverters INV-1 and INV-
2 are operated multiplexed via transformers TR1 and TR2. That is, the carrier wave signals X, Y, (inverted value of X) given to the first PWM control circuit PIIIM1 and the second Pw
Carrier wave signal X2. to be applied to M control circuit PtIIM2. Y2
PWM by shifting the phase of (inverted value of X2) by 90"
is in control. Here, the primary/
Assuming that the secondary turns ratio is 1:1, the transformer TR1
The secondary voltage ■1□ is the output voltage V of inverter INV-1
Matches 11. Similarly, the output voltage v2□ of the transformer TR2 also matches v21.

負荷LOADには当該トランスTR,、TR2の2次電
圧■1□と■2□の和が印加される。該負荷電圧■L−
■、2+■、2の等価キャリア周波数は上記多重運転の
効果により、PWM制御搬送波周波数の4倍の値が得ら
れる。故に、負荷LOADに供給される電流の脈動はき
わめて小さな値となる。
The sum of secondary voltages ■1□ and ■2□ of the transformers TR, TR2 is applied to the load LOAD. The load voltage ■L-
The equivalent carrier frequency of (1), 2+(2), and 2 can be obtained to be four times the PWM control carrier frequency due to the effect of the multiplex operation. Therefore, the pulsation of the current supplied to the load LOAD has an extremely small value.

負荷電流工りは2台のインバータINV−1,INV−
2の出力電圧を同時に調整することにより制御している
The load current is controlled by two inverters INV-1 and INV-.
The control is performed by simultaneously adjusting the two output voltages.

すなわち、電流検出器CTして負荷電流ILを検出し、
比較器C3により負荷電流指令値■己との偏差εt=I
c* ILを求める。その偏差ELを電流制御補償回路
GL(S)で増幅し、加算器A1を介してPWM、の入
力信号e□、とし、加算器A2を介してPIIM2の入
力信号e、2としている。
That is, the current detector CT detects the load current IL,
The comparator C3 determines the load current command value■ Deviation from self εt=I
c* Find IL. The deviation EL is amplified by the current control compensation circuit GL(S), and is used as the input signal e□ of the PWM via the adder A1, and as the input signal e,2 of the PIIM2 via the adder A2.

IL*>ILとなった場合、偏差εLは正の値となり、
入力信号eiite工、を増やし、負荷電圧■L=■□
2+v22を増加させる。故に、負荷電流ILが増加し
、1.:I己に制御される。逆に、工♂〈工。どなった
場合、偏差ε、は負の値となり、入力信号e11.e1
2を減らし、負荷電圧vL=v1□+■2□を減少させ
る。故に、負荷電流工、が減少し、やはり、■L≠IL
*に制御される。ここで、加算器A3 に加えられる信
号vLNよ上記負荷電流制御の応答を改善するためのも
ので、負荷側の電圧を前向きに補償している。このVL
”は次式のように与えられる。
When IL*>IL, the deviation εL becomes a positive value,
Increase the input signal eiite, load voltage ■L=■□
Increase 2+v22. Therefore, the load current IL increases, and 1. : I am controlled by myself. On the contrary, 工♂〈工. In this case, the deviation ε becomes a negative value, and the input signal e11. e1
2 and decrease the load voltage vL=v1□+■2□. Therefore, the load current decreases, and as expected, ■L≠IL
*Controlled by *. Here, the signal vLN applied to the adder A3 is used to improve the response of the load current control described above, and positively compensates the voltage on the load side. This VL
” is given as follows.

VL”= (VC*+ j (11L L ” I L
京+Rt、 ・I L*)/ 2− (3)さて、第3
図の装置において、インバータINV1、 INV−2
を構成する素子のスイッチング特性のバラツキ等により
若干の直流バイアスがトランスTR1,TR2に印加さ
れ、直流偏磁を発生させる可能性がある。そこで、この
第3図の装置では、2台のトランスの一次電流を検出し
、各インバータによって一次電流制御を行なっている。
VL"= (VC*+ j (11L L "I L
K + Rt, ・I L *) / 2- (3) Now, the third
In the device shown in the figure, inverters INV1 and INV-2
Due to variations in the switching characteristics of the elements constituting the transformers, a slight DC bias is applied to the transformers TR1 and TR2, which may cause DC biased magnetization. Therefore, in the device shown in FIG. 3, the primary currents of the two transformers are detected and the primary currents are controlled by each inverter.

まず、電流検出器CT1によってトランスTR1の一次
電流工、を検出し、比較器C工に入力する。比較器C1
では一次電流指令値工、*と上記検出値工、とを比較し
、偏差εx”L’  Ixを求める。二の偏差ε1を次
の電流制御補償回路a X (S )で増加し、加算器
A1を介してPwM、に入力する。
First, the primary current of the transformer TR1 is detected by the current detector CT1 and input to the comparator C. Comparator C1
Then, the primary current command value * is compared with the detected value above to find the deviation εx"L'Ix.The second deviation ε1 is increased by the next current control compensation circuit aX(S), and the adder input to PwM via A1.

1 、’> 1.どなった場合、偏差E、は正の値とな
り、PWM制御回路PWM、の入力信号ei□を増加さ
せる。故に、インバータINV−1の出力電圧V 11
が増えて、トランスTR1の一次電流12増加させる。
1,'>1. In this case, the deviation E becomes a positive value and increases the input signal ei□ of the PWM control circuit PWM. Therefore, the output voltage V 11 of inverter INV-1
increases, causing the primary current of the transformer TR1 to increase by 12.

逆に、I x”< r 、となった場合、偏差ε1は負
の値となり、PWM制御回路PvM−1の入力信号ei
Conversely, when I x''< r, the deviation ε1 becomes a negative value, and the input signal ei of the PWM control circuit PvM-1
.

を減少させる。故に、インバータINV−1の出力電圧
V1□が減って、トランスTR1の一次電流工、は減少
する。従って、■、41.’となるように制御される。
decrease. Therefore, the output voltage V1□ of the inverter INV-1 decreases, and the primary current of the transformer TR1 decreases. Therefore, ■, 41. ' is controlled so that

トランスTR7の一次電流12も同様に制御される。The primary current 12 of transformer TR7 is similarly controlled.

同様に、3台以上のインバータの多重運転でも各出力ト
ランスの一次電流を制御しながら負荷電流を制御するこ
とができる。
Similarly, even in multiple operation of three or more inverters, the load current can be controlled while controlling the primary current of each output transformer.

以上は単相出力のインバータについて説明したが、2相
以上のPWMインバータでも同様に実施できることは言
うまでもない。
Although the inverter with a single-phase output has been described above, it goes without saying that the present invention can be similarly implemented with a PWM inverter with two or more phases.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上のように、本発明のPWMインバータの制御装置に
よれば、パイロットリアクトルを用いることなく出力ト
ランスの偏磁を防止することができ、装置の小型軽量化
およびコストの低減が図れる。また、インバータの出力
周波数の高低にがかわらず、負荷電流およびトランスの
一次電流を適正に制御することが可能となり、信頼性の
高いPWM制御インバータ装置を提供できる。
As described above, according to the PWM inverter control device of the present invention, biased magnetization of the output transformer can be prevented without using a pilot reactor, and the device can be made smaller, lighter, and lower in cost. Further, it is possible to appropriately control the load current and the primary current of the transformer regardless of the high or low output frequency of the inverter, and a highly reliable PWM control inverter device can be provided.

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

第1図は本発明のPWM制御インバータ装置の一実施例
を示す構成図、第2図は第1図の装置のPWM制御動作
を説明するためのタイムチャート図、第3図は本発明装
置の別の実施例を示す構成図、第4図は従来のPWM制
御インバータ装置の構成図である。 Vd・・・直流電圧源 INV・・・PWM制御インバータ TR・・・トランス   LOAD・・・交流負荷S1
〜S4・・・自己消弧素子 D1〜D、・・・フリーホイーリングダイオードCTL
、CT1・・・電流検出器 C1,C2・・・比較器  A1. A2・・・加算器
G1(s)・・・一次電流制御回路 GL(S)・・負荷電流制御補償回路 PWM・・・パルス幅変調制御回路
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the PWM control inverter device of the present invention, FIG. 2 is a time chart diagram for explaining the PWM control operation of the device of FIG. 1, and FIG. 3 is a diagram of the PWM control inverter device of the present invention. A block diagram showing another embodiment, FIG. 4 is a block diagram of a conventional PWM control inverter device. Vd...DC voltage source INV...PWM control inverter TR...Transformer LOAD...AC load S1
~S4...Self-extinguishing elements D1-D,...Freewheeling diode CTL
, CT1...Current detector C1, C2...Comparator A1. A2...Adder G1(s)...Primary current control circuit GL(S)...Load current control compensation circuit PWM...Pulse width modulation control circuit

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)交流負荷と、当該負荷に出力トランスを介して可
変電圧可変周波数の電力を供給するパルス幅変調制御(
PWM)インバータにおいて、前記交流負荷に流れる電
流を制御する手段と、前記出力トランスの一次電流を制
御する手段と、当該一次電流制御手段および前記負荷電
流制御手段からの各出力信号の和に基づいて前記電力変
換器のゲート信号を与えるパルス幅変調制御回路とを具
備してなるPWMインバータの制御装置。
(1) Pulse width modulation control that supplies variable voltage and variable frequency power to an AC load and the load via an output transformer (
PWM) in an inverter, means for controlling the current flowing through the AC load, means for controlling the primary current of the output transformer, and based on the sum of each output signal from the primary current control means and the load current control means. A control device for a PWM inverter, comprising a pulse width modulation control circuit that provides a gate signal for the power converter.
(2)前記負荷電流制御手段の制御ゲインを前記一次電
流制御手段の制御ゲインより高くしたことを特徴とする
請求項1記載のPW Mインバータの制御装置。
(2) The control device for a PWM inverter according to claim 1, wherein the control gain of the load current control means is higher than the control gain of the primary current control means.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4891312A (en) * 1972-03-02 1973-11-28
US5450310A (en) * 1993-07-13 1995-09-12 Kabushiki Kaisha Toshiba Control system for power converter with prevention of DC magnetization in the transformer
US5867376A (en) * 1996-08-08 1999-02-02 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha DC magnetization suppression in power converter transformers
WO2010110342A1 (en) * 2009-03-25 2010-09-30 株式会社 明電舎 Power conversion device
WO2022190515A1 (en) 2021-03-09 2022-09-15 株式会社京三製作所 Rf band power supply device and pulse width modulation control method

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4891312A (en) * 1972-03-02 1973-11-28
JPS5432849B2 (en) * 1972-03-02 1979-10-17
US5450310A (en) * 1993-07-13 1995-09-12 Kabushiki Kaisha Toshiba Control system for power converter with prevention of DC magnetization in the transformer
US5867376A (en) * 1996-08-08 1999-02-02 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha DC magnetization suppression in power converter transformers
WO2010110342A1 (en) * 2009-03-25 2010-09-30 株式会社 明電舎 Power conversion device
WO2022190515A1 (en) 2021-03-09 2022-09-15 株式会社京三製作所 Rf band power supply device and pulse width modulation control method

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