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JP2006042579A - Switching control method, rectifier, and drive system - Google Patents

Switching control method, rectifier, and drive system Download PDF

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JP2006042579A JP2004223543A JP2004223543A JP2006042579A JP 2006042579 A JP2006042579 A JP 2006042579A JP 2004223543 A JP2004223543 A JP 2004223543A JP 2004223543 A JP2004223543 A JP 2004223543A JP 2006042579 A JP2006042579 A JP 2006042579A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a switching control method in which a loss of reactor and a noise of the rector is minimized, while reducing switching loss at a PWM converter. <P>SOLUTION: A DC voltage applied on the both ends of a smoothing capacitor 4 is set to the level of the peak value of AC voltage obtained from a three-phase power source 1. As a result, a DC voltage, corresponding to the voltage value of the AC voltage, will be applied to both ends of the smoothing capacitor 4. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

この発明は交流から直流への整流を行う整流技術に関する。   The present invention relates to a rectification technique for performing rectification from alternating current to direct current.

AC−AC変換を行う技術には、バックトゥーバックコンバータを用いたものが知られている(例えば非特許文献1)。この方式では、例えばPWM(パルス幅変調)コンバータと、入力電源との間にリアクタを介挿し、当該PWMコンバータによって整流する。これにより、高調波ノイズを低減することができる。   As a technique for performing AC-AC conversion, a technique using a back-to-back converter is known (for example, Non-Patent Document 1). In this method, for example, a reactor is inserted between a PWM (pulse width modulation) converter and an input power supply, and rectification is performed by the PWM converter. Thereby, harmonic noise can be reduced.

一方、PWMインバータにおいて、二相変調制御で運転する技術が提案されている(例えば特許文献1)。またPWMインバータに入力する直流電圧を、PWMコンバータの制御によって変動させる技術も提案されている(例えば特許文献2)。   On the other hand, in a PWM inverter, a technique of operating by two-phase modulation control has been proposed (for example, Patent Document 1). In addition, a technique for changing a DC voltage input to a PWM inverter by controlling a PWM converter has been proposed (for example, Patent Document 2).

特開昭56-115183号公報JP 56-115183 A 特開平11-299290号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-299290 “The back to back converter/control and design”、[online]、Anders Carlsson、May 22, 1998、[平成16年7月12日検索] 、インターネット<URL:http://www.iea.lth.se/publications/point/Theses/pdf_files/LTH-IEA-1017.pdf>“The back to back converter / control and design”, [online], Anders Carlsson, May 22, 1998, [searched July 12, 2004], Internet <URL: http://www.iea.lth.se /publications/point/Theses/pdf_files/LTH-IEA-1017.pdf>

PWMコンバータにおいても二相変調制御を行えば、スイッチング損失が低減する点で望ましい。しかしながら、リアクタにおける鉄損が増加し、リアクタから発生する騒音が大きくなる。   It is desirable that two-phase modulation control is also performed in the PWM converter in terms of reducing switching loss. However, the iron loss in the reactor increases and the noise generated from the reactor increases.

本発明はかかる観点からなされたもので、PWMコンバータでのスイッチング損失を低減させつつ、リアクタの損失やリアクタの騒音を小さくする技術を提供することを目的とする。   The present invention has been made from such a viewpoint, and an object thereof is to provide a technique for reducing the loss of the reactor and the noise of the reactor while reducing the switching loss in the PWM converter.

この発明にかかるスイッチング制御方法の第1の態様は、リアクタ(2)を介して多相交流電圧を入力し、これを整流して直流電圧を出力するPWMコンバータ(3)を制御する方法である。そして前記PWMコンバータを二相変調制御し、かつ前記直流電圧(Vdc)を前記多相交流電圧の電圧値に応じて可変とすることを特徴とする。   A first aspect of the switching control method according to the present invention is a method of controlling a PWM converter (3) that inputs a multiphase AC voltage via a reactor (2), rectifies the voltage and outputs a DC voltage. . The PWM converter is subjected to two-phase modulation control, and the DC voltage (Vdc) is variable according to the voltage value of the multiphase AC voltage.

この発明にかかるスイッチング制御方法の第2の態様は、第1の態様にかかるスイッチング制御方法であって、前記直流電圧(Vdc)は前記多相交流電圧の線間電圧の波高値(Vm)にほぼ等しく設定される。   A second aspect of the switching control method according to the present invention is the switching control method according to the first aspect, wherein the DC voltage (Vdc) is set to a peak value (Vm) of a line voltage of the multiphase AC voltage. It is set almost equal.

この発明にかかるスイッチング制御方法の第3の態様は、第1の態様又は第2の態様にかかるスイッチング制御方法であって、前記直流電圧(Vdc)は平滑コンデンサ(4)の両端に印加される。   A third aspect of the switching control method according to the present invention is the switching control method according to the first aspect or the second aspect, wherein the DC voltage (Vdc) is applied across the smoothing capacitor (4). .

この発明にかかるスイッチング制御方法の第4の態様は、第1の態様、第2の態様、第3の態様のいずれかにかかるスイッチング制御方法であって、前記直流電圧(Vdc)に基づいて、多相モータ(6)をインバータ制御する。   A fourth aspect of the switching control method according to the present invention is the switching control method according to any of the first aspect, the second aspect, and the third aspect, and is based on the DC voltage (Vdc). The multiphase motor (6) is inverter-controlled.

この発明にかかる整流装置は、リアクタ(2)と、前記リアクタを介して多相交流電圧を入力し、二相変調制御を行ってこれを整流し、前記多相交流電圧の電圧値に応じて可変の直流電圧を出力するPWMコンバータ(3)とを備える。   The rectifier according to the present invention inputs a multiphase AC voltage via the reactor (2) and the reactor, performs two-phase modulation control, rectifies this, and according to the voltage value of the multiphase AC voltage. And a PWM converter (3) that outputs a variable DC voltage.

この発明にかかる駆動システムは、請求項5に記載の整流装置(2,3)と、前記直流電圧が印加される平滑コンデンサ(4)と、前記直流電圧を他の多相交流電圧に変換するインバータ(5)と、前記インバータから前記他の多相交流電圧が供給されるモータ(6)とを有する。   A drive system according to the present invention converts the DC voltage into another multiphase AC voltage, the rectifier (2, 3) according to claim 5, the smoothing capacitor (4) to which the DC voltage is applied, and the DC voltage. An inverter (5), and a motor (6) to which the other multiphase AC voltage is supplied from the inverter.

この発明にかかるスイッチング制御方法の第1の態様によれば、直流電圧を一定とする場合と比較してリアクタの損失を低減し、かつリアクタの騒音を小さくする。三相変調制御する場合と比較してPWMコンバータのスイッチング損失を低減する。   According to the first aspect of the switching control method of the present invention, the loss of the reactor is reduced and the noise of the reactor is reduced as compared with the case where the DC voltage is constant. Compared with the case of three-phase modulation control, the switching loss of the PWM converter is reduced.

この発明にかかるスイッチング制御方法の第2の態様によれば、第1の態様の効果が顕著に得られる。   According to the 2nd aspect of the switching control method concerning this invention, the effect of a 1st aspect is acquired notably.

この発明にかかるスイッチング制御方法の第3の態様によれば、直流電圧の脈動を小さくすることができる。   According to the third aspect of the switching control method of the present invention, the pulsation of the DC voltage can be reduced.

この発明にかかるスイッチング制御方法の第4の態様によれば、直流電圧を下げることができるので、モータの損失も低減することができる。   According to the fourth aspect of the switching control method of the present invention, since the DC voltage can be lowered, the loss of the motor can also be reduced.

この発明にかかる整流装置によれば、直流電圧を一定とする場合と比較してリアクタの損失を低減し、かつリアクタの騒音を小さくする。三相変調制御する場合と比較してPWMコンバータのスイッチング損失を低減する。   According to the rectifier of the present invention, the loss of the reactor is reduced and the noise of the reactor is reduced as compared with the case where the DC voltage is constant. Compared with the case of three-phase modulation control, the switching loss of the PWM converter is reduced.

この発明にかかる駆動システムによれば、直流電圧を下げることができるので、モータの損失を低減することができる。   According to the drive system of the present invention, the DC voltage can be lowered, so that the loss of the motor can be reduced.

図1は本発明を適用可能な駆動システムの構成を示すブロック図であり、リアクタ2と、PWMコンバータ3と、平滑コンデンサ4と、インバータ5と、モータ6とを備えており、上述のバックトゥーバックコンバータが採用されている。   FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a drive system to which the present invention can be applied. The drive system includes a reactor 2, a PWM converter 3, a smoothing capacitor 4, an inverter 5, and a motor 6. A buck converter is used.

リアクタ2は各相毎に設けられる。PWMコンバータ3はリアクタ2を介して三相電源1から三相交流電圧を入力し、これを整流して直流電圧を出力する。よってPWMコンバータ3はリアクタ2と相まって整流装置として把握することができる。   The reactor 2 is provided for each phase. The PWM converter 3 receives a three-phase AC voltage from the three-phase power source 1 via the reactor 2 and rectifies it to output a DC voltage. Therefore, the PWM converter 3 can be grasped as a rectifier together with the reactor 2.

当該直流電圧は平滑コンデンサ4の両端に印加される。平滑コンデンサ4が有する静電容量により、直流電圧の脈動が小さくなる。インバータ5は当該直流電圧を他の三相交流電圧に変換してモータ6へ供給する。モータ6は他の三相交流電圧に従って駆動される。   The DC voltage is applied across the smoothing capacitor 4. The pulsation of the DC voltage is reduced by the electrostatic capacity of the smoothing capacitor 4. The inverter 5 converts the DC voltage into another three-phase AC voltage and supplies it to the motor 6. The motor 6 is driven according to another three-phase AC voltage.

PWMコンバータ3はインバータ5と同様の構成を有している。但し本件においてインバータ5は必ずしもPWMインバータである必要はない。   The PWM converter 3 has the same configuration as the inverter 5. However, in this case, the inverter 5 is not necessarily a PWM inverter.

PWMコンバータ3やインバータ5は、各相毎に設けられて相互に直列に接続された一対のスイッチング素子(例えば絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ:以下「IGBT」と称す)を備えており、各スイッチング素子にはこれと逆並列にダイオードが接続されている。ここで逆並列とは、順方向が相互に反対となるようにダイオードとIGBTとが並列接続されていることを示す。かかる接続により、ダイオードはフリーホイールダイオードとして機能する。   The PWM converter 3 and the inverter 5 include a pair of switching elements (for example, insulated gate bipolar transistors: hereinafter referred to as “IGBT”) provided for each phase and connected in series with each other. A diode is connected in reverse parallel to this. Here, the reverse parallel indicates that the diode and the IGBT are connected in parallel so that the forward directions are opposite to each other. With this connection, the diode functions as a freewheeling diode.

PWMコンバータ3はインバータ5と同様の構成を有しているので、インバータ5において公知の二相変調制御も、PWMコンバータ3において容易に行うことができる。   Since the PWM converter 3 has the same configuration as that of the inverter 5, a known two-phase modulation control in the inverter 5 can be easily performed in the PWM converter 3.

さて、三相電源1の電圧が変動しても、平滑コンデンサ4の両端に印加される直流電圧が変動しないようPWMコンバータを制御する技術が公知である。例えば公称400V(実効値)の三相電圧に対応するPWMコンバータであっても、電圧の最小値として357Vに、最大値として457Vにそれぞれ対応することが要求される。   A technique for controlling the PWM converter so that the DC voltage applied across the smoothing capacitor 4 does not fluctuate even when the voltage of the three-phase power supply 1 fluctuates is known. For example, a PWM converter corresponding to a nominal three-phase voltage of 400 V (effective value) is required to correspond to a minimum voltage value of 357 V and a maximum value of 457 V, respectively.

従って、本来であれば公称電圧の波高値に対応して520Vが得られるはずであっても、PWMコンバータのスイッチング動作が同じでされば、これらの最小値、最大値に応じて当該直流電圧は505Vから646Vまで変動することになる。これを避けるため、PWMコンバータに対して直流電圧についての所定の指令値を与え、電源電圧の変動によらずに直流電圧を一定に制御する技術が提案されていた。   Therefore, even if 520V should be obtained corresponding to the peak value of the nominal voltage, if the switching operation of the PWM converter is the same, the DC voltage is set according to these minimum and maximum values. It will fluctuate from 505V to 646V. In order to avoid this, a technique has been proposed in which a predetermined command value for the DC voltage is given to the PWM converter, and the DC voltage is controlled to be constant regardless of fluctuations in the power supply voltage.

PWMコンバータ3による整流は昇圧動作が可能であるが、降圧動作ができない(直流電圧の方が交流電圧よりも高いとフリーホイールダイオードが不要に導通してしまう)。従って、直流電圧の指令値を646Vに設定しておけば、最小値の電源電圧が入力される場合はもとより、最大値の電源電圧が入力される場合であっても、PWMコンバータ3は平滑コンデンサ4の両端に、646Vの直流電圧を与えることができる。   The rectification by the PWM converter 3 can be stepped up, but cannot be stepped down (if the DC voltage is higher than the AC voltage, the free wheel diode is unnecessarily conducted). Therefore, if the DC voltage command value is set to 646 V, the PWM converter 3 can be used for smoothing capacitors not only when the minimum power supply voltage is input but also when the maximum power supply voltage is input. A DC voltage of 646 V can be applied to both ends of 4.

しかしこのように、直流電圧の値を一定にすると、二相変調制御を行ってスイッチング損失を低下させようとすると、リアクタ2の損失や騒音が増加する。   However, when the value of the DC voltage is made constant as described above, the loss and noise of the reactor 2 increase when the two-phase modulation control is performed to reduce the switching loss.

図2は種々の制御態様における各部の損失(任意単位)及び騒音(dB)を表として例示する図である。図中「Vdc一定」とは上述のような直流電圧の値を一定に制御した場合を示す。「3arm」とは通常の三相変調制御を採用した場合であることを示し、「2arm」とは二相変調制御を採用した場合であることを示す。図2の4つの列として示されるデータは、いずれもモータ6の出力が揃えられており、電源電圧はその実効値が最小値たる357Vであった場合を示している。   FIG. 2 is a table illustrating the loss (arbitrary unit) and noise (dB) of each part in various control modes as a table. In the figure, “Vdc constant” indicates the case where the value of the DC voltage as described above is controlled to be constant. “3 arm” indicates that the normal three-phase modulation control is employed, and “2 arm” indicates that the two-phase modulation control is employed. The data shown as the four columns in FIG. 2 shows the case where the outputs of the motor 6 are all aligned and the power supply voltage has an effective value of 357 V which is the minimum value.

図2の左側の二列の欄はいずれも直流電圧の値をほぼ650Vに設定した場合を、また右側の二列の欄はいずれも直流電圧の値を520Vに設定した場合を示している。つまり、右側の二列の欄の制御を行う場合は、電源電圧の実効値が357Vという、400Vよりも低い値であることに対応して、直流電圧の値を設定した。換言すれば、直流電圧の設定を可変とする場合の結果が示されている。   Each of the two columns on the left side of FIG. 2 shows the case where the DC voltage value is set to about 650 V, and the two columns on the right side show the case where the DC voltage value is set to 520 V. That is, in the case of controlling the two columns on the right side, the value of the DC voltage was set in correspondence with the effective value of the power supply voltage being 357 V, which is a value lower than 400 V. In other words, the result when the setting of the DC voltage is variable is shown.

直流電圧の値を固定した場合には、二相変調制御を行うことによってPWMコンバータ3の損失は三相変調制御を行う場合と比較して低下する(244>175)。しかしリアクタ2の鉄損は70から80へと14%以上増大する。また騒音も27dBから39dBに増加している。   When the value of the DC voltage is fixed, the loss of the PWM converter 3 is reduced by performing the two-phase modulation control as compared with the case of performing the three-phase modulation control (244> 175). However, the iron loss of reactor 2 increases from 70 to 80 by more than 14%. Noise has also increased from 27 dB to 39 dB.

一方、直流電圧の値を可変とした場合にも、二相変調制御を行うことによってPWMコンバータ3の損失は三相変調制御を行う場合と比較して低い(185>142)。しかもリアクタ2の鉄損の増加は51から53へと4%弱にとどまる。また騒音の増加量も3dBにとどまっている。   On the other hand, even when the value of the DC voltage is variable, the loss of the PWM converter 3 is lower by performing the two-phase modulation control as compared with the case of performing the three-phase modulation control (185> 142). Moreover, the increase in the iron loss of the reactor 2 is only 4% from 51 to 53. Also, the amount of increase in noise is only 3 dB.

このように、PWMコンバータ3を二相変調制御し、かつ直流電圧を電源電圧に応じて可変とすることにより、直流電圧を一定とする場合と比較してリアクタの損失を低減し、かつリアクタの騒音を小さくする。もちろん、三相変調制御する場合と比較してPWMコンバータのスイッチング損失は低減する。   Thus, by controlling the PWM converter 3 in two phases and making the DC voltage variable according to the power supply voltage, the loss of the reactor is reduced as compared with the case where the DC voltage is constant, and the reactor Reduce noise. Of course, the switching loss of the PWM converter is reduced as compared with the case of performing the three-phase modulation control.

見方を変えれば、三相変調制御を行う場合、直流電圧の値を可変にすると、直流電圧の値を固定にした場合と比較して損失は減少する(818>666であり、約19%減)。しかし、騒音は1dBしか減少しない。二相変調制御を行う場合、直流電圧の値を可変にすると、直流電圧の値を固定にした場合と比較して損失が減少する(750>620であり、約17%減)。損失の減少率は三相変調制御の場合より劣るが、ほぼ同程度である。しかも二相変調制御を採用した場合の騒音は10dBも減少する。   In other words, when three-phase modulation control is performed, if the value of the DC voltage is made variable, the loss is reduced compared to the case where the value of the DC voltage is fixed (818> 666, approximately 19% decrease). ). However, the noise is only reduced by 1 dB. In the case of performing two-phase modulation control, if the value of the DC voltage is made variable, the loss is reduced as compared with the case where the value of the DC voltage is fixed (750> 620, approximately 17% decrease). The loss reduction rate is inferior to that of three-phase modulation control, but is almost the same. Moreover, the noise when the two-phase modulation control is adopted is reduced by 10 dB.

このような顕著な騒音の減少は、リアクタ2に流れる電流のリップルの振幅の大きさが、二相変調の場合には、三相変調の場合と比較して、直流電圧の影響を大きく受けるからであると考えられる。   Such a remarkable noise reduction is because the magnitude of the amplitude of the ripple of the current flowing through the reactor 2 is more greatly affected by the DC voltage in the case of two-phase modulation than in the case of three-phase modulation. It is thought that.

なお、三相変調制御を行う場合も、二相変調制御を行う場合も、直流電圧を低下させることによってモータ6の損失を低下させることができる(308>210,330>218)。   In both cases of performing three-phase modulation control and two-phase modulation control, the loss of the motor 6 can be reduced by reducing the DC voltage (308> 210, 330> 218).

図3、図4及び図5は、三相変調の場合にリアクタ2の一相分に流れる電流波形を示すグラフであり、それぞれ直流電圧の値が730V,650V,560Vに設定された場合を示している。また図6、図7及び図8は、二相変調の場合にリアクタ2の一相分に流れる電流波形を示すグラフであり、それぞれ直流電圧の値が730V,650V,560Vに設定された場合を示している。電流の値はいずれの図も任意単位である。   3, 4, and 5 are graphs showing current waveforms that flow in one phase of the reactor 2 in the case of three-phase modulation, and show cases where the values of the DC voltage are set to 730 V, 650 V, and 560 V, respectively. ing. FIGS. 6, 7 and 8 are graphs showing current waveforms flowing in one phase of the reactor 2 in the case of two-phase modulation, and the cases where the values of the DC voltages are set to 730V, 650V and 560V, respectively. Show. The current values are in arbitrary units in all figures.

図3乃至図8のグラフはいずれも電源電圧の実効値及び周波数がそれぞれ400V,50Hzである場合を示している。またモータ6の出力値は等しく、PWMコンバータ3のスイッチングのキャリア周波数は15kHzとした。   Each of the graphs of FIGS. 3 to 8 shows a case where the effective value and frequency of the power supply voltage are 400 V and 50 Hz, respectively. The output values of the motor 6 are equal, and the switching carrier frequency of the PWM converter 3 is 15 kHz.

三相変調の場合と比較して、二相変調の場合の方が、直流電圧の値が大きいほどリップルの振幅が大きいことがわかる。リップルの振幅が大きいほど、リアクタの損失(特に鉄損)や騒音は増加する。   It can be seen that the amplitude of the ripple is larger in the case of the two-phase modulation as the value of the DC voltage is larger than in the case of the three-phase modulation. The greater the ripple amplitude, the greater the reactor loss (especially iron loss) and noise.

よってPWMコンバータ3の制御として、二相変調を採用し、しかも電源電圧に応じて直流電圧の値を可変とすることが望ましい。上述のように、PWMコンバータ3は降圧動作はできないので、直流電圧の値を電源電圧の波高値程度に採ることが望ましい。例えば図8の例では、実効値400Vに対して波高値はほぼ560(これは400×√2にほぼ等しい)であり、望ましい態様が示されている。   Therefore, it is desirable to employ two-phase modulation as the control of the PWM converter 3 and make the value of the DC voltage variable according to the power supply voltage. As described above, since the PWM converter 3 cannot perform a step-down operation, it is desirable to set the value of the DC voltage to about the peak value of the power supply voltage. For example, in the example of FIG. 8, the peak value is approximately 560 (which is approximately equal to 400 × √2) with respect to the effective value of 400 V, and a desirable mode is shown.

図9は上記の制御を行うための構成を示し、図1の構成を部分的に詳細に示すブロック図である。交流電圧測定部7は三相電源1の線間電圧を測定し、その測定結果から三相電源1の線間電圧の波高値Vmや位相θを求める。直流電圧測定部8は平滑コンデンサ4の両端に印加された直流電圧Vdcを測定する。   FIG. 9 shows a configuration for performing the above-described control, and is a block diagram partially showing the configuration of FIG. 1 in detail. The AC voltage measuring unit 7 measures the line voltage of the three-phase power source 1 and obtains the peak value Vm and the phase θ of the line voltage of the three-phase power source 1 from the measurement result. The DC voltage measuring unit 8 measures the DC voltage Vdc applied to both ends of the smoothing capacitor 4.

制御部9は波高値Vmを直流電圧Vdcについての指令値として、直流電圧Vdcとの偏差を求め、これと位相θとに基づいて各相の電圧指令値Vaを計算する。更に、電圧指令値Vaに基づいてスイッチング信号Sを生成し、PWMコンバータ3の動作を制御する。これにより、直流電圧の値を交流電圧の値に追従して可変とすることができる。スイッチング信号Sの具体的な生成についてはPWMコンバータの制御技術として公知の手法を採用できる。   The controller 9 uses the peak value Vm as a command value for the DC voltage Vdc, calculates a deviation from the DC voltage Vdc, and calculates the voltage command value Va for each phase based on this and the phase θ. Further, the switching signal S is generated based on the voltage command value Va, and the operation of the PWM converter 3 is controlled. As a result, the value of the DC voltage can be made variable following the value of the AC voltage. For the specific generation of the switching signal S, a known method can be adopted as a control technique of the PWM converter.

図10及び図11は図4で示された電流波形が得られた場合の各部の波形を任意単位で示すグラフである。図10は電源電圧の一周期分に相当する20ms分の波形を示し、図11は図10の拡大図である。両図において(a)はある相の電圧指令値Vaを、(b)は当該相のハイアーム側のスイッチング素子のon/ofを制御する信号を、(c)は当該相のローアーム側のスイッチング素子のon/ofを制御する信号を、(d)は当該相のリアクタ2に流れる電流(即ち図4に相当)を、それぞれ示す。スイッチング素子は高電圧が印加されてonし、低電圧が印加されてoffする。   10 and 11 are graphs showing the waveform of each part in arbitrary units when the current waveform shown in FIG. 4 is obtained. FIG. 10 shows a waveform for 20 ms corresponding to one cycle of the power supply voltage, and FIG. 11 is an enlarged view of FIG. In both figures, (a) is a voltage command value Va of a certain phase, (b) is a signal for controlling on / of of the switching element on the high arm side of the phase, and (c) is a switching element on the low arm side of the phase. (D) shows a current (that corresponds to FIG. 4) flowing through the reactor 2 of the phase. The switching element is turned on when a high voltage is applied, and turned off when a low voltage is applied.

図10、図11では三相変調制御が行われている場合を示すので、電圧指令値Vaはほぼ正弦波であって、詳細にはそのピーク近傍が二つに分かれている。図11はピーク近傍での4msにおける各部の波形を拡大して示している。   10 and 11 show the case where the three-phase modulation control is performed, the voltage command value Va is almost a sine wave, and in detail, the vicinity of the peak is divided into two. FIG. 11 shows an enlarged waveform of each part at 4 ms near the peak.

図12及び図13は図7で示された電流波形が得られた場合の各部の波形を任意単位で示すグラフである。図12は電源電圧の一周期分に相当する20ms分の波形を示し、図13は図12の拡大図である。両図において(a)〜(d)で示された波形を呈する部位は、図10、図11において(a)〜(d)で示された波形を呈する部位に対応する。   12 and 13 are graphs showing the waveform of each part in arbitrary units when the current waveform shown in FIG. 7 is obtained. FIG. 12 shows a waveform for 20 ms corresponding to one cycle of the power supply voltage, and FIG. 13 is an enlarged view of FIG. The part which exhibits the waveform shown by (a)-(d) in both figures respond | corresponds to the part which shows the waveform shown by (a)-(d) in FIG. 10, FIG.

図12、図13で三相変調制御が行われている場合を示すので、電圧指令値Vaは(1/3)周期において値零を採る。残りの(2/3)周期ではほぼ正弦波を呈し、詳細にはそのピーク近傍が二つに分かれている。   Since FIG. 12 and FIG. 13 show the case where the three-phase modulation control is performed, the voltage command value Va takes a value of zero in the (1/3) period. In the remaining (2/3) period, a substantially sine wave is exhibited, and in detail, the vicinity of the peak is divided into two.

図11と図13とを比較するとわかるように、直流電圧を650Vと一定にすると、三相変調制御よりも二相変調制御の方が、リアクタ2に流れる電流のリップルの振幅が大きい。よって損失や騒音は二相変調制御の方が大きくなる。   As can be seen from a comparison between FIG. 11 and FIG. 13, when the DC voltage is fixed at 650 V, the amplitude of the ripple of the current flowing through the reactor 2 is larger in the two-phase modulation control than in the three-phase modulation control. Therefore, the loss and noise are larger in the two-phase modulation control.

これに対して図8に示されるように、直流電圧を可変とし、電源電圧の線間電圧の波高値とほぼ等しくすると、リアクタ2に流れる電流のリップルの振幅を非常に小さくすることができる。   On the other hand, as shown in FIG. 8, when the DC voltage is made variable and substantially equal to the peak value of the line voltage of the power supply voltage, the amplitude of the ripple of the current flowing through the reactor 2 can be made extremely small.

本発明を適用可能な駆動システムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the drive system which can apply this invention. 種々の制御態様における各部の損失及び騒音を例示する図である。It is a figure which illustrates the loss and noise of each part in various control modes. 三相変調においてリアクタ2の一相分に流れる電流波形を示すグラフである。It is a graph which shows the current waveform which flows into one phase of the reactor 2 in three-phase modulation. 三相変調においてリアクタ2の一相分に流れる電流波形を示すグラフである。It is a graph which shows the current waveform which flows into one phase of the reactor 2 in three-phase modulation. 三相変調においてリアクタ2の一相分に流れる電流波形を示すグラフである。It is a graph which shows the current waveform which flows into one phase of the reactor 2 in three-phase modulation. 二相変調においてリアクタ2の一相分に流れる電流波形を示すグラフである。It is a graph which shows the electric current waveform which flows into one phase of the reactor 2 in two-phase modulation. 二相変調においてリアクタ2の一相分に流れる電流波形を示すグラフである。It is a graph which shows the electric current waveform which flows into one phase of the reactor 2 in two-phase modulation. 二相変調においてリアクタ2の一相分に流れる電流波形を示すグラフである。It is a graph which shows the electric current waveform which flows into one phase of the reactor 2 in two-phase modulation. 図1の構成を部分的に詳細に示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of FIG. 1 partially in detail. 各部の波形を示すグラフである。It is a graph which shows the waveform of each part. 各部の波形を示すグラフである。It is a graph which shows the waveform of each part. 各部の波形を示すグラフである。It is a graph which shows the waveform of each part. 各部の波形を示すグラフである。It is a graph which shows the waveform of each part.

符号の説明Explanation of symbols

2 リアクタ
3 PWMコンバータ
4 平滑コンデンサ
5 インバータ
6 モータ
Vdc 直流電圧
Vm 波高値
2 Reactor 3 PWM converter 4 Smoothing capacitor 5 Inverter 6 Motor Vdc DC voltage Vm Crest value

Claims (6)

リアクタ(2)を介して多相交流電圧を入力し、これを整流して直流電圧を出力するPWMコンバータ(3)を制御する方法であって、
前記PWMコンバータを二相変調制御し、かつ前記直流電圧(Vdc)を前記多相交流電圧の電圧値に応じて可変とすることを特徴とする、スイッチング制御方法。
A method of controlling a PWM converter (3) that inputs a polyphase AC voltage via a reactor (2), rectifies the voltage and outputs a DC voltage,
A switching control method, wherein the PWM converter is subjected to two-phase modulation control, and the DC voltage (Vdc) is made variable according to a voltage value of the multiphase AC voltage.
前記直流電圧(Vdc)は前記多相交流電圧の線間電圧の波高値(Vm)にほぼ等しく設定される、請求項1記載のスイッチング制御方法。   The switching control method according to claim 1, wherein the DC voltage (Vdc) is set substantially equal to a peak value (Vm) of a line voltage of the multiphase AC voltage. 前記直流電圧(Vdc)は平滑コンデンサ(4)の両端に印加される、請求項1及び請求項2のいずれか一つに記載のスイッチング制御方法。   The switching control method according to claim 1, wherein the DC voltage (Vdc) is applied across the smoothing capacitor (4). 前記直流電圧(Vdc)に基づいて、多相モータ(6)をインバータ制御する、請求項1乃至請求項3のいずれか一つに記載のスイッチング制御方法。   The switching control method according to any one of claims 1 to 3, wherein the multiphase motor (6) is inverter-controlled based on the DC voltage (Vdc). リアクタ(2)と、
前記リアクタを介して多相交流電圧を入力し、二相変調制御を行ってこれを整流し、前記多相交流電圧の電圧値に応じて可変の直流電圧を出力するPWMコンバータ(3)と
を備える整流装置。
A reactor (2);
A PWM converter (3) for inputting a multi-phase AC voltage via the reactor, performing two-phase modulation control, rectifying this, and outputting a variable DC voltage according to the voltage value of the multi-phase AC voltage; A rectifier provided.
請求項5に記載の整流装置(2,3)と、
前記直流電圧が印加される平滑コンデンサ(4)と、
前記直流電圧を他の多相交流電圧に変換するインバータ(5)と、
前記インバータから前記他の多相交流電圧が供給されるモータ(6)と
を有する駆動システム。
A rectifying device (2, 3) according to claim 5;
A smoothing capacitor (4) to which the DC voltage is applied;
An inverter (5) for converting the DC voltage into another multiphase AC voltage;
And a motor (6) to which the other multiphase AC voltage is supplied from the inverter.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010200412A (en) * 2009-02-23 2010-09-09 Fanuc Ltd Pwm rectifier
JP2011114991A (en) * 2009-11-30 2011-06-09 Hitachi Ltd Power converter
JP2013162529A (en) * 2012-02-01 2013-08-19 Fanuc Ltd Motor drive pwm rectifier having modulation scheme selector
WO2019163068A1 (en) * 2018-02-22 2019-08-29 パナソニックIpマネジメント株式会社 Rectifier circuit device
JP2021093854A (en) * 2019-12-11 2021-06-17 株式会社日立製作所 Power converter, x-ray imaging device, and motor drive device

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56115183A (en) * 1980-02-14 1981-09-10 Toshiba Corp Controlling method for three-phase voltage type inverter
JPH06335254A (en) * 1993-05-18 1994-12-02 Hitachi Ltd Power converter
JPH0956162A (en) * 1995-08-21 1997-02-25 Hitachi Ltd PWM controller for converter
JPH11299290A (en) * 1998-04-17 1999-10-29 Hitachi Ltd AC motor drive system
JP2006038432A (en) * 2004-07-30 2006-02-09 Daikin Ind Ltd Compressor control method and refrigerant compression unit, and air conditioner and control method thereof

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56115183A (en) * 1980-02-14 1981-09-10 Toshiba Corp Controlling method for three-phase voltage type inverter
JPH06335254A (en) * 1993-05-18 1994-12-02 Hitachi Ltd Power converter
JPH0956162A (en) * 1995-08-21 1997-02-25 Hitachi Ltd PWM controller for converter
JPH11299290A (en) * 1998-04-17 1999-10-29 Hitachi Ltd AC motor drive system
JP2006038432A (en) * 2004-07-30 2006-02-09 Daikin Ind Ltd Compressor control method and refrigerant compression unit, and air conditioner and control method thereof

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010200412A (en) * 2009-02-23 2010-09-09 Fanuc Ltd Pwm rectifier
US8018747B2 (en) 2009-02-23 2011-09-13 Fanuc Ltd PWM rectifier
JP2011114991A (en) * 2009-11-30 2011-06-09 Hitachi Ltd Power converter
JP2013162529A (en) * 2012-02-01 2013-08-19 Fanuc Ltd Motor drive pwm rectifier having modulation scheme selector
US8786239B2 (en) 2012-02-01 2014-07-22 Fanuc Corporation Motor drive PWM rectifier having modulation scheme selector
WO2019163068A1 (en) * 2018-02-22 2019-08-29 パナソニックIpマネジメント株式会社 Rectifier circuit device
JP2021093854A (en) * 2019-12-11 2021-06-17 株式会社日立製作所 Power converter, x-ray imaging device, and motor drive device
JP7390881B2 (en) 2019-12-11 2023-12-04 富士フイルムヘルスケア株式会社 Power conversion equipment, X-ray imaging equipment, motor drive equipment

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