JPH01222665A - Inverter device - Google Patents
Inverter deviceInfo
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- JPH01222665A JPH01222665A JP63046797A JP4679788A JPH01222665A JP H01222665 A JPH01222665 A JP H01222665A JP 63046797 A JP63046797 A JP 63046797A JP 4679788 A JP4679788 A JP 4679788A JP H01222665 A JPH01222665 A JP H01222665A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[発明の目的コ
(産業上の利用分野)
本発明は点弧角を制御可能な半導体を使用した電圧形イ
ンバータ装置の出力電圧波形を改善する技術に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Objective of the Invention (Industrial Application Field) The present invention relates to a technique for improving the output voltage waveform of a voltage source inverter device using a semiconductor capable of controlling the firing angle.
(従来の技術)
従来、゛電圧形インバータ装置の出力電圧波形を改善す
るすなわち、正弦波に近づけるための技術はたとえば「
インバータ回路」昭和43年9月コロナ社発行に記載さ
れているものがある。その第1の例は第4図に示すよう
にインバータを多重構成としたもの、その第2の例は第
6図に示すようにインバータ出力をパルス幅変調(いわ
ゆるPPWM制御)とするものがある。第4図はインバ
ータ回路IAを3回路用意し、この出力側にそれぞれ絶
縁変圧器3Aを直列に介しての二次側で直列接続して負
荷7に接続する。その結果、負荷7には第5図■で示さ
れる電圧波形が与えられる。(Prior Art) Conventionally, techniques for improving the output voltage waveform of a voltage source inverter device, that is, making it closer to a sine wave, have been known as, for example,
There is something described in "Inverter Circuit" published by Corona Publishing in September 1964. The first example is one in which the inverter has a multiplex configuration as shown in Figure 4, and the second example is one in which the inverter output is pulse width modulated (so-called PPWM control) as shown in Figure 6. . In FIG. 4, three inverter circuits IA are prepared, and each inverter circuit IA is connected in series to a load 7 on the secondary side via an insulating transformer 3A in series on the output side of each inverter circuit IA. As a result, the load 7 is given the voltage waveform shown in FIG.
すなわち、個々のインバータIAの出力波形は第5図■
、■、■であるか、これらの電圧波形が合成されて■の
ようになり、■の電圧波形は各インバータIAの電圧波
形■、■、■よりもより正弦波形に近いことが理解でき
る。In other words, the output waveform of each inverter IA is shown in Figure 5.
, ■, ■, or these voltage waveforms are synthesized to form ■, and it can be understood that the voltage waveform of ■ is closer to a sine waveform than the voltage waveforms ■, ■, and ■ of each inverter IA.
第6図はインバータ2Aの半導体素子は、たとえば複数
のサイリスタをブリッジ接続し、各サイリスクを高周波
でオン、オフさせて第7図に示されるような電圧波形を
得るようにしたものである。第4図および第6図はいず
れも高周波電圧成分を除去する技術である。In FIG. 6, the semiconductor element of the inverter 2A is, for example, a plurality of thyristors connected in a bridge, and each thyristor is turned on and off at high frequency to obtain a voltage waveform as shown in FIG. Both FIG. 4 and FIG. 6 are techniques for removing high frequency voltage components.
(発明が解決しようとする課題)
ところが、これらの回路はいずれも次のような欠点を有
している。第4図のインバータIAの多重構成の場合は
スイッチング回数が少いので、スイッチングロスを気に
せず大容量のインバータを構成できる反面、高周波を除
去するためにはインバータ回路を多重にしなければなら
ない。そのため、複雑・大形化するという欠点を有して
いる。(Problems to be Solved by the Invention) However, all of these circuits have the following drawbacks. In the case of the multiplex configuration of the inverter IA shown in FIG. 4, the number of switching operations is small, so a large capacity inverter can be constructed without worrying about switching loss, but on the other hand, in order to remove high frequencies, inverter circuits must be multiplexed. Therefore, it has the disadvantage of being complicated and large.
第6図のインバータ2Aの場合は高い周波数でスイッチ
ングを行うため、高周波の除去を行うことが容易な反面
、高い周波数のためスイッチングロスが増加するので、
大容量化がむずかしいといった欠点を有している。In the case of the inverter 2A shown in Fig. 6, since switching is performed at a high frequency, it is easy to remove high frequencies, but on the other hand, switching loss increases due to the high frequency.
It has the disadvantage that it is difficult to increase capacity.
本発明は大容量で、より正弦波に近い出力電圧波形が得
られるインバータ装置を提供することを目的とする。An object of the present invention is to provide an inverter device that has a large capacity and can obtain an output voltage waveform closer to a sine wave.
[発明の構成コ
(課題を解決するための手段)
本発明は前記目的を達成するため、複数台のインバータ
のうち少くとも1台を基本波出力用のインバータとし、
残りを高周波出力用のインバータとするとともに、各イ
ンバータの出力電圧を絶縁変圧器により合成し、これを
負荷に印加するようにしたことを特徴とするインバータ
装置である。[Structure of the Invention (Means for Solving the Problems) In order to achieve the above-mentioned object, the present invention includes at least one of the plurality of inverters being an inverter for outputting a fundamental wave,
This inverter device is characterized in that the remainder is an inverter for high-frequency output, and the output voltages of each inverter are combined by an isolation transformer and applied to a load.
(作用)
前記のような構成とすることにより、大容量となるとと
もに出力電圧波形が正弦波に近い波形となる。(Function) With the above configuration, the capacitance becomes large and the output voltage waveform becomes a waveform close to a sine wave.
(実施例)
以下、図面を参照して本発明の実施例について説明する
。第1図は本発明の一実施例を示す回路図で、図の大容
量インバータ1は基本波を出力するだめのものであって
、スイッチング周波数は低いが大容量であり、また高周
波インバータ2は容量は小さいがスイッチング周波数の
高い制御性能がすぐれている。大容量のインバータ1お
よび高周波インバータ2の出力側をそれぞれ絶縁変圧器
3,4の1次側に接続し、その2次側を直列あるいは並
列に接続し、この接続点を負荷7に接続する。このよう
にして大容量インバータ1と高周波インバータ2の出力
電圧を合成した交流出力5を負荷7に印加する。(Example) Hereinafter, an example of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention. The large-capacity inverter 1 shown in the figure is only for outputting a fundamental wave, and has a low switching frequency but a large capacity, and the high-frequency inverter 2 is Although the capacity is small, the control performance with high switching frequency is excellent. The output sides of a large-capacity inverter 1 and a high-frequency inverter 2 are connected to the primary sides of isolation transformers 3 and 4, respectively, their secondary sides are connected in series or in parallel, and this connection point is connected to a load 7. In this way, an AC output 5 obtained by combining the output voltages of the large-capacity inverter 1 and the high-frequency inverter 2 is applied to the load 7.
前記大容量インバータ1は図示しない公知の制御回路で
駆動され、交流出力5から送出する電力の大部分をまか
なうものである。高周波インバータ2は大容量インバー
タ1の出力電圧波形を正弦波に近づけるべく補正を行う
ためのものである。The large-capacity inverter 1 is driven by a known control circuit (not shown) and supplies most of the power sent out from the AC output 5. The high-frequency inverter 2 is used to correct the output voltage waveform of the large-capacity inverter 1 so that it approaches a sine wave.
大容量インバータ1は、第2図■のような矩形波電圧波
形をつくり出すことができるようになっている。高周波
インバータ2の制御回路6は、正弦波発生回路61、変
換器62、比較器(つき合せ回路)63、増幅器64、
パターン発生回路65とから構成されている。正弦波発
生回路61は交流出力5として得るべき理想的な正弦波
電圧波形をつくり出すものである。変換器62は、現在
の交流出力5の電圧波形をとり込み適当な電圧レベルの
正弦波電圧波形に変換するためのものである。The large-capacity inverter 1 is capable of producing a rectangular voltage waveform as shown in FIG. The control circuit 6 of the high frequency inverter 2 includes a sine wave generating circuit 61, a converter 62, a comparator (matching circuit) 63, an amplifier 64,
It is composed of a pattern generation circuit 65. The sine wave generating circuit 61 generates an ideal sine wave voltage waveform to be obtained as the AC output 5. The converter 62 is for taking in the voltage waveform of the current AC output 5 and converting it into a sine wave voltage waveform of an appropriate voltage level.
比較器63は、正弦波発生回路61からの正弦波電圧波
形と変換器62の出力である正弦波電圧波形とを比較し
、その微少偏差分を出力するものである。増幅器64は
、比較器63の出力を増幅するものであり、パターン発
生回路65は増幅器64の出力を入力して高周波インバ
ータ2の駆動信号をつくり出すためのものである。The comparator 63 compares the sine wave voltage waveform from the sine wave generating circuit 61 and the sine wave voltage waveform output from the converter 62, and outputs a minute deviation thereof. The amplifier 64 is for amplifying the output of the comparator 63, and the pattern generation circuit 65 is for inputting the output of the amplifier 64 to generate a drive signal for the high frequency inverter 2.
以上のように構成されたインバータ装置の動作について
第2図を参照して説明する。第2図■は大容量インバー
タ1の出力電圧波形のみが交流出力5にあられれた時に
変換器62の2次側に得られる矩形波電圧波形である。The operation of the inverter device configured as above will be explained with reference to FIG. 2. 2 shows a rectangular wave voltage waveform obtained on the secondary side of the converter 62 when only the output voltage waveform of the large-capacity inverter 1 is applied to the AC output 5.
この矩形波電圧波形は第2図■に示す正弦波発生回路6
1の出力と比較器63により比較され、ここで第2図■
に示す微少偏差分とがとり出される。第2図■の波形は
増幅器64を通じて増幅され、パターン発生回路65に
印加される。パターン発生回路65は第2図■に示す波
形をつくり出し、これを制御波形として高周波インバー
タ2に伝え、高周波インバータを駆動させる。This rectangular voltage waveform is generated by the sine wave generating circuit 6 shown in FIG.
1 and the comparator 63, and here the output of
The minute deviation shown in is extracted. The waveform shown in FIG. 2 is amplified through an amplifier 64 and applied to a pattern generation circuit 65. The pattern generation circuit 65 generates a waveform shown in FIG. 2, and transmits this as a control waveform to the high frequency inverter 2, thereby driving the high frequency inverter.
ここで、パターン発生回路65は公知であり、ここでは
詳述しないが高周波キャリア波形と第2図■の波形とを
重ね合せて第2図■の波形をつくりたすものであり、第
3図はこれを説明するための図である。Here, the pattern generation circuit 65 is well known, and although it will not be described in detail here, it superimposes the high frequency carrier waveform and the waveform shown in FIG. 2 to create the waveform shown in FIG. is a diagram for explaining this.
第3図は■−1は高周波キャリア波形として三角波形列
aを示したものでこれに被制御信号すを重ね合わせる結
果交差するタイミングを検出して第3図■−2に示すよ
うな被制御信号に応じた幅を有するパルス列をつくり出
すことができる。In Figure 3, ■-1 shows a triangular waveform sequence a as a high-frequency carrier waveform, and as a result of superimposing the controlled signal on this, the intersecting timing is detected and the controlled signal as shown in Figure 3 ■-2 is obtained. A pulse train having a width corresponding to the signal can be created.
第1図の高周波インバータ2を第2図■の制御波形で駆
動し、絶縁変圧器3,4の2次側で大容量インバータ1
の自刃と結合することにより、交流出力5には正弦波発
生回路61の形状と同じ正弦波形を得ることができる。The high-frequency inverter 2 shown in Fig. 1 is driven with the control waveform shown in Fig. 2 (■), and the large-capacity inverter 1 is
By combining with the self-blade of the AC output 5, a sine waveform having the same shape as the sine wave generating circuit 61 can be obtained.
ここで高周波インバータ2の出力容量は第2図■の波形
すなわち半サイクルのうちで第2図■のように正および
負の状態をくり返す(図示の例では正か3回、負が2回
)ため、正・負の差分のみを電圧として与えれば良いと
いうことが理解される。従って、高周波インバータ2の
容量は大容量インバータ1に比べて小さくて良く、しか
も理想的には基本波の電力を供給しない無効電力源とし
て機能する。Here, the output capacitance of the high frequency inverter 2 has the waveform shown in Figure 2 (■), that is, the positive and negative states are repeated as shown in Figure 2 (■) within a half cycle (in the example shown, the positive and negative states are repeated three times and the negative state is twice). ), it is understood that only the positive/negative difference needs to be given as a voltage. Therefore, the capacity of the high-frequency inverter 2 may be smaller than that of the large-capacity inverter 1, and ideally it functions as a reactive power source that does not supply fundamental wave power.
実際の場合は第3図で例示したキャリア三角波の周波数
に上限があり、一方で、交流出力5に負荷7を接続した
時に生ずる電圧降下分(図示しないかケーブル等の電路
インピーダンス)が正弦波発生回路61との差を生ずる
ため、高周波インバータ2も電力供給の面では一役を果
たすことになる。In reality, there is an upper limit to the frequency of the carrier triangular wave illustrated in Figure 3, and on the other hand, the voltage drop that occurs when the load 7 is connected to the AC output 5 (not shown or the impedance of the cable, etc.) generates a sine wave. The high frequency inverter 2 also plays a role in power supply since it creates a difference with the circuit 61.
なお、第1図の例では大容量インバータ1の波形を矩形
波としたが、比較的低い次数の高周波電圧成分をあらか
じめとり除いておいたものでも良く、その時は高周波イ
ンバータ2の容量を更に小さくできる。In the example shown in Fig. 1, the waveform of the high-capacity inverter 1 is a rectangular wave, but it is also possible to remove relatively low-order high-frequency voltage components in advance, and in that case, the capacity of the high-frequency inverter 2 can be further reduced. can.
以上説明した本発明の実施例によれば、大容量インバー
タ1の基本波形出力電圧波形と高周波インバータ2の出
力電圧波形をそれぞれ絶縁変圧器3,4を介して結合す
るようにしたので、大容量で、より正弦波に近い出力電
圧が得られる。According to the embodiment of the present invention described above, the basic waveform output voltage waveform of the large-capacity inverter 1 and the output voltage waveform of the high-frequency inverter 2 are coupled via the isolation transformers 3 and 4, respectively, so that the large-capacity This results in an output voltage that is more similar to a sine wave.
なお、第1図の例では簡単化のため2台の単相インバー
タで示したが、それぞれが複数台であっても良く、三相
インバータであっても良いことは言うまでもない。In the example of FIG. 1, two single-phase inverters are shown for the sake of simplicity, but it goes without saying that each inverter may be a plurality of inverters or may be a three-phase inverter.
[発明の効果]
以上述べた本発明によれば、複数台のインバータのうち
少くとも1台を基本波出力用のインバータとし、残りを
高周波出力用のインバータとするとともに、各インバー
タの出力電圧を絶縁変圧器により合成し、これを負荷に
印加するようにしたので、大容量で、より正弦波に近い
出力電圧波形が得られるインバータ装置を提供できる。[Effects of the Invention] According to the present invention described above, at least one of the plurality of inverters is used as an inverter for fundamental wave output, and the rest are used as inverters for high frequency output, and the output voltage of each inverter is Since the signals are combined using an isolation transformer and applied to the load, it is possible to provide an inverter device that has a large capacity and can obtain an output voltage waveform that is closer to a sine wave.
第1図は本発明によるインバータ装置の一実施例を示す
回路図、第2図および第3図は第1図の動作を説明する
ための図、第4図は従来のインバータ装置の第1の例を
示す回路図、第5図は第4図の動作を説明するための図
、第6図は従来のインバータ装置の第2の例を示す回路
図、第7図は第6図の動作を説明するための図である。
1 ・大容量インバータ、2・・・高周波インバータ、
3,4・・絶縁変圧器、5・・・交流出力、6・・制御
回路、61・・・正弦波発生回路、62・・・変換器、
63・・・比較器、64・・・増幅器、65・・・パタ
ーン発生回路、7・・・負荷。
出願人代理人 弁理士 鈴江武彦
−コO−
第1図
第3図FIG. 1 is a circuit diagram showing one embodiment of an inverter device according to the present invention, FIGS. 2 and 3 are diagrams for explaining the operation of FIG. 1, and FIG. 4 is a circuit diagram showing an embodiment of an inverter device according to the present invention. A circuit diagram showing an example, FIG. 5 is a diagram for explaining the operation of FIG. 4, FIG. 6 is a circuit diagram showing a second example of a conventional inverter device, and FIG. 7 is a diagram for explaining the operation of FIG. 6. It is a figure for explaining. 1. Large capacity inverter, 2... High frequency inverter,
3, 4... Isolation transformer, 5... AC output, 6... Control circuit, 61... Sine wave generation circuit, 62... Converter,
63...Comparator, 64...Amplifier, 65...Pattern generation circuit, 7...Load. Applicant's agent Patent attorney Takehiko Suzue - CO - Figure 1 Figure 3
Claims (1)
用のインバータとし、残りを高周波出力用のインバータ
とするとともに、各インバータの出力電圧を絶縁変圧器
により合成し、これを負荷に印加するようにしたことを
特徴とするインバータ装置。At least one of the multiple inverters is used as an inverter for fundamental wave output, and the rest are used as inverters for high frequency output, and the output voltages of each inverter are combined by an isolation transformer and this is applied to the load. An inverter device characterized by:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63046797A JPH01222665A (en) | 1988-02-29 | 1988-02-29 | Inverter device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63046797A JPH01222665A (en) | 1988-02-29 | 1988-02-29 | Inverter device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01222665A true JPH01222665A (en) | 1989-09-05 |
Family
ID=12757324
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63046797A Pending JPH01222665A (en) | 1988-02-29 | 1988-02-29 | Inverter device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01222665A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020043748A (en) * | 2018-09-12 | 2020-03-19 | 東芝Itコントロールシステム株式会社 | Power conversion system |
-
1988
- 1988-02-29 JP JP63046797A patent/JPH01222665A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020043748A (en) * | 2018-09-12 | 2020-03-19 | 東芝Itコントロールシステム株式会社 | Power conversion system |
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