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JP2001061276A - PWM cycloconverter, and its shutoff circuit and shutoff method - Google Patents

PWM cycloconverter, and its shutoff circuit and shutoff method

Info

Publication number
JP2001061276A
JP2001061276A JP11234269A JP23426999A JP2001061276A JP 2001061276 A JP2001061276 A JP 2001061276A JP 11234269 A JP11234269 A JP 11234269A JP 23426999 A JP23426999 A JP 23426999A JP 2001061276 A JP2001061276 A JP 2001061276A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pwm
voltage
output
cycloconverter
circuit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP11234269A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Sadao Ishii
佐田夫 石井
Eiji Yamamoto
栄治 山本
Hidenori Hara
英則 原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yaskawa Electric Corp
Original Assignee
Yaskawa Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yaskawa Electric Corp filed Critical Yaskawa Electric Corp
Priority to JP11234269A priority Critical patent/JP2001061276A/en
Publication of JP2001061276A publication Critical patent/JP2001061276A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 出力電圧が小さい場合や大きい場合でも転流
の失敗を発生させない。 【解決手段】 PWMサイクロコンバータでは、交流電
源1の各相と出力側の各々の相を自己消弧能力を有する
双方向スイッチ10〜18で直接接続され、出力電圧指
令に応じて交流電源1の電圧をPWM制御し、任意の交
流又は直流電圧を出力する。双方向スイッチ10〜18
は、各々が独立にオン・オフできる2個の片方向半導体
スイッチにより構成される。電圧方向検出回路群7は、
双方向スイッチ10〜18に印加される電圧方向を検出
する。転流シーケンス切り替え回路群5は、電圧方向検
出回路群7の出力とPWM指令と同一出力相内の順方向
半導体スイッチを駆動する他のゲート信号の論理状態に
基づいて、電源短絡及び出力開放が発生しないように双
方向スイッチ10〜18の点弧順序を切り替える。
(57) [Summary] [Problem] To prevent commutation failure even when the output voltage is small or large. SOLUTION: In the PWM cycloconverter, each phase of the AC power supply 1 and each phase on the output side are directly connected by bidirectional switches 10 to 18 having a self-extinguishing capability, and the AC power supply 1 is switched in accordance with an output voltage command. The voltage is PWM-controlled, and an arbitrary AC or DC voltage is output. Bidirectional switch 10-18
Is composed of two unidirectional semiconductor switches, each of which can be turned on / off independently. The voltage direction detection circuit group 7 includes:
The direction of the voltage applied to the bidirectional switches 10 to 18 is detected. The commutation sequence switching circuit group 5 performs a power supply short circuit and an output open based on the output of the voltage direction detection circuit group 7 and the logic state of another gate signal for driving the forward semiconductor switch in the same output phase as the PWM command. The firing order of the bidirectional switches 10 to 18 is switched so as not to occur.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、交流電圧を直流ま
たは周波数、振幅の異なった交流に変換する電力変換装
置としてのPWMサイクロコンバータに関し、特にPW
Mサイクロコンバータの遮断方法・回路および転流シー
ケンス制御に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a PWM cycloconverter as a power converter for converting an AC voltage into a DC or an AC having a different frequency and amplitude, and more particularly to a PWM converter.
The present invention relates to a method and a circuit for shutting off an M cycloconverter and a commutation sequence control.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のPWMサイクロコンバータを図7
を参照して説明する。この従来のPWMサイクロコンバ
ータは、交流電源1からの交流電圧を直流または周波
数、振幅の異なった交流に変換して交流電動機8に供給
していて、交流ラインフィルタ2と、電源電圧検出回路
群3と、ゲートドライブ回路4と、転流シーケンス切り
替え回路群75と、コントローラ6と、双方向スイッチ
モジュール9と、電源電圧比較回路19とから構成され
ている。また、双方向スイッチモジュール9は、9つの
双方向スイッチ10〜18により構成されている。
2. Description of the Related Art FIG. 7 shows a conventional PWM cycloconverter.
This will be described with reference to FIG. This conventional PWM cycloconverter converts an AC voltage from an AC power supply 1 into a DC or an AC having a different frequency and amplitude and supplies it to an AC motor 8. The AC line filter 2 and a power supply voltage detection circuit group 3 , A gate drive circuit 4, a commutation sequence switching circuit group 75, a controller 6, a bidirectional switch module 9, and a power supply voltage comparison circuit 19. The bidirectional switch module 9 is composed of nine bidirectional switches 10 to 18.

【0003】この従来のPWMサイクロコンバータは、
交流電源1の各相と出力側の各々の相を自己消弧能力を
持つ双方向スイッチ10〜18で直接接続し出力電圧指
令に応じて交流電源電圧をPWM制御し任意の交流およ
び直流電圧を出力するPWMサイクロコンバータであ
る。双方向スイッチ10〜18は、それぞれ、片方向半
導体スイッチTr1〜Tr9と片方向半導体スイッチT
r1〜Tr9と逆接続されたダイオードD1〜D9から
なる回路と、片方向半導体スイッチTr1'〜Tr9'と
片方向半導体スイッチTr1'〜Tr9'と逆接続された
ダイオードD1'〜D9'からなる回路を対向直列に接続
した構成となっている。
[0003] This conventional PWM cycloconverter is
Each phase of the AC power supply 1 and each phase on the output side are directly connected by the bidirectional switches 10 to 18 having self-extinguishing capability, and PWM control of the AC power supply voltage according to the output voltage command to output arbitrary AC and DC voltages. This is a PWM cycloconverter that outputs. The bidirectional switches 10 to 18 are respectively one-way semiconductor switches Tr1 to Tr9 and one-way semiconductor switch T
a circuit consisting of diodes D1 to D9 reversely connected to r1 to Tr9, and a circuit consisting of diodes D1 'to D9' reversely connected to unidirectional semiconductor switches Tr1 'to Tr9' and unidirectional semiconductor switches Tr1 'to Tr9' Are connected in opposing series.

【0004】コントローラ6は、出力電圧指令を受ける
と、電源電圧を検出しながらどの双方向スイッチを点弧
するか判断してPWM指令を転流シーケンス切り替え回
路群75に渡す。この時、理想的に双方向スイッチ10
〜18のスイッチングが同時におこなわれれば、電流ス
パイクや電圧スパイクは発生しないが実際には双方向ス
イッチのばらつきなどがあり同時にスイッチングされる
ことはない。
When receiving the output voltage command, the controller 6 determines which bidirectional switch is to be fired while detecting the power supply voltage, and passes the PWM command to the commutation sequence switching circuit group 75. At this time, ideally the bidirectional switch 10
If the switching of .about.18 is performed at the same time, no current spike or voltage spike will occur, but in practice there will be variations in the bidirectional switches and the switching will not be performed at the same time.

【0005】そこで電源電圧比較回路19により、各々
の相電圧の大小関係を比較し、最大電圧、中間電圧、最
小電圧に分類して、転流シーケンス切り替え回路群75
にその情報を電圧比較情報として送信する。転流シーケ
ンス切り替え回路群75はPWM指令と電圧比較情報よ
り電源電圧の大きい相から小さい相への転流(モード
1)であるか、電源電圧の小さい相から大きい相への転
流であるか(モード2)の判別を行い、各々のモードに
おける転流シーケンスでゲート信号を発生する。ゲート
ドライバ4はゲート信号を受け取り、双方向スイッチ1
0〜18にゲート信号と絶縁された信号を送り双方向ス
イッチ10〜18を駆動する。
The power supply voltage comparison circuit 19 compares the magnitudes of the respective phase voltages and classifies them into a maximum voltage, an intermediate voltage and a minimum voltage.
The information is transmitted as voltage comparison information. Based on the PWM command and the voltage comparison information, the commutation sequence switching circuit group 75 performs commutation from a phase with a large power supply voltage to a small phase (mode 1) or a commutation from a phase with a small power supply voltage to a large phase. (Mode 2) is determined, and a gate signal is generated in a commutation sequence in each mode. The gate driver 4 receives a gate signal, and receives a bidirectional switch 1
A signal insulated from the gate signal is sent to 0 to 18 to drive the bidirectional switches 10 to 18.

【0006】次に、各々のモードでの転流シーケンスを
図8に示す。図8(a)は、電源電圧の大きい相から小
さい相への転流(モード1)シーケンスを示す図であ
り、図8(b)は、電源電圧の小さい相から大きい相へ
の転流(モード2)シーケンスを示す図である。
Next, the commutation sequence in each mode is shown in FIG. FIG. 8A is a diagram showing a commutation sequence from a phase with a large power supply voltage to a small phase (mode 1), and FIG. 8B is a diagram showing a commutation from a phase with a small power supply voltage to a large phase. It is a figure which shows a mode 2) sequence.

【0007】しかし、このような従来のPWMサイクロ
コンバータでは電圧比較回路19が検出した電源電圧に
基づいて転流モードを検出するため、出力電圧が小さい
場合や出力電圧が大きい場合つまり転流が完了していな
い場合に次の転流が始まると転流の失敗が発生し易かっ
た。また、電源電圧が歪み波形である場合も同様に転流
の失敗が発生していた。
However, in such a conventional PWM cycloconverter, since the commutation mode is detected based on the power supply voltage detected by the voltage comparison circuit 19, when the output voltage is small or the output voltage is large, that is, the commutation is completed. If the next commutation is not started, the commutation failure is likely to occur. Also, commutation failure has occurred when the power supply voltage has a distorted waveform.

【0008】このようなPWMサイクロコンバータで
は、スイッチング素子(パワートランジスタ)等が破壊
された等の異常が発生した場合に、その動作を遮断する
必要が発生する。
In such a PWM cycloconverter, when an abnormality such as a switching element (power transistor) or the like is broken, it is necessary to shut down the operation.

【0009】ここでは、故障検出および保護機能を備え
たPWMインバータを例示し、そのPWMインバータに
おける遮断手法をPWMサイクロコンバータに適用した
場合について検討する。
Here, a PWM inverter having a failure detection and protection function will be exemplified, and the case where the shut-off method in the PWM inverter is applied to a PWM cycloconverter will be discussed.

【0010】従来のPWMインバータの遮断手法として
は、遮断指令がPWMインバータに入力された場合に、
インバータを構成するスイッチング素子への制御信号、
すなわちゲート信号をすべてオフにする方法が一般的で
ある。
[0010] As a conventional PWM inverter shutoff method, when a shutoff command is input to the PWM inverter,
Control signals to the switching elements that make up the inverter,
That is, a method of turning off all the gate signals is general.

【0011】従来のPWMインバータにおける遮断手法
を図9に基づいて説明する。
A conventional shut-off method in a PWM inverter will be described with reference to FIG.

【0012】PWMインバータが適用されている従来の
交流電動機駆動制御装置は、図9に示されるように、3
相の交流電源1から供給される電力により交流電動機8
の駆動を制御していて、コンバータを構成するダイオー
ドブリッジ832と、平滑用コンデンサ833と、イン
バータを構成するトランジスタモジュール834と、ト
ランジスタモジュール834のゲート電極への制御信号
を生成するゲートドライバ836と、出力電圧指令に応
じたPWM指令を出力するコントローラ807と、遮断
指令BBに基づいてPWM指令のゲートドライバ836
への供給を制御するゲートブロック回路837とから構
成されている。
A conventional AC motor drive control device to which a PWM inverter is applied is, as shown in FIG.
AC motor 8 by the electric power supplied from the
A diode bridge 832 forming a converter, a smoothing capacitor 833, a transistor module 834 forming an inverter, a gate driver 836 generating a control signal to a gate electrode of the transistor module 834, A controller 807 for outputting a PWM command corresponding to the output voltage command, and a gate driver 836 for PWM command based on the shutoff command BB
And a gate block circuit 837 for controlling the supply to the gate.

【0013】このような構成の従来例のPWMインバー
タでは、まず、コントローラ806が出力電圧指令に応
じてPWM指令を作成すると、そのPWM指令はゲート
ブロック回路837を介してゲートドライバ836に供
給される。ゲートドライバ836はPWM指令に基づく
ゲート信号を絶縁して、トランジスタモジュール834
の各トランジスタを駆動する。
In the conventional PWM inverter having such a configuration, first, when the controller 806 creates a PWM command according to an output voltage command, the PWM command is supplied to the gate driver 836 via the gate block circuit 837. . The gate driver 836 insulates the gate signal based on the PWM command, and
Are driven.

【0014】そして、何らかの異常が発生し遮断信号B
Bがゲートブロック回路837に入力された場合、ゲー
トブロック回路837はPWM指令のゲートドライバへ
の供給を全相オフにする。したがって、トランジスタモ
ジュール834へのゲート信号が全相オフとなる。この
際に、交流電動機8に流れていた電流はトランジスタモ
ジュール834内のフリーフォイルダイオードを経由し
て平滑用コンデンサ833に流れ込み、トランジスタモ
ジュール834内の各トランジスタ両端の急激な電圧上
昇が抑えられることとなる。
Then, if any abnormality occurs, the cutoff signal B
When B is input to the gate block circuit 837, the gate block circuit 837 turns off the supply of the PWM command to the gate driver in all phases. Therefore, the gate signal to the transistor module 834 is turned off in all phases. At this time, the current flowing in the AC motor 8 flows into the smoothing capacitor 833 via the free-foil diode in the transistor module 834, so that a sharp voltage increase at both ends of each transistor in the transistor module 834 is suppressed. Become.

【0015】しかし、この遮断方法をPWMサイクロコ
ンバータに対して適用した場合には、PWMサイクロコ
ンバータには平滑コンデンサなどのエネルギー吸収素子
やフリーフォイルダイオードが設けられていないため、
PWMサイクロコンバータの出力端子にサージ電圧が発
生し双方向スイッチを破壊するという問題点があった。
However, when this shut-off method is applied to a PWM cyclo-converter, the PWM cyclo-converter is not provided with an energy absorbing element such as a smoothing capacitor or a free-foil diode.
There has been a problem that a surge voltage is generated at the output terminal of the PWM cycloconverter and the bidirectional switch is destroyed.

【0016】[0016]

【発明が解決しようとする課題】上述した従来のPWM
サイクロコンバータでは、下記のような問題点があっ
た。 (1)従来例では電圧比較回路が電源電圧を元に検出し
ているため出力電圧が小さい場合や出力電圧が大きい場
合につまり転流が完了していない場合に次の転流が始ま
る場合に転流の失敗を起こし易かった。また、電源電圧
が歪み波形である場合も同様に転流の失敗を引き起こし
易かった。 (2)上記従来のPWMインバータにおける遮断方法
を、PWMサイクロコンバータに適用した場合には、平
滑コンデンサなどのエネルギー吸収素子やフリーフォイ
ルダイオードがないため、PWMサイクロコンバータの
出力端子にサージ電圧が発生しPWMサイクロコンバー
タの双方向スイッチを破壊してしまう。
SUMMARY OF THE INVENTION The above-mentioned conventional PWM
The cycloconverter has the following problems. (1) In the conventional example, when the output voltage is small or the output voltage is large because the voltage comparison circuit detects based on the power supply voltage, that is, when the next commutation starts when commutation is not completed. It was easy to cause a commutation failure. Also, when the power supply voltage has a distorted waveform, commutation failure is also likely to occur. (2) When the above-mentioned conventional shut-off method of the PWM inverter is applied to a PWM cycloconverter, a surge voltage occurs at the output terminal of the PWM cycloconverter because there is no energy absorbing element such as a smoothing capacitor or a free-foil diode. This destroys the bidirectional switch of the PWM cycloconverter.

【0017】本発明の目的は、出力電圧が小さい場合や
出力電圧が大きい場合でも転流の失敗が発生しない安定
したPWMサイクロコンバータを提供することである。
An object of the present invention is to provide a stable PWM cycloconverter in which commutation failure does not occur even when the output voltage is small or the output voltage is large.

【0018】また、本発明の他の目的は、双方スイッチ
を破壊することなくPWMサイクロコンバータを遮断す
ることができる遮断回路を提供することである。
It is another object of the present invention to provide a shutoff circuit that can shut off a PWM cycloconverter without breaking both switches.

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のPWMサイクロコンバータは、交流電源の
各相と出力側の各々の相が、自己消弧能力を有し各々が
独立にオンオフできる2個の片方向半導体スイッチを組
み合わせて構成された双方向スイッチで直接接続され、
出力電圧指令に応じて前記交流電源の電圧をPWM制御
し、任意の交流または直流電圧を出力するPWMサイク
ロコンバータにおいて、前記各双方向スイッチの両端に
印加されている電圧の大小を検出する電圧方向検出回路
と、前記電圧方向検出回路の出力と、PWM指令と、同
一出力相内の順方向半導体スイッチを駆動する他のゲー
ト信号の状態に基づいて、前記双方向スイッチの点弧順
序を切り替える転流シーケンス切り替え回路とを有する
ことを特徴とする。
In order to achieve the above object, a PWM cycloconverter according to the present invention is arranged such that each phase of an AC power supply and each phase on the output side have a self-extinguishing ability and each of them is independent. Directly connected by a bidirectional switch configured by combining two unidirectional semiconductor switches that can be turned on and off,
In a PWM cycloconverter that performs PWM control on the voltage of the AC power supply according to an output voltage command and outputs an arbitrary AC or DC voltage, a voltage direction for detecting the magnitude of the voltage applied to both ends of each bidirectional switch. A switching circuit for switching the firing order of the bidirectional switch based on a detection circuit, an output of the voltage direction detection circuit, a PWM command, and a state of another gate signal for driving a forward semiconductor switch in the same output phase. And a flow sequence switching circuit.

【0020】本発明では、双方向スイッチ両端の電圧の
大小を電圧方向検出回路により直接検出し、転流シーケ
ンス切り替え回路はその検出結果に基づいて転流シーケ
ンスを切り替えるため、誤動作のない安定したPWMサ
イクロコンバータによるドライブシステムを実現でき
る。
According to the present invention, the magnitude of the voltage across the bidirectional switch is directly detected by the voltage direction detection circuit, and the commutation sequence switching circuit switches the commutation sequence based on the detection result. A drive system using a cycloconverter can be realized.

【0021】上記問題を解決するために、本発明のPW
Mサイクロコンバータの遮断回路は、交流電源の各相と
出力側の各々の相が、自己消弧能力を有したスイッチン
グ手段で直接接続され、出力電流指令に応じたPWM制
御により前記スイッチング手段の開閉制御を行って任意
の交流または直流電圧を出力するPWMサイクロコンバ
ータを遮断するための、PWMサイクロコンバータの遮
断回路において、前記出力電流指令に基づいて、前記P
WMサイクロコンバータの出力電流を制御する電流制御
手段と、前記PWMサイクロコンバータの遮断を指示す
る遮断指令を入力すると、前記出力電流指令をゼロと
し、前記PWMサイクロコンバータの出力電流がゼロに
なった後に前記PWMサイクロコンバータの遮断動作を
行う遮断シーケンス発生手段とを有することを特徴とす
る。
In order to solve the above problem, the PW of the present invention is used.
In the shutoff circuit of the M cycloconverter, each phase of the AC power supply and each phase on the output side are directly connected by switching means having a self-extinguishing ability, and the switching means is opened and closed by PWM control according to an output current command. In a PWM cycloconverter shutoff circuit for interrupting a PWM cycloconverter that performs control to output an arbitrary AC or DC voltage, the PWM current is controlled based on the output current command.
When a current control means for controlling the output current of the WM cycloconverter and a shutoff command for instructing shutoff of the PWM cycloconverter are input, the output current command is set to zero, and after the output current of the PWM cycloconverter has become zero, Shut-off sequence generating means for shutting off the PWM cycloconverter.

【0022】本発明に係るPWMサイクロコンバータの
遮断回路では、遮断指令を受け取った場合に、まず、出
力電流をゼロに制御し、出力電流がゼロになった後に、
遮断動作を行うため、PWMサイクロコンバータの双方
向スイッチに発生するサージ電圧を抑制でき、外部に設
ける保護回路やスナバ回路を小さくでき、また、双方向
スイッチを破壊することなく、安全に遮断できる。
In the shut-off circuit of the PWM cycloconverter according to the present invention, when the shut-off command is received, first, the output current is controlled to zero, and after the output current becomes zero,
Since the shutoff operation is performed, a surge voltage generated in the bidirectional switch of the PWM cycloconverter can be suppressed, a protection circuit and a snubber circuit provided outside can be reduced, and the shutoff can be safely performed without breaking the bidirectional switch.

【0023】また、本発明の他のPWMサイクロコンバ
ータの遮断回路では、前記スイッチング手段が、複数の
双方向スイッチで構成され、前記双方向スイッチが2対
の片方向半導体スイッチにより構成され、前記遮断シー
ケンス発生手段は、遮断動作を行う際には前記PWMサ
イクロコンバータに含まれる全部又は一部の前記片方向
半導体スイッチをオフとする。
Further, in another shutoff circuit of the PWM cycloconverter of the present invention, the switching means is constituted by a plurality of bidirectional switches, and the bidirectional switch is constituted by two pairs of unidirectional semiconductor switches. The sequence generating means turns off all or a part of the one-way semiconductor switches included in the PWM cycloconverter when performing the shutoff operation.

【0024】[0024]

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。
Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

【0025】(第1の実施形態)図1は本発明の第1の
実施形態のPWMサイクロコンバータの構成を示すブロ
ック図である。図1において、図7中の構成要素と同一
の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略するもの
とする。
(First Embodiment) FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a PWM cycloconverter according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, the same components as those in FIG. 7 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

【0026】本実施形態のPWMサイクロコンバータ
は、図7に示した従来のPWMサイクロコンバータに対
して、電源電圧比較回路19を削除し、電圧方向検出回
路群7を新たに設け、転流シーケンス切り替え回路群7
5を転流シーケンス切り替え回路群5に置き換えたもの
である。
The PWM cycloconverter of the present embodiment is different from the conventional PWM cycloconverter shown in FIG. 7 in that the power supply voltage comparison circuit 19 is eliminated, the voltage direction detection circuit group 7 is newly provided, and the commutation sequence switching is performed. Circuit group 7
5 is replaced with a commutation sequence switching circuit group 5.

【0027】本実施形態では、双方向スイッチ10〜1
8が図1に示すような構成の場合について説明するが、
図2(a)のように2つトランジスタを単に逆接続したも
の、図2(b)のように逆流阻止ダイオードを接続したも
の、あるいは図2(c)に示すようにトランジスタ保護ダ
イオードをエミッタ・コレクタ間に接続したものを使用
した場合でも本発明を同様に適用することもできる。
In this embodiment, the bidirectional switches 10-1
8 will be described with a configuration as shown in FIG.
As shown in FIG. 2 (a), two transistors are simply connected in reverse, a reverse current blocking diode is connected as shown in FIG. 2 (b), or a transistor protection diode is connected to an emitter and a transistor as shown in FIG. 2 (c). The present invention can be similarly applied to a case where a device connected between collectors is used.

【0028】電圧方向検出回路群7は、双方向スイッチ
10〜18に接続され、双方向スイッチ10〜18に印
加される電圧の方向を判別する。
The voltage direction detection circuit group 7 is connected to the bidirectional switches 10 to 18, and determines the direction of the voltage applied to the bidirectional switches 10 to 18.

【0029】転流シーケンス切り替え回路群5は、電圧
方向検出回路群7の出力とPWM指令と同一出力相内の
順方向半導体スイッチを駆動する他のゲート信号を取り
込み、電圧方向検出回路群7の出力とそのPWM指令と
同一出力相内の順方向半導体スイッチを駆動する他のゲ
ート信号の状態に基づいて双方向スイッチ10〜18の
点弧順序を切り替える。
The commutation sequence switching circuit group 5 takes in the output of the voltage direction detection circuit group 7 and another gate signal for driving the forward direction semiconductor switch in the same output phase as the PWM command, and The firing order of the bidirectional switches 10 to 18 is switched based on the output and the state of another gate signal for driving the forward semiconductor switch in the same output phase as the PWM command.

【0030】電圧方向検出回路群7、ゲートドライバ
4、転流シーケンス切り替え回路群5は、実際にはそれ
ぞれ双方向スイッチ10〜18と同数の9つの電圧方向
検出回路、ゲートドライブ回路、転流シーケンス切り替
え回路から構成されているが、ここでは説明を簡単にす
るため、出力1相あたりの回路に相当する、3つの双方
向スイッチ10〜12と双方向スイッチング10〜12
を制御するための回路についてのみ説明する。
The voltage direction detection circuit group 7, the gate driver 4, and the commutation sequence switching circuit group 5 are actually composed of nine voltage direction detection circuits, gate drive circuits, commutation sequence, the same number as the bidirectional switches 10 to 18, respectively. Although it is composed of a switching circuit, three bidirectional switches 10 to 12 and bidirectional switching 10 to 12 corresponding to a circuit per output phase are described here for simplicity.
Only the circuit for controlling the control will be described.

【0031】電圧方向検出回路群7内には、図3に示す
ように電圧方向検出回路21a〜21cが設けられてい
る。また、転流シーケンス切り替え回路群5内には、転
流シーケンス切り替え回路20a〜20cが設けられて
いて、ゲートドライバ4内には、ゲートドライブ回路2
2a〜22cが設けられている。
In the voltage direction detection circuit group 7, voltage direction detection circuits 21a to 21c are provided as shown in FIG. In the commutation sequence switching circuit group 5, commutation sequence switching circuits 20a to 20c are provided, and in the gate driver 4, the gate drive circuit 2 is provided.
2a to 22c are provided.

【0032】電圧方向検出回路21aは、制御側電源と
主回路とを絶縁するためのホトカプラ28と、比較器2
9と、第1および第2のダイオード301、302と、絶
縁電源31とにより構成されている。第1、第2のダイ
オード301、302のカソードは、それぞれ双方向スイ
ッチ10の両端T1、T1'に接続されている。また、
第1および第2のダイオード301、302のカソードと
絶縁電源31の中点の間にはそれぞれ抵抗R3、R4が
接続されトランジスタTr1、Tr1'がオフ状態であ
っても電圧の方向を検出することができる。また、絶縁
電源31の中点は双方向スイッチ10内のトランジスタ
の接続点E1に接続される。第1、第2のダイオード3
1、302のアノード側は抵抗を介して絶縁電源31の
+側及び、比較器29の入力に接続される。比較器29
の出力はホトカプラ28内の発光ダイオードのカソード
に接続され、比較器29の出力がロウレベル(以下Lと
する。)のときホトカプラ28のトランジスタは導通状
態で電圧方向検出器21の出力Z1はLとなる。
The voltage direction detecting circuit 21a includes a photocoupler 28 for insulating the control side power supply from the main circuit, and a comparator 2
9, first and second diodes 30 1 and 30 2, and an insulated power supply 31. First, second diode 30 1, 30 2 of the cathode is connected to both ends T1, T1 'of the bidirectional switch 10, respectively. Also,
Resistors R3 and R4 are respectively connected between the cathodes of the first and second diodes 30 1 and 30 2 and the midpoint of the insulated power supply 31 to detect the direction of the voltage even when the transistors Tr1 and Tr1 'are off. can do. The midpoint of the insulated power supply 31 is connected to a connection point E1 of a transistor in the bidirectional switch 10. First and second diodes 3
0 1, 30 2 on the anode side + side and insulated power supply 31 through a resistor, is connected to the input of the comparator 29. Comparator 29
Is connected to the cathode of the light-emitting diode in the photocoupler 28. When the output of the comparator 29 is at a low level (hereinafter referred to as L), the transistor of the photocoupler 28 is conductive and the output Z1 of the voltage direction detector 21 is L. Become.

【0033】電圧方向検出回路21b、21cの回路構
成も、電圧方向検出回路21aと同様な回路構成となっ
ているためその説明は省略する。
The circuit configuration of the voltage direction detection circuits 21b and 21c is the same as that of the voltage direction detection circuit 21a, and the description is omitted.

【0034】電圧方向検出回路21a〜21cは、この
ような回路構成となっていることにより、ダイオード3
1のアノードとダイオード302のアノード電位差を検
出し双方向スイッチ10〜12に印加される電圧の方向
を判定する。
The voltage direction detecting circuits 21a to 21c have the above-described circuit configuration, so that the diode 3
0 determines the direction of the detected voltage applied to the bidirectional switch 10 to 12 to 1 of the anode potential of the anode and the diode 30 2.

【0035】次に、電圧方向検出回路21aの動作につ
いて説明する。
Next, the operation of the voltage direction detecting circuit 21a will be described.

【0036】第1および第2のダイオード301、302
のアノード電位はそれぞれのカソードが接続されている
端子の電位(双方向スイッチの両端T1、T1'の電位
V1、V1')に固定される。電圧が印加される方向で
アノード電位差の極性が変化するため、電圧方向検出器
21aの出力である電圧方向検出信号Z1はハイレベル
(以下Hとする。)または、Lとなり電圧方向を検出す
る。電圧方向検出器21の出力である電圧方向検出信号
Z1は電位差がV1>V1'の時すなわち交流電源1側
の電位が交流電動機8側の電位より高いときL、逆に、
V1<V1'の時すなわち交流電源1側の電位が交流電
動機8側の電位より低いときHとなる。
The first and second diodes 30 1 , 30 2
Are fixed to the potentials of the terminals to which the respective cathodes are connected (the potentials V1 and V1 'at both ends T1 and T1' of the bidirectional switch). Since the polarity of the anode potential difference changes in the direction in which the voltage is applied, the voltage direction detection signal Z1 output from the voltage direction detector 21a goes high (hereinafter referred to as H) or L, and detects the voltage direction. The voltage direction detection signal Z1 output from the voltage direction detector 21 is L when the potential difference is V1> V1 ', that is, when the potential of the AC power supply 1 is higher than the potential of the AC motor 8;
When V1 <V1 ′, that is, when the potential on the AC power supply 1 side is lower than the potential on the AC motor 8 side, it becomes H.

【0037】電圧方向検出回路21の出力Z1は転流シ
ーケンス切り替え回路20aに入力される。また、転流
シーケンス切り替え回路20aにはコントローラ6から
PWM指令C1、同一出力相内の順方向トランジスタT
r1、Tr2、Tr3に入力される他のスイッチのゲー
ト信号G1、G2、G3も入力され、転流シーケンスを
切り替える。転流シーケンス切り替え回路20からは、
同一双方向スイッチ内の順方向、逆方向トランジスタT
r1、Tr1'を駆動するゲート信号G1、G1'が出力
され双方向スイッチ10を駆動する。同一出力相内の他
の双方向スイッチ11、12も同様な回路構成となって
いる。
The output Z1 of the voltage direction detection circuit 21 is input to a commutation sequence switching circuit 20a. The commutation sequence switching circuit 20a has a PWM command C1 from the controller 6 and a forward transistor T in the same output phase.
Gate signals G1, G2, and G3 of other switches input to r1, Tr2, and Tr3 are also input to switch the commutation sequence. From the commutation sequence switching circuit 20,
Forward and reverse transistors T in the same bidirectional switch
Gate signals G1 and G1 ′ for driving r1 and Tr1 ′ are output to drive the bidirectional switch 10. The other bidirectional switches 11 and 12 in the same output phase have the same circuit configuration.

【0038】次に、転流シーケンス切り替え回路20a
について図4を参照して説明する。転流シーケンス切り
替え回路20aは、ゲート信号選択回路25と、モード
切り替え回路26と、遅延信号発生回路27とから構成
されている。
Next, the commutation sequence switching circuit 20a
Will be described with reference to FIG. The commutation sequence switching circuit 20a includes a gate signal selection circuit 25, a mode switching circuit 26, and a delay signal generation circuit 27.

【0039】モード切り替え回路26には出力同一相内
の双方向スイッチ10、11、12の順方向トランジス
タTr1、Tr2、Tr3のゲート信号G1、G2、G
3と、電圧方向検出信号Z1と、PWM指令C1が入力
される。モード切り替え回路26は、出力同一相内の双
方向スイッチ10、11、12の順方向トランジスタT
r1、Tr2、Tr3のゲート信号G1、G2、G3の
状態に基づいて、出力同一相内の双方向スイッチ10、
11、12の電圧方向を判断する。モード切り替え回路
26は、PWM指令C1がHのときは、出力同一相内の
双方向スイッチ10、11、12の順方向トランジスタ
Tr1、Tr2、Tr3のゲート信号G1、G2、G3
の論理和Gをモード切り替え信号OUT3として出力
し、PWM指令C1がLのときは、電圧方向検出信号Z
1をモード切り替え信号OUT3として出力する。
The mode switching circuit 26 has gate signals G1, G2, G of the forward transistors Tr1, Tr2, Tr3 of the bidirectional switches 10, 11, 12 in the same output phase.
3, a voltage direction detection signal Z1, and a PWM command C1. The mode switching circuit 26 includes the forward transistors T of the bidirectional switches 10, 11, and 12 in the same output phase.
Based on the states of the gate signals G1, G2, G3 of r1, Tr2, Tr3, the bidirectional switches 10, within the same output phase,
The voltage directions of 11 and 12 are determined. When the PWM command C1 is H, the mode switching circuit 26 outputs the gate signals G1, G2, G3 of the forward transistors Tr1, Tr2, Tr3 of the bidirectional switches 10, 11, 12 in the same output phase.
Is output as the mode switching signal OUT3, and when the PWM command C1 is L, the voltage direction detection signal Z
1 is output as a mode switching signal OUT3.

【0040】遅延信号発生回路27にはPWM指令C1
が入力されていて、出力として第1、第2のゲート信号
OUT1、OUT2を発生する。遅延信号発生回路27
内には、遅延量が2ΔTの遅延回路23と、遅延量がΔ
Tの遅延回路24とが設けられている。第1のゲート信
号OUT1は、立ち上がり時はPWM指令C1と同期
し、立ち下がり時には、PWM指令C1に対して3△T
だけ遅延した信号となる。また、第2のゲート信号OU
T2は、立ち上がり時はPWM指令C1に対して2△T
だけ遅延し、立ち下がり時はPWM指令C1と同期する
信号となる。
The PWM signal C1 is supplied to the delay signal generation circuit 27.
, And generates first and second gate signals OUT1 and OUT2 as outputs. Delay signal generation circuit 27
Inside, a delay circuit 23 having a delay amount of 2ΔT and a delay amount of Δ
T delay circuit 24 is provided. The first gate signal OUT1 is synchronized with the PWM command C1 at the time of rising, and 3 △ T with respect to the PWM command C1 at the time of falling.
Signal delayed by only Also, the second gate signal OU
T2 is 2 △ T with respect to the PWM command C1 at the time of rising.
The signal is synchronized with the PWM command C1 when falling.

【0041】ゲート信号選択回路25には第1、第2の
ゲート信号OUT1、OUT2及びモード切り替え信号
OUT3が入力され、順方向側トランジスタTr1のゲ
ート信号G1、及び逆方向側トランジスタTr1'のゲ
ート信号G1'を出力する。ゲート信号選択回路25
は、モード切り替え信号OUT3によって、順方向側ト
ランジスタTr1のゲート信号G1、及び逆方向側トラ
ンジスタTr1'のゲート信号G1'を第1のゲート信号
OUT1とするか、第2のゲート信号OUT2とするか
を選択する。以上のようにして転流シーケンスが決定さ
れる。
The gate signal selection circuit 25 receives the first and second gate signals OUT1 and OUT2 and the mode switching signal OUT3, and outputs the gate signal G1 of the forward transistor Tr1 and the gate signal of the reverse transistor Tr1 '. G1 'is output. Gate signal selection circuit 25
Is to determine whether the gate signal G1 of the forward transistor Tr1 and the gate signal G1 ′ of the reverse transistor Tr1 ′ are the first gate signal OUT1 or the second gate signal OUT2 according to the mode switching signal OUT3. Select The commutation sequence is determined as described above.

【0042】次に、転流シーケンス切り替え回路20a
により行われる転流シーケンスを図5に基づいて説明す
る。電圧が電源電圧1から交流電動機8に印加されてい
る場合には図5(a)のシーケンス、電圧が交流電動機
8から電源電圧1に印加されている場合には図5(b)
のシーケンスが選択される。この時、双方向スイッチ1
0をオンする場合は同一出力相内の他の双方向スイッチ
11、12の電圧方向、双方向スイッチ10をオフする
場合にはオフしようとする双方向スイッチ10の電圧方
向に対する情報が必要であることがわかる。以上の転流
シーケンスを用いることで、電流を遮断することなく、
かつ、電源短絡を起こさないで、転流を行うことができ
る。
Next, the commutation sequence switching circuit 20a
Will be described with reference to FIG. 5A when the voltage is applied from the power supply voltage 1 to the AC motor 8, and FIG. 5B when the voltage is applied from the AC motor 8 to the power supply voltage 1.
Is selected. At this time, the bidirectional switch 1
When 0 is turned on, information on the voltage direction of the other bidirectional switches 11 and 12 in the same output phase, and when turning off the bidirectional switch 10, information on the voltage direction of the bidirectional switch 10 to be turned off is required. You can see that. By using the above commutation sequence, without interrupting the current,
In addition, commutation can be performed without causing a power supply short circuit.

【0043】具体的には交流電源1側が交流電動機8側
より電位が高い場合(図5(a))にはまずTr2をオ
ンとする。この時Tr2のダイオードは逆バイアスされ
電源短絡は生じない。次にTr1をオフとする。この時
電流が交流電源1から交流電動機8へ流れている場合は
電流がTr2を流れ転流する。電流が交流電動機8から
交流電源1へ流れていた場合はそのままTr1'を流れ
続ける。次にTr2'をオンとする。電流が交流電動機
8から交流電源1へ流れていた場合はこの時Tr1'か
らTr2'へと転流する。最後にTr1'をオフとして転
流を完了する。
More specifically, when the potential of the AC power supply 1 is higher than that of the AC motor 8 (FIG. 5A), Tr2 is first turned on. At this time, the diode of Tr2 is reverse-biased and no short circuit occurs. Next, Tr1 is turned off. At this time, if a current flows from the AC power supply 1 to the AC motor 8, the current flows through the Tr2 and commutates. When the current is flowing from the AC motor 8 to the AC power supply 1, the current continues to flow through Tr1 '. Next, Tr2 'is turned on. When the current is flowing from the AC motor 8 to the AC power supply 1, the current is commutated from Tr1 'to Tr2' at this time. Finally, Tr1 'is turned off to complete the commutation.

【0044】交流電動機8側が交流電源1側より電位が
高い場合(図5(b))にはまずTr2'をオンとする。
この時Tr2'のダイオードは逆バイアスされ電源短絡
は生じない。次にTr1'をオフとする。この時電流が
交流電動機8から交流電源1へ流れている場合は電流が
Tr2'を流れ転流する。電流が交流電源1から交流電
動機8へ流れていた場合はそのままTr1を流れ続け
る。次にTr2をオンとする。電流が交流電動機8から
交流電源1へ流れていた場合はこの時Tr1からTr2
へと転流する。最後にTr1をオフとして転流を完了す
る。
When the potential of the AC motor 8 is higher than that of the AC power supply 1 (FIG. 5B), Tr2 'is turned on first.
At this time, the diode of Tr2 'is reverse-biased and no power supply short circuit occurs. Next, Tr1 'is turned off. At this time, if a current is flowing from the AC motor 8 to the AC power supply 1, the current flows through Tr2 'and commutates. If the current is flowing from the AC power supply 1 to the AC motor 8, the current continues to flow through Tr1. Next, Tr2 is turned on. When current is flowing from the AC motor 8 to the AC power supply 1, at this time, Tr1 to Tr2
Commuted to Finally, Tr1 is turned off to complete the commutation.

【0045】(第2の実施形態)次に、本発明のPWM
サイクロコンバータの遮断方法の一実施形態について図
面を参照して説明する。図6は本実施形態の簡単な制御
ブロックを示すブロック図である。
(Second Embodiment) Next, the PWM of the present invention will be described.
One embodiment of a method for shutting off a cycloconverter will be described with reference to the drawings. FIG. 6 is a block diagram showing a simple control block of the present embodiment.

【0046】本実施形態におけるPWMサイクロコンバ
ータの遮断装置は、PWMサイクロコンバータ106の
遮断動作を制御していて、電流制御器101と、電流指
令切り替え器102と、遮断シーケンス発生器103
と、PWMアンプ104と、電流センサ105とから構
成されている。
The shutoff device of the PWM cycloconverter according to the present embodiment controls the shutoff operation of the PWM cycloconverter 106, and includes a current controller 101, a current command switch 102, and a shutoff sequence generator 103.
, A PWM amplifier 104, and a current sensor 105.

【0047】PWMサイクロコンバータ106は、PW
Mアンプ104から出力されたPWMパルスを元に交流
電源1の電圧をPWM電圧に変換し、交流電動機1を駆
動するための電力を供給する。
The PWM cycloconverter 106 has a PWM
Based on the PWM pulse output from the M amplifier 104, the voltage of the AC power supply 1 is converted into a PWM voltage, and power for driving the AC motor 1 is supplied.

【0048】電流指令切り替え器102は、遮断指令B
Bがオフの場合には入力された電流指令Irefをそのま
ま出力し、遮断指令BBがオンになると出力する電流指
令Irefをゼロとする。
The current command switch 102 is provided with a cutoff command B
When B is off, the input current command Iref is output as it is, and when the cutoff command BB is turned on, the output current command Iref is set to zero.

【0049】電流制御器101は、電流指令切り替え機
102からの電流指令Irefと電流検出値Ifbの差がゼ
ロとなるように、PWMサイクロコンバータ106の電
流値を制御する。
The current controller 101 controls the current value of the PWM cycloconverter 106 so that the difference between the current command Iref from the current command switch 102 and the current detection value Ifb becomes zero.

【0050】遮断シーケンス発生器103は、遮断指令
BBがオフの場合には電流制御器101の出力をPWM
アンプ104に出力し、遮断指令BBがオンになると電
流検出値Ifbを監視し、電流検出値Ifbがゼロになると
遮断シーケンスを発生させ、PWMサイクロコンバータ
106を遮断する。
When the shutoff command BB is off, the shutoff sequence generator 103 outputs the output of the current controller 101 to PWM.
The current is output to the amplifier 104, and when the cutoff command BB is turned on, the current detection value Ifb is monitored. When the current detection value Ifb becomes zero, a cutoff sequence is generated and the PWM cycloconverter 106 is cut off.

【0051】PWMアンプ104は、電流制御器101
の出力に比例したデュティ比のPWMパルスを発生させ
てPWMサイクロコンバータ106に出力している。
The PWM amplifier 104 includes the current controller 101
, And generates a PWM pulse having a duty ratio proportional to the output of the PWM cycloconverter 106.

【0052】電流センサ105は、交流電動機8の電流
を検出し、その検出結果を電流検出値Ifbとして電流制
御器101および遮断シーケンス発生器103へ出力す
る。
The current sensor 105 detects the current of the AC motor 8 and outputs the detection result to the current controller 101 and the cutoff sequence generator 103 as a current detection value Ifb.

【0053】次に、本実施形態における遮断回路の動作
について図6を参照して説明する。
Next, the operation of the cutoff circuit in this embodiment will be described with reference to FIG.

【0054】先ず、遮断信号BBがオフの場合の動作に
ついて説明する。
First, the operation when the cutoff signal BB is off will be described.

【0055】遮断信号BBがオフの場合には、電流指令
切り替え器102は入力された電流指令Irefをそのま
ま出力する。電流制御器101は、電流検出値Ifbと電
流指令Irefの差がゼロとなるような指示を出力する。
そして、遮断信号BBがオフなことにより遮断シーケン
ス発生器103は、電流制御器101からの出力をその
ままPWMアンプ104に出力する。このことにより、
PWMサイクロこコンバータ106は、電流指令Iref
の指示に基づいた動作を行うこととなる。
When the cutoff signal BB is off, the current command switch 102 outputs the input current command Iref as it is. The current controller 101 outputs an instruction such that the difference between the current detection value Ifb and the current command Iref becomes zero.
When the cutoff signal BB is turned off, the cutoff sequence generator 103 outputs the output from the current controller 101 to the PWM amplifier 104 as it is. This allows
The PWM cycloconverter 106 receives the current command Iref
The operation based on the instruction is performed.

【0056】次に、遮断信号BBがオンになった場合の
動作について説明する。
Next, the operation when the cutoff signal BB is turned on will be described.

【0057】遮断信号BBがオンになると、電流指令切
り替え器102の出力はゼロとなり、電流制御器101
は電流検出値Ifbがゼロになるように電流を制御する。
遮断シーケンス発生器103は遮断信号BBがオンにな
り、さらに、電流検出値Ifbがゼロになった時点で遮断
シーケンスを発生させ、PWMサイクロコンバータ10
6を遮断する。
When the cutoff signal BB is turned on, the output of the current command switch 102 becomes zero and the current controller 101
Controls the current so that the current detection value Ifb becomes zero.
The cutoff sequence generator 103 generates a cutoff sequence when the cutoff signal BB is turned on and the current detection value Ifb becomes zero, and the PWM cycloconverter 10
Block 6

【0058】遮断シーケンス発生器103がPWMサイ
クロコンバータ106を遮断する際に、PWMサイクロ
コンバータ106に含まれる全ての片方向半導体スイッ
チをオフするようにしてもよいし、一部の片方向半導体
スイッチのみをオフするようにしてもよい。
When the shut-down sequence generator 103 shuts off the PWM cycloconverter 106, all the unidirectional semiconductor switches included in the PWM cycloconverter 106 may be turned off, or only some of the unidirectional semiconductor switches may be turned off. May be turned off.

【0059】本実施形態のPWMサイクロコンバータに
おける遮断回路によれば、出力電流がゼロになってか
ら、遮断動作を行うためサージ電圧を発生しない。
According to the shutoff circuit in the PWM cycloconverter of the present embodiment, a surge voltage is not generated since the shutoff operation is performed after the output current becomes zero.

【0060】本実施形態では、交流電動機に対して本発
明を適用した場合を用いて説明したが、制御対象の電動
機として、直流電動機や、ベクトル制御で駆動される誘
導電動機や、同期電動機を用いた場合でも、電流制御系
を3相交流/2相直流変換(d−q変換)して制御する
ことで本発明を同様に適用することができることは明ら
かである。
In the present embodiment, the case where the present invention is applied to an AC motor has been described. However, as a motor to be controlled, a DC motor, an induction motor driven by vector control, or a synchronous motor is used. It is apparent that the present invention can be similarly applied to the case where the current control system is controlled by three-phase AC / 2-phase DC conversion (dq conversion).

【0061】[0061]

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、下記の
ような効果を有する。 (1)本発明のPWMサイクロコンバータでは、双方向
スイッチ両端の電圧の大小を直接検出し転流シーケンス
を切り替えるため、誤動作のない安定したPWMサイク
ロコンバータによるドライブシステムを実現することが
できる。 (2)本発明のPWMサイクロコンバータの遮断方法で
は、遮断指令を受け取った場合に、まず、出力電流をゼ
ロに制御し、出力電流がゼロになった後に、遮断動作を
行うため、PWMサイクロコンバータの双方向スイッチ
に発生するサージ電圧を抑制でき、外部に設ける保護回
路やスナバ回路を小さくでき、また、双方向スイッチを
破壊することなく、安全な遮断動作を実現することがで
きる。
As described above, the present invention has the following effects. (1) In the PWM cycloconverter of the present invention, since the magnitude of the voltage across the bidirectional switch is directly detected and the commutation sequence is switched, a drive system using a stable PWM cycloconverter without malfunction can be realized. (2) In the shutoff method of the PWM cycloconverter according to the present invention, when the shutoff command is received, first, the output current is controlled to zero, and after the output current becomes zero, the shutoff operation is performed. The surge voltage generated in the bidirectional switch can be suppressed, the protection circuit and snubber circuit provided outside can be reduced, and a safe shutoff operation can be realized without breaking the bidirectional switch.

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

【図1】本発明の第1の実施形態のPWMサイクロコン
バータの構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a PWM cycloconverter according to a first embodiment of the present invention.

【図2】双方向スイッチ10〜18の他の構成を示す回
路図である。
FIG. 2 is a circuit diagram showing another configuration of the bidirectional switches 10 to 18;

【図3】電圧方向検出回路群7の構成およびその周辺の
回路構成を示す回路図である。
FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration of a voltage direction detection circuit group 7 and a peripheral circuit configuration;

【図4】図3中の転流シーケンス切り替え回路20aの
構成を示す回路図である。
FIG. 4 is a circuit diagram showing a configuration of a commutation sequence switching circuit 20a in FIG.

【図5】本実施形態のPWMサイクロコンバータによる
転流シーケンスを示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a commutation sequence by the PWM cycloconverter of the present embodiment.

【図6】本発明の第2の実施形態のPWMサイクロコン
バータの遮断回路を示すブロック図である。
FIG. 6 is a block diagram showing a shutoff circuit of a PWM cycloconverter according to a second embodiment of the present invention.

【図7】従来のPWMサイクロコンバータの構成を示す
ブロック図である。
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a conventional PWM cyclo converter.

【図8】従来のPWMサイクロコンバータにおける転流
シーケンスを示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing a commutation sequence in a conventional PWM cycloconverter.

【図9】PWMインバータが適用されている従来の交流
電動機駆動制御装置の構成を示すブロック図である。
FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of a conventional AC motor drive control device to which a PWM inverter is applied.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 交流電源 2 交流ラインフィルタ 3 電源電圧検出回路 4 ゲートドライバ 5 転流シーケンス切り替え回路群 6 コントローラ 7 電圧方向検出回路群 8 交流電動機 9 双方向スイッチモジュール 10〜18 双方向スイッチ 19 電源電圧比較回路 20 転流シーケンス切り替え回路 21 電圧方向検出回路 22 ゲートドライブ回路 23 遅延回路(2△T) 24 遅延回路(△T) 25 ゲート信号選択回路 26 モード切り替え回路 27 遅延信号発生回路 28 ホトカプラ 29 比較器 301、302 第1、第2のダイオード 31 絶縁電源 75 転流シーケンス切り替え回路群 101 電流制御器 102 電流指令切り替え器 103 遮断シーケンス発生器 104 PWMアンプ 105 電流センサ 106 PWMサイクロコンバータ 806 コントローラ 832 コンバータ(ダイオードモジュール) 833 平滑コンデンサ 834 トランジスタモジュール 836 ゲートドライバ 837 ゲートブロック回路 Tr1〜Tr3 順方向トランジスタ Tr1'〜Tr3' 逆方向トランジスタ T1〜T3 双方向スイッチの電源側側端子 T1'〜T3' 双方向スイッチの負荷側端子 E1〜E3 順方向及び逆方向トランジスタの接続点 Z1〜Z3 電圧方向検出信号 G1〜G3 順方向トランジスタのゲート信号 G1'〜G3' 逆方向トランジスタのゲート信号 C1〜C3 PWM指令 G 同一出力相内順方向トランジスタのゲート信号の
論理和 OUT1 第1のゲート信号 OUT2 第2のゲート信号 OUT3 モード切り替え信号 Iref 電流指令 Ifb 電流検出値 BB 遮断信号
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 AC power supply 2 AC line filter 3 Power supply voltage detection circuit 4 Gate driver 5 Commutation sequence switching circuit group 6 Controller 7 Voltage direction detection circuit group 8 AC motor 9 Bidirectional switch module 10-18 Bidirectional switch 19 Power supply voltage comparison circuit 20 Commutation sequence switching circuit 21 Voltage direction detection circuit 22 Gate drive circuit 23 Delay circuit (2ΔT) 24 Delay circuit (ΔT) 25 Gate signal selection circuit 26 Mode switching circuit 27 Delay signal generation circuit 28 Photocoupler 29 Comparator 30 1 , 30 2 First and second diodes 31 Insulated power supply 75 Commutation sequence switching circuit group 101 Current controller 102 Current command switch 103 Shutdown sequence generator 104 PWM amplifier 105 Current sensor 106 PWM cycloconverter 806 Controller 832 Converter (diode module) 833 Smoothing capacitor 834 Transistor module 836 Gate driver 837 Gate block circuit Tr1 to Tr3 Forward transistor Tr1 'to Tr3' Reverse transistor T1 to T3 Power supply side terminal of bidirectional switch T1 'to T3' Load-side terminal of bidirectional switch E1 to E3 Connection point of forward and reverse transistors Z1 to Z3 Voltage direction detection signal G1 to G3 Gate signal of forward transistor G1 'to G3' Gate signal of reverse transistor C1 to C3 PWM Command G OR of gate signals of forward transistors in the same output phase OUT1 First gate signal OUT2 Second gate signal OUT3 Mode switching signal Iref Current command Ifb Current detection value BB cutoff signal

フロントページの続き (72)発明者 原 英則 福岡県北九州市八幡西区黒崎城石2番1号 株式会社安川電機内 Fターム(参考) 5H750 AA10 BA01 BA06 CC06 DD01 DD25 FF02 FF05 Continuation of the front page (72) Inventor Hidenori Hara 2-1 Kurosaki Castle Stone, Yawatanishi-ku, Kitakyushu-shi, Fukuoka F-term (reference) 5Y750 AA10 BA01 BA06 CC06 DD01 DD25 FF02 FF05

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 交流電源の各相と出力側の各々の相が、
自己消弧能力を有し各々が独立にオンオフできる2個の
片方向半導体スイッチを組み合わせて構成された双方向
スイッチで直接接続され、出力電圧指令に応じて前記交
流電源の電圧をPWM制御し、任意の交流または直流電
圧を出力するPWMサイクロコンバータにおいて、 前記各双方向スイッチの両端に印加されている電圧の大
小を検出する電圧方向検出回路と、 前記電圧方向検出回路の出力と、PWM指令と、同一出
力相内の順方向半導体スイッチを駆動する他のゲート信
号の状態に基づいて、前記双方向スイッチの点弧順序を
切り替える転流シーケンス切り替え回路とを有すること
を特徴とするPWMサイクロコンバータ。
1. Each phase of an AC power supply and each phase on an output side are:
Directly connected by a bidirectional switch configured by combining two unidirectional semiconductor switches each having a self-extinguishing ability and capable of being turned on and off independently, and PWM-controls the voltage of the AC power supply according to an output voltage command; In a PWM cycloconverter that outputs an arbitrary AC or DC voltage, a voltage direction detection circuit that detects a magnitude of a voltage applied to both ends of each of the bidirectional switches; an output of the voltage direction detection circuit; And a commutation sequence switching circuit that switches the firing order of the bidirectional switches based on the state of another gate signal that drives a forward semiconductor switch in the same output phase.
【請求項2】 交流電源の各相と出力側の各々の相が、
自己消弧能力を有したスイッチング手段で直接接続さ
れ、出力電流指令に応じたPWM制御により前記スイッ
チング手段の開閉制御を行って任意の交流または直流電
圧を出力するPWMサイクロコンバータを遮断するため
の、PWMサイクロコンバータの遮断回路において、 前記出力電流指令に基づいて、前記PWMサイクロコン
バータの出力電流を制御する電流制御手段と、 前記PWMサイクロコンバータの遮断を指示する遮断指
令を入力すると、前記出力電流指令をゼロとし、前記P
WMサイクロコンバータの出力電流がゼロになった後に
前記PWMサイクロコンバータの遮断動作を行う遮断シ
ーケンス発生手段とを有することを特徴とするPWMサ
イクロコンバータの遮断回路。
2. Each phase of the AC power supply and each phase on the output side are:
For shutting off a PWM cycloconverter that is directly connected by a switching means having a self-extinguishing ability and performs an open / close control of the switching means by a PWM control according to an output current command to output an arbitrary AC or DC voltage; In a shutoff circuit of the PWM cycloconverter, a current control means for controlling an output current of the PWM cycloconverter based on the output current command; and a shutoff command for instructing shutoff of the PWM cycloconverter, the output current command Is zero, and the P
A shutoff sequence generating means for shutting off the PWM cycloconverter after the output current of the WM cycloconverter becomes zero.
【請求項3】 前記スイッチング手段が、複数の双方向
スイッチで構成され、前記双方向スイッチが2対の片方
向半導体スイッチにより構成され、 前記遮断シーケンス発生手段は、遮断動作を行う際には
前記PWMサイクロコンバータに含まれる全部の前記片
方向半導体スイッチをオフとする請求項2記載のPWM
サイクロコンバータの遮断回路。
3. The switching means is constituted by a plurality of bidirectional switches, the bidirectional switch is constituted by two pairs of one-way semiconductor switches. 3. The PWM according to claim 2, wherein all the unidirectional semiconductor switches included in the PWM cycloconverter are turned off.
Cyclo converter shutoff circuit.
【請求項4】 前記スイッチング手段が、複数の双方向
スイッチで構成され、前記双方向スイッチが2対の片方
向半導体スイッチにより構成され、 前記遮断シーケンス発生手段は、遮断動作を行う際には
前記PWMサイクロコンバータに含まれる前記片方向半
導体スイッチの一部のみをオフとする請求項2記載のP
WMサイクロコンバータの遮断回路。
4. The switching means is constituted by a plurality of bidirectional switches, the bidirectional switch is constituted by two pairs of one-way semiconductor switches, and the interruption sequence generating means is configured to execute the interruption operation when performing an interruption operation. 3. The P of claim 2, wherein only a part of the one-way semiconductor switch included in the PWM cycloconverter is turned off.
Shutdown circuit of WM cyclo converter.
【請求項5】 交流電源の各相と出力側の各々の相が、
自己消弧能力を有したスイッチング手段で直接接続さ
れ、出力電流指令に応じたPWM制御により前記スイッ
チング手段の開閉制御を行って任意の交流または直流電
圧を出力するPWMサイクロコンバータを遮断するため
の、PWMサイクロコンバータの遮断方法において、 前記PWMサイクロコンバータの遮断を指示する遮断指
令を入力すると、前記出力電流指令をゼロとし、 前記PWMサイクロコンバータの出力電流がゼロになっ
た後に前記PWMサイクロコンバータの遮断動作を行う
ことを特徴とするPWMサイクロコンバータの遮断方
法。
5. Each phase of the AC power supply and each phase on the output side are:
For shutting off a PWM cycloconverter that is directly connected by a switching means having a self-extinguishing ability and performs an open / close control of the switching means by a PWM control according to an output current command to output an arbitrary AC or DC voltage; In the shutoff method of the PWM cycloconverter, when a shutoff command for shutting down the PWM cycloconverter is input, the output current command is set to zero, and the shutoff of the PWM cycloconverter is performed after the output current of the PWM cycloconverter becomes zero. A method for shutting off a PWM cycloconverter, characterized by performing an operation.
【請求項6】 前記PWMサイクロコンバータの遮断動
作を行う際には前記PWMサイクロコンバータに含まれ
る全部の前記片方向半導体スイッチをオフとする請求項
5記載のPWMサイクロコンバータの遮断方法。
6. The shut-off method of the PWM cyclo-converter according to claim 5, wherein all the one-way semiconductor switches included in the PWM cyclo-converter are turned off when the shut-off operation of the PWM cyclo-converter is performed.
【請求項7】 前記PWMサイクロコンバータの遮断動
作を行う際には前記PWMサイクロコンバータに含まれ
る前記片方向半導体スイッチの一部のみをオフとする請
求項5記載のPWMサイクロコンバータの遮断方法。
7. The method according to claim 5, wherein when performing the shut-off operation of the PWM cyclo-converter, only a part of the one-way semiconductor switch included in the PWM cyclo-converter is turned off.
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