JP2003018876A - Resonant inverter device - Google Patents
Resonant inverter deviceInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来より損失が少なく、効率がよい共振形イ
ンバータ装置を提供する。
【解決手段】 インバータ回路2Aと共振回路2Bと制
御回路3とを有するインバータ装置において、インバー
タ回路に三相主回路とコンデンサC1〜C6と負荷電流
センサIs1〜Is3と端子間電圧センサVs1〜Vs
6とを設け、共振回路に三相補助回路とインダクタンス
Lrと共振電流センサIs4とを設け、制御回路にゼロ
電圧検出手段8と共振電流到達判定手段7と駆動信号生
成手段6と、主スイッチング素子Q1〜Q6またはダイ
オードD1〜D6のいずれに電流が流れているかを判別
する電流導通デバイス判別手段16U、16V、16W
とを設け、駆動信号生成手段に、主スイッチング素子に
電流が流れている場合に、主スイッチング素子のターン
オフ時に、補助スイッチング素子Q7〜Q12をオンさ
せる補助駆動信号S7〜S12の生成を禁止する共振動
作禁止手段17を設けた。
(57) [Problem] To provide a resonance-type inverter device with less loss and higher efficiency than before. SOLUTION: In an inverter device having an inverter circuit 2A, a resonance circuit 2B and a control circuit 3, a three-phase main circuit, capacitors C1 to C6, load current sensors Is1 to Is3, and terminal voltage sensors Vs1 to Vs are provided in the inverter circuit.
6, a resonance circuit is provided with a three-phase auxiliary circuit, an inductance Lr, and a resonance current sensor Is4, and a zero voltage detection means 8, a resonance current arrival determination means 7, a drive signal generation means 6, and a main switching element are provided in a control circuit. Current conduction device determination means 16U, 16V, 16W for determining which of the Q1 to Q6 or the diodes D1 to D6 the current flows.
And a drive signal generating means for preventing generation of auxiliary drive signals S7 to S12 for turning on auxiliary switching elements Q7 to Q12 when the main switching element is turned off when a current is flowing through the main switching element. Operation inhibiting means 17 is provided.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、電気自動車(E
V)やハイブリッド車両(HEV)等に用いられるモー
タを駆動するためのソフトスイッチングを行う共振形イ
ンバータ装置に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to an electric vehicle (E
V), a hybrid inverter (HEV), etc., and a resonance type inverter device that performs soft switching for driving a motor.
【0002】[0002]
【従来の技術】図6は、従来のソフトスイッチングイン
バータの構成を示す回路図であり、一般に、補助共振ア
ームリンクスナバ方式(Auxiaialy Reso
nant Commutated Pole:ARCP
方式)といわれるものである。2. Description of the Related Art FIG. 6 is a circuit diagram showing a configuration of a conventional soft switching inverter, which is generally an auxiliary resonance arm link snubber system (Auxiliary Reso).
ant Commuted Pole: ARCP
Method).
【0003】図6に示すソフトスイッチングインバータ
は、負荷として3相の誘導電動機或いは直流ブラシレス
モータからなるモータ101が接続された、例えばIG
BT(Insulated Gate Bipolar Transistor:絶縁ゲー
ト型バイポーラ・トランジスタ)Q101〜Q106を
スイッチング素子として用いたインバータ部から構成さ
れる。The soft switching inverter shown in FIG. 6 has, for example, an IG to which a motor 101 composed of a three-phase induction motor or a DC brushless motor is connected as a load.
BT (Insulated Gate Bipolar Transistor) is composed of an inverter section using Q101 to Q106 as switching elements.
【0004】インバータ部は、直流電源103の両端
に、IGBTQ101〜Q106をU相、V相、W相か
らなる3相ブリッジ構造に接続したものであって、各I
GBTのコレクタ端子とエミッタ端子間には、モータ1
等の誘導性の負荷が発生する回生エネルギーや誘導性の
負荷に蓄えられた電流エネルギーを循環させる目的で、
転流ダイオード(FWD:Free Wheeling Diode)D1
01〜D106が接続される。また、各IGBTのコレ
クタ端子とエミッタ端子間には、IGBTのターンオン
時やターンオフ時に、IGBTのコレクタ端子とエミッ
タ端子間に印加されるサージ電圧を吸収するための緩衝
用コンデンサC101〜C106も接続される。The inverter section is formed by connecting IGBTs Q101 to Q106 to both ends of a DC power supply 103 in a three-phase bridge structure composed of U phase, V phase and W phase.
Between the collector terminal and the emitter terminal of the GBT, the motor 1
For the purpose of circulating the regenerative energy generated by an inductive load such as, and the current energy stored in the inductive load,
Free wheeling diode (FWD) D1
01 to D106 are connected. Further, between the collector terminal and the emitter terminal of each IGBT, buffer capacitors C101 to C106 for absorbing a surge voltage applied between the collector terminal and the emitter terminal of the IGBT when the IGBT is turned on or off are also connected. It
【0005】更に、インバータ部には、直流電源103
の両端に平滑コンデンサC109が接続され、平滑コン
デンサC109の両端に直列に接続された中点電圧保持
用コンデンサC107とC108の接続点に対して、U
相の緩衝用コンデンサC101とC102の接続点、V
相の緩衝用コンデンサC103とC104の接続点、W
相の緩衝用コンデンサC105とC106の接続点のそ
れぞれから、緩衝用コンデンサC101、C102と共
振するインダクタンスL101、緩衝用コンデンサC1
03、C104と共振するインダクタンスL102、緩
衝用コンデンサC105、C106と共振するインダク
タンスL103のそれぞれと、インダクタンスを介して
共振電流を流すための双方向スイッチユニットSU10
1〜SU103が接続される。Further, the inverter section has a DC power source 103.
Is connected to both ends of the smoothing capacitor C109, and U is connected to the connection point of the midpoint voltage holding capacitors C107 and C108 connected in series to both ends of the smoothing capacitor C109.
Connection point between phase buffer capacitors C101 and C102, V
Connection point between phase buffer capacitors C103 and C104, W
From each of the connection points of the phase buffer capacitors C105 and C106, an inductance L101 resonating with the buffer capacitors C101 and C102, and a buffer capacitor C1.
03 and C104, an inductance L102 that resonates with the buffer capacitors C105 and C106, and an inductance L103 that resonates with the buffer capacitors C105 and C106, and a bidirectional switch unit SU10 for passing a resonance current through the inductance.
1 to SU 103 are connected.
【0006】上述のような構成のソフトスイッチングイ
ンバータでは、例えばIGBTQ101がターンオフ
し、少し遅れてIGBTQ102をターンオンしたい時
の、緩衝用コンデンサC101の充電電流と緩衝用コン
デンサC102の放電電流は、インダクタンスL101
を通して中点電圧保持用コンデンサC107、C108
へ流し、同時に、IGBTQ104とQ106がターン
オフし、少し遅れてIGBTQ103とQ105をター
ンオンしたい時の、緩衝用コンデンサC104とC10
6の充電電流と緩衝用コンデンサC103とC105の
放電電流は、インダクタンスL102、L103を通し
て中点電圧保持用コンデンサC107、C108から供
給する。In the soft switching inverter having the above-mentioned configuration, for example, when the IGBT Q101 is turned off and the IGBT Q102 is to be turned on after a short delay, the charging current of the buffer capacitor C101 and the discharging current of the buffer capacitor C102 are the inductance L101.
Through the middle point voltage holding capacitors C107, C108
To the buffer capacitors C104 and C10 for turning off the IGBTs Q104 and Q106 at the same time and turning on the IGBTs Q103 and Q105 after a short delay.
The charging current of 6 and the discharging current of the buffer capacitors C103 and C105 are supplied from the midpoint voltage holding capacitors C107 and C108 through the inductances L102 and L103.
【0007】従って、このように緩衝用コンデンサとイ
ンダクタンスとの共振電流によって、緩衝用コンデンサ
を充放電することで、IGBTがターンオフし、緩衝用
コンデンサが充電する場合、緩衝用コンデンサが与える
時定数によるIGBTに印加される電圧の上昇の遅れか
ら、IGBTのZVS(Zero Voltage Switching:ゼロ
電圧スイッチング)が実現し、逆にIGBTがターンオ
ンする前に、緩衝用コンデンサを放電する場合、転流ダ
イオードが導通することによりIGBTへ加えられる電
圧、電流がゼロとなることから、IGBTのZVS(Ze
ro Voltage Switching:ゼロ電圧スイッチング)、及び
ZCS(Zero current Switching:ゼロ電流スイッチン
グ)が実現するため、スイッチング素子のターンオフ、
またはターンオン時に発生する損失を少なくすることが
できる。Therefore, when the IGBT is turned off and the buffer capacitor is charged by charging / discharging the buffer capacitor by the resonance current of the buffer capacitor and the inductance, the time constant given by the buffer capacitor depends on the time constant. Due to the delay in the rise of the voltage applied to the IGBT, ZVS (Zero Voltage Switching) of the IGBT is realized, and conversely, when the buffer capacitor is discharged before the IGBT is turned on, the commutation diode becomes conductive. By doing so, the voltage and current applied to the IGBT become zero, so the ZVS (Ze
Since ro voltage switching (Zero current switching) and ZCS (Zero current Switching) are realized, turn-off of switching elements,
Alternatively, the loss generated at turn-on can be reduced.
【0008】図7は、従来のソフトスイッチングインバ
ータであり、補助共振ACリンク式インバータとも称さ
れるものである。FIG. 7 shows a conventional soft switching inverter, which is also called an auxiliary resonance AC link type inverter.
【0009】図7に示すソフトスイッチングインバータ
は、図6のソフトスイッチングインバータと同様に、直
流電源103の両端に、転流ダイオードD101〜D1
06と緩衝用コンデンサC101〜C106とが接続さ
れたIGBTQ101〜Q106を、U相、V相、W相
からなる3相ブリッジ構造に接続したインバータ部と、
インバータ部のU相の緩衝用コンデンサC101とC1
02の接続点、V相の緩衝用コンデンサC103とC1
04の接続点、W相の緩衝用コンデンサC105とC1
06の接続点のそれぞれの間に、緩衝用コンデンサC1
01、C102と共振するインダクタンスL104、緩
衝用コンデンサC103、C104と共振するインダク
タンスL105、緩衝用コンデンサC105、C106
と共振するインダクタンスL106のそれぞれと、イン
ダクタンスを介して共振電流を流すための双方向スイッ
チユニットSU104〜SU106が接続された構成か
らなる。The soft switching inverter shown in FIG. 7 has commutation diodes D101 to D1 at both ends of the DC power source 103, as in the soft switching inverter shown in FIG.
06 and the buffer capacitors C101 to C106 are connected to each other, the IGBT Q101 to Q106 is connected to a three-phase bridge structure composed of U-phase, V-phase, W-phase, the inverter section,
U-phase buffer capacitors C101 and C1 in the inverter section
02 connection point, V-phase buffer capacitors C103 and C1
04 connection point, W-phase buffer capacitors C105 and C1
Between each of the 06 connection points, a buffer capacitor C1
01, C102 resonating with inductance L104, buffer capacitors C103, C104 resonating with inductance L105, buffer capacitors C105, C106
Each of the inductances L106 that resonate with each other and the bidirectional switch units SU104 to SU106 for flowing a resonance current through the inductances are connected.
【0010】図6のソフトスイッチングインバータと図
7のソフトスイッチングインバータとの動作の違いは、
緩衝用コンデンサを充放電させる電流の経路が違うだけ
で、各スイッチング素子であるIGBTがZVS、ZC
Sに至る原理は同じである。The operation difference between the soft switching inverter shown in FIG. 6 and the soft switching inverter shown in FIG.
The IGBTs, which are switching elements, are ZVS and ZC only with the difference in the current path for charging and discharging the buffer capacitor.
The principle of reaching S is the same.
【0011】上記のソフトスイッチングインバータにお
いては、負荷電流の大きさに関わらず、共振電流を一定
にして、また、ターンオン、ターンオフの区別なく、ス
イッチング時に、必ず共振回路を動作させていた。In the above soft switching inverter, the resonance current is always kept constant regardless of the magnitude of the load current, and the resonance circuit is always operated at the time of switching without distinction between turn-on and turn-off.
【0012】図8は、上述した従来のソフトスイッチン
グインバータを改良し、共振用のインダクタンスの数を
1個に削減した一括共振スナバインバータ装置の構成を
示す回路図である。FIG. 8 is a circuit diagram showing a configuration of a collective resonance snubber inverter device in which the conventional soft switching inverter described above is improved and the number of resonance inductances is reduced to one.
【0013】このインバータ装置には、主スイッチング
素子Q1〜Q6の端子間電圧V1〜V6を検出する6個
の端子間電圧センサVs1〜Vs6と、これらの端子間
電圧センサVs1〜Vs6が検出した端子間電圧V1〜
V6が、ゼロであるか否かを検出するゼロ電圧検出手段
8と、共振用のインダクタンスLrに流れる共振電流I
4を検出する共振電流センサIs4と、モータ(負荷)
1に流れる負荷電流I1、I2、I3を検出する負荷電
流センサIs1、Is2、Is3と、共振電流I4が、
負荷電流I1、I2、I3のうちの最大値より大きいか
否かを判定する共振電流到達判定手段7とが必要であっ
た。In this inverter device, six inter-terminal voltage sensors Vs1 to Vs6 for detecting inter-terminal voltages V1 to V6 of the main switching elements Q1 to Q6, and terminals detected by these inter-terminal voltage sensors Vs1 to Vs6. Voltage V1
Zero voltage detection means 8 for detecting whether V6 is zero, and a resonance current I flowing through the resonance inductance Lr.
Resonant current sensor Is4 for detecting 4 and motor (load)
The load current sensors Is1, Is2, Is3 for detecting the load currents I1, I2, I3 flowing in 1 and the resonance current I4 are
The resonance current arrival determination means 7 for determining whether or not the load currents I1, I2, I3 are larger than the maximum value is required.
【0014】上記の一括共振スナバインバータ装置にお
いても、主スイッチング素子のスイッチング時のターン
オン動作とターンオフ動作のどちらの場合も、共振回路
を動作させていた。すなわち、共振インダクタンスと、
スイッチング素子に並列に接続された共振コンデンサと
主スイッチング素子のターンオン時とターンオフ時に共
振させていた。In the collective resonance snubber inverter device described above, the resonance circuit is operated in both the turn-on operation and the turn-off operation during switching of the main switching element. That is, the resonance inductance and
The resonant capacitor connected in parallel with the switching element and the main switching element resonated at turn-on and turn-off.
【0015】ここで、具体的な動作を説明するために、
図8の回路図における各部分の電圧や電流、各スイッチ
ング素子のON/OFFの表記を先に定義する。まず、
各部分の電圧や電流について、(1)主スイッチング素
子Q1、転流ダイオードD1、緩衝用コンデンサC1の
並列回路の両端に加わるQ1のコレクタ側を正方向とす
る電圧をV1、同様に、(2)Q2、D2、C2の並列
回路の両端に加わるQ2のコレクタ側を正方向とする電
圧をV2、(3)Q3、D3、C3の並列回路の両端に
加わるQ3のコレクタ側を正方向とする電圧をV3、
(4)Q4、D4、C4の並列回路の両端に加わるQ4
のコレクタ側を正方向とする電圧をV4、(5)Q5、
D5、C5の並列回路の両端に加わるQ5のコレクタ側
を正方向とする電圧をV5、(6)Q6、D6、C6の
並列回路の両端に加わるQ6のコレクタ側を正方向とす
る電圧をV6と定義する。Here, in order to explain a specific operation,
The notation of voltage and current of each part and ON / OFF of each switching element in the circuit diagram of FIG. 8 will be defined first. First,
Regarding the voltage and current of each part, (1) the voltage with the collector side of Q1 applied to both ends of the parallel circuit of the main switching element Q1, the commutation diode D1, and the buffer capacitor C1 in the positive direction is V1, and similarly (2 ) A voltage applied to both ends of the parallel circuit of Q2, D2, C2 and having the collector side of Q2 in the positive direction is V2, (3) A collector side of Q3 applied to both ends of the parallel circuit of Q3, D3, C3 is in the positive direction. The voltage is V3,
(4) Q4 added to both ends of the parallel circuit of Q4, D4, and C4
The voltage with the collector side of the positive direction being V4, (5) Q5,
A voltage applied to both ends of the parallel circuit of D5 and C5 and having the collector side of Q5 in the positive direction is V5, (6) A voltage applied to both ends of the parallel circuit of Q6, D6, and C6 and having the collector side of Q6 in the positive direction is V6. It is defined as
【0016】更に、負荷に流れる3相の電流I1、I
2、I3を負荷へ流れ込む方向を正方向として定義す
る。また、主スイッチング素子Q1〜Q6のON/OF
Fの定義については、主スイッチング回路2AのU相の
上段側(プラス側)の主スイッチング素子Q1がONで
下段側(マイナス側)の主スイッチング素子Q2がOF
Fの状態を”1”、U相の上段側の主スイッチング素子
Q1がOFFで下段側の主スイッチング素子Q2がON
の状態を”0”と表し、同様にV相の上段側の主スイッ
チング素子Q3がONで下段側の主スイッチング素子Q
4がOFFの状態を”1”、V相の上段側の主スイッチ
ング素子Q3がOFFで下段側の主スイッチング素子Q
4がONの状態を”0”とする。W相も上段側の主スイ
ッチング素子Q5がONで下段側の主スイッチング素子
Q6がOFFの状態を”1”、W相の上段側の主スイッ
チング素子Q5がOFFで下段側の主スイッチング素子
Q6がONの状態を”0”とする。また、補助回路2B
のU’相の上段側の補助スイッチング素子Q7がONで
下段側の補助スイッチング素子Q8がOFFの状態を”
1”、U’相の下段側の補助スイッチング素子Q8 が
ONで上段側の補助スイッチング素子Q7がOFF の
状態を”0”と表し、同様にV’相は上段側の補助スイ
ッチング素子Q9がONで下段側の補助スイッチング素
子Q10がOFFの状態を”1”、V’相の下段側の補
助スイッチング素子Q10がONで上段側の補助スイッ
チング素子Q11 がOFFの状態を”0”とする。
W’相も上段側の補助スイッチング素子Q11がONで
下段側の補助スイッチング素子Q12のOFFの状態
を”1”、W’相の下段側の補助スイッチング素子Q1
2がONで上段側の補助スイッチング素子Q11がOF
Fの状態を”0”とする。従って、例えば制御CPU5
の出力する3相制御信号(Us 、Vs 、Ws )=
(1、0 、0 ):出力電圧ベクトルV1 と表した場
合、主スイッチング素子Q1がON、主スイッチング素
子Q2がOFF、主スイッチング素子Q3がOFF、主
スイッチング素子Q4がON、主スイッチング素子Q5
がOFF、主スイッチング素子Q6がONの状態を示
す。また、駆動信号生成手段6の出力するインバータ回
路の各スイッチング素子に対するスイッチング制御信号
は、論理値”0”を遮断、”1”を導通とする。Further, three-phase currents I1 and I flowing through the load
The direction in which 2 and I3 flow into the load is defined as the positive direction. In addition, ON / OF of the main switching elements Q1 to Q6
Regarding the definition of F, the main switching element Q1 on the upper side (plus side) of the U phase of the main switching circuit 2A is ON and the main switching element Q2 on the lower side (minus side) is OF.
The state of F is "1", the main switching element Q1 on the upper side of the U phase is OFF and the main switching element Q2 on the lower side is ON.
Is represented as "0", similarly, the main switching element Q3 on the upper stage side of the V phase is ON and the main switching element Q on the lower stage side is ON.
When 4 is OFF, the main switching element Q on the upper side of the V phase is "1", and the main switching element Q on the lower side of V phase is OFF.
The state in which 4 is ON is set to "0". In the W phase, the state where the main switching element Q5 on the upper side is ON and the main switching element Q6 on the lower side is OFF is "1", and the main switching element Q5 on the upper side of the W phase is OFF and the main switching element Q6 on the lower side is The ON state is set to "0". In addition, the auxiliary circuit 2B
In the state in which the auxiliary switching element Q7 on the upper side of the U'phase is ON and the auxiliary switching element Q8 on the lower side is OFF
1 ", a state in which the auxiliary switching element Q8 on the lower side of the U'phase is ON and the auxiliary switching element Q7 on the upper side is OFF is represented as" 0 ". Similarly, the auxiliary switching element Q9 on the upper side is ON in the V'phase. The state in which the lower side auxiliary switching element Q10 is OFF is "1", and the state in which the lower side auxiliary switching element Q10 of the V'phase is ON and the upper side auxiliary switching element Q11 is OFF is "0".
Also in the W ′ phase, the auxiliary switching element Q11 on the upper side is ON and the auxiliary switching element Q12 on the lower side is OFF state is “1”, and the auxiliary switching element Q1 on the lower side of the W ′ phase is
2 is ON and the auxiliary switching element Q11 on the upper side is OF
The state of F is set to "0". Therefore, for example, the control CPU 5
Output three-phase control signal (Us, Vs, Ws) =
(1, 0 1, 0): When expressed as an output voltage vector V1, the main switching element Q1 is ON, the main switching element Q2 is OFF, the main switching element Q3 is OFF, the main switching element Q4 is ON, and the main switching element Q5.
Is OFF and the main switching element Q6 is ON. Further, the switching control signal for each switching element of the inverter circuit output from the drive signal generation means 6 cuts off the logical value "0" and sets "1" to conduction.
【0017】更に、図9に示した動作は、制御モードを
説明する一例として、3相制御信号(Us、Vs、W
s)を(1、0、0):出力電圧ベクトルV1−>
(0、0、1):出力電圧ベクトルV4−>(1、1、
0):出力電圧ベクトルV3と順次出力電圧ベクトルを
切り替える空間ベクトル制御を用いて制御する場合を説
明する。空間ベクトル制御とは、図14に示すようにモ
ータの回転角θ(回転位置)に応じてπ/3[rad]
ずつ角度が異なる6個の領域に出力電圧ベクトルを割り
当ててスイッチング制御のパターンを切り替えて制御す
るものである。Further, the operation shown in FIG. 9 is a three-phase control signal (Us, Vs, W) as an example for explaining the control mode.
s) is (1, 0, 0): output voltage vector V1->
(0, 0, 1): Output voltage vector V4-> (1, 1,
0): A case will be described in which control is performed using space vector control in which the output voltage vector V3 and the output voltage vector are sequentially switched. The space vector control is, as shown in FIG. 14, π / 3 [rad] according to the rotation angle θ (rotation position) of the motor.
The output voltage vector is assigned to six regions each having a different angle, and the switching control pattern is switched and controlled.
【0018】なお、上記以外の制御の場合も、回路の動
作は同様である。次に、上記で定義した各部分の電圧と
電流、各スイッチング素子のON/OFFの定義に基づ
いて、図8〜図13を用いてこのインバータ制御装置の
動作を説明する。The operation of the circuit is the same for controls other than the above. Next, the operation of the inverter control device will be described with reference to FIGS. 8 to 13 based on the definitions of the voltage and current of each portion and ON / OFF of each switching element defined above.
【0019】まず、時刻t1では、(U、V、W)=
(1、0、0)の定常状態であるから、(a)モード1
に示すように、直流電源3から主スイッチング素子Q1
を経てモータ1のU相端子に向けて流れた電流は、モー
タ1のV相端子とW相端子から、それぞれ主スイッチン
グ素子Q4とQ6を流れて直流電源3へ戻る。また、モ
ード1の定常状態では、補助回路2Bのプラス側スイッ
チング素子の補助スイッチング素子Q7、Q9、Q12
がON状態で、L側スイッチング素子の補助スイッチン
グ素子Q8、Q10、Q11がOFF状態であるが、共
振用インダクタンスLrにエネルギーの蓄積がないの
で、共振用インダクタンスLrには電流は流れていな
い。First, at time t1, (U, V, W) =
Since the steady state is (1, 0, 0), (a) mode 1
As shown in FIG.
The electric current that has flowed toward the U-phase terminal of the motor 1 via the flow returns to the DC power supply 3 from the V-phase terminal and the W-phase terminal of the motor 1 through the main switching elements Q4 and Q6, respectively. In the steady state of mode 1, the auxiliary switching elements Q7, Q9, Q12 of the positive side switching elements of the auxiliary circuit 2B are also included.
Is ON and the auxiliary switching elements Q8, Q10, Q11 of the L-side switching element are OFF, but no energy is stored in the resonance inductance Lr, so that no current flows in the resonance inductance Lr.
【0020】この(Us、Vs、Ws)=(1、0、
0):出力電圧ベクトルV1の定常状態から、制御CP
U5が(Us、Vs、Ws)=(0、0、1):出力電
圧ベクトルV4の状態へ、3相制御信号を変化させる
と、(b)モード2に示すように、駆動信号生成手段6
は、補助スイッチング回路2Bの補助スイッチング素子
Q8とQ11に対するスイッチング制御信号S8とS1
1の論理値を”0”から”1”に切替えて補助スイッチ
ング素子Q8とQ11をターンONする。このとき、主
スイッチング素子Q1からモータ1のU相端子へ流れる
電流の一部が共振用インダクタンスLrを流れ、主スイ
ッチング素子Q4とQ6を介して直流電源3へ戻り、共
振用インダクタンスLrに電流ILrを初期電流とする
エネルギーを蓄積するようになる。補助スイッチング素
子Q8とQ11がターンONされて、インダクタンス電
流I4が流れ出し、時刻t2において、インダクタンス
電流I4が負荷電流の絶対値の最大値(図9の例ではI
1)より大きくなると、共振電流到達判定手段7の出力
Iが論理値”0”から”1”に出力が変わり、これを受
けて、駆動信号生成手段6は、(c)モード3に示すよ
うに、主スイッチング回路2Aの主スイッチング素子Q
1とQ6に対するスイッチング制御信号S1とS6を論
理値”1”から”0”に切替えて、主スイッチング素子
Q1とQ6をターンOFFする。この時、主スイッチン
グ素子Q1とQ6では、緩衝用コンデンサC1とC6の
それぞれの時定数により、主スイッチング素子Q1とQ
6のコレクタ端子とエミッタ端子間の電圧V1、及びV
6は急激には上昇できないので、主スイッチング素子Q
1とQ6におけるZVSが実現する。This (Us, Vs, Ws) = (1, 0,
0): From the steady state of the output voltage vector V1, the control CP
When U5 changes the three-phase control signal to the state of (Us, Vs, Ws) = (0, 0, 1): output voltage vector V4, as shown in (b) mode 2, the drive signal generation means 6
Are switching control signals S8 and S1 for the auxiliary switching elements Q8 and Q11 of the auxiliary switching circuit 2B.
The logical value of 1 is switched from "0" to "1" and the auxiliary switching elements Q8 and Q11 are turned on. At this time, part of the current flowing from the main switching element Q1 to the U-phase terminal of the motor 1 flows through the resonance inductance Lr, returns to the DC power supply 3 via the main switching elements Q4 and Q6, and the resonance inductance Lr receives the current ILr. The energy with the initial current is stored. The auxiliary switching elements Q8 and Q11 are turned on, and the inductance current I4 starts to flow. At time t2, the inductance current I4 is the maximum absolute value of the load current (in the example of FIG.
When it becomes larger than 1), the output I of the resonance current arrival judging means 7 changes from the logical value "0" to "1", and in response to this, the drive signal generating means 6 shows the mode 3 as shown in (c) mode 3. The main switching element Q of the main switching circuit 2A
The switching control signals S1 and S6 for 1 and Q6 are switched from the logical value "1" to "0" to turn off the main switching elements Q1 and Q6. At this time, in the main switching elements Q1 and Q6, the main switching elements Q1 and Q6 are caused by the time constants of the buffer capacitors C1 and C6.
The voltage V1 between the collector terminal and the emitter terminal of V6, and V
6 cannot rise rapidly, so the main switching element Q
ZVS in 1 and Q6 is realized.
【0021】また、主スイッチング素子Q1とQ6がタ
ーンOFFされると、緩衝用コンデンサC1とC6の充
電と共に、今まで電源電圧VBに近い電圧が加わってい
た緩衝用コンデンサC2、C5の両端電圧V2、V5
は、緩衝用コンデンサC1とC6が接続されることによ
り緩衝用コンデンサC2とC5の放電が始まり、従って
降下する。When the main switching elements Q1 and Q6 are turned off, the buffer capacitors C1 and C6 are charged and the voltage V2 across the buffer capacitors C2 and C5, to which a voltage close to the power supply voltage VB has been applied, is applied. , V5
When the buffer capacitors C1 and C6 are connected, the discharge of the buffer capacitors C2 and C5 starts, and the voltage drops accordingly.
【0022】これらの緩衝用コンデンサC1とC6の充
電電流とC2とC5の放電電流は、共振電流として共振
用インダクタンスLrを流れて回路内を循環する共振モ
ードとなる。更に、この共振モードを続けると、共振用
インダクタンスLrに蓄積されたエネルギーにより更に
共振電流が流れて、緩衝用コンデンサC2とC5の両端
電圧V2とV5がほぼ”ゼロ”となった時点で、共振用
インダクタンスLrに蓄積されたエネルギーは、転流ダ
イオードD2とD5を介して流れるようになる。The charging currents of the buffer capacitors C1 and C6 and the discharging currents of C2 and C5 flow as resonance currents through the resonance inductance Lr and become a resonance mode in which they circulate in the circuit. Further, if this resonance mode is continued, the resonance current further flows due to the energy accumulated in the resonance inductance Lr, and when the voltages V2 and V5 across the buffer capacitors C2 and C5 become almost "zero", the resonance occurs. The energy stored in the inductor Lr will flow through the commutation diodes D2 and D5.
【0023】次に、時刻t3において、主スイッチング
回路2Aの主スイッチング素子Q2とQ5のコレクタ端
子とエミッタ端子間の電圧を測定する電圧センサVs2
とVs5が、主スイッチング素子Q2とQ5のコレクタ
端子とエミッタ端子間の電圧が”ゼロ”になったことを
検出し、ゼロ電圧検出手段8の出力Z2とZ5が、それ
ぞれ論理値”0”から”1”に出力を切替える。これを
受けて、駆動信号生成手段6は、主スイッチング回路2
Aの主スイッチング素子Q2とQ5に対するスイッチン
グ制御信号S2とS5を論理値”0”から”1”に切替
えて、主スイッチング素子Q2とQ5をターンONし、
(Us、Vs、Ws)=(0、0、1):出力電圧ベク
トルV4の(d)モード4で示す回生モードに移行す
る。Next, at time t3, the voltage sensor Vs2 for measuring the voltage between the collector terminal and the emitter terminal of the main switching elements Q2 and Q5 of the main switching circuit 2A.
And Vs5 detect that the voltage between the collector terminal and the emitter terminal of the main switching elements Q2 and Q5 has become "zero", and the outputs Z2 and Z5 of the zero voltage detecting means 8 change from the logical value "0" respectively. Switch the output to "1". In response to this, the drive signal generation means 6 causes the main switching circuit 2
The switching control signals S2 and S5 for the main switching elements Q2 and Q5 of A are switched from the logical value "0" to "1" to turn on the main switching elements Q2 and Q5.
(Us, Vs, Ws) = (0, 0, 1): The output voltage vector V4 is shifted to the regeneration mode shown in (d) mode 4.
【0024】この時、主スイッチング素子Q2とQ5で
は、主スイッチング素子Q2とQ5のコレクタ端子とエ
ミッタ端子間の電圧V2、及びV5が”ゼロ”で、かつ
転流ダイオードD2 とD5にそれぞれ電流が流れてい
る状態なため、主スイッチング素子Q2とQ5における
ZVS、及びZCSが実現する。At this time, in the main switching elements Q2 and Q5, the voltages V2 and V5 between the collector terminal and the emitter terminal of the main switching elements Q2 and Q5 are "zero", and the currents are respectively supplied to the commutation diodes D2 and D5. Since it is flowing, ZVS and ZCS in the main switching elements Q2 and Q5 are realized.
【0025】また、モード4の回生モードでは、モータ
1の回生エネルギーと共振用インダクタンスLrに蓄積
されたエネルギーとで、モータ1のW相端子から主スイ
ッチング素子Q5を介して直流電源3のプラス側へ流れ
る回生電流と、モータ1のV相端子から主スイッチング
素子Q4を介して直流電源3のマイナス側へ流れる回生
電流、主スイッチング素子Q2を流れてモータ1のU相
端子へ流れる回生電流、更には補助スイッチング素子Q
8、共振用インダクタンスLr、補助スイッチング素子
Q11と流れる電流が発生する。しかし、共振用インダ
クタンスLrには直流電源3の電源電圧が逆電圧として
電流ILrを減少させる向きに印加されるため、電流I
Lrは次第に減少しゼロになる。電流ILrがゼロにな
ると保護ダイオードD8、D11により直流電源3の電
源電圧による補助スイッチング素子Q8とQ11へのエ
ミッタ側に流れようとする電流は阻止され、(e)モー
ド5の定常モードへ移行する。次に、上述の動作と同様
に、時刻t4において、(Us、Vs、Ws)=(0、
0、1):出力電圧ベクトルV4の定常状態から、制御
CPU5が(Us、Vs、Ws)=(1、1、0):出
力電圧ベクトルV3の状態へ、3相制御信号を変化させ
ると、(f)モード6で示すように、駆動信号生成手段
6は、補助スイッチング回路2Bの補助スイッチング素
子Q7とQ9とQ12に対するスイッチング制御信号S
7とS9とS12を論理値”0”から”1”に切替え
て、補助スイッチング素子Q7とQ9とQ12をターン
ONする。In the regenerative mode of the mode 4, the regenerative energy of the motor 1 and the energy stored in the resonance inductance Lr are used to transfer the positive side of the DC power source 3 from the W-phase terminal of the motor 1 via the main switching element Q5. To the negative side of the DC power supply 3 from the V-phase terminal of the motor 1 through the main switching element Q4, the regenerative current flowing through the main switching element Q2 to the U-phase terminal of the motor 1, and Is an auxiliary switching element Q
8, a current flowing through the resonance inductance Lr and the auxiliary switching element Q11 is generated. However, since the power supply voltage of the DC power supply 3 is applied to the resonance inductance Lr as a reverse voltage in the direction of decreasing the current ILr, the current Ir is reduced.
Lr gradually decreases to zero. When the current ILr becomes zero, the protection diodes D8 and D11 prevent the current due to the power supply voltage of the DC power supply 3 from flowing to the auxiliary switching elements Q8 and Q11 on the emitter side, and shift to the steady mode (e) mode 5. . Next, at time t4, (Us, Vs, Ws) = (0,
0, 1): When the control CPU 5 changes the three-phase control signal from the steady state of the output voltage vector V4 to the state of (Us, Vs, Ws) = (1, 1, 0): output voltage vector V3, (F) As shown in mode 6, the drive signal generating means 6 causes the switching control signal S for the auxiliary switching elements Q7, Q9 and Q12 of the auxiliary switching circuit 2B.
7 and S9 and S12 are switched from the logical value "0" to "1", and the auxiliary switching elements Q7, Q9 and Q12 are turned on.
【0026】補助スイッチング素子Q7とQ9とQ12
がターンONされて、インダクタンス電流I4が流れ出
し、時刻t5において、インダクタンス電流I4が負荷
電流の絶対値の最大値(図9の例ではI1)より大きく
なり(g)モード7の状態になると、共振電流到達判定
手段7の出力Iが論理値”0 ”から”1”に出力が切
り替わり、これを受けて、駆動信号生成手段6は、主ス
イッチング回路2Aの主スイッチング素子Q2とQ4と
Q5に対するスイッチング制御信号S2とS4とS5を
論理値”1”から”0”に切替えて、主スイッチング素
子Q2とQ4とQ5をターンOFFし(h)モード8に
移行する。この時、主スイッチング素子Q2とQ4とQ
5では、緩衝用コンデンサC2とC4とC5のそれぞれ
の時定数により、主スイッチング素子Q2とQ4とQ5
のコレクタ端子とエミッタ端子間の電圧V2、V4、及
びV5は急激には上昇できないので、主スイッチング素
子Q2とQ4とQ5におけるZVSが実現する。Auxiliary switching elements Q7, Q9 and Q12
Is turned on to cause the inductance current I4 to flow out, and at time t5, the inductance current I4 becomes larger than the maximum value of the absolute value of the load current (I1 in the example of FIG. 9) (g). The output I of the current arrival determination means 7 is switched from the logical value "0" to "1", and accordingly, the drive signal generation means 6 switches the main switching elements Q2, Q4 and Q5 of the main switching circuit 2A. The control signals S2, S4 and S5 are switched from the logical value "1" to "0", the main switching elements Q2, Q4 and Q5 are turned off (h) and the mode 8 is entered. At this time, the main switching elements Q2, Q4 and Q
5, the main switching elements Q2, Q4 and Q5 are set by the time constants of the buffer capacitors C2, C4 and C5.
Since the voltages V2, V4, and V5 between the collector terminal and the emitter terminal of the above cannot rapidly increase, ZVS in the main switching elements Q2, Q4, and Q5 is realized.
【0027】また、主スイッチング素子Q2とQ4とQ
5がターンOFFされると、緩衝用コンデンサC2とC
4とC5の充電と共に、今まで電源電圧VBに近い電圧
が加わっていた緩衝用コンデンサC1とC3とC6の両
端電圧V1とV3とV6は、緩衝用コンデンサC2とC
4とC5が接続されることにより緩衝用コンデンサC1
とC3とC6の放電が始まり、従って降下する。これら
の緩衝用コンデンサC2、C4、C5の充電電流とC1
とC3とC6の放電電流は、共振電流として共振用イン
ダクタンスLrを流れて回路内を循環する共振モードと
なる。The main switching elements Q2, Q4 and Q
When 5 is turned off, buffer capacitors C2 and C
The voltages V1 and V3 and V6 of the buffer capacitors C1, C3 and C6, to which a voltage close to the power supply voltage VB has been applied until now, are charged by the buffer capacitors C2 and C5.
4 and C5 are connected so that a buffer capacitor C1
And C3 and C6 discharge begins and therefore drops. The charging current of these buffer capacitors C2, C4, C5 and C1
The discharge currents of C3 and C6 flow in the resonance inductance Lr as resonance currents and become a resonance mode in which they circulate in the circuit.
【0028】更に、この共振モードを続けると、共振用
インダクタンスLrに蓄積されたエネルギーにより更に
共振電流が流れて、緩衝用コンデンサC1とC3とC6
の両端電圧V1とV3とV6が”ゼロ”となった時点
で、共振用インダクタンスLrに蓄積されたエネルギー
は、(i)モード9に示すように、転流ダイオードD1
とD3とD6を介して流れるようになる。Further, when this resonance mode is continued, the resonance current further flows due to the energy accumulated in the resonance inductance Lr, and the buffer capacitors C1, C3 and C6.
When the voltages V1, V3, and V6 across both ends of the diode become "zero", the energy stored in the resonance inductance Lr is, as shown in (i) mode 9, the commutation diode D1.
And through D3 and D6.
【0029】次に、時刻t6において、主スイッチング
回路2Aの主スイッチング素子Q1とQ3とQ6のコレ
クタ端子とエミッタ端子間の電圧を測定する電圧センサ
Vs1とVs3とVs6が、主スイッチング素子Q1と
Q3とQ6のコレクタ端子とエミッタ端子間の電圧が”
ゼロ”になったことを検出し、ゼロ電圧検出手段8の出
力Z1とZ3とZ6が、それぞれ論理値”0”から”
1”に出力を切替える。これを受けて、駆動信号生成手
段6は、主スイッチング回路2Aの主スイッチング素子
Q1とQ3とQ6に対するスイッチング制御信号S1と
S3とS6を論理値”1”にして、主スイッチング素子
Q1とQ3とQ6をターンONし、(Us、Vs、W
s)=(1、1、0):出力電圧ベクトルV3の(j)
モード10に示す定常状態へ移行する。Next, at time t6, the voltage sensors Vs1, Vs3 and Vs6 measuring the voltage between the collector terminal and the emitter terminal of the main switching elements Q1, Q3 and Q6 of the main switching circuit 2A become the main switching elements Q1 and Q3. And the voltage between the collector and emitter terminals of Q6 is "
It is detected that the output has become "zero", and the outputs Z1, Z3 and Z6 of the zero voltage detecting means 8 are changed from logical values "0" to "0", respectively.
The output is switched to 1 ". In response to this, the drive signal generating means 6 sets the switching control signals S1, S3 and S6 for the main switching elements Q1, Q3 and Q6 of the main switching circuit 2A to the logical value" 1 ", Turn on the main switching elements Q1, Q3, and Q6 to turn on (Us, Vs, W
s) = (1,1,0): (j) of the output voltage vector V3
Transition to the steady state shown in mode 10.
【0030】この時、主スイッチング素子Q1とQ3と
Q6では、主スイッチング素子Q1とQ3とQ6のコレ
クタ端子とエミッタ端子間の電圧V1、V3、及びV6
が”ゼロ”で、かつインダクタンスに蓄積されたエネル
ギーは、転流ダイオードD1とD3とD6にそれぞれ電
流として流れている状態なため、主スイッチング素子Q
1とQ3とQ6には電流が流れておらず、従って、主ス
イッチング素子Q1とQ3とQ6におけるZVS、及び
ZCSが実現する。At this time, in the main switching elements Q1, Q3 and Q6, the voltages V1, V3 and V6 between the collector terminal and the emitter terminal of the main switching elements Q1, Q3 and Q6.
Is "zero" and the energy stored in the inductance is flowing in the commutation diodes D1, D3 and D6 as currents respectively, so that the main switching element Q
No current is flowing in 1 and Q3 and Q6, so that ZVS and ZCS in the main switching elements Q1, Q3 and Q6 are realized.
【0031】以上は時刻t1から時刻t6までの、(U
s、Vs、Ws)を(1、0、0):出力電圧ベクトル
V1−>(0、0、1):出力電圧ベクトルV4−>
(1、1、0):出力電圧ベクトルV3と制御する場合
のインバータ回路の動作を説明したが、インバータ回路
に空間ベクトルPWM 制御を行うにあたり、他の制御
ベクトル間の遷移におけるインバータ回路の動作も、上
述の(Us、Vs、Ws)を(1、0、0)−>(0、
0、1)−>(1、1、0)と制御する場合と同様であ
る。From the time t1 to the time t6, (U
s, Vs, Ws) (1, 0, 0): output voltage vector V1-> (0, 0, 1): output voltage vector V4->
(1, 1, 0): The operation of the inverter circuit in the case of controlling with the output voltage vector V3 has been described. However, when the space vector PWM control is performed on the inverter circuit, the operation of the inverter circuit at the transition between other control vectors is also explained. , (Us, Vs, Ws) is (1, 0, 0)-> (0,
This is the same as the case of controlling 0, 1)-> (1, 1, 0).
【0032】[0032]
【発明が解決しようとする課題】上述のように、ソフト
スイッチングインバータ装置においては、主スイッチン
グ素子のターンオン動作、ターンオフ動作に際し、補助
回路内の共振用のインダクタンスと、主スイッチング素
子に並列に接続された共振用のコンデンサとの共振を行
うことにより、主スイッチング素子の端子間電圧の変化
の傾きを緩やかにし、ソフトスイッチングを成立させて
いた。As described above, in the soft switching inverter device, when the main switching element is turned on and turned off, the resonance inductance in the auxiliary circuit and the main switching element are connected in parallel. By performing resonance with the resonance capacitor, the slope of the change in the voltage between the terminals of the main switching element is moderated to establish soft switching.
【0033】しかしながら、主スイッチング素子に電流
が導通している状態から、その主スイッチング素子をタ
ーンオフする場合には、その主スイッチング素子にはタ
ーンオフの直前まで負荷電流が導通しているため、さら
に補助回路により共振電流を流さなくても、主スイッチ
ング素子の端子間のコンデンサの充放電が可能である。However, when the main switching element is turned off from the state in which the current is conducted to the main switching element, the load current is conducted to the main switching element until immediately before the turn-off, so that the auxiliary current is further assisted. It is possible to charge and discharge the capacitor between the terminals of the main switching element without passing a resonance current through the circuit.
【0034】主スイッチング素子に電流が導通している
ときに、補助回路を導通させると、補助回路が負荷と並
列に接続されることになる。すると、補助回路を導通さ
せることによる電流の増加分は、主スイッチング素子に
流れる負荷電流に重畳されることになり、その電流増加
分により、主スイッチング素子の導通損失が増加する。When the auxiliary circuit is turned on while the current is flowing through the main switching element, the auxiliary circuit is connected in parallel with the load. Then, the amount of increase in current due to the conduction of the auxiliary circuit is superimposed on the load current flowing in the main switching element, and the amount of increase in current increases the conduction loss of the main switching element.
【0035】本発明は、上記の問題を解決するためにな
されたもので、従来より損失が少なく、効率がよいイン
バータ装置を提供するものである。The present invention has been made to solve the above problems, and provides an inverter device with less loss and higher efficiency than conventional ones.
【0036】[0036]
【課題を解決するための手段】第1の発明は、電源(実
施形態では電源VB)が出力する直流電流を三相交流電
流に変換して三相モータ(実施形態ではモータ1)に供
給するインバータ回路(実施形態では主回路2A)と、
このインバータ回路の出力端子に接続された共振回路
(実施形態では補助回路2B)と、この共振回路および
前記インバータ回路を制御する制御回路(実施形態では
制御回路3)とを有する共振形インバータ装置であっ
て、前記インバータ回路は、前記電源のプラス端子に接
続された主スイッチング素子(実施形態では、例えば主
スイッチング素子Q1)と、前記電源のマイナス端子に
接続された主スイッチング素子(実施形態では、例えば
主スイッチング素子Q2)とが直列に接続され、これら
の2つの主スイッチング素子それぞれと並列にダイオー
ド(実施形態では、例えばダイオードD1およびD2)
が接続された相別主回路(実施形態では、例えば相別主
回路2U)が、3つ並列に接続された三相主回路と、各
相別主回路内の主スイッチング素子と並列に接続された
コンデンサ(実施形態ではコンデンサC1〜C6)と、
各相別主回路内の2つの主スイッチング素子が相互に接
続された主接続点(実施形態では主接続点PSU、PS
V、PSW)と、前記モータとの間を流れる負荷電流
(実施形態では負荷電流I1、I2、I3)を検出する
負荷電流センサ(実施形態では負荷電流センサIs1、
Is2、Is3)と、各相別主回路内の主スイッチング
素子の端子間電圧(実施形態では端子間電圧V1〜V
6)を検出する端子間電圧センサ(実施形態では端子間
電圧センサVs1〜Vs6)とを有し、前記共振回路
は、単一方向にのみ電流を通過させる、2つの補助スイ
ッチング素子(実施形態では、例えば補助スイッチング
素子ブロックB7およびB8)が直列に接続された相別
補助回路(実施形態では、例えば相別補助回路3U)
が、3つ並列に接続され、各相別補助回路内の2つの補
助スイッチング素子が相互に接続された補助接続点(実
施形態では補助接続点PHU、PHV、PHW)と、前
記インバータ回路の主接続点とが連結された三相補助回
路と、前記相別補助回路内の補助接続点と反対側の端子
間に接続された共振用のインダクタンス(実施形態では
インダクタンスLr)と、このインダクタンスに流れる
共振電流(実施形態では共振電流I4)を検出する共振
電流センサ(実施形態では共振電流センサIs4)とを
有し、前記制御回路は、各端子間電圧センサが検出した
端子間電圧がゼロであるか否かを検出し、ゼロである場
合に各端子間電圧に対応するゼロ電圧検出信号(実施形
態ではゼロ電圧検出信号z1〜z6)を出力するゼロ電
圧検出手段(実施形態ではゼロ電圧検出手段8)と、前
記共振電流センサが検出した共振電流が負荷電流センサ
が検出した負荷電流より大きいか否かを判定し、大きい
場合に到達判定信号(実施形態では到達判定信号I)を
出力する共振電流到達判定手段(実施形態では共振電流
到達判定手段7)と、この共振電流到達判定手段が到達
判定信号を出力した時に次に非導通状態にする主スイッ
チング素子をターンオフさせる主駆動信号(実施形態で
は主駆動信号S1〜S6)を生成し、前記ゼロ電圧検出
手段が、各端子間電圧に対応するゼロ電圧検出信号を出
力した時に、次に導通状態にする主スイッチング素子を
ターンオンさせる主駆動信号を生成し、既定の切替タイ
ミングで補助スイッチング素子をターンオンさせる補助
駆動信号(実施形態では補助駆動信号S7〜S12)を
生成し、既定の切替タイミングから所定のオン継続時間
が経過した後に導通状態の補助スイッチング素子をター
ンオフさせる補助駆動信号を生成する駆動信号生成手段
(実施形態では駆動信号生成手段6)と、前記インバー
タ回路における各相別主回路内で、主スイッチング素子
またはダイオードのいずれに電流が流れているかを判別
する電流導通デバイス判別手段(実施形態では電流導通
デバイス判別手段16U、16V、16W)とを有し、
前記駆動信号生成手段は、前記電流導通デバイス判別手
段が、主スイッチング素子に電流が流れていると判別し
た場合に、その主スイッチング素子のターンオフ時に前
記共振回路における対応する補助スイッチング素子をタ
ーンオンさせる補助駆動信号を生成することを禁止する
共振動作禁止手段(実施形態では共振動作禁止手段1
7)を備えた構成となっている。According to a first aspect of the present invention, a DC current output from a power supply (power supply VB in the embodiment) is converted into a three-phase AC current and supplied to a three-phase motor (motor 1 in the embodiment). An inverter circuit (main circuit 2A in the embodiment),
A resonance type inverter device having a resonance circuit (auxiliary circuit 2B in the embodiment) connected to the output terminal of the inverter circuit and a control circuit (control circuit 3 in the embodiment) for controlling the resonance circuit and the inverter circuit. Therefore, the inverter circuit includes a main switching element (for example, main switching element Q1 in the embodiment) connected to the positive terminal of the power source and a main switching element (in the embodiment, main switching element Q1) connected to the negative terminal of the power source. For example, a main switching element Q2) is connected in series, and a diode (in the embodiment, for example, diodes D1 and D2) is connected in parallel with each of these two main switching elements.
The main circuit for each phase (in the embodiment, for example, the main circuit 2U for each phase) connected to each other is connected in parallel to the three-phase main circuit connected in parallel and the main switching element in each main circuit for each phase. Capacitors (capacitors C1 to C6 in the embodiment),
A main connection point where two main switching elements in each phase-specific main circuit are connected to each other (in the embodiment, main connection points PSU, PS
V, PSW) and a load current (load currents I1, I2, I3 in the embodiment) flowing between the motor and the motor (load current sensor Is1, in the embodiment).
Is2, Is3) and the inter-terminal voltage of the main switching element in each phase-specific main circuit (inter-terminal voltages V1 to V in the embodiment).
6) for detecting inter-terminal voltage sensors (in the embodiment, inter-terminal voltage sensors Vs1 to Vs6), the resonance circuit has two auxiliary switching elements (in the embodiment, that allow current to pass only in one direction). , For example, the auxiliary switching element blocks B7 and B8) are connected in series (in the embodiment, for example, the auxiliary circuit 3U for each phase).
Is connected in parallel, and two auxiliary switching elements in each auxiliary circuit for each phase are connected to each other (auxiliary connection points PHU, PHV, PHW in the embodiment) and the main of the inverter circuit. A three-phase auxiliary circuit connected to the connection point, a resonance inductance (inductance Lr in the embodiment) connected between terminals on the opposite side of the auxiliary connection point in the phase-dependent auxiliary circuit, and a current flowing through this inductance. A resonance current sensor (resonance current sensor Is4 in the embodiment) that detects a resonance current (resonance current I4 in the embodiment), and the control circuit has a zero terminal voltage detected by each terminal voltage sensor. Zero voltage detection means for detecting whether or not, and outputs zero voltage detection signals (zero voltage detection signals z1 to z6 in the embodiment) corresponding to the voltage between terminals when the voltage is zero (implementation). In the state, it is determined whether or not the resonance current detected by the zero voltage detection means 8) and the resonance current sensor is larger than the load current detected by the load current sensor. I) which outputs the resonance current arrival determination means (resonance current arrival determination means 7 in the embodiment), and when the resonance current arrival determination means outputs the arrival determination signal, turns off the main switching element that is brought into a non-conducting state next. A main switching element that generates a main drive signal (main drive signals S1 to S6 in the embodiment) and that is brought into a conductive state next time when the zero voltage detection unit outputs a zero voltage detection signal corresponding to a voltage between terminals. To generate a main drive signal for turning on the auxiliary switching element at a predetermined switching timing (in the embodiment, the auxiliary drive signal is generated). S7 to S12) to generate an auxiliary drive signal for turning off the conductive auxiliary switching element after a predetermined ON duration has elapsed from the default switching timing (drive signal generating means 6 in the embodiment). ) And a current conducting device discriminating means (in the embodiment, current conducting device discriminating means 16U, 16V, 16W) for discriminating which of the main switching element or the diode the current is flowing in the main circuit for each phase in the inverter circuit. ) And
The drive signal generating means, when the current conducting device determining means determines that a current is flowing through the main switching element, assists turning on the corresponding auxiliary switching element in the resonant circuit when the main switching element is turned off. Resonance operation prohibiting means for prohibiting generation of a drive signal (resonance operation prohibiting means 1 in the embodiment
7) is provided.
【0037】上記構成によれば、電流導通デバイス判別
手段が、インバータ回路における各相別主回路内で、主
スイッチング素子またはダイオードのいずれに電流が流
れているかを判別し、共振動作禁止手段が、電流導通デ
バイス判別手段が主スイッチング素子に電流が流れてい
ると判別した場合に、その主スイッチング素子のターン
オフ時に共振回路における対応する補助スイッチング素
子をターンオンさせる補助駆動信号を生成することを禁
止する。According to the above structure, the current conducting device determining means determines which of the main switching element or the diode the current is flowing in the main circuit for each phase in the inverter circuit, and the resonance operation inhibiting means is When the current conducting device determination means determines that the current is flowing through the main switching element, it is prohibited to generate the auxiliary drive signal for turning on the corresponding auxiliary switching element in the resonance circuit when the main switching element is turned off.
【0038】従って、不要な共振電流を流さなくてもす
むソフトスイッチング制御が可能となる。これにより、
主スイッチング素子、補助スイッチング素子、共振用の
インダクタンスにおける損失を削減することが可能とな
り、効率が向上する。Therefore, it becomes possible to perform the soft switching control without supplying an unnecessary resonance current. This allows
The loss in the main switching element, the auxiliary switching element, and the resonance inductance can be reduced, and the efficiency is improved.
【0039】また、一括共振スナバインバータでは、共
振動作にあたり必ず2相のスイッチングが必要であり、
1相だけでのスイッチングが不可能であるため、インバ
ータ回路のスイッチング制御のパターンに応じてπ/3
[rad]ずつ角度が異なる、スイッチング制御のパタ
ーンに応じた3 相制御信号で表される6個の出力電圧
ベクトルV1(1,0,0)、V2(0,1,0)、V
3(1,1,0)、V4(0,0,1)、V5(1,
0,1)、V6(0,1,1)を切替えて出力する空間
ベクトル制御では、出力電圧ベクトルの切替え時に、切
替え前または切替え後の出力電圧ベクトルとπ[ra
d]角度が異なる逆電圧ベクトルを所定の時間出力し、
その後に切替え後の出力電圧ベクトルを出力する必要が
あり、出力電圧ベクトルの切り替えにあたり、隣り合う
出力電圧ベクトルに切替えることができないという制約
があったが、上記構成によれば、共振回路の動作を禁止
することが可能なので、逆電圧ベクトルを出力すること
なく1相だけでのスイッチングが可能となり、隣り合う
出力電圧ベクトルに切替えることができ、制御の自由度
が向上する。In the collective resonance snubber inverter, two-phase switching is always required for resonance operation.
Since switching with only one phase is impossible, π / 3 depending on the switching control pattern of the inverter circuit.
Six output voltage vectors V1 (1,0,0), V2 (0,1,0), V represented by three-phase control signals according to the switching control pattern, the angles of which differ by [rad]
3 (1,1,0), V4 (0,0,1), V5 (1,
0, 1), V6 (0, 1, 1) is switched and output, in the output vector, the output voltage vector before or after switching and the π [ra
d] Outputting reverse voltage vectors having different angles for a predetermined time,
After that, it is necessary to output the output voltage vector after switching, and when switching the output voltage vector, there was a constraint that it could not switch to the adjacent output voltage vector. Since it is possible to prohibit, it is possible to perform switching in only one phase without outputting the reverse voltage vector, it is possible to switch to adjacent output voltage vectors, and the degree of freedom of control is improved.
【0040】第2の発明は、第1の発明の電流導通デバ
イス判別手段が、前記負荷電流センサが検出した負荷電
流が流れる方向を判別する電流導通方向判別手段(実施
形態では電流導通方向判別手段18)と、この電流導通
方向判別手段が判別した負荷電流が流れる方向と、前記
駆動信号生成手段が生成した主駆動信号とに基づいて、
前記インバータ回路における各相別主回路内で、主スイ
ッチング素子またはダイオードのいずれに電流が流れて
いるかを判別する論理演算手段(実施形態では論理演算
手段19)とを備えたものである。According to a second aspect of the invention, the current conducting device discriminating means of the first invention discriminates the current conducting direction discriminating means (in the embodiment, the current conducting direction discriminating means) for discriminating the direction in which the load current detected by the load current sensor flows. 18), the direction in which the load current determined by the current conduction direction determination means flows, and the main drive signal generated by the drive signal generation means,
In the main circuit for each phase in the inverter circuit, a logic operation means (a logic operation means 19 in the embodiment) for determining which of the main switching element and the diode the current is flowing is provided.
【0041】上記構成によれば、電流導通方向判別手段
が、負荷電流センサが検出した負荷電流が流れる方向を
判別し、論理演算手段が、電流導通方向判別手段が判別
した負荷電流が流れる方向と、駆動信号生成手段が生成
した主駆動信号とに基づいて、インバータ回路における
各相別主回路内で、主スイッチング素子またはダイオー
ドのいずれに電流が流れているかを判別する。According to the above construction, the current conducting direction discriminating means discriminates the direction in which the load current detected by the load current sensor flows, and the logical operation means determines the load current flowing direction discriminated by the current conducting direction discriminating means. Based on the main drive signal generated by the drive signal generating means, it is determined which of the main switching element and the diode the current is flowing in the main circuit for each phase in the inverter circuit.
【0042】[0042]
【発明の実施の形態】図1は、本発明の一実施形態にお
けるインバータ装置の構成を示す回路図である。本実施
形態におけるインバータ装置は、電源VBが出力する直
流電流を三相交流電流に変換してモータ1に供給する主
回路2Aと、主回路2Aの出力端子に接続された補助回
路2Bと、補助回路2Bおよび主回路2Aを制御する制
御回路3とを有する。なお、電源VBのプラス端子とマ
イナス端子との間には、平滑コンデンサCBが接続され
ている。1 is a circuit diagram showing the configuration of an inverter device according to an embodiment of the present invention. The inverter device according to the present embodiment includes a main circuit 2A that converts a DC current output from the power supply VB into a three-phase AC current and supplies the three-phase AC current to the motor 1, an auxiliary circuit 2B connected to an output terminal of the main circuit 2A, and an auxiliary circuit. The control circuit 3 controls the circuit 2B and the main circuit 2A. A smoothing capacitor CB is connected between the positive terminal and the negative terminal of the power source VB.
【0043】主回路2Aは、三相主回路と、6個のコン
デンサC1〜C6と、3相分の負荷電流センサIs1〜
Is3と、6個の端子間電圧センサVs1〜Vs6とを
有する。The main circuit 2A comprises a three-phase main circuit, six capacitors C1 to C6, and three phase load current sensors Is1 to Is1.
It has Is3 and six inter-terminal voltage sensors Vs1 to Vs6.
【0044】三相主回路は、並列に接続された3つの相
別主回路2U、2V、2Wで構成されている。The three-phase main circuit is composed of three phase-specific main circuits 2U, 2V and 2W connected in parallel.
【0045】相別主回路2Uは、電源VBのプラス端子
に接続された主スイッチング素子Q1と、電源VBのマ
イナス端子に接続された主スイッチング素子Q2と、主
スイッチング素子Q1と並列に接続されたダイオードD
1と、主スイッチング素子Q2と並列に接続されたダイ
オードD2とで構成されている。主スイッチング素子Q
1およびQ2は、具体的には、IGBT(Insulated Ga
te Bipolar Transistor)すなわち絶縁ゲート型バイポ
ーラ・トランジスタである。すなわち、主スイッチング
素子Q1のコレクタは、電源VBのプラス端子に接続さ
れ、主スイッチング素子Q2のエミッタは、電源VBの
マイナス端子に接続されている。主スイッチング素子Q
1と、主スイッチング素子Q2とは主接続点PSUで直
列に接続されている。すなわち、主スイッチング素子Q
1のエミッタと、主スイッチング素子Q2のコレクタと
が主接続点PSUで接続されている。また、ダイオード
D1のアノードが、主スイッチング素子Q1のエミッタ
と接続され、ダイオードD1のカソードが、主スイッチ
ング素子Q1のコレクタと接続されている。The phase-dependent main circuit 2U is connected in parallel with the main switching element Q1 connected to the positive terminal of the power source VB, the main switching element Q2 connected to the negative terminal of the power source VB, and the main switching element Q1. Diode D
1 and a diode D2 connected in parallel with the main switching element Q2. Main switching element Q
Specifically, 1 and Q2 are IGBTs (Insulated Ga).
te Bipolar Transistor), that is, an insulated gate bipolar transistor. That is, the collector of the main switching element Q1 is connected to the plus terminal of the power source VB, and the emitter of the main switching element Q2 is connected to the minus terminal of the power source VB. Main switching element Q
1 and the main switching element Q2 are connected in series at the main connection point PSU. That is, the main switching element Q
The emitter of 1 and the collector of the main switching element Q2 are connected at the main connection point PSU. The anode of the diode D1 is connected to the emitter of the main switching element Q1 and the cathode of the diode D1 is connected to the collector of the main switching element Q1.
【0046】相別主回路2Vは、電源VBのプラス端子
に接続された主スイッチング素子Q3と、電源VBのマ
イナス端子に接続された主スイッチング素子Q4と、主
スイッチング素子Q3と並列に接続されたダイオードD
3と、主スイッチング素子Q4と並列に接続されたダイ
オードD4とで構成されている。主スイッチング素子Q
3およびQ4は、具体的には、IGBT(Insulated Ga
te Bipolar Transistor)すなわち絶縁ゲート型バイポ
ーラ・トランジスタである。なお、相別主回路2V内で
の主スイッチング素子Q3、Q4と、ダイオードD3、
D4との接続関係は、上記相別主回路2Uと同様なので
説明を省略する。The phase-dependent main circuit 2V is connected in parallel with the main switching element Q3 connected to the positive terminal of the power source VB, the main switching element Q4 connected to the negative terminal of the power source VB, and the main switching element Q3. Diode D
3 and a diode D4 connected in parallel with the main switching element Q4. Main switching element Q
Specifically, 3 and Q4 are IGBTs (Insulated Ga).
te Bipolar Transistor), that is, an insulated gate bipolar transistor. In addition, the main switching elements Q3 and Q4 in the main circuit 2V for each phase, the diode D3,
The connection relationship with D4 is the same as that of the phase-specific main circuit 2U, and the description thereof is omitted.
【0047】相別主回路2Wは、電源VBのプラス端子
に接続された主スイッチング素子Q5と、電源VBのマ
イナス端子に接続された主スイッチング素子Q6と、主
スイッチング素子Q5と並列に接続されたダイオードD
5と、主スイッチング素子Q6と並列に接続されたダイ
オードD6とで構成されている。主スイッチング素子Q
5およびQ6は、具体的には、IGBT(Insulated Ga
te Bipolar Transistor)すなわち絶縁ゲート型バイポ
ーラ・トランジスタである。なお、相別主回路2W内で
の主スイッチング素子Q5、Q6と、ダイオードD5、
D6との接続関係は、上記相別主回路2Uと同様なので
説明を省略する。The phase-dependent main circuit 2W is connected in parallel with the main switching element Q5 connected to the positive terminal of the power source VB, the main switching element Q6 connected to the negative terminal of the power source VB, and the main switching element Q5. Diode D
5 and a diode D6 connected in parallel with the main switching element Q6. Main switching element Q
Specifically, 5 and Q6 are IGBTs (Insulated Ga).
te Bipolar Transistor), that is, an insulated gate bipolar transistor. In addition, the main switching elements Q5 and Q6 in the main circuit 2W for each phase, the diode D5,
The connection relationship with D6 is the same as that of the phase-specific main circuit 2U, and thus the description thereof is omitted.
【0048】6個のコンデンサC1〜C6は、各相別主
回路2U、2V、2W内の主スイッチング素子と並列に
接続されている。The six capacitors C1 to C6 are connected in parallel with the main switching elements in each phase-specific main circuit 2U, 2V, 2W.
【0049】すなわち、コンデンサC1は、相別主回路
2U内の主スイッチング素子Q1と並列に接続され、コ
ンデンサC2は、相別主回路2U内の主スイッチング素
子Q2と並列に接続されている。具体的には、コンデン
サC1は、主スイッチング素子Q1のコレクタ・エミッ
タ間に接続されている。また、コンデンサC2は、主ス
イッチング素子Q2のコレクタ・エミッタ間に接続され
ている。That is, the capacitor C1 is connected in parallel with the main switching element Q1 in the phase-specific main circuit 2U, and the capacitor C2 is connected in parallel with the main switching element Q2 in the phase-specific main circuit 2U. Specifically, the capacitor C1 is connected between the collector and the emitter of the main switching element Q1. Further, the capacitor C2 is connected between the collector and the emitter of the main switching element Q2.
【0050】なお、相別主回路2V内の主スイッチング
素子Q3、Q4と、コンデンサC3、C4との接続関係
は、上記相別主回路2Uと同様なので説明を省略する。
また、相別主回路2W内の主スイッチング素子Q5、Q
6と、コンデンサC5、C6との接続関係も、上記相別
主回路2Uと同様なので説明を省略する。The connection relationship between the main switching elements Q3 and Q4 in the phase-specific main circuit 2V and the capacitors C3 and C4 is the same as that in the phase-specific main circuit 2U, and the description thereof will be omitted.
Further, the main switching elements Q5, Q in the main circuit 2W for each phase
6, and the connection relationship between the capacitors C5 and C6 is the same as that of the phase-specific main circuit 2U, and therefore the description thereof is omitted.
【0051】3相分の負荷電流センサIs1〜Is3
は、各相別主回路2U、2V、2W内の主スイッチング
素子Q1、Q3、Q5と主スイッチング素子Q2、Q
4、Q6とが接続された主接続点PSU、PSV、PS
Wと、モータ1との間を流れる負荷電流I1、I2、I
3を検出し、負荷電流信号を出力する。すなわち、負荷
電流センサIs1〜Is3は、各相別主回路2U、2
V、2W内の主スイッチング素子Q1、Q3、Q5と主
スイッチング素子Q2、Q4、Q6とが接続された主接
続点PSU、PSV、PSWと、モータ1との間に接続
されている。なお、モータ1は、3相のブラシレスモー
タを用いている。Load current sensors Is1 to Is3 for three phases
Are main switching elements Q1, Q3, Q5 and main switching elements Q2, Q in the main circuits 2U, 2V, 2W for each phase.
Main connection points PSU, PSV, PS to which 4 and Q6 are connected
Load currents I1, I2, I flowing between W and the motor 1
3 is detected and a load current signal is output. That is, the load current sensors Is1 to Is3 are connected to the main circuits 2U and 2 for each phase.
It is connected between the motor 1 and main connection points PSU, PSV, PSW to which the main switching elements Q1, Q3, Q5 in V, 2W and the main switching elements Q2, Q4, Q6 are connected. The motor 1 is a three-phase brushless motor.
【0052】6個の端子間電圧センサVs1〜Vs6
は、各相別主回路2U、2V、2W内の主スイッチング
素子Q1〜Q6の端子間電圧を検出する。すなわち、端
子間電圧センサVs1〜Vs6は、各相別主回路2U、
2V、2W内の主スイッチング素子Q1〜Q6のコレク
タ・エミッタ間に接続されている。Six inter-terminal voltage sensors Vs1 to Vs6
Detects the voltage across the terminals of the main switching elements Q1 to Q6 in the main circuits 2U, 2V, 2W for each phase. That is, the inter-terminal voltage sensors Vs1 to Vs6 are the main circuits for each phase 2U,
It is connected between the collector and emitter of the main switching elements Q1 to Q6 in 2V and 2W.
【0053】補助回路2Bは、三相補助回路と、共振用
のインダクタンスLrと、共振電流センサIs4とを有
する。The auxiliary circuit 2B has a three-phase auxiliary circuit, a resonance inductance Lr, and a resonance current sensor Is4.
【0054】三相補助回路は、並列に接続された3つの
相別補助回路3U、3V、3Wで構成されている。The three-phase auxiliary circuit is composed of three phase-dependent auxiliary circuits 3U, 3V and 3W connected in parallel.
【0055】相別補助回路3Uは、補助回路3から電流
を流出させる補助スイッチング素子ブロックB7と、補
助回路3に電流を流入させる補助スイッチング素子ブロ
ックB8とで構成されている。補助スイッチング素子ブ
ロックB7と、補助スイッチング素子ブロックB8とは
補助接続点PHUで直列に接続されている。The phase-dependent auxiliary circuit 3U is composed of an auxiliary switching element block B7 that allows a current to flow from the auxiliary circuit 3 and an auxiliary switching element block B8 that allows a current to flow into the auxiliary circuit 3. The auxiliary switching element block B7 and the auxiliary switching element block B8 are connected in series at the auxiliary connection point PHU.
【0056】補助スイッチング素子ブロックB7は、補
助スイッチング素子Q7と、ダイオードD7とで構成さ
れている。ダイオードD7と、補助スイッチング素子Q
7とは直列に接続されている。補助スイッチング素子Q
7は、具体的には、IGBT(Insulated Gate Bipolar
Transistor)すなわち絶縁ゲート型バイポーラ・トラ
ンジスタである。すなわち、ダイオードD7のカソード
と、補助スイッチング素子Q7のコレクタとが接続され
ている。従って、この補助スイッチング素子ブロックB
7は、単一方向にのみ電流を通過させる。The auxiliary switching element block B7 is composed of an auxiliary switching element Q7 and a diode D7. Diode D7 and auxiliary switching element Q
7 are connected in series. Auxiliary switching element Q
7 is an IGBT (Insulated Gate Bipolar)
Transistor), that is, an insulated gate bipolar transistor. That is, the cathode of the diode D7 and the collector of the auxiliary switching element Q7 are connected. Therefore, this auxiliary switching element block B
7 passes current only in a single direction.
【0057】補助スイッチング素子ブロックB8は、補
助スイッチング素子Q8と、ダイオードD8とで構成さ
れている。補助スイッチング素子Q8と、ダイオードD
8とは直列に接続されている。補助スイッチング素子Q
8は、具体的には、IGBT(Insulated Gate Bipolar
Transistor)すなわち絶縁ゲート型バイポーラ・トラ
ンジスタである。すなわち、補助スイッチング素子Q8
のエミッタとダイオードD8のアノードとが接続されて
いる。従って、この補助スイッチング素子ブロックB8
も、単一方向にのみ電流を通過させる。The auxiliary switching element block B8 is composed of an auxiliary switching element Q8 and a diode D8. Auxiliary switching element Q8 and diode D
8 is connected in series. Auxiliary switching element Q
8 is an IGBT (Insulated Gate Bipolar)
Transistor), that is, an insulated gate bipolar transistor. That is, the auxiliary switching element Q8
Is connected to the anode of the diode D8. Therefore, this auxiliary switching element block B8
Also passes current in only one direction.
【0058】そして、補助スイッチング素子ブロックB
7内の補助スイッチング素子Q7のエミッタと、補助ス
イッチング素子ブロックB8内の補助スイッチング素子
Q8のコレクタとが補助接続点PHUで接続されてい
る。この補助接続点PHUは、主回路2Aにおける相別
主回路2U内の主接続点PSUと接続されている。Auxiliary switching element block B
The emitter of the auxiliary switching element Q7 in 7 and the collector of the auxiliary switching element Q8 in the auxiliary switching element block B8 are connected at the auxiliary connection point PHU. The auxiliary connection point PHU is connected to the main connection point PSU in the phase-dependent main circuit 2U in the main circuit 2A.
【0059】相別補助回路3Vは、補助スイッチング素
子ブロックB9と、補助スイッチング素子ブロックB1
0とで構成されている。なお、相別補助回路3V内での
補助スイッチング素子ブロックB9と、補助スイッチン
グ素子ブロックB10との接続関係や、内部構成は、上
記相別補助回路3Uと同様なので説明を省略する。The phase-dependent auxiliary circuit 3V includes an auxiliary switching element block B9 and an auxiliary switching element block B1.
It is composed of 0 and. The connection relationship between the auxiliary switching element block B9 and the auxiliary switching element block B10 in the phase-specific auxiliary circuit 3V and the internal configuration are the same as those of the phase-specific auxiliary circuit 3U, and therefore description thereof will be omitted.
【0060】相別補助回路3Wは、補助スイッチング素
子ブロックB11と、補助スイッチング素子ブロックB
12とで構成されている。なお、相別補助回路3W内で
の補助スイッチング素子ブロックB11と、補助スイッ
チング素子ブロックB12との接続関係や、内部構成
は、上記相別補助回路3Uと同様なので説明を省略す
る。The auxiliary circuit 3W for each phase includes an auxiliary switching element block B11 and an auxiliary switching element block B.
It is composed of 12 and. The connection relationship between the auxiliary switching element block B11 and the auxiliary switching element block B12 in the phase-specific auxiliary circuit 3W and the internal configuration are the same as those of the phase-specific auxiliary circuit 3U, and thus the description thereof will be omitted.
【0061】共振用のインダクタンスLrは、各相別補
助回路3U、3V、3W内の補助スイッチング素子ブロ
ックB7、B9、B11の上端と、補助スイッチング素
子ブロックB8、B10、B12の下端との間に接続さ
れている。すなわち、インダクタンスLrは、補助スイ
ッチング素子ブロックB7、B9、B11内のダイオー
ドD7、D9、D11のアノードと、補助スイッチング
素子ブロックB8、B10、B12内のダイオードD
8、D10、D12のカソードとの間に接続されてい
る。The resonance inductance Lr is provided between the upper ends of the auxiliary switching element blocks B7, B9, B11 and the lower ends of the auxiliary switching element blocks B8, B10, B12 in the auxiliary circuits 3U, 3V, 3W for each phase. It is connected. That is, the inductance Lr depends on the anodes of the diodes D7, D9, D11 in the auxiliary switching element blocks B7, B9, B11 and the diode D in the auxiliary switching element blocks B8, B10, B12.
It is connected between the cathodes of 8, D10 and D12.
【0062】共振電流センサIs4は、インダクタンス
Lrに流れる共振電流を検出する。このため、共振電流
センサIs4は、インダクタンスLrと直列に接続され
ている。The resonance current sensor Is4 detects the resonance current flowing through the inductance Lr. Therefore, the resonance current sensor Is4 is connected in series with the inductance Lr.
【0063】制御回路3は、ゼロ電圧検出手段8と、共
振電流到達判定手段7と、制御CPU5と、駆動信号生
成手段6と、駆動回路9と、電流導通デバイス判別手段
16U、16V、16Wとを有する。The control circuit 3 includes a zero voltage detection means 8, a resonance current arrival determination means 7, a control CPU 5, a drive signal generation means 6, a drive circuit 9, and current conduction device determination means 16U, 16V, 16W. Have.
【0064】ゼロ電圧検出手段8は、主回路2Aにおけ
る各端子間電圧センサVs1〜Vs6が検出した端子間
電圧V1〜V6が、ゼロであるか否かを検出し、ゼロで
ある場合に、各端子間電圧V1〜V6に対応するゼロ電
圧検出信号z1〜z6を出力する。The zero voltage detecting means 8 detects whether the inter-terminal voltages V1 to V6 detected by the inter-terminal voltage sensors Vs1 to Vs6 in the main circuit 2A are zero. The zero voltage detection signals z1 to z6 corresponding to the inter-terminal voltages V1 to V6 are output.
【0065】共振電流到達判定手段7は、補助回路2B
における共振電流センサIs4が検出した共振電流I4
が、主回路2Aにおける負荷電流センサIs1、Is
2、Is3が検出した負荷電流I1、I2、I3より大
きいか否かを判定し、大きい場合に、到達判定信号Iを
出力する。The resonance current arrival determining means 7 is the auxiliary circuit 2B.
Resonance current I4 detected by the resonance current sensor Is4 in
Are load current sensors Is1 and Is in the main circuit 2A.
2, it is determined whether or not Is3 is larger than the detected load currents I1, I2, I3, and if larger, the arrival determination signal I is output.
【0066】制御CPU5は、図示しない操作部からの
モータへの指令値(トルク指令、速度指令等)を示す出
力指令信号Osと、モータ1の回転位置および速度を検
出する回転センサ4が出力する回転位置・速度信号Ps
とに基づいて、PWM信号Us、Vs、Wsを出力す
る。The control CPU 5 outputs an output command signal Os indicating a command value (torque command, speed command, etc.) to the motor from an operation unit (not shown), and a rotation sensor 4 for detecting the rotational position and speed of the motor 1. Rotation position / speed signal Ps
The PWM signals Us, Vs, and Ws are output based on
【0067】駆動信号生成手段6は、制御CPU5が出
力するPWM信号Us、Vs、Wsに基づいて、主駆動
信号S1〜S6と、補助駆動信号S7〜S12とを出力
する。主駆動信号S1〜S6と、補助駆動信号S7〜S
12とは、駆動回路9で、主駆動信号Sd1〜Sd6
と、補助駆動信号Sd7〜Sd12とに変換される。The drive signal generating means 6 outputs main drive signals S1 to S6 and auxiliary drive signals S7 to S12 based on the PWM signals Us, Vs and Ws output from the control CPU 5. Main drive signals S1 to S6 and auxiliary drive signals S7 to S
Reference numeral 12 denotes a drive circuit 9, which is a main drive signal Sd1 to Sd6.
Is converted into auxiliary drive signals Sd7 to Sd12.
【0068】主駆動信号Sd1、Sd2、Sd3、Sd
4、Sd5、Sd6は、それぞれ、主回路2Aにおける
主スイッチング素子Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q
6のゲートに入力され、これらの主スイッチング素子を
スイッチング(ターンオンまたはターンオフ)する。Main drive signals Sd1, Sd2, Sd3, Sd
4, Sd5 and Sd6 are main switching elements Q1, Q2, Q3, Q4, Q5 and Q in the main circuit 2A, respectively.
It is inputted to the gate of 6 and switches (turns on or off) these main switching elements.
【0069】補助駆動信号Sd7、Sd8、Sd9、S
d10、Sd11、Sd12は、それぞれ、補助回路2
Bにおける補助スイッチング素子Q7、Q8、Q9、Q
10、Q11、Q12のゲートに入力され、これらの補
助スイッチング素子をスイッチング(ターンオンまたは
ターンオフ)する。Auxiliary drive signals Sd7, Sd8, Sd9, S
d10, Sd11, and Sd12 are auxiliary circuits 2 respectively.
Auxiliary switching elements Q7, Q8, Q9, Q in B
Input to the gates of 10, Q11 and Q12 to switch (turn on or turn off) these auxiliary switching elements.
【0070】また、駆動信号生成手段6は、共振電流到
達判定手段7が、到達判定信号Iを出力した時に、導通
状態の主スイッチング素子の内、次に非導通状態にする
主スイッチング素子をターンオフさせる主駆動信号S1
〜S6を生成する。When the resonance current arrival determination means 7 outputs the arrival determination signal I, the drive signal generation means 6 turns off the main switching element to be turned off next among the main switching elements in the conductive state. Main drive signal S1
~ S6 is generated.
【0071】また、駆動信号生成手段6は、ゼロ電圧検
出手段8が、各端子間電圧V1〜V6に対応するゼロ電
圧検出信号z1〜z6を出力した時に、非導通状態の主
スイッチング素子の内、次に導通状態にする主スイッチ
ング素子をターンオンさせる主駆動信号S1〜S6を生
成する。Further, the drive signal generating means 6 includes one of the main switching elements in the non-conducting state when the zero voltage detecting means 8 outputs the zero voltage detecting signals z1 to z6 corresponding to the inter-terminal voltages V1 to V6. Then, main drive signals S1 to S6 for turning on the main switching element to be turned on next are generated.
【0072】また、駆動信号生成手段6は、制御CPU
5から出力されるPWM信号Us、Vs、Wsの既定の
切替タイミングに同期して補助回路2Aにおける対応す
る補助スイッチング素子Q7〜Q12をターンオンさせ
る補助駆動信号S7〜S12を生成する。The drive signal generating means 6 is a control CPU.
The auxiliary drive signals S7 to S12 for turning on the corresponding auxiliary switching elements Q7 to Q12 in the auxiliary circuit 2A are generated in synchronization with the predetermined switching timings of the PWM signals Us, Vs, and Ws output from the circuit 5.
【0073】また、駆動信号生成手段9は、制御CPU
5から出力されるPWM信号Us、Vs、Wsの既定の
切替タイミングから、所定のオン継続時間が経過した後
に、補助回路3における対応する導通状態の補助スイッ
チング素子Q7〜Q12をターンオフさせる補助駆動信
号S7〜S12を生成する。The drive signal generating means 9 is a control CPU.
5 is an auxiliary drive signal for turning off the corresponding auxiliary switching elements Q7 to Q12 in the auxiliary circuit 3 after a predetermined ON duration has elapsed from the predetermined switching timing of the PWM signals Us, Vs, and Ws. S7 to S12 are generated.
【0074】電流導通デバイス判別手段16U、16
V、16Wは、主回路2Aにおける各相別主回路2U、
2V、2W内で、主スイッチング素子またはダイオード
のいずれに電流が流れているかを判別する。Current conduction device discriminating means 16U, 16
V and 16W are main circuits 2U for each phase in the main circuit 2A,
It is determined which of the main switching element and the diode the current is flowing within 2V and 2W.
【0075】すなわち、電流導通デバイス判別手段16
Uは、主回路2Aにおける相別主回路2U内で、主スイ
ッチング素子Q1、Q2またはダイオードD1、D2の
いずれに電流が流れているかを判別する。電流導通デバ
イス判別手段16Uは、駆動信号生成手段6が出力する
主駆動信号S1、S2と、主回路2Aにおける負荷電流
センサIs1が出力する負荷電流信号とを入力し、判別
結果を示す電流導通デバイス判別信号HUを出力する。
出力された電流導通デバイス判別信号HUは、駆動信号
生成手段6に入力される。That is, the current conducting device discrimination means 16
The U determines which of the main switching elements Q1 and Q2 or the diodes D1 and D2 the current is flowing in the phase-dependent main circuit 2U in the main circuit 2A. The current conducting device determination unit 16U inputs the main drive signals S1 and S2 output by the drive signal generation unit 6 and the load current signal output by the load current sensor Is1 in the main circuit 2A, and indicates the determination result. The discrimination signal HU is output.
The output current conduction device determination signal HU is input to the drive signal generation means 6.
【0076】また、電流導通デバイス判別手段16V
は、主回路2Aにおける相別主回路2V内で、主スイッ
チング素子Q3、Q4またはダイオードD3、D4のい
ずれに電流が流れているかを判別する。電流導通デバイ
ス判別手段16Vは、駆動信号生成手段6が出力する主
駆動信号S3、S4と、主回路2Aにおける負荷電流セ
ンサIs2が出力する負荷電流信号とを入力し、判別結
果を示す電流導通デバイス判別信号HVを出力する。出
力された電流導通デバイス判別信号HVは、駆動信号生
成手段6に入力される。Further, the current conducting device discrimination means 16V
Determines which of the main switching elements Q3, Q4 or the diodes D3, D4 is flowing current in the phase-dependent main circuit 2V of the main circuit 2A. The current conducting device determination means 16V inputs the main drive signals S3 and S4 output from the drive signal generation means 6 and the load current signal output from the load current sensor Is2 in the main circuit 2A, and indicates the determination result. The discrimination signal HV is output. The output current conduction device determination signal HV is input to the drive signal generation means 6.
【0077】また、電流導通デバイス判別手段16W
は、主回路2Aにおける相別主回路2W内で、主スイッ
チング素子Q5、Q6またはダイオードD5、D6のい
ずれに電流が流れているかを判別する。電流導通デバイ
ス判別手段16Wは、駆動信号生成手段6が出力する主
駆動信号S5、S6と、主回路2Aにおける負荷電流セ
ンサIs3が出力する負荷電流信号とを入力し、判別結
果を示す電流導通デバイス判別信号HWを出力する。出
力された電流導通デバイス判別信号HWは、駆動信号生
成手段6に入力される。Further, the current conducting device discrimination means 16W
Determines which of the main switching elements Q5, Q6 or the diodes D5, D6 is in the main circuit 2W for each phase in the main circuit 2A. The current conducting device determination means 16W inputs the main drive signals S5 and S6 output by the drive signal generation means 6 and the load current signal output by the load current sensor Is3 in the main circuit 2A, and indicates the determination result. The discrimination signal HW is output. The output current conduction device determination signal HW is input to the drive signal generation means 6.
【0078】駆動信号生成手段6は、共振動作禁止手段
17を内蔵している。共振動作禁止手段17は、電流導
通デバイス判別手段16U、16V、16Wが主スイッ
チング素子に電流が流れていると判別した場合に、その
主スイッチング素子のターンオフ時に、補助回路2Bに
おける対応する補助スイッチング素子をターンオンさせ
る補助駆動信号を生成することを禁止する。The drive signal generating means 6 has a resonance operation inhibiting means 17 built therein. When the current conducting device determining means 16U, 16V, 16W determine that the current is flowing through the main switching element, the resonance operation prohibiting means 17 turns off the main switching element, and then the corresponding auxiliary switching element in the auxiliary circuit 2B. It is prohibited to generate an auxiliary drive signal that turns on the.
【0079】すなわち、共振動作禁止手段17は、電流
導通デバイス判別手段16Uが主スイッチング素子Q
1、Q2に電流が流れていると判別した場合に、主スイ
ッチング素子Q1、Q2のターンオフ時に、補助回路2
Bにおいて対応する導通状態の補助スイッチング素子Q
7、Q8をターンオンさせる補助駆動信号S7、S8を
生成することを禁止する。That is, in the resonance operation inhibiting means 17, the current conducting device determining means 16U is the main switching element Q.
When it is determined that a current is flowing through the first and second switching elements Q1 and Q2, the auxiliary circuit 2 is turned off when the main switching elements Q1 and Q2 are turned off.
A corresponding auxiliary switching element Q in B
It is prohibited to generate auxiliary drive signals S7 and S8 for turning on Q7 and Q8.
【0080】また、共振動作禁止手段17は、電流導通
デバイス判別手段16Vが主スイッチング素子Q3、Q
4に電流が流れていると判別した場合に、主スイッチン
グ素子Q3、Q4のターンオフ時に、補助回路2Bにお
いて対応する補助スイッチング素子Q9、Q10をター
ンオンさせる補助駆動信号S9、S10を生成すること
を禁止する。In the resonance operation prohibiting means 17, the current conducting device discriminating means 16V is the main switching elements Q3, Q.
When it is determined that a current is flowing through the switch 4, the generation of the auxiliary drive signals S9 and S10 for turning on the corresponding auxiliary switching elements Q9 and Q10 in the auxiliary circuit 2B is prohibited when the main switching elements Q3 and Q4 are turned off. To do.
【0081】また、共振動作禁止手段17は、電流導通
デバイス判別手段16Wが主スイッチング素子Q5、Q
6に電流が流れていると判別した場合に、主スイッチン
グ素子Q5、Q6のターンオフ時に、補助回路2Bにお
いて対応する補助スイッチング素子Q11、Q12をタ
ーンオンさせる補助駆動信号S11、S12を生成する
ことを禁止する。In the resonance operation prohibiting means 17, the current conducting device discriminating means 16W has the main switching elements Q5 and Q5.
When it is determined that a current is flowing through the switch 6, when the main switching elements Q5 and Q6 are turned off, it is prohibited to generate the auxiliary drive signals S11 and S12 that turn on the corresponding auxiliary switching elements Q11 and Q12 in the auxiliary circuit 2B. To do.
【0082】図2は、本実施形態におけるインバータ装
置の動作を示すフローチャートである。一括共振スナバ
インバータでは、2相または3相同時にスイッチングを
行う必要がある。2相同時にスイッチングを行う場合に
は、一方の相は、プラス側の主スイッチング素子がオン
の状態からターンオフし、マイナス側の主スイッチング
素子がオフの状態からターンオンし、もう一方の相は、
マイナス側の主スイッチング素子がオンの状態からター
ンオフし、プラス側の主スイッチング素子がオフの状態
からターンオンするように主スイッチング素子の動作が
切り替わるように制御する必要がある。3相同時にスイ
ッチングを行う場合、例えば、1番目の相のプラス側の
主スイッチング素子がオンの状態で、マイナス側の主ス
イッチング素子がオフの状態の時には、他の2相のうち
の一方(2番目の相)は、必ずマイナス側の主スイッチ
ング素子がオンの状態からターンオフし、プラス側の主
スイッチング素子がオフの状態からターンオンするよう
に主スイッチング素子が切り替わるように制御し、3番
目の相は、1番目もしくは2番目の相と同じ動作になる
よう制御する必要がある。FIG. 2 is a flowchart showing the operation of the inverter device according to this embodiment. In the collective resonance snubber inverter, it is necessary to perform two-phase or three-phase switching simultaneously. When two phases are simultaneously switched, one phase is turned off from the positive side main switching element being turned on, the negative side main switching element is turned on from the off state, and the other phase is turned on.
It is necessary to control the operation of the main switching element such that the main switching element on the minus side is turned off from the on state and the main switching element on the plus side is turned on from the off state. When switching three phases simultaneously, for example, when the positive side main switching element of the first phase is on and the negative side main switching element is off, one of the other two phases (2 The second phase) controls so that the main switching element on the minus side always turns off from the on state, and the main switching element on the plus side turns on from the off state. Must be controlled so that the same operation as the first or second phase is performed.
【0083】フローチャートには、2相同時にスイッチ
ングを行う場合の動作のうちの、一方の相の動作のみを
示す。もう一方の相の動作は、プラス側の主スイッチン
グ素子とマイナス側の主スイッチング素子とが入れ替わ
るだけなので、その説明は省略する。The flow chart shows only the operation of one phase among the operations in the case of simultaneously switching the two phases. Since the operation of the other phase only switches the plus side main switching element and the minus side main switching element, the description thereof will be omitted.
【0084】すなわち、フローチャートには、代表例と
して、主回路2Aにおける、U相のQ1がオンの状態か
らオフの状態に移り、Q2がオフの状態からオンの状態
に移り、W相のQ6がオンの状態からオフの状態に移
り、Q5がオフの状態からオンの状態に移る遷移を示
す。That is, in the flow chart, as a representative example, in the main circuit 2A, Q1 of the U phase shifts from the ON state to the OFF state, Q2 shifts from the OFF state to the ON state, and Q6 of the W phase The transition from the on state to the off state and the transition of Q5 from the off state to the on state are shown.
【0085】以下、フローチャートに従って、動作を説
明する。なお、以下の説明におけるA1、G1等の符号
は、フローチャート中のステップを表す。The operation will be described below with reference to the flowchart. The symbols A1, G1, etc. in the following description represent steps in the flowchart.
【0086】制御CPU5は、駆動信号生成手段6にP
WM信号Us、Vs、Wsを送り(A1)、U相におけ
るプラス側の主スイッチング素子Q1をオンからオフに
変化させ、マイナス側の主スイッチング素子Q2をオフ
からオンに変化させ、また、W相におけるプラス側の主
スイッチング素子Q5をオフからオンに変化させ、マイ
ナス側の主スイッチング素子Q6をオンからオフに変化
させる命令を、駆動信号生成手段6に伝達する。The control CPU 5 controls the drive signal generating means 6 to P
The WM signals Us, Vs, and Ws are sent (A1), the main switching element Q1 on the positive side in the U phase is changed from on to off, the main switching element Q2 on the negative side is changed from off to on, and the W phase is also changed. A command for changing the plus side main switching element Q5 from off to on and the minus side main switching element Q6 from on to off is transmitted to the drive signal generating means 6.
【0087】電流導通デバイス判別手段は、主スイッチ
ング素子に電流が流れているか否かを検出する(G
1)。主スイッチング素子に電流が流れている場合(Y
es)には、ステップG2に進む。The current conducting device discriminating means detects whether or not a current is flowing through the main switching element (G
1). When current is flowing through the main switching element (Y
es), the process proceeds to step G2.
【0088】主スイッチング素子に電流が流れていない
場合すなわちダイオードに電流が流れている場合(N
o)には、補助回路2BのU相における流入側の補助ス
イッチング素子Q8がオンされる(A2)。なお、補助
回路2BのW相における流出側の補助スイッチング素子
Q11も同時にオンされる。When no current flows through the main switching element, that is, when current flows through the diode (N
In o), the auxiliary switching element Q8 on the inflow side in the U phase of the auxiliary circuit 2B is turned on (A2). The auxiliary switching element Q11 on the outflow side in the W phase of the auxiliary circuit 2B is also turned on at the same time.
【0089】次に、共振電流到達判定手段7が、到達判
定信号Iを出力したか否かが検出される(A3)。な
お、共振電流到達判定手段7は、共振電流I4が、負荷
電流I1、I2、I3のうちの絶対値の最大値より大き
くなったときに、到達判定信号Iを出力する。到達判定
信号Iが出力されていなければ(No)、このステップ
を繰り返す。Next, it is detected whether the resonance current arrival determination means 7 has output the arrival determination signal I (A3). The resonance current arrival determination means 7 outputs the arrival determination signal I when the resonance current I4 becomes larger than the maximum absolute value of the load currents I1, I2, and I3. If the arrival determination signal I is not output (No), this step is repeated.
【0090】到達判定信号Iが出力されていれば(Ye
s)、駆動信号生成手段6は、駆動回路9を介して、主
回路2AのU相におけるプラス側の主スイッチング素子
Q1に駆動信号Sd1を送り、導通状態のプラス側の主
スイッチング素子Q1をターンオフさせる(A4)。な
お、同時に、駆動信号生成手段6は、駆動回路9を介し
て、主回路2AのW相におけるマイナス側の主スイッチ
ング素子Q6に主駆動信号Sd6を送り、導通状態のマ
イナス側の主スイッチング素子Q6をターンオフさせ
る。If the arrival determination signal I is output (Yes
s), the drive signal generation means 6 sends the drive signal Sd1 to the plus side main switching element Q1 in the U phase of the main circuit 2A via the drive circuit 9 to turn off the conducting plus side main switching element Q1. Allow (A4). At the same time, the drive signal generation means 6 sends the main drive signal Sd6 to the negative side main switching element Q6 in the W phase of the main circuit 2A via the drive circuit 9, and the conduction side negative side main switching element Q6. Turn off.
【0091】次に、駆動信号生成手段6は、ゼロ電圧検
出手段8からゼロ電圧検出信号z2が出力されたか否
か、すなわち、端子間電圧V2がゼロになったか否かを
検出する(A5)。ゼロになっていなければ(No)、
このステップを繰り返す。Next, the drive signal generation means 6 detects whether or not the zero voltage detection signal z2 is output from the zero voltage detection means 8, that is, whether or not the inter-terminal voltage V2 has become zero (A5). . If it is not zero (No),
Repeat this step.
【0092】ゼロになったら(Yes)、主回路2Aの
U相において次に導通状態にするマイナス側の主スイッ
チング素子Q2がオンされる(A6)。なお、端子間電
圧V5がゼロになったら、主回路2AのW相において次
に導通状態にするプラス側の主スイッチング素子Q5が
オンされる。When it becomes zero (Yes), in the U phase of the main circuit 2A, the negative side main switching element Q2 to be turned on next is turned on (A6). When the inter-terminal voltage V5 becomes zero, the main switching element Q5 on the plus side, which is to be turned on next in the W phase of the main circuit 2A, is turned on.
【0093】次に、駆動信号生成手段6は、補助回路2
BのU相における流入側の補助スイッチング素子Q8の
オン継続時間が終了したか否かを検出する(A7)。オ
ン継続時間が終了していなければ(No)、このステッ
プを繰り返す。Next, the drive signal generating means 6 operates the auxiliary circuit 2
It is detected whether or not the on-duration of the inflow side auxiliary switching element Q8 in the U phase of B has ended (A7). If the ON duration has not ended (No), this step is repeated.
【0094】オン継続時間が終了したら(Yes)、補
助回路2BのU相において導通状態の流入側の補助スイ
ッチング素子Q8がオフされる(A8)。なお、補助回
路2BのW相において導通状態の流出側の補助スイッチ
ング素子Q11も同時にオフされる。When the on-duration time ends (Yes), the auxiliary switching element Q8 on the inflow side in the conductive state in the U phase of the auxiliary circuit 2B is turned off (A8). The auxiliary switching element Q11 on the outflow side, which is in the conductive state in the W phase of the auxiliary circuit 2B, is also turned off at the same time.
【0095】ステップG1において、主スイッチング素
子に電流が流れている場合(Yes)には、ステップG
2に進み、駆動信号生成手段6は、駆動回路9を介し
て、主回路2AのU相におけるプラス側の主スイッチン
グ素子Q1に駆動信号Sd1を送り、この導通状態のプ
ラス側の主スイッチング素子Q1をオフさせる。なお、
同時に、駆動信号生成手段6は、駆動回路9を介して、
主回路2AのW相におけるマイナス側の主スイッチング
素子Q6に主駆動信号Sd6を送り、この導通状態のマ
イナス側の主スイッチング素子Q6をオフさせる。In step G1, if current is flowing in the main switching element (Yes), step G
2, the drive signal generation means 6 sends the drive signal Sd1 to the plus side main switching element Q1 in the U phase of the main circuit 2A via the drive circuit 9, and the conduction side plus side main switching element Q1. To turn off. In addition,
At the same time, the drive signal generation means 6 causes the drive circuit 9 to
The main drive signal Sd6 is sent to the minus side main switching element Q6 in the W phase of the main circuit 2A to turn off the minus side main switching element Q6 in the conductive state.
【0096】次に、駆動信号生成手段6は、ゼロ電圧検
出手段8からゼロ電圧検出信号z2が出力されたか否
か、すなわち、端子間電圧V2がゼロになったか否かを
検出する(G3)。ゼロになっていなければ(No)、
このステップを繰り返す。Next, the drive signal generation means 6 detects whether or not the zero voltage detection signal z2 is output from the zero voltage detection means 8, that is, whether or not the inter-terminal voltage V2 has become zero (G3). . If it is not zero (No),
Repeat this step.
【0097】ゼロになったら(Yes)、次に導通状態
にする主回路2AのU相におけるマイナス側の主スイッ
チング素子Q2がオンされる(G4)。なお、端子間電
圧V5がゼロになったら、次に導通状態にする主回路2
AのW相におけるプラス側の主スイッチング素子Q5が
オンされる。When it becomes zero (Yes), the main switching element Q2 on the minus side in the U phase of the main circuit 2A to be turned on next is turned on (G4). When the inter-terminal voltage V5 becomes zero, the main circuit 2 is turned on next.
The main switching element Q5 on the positive side in the W phase of A is turned on.
【0098】以上のように、主スイッチング素子に電流
が流れている場合には、その電流が導通している主スイ
ッチング素子Q1、Q6のターンオフ時に、補助回路2
Bにおける対応する補助スイッチング素子Q8、Q11
のターンオンが禁止されるように制御される。As described above, in the case where a current flows through the main switching element, the auxiliary circuit 2 is turned off when the main switching elements Q1 and Q6 whose current is conducting are turned off.
Corresponding auxiliary switching elements Q8, Q11 in B
Turn-on is controlled so that it is prohibited.
【0099】図3は、本実施形態におけるインバータ装
置の動作を示すタイミングチャートである。なお、この
タイミングチャートには、簡単のため、U相とV相のみ
の単相回路としての動作を示す。FIG. 3 is a timing chart showing the operation of the inverter device according to this embodiment. For the sake of simplicity, this timing chart shows the operation of the U-phase and V-phase as a single-phase circuit.
【0100】例えば、時刻t0からt1までの期間は、
主スイッチング素子Q1、Q4に電流が流れているの
で、電流導通デバイス判別手段16U、16Vからの電
流導通デバイス判別信号HU、HVに基き共振動作禁止
手段17は主スイッチング素子Q1,Q4に電流が導通
していると判断し、この主スイッチング素子Q1、Q4
に対応する補助スイッチング素子Q8、Q9を時刻t1
ではオンさせない。従って、従来方式では時刻t1から
時刻t5まで補助スイッチング素子Q8、Q9をオンさ
せていたのが本発明ではオフを継続するため共振電流は
流れず、主スイッチング素子に不要な電流が流れること
がないので、補助回路2Bで従来方式で消費されていた
電流が削減される。そして、時刻t2において、主スイ
ッチング素子Q1、Q4はターンオフすることになる
が、このときには、モータ1に含まれるインダクタンス
成分によりモータのステータ巻線に蓄積されている蓄電
エネルギーにより、共振用のコンデンサC1、C2、C
3、C4での共振動作が行われるため、補助回路2Bを
動作させなくてもZVSを実現できる。また、時刻t5
では、時刻t5の前の段階で主スイッチング素子Q2,
Q3には電流が流れずダイオードD1,D4に電流が流
れているので、共振動作禁止手段17は、電流導通デバ
イス判別手段16U、16Vからの電流導通デバイス判
別信号HU、HVに基き主スイッチング素子Q1,Q4
に電流が導通していない、ダイオードD1,D4に導通
していると判断し、補助回路2Bの補助スイッチング素
子Q7,Q10をターンオンさせて、補助回路2Bの動
作による初期電流蓄積動作が始まり、時刻t6から時刻
t7において補助回路2BのインダクタンスLrに蓄積
された蓄電エネルギーにより共振動作が行われ、スイッ
チング素子Q2,Q3のZVSが実現し、時刻t7から
時刻t8において主スイッチング素子Q1,Q4がオン
されて回生動作が行われ共振電流が減少していきゼロに
なる。時刻t7から時刻t8での主スイッチング素子Q
1,Q4のターンオンはインダクタンスLrの蓄電エネ
ルギーの回生状態であるため、主スイッチング素子Q
1,Q4には電流は流れずダイオードD1,D4に電流
が流れるため、このときのスイッチングはZVS,ZC
Sとなる。そして、時刻t9から時刻t10では、時刻
t1から時刻t2の時と同様に、時刻t9より前の段階
で主スイッチング素子Q1,Q4に電流が導通している
と共振動作禁止手段17が判断し補助回路2Bの動作が
禁止される。For example, the period from time t0 to t1 is
Since current is flowing in the main switching elements Q1 and Q4, the resonance operation prohibiting means 17 conducts current to the main switching elements Q1 and Q4 based on the current conduction device determination signals HU and HV from the current conduction device determination means 16U and 16V. It is determined that the main switching elements Q1 and Q4
The auxiliary switching elements Q8 and Q9 corresponding to
Then do not turn it on. Therefore, in the conventional method, the auxiliary switching elements Q8 and Q9 are turned on from the time t1 to the time t5, but in the present invention, the resonance current does not flow because the auxiliary switching elements Q8 and Q9 continue to turn off, and an unnecessary current does not flow in the main switching element. Therefore, the current consumed in the conventional method in the auxiliary circuit 2B is reduced. Then, at time t2, the main switching elements Q1 and Q4 are turned off, but at this time, due to the stored energy in the stator winding of the motor due to the inductance component included in the motor 1, the resonance capacitor C1 is generated. , C2, C
Since the resonance operation is performed at 3 and C4, ZVS can be realized without operating the auxiliary circuit 2B. Also, at time t5
Then, before the time t5, the main switching element Q2,
Since no current flows in Q3 and a current flows in the diodes D1, D4, the resonance operation prohibiting means 17 determines the main switching element Q1 based on the current conduction device discrimination signals HU, HV from the current conduction device discrimination means 16U, 16V. , Q4
It is determined that the current is not conducted to the diodes D1 and D4, and the auxiliary switching elements Q7 and Q10 of the auxiliary circuit 2B are turned on to start the initial current accumulation operation by the operation of the auxiliary circuit 2B. From t6 to time t7, resonance operation is performed by the stored energy stored in the inductance Lr of the auxiliary circuit 2B, ZVS of the switching elements Q2 and Q3 is realized, and from time t7 to time t8, the main switching elements Q1 and Q4 are turned on. Regenerative operation is performed and the resonance current decreases and becomes zero. Main switching element Q from time t7 to time t8
Since the turn-on of Q1 and Q4 is the regenerative state of the stored energy of the inductance Lr, the main switching element Q
Since current does not flow in 1 and Q4 and current flows in the diodes D1 and D4, switching at this time is ZVS and ZC.
It becomes S. Then, from the time t9 to the time t10, the resonance operation prohibiting means 17 determines that the current is conducted to the main switching elements Q1 and Q4 at the stage before the time t9, similarly to the time from the time t1 to the time t2. The operation of the circuit 2B is prohibited.
【0101】図4は、電流導通デバイス判別手段16U
の内部構成を示す回路図である。なお、電流導通デバイ
ス判別手段16Vおよび16Wの内部構成も同様である
ので、その説明は省略する。FIG. 4 shows the current conducting device discriminating means 16U.
3 is a circuit diagram showing an internal configuration of FIG. Since the internal configurations of the current conducting device determination means 16V and 16W are the same, the description thereof will be omitted.
【0102】電流導通デバイス判別手段16Uは、主回
路2Aにおける、相別主回路2U内の主スイッチング素
子Q1、Q2またはダイオードD1、D2のいずれに電
流が流れているかを判別する。このため、電流導通デバ
イス判別手段16Uは、相別主回路2U内の主スイッチ
ング素子Q1、Q2をスイッチングさせる主駆動信号S
1、S2と、相別主回路2U内の主接続点PSUとモー
タ1との間を流れる負荷電流I1を検出する負荷電流セ
ンサIs1からの負荷電流信号とを入力する。The current conducting device discriminating means 16U discriminates which one of the main switching elements Q1 and Q2 or the diodes D1 and D2 in the main circuit 2U for each phase in the main circuit 2A the current is flowing. Therefore, the current conducting device determination means 16U causes the main drive signal S to switch the main switching elements Q1 and Q2 in the phase-dependent main circuit 2U.
1, S2, and the load current signal from the load current sensor Is1 that detects the load current I1 flowing between the main connection point PSU in the phase-dependent main circuit 2U and the motor 1 are input.
【0103】電流導通デバイス判別手段16Uは、電流
導通方向判別手段18と、論理演算手段19とを有す
る。The current conducting device discriminating means 16U has a current conducting direction discriminating means 18 and a logical operation means 19.
【0104】電流導通方向判別手段18は、負荷電流セ
ンサIs1が検出した負荷電流I1が流れる方向を判別
する。すなわち、電流導通方向判別手段18は、負荷電
流センサIs1から出力される負荷電流信号を入力し、
電流導通方向信号I1dを出力する。この電流導通方向
信号I1dは、相別主回路2U内の主接続点PSUから
モータ1へ電流が流れる場合には”1”となり、モータ
1から相別主回路2U内の主接続点PSUへ電流が流れ
る場合には”0”となる。The current conduction direction judging means 18 judges the direction in which the load current I1 detected by the load current sensor Is1 flows. That is, the current conduction direction determination means 18 inputs the load current signal output from the load current sensor Is1,
The current conduction direction signal I1d is output. The current conduction direction signal I1d becomes “1” when current flows from the main connection point PSU in the phase-specific main circuit 2U to the motor 1, and the current flows from the motor 1 to the main connection point PSU in the phase-specific main circuit 2U. When is flowing, it becomes "0".
【0105】論理演算手段19は、電流導通方向判別手
段18が判別した、負荷電流I1が流れる方向と、駆動
信号生成手段6が生成した主駆動信号S1、S2とに基
づいて、主スイッチング素子Q1、Q2またはダイオー
ドD1、D2のいずれに電流が流れているかを判別す
る。すなわち、論理演算手段19は、電流導通方向判別
手段18が出力する電流導通方向信号I1dと、駆動信
号生成手段6が出力する主駆動信号S1、S2とを入力
し、電流導通デバイス判別信号HUを出力する。なお、
論理演算手段19に入力される主駆動信号S1、S2
は、主スイッチング素子がオンされる場合には”1”で
あり、主スイッチング素子がオフされる場合には”0”
であるものとする。また、論理演算手段19が出力する
電流導通デバイス判別信号HUは、主スイッチング素子
Q1またはQ2に電流が流れている場合には”1”とな
り、ダイオードD1またはD2に電流が流れている場合
には”0”となる。The logical operation means 19 determines the main switching element Q1 based on the direction in which the load current I1 flows determined by the current conduction direction determination means 18 and the main drive signals S1 and S2 generated by the drive signal generation means 6. , Q2 or the diodes D1 and D2, the current is determined. That is, the logical operation means 19 inputs the current conduction direction signal I1d output from the current conduction direction determination means 18 and the main drive signals S1 and S2 output from the drive signal generation means 6, and outputs the current conduction device determination signal HU. Output. In addition,
Main drive signals S1 and S2 input to the logical operation means 19
Is "1" when the main switching element is turned on and "0" when the main switching element is turned off.
Shall be Further, the current conducting device discrimination signal HU output from the logical operation means 19 becomes "1" when the current flows through the main switching element Q1 or Q2, and when the current flows through the diode D1 or D2. It becomes "0".
【0106】論理演算手段19は、排他的論理和ゲート
XOR1、XOR2と、インバータNOT1、NOT
2、NOT3と、論理積ゲートAND1、AND2、A
ND3、AND4と、論理和ゲートOR1とを有する。The logical operation means 19 includes exclusive OR gates XOR1 and XOR2 and inverters NOT1 and NOT.
2, NOT3 and AND gates AND1, AND2, A
It has ND3, AND4, and a logical sum gate OR1.
【0107】電流導通方向判別手段18が出力する電流
導通方向信号I1dは、排他的論理和ゲートXOR1、
XOR2と、インバータNOT1と、論理積ゲートAN
D1、AND2とに入力されている。駆動信号生成手段
6が出力する主駆動信号S1、S2は、それぞれ、排他
的論理和ゲートXOR1、XOR2に入力されている。
排他的論理和ゲートXOR1の出力は、インバータNO
T2と、論理積ゲートAND2とに入力されている。排
他的論理和ゲートXOR2の出力は、インバータNOT
3と、論理積ゲートAND3とに入力されている。イン
バータNOT1の出力は、論理積ゲートAND3および
AND4に入力されている。インバータNOT2の出力
は、論理積ゲートAND1に入力されている。インバー
タNOT3の出力は、論理積ゲートAND4に入力され
ている。論理積ゲートAND1およびAND3の出力
は、論理和ゲートOR1に入力されている。論理和ゲー
トOR1から、電流導通デバイス判別信号HUが出力さ
れる。The current conduction direction signal I1d output from the current conduction direction judging means 18 is the exclusive OR gate XOR1,
XOR2, inverter NOT1, AND gate AN
It is input to D1 and AND2. The main drive signals S1 and S2 output from the drive signal generating means 6 are input to exclusive OR gates XOR1 and XOR2, respectively.
The output of the exclusive OR gate XOR1 is the inverter NO.
It is input to T2 and the AND gate AND2. The output of the exclusive OR gate XOR2 is the inverter NOT.
3 and the AND gate AND3. The output of the inverter NOT1 is input to the AND gates AND3 and AND4. The output of the inverter NOT2 is input to the AND gate AND1. The output of the inverter NOT3 is input to the AND gate AND4. The outputs of the AND gates AND1 and AND3 are input to the OR gate OR1. A current conduction device determination signal HU is output from the OR gate OR1.
【0108】図5は、電流導通デバイス判別手段16U
の動作を示すタイミングチャートである。なお、電流導
通デバイス判別手段16Vおよび16Wの動作も同様で
あるので、その説明は省略する。FIG. 5 shows the current conducting device discriminating means 16U.
3 is a timing chart showing the operation of FIG. The operations of the current conducting device determination means 16V and 16W are also the same, and thus the description thereof is omitted.
【0109】排他的論理和ゲートXOR1が、主駆動信
号S1と電流導通方向信号I1dとの排他的論理和をと
り、排他的論理和ゲートXOR2が、主駆動信号S2と
電流導通方向信号I1dとの排他的論理和をとる。そし
て、論理積ゲートAND1が、排他的論理和ゲートXO
R1の出力を反転した信号と、電流導通方向信号I1d
との論理積をとり、論理積ゲートAND3が、排他的論
理和ゲートXOR2の出力信号と、電流導通方向信号I
1dを反転した信号との論理積をとる。そして、論理和
ゲートOR1が、論理積ゲートAND1の出力信号と、
論理積ゲートAND3の出力信号との論理和をとり、電
流導通デバイス判別信号HUを出力する。このように構
成することにより、電流導通デバイス判別手段16U
は、主回路2Aにおける、相別主回路2U内の主スイッ
チング素子Q1、Q2またはダイオードD1、D2のい
ずれに電流が流れているかを判別できるようになってい
る。The exclusive OR gate XOR1 takes the exclusive OR of the main drive signal S1 and the current conduction direction signal I1d, and the exclusive OR gate XOR2 takes the main drive signal S2 and the current conduction direction signal I1d. Take an exclusive OR. Then, the AND gate AND1 is connected to the exclusive OR gate XO.
A signal obtained by inverting the output of R1 and the current conduction direction signal I1d
And the logical product gate AND3 outputs the output signal of the exclusive OR gate XOR2 and the current conduction direction signal I
The logical product is obtained with the signal obtained by inverting 1d. The OR gate OR1 and the output signal of the AND gate AND1
The logical sum of the output signal of the AND gate AND3 is calculated and the current conduction device determination signal HU is output. With this configuration, the current conducting device determination means 16U
In the main circuit 2A, it is possible to determine which of the main switching elements Q1 and Q2 or the diodes D1 and D2 in the phase-dependent main circuit 2U is flowing current.
【0110】なお、上記の実施形態では、負荷電流セン
サを3つ設けるものとしたが、負荷電流センサは2つと
し、2相分を検出し、残る1相を2相の検出値から演算
で求める構成であってもよい。また、モータ1として、
3相の誘導電動機を用いてもよい。In the above embodiment, three load current sensors are provided, but there are two load current sensors, two phases are detected, and the remaining one phase is calculated from the detected values of the two phases. The required configuration may be used. Also, as the motor 1,
A three-phase induction motor may be used.
【0111】[0111]
【発明の効果】本発明によれば、電流導通デバイス判別
手段が、インバータ回路における各相別主回路内で、主
スイッチング素子またはダイオードのいずれに電流が流
れているかを判別し、共振動作禁止手段が、電流導通デ
バイス判別手段が主スイッチング素子に電流が流れてい
ると判別した場合に、その主スイッチング素子のターン
オフ時に共振回路における対応する補助スイッチング素
子をターンオンさせる補助駆動信号を生成することを禁
止するので、主スイッチング素子、補助スイッチング素
子、共振用のインダクタンスにおける導通損失を低減す
ることが可能となり、効率が向上する。According to the present invention, the current conducting device discriminating means discriminates which one of the main switching element and the diode the current is flowing in the main circuit for each phase in the inverter circuit, and the resonance operation inhibiting means. However, when the current conducting device determination means determines that the current is flowing through the main switching element, it is prohibited to generate the auxiliary drive signal for turning on the corresponding auxiliary switching element in the resonance circuit when the main switching element is turned off. Therefore, the conduction loss in the main switching element, the auxiliary switching element, and the resonance inductance can be reduced, and the efficiency is improved.
【図1】 本発明の一実施形態におけるインバータ装置
の構成を示す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of an inverter device according to an embodiment of the present invention.
【図2】 本発明の一実施形態におけるインバータ装置
の動作を示すフローチャートである。FIG. 2 is a flowchart showing an operation of the inverter device according to the embodiment of the present invention.
【図3】 本発明の一実施形態におけるインバータ装置
の動作を示すタイミングチャートである。FIG. 3 is a timing chart showing the operation of the inverter device according to the embodiment of the present invention.
【図4】 電流導通デバイス判別手段16Uの内部構成
を示す回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram showing an internal configuration of a current conducting device determination means 16U.
【図5】 電流導通デバイス判別手段16Uの動作を示
すタイミングチャートである。FIG. 5 is a timing chart showing the operation of the current conducting device determination means 16U.
【図6】 従来のソフトスイッチングインバータの構成
を示す回路図であり、一般に、補助共振アームリンクス
ナバ方式といわれるものの構成を示す回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram showing a configuration of a conventional soft switching inverter, which is a circuit diagram generally showing a configuration of what is called an auxiliary resonance arm link snubber system.
【図7】 従来のソフトスイッチングインバータであ
り、補助共振ACリンク式インバータとも称されるもの
の構成を示す回路図である。FIG. 7 is a circuit diagram showing a configuration of a conventional soft switching inverter, which is also called an auxiliary resonance AC link type inverter.
【図8】 従来のソフトスイッチングを行うインバータ
装置のうち、一括共振スナバインバータ装置の構成を示
す回路図である。FIG. 8 is a circuit diagram showing a configuration of a collective resonance snubber inverter device among conventional inverter devices that perform soft switching.
【図9】 従来の一括共振スナバインバータ装置の各部
分の波形を示す波形図である。FIG. 9 is a waveform diagram showing waveforms of respective portions of a conventional collective resonance snubber inverter device.
【図10】 従来の一括共振スナバインバータ装置の各
モード毎の動作を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing an operation in each mode of the conventional collective resonance snubber inverter device.
【図11】 従来の一括共振スナバインバータ装置の各
モード毎の動作を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing an operation in each mode of the conventional collective resonance snubber inverter device.
【図12】 従来の一括共振スナバインバータ装置の各
モード毎の動作を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing an operation in each mode of the conventional collective resonance snubber inverter device.
【図13】 従来の一括共振スナバインバータ装置の各
モード毎の動作を示す図である。FIG. 13 is a diagram showing an operation in each mode of the conventional collective resonance snubber inverter device.
【図14】 空間ベクトル制御の説明図である。FIG. 14 is an explanatory diagram of space vector control.
VB 電源 CB 平滑コンデンサ 1 モータ Is1〜Is3 負荷電流センサ I1〜I3 負荷電流 4 回転センサ Ps 回転位置・速度信号 2A 主回路(インバータ回路) 2U、2V、2W 相別主回路 Q1〜Q6 主スイッチング素子 D1〜D6 ダイオード C1〜C6 コンデンサ Vs1〜Vs6 端子間電圧センサ V1〜V6 端子間電圧 PSU、PSV、PSW 主接続点 2B 補助回路(共振回路) 3U、3V、3W 相別補助回路 B7〜B12 補助スイッチング素子ブロック Q7〜Q12 補助スイッチング素子 D7〜D12 ダイオード Lr インダクタンス Is4 共振電流センサ I4 共振電流 PHU、PSV、PSW 補助接続点 3 制御回路 8 ゼロ電圧検出手段 z1〜z6 ゼロ電圧検出信号 7 共振電流到達判定手段 I 到達判定信号 5 制御CPU Os 出力指令信号 Us、Vs、Ws PWM信号 6 駆動信号生成手段 9 駆動回路 S1〜S6、Sd1〜Sd6 主駆動信号 S7〜S12、Sd7〜Sd12 補助駆動信号 16U、16V、16W 電流導通デバイス判別手段 17 共振動作禁止手段 18 電流導通方向判別手段 I1d 電流導通方向信号 19 論理演算手段 HU、HV、HW 電流導通デバイス判別信号 XOR1、XOR2 排他的論理和ゲート NOT1〜NOT3 インバータ AND1〜AND4 論理積ゲート OR1 論理和ゲート VB power supply CB smoothing capacitor 1 motor Is1 to Is3 load current sensor I1 to I3 load current 4 Rotation sensor Ps rotation position / speed signal 2A Main circuit (inverter circuit) 2U, 2V, 2W Phase-specific main circuit Q1-Q6 Main switching element D1 to D6 diode C1 to C6 capacitors Vs1-Vs6 Terminal voltage sensor Voltage between terminals V1 to V6 PSU, PSV, PSW main connection point 2B Auxiliary circuit (resonance circuit) 3U, 3V, 3W Phase-dependent auxiliary circuit B7 to B12 Auxiliary switching element block Q7 to Q12 Auxiliary switching element D7-D12 diode Lr inductance Is4 resonance current sensor I4 resonance current PHU, PSV, PSW auxiliary connection point 3 control circuit 8 Zero voltage detection means z1-z6 Zero voltage detection signal 7 Resonance current arrival determination means I arrival judgment signal 5 control CPU Os output command signal Us, Vs, Ws PWM signal 6 Drive signal generating means 9 drive circuit S1 to S6, Sd1 to Sd6 main drive signals S7 to S12, Sd7 to Sd12 auxiliary drive signal 16U, 16V, 16W current conduction device discrimination means 17 Resonance operation prohibition means 18 Current conduction direction discrimination means I1d Current conduction direction signal 19 Logical operation means HU, HV, HW Current conduction device discrimination signal XOR1, XOR2 Exclusive OR gate NOT1-NOT3 inverters AND1 to AND4 AND gate OR1 OR gate
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5H007 AA01 AA03 BB06 CA01 CB04 CB05 CB22 CC05 CC07 CC09 CC23 DA05 DB12 DC02 DC04 EA09 5H560 AA08 BB04 DA17 DB20 DC12 DC13 EB01 EB07 GG04 RR10 SS02 TT15 UA06 XA02 XA03 XB00 5H576 AA01 BB02 CC02 DD02 DD04 DD07 EE16 GG02 GG04 HA04 HB02 JJ03 LL01 LL22 LL24 LL41 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page F-term (reference) 5H007 AA01 AA03 BB06 CA01 CB04 CB05 CB22 CC05 CC07 CC09 CC23 DA05 DB12 DC02 DC04 EA09 5H560 AA08 BB04 DA17 DB20 DC12 DC13 EB01 EB07 GG04 RR10 SS02 TT15 UA06 XA02 XA03 XB00 5H576 AA01 BB02 CC02 DD02 DD04 DD07 EE16 GG02 GG04 HA04 HB02 JJ03 LL01 LL22 LL24 LL41
Claims (2)
に変換して三相モータに供給するインバータ回路と、こ
のインバータ回路の出力端子に接続された共振回路と、
この共振回路および前記インバータ回路を制御する制御
回路とを有する共振形インバータ装置であって、 前記インバータ回路は、前記電源のプラス端子に接続さ
れた主スイッチング素子と、前記電源のマイナス端子に
接続された主スイッチング素子とが直列に接続され、こ
れらの2つの主スイッチング素子それぞれと並列にダイ
オードが接続された相別主回路が3つ並列に接続された
三相主回路と、各相別主回路内の主スイッチング素子と
並列に接続されたコンデンサと、各相別主回路内の2つ
の主スイッチング素子が相互に接続された主接続点と、
前記モータとの間を流れる負荷電流を検出する負荷電流
センサと、各相別主回路内の主スイッチング素子の端子
間電圧を検出する端子間電圧センサとを有し、 前記共振回路は、単一方向にのみ電流を通過させる2つ
の補助スイッチング素子が直列に接続された相別補助回
路が3つ並列に接続され、各相別補助回路内の2つの補
助スイッチング素子が相互に接続された補助接続点と、
前記インバータ回路の主接続点とが連結された三相補助
回路と、前記相別補助回路内の前記補助接続点と反対側
の端子間に接続された共振用のインダクタンスと、この
インダクタンスに流れる共振電流を検出する共振電流セ
ンサとを有し、 前記制御回路は、各端子間電圧センサが検出した端子間
電圧がゼロであるか否かを検出し、ゼロである場合に各
端子間電圧に対応するゼロ電圧検出信号を出力するゼロ
電圧検出手段と、前記共振電流センサが検出した共振電
流が前記負荷電流センサが検出した負荷電流より大きい
か否かを判定し、大きい場合に到達判定信号を出力する
共振電流到達判定手段と、この共振電流到達判定手段が
到達判定信号を出力した時に、次に非導通状態にする主
スイッチング素子をターンオフさせる主駆動信号を生成
し、前記ゼロ電圧検出手段が各端子間電圧に対応するゼ
ロ電圧検出信号を出力した時に次に導通状態にする主ス
イッチング素子をターンオンさせる主駆動信号を生成
し、既定の切替タイミングで補助スイッチング素子をタ
ーンオンさせる補助駆動信号を生成し、既定の切替タイ
ミングから所定のオン継続時間が経過した後に、導通状
態の補助スイッチング素子をターンオフさせる補助駆動
信号を生成する駆動信号生成手段と、前記インバータ回
路における各相別主回路内で主スイッチング素子または
ダイオードのいずれに電流が流れているかを判別する電
流導通デバイス判別手段とを有し、 前記駆動信号生成手段は、前記電流導通デバイス判別手
段が主スイッチング素子に電流が流れていると判別した
場合にその主スイッチング素子のターンオフ時に、前記
共振回路における対応する補助スイッチング素子をター
ンオンさせる補助駆動信号を生成することを禁止する共
振動作禁止手段を有することを特徴とする共振形インバ
ータ装置。1. An inverter circuit for converting a direct current output from a power supply into a three-phase alternating current and supplying the three-phase motor, and a resonance circuit connected to an output terminal of the inverter circuit.
A resonance type inverter device having the resonance circuit and a control circuit for controlling the inverter circuit, wherein the inverter circuit is connected to a main switching element connected to a positive terminal of the power supply and a negative terminal of the power supply. Three-phase main circuit in which three main phase-dependent main circuits in which diodes are connected in parallel with each of these two main switching elements are connected in series, and a main circuit in each phase A capacitor connected in parallel with the main switching element in the main circuit, and a main connection point in which two main switching elements in each phase-specific main circuit are connected to each other,
A load current sensor that detects a load current flowing between the motor and a terminal voltage sensor that detects a terminal voltage of a main switching element in each phase-specific main circuit, and the resonance circuit is a single Auxiliary connection in which three auxiliary circuits for each phase in which two auxiliary switching elements that pass current only in the direction are connected in series are connected in parallel, and two auxiliary switching elements in each auxiliary circuit for each phase are connected to each other Points and
A three-phase auxiliary circuit connected to the main connection point of the inverter circuit, a resonance inductance connected between terminals on the opposite side of the auxiliary connection point in the phase-dependent auxiliary circuit, and a resonance flowing through this inductance. And a resonance current sensor for detecting a current, the control circuit detects whether the inter-terminal voltage detected by each inter-terminal voltage sensor is zero, and corresponds to each inter-terminal voltage when it is zero. Zero voltage detection means for outputting a zero voltage detection signal, and whether or not the resonance current detected by the resonance current sensor is greater than the load current detected by the load current sensor, and outputs an arrival determination signal when it is larger. Generating a resonance current arrival determining means and a main drive signal for turning off the main switching element to be turned off next when the resonance current arrival determining means outputs the arrival determination signal. When the zero voltage detection means outputs a zero voltage detection signal corresponding to each terminal voltage, a main drive signal for turning on the main switching element to be turned on next is generated, and the auxiliary switching element is turned on at a predetermined switching timing. Drive signal generating means for generating an auxiliary drive signal for turning on, and for generating an auxiliary drive signal for turning off the auxiliary switching element in a conductive state after a predetermined on-duration has elapsed from a predetermined switching timing, and each of the inverter circuits. And a current conducting device discriminating means for discriminating which current is flowing in the main switching element or the diode in the phase-dependent main circuit, and the drive signal generating means, wherein the current conducting device discriminating means is a main switching element. When it is determined that current is flowing, the turn-on of the main switching element A resonance type inverter device, comprising: a resonance operation prohibiting means for prohibiting generation of an auxiliary drive signal for turning on a corresponding auxiliary switching element in the resonance circuit at the time of turning off.
負荷電流センサが検出した負荷電流が流れる方向を判別
する電流導通方向判別手段と、この電流導通方向判別手
段が判別した負荷電流が流れる方向と前記駆動信号生成
手段が生成した主駆動信号とに基づいて前記インバータ
回路における各相別主回路内で主スイッチング素子また
はダイオードのいずれに電流が流れているかを判別する
論理演算手段とを有することを特徴とする請求項1に記
載の共振形インバータ装置。2. The current conducting device discriminating means includes a current conducting direction discriminating means for discriminating a direction in which the load current detected by the load current sensor flows, and a direction in which the load current discriminating by the current conducting direction discriminating means flows. A logical operation means for determining which of the main switching element or the diode the current is flowing in the main circuit for each phase in the inverter circuit based on the main drive signal generated by the drive signal generating means. The resonant inverter device according to claim 1, which is characterized in that.
Priority Applications (3)
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|---|---|---|---|
| JP2001195077A JP2003018876A (en) | 2001-06-27 | 2001-06-27 | Resonant inverter device |
| US10/134,535 US6570780B2 (en) | 2001-05-17 | 2002-04-30 | Resonant inverter control system |
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