JPH04200203A - 電圧形ｖｖｖｆインバータの制御方法 - Google Patents
電圧形ｖｖｖｆインバータの制御方法Info
- Publication number
- JPH04200203A JPH04200203A JP2325561A JP32556190A JPH04200203A JP H04200203 A JPH04200203 A JP H04200203A JP 2325561 A JP2325561 A JP 2325561A JP 32556190 A JP32556190 A JP 32556190A JP H04200203 A JPH04200203 A JP H04200203A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- inverter
- voltage
- unit
- phase difference
- inverters
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
Landscapes
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
- Control Of Multiple Motors (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、例えば直流電気車駆動のために用いて好適な
電圧形ＶＶＶＦ （旬変電圧可変周波数）インバータの
制御方法に関する。
電圧形ＶＶＶＦ （旬変電圧可変周波数）インバータの
制御方法に関する。
出願人は、先に直流入力側で直列接続された電圧形イン
バータを提案している。第５図はかがる提案済み方式を
示す概要図である。
バータを提案している。第５図はかがる提案済み方式を
示す概要図である。
同図において、１は電車線、２はレール、３は入力フィ
ルタリアクトルである。この入力フィルタリアクトル３
の電源側には通常開閉器などが接続されるが、ここでは
特に関係がないので、図示は省略する。４１．４２はイ
ンハータユニソトでユニットインバータ４１１，４２１
および入力コンデンサ４１２，４２２などからなり、ユ
ニットインバータ４１１，４２１には負荷としての車両
駆動用電動機５１．５２が接続されている。
ルタリアクトルである。この入力フィルタリアクトル３
の電源側には通常開閉器などが接続されるが、ここでは
特に関係がないので、図示は省略する。４１．４２はイ
ンハータユニソトでユニットインバータ４１１，４２１
および入力コンデンサ４１２，４２２などからなり、ユ
ニットインバータ４１１，４２１には負荷としての車両
駆動用電動機５１．５２が接続されている。
第６図は第５図の動作を説明するだめのタイムチャート
である。
である。
同図において、Ｓはユニ７）インバータ４１１゜４２１
の制御信号でその周波数はｆ□であり、ここでは両イン
バータを同一の制御信号にて制御するものとしている。
の制御信号でその周波数はｆ□であり、ここでは両イン
バータを同一の制御信号にて制御するものとしている。
１４１１＋ ｉ４□、はユニットインバータの入力電
流波形である。ｖ４１２＋ ｖ４□２は入力コンデン
サの電圧波形で、それぞれ６ｆ、の周波数のりプルを含
んでいる。直列接続されたインバータの入力電圧波形は
Ｖ ４１２とｖ４□２とを合成したものとして表わされ
、ｅ、で示す如き波形となる。
流波形である。ｖ４１２＋ ｖ４□２は入力コンデン
サの電圧波形で、それぞれ６ｆ、の周波数のりプルを含
んでいる。直列接続されたインバータの入力電圧波形は
Ｖ ４１２とｖ４□２とを合成したものとして表わされ
、ｅ、で示す如き波形となる。
ここに両インバータは同相の制御信号で制御するので、
入力端子リプルも同相となり、インバータユニットのそ
れの２倍となる。
入力端子リプルも同相となり、インバータユニットのそ
れの２倍となる。
ところで、このようなインバータにて直流電気車を駆動
する場合、インバータ入力側の電圧リプルによる交流電
流が電車線や軌道回路に流れるが、この交流電流は軌道
回路信号への影響の関係から各周波数に応した制限値が
あり、これを入力フィルタリアクトルにより制限するよ
うにしている。
する場合、インバータ入力側の電圧リプルによる交流電
流が電車線や軌道回路に流れるが、この交流電流は軌道
回路信号への影響の関係から各周波数に応した制限値が
あり、これを入力フィルタリアクトルにより制限するよ
うにしている。
また、軌道回路信号の周波数としてはｆ、、１／２ｆｓ
（ｆ、は商用電源周波数で５０Ｈｚまたは６０Ｈｚ ）
を用いていることから、ｆ、、＝５０Ｈｚの場合、イン
バータ周波数が４．１７Ｈｚのときのりプル周波数は２
５Ｈｚ、８．３３Ｈｚのときのそれは５０Ｈｚ となる
。したがって、リアクトルの値は４．１７，８．３３Ｈ
ｚのときに軌道回路等へ影響を与えないような値に選ば
れる。つまり、インバータ電車の場合はりプル周波数が
変化するため、チョッパ電車の場合に比べてリアクトル
は約２倍のインダクタンスとなり、重量も大きくなる。
（ｆ、は商用電源周波数で５０Ｈｚまたは６０Ｈｚ ）
を用いていることから、ｆ、、＝５０Ｈｚの場合、イン
バータ周波数が４．１７Ｈｚのときのりプル周波数は２
５Ｈｚ、８．３３Ｈｚのときのそれは５０Ｈｚ となる
。したがって、リアクトルの値は４．１７，８．３３Ｈ
ｚのときに軌道回路等へ影響を与えないような値に選ば
れる。つまり、インバータ電車の場合はりプル周波数が
変化するため、チョッパ電車の場合に比べてリアクトル
は約２倍のインダクタンスとなり、重量も大きくなる。
このように、従来のインバータ電車ではこの入力フィル
タリアクトルの重量がインバータシステム全体に占める
割合が大きく、このためその軽量化が望まれている。
タリアクトルの重量がインバータシステム全体に占める
割合が大きく、このためその軽量化が望まれている。
したがって、本発明の課題は入力コンデンサのりプル電
圧を低減し、入力フィルタリアクトルの小容量化、小形
化を図ることにある。
圧を低減し、入力フィルタリアクトルの小容量化、小形
化を図ることにある。
［課題を解決するための手段］
個別に制御されて負荷を駆動する電圧形ユニットインバ
ータを２つずつ組にして複数組をその直流入力側で直列
接続してなる電圧形ＶＶＶＦインバータに対し、前記組
を構成する各ユニットインバータを制御するだめの制御
信号に互いに位相差を持たせて制御する。
ータを２つずつ組にして複数組をその直流入力側で直列
接続してなる電圧形ＶＶＶＦインバータに対し、前記組
を構成する各ユニットインバータを制御するだめの制御
信号に互いに位相差を持たせて制御する。
［作用］・
直列接続された各インバータのＰＷＭ・制御は全く独立
に行なうことができることに着目し、各インバータ間で
ＰＷＭ制御の制御信号間に位相差を持たせることにより
、各入力コンデンサのりプル電圧にも位相差が生しるよ
うにし、リプル電圧を互いに打ち消し合うようにする。
に行なうことができることに着目し、各インバータ間で
ＰＷＭ制御の制御信号間に位相差を持たせることにより
、各入力コンデンサのりプル電圧にも位相差が生しるよ
うにし、リプル電圧を互いに打ち消し合うようにする。
これにより、直列接続されたインバータの合成リプル電
圧が大幅に低減される。
圧が大幅に低減される。
Ｃ実施例）
第１図は本発明の詳細な説明するための説明図である。
なお、ここで使用するインバータシステムは第５図と同
しである。
しである。
第１図において、Ｓｌはユニットインバータ４１１の制
御信号、Ｓ２はユニットインバータ４２１の制御信号で
、これらの間には例えば３０°の位相差をつける。制御
信号に３０°の位相差をつけると、６ｆｉ成分の電圧リ
プルは両インバータ間では１８０°の位相差となって互
いに打ち消し合い、合成入力電圧ｅ、にはリプル電圧は
生じない。なお、３０’でリプル低減量は最大となるが
、適宜な値を選べばそれに応じてリプル電圧を低減する
ことができる。
御信号、Ｓ２はユニットインバータ４２１の制御信号で
、これらの間には例えば３０°の位相差をつける。制御
信号に３０°の位相差をつけると、６ｆｉ成分の電圧リ
プルは両インバータ間では１８０°の位相差となって互
いに打ち消し合い、合成入力電圧ｅ、にはリプル電圧は
生じない。なお、３０’でリプル低減量は最大となるが
、適宜な値を選べばそれに応じてリプル電圧を低減する
ことができる。
ところで、直列接続インバータにて直流電気車を駆動す
る場合、各ユニットインバータに接続される車輪径は互
いに異なるのが普通である。このため、上記の如く制御
信号に位相差を持たせてインバータをスタートさせても
、時間の経過に伴ってこの位相差にも変化が生して来る
。第２図はその様子を示すもので、同一位相でスタート
させた例で示している。これは、１＝０で同相でスター
トしても、車輪径差によってインバータ周波数にずれが
生じ、ここではｔ＝ＴでΔθの位相差が生した例である
。したがって、その対策方法について以下に説明する。
る場合、各ユニットインバータに接続される車輪径は互
いに異なるのが普通である。このため、上記の如く制御
信号に位相差を持たせてインバータをスタートさせても
、時間の経過に伴ってこの位相差にも変化が生して来る
。第２図はその様子を示すもので、同一位相でスタート
させた例で示している。これは、１＝０で同相でスター
トしても、車輪径差によってインバータ周波数にずれが
生じ、ここではｔ＝ＴでΔθの位相差が生した例である
。したがって、その対策方法について以下に説明する。
第３図は直流電気車システムの概要図である。
同図において、１００は電車で４つの車輪８１１．８１
２，８２１，８２２にて駆動される。車輪８１１は電動
機７１１にて駆動され、同様に８１２は７１２．８２１
は７２１，８２２は７２２にてそれぞれ駆動される。６
は４台の電動機を駆動するユニットインバータを収納し
たインバータシステムである。車輪と電動機は、電車１
００の前後に２組に分かれた台車９１と９２に取りつけ
られている。なお、同−台車内の車輪径は台車間よりも
厳しく管理されるのが普通である。
２，８２１，８２２にて駆動される。車輪８１１は電動
機７１１にて駆動され、同様に８１２は７１２．８２１
は７２１，８２２は７２２にてそれぞれ駆動される。６
は４台の電動機を駆動するユニットインバータを収納し
たインバータシステムである。車輪と電動機は、電車１
００の前後に２組に分かれた台車９１と９２に取りつけ
られている。なお、同−台車内の車輪径は台車間よりも
厳しく管理されるのが普通である。
第４図に第３図のインバータシステムの具体例を示す。
同図の６１１，６１２，６２１，６２２がユニットイン
バータで、６１３，６１４，６２３．６２４は入力コン
デンサである。そして、ここでは同−台車内の電動機を
駆動するインバータ６１１と６１２間でリプル電圧を打
ち消せるような位相差を持たせて運転し、同じくインバ
ータ６２１と６２２間にも所定の位相差を持たせて運転
する。
バータで、６１３，６１４，６２３．６２４は入力コン
デンサである。そして、ここでは同−台車内の電動機を
駆動するインバータ６１１と６１２間でリプル電圧を打
ち消せるような位相差を持たせて運転し、同じくインバ
ータ６２１と６２２間にも所定の位相差を持たせて運転
する。
したがって、同−台車内の車輪径差が少なければ、イン
バータ周波数が８Ｈｚ近くでの位相差ずれも少なく、大
きな問題とはならない。これに対し、車輪径差が問題と
なる場合は、車輪径補正機能を付加すれば、この問題も
解消されることになる。
バータ周波数が８Ｈｚ近くでの位相差ずれも少なく、大
きな問題とはならない。これに対し、車輪径差が問題と
なる場合は、車輪径補正機能を付加すれば、この問題も
解消されることになる。
なお、上記では電圧形インバータとして電圧形ＰＷＭイ
ンバータを用いた例で説明したが、本発明は電圧形方形
波インバータについても同様にして適用することができ
る。
ンバータを用いた例で説明したが、本発明は電圧形方形
波インバータについても同様にして適用することができ
る。
また、以上では主として直流電気車システムに適用する
場合について説明したが、本発明はこれと同様のシステ
ム一般に適用することができる。
場合について説明したが、本発明はこれと同様のシステ
ム一般に適用することができる。
〔発明の効果］
本発明によれば、直列接続されたインバータ間で位相差
運転をするようにしたので、 １）インバータの入力コンデンサの合成電圧リプルが低
減する。
運転をするようにしたので、 １）インバータの入力コンデンサの合成電圧リプルが低
減する。
１１）電圧リプルが減少するので、入力フィルタリアク
トルのインダクタンスを低減できる。
トルのインダクタンスを低減できる。
ｉｊ）電車線および軌道回路を流れる高調波電流が減少
する。
する。
などの利点が得られる。
第１図は本発明の詳細な説明するためのタイムチャート
、第２図は電車の車輪径誤差を説明するための波形図、
第３図は直流電気車システムを示す概要図、第４図は第
３図のインバータシステムの具体例を示すブロック図、
第５図は提案済み方式を示す概要図、第６図はその動作
を説明するための波形図である。 符号説明 １・・・電車線、２・・・レール、３・・・入力フィル
タリアクトル、６・・・インバータシステム、４１．４
２・・・インバータユニット、５１，５２，７１１〜７
２２・・・電動機、９１．９２・・・台車、１００・・
・電車、４１１．４２１，６１１〜６２２・・・ユニッ
トインバータ、４１２，４２２，６１３〜６２４・・・
入力コンデンサ、８１１〜８２２・・・車輪。 代理人 弁理士 並 木 昭 夫 第 １ 囚 ｄ ＠２ 図 第３図 第 ４ 図 ２ レール 葛５図 ２し−ル ％６ 図
、第２図は電車の車輪径誤差を説明するための波形図、
第３図は直流電気車システムを示す概要図、第４図は第
３図のインバータシステムの具体例を示すブロック図、
第５図は提案済み方式を示す概要図、第６図はその動作
を説明するための波形図である。 符号説明 １・・・電車線、２・・・レール、３・・・入力フィル
タリアクトル、６・・・インバータシステム、４１．４
２・・・インバータユニット、５１，５２，７１１〜７
２２・・・電動機、９１．９２・・・台車、１００・・
・電車、４１１．４２１，６１１〜６２２・・・ユニッ
トインバータ、４１２，４２２，６１３〜６２４・・・
入力コンデンサ、８１１〜８２２・・・車輪。 代理人 弁理士 並 木 昭 夫 第 １ 囚 ｄ ＠２ 図 第３図 第 ４ 図 ２ レール 葛５図 ２し−ル ％６ 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）個別に制御されて負荷を駆動する電圧形ユニットイ
ンバータを２つずつ組にして複数組をその直流入力側で
直列接続してなる電圧形ＶＶＶＦインバータに対し、前
記組を構成する各ユニットインバータを制御するための
制御信号に互いに位相差を持たせて制御することを特徴
とする電圧形ＶＶＶＦインバータの制御方法。 ２）前記位相差をユニットインバータの入力側基本周波
数の６倍の周波数成分を低減し得る位相差とすることを
特徴とする請求項１）に記載の電圧形ＶＶＶＦインバー
タの制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2325561A JPH04200203A (ja) | 1990-11-29 | 1990-11-29 | 電圧形ｖｖｖｆインバータの制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2325561A JPH04200203A (ja) | 1990-11-29 | 1990-11-29 | 電圧形ｖｖｖｆインバータの制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04200203A true JPH04200203A (ja) | 1992-07-21 |
Family
ID=18178273
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2325561A Pending JPH04200203A (ja) | 1990-11-29 | 1990-11-29 | 電圧形ｖｖｖｆインバータの制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04200203A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010063288A (ja) * | 2008-09-04 | 2010-03-18 | Toshiba Corp | 車両用電源装置 |
-
1990
- 1990-11-29 JP JP2325561A patent/JPH04200203A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010063288A (ja) * | 2008-09-04 | 2010-03-18 | Toshiba Corp | 車両用電源装置 |
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