パワーエレクトロニクス講義資料 第14回 3相pwmv e d d tr 2 d v o i o d tr 4 tr 1 tr3...
TRANSCRIPT
三相交流 を基本とする． 中電力，大電力を必要とする工場，ビルなどは三相電力線を引き込んでいる． 家庭などの小電力需要家に入るところで単相100[V]が用いられている． モータ 三相誘導モータ 三相同期モータ ハイブリッド車のモータも三相誘導モータ 最新の新幹線，地下鉄のモータも三相誘導モータ ブラシレスモータ 家電品（冷蔵庫，洗濯機，扇風機など）の小型交流モータは単相誘 導モータ エコ発電も三相を基本とする． 風力発電 太陽光発電 燃料電池発電 など
2
三相交流
発送・配電は全て三相を基本とする．
中電力，大電力を必要とする工場，ビルなどは三相電力線を引き込んでいる． 家庭などの小電力需要家に入るところで単相100[V]が用いられている．
産業用機器のほとんども三相 モータ 三相誘導モータ 三相同期モータ ハイブリッド車のモータも三相誘導モータ 最新の新幹線，地下鉄のモータも三相誘導モータ ブラシレスモータ 家電品（冷蔵庫，洗濯機，扇風機など）の小型交流モータは単相誘 導モータ エコ発電も三相を基本とする． 風力発電 太陽光発電 燃料電池発電 など 3
VE D
D
Tr2 D
vo
io
D
Tr4
Tr1 Tr3
第11章 三相PWMインバータ
VE
Tr4 D4
D3 Tr3
Tr2 D2
D1 Tr1
３相負荷
二つのペアで単相交流電圧を出力
図11.1 三相インバータの構成
4
p.164
相の電圧を出すペア
相の電圧を出すペア 相の電圧を出すペア
D6
D5
Tr6
Tr5
VE D
D
Tr2 D
vo
io
D
Tr4
Tr1 Tr3
第11章 三相PWMインバータ
VE
Tr4 D4
D3 Tr3
Tr2 D2
D1 Tr1
w 相の電圧を出すペア u 相の電圧を出すペア
３相負荷
二つのペアで単相交流電圧を出力
図11.1 三相インバータの構成
5
v 相の電圧を出すペア
VE
D6
D5
Tr4 D4
D3
Tr6
Tr3 Tr5
3相インバータ
Tr2 D2
D1 Tr1
３相負荷
例えば誘導モータ
uwwu
wvvw
vuuv
vvvvvvvvv
−=
−=
−=
6
VE
D5
Tr4
D3
Tr6
Tr3 Tr5
3相インバータ
Tr2
D1 Tr1
３相負荷
例えば誘導モータ
uwwu
wvvw
vuuv
vvvvvvvvv
−=
−=
−=
7
vvw vuv vwu
vw vu vv iv iw iu
線間電圧
相電圧
線電流
-VE
VE
0
-VE
VE
0
VE
0
-VE
-1
0
1
t
t
t
t
vwu
vvw
0
VE
0
VE
0
t
t
t
vw
vv
11.2 120°通電型（1パルス）
図11.3 120°通電型の出力電圧波形
vcomu > 0 のとき Tr1 ，Tr2 vcomu < 0 のとき Tr1 ，Tr2
vcomw > 0 のとき Tr5 オン，Tr6 オフ vcomw < 0 のとき Tr5 オフ，Tr6 オン
vcomv > 0 のとき Tr3 オン，Tr4 オフ vcomv < 0 のとき Tr3 オフ，Tr4 オン
(b)
(6)
(a)
(4)
(5)
(4)
(5)
(3)
(5)
(4)
(6)
(3)
(6)
(3)
t
t
vwu
-VE
VE
0
-VE
VE
0
p.166
VE
0
-VE
-1
0
1
t
t
vuv=vu - vv vvw
VE
0
VE
0
VE
0
t
t
t
vw
vv
11.2 120°通電型（1パルス）
図11.3 120°通電型の出力電圧波形
vcomw > 0 のとき Tr5 オン，Tr6 オフ vcomw < 0 のとき Tr5 オフ，Tr6 オン
vcomv > 0 のとき Tr3 オン，Tr4 オフ vcomv < 0 のとき Tr3 オフ，Tr4 オン
(b)
(6)
(a)
(4)
(5)
(4)
(5)
(3)
(5)
(4)
(6)
(3)
(6)
(3)
vcomv vcomw vcomu vcomu > 0 のとき
Tr1 オン，Tr2 オフ vcomu < 0 のとき
Tr1 オフ，Tr2 オン vu
(1) (1) (1) (2) (2) (2)
t
t
vwu
-VE
VE
0
-VE
VE
0
[ ]
0
sin
cos1
cos1
0
0
2
0 1
=
=
=
=
∫
∫
π
π
π
θπ
θθπ
θθπ
E
E
u
V
dV
dva
課題11.1 u-相相電圧vu およびu-v相間の線間電圧vuv をフーリエ級数展開し，それぞれの基本波の振幅および位相を求めよ．
10
vu
1
0 t
[ ]
π
θπ
θθπ
θθπ
π
π
π
E
E
E
u
V
V
dV
dvb
2
cos
sin1
sin1
0
0
2
0 1
=
−=
=
=
∫
∫
=1uv
相電圧の基本波成分
∑∑==
++=11
0 sincosn
nn
nu nbnaav θθ
展開相電圧のフーリエ級数
p.167
[ ]
0
sin
cos1
cos1
0
0
2
0 1
=
=
=
=
∫
∫
π
π
π
θπ
θθπ
θθπ
E
E
u
V
dV
dva
課題11.1 u-相相電圧vu およびu-v相間の線間電圧vuv をフーリエ級数展開し，それぞれの基本波の振幅および位相を求めよ．
11
vu
1
0 t
[ ]
π
θπ
θθπ
θθπ
π
π
π
E
E
E
u
V
V
dV
dvb
2
cos
sin1
sin1
0
0
2
0 1
=
−=
=
=
∫
∫
∑∑==
++=11
0 sincosn
nn
nu nbnaav θθ
展開相電圧のフーリエ級数
tVv Eu ω
πsin2
1 =
相電圧の基本波成分
( )
=
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ +=
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛+=
+=
cos6
sinsin6
cos32
cos21sin
2332
cos3sin31
ttV
ttV
ttVv
E
E
Euv
ωπ
ωπ
π
ωωπ
ωωπ
線間電圧の基本波成分
( )
[ ] [ ]
π
θθπ
θθθθπ
θθπ
π
π
π
π
π
π
π
E
E
EE
uv
V
V
dVdV
dva
3
sinsin
coscos1
cos1
35
3
2
0
35
3
2
0
2
0 1
=
⎪⎩
⎪⎨⎧
⎭⎬⎫
−+=
⎪⎭
⎪⎬⎫
⎩⎨⎧
−+=
=
∫∫
∫
課題11.1 u-相相電圧vu およびu-v相間の線間電圧vuv をフーリエ級数展開し，それぞれの基本波の振幅および位相を求めよ．
12
1
0
-1
t
vuv
∑∑==
++=11
0 sincosn
nn
nuv nbnaav θθ
線間電圧
( )
[ ] [ ]
π
θθπ
θθθθπ
θθπ
π
π
π
π
π
π
π
E
E
EE
uv
V
V
dVdV
dvb
3
coscos
sinsin1
sin1
35
3
2
0
35
3
2
0
2
0 1
=
⎪⎩
⎪⎨⎧
⎭⎬⎫
+−=
⎪⎭
⎪⎬⎫
⎩⎨⎧
−+=
=
∫∫
∫
p.168
三相交流の線間電圧は相電圧に対して振幅は 倍，位相は 進んでいる．
( )
[ ] [ ]
π
θθπ
θθθθπ
θθπ
π
π
π
π
π
π
π
E
E
EE
uv
V
V
dVdV
dva
3
sinsin
coscos1
cos1
35
3
2
0
35
3
2
0
2
0 1
=
⎪⎩
⎪⎨⎧
⎭⎬⎫
−+=
⎪⎭
⎪⎬⎫
⎩⎨⎧
−+=
=
∫∫
∫
課題11.1 u-相相電圧vu およびu-v相間の線間電圧vuv をフーリエ級数展開し，それぞれの基本波の振幅および位相を求めよ．
13
1
0
-1
t
vuv
∑∑==
++=11
0 sincosn
nn
nuv nbnaav θθ
線間電圧
( )
[ ] [ ]
π
θθπ
θθθθπ
θθπ
π
π
π
π
π
π
π
E
E
EE
uv
V
V
dVdV
dvb
3
coscos
sinsin1
sin1
35
3
2
0
35
3
2
0
2
0 1
=
⎪⎩
⎪⎨⎧
⎭⎬⎫
+−=
⎪⎭
⎪⎬⎫
⎩⎨⎧
−+=
=
∫∫
∫
( )
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ +=
⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ +=
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛+=
+=
6 sin 32
cos6
sinsin6
cos32
cos21sin
2332
cos3sin31
πω
π
ωπ
ωπ
π
ωωπ
ωωπ
tV
ttV
ttV
ttVv
E
E
E
Euv
線間電圧の基本波成分
三相交流の線間電圧は相電圧に対して振幅は 倍，位相は 進んでいる． 3 6/π
14
Step11 製作課題 フルブリッジインバータによるD級アンプを設計，製作せよ． 設計した回路図も一緒に提出してＴＡのチェックを受けること．