JP2003250298A - Motor controller - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To control two sets of power conversion circuits independently of each other and cooperatively using a single control circuit. <P>SOLUTION: The control circuit 1 including a converter control circuit 110, an inverter control circuit 120, and memory 11 is constituted of a single semiconductor integrated circuit. Information is communicated between the converter control circuit 110 and the inverter control circuit 120 through the memory 11. While this is being done, IGBT 26 in a converter circuit 2 and IGBTs 31 and 32 in an inverter circuit 3 are cooperatively controlled. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、モータ制御装置に
係り、特に、入力電力を直流電力に変換する電力変換回
路と直流電力を交流電力に変換する電力変換回路を用い
て交流モータを制御するに好適なモータ制御装置に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a motor control device, and more particularly, it controls an AC motor using a power conversion circuit for converting input power into DC power and a power conversion circuit for converting DC power into AC power. Relates to a suitable motor control device.

【０００２】[0002]

【従来の技術】交流モータを制御するためのモータ制御
装置として、交流電力を直流電力に変換するコンバータ
と、コンバータの出力電力を交流電力に変換するインバ
ータと、コンバータの電力変換動作を制御する制御回路
と、インバータの電力変換動作を制御する制御回路とを
備えたものが知られている。この種のモータ制御装置に
おいては、コンバータとインバータをマイコン（マイク
ロコンピュータ）を用いて制御する手法が採用されてい
る。例えば、特開昭６２−１６３５７９号公報に記載さ
れているように、ワンチップマイコンに内蔵されて高速
にパルスパターンを出力するポートを用いて、コンバー
タとインバータのＰＷＭ制御をそれぞれ独立に効率良く
行うようにしたもの提案されている。As a motor control device for controlling an AC motor, a converter for converting AC power into DC power, an inverter for converting output power of the converter into AC power, and control for controlling power conversion operation of the converter. A device including a circuit and a control circuit that controls a power conversion operation of an inverter is known. In this type of motor control device, a method of controlling a converter and an inverter using a microcomputer is used. For example, as described in Japanese Patent Laid-Open No. 62-163579, a PWM output of a converter and an inverter is efficiently controlled independently by using a port built in a one-chip microcomputer and outputting a pulse pattern at high speed. So what has been proposed.

【０００３】この従来技術では、コンバータとインバー
タのＰＷＭ制御をそれぞれ１つずつのワンチップマイコ
ンで構成された制御回路で行っている。そのため、例え
ば、インバータを制御するマイコンからコンバータを制
御するマイコンに対して直流電圧の指令値を転送するよ
うな場合には、インバータを制御するマイコンのメモリ
に直流電圧の指令値を一旦保存し、保存した指令値をシ
リアルコミュニケーションインターフェイスなどの外部
通信手段を介して、コンバータを制御するマイコンに通
信する必要がある。コンバータとインバータを制御する
に際して２つのマイコンを用い、マイコン間で通信手段
を介してデータの授受を行う方法では、マイコンに内蔵
されたメモリのデータを参照する方法に比べて、通信手
段の転送速度の影響を受けてマイコン間のデータ転送の
速度が遅くなる。In this conventional technique, PWM control of the converter and the inverter is performed by a control circuit composed of one one-chip microcomputer. Therefore, for example, when transferring a DC voltage command value from the microcomputer controlling the inverter to the microcomputer controlling the converter, the command value of the DC voltage is temporarily stored in the memory of the microcomputer controlling the inverter, It is necessary to communicate the stored command value to the microcomputer controlling the converter via an external communication means such as a serial communication interface. In the method of using two microcomputers to control the converter and the inverter and transmitting and receiving data between the microcomputers through the communication means, the transfer speed of the communication means is higher than the method of referring to the data in the memory built in the microcomputer. As a result, the speed of data transfer between microcomputers slows down.

【０００４】そこで、コンバータとインバータを１つの
マイコンを用いて制御するようにしたものとして、例え
ば、特許第３，０３４，８９５号に記載されているよう
に、２組の電力変換器を一括してパルス幅制御するよう
にした電力変換器システムが提案されているとともに、
特開平５−３００７９３号公報に記載されているよう
に、空気調和機の力率を向上させて高調波電流を低減す
るようにしたものが提案されている。しかし、これら従
来技術では、２つの電力変換器を１つのマイコンを用い
て制御しているが、電力変換器の動作に制限がある。Therefore, as one in which the converter and the inverter are controlled by using one microcomputer, for example, as described in Japanese Patent No. 3,034,895, two sets of power converters are integrated. A power converter system with pulse width control has been proposed.
As described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-300793, there has been proposed one in which the power factor of the air conditioner is improved to reduce the harmonic current. However, in these conventional techniques, although two power converters are controlled by using one microcomputer, the operation of the power converter is limited.

【０００５】具体的には、前者のものでは、コンバータ
とインバータを独立して制御するために、コンバータと
インバータにそれぞれ出力するＰＷＭパルス信号のパル
ス幅を決定するパルス幅制御部と、このパルス幅制御部
によって生成されるＰＷＭパルス信号を外部に出力する
出力ポート部とを備えて構成されているが、コンバータ
とインバータにそれぞれＰＷＭパルス信号を出力するの
に同期させることが必要である。Specifically, in the former case, in order to control the converter and the inverter independently, a pulse width control section for determining the pulse width of the PWM pulse signal output to the converter and the inverter, and this pulse width. The output port unit outputs the PWM pulse signal generated by the control unit to the outside, but it is necessary to synchronize the output of the PWM pulse signal to the converter and the inverter.

【０００６】一方、後者のものでは、１つのマイコンに
よってインバータとコンバータを制御し、入力電力の力
率の改善と、高調波電流の低減を図るようにしている
が、マイコンには入力交流電流のゼロクロス信号と入力
電流の瞬時値のみが入力されており、コンバータの制御
に注目した構成となっている。すなわち、モータの回転
速度に関する情報は入力されておらず、インバータとコ
ンバータとを協調して制御することについては配慮され
ていない。On the other hand, in the latter one, the inverter and the converter are controlled by one microcomputer to improve the power factor of the input power and reduce the harmonic current. Only the zero-cross signal and the instantaneous value of the input current are input, and the configuration focuses on converter control. That is, information regarding the rotation speed of the motor is not input, and consideration is not given to controlling the inverter and the converter in cooperation.

【０００７】なお、この種の技術に関連するものとし
て、特開２００１−３０９６６６号公報に記載されてい
るものが挙げられるが、この従来技術においては、コン
バータとインバータとを１つのマイコンを用いて制御し
たり、コンバータとインバータとを１つのマイコンを用
いて協調制御することについては何ら配慮されていな
い。As a technique related to this type of technique, there is one disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-309666. In this conventional technique, one converter and an inverter are used as one microcomputer. No consideration is given to the control or the cooperative control of the converter and the inverter using one microcomputer.

【０００８】[0008]

【発明が解決しようとする課題】従来技術においては、
コンバータとインバータを１つのマイコンを用いて制御
するに際して、インバータとコンバータを独立に制御す
るとともにインバータとコンバータとを協調制御するこ
とについては十分に配慮されていない。DISCLOSURE OF THE INVENTION In the prior art,
When controlling the converter and the inverter using a single microcomputer, sufficient consideration has not been given to controlling the inverter and the converter independently and coordinatively controlling the inverter and the converter.

【０００９】すなわち、電源の高調波ノイズを抑制する
ためには、コンバータのキャリア周波数は速く（高く）
することが望ましく、スイッチング損失を減らすために
は、インバータのキャリア周波数としては必要以上に高
くしないことが望ましい。さらに、モータを低速回転か
ら高速回転まで制御する場合、低速回転時にはコンバー
タの出力を一定にし、インバータの出力を徐々に高く
し、インバータの出力が設定値に達した後はコンバータ
の出力を可変にするといった協調制御が必要となる。That is, in order to suppress the harmonic noise of the power supply, the carrier frequency of the converter is fast (high).
In order to reduce the switching loss, it is desirable that the carrier frequency of the inverter is not higher than necessary. Furthermore, when controlling the motor from low-speed rotation to high-speed rotation, the converter output is kept constant during low-speed rotation, the inverter output is gradually increased, and the converter output is made variable after the inverter output reaches the set value. It is necessary to perform cooperative control.

【００１０】ところが、前記従来技術のように、ワンチ
ップマイコンに、タイマ、連想メモリ、比較部、出力ポ
ートを設け、タイマによる時刻と連想メモリ内の設定時
刻とを比較し、両者が一致したときに比較部から出力ポ
ートにトリガを出力し、出力ポートから各電力変換装置
にパルスパターンを出力する構成では、タイマが１つし
か存在しないため、コンバータとインバータを駆動する
ためのＰＷＭパルス信号の周波数を同一周波数にするこ
とが余儀なくされる。However, as in the prior art, the one-chip microcomputer is provided with a timer, an associative memory, a comparing section and an output port, and the time by the timer is compared with the set time in the associative memory. In the configuration in which the comparison unit outputs the trigger to the output port and the output port outputs the pulse pattern to each power conversion device, since there is only one timer, the frequency of the PWM pulse signal for driving the converter and the inverter. Are forced to the same frequency.

【００１１】コンバータとインバータを独立に制御する
とともにコンバータとインバータを協調制御するために
は、コンバータとインバータを制御するのに必要な電圧
や電流に関する情報を独立に取り込むとともに、コンバ
ータとインバータに対して独立にＰＷＭパルス信号を出
力できることなどが必要である。In order to control the converter and the inverter independently and to control the converter and the inverter in a coordinated manner, the information about the voltage and the current necessary for controlling the converter and the inverter are independently fetched, and the converter and the inverter are controlled. It is necessary to be able to output the PWM pulse signal independently.

【００１２】本発明の課題は、単一の制御回路を用いて
２組の電力変換回路をそれぞれ独立に制御するとともに
協調制御することができるモータ制御装置を提供するこ
とにある。An object of the present invention is to provide a motor control device capable of independently controlling and cooperatively controlling two sets of power conversion circuits by using a single control circuit.

【００１３】[0013]

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明は、第１のパルス信号に応答する第１のスイ
ッチング素子のスイッチング動作に従って入力電力を直
流電力に変換する第１の電力変換回路と、第２のパルス
信号に応答する第２のスイッチング素子のスイッチング
動作に従って前記第１の電力変換回路の出力電力を交流
電力に変換し、変換した交流電力をモータに出力する第
２の電力変換回路と、前記第１のパルス信号と前記第２
のパルス信号を生成する制御回路とを備え、前記制御回
路は、前記第１のパルス信号および前記第２のパルス信
号の生成に関連する情報を記憶するとともに前記モータ
を制御するための指令に関する情報を記憶する記憶手段
と、前記第１の電力変換回路から電気信号を入力し、入
力した電気信号と前記記憶手段に記憶された情報を基に
前記第１のパルス信号を生成するとともに前記第１のパ
ルス信号の生成に関連する情報を前記記憶手段に記憶さ
せる第１の制御手段と、前記第２の電力変換回路から電
気信号を入力し、入力した電気信号と前記記憶手段に記
憶された情報を基に前記第２のパルス信号を生成すると
ともに前記第２のパルス信号の生成に関連する情報を前
記記憶手段に記憶させる第２の制御手段とを有し、前記
制御回路は単一の半導体集積回路で構成されてなるモー
タ制御装置を構成したものである。In order to solve the above problems, the present invention provides a first power for converting input power into DC power according to a switching operation of a first switching element in response to a first pulse signal. A second conversion unit converts the output power of the first power conversion circuit into AC power according to the switching operation of the conversion circuit and the second switching element responding to the second pulse signal, and outputs the converted AC power to the motor. Power conversion circuit, the first pulse signal and the second
And a control circuit for generating a pulse signal, the control circuit storing information related to generation of the first pulse signal and the second pulse signal and information regarding a command for controlling the motor. An electric signal from the first power conversion circuit and a storage unit that stores the first pulse signal and the first pulse signal based on the input electric signal and the information stored in the storage unit. First control means for storing information related to the generation of the pulse signal in the storage means, and an electric signal input from the second power conversion circuit, and the input electric signal and the information stored in the storage means Second control means for generating the second pulse signal based on the above and storing the information related to the generation of the second pulse signal in the storage means. It is obtained by constituting the motor control device in which is composed of a conductor integrated circuit.

【００１４】前記モータ制御装置を構成するに際して
は、第１の電力変換回路として、第１のパルス信号に応
答する第１のスイッチング素子のスイッチング動作にし
たがって交流電力を直流電力に変換するもの、あるい
は、第１のパルス信号に応答する第１のスイッチング素
子のスイッチング動作にしたがって入力直流電力を入力
電圧とは電圧レベルが異なる直流電力に変換するもので
構成することができる。In constructing the motor control device, as the first power conversion circuit, one that converts AC power into DC power according to the switching operation of the first switching element that responds to the first pulse signal, or , The input DC power is converted into DC power having a voltage level different from the input voltage in accordance with the switching operation of the first switching element in response to the first pulse signal.

【００１５】また第１の制御手段としては、第１の電力
変換回路から電気信号として、前記第１の電力変換回路
を流れる電流と前記第１の電力変換回路の出力電圧を入
力し、入力した電気信号と前記記憶手段に記憶された情
報を基に前記第１のパルス信号を生成するとともに、前
記第１のパルス信号の生成に関連する情報を前記記憶手
段に記憶させるものを用いることもできる。As the first control means, the current flowing through the first power conversion circuit and the output voltage of the first power conversion circuit are input as electric signals from the first power conversion circuit. It is also possible to use one that generates the first pulse signal based on the electric signal and the information stored in the storage means and stores the information related to the generation of the first pulse signal in the storage means. .

【００１６】前記各モータ制御装置を構成するに際して
は、以下の要素を付加することができる。In constructing each of the motor control devices, the following elements can be added.

【００１７】（１）前記第１の制御手段は、前記第１の
スイッチング素子のスイッチング動作によって影響され
る電気信号を前記第１の電力変換回路から入力する第１
の入力手段と、前記第１の入力手段の入力による電気信
号と前記記憶手段に記憶された情報を基に前記第１のパ
ルス信号のパルス幅に関する第１の指令値を演算する第
１の演算手段と、前記第１の指令値と第１の基準値とを
比較して第１のパルス信号を生成する第１のパルス信号
生成手段とから構成され、前記第２の制御手段は、前記
第２のスイッチング素子のスイッチング動作によって影
響される電気信号を前記第２の電力変換回路から入力す
る第２の入力手段と、前記第２の入力手段の入力による
電気信号と前記記憶手段に記憶された情報を基に前記第
２のパルス信号のパルス幅に関する第２の指令値を演算
する第２の演算手段と、前記第２の指令値と第２の基準
値とを比較して第２のパルス信号を生成する第２のパル
ス信号生成手段とから構成されてなる。(1) The first control means inputs, from the first power conversion circuit, an electric signal affected by the switching operation of the first switching element.
Input means, and a first calculation for calculating a first command value related to the pulse width of the first pulse signal based on the electric signal input by the first input means and the information stored in the storage means. Means and a first pulse signal generating means for generating a first pulse signal by comparing the first command value with a first reference value, and the second control means includes the first pulse signal generating means. Second input means for inputting an electric signal influenced by the switching operation of the second switching element from the second power conversion circuit, and an electric signal input by the second input means and the storage means. A second calculation means for calculating a second command value relating to the pulse width of the second pulse signal based on the information, and a second pulse by comparing the second command value and a second reference value. Second pulse signal generating means for generating a signal, Is al configuration composed.

【００１８】（２）前記制御回路は、前記第１のパルス
信号および前記第２のパルス信号の生成に関連する情報
を記憶するとともに前記モータを制御するための指令に
関する情報を記憶する記憶手段と、前記第１のスイッチ
ング素子のスイッチング動作によって影響される電気信
号を前記第１の電力変換回路から入力する第１の入力手
段と、前記第２のスイッチング素子のスイッチング動作
によって影響される電気信号を前記第２の電力変換回路
から入力する第２の入力手段と、前記第１の入力手段の
入力による電気信号と前記記憶手段に記憶された情報を
基に前記第１のパルス信号のパルス幅に関する第１の指
令値を演算する第１の演算手段と、前記第２の入力手段
の入力による電気信号と前記記憶手段に記憶された情報
を基に前記第２のパルス信号のパルス幅に関する第２の
指令値を演算する第２の演算手段と、前記第１の指令値
と第１の基準値とを比較して第１のパルス信号を生成す
る第１のパルス信号生成手段と、前記第２の指令値と第
２の基準値とを比較して第２のパルス信号を生成する第
２のパルス信号生成手段とを有し、前記第１の演算手段
と前記第２の演算手段はそれぞれ演算結果を前記記憶手
段に記憶させてなる。(2) The control circuit stores the information relating to the generation of the first pulse signal and the second pulse signal, and the storage means for storing the information relating to the command for controlling the motor. A first input means for inputting an electric signal affected by the switching operation of the first switching element from the first power conversion circuit, and an electric signal affected by the switching operation of the second switching element. The pulse width of the first pulse signal is based on the second input means input from the second power conversion circuit, the electric signal input by the first input means, and the information stored in the storage means. The first calculation means for calculating a first command value, the second signal based on the electric signal input by the second input means and the information stored in the storage means. A second calculation means for calculating a second command value related to the pulse width of the loose signal, and a first pulse for generating a first pulse signal by comparing the first command value with a first reference value. And a second pulse signal generating means for generating a second pulse signal by comparing the second command value with a second reference value. Each of the second calculation means stores the calculation result in the storage means.

【００１９】（３）前記第１の電力変換回路を流れる電
流を検出する第１の電流検出手段と、前記第１の電力変
換回路の出力電圧を検出する第１の電圧検出手段と、前
記第２の電力変換回路を流れる電流を検出する第２の電
流検出手段とを備え、前記第１の入力手段は、前記電気
信号として、前記第１の電流検出手段の検出電流と前記
第１の電圧検出手段の検出電圧を入力し、前記第２の入
力手段は、前記電気信号として、前記第２の電流検出手
段の検出電流を入力してなる。(3) First current detection means for detecting a current flowing through the first power conversion circuit, first voltage detection means for detecting an output voltage of the first power conversion circuit, and the first voltage detection means. Second current detecting means for detecting a current flowing through the second power conversion circuit, wherein the first input means receives the detected current of the first current detecting means and the first voltage as the electric signal. The detection voltage of the detection means is input, and the second input means inputs the detection current of the second current detection means as the electric signal.

【００２０】（４）前記第１の演算手段は、前記第１の
電流検出手段の検出電流を前記第１の電力変換回路に印
加される電源電圧の位相に同期した信号として、前記第
１の指令値を演算してなる。(4) The first arithmetic means outputs the detected current of the first current detection means as a signal in synchronization with the phase of the power supply voltage applied to the first power conversion circuit. Calculated by calculating the command value.

【００２１】（５）前記第１の演算手段は、前記第１の
スイッチング素によってスイッチングされる入力電流の
通電角を広げるための演算を行って前記第１の指令値を
求めてなる。(5) The first computing means obtains the first command value by performing a computation for widening the conduction angle of the input current switched by the first switching element.

【００２２】（６）前記第１のパルス信号生成手段は第
１のタイマを備え、前記第２のパルス信号生成手段は前
記第１のタイマとは独立の第２のタイマを備え、前記第
１のパルス信号生成手段は、前記第１のタイマの起動に
より第１のパルス信号を出力するとともに、前記第１の
入力手段に対して電気信号の入力を指令し、前記第２の
パルス信号生成手段は、前記第２のタイマの起動により
第２のパルス信号を出力するとともに、前記第２の入力
手段に対して電気信号の入力を指令してなる。(6) The first pulse signal generating means has a first timer, the second pulse signal generating means has a second timer independent of the first timer, and the first pulse signal generating means has a second timer. Pulse signal generating means outputs the first pulse signal when the first timer is started, and instructs the first input means to input an electric signal to generate the second pulse signal generating means. Outputs a second pulse signal by activating the second timer and commands the second input means to input an electric signal.

【００２３】（７）前記第１のパルス信号生成手段は第
１のタイマを備え、前記第２のパルス信号生成手段は前
記第１のタイマとは独立の第２のタイマを備え、前記第
１のパルス信号生成手段は、前記第１のタイマの起動に
より第１のパルス信号を出力するとともに、前記第１の
パルス信号に同期して前記第１の入力手段に対して電気
信号の入力を指令し、前記第２のパルス信号生成手段
は、前記第２のタイマの起動により第２のパルス信号を
出力するとともに、前記第２のパルス信号に同期して前
記第２の入力手段に対して電気信号の入力を指令してな
る。(7) The first pulse signal generating means includes a first timer, the second pulse signal generating means includes a second timer independent of the first timer, and the first pulse signal generating means includes a first timer. Pulse signal generating means outputs a first pulse signal when the first timer is started, and instructs the first input means to input an electric signal in synchronization with the first pulse signal. Then, the second pulse signal generating means outputs the second pulse signal by starting the second timer, and outputs an electric signal to the second input means in synchronization with the second pulse signal. It is commanded to input a signal.

【００２４】（８）前記第１の入力手段は、アナログ信
号による電気信号を入力し、入力したアナログ信号をデ
ジタル信号に変換してなり、前記第１の演算手段は、前
記第１の入力手段の出力によるデジタル信号に従って演
算を実行してなり、前記第２の入力手段は、アナログ信
号による電気信号を入力し、入力したアナログ信号をデ
ジタル信号に変換してなり、前記第２の演算手段は、前
記第２の入力手段の出力によるデジタル信号に従って演
算を実行してなる。(8) The first input means inputs an electric signal by an analog signal and converts the input analog signal into a digital signal, and the first arithmetic means is the first input means. The second input means inputs an electric signal based on an analog signal and converts the input analog signal into a digital signal. The second operation means includes: , According to the digital signal output from the second input means.

【００２５】（９）前記第１の入力手段は、アナログ信
号による電気信号を入力し、入力したアナログ信号を前
記第１のパルス信号の出力タイミングよりも速いタイミ
ングでデジタル信号に変換するとともに、この変換結果
を保持し、保持した変換結果のうち前記第１のパルス信
号が変化する１つ前に得られた変換結果を前記第１の演
算手段に出力してなり、前記第２の入力手段は、アナロ
グ信号による電気信号を入力し、入力したアナログ信号
を前記第２のパルス信号の出力タイミングよりも速いタ
イミングでデジタル信号に変換するとともに、この変換
結果を保持し、保持した変換結果のうち前記第２のパル
ス信号が変化する１つ以上前に得られた変換結果を前記
第２の演算手段に出力してなる。(9) The first input means inputs an electric signal based on an analog signal, converts the input analog signal into a digital signal at a timing faster than the output timing of the first pulse signal, and The conversion result is held, and the conversion result obtained immediately before the first pulse signal changes among the held conversion results is output to the first computing means, and the second input means An electric signal based on an analog signal is input, the input analog signal is converted into a digital signal at a timing faster than the output timing of the second pulse signal, the conversion result is held, and the held conversion result is The conversion result obtained at least one before the change of the second pulse signal is output to the second calculating means.

【００２６】（１０）前記第１の演算手段は、前記モー
タを制御するための指令に従って前記第１の電力変換回
路の出力電圧を指定の電圧にするための演算を行って前
記第１の指令値を求めてなり、前記第２の演算手段は、
前記モータを制御するための指令に従って前記第２の電
力変換回路の出力電圧を指定の電圧にするための演算を
行って前記第２の指令値を求めてなる。(10) The first calculation means performs a calculation for setting the output voltage of the first power conversion circuit to a designated voltage in accordance with a command for controlling the motor, and then the first command. The second calculation means obtains a value,
According to a command for controlling the motor, an operation for setting the output voltage of the second power conversion circuit to a designated voltage is performed to obtain the second command value.

【００２７】（１１）前記第１のパルス信号の周波数は
前記第２のパルス信号の周波数よりも高く設定されてな
る。(11) The frequency of the first pulse signal is set higher than the frequency of the second pulse signal.

【００２８】（１２）前記第１の電力変換回路と前記第
２の電力変換回路および前記制御回路は１つのパッケー
ジに収納されてなる。(12) The first power conversion circuit, the second power conversion circuit, and the control circuit are contained in one package.

【００２９】（１３）前記制御回路は外部と通信する通
信手段を備えてなる。(13) The control circuit comprises a communication means for communicating with the outside.

【００３０】前記した手段によれば、第１の電力変換回
路を第１の制御手段によって制御し、第２の電力変換回
路を第２の制御手段によって制御しているため、各電力
変換回路を独立に制御することができ、また、記憶手段
を介して第１の制御手段と第２の制御手段との間で情報
の授受を行っているため、第１の電力変換回路と第２の
電力変換回路を第１の制御手段と第２の制御手段によっ
て協調制御することができる。According to the above means, the first power conversion circuit is controlled by the first control means and the second power conversion circuit is controlled by the second control means. The first power conversion circuit and the second power can be controlled independently, and information is exchanged between the first control means and the second control means via the storage means. The conversion circuit can be cooperatively controlled by the first control means and the second control means.

【００３１】また、第１のパルス信号生成手段と第２の
パルス信号生成手段から独立に任意のタイミングでＰＷ
Ｍパルス信号を出力することができるため、２つの電力
変換回路のＰＷＭ周波数を任意の周波数に設定すること
ができる。さらに、第１のパルス信号生成手段と第２の
パルス信号生成手段はそれぞれ独立のタイマを備えてお
り、各タイマの周波数を任意に設定したり、各タイマを
個別に起動・停止することが可能である。Further, the PW is independently provided at an arbitrary timing from the first pulse signal generating means and the second pulse signal generating means.
Since the M pulse signal can be output, the PWM frequencies of the two power conversion circuits can be set to arbitrary frequencies. Further, the first pulse signal generating means and the second pulse signal generating means are provided with independent timers, respectively, and it is possible to arbitrarily set the frequency of each timer or to start / stop each timer individually. Is.

【００３２】また、第１の制御手段と第２の制御手段は
記憶手段とともに単一の半導体集積回路で構成され、記
憶手段を共有しているため、データの転送、情報の交換
を容易に行うことができる。Further, since the first control means and the second control means are composed of a single semiconductor integrated circuit together with the storage means and share the storage means, data transfer and information exchange can be performed easily. be able to.

【００３３】[0033]

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
に基づいて説明する。図１は本発明に係るモータ制御装
置の基本構成図である。図１において、モータ制御装置
はワンチップマイコン（マイクロコンピュータ）で構成
された制御回路１と、交流電力または直流電力を直流電
力に変換するコンバータ回路２と、コンバータ回路２の
出力による直流電力を交流電力に変換し、変換した交流
電力を制御対象としてのモータに出力するインバータ回
路３を備えて構成されている。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a basic configuration diagram of a motor control device according to the present invention. In FIG. 1, the motor control device includes a control circuit 1 including a one-chip microcomputer (microcomputer), a converter circuit 2 for converting AC power or DC power into DC power, and DC power output from the converter circuit 2 for AC. The inverter circuit 3 is configured to be converted into electric power and output the converted AC power to a motor as a control target.

【００３４】制御回路１、コンバータ回路２、インバー
タ回路３は、図２に示すように、１つのパッケージ４内
に収納されてモジュー化されている。パッケージ４内に
はアルミ基板５が配置されており、アルミ基板５上に
は、コンバータ回路２のスイッチング素子、インバータ
回路３のスイッチング素子や整流素子が実装されている
とともに、サブ基板５ａが実装されており、サブ基板５
ａには制御回路１を構成するワンチップマイコン１ａが
実装されている。すなわち、アルミ基板５上に、スイッ
チング素子などを有するパワー系と、ワンチップマイコ
ン１ａからなる制御系とを分離して配置し、制御系がパ
ワー系から発生するノイズの影響を受けないようにして
いる。As shown in FIG. 2, the control circuit 1, the converter circuit 2, and the inverter circuit 3 are housed in one package 4 and are modularized. An aluminum substrate 5 is arranged in the package 4, and the switching elements of the converter circuit 2, the switching elements and rectifying elements of the inverter circuit 3 are mounted on the aluminum substrate 5, and the sub-board 5a is mounted. And sub-board 5
A one-chip microcomputer 1a forming the control circuit 1 is mounted on a. That is, on the aluminum substrate 5, the power system having switching elements and the control system including the one-chip microcomputer 1a are separately arranged so that the control system is not affected by noise generated from the power system. There is.

【００３５】なお、アルミ基板５上のスイッチング素子
としては、パッケージ品に限らず、ベアチップを実装す
ることも可能である。また、パワー系のスイッチング素
子と制御系のワンチップマイコン１ａとの間にシールド
板などを配置することで、単一のアルミ基板上にパワー
系のスイッチング素子などとともに、制御系のワンチッ
プマイコン１ａを実装することも可能である。The switching element on the aluminum substrate 5 is not limited to a packaged product, but a bare chip can be mounted. Further, by disposing a shield plate or the like between the power system switching element and the control system one-chip microcomputer 1a, the control system one-chip microcomputer 1a is provided together with the power system switching element on a single aluminum substrate. It is also possible to implement.

【００３６】次に、本発明に係るモータ制御装置の第１
実施形態を図３にしたがって説明する。Next, the first motor control device according to the present invention will be described.
The embodiment will be described with reference to FIG.

【００３７】コンバータ回路２は、第１の電力変換回路
として整流回路２１、昇圧チョッパー回路２２、ドライ
バ回路２３、リアクトル２４、ダイオード２５、第１の
スイッチング素子としてのＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅ
ｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏ
ｒ）２６、平滑コンデンサ２７、入力電流検出器４１、
出力電圧検出器４２を備えて構成されており、整流回路
２１の交流入力側が交流電源７１に接続されている。こ
のコンバータ回路２においては、交流電源７１からの交
流電圧を整流し、整流された電圧を昇圧チョッパー回路
２２によって昇圧し、昇圧された電圧を平滑コンデンサ
２７で平滑化してインバータ回路３に出力するようにな
っている。この場合、第１のパルス信号としてのＰＷＭ
パルス信号４５がドライバ回路２３で増幅されてＩＧＢ
Ｔ２６がオンになったときに、リアクトル２４を介して
ＩＧＢＴ２６に電流を流してリアクトル２４にエネルギ
ーを蓄積し、そのあとＩＧＢＴ２６がオフしたときに、
入力電流を強制的にダイオード２５を介して流すこと
で、直流電圧を昇圧するとともに入力電流の波形整形を
行うようになっている。ＩＧＢＴ２６のオン時間および
オフ時間は、昇圧チョッパー回路２６に入力される入力
電流および平滑コンデンサ２７両端の電圧を基にコンバ
ータ制御回路１１０で決定されるようになっている。The converter circuit 2 has a rectifier circuit 21, a step-up chopper circuit 22, a driver circuit 23, a reactor 24, a diode 25 as a first power conversion circuit, and an IGBT (Insulate) as a first switching element.
d Gate Bipolar Transisto
r) 26, smoothing capacitor 27, input current detector 41,
The output voltage detector 42 is provided, and the AC input side of the rectifier circuit 21 is connected to the AC power supply 71. In the converter circuit 2, the AC voltage from the AC power supply 71 is rectified, the rectified voltage is boosted by the boost chopper circuit 22, the boosted voltage is smoothed by the smoothing capacitor 27, and the smoothed voltage is output to the inverter circuit 3. It has become. In this case, the PWM as the first pulse signal
The pulse signal 45 is amplified by the driver circuit 23 and the IGB
When T26 is turned on, a current is passed through the IGBT 26 through the reactor 24 to accumulate energy in the reactor 24, and then when the IGBT 26 is turned off,
By forcibly flowing the input current through the diode 25, the DC voltage is boosted and the waveform of the input current is shaped. The on-time and off-time of the IGBT 26 are determined by the converter control circuit 110 based on the input current input to the boost chopper circuit 26 and the voltage across the smoothing capacitor 27.

【００３８】インバータ回路３は、第２の電力変換回路
として、複数のＩＧＢＴ３１、３２、複数のダイオード
３１ａ、３２ａ、ドライバ回路３３、モータ電流検出器
５１を備えて構成されており、ＩＧＢＴ３１、３２のエ
ミッタ・コレクタ間にダイオード３１ａ、３２ａが逆並
列接続されている。各ＩＧＢＴ３１、３２は、第２のス
イッチング素子として構成されているとともに、各ＩＧ
ＢＴ３１はそれぞれＷ相、Ｖ相、Ｕ相の上側アームを構
成し、各ＩＧＢＴ３２はＷ相、Ｖ相、Ｕ相の下側アーム
を構成するようになっている。そして各ＩＧＢＴ３１と
各ＩＧＢＴ３２との接続点がそれぞれ永久磁石モータ７
２に接続されている。The inverter circuit 3 is provided with a plurality of IGBTs 31 and 32, a plurality of diodes 31a and 32a, a driver circuit 33, and a motor current detector 51 as a second power conversion circuit. Diodes 31a and 32a are connected in antiparallel between the emitter and collector. Each of the IGBTs 31 and 32 is configured as a second switching element, and each IGBT
The BT 31 constitutes upper arms of W phase, V phase, and U phase, and the respective IGBTs 32 constitute lower arms of W phase, V phase, and U phase. The connection point between each IGBT 31 and each IGBT 32 is the permanent magnet motor 7 respectively.
Connected to 2.

【００３９】この永久磁石モータ７２は、例えば、ロー
タが永久磁石で構成され、このロータの周囲に交流磁界
を形成するための巻線が複数個配置され、各巻線がＩＧ
ＢＴ３１とＩＧＢＴ３２との接続点に接続されている。In this permanent magnet motor 72, for example, the rotor is composed of a permanent magnet, and a plurality of windings for forming an AC magnetic field are arranged around the rotor, and each winding is an IG.
It is connected to a connection point between the BT31 and the IGBT32.

【００４０】インバータ回路３は、第２のパルス信号と
してのＰＷＭパルス信号５８をドライバ回路３３で増幅
し、増幅されたＰＷＭパルス信号を各ＩＧＢＴ３１、３
２に印加し、各ＩＧＢＴ３１、３２がスイッチング動作
することに伴って、コンバータ回路２の出力電力を、指
定の電圧および周波数の交流電力に変換し、変換した交
流電力を永久磁石モータ７２に印加するように構成され
ている。この場合、直流回路に流れる電流をシャント抵
抗によるモータ電流検出器５１によって検出し、検出し
た直流電流をモータ電流として制御回路１に出力するよ
うになっている。The inverter circuit 3 amplifies the PWM pulse signal 58 as the second pulse signal by the driver circuit 33 and outputs the amplified PWM pulse signal to each of the IGBTs 31 and 3.
2, the output power of the converter circuit 2 is converted into AC power of a specified voltage and frequency as the IGBTs 31 and 32 perform a switching operation, and the converted AC power is applied to the permanent magnet motor 72. Is configured. In this case, the current flowing through the DC circuit is detected by the motor current detector 51 using a shunt resistor, and the detected DC current is output to the control circuit 1 as the motor current.

【００４１】制御回路１は、入力電流検出器４１の検出
電流と出力電圧検出器４２の検出電圧および永久磁石モ
ータ７２を制御するための指令を基にＰＷＭパルス信号
４５を生成し、生成したＰＭＷパルス信号４５にしたが
ってＩＧＢＴ２６をスイッチング制御するためのコンバ
ータ制御回路１１０と、モータ電流検出器５１の検出電
流および永久磁石モータ７２を制御するための指令を基
にＰＷＭパルス信号５８を生成し、生成したパルス信号
５８にしたがってＩＧＢＴ３１、３２のスイッチング動
作を制御するためのインバータ制御回路１２０と、ＰＷ
Ｍパルス信号４５、ＰＷＭパルス信号５８の生成に関連
する情報を記憶するとともにモータを制御するための指
令、例えば、回転数指令や直流電圧指令値などを記憶す
る記憶手段としてのメモリ１１とを備え、単一の半導体
集積回路（ワンチップマイコン）で構成されている。The control circuit 1 generates the PWM pulse signal 45 based on the detected current of the input current detector 41, the detected voltage of the output voltage detector 42 and the command for controlling the permanent magnet motor 72, and the generated PMW. A PWM pulse signal 58 is generated and generated based on a converter control circuit 110 for controlling switching of the IGBT 26 according to the pulse signal 45, a detection current of the motor current detector 51 and a command for controlling the permanent magnet motor 72. An inverter control circuit 120 for controlling the switching operation of the IGBTs 31, 32 according to the pulse signal 58;
The memory 11 is provided as a storage unit that stores information related to the generation of the M pulse signal 45 and the PWM pulse signal 58, and stores a command for controlling the motor, for example, a rotation speed command and a DC voltage command value. , Is composed of a single semiconductor integrated circuit (one-chip microcomputer).

【００４２】コンバータ制御回路１１０は、Ａ／Ｄ変換
器ユニット１１１、コンバータ演算回路１１２、ＰＷＭ
タイマユニット１１３を備えて構成されている。Ａ／Ｄ
変換器ユニット１１１には、交流電源７１の電圧の位相
または波形を検出する検出器の検出出力の代わりに、昇
圧チョッパー回路２２に入力される入力電流を検出する
入力電流検出器４１の検出電流Ｉｓが入力されていると
ともに、出力電圧検出器４２の検出電圧Ｅｄがそれぞれ
入力されている。すなわち、Ａ／Ｄ変換器ユニット１１
は、ＩＧＢＴ２６のスイッチング動作によって影響され
る電気信号として、コンバータ回路２から、入力電流検
出器４１の検出電流Ｉｓと出力電圧検出器４２の検出電
圧Ｅｄを入力する第１の入力手段として構成されてい
る。この入力タイミングはＰＷＭタイマユニット１１３
からの割り込み指令で指定されるようになっている。す
なわち、Ａ／Ｄ変換器ユニット１１１は、ＰＷＭタイマ
ユニット１１３から出力されるＰＷＭパルス信号４５に
同期して任意の時間に起動し、入力したアナログ信号を
（入力電流検出器４１の検出電流Ｉｓと出力電圧検出器
４２の検出電圧Ｅｄ）をそれぞれデジタル信号に変換し
てコンバータ演算回路１１２に出力するようになってい
る。The converter control circuit 110 includes an A / D converter unit 111, a converter arithmetic circuit 112, and a PWM.
The timer unit 113 is provided. A / D
In the converter unit 111, instead of the detection output of the detector that detects the phase or waveform of the voltage of the AC power supply 71, the detection current Is of the input current detector 41 that detects the input current input to the boost chopper circuit 22. Is input, and the detection voltage Ed of the output voltage detector 42 is also input. That is, the A / D converter unit 11
Is configured as first input means for inputting the detection current Is of the input current detector 41 and the detection voltage Ed of the output voltage detector 42 from the converter circuit 2 as an electric signal affected by the switching operation of the IGBT 26. There is. This input timing is the PWM timer unit 113
It is designed to be specified by the interrupt command from. That is, the A / D converter unit 111 is activated at an arbitrary time in synchronization with the PWM pulse signal 45 output from the PWM timer unit 113, and outputs the input analog signal as (detection current Is of the input current detector 41 and The detection voltage Ed of the output voltage detector 42 is converted into a digital signal and output to the converter arithmetic circuit 112.

【００４３】コンバータ演算回路１１２は、Ａ／Ｄ変換
器ユニット１１１から入力された入力電流、直流電圧、
メモリ１１に記憶された情報、例えば、直流電圧指令値
を基にＰＷＭパルス信号４５のパルス幅に関連する第１
の指令値としての通流率ｄを演算する第１の演算手段と
して構成されており、通流率ｄに関する演算値をＰＷＭ
タイマユニット１１３に出力するようになっている。The converter arithmetic circuit 112 has an input current, a DC voltage, which is input from the A / D converter unit 111,
First information related to the pulse width of the PWM pulse signal 45 based on the information stored in the memory 11, for example, the DC voltage command value
It is configured as a first calculating means for calculating the flow rate d as a command value of the
It is adapted to output to the timer unit 113.

【００４４】具体的には、コンバータ演算回路１１２
は、図４に示すように、メモリ１１に記憶された直流電
圧指令値Ｅｄ＊と出力電圧検出器４２の検出電圧Ｅｄと
の偏差ｅを算出する演算器２０１と、偏差ｅを０に抑制
するための比例積分演算を行って電流制御ゲインＫｐを
算出する比例積分補償器（ＰＩ補償器）２０２と、入力
電流検出器４１の検出電流Ｉｓと電流制御ゲインＫｐと
を乗算する乗算器２０３と、最大通流率（１＝１００
％）から乗算器２０３の出力を減算して通流率ｄを算出
する減算器２０４とから構成されている。Specifically, the converter arithmetic circuit 112
4, as shown in FIG. 4, an arithmetic unit 201 that calculates a deviation e between the DC voltage command value Ed * stored in the memory 11 and the detection voltage Ed of the output voltage detector 42, and the deviation e is suppressed to 0. A proportional-plus-integral compensator (PI compensator) 202 that calculates a current control gain Kp by performing a proportional-plus-integral calculation, and a multiplier 203 that multiplies the detected current Is of the input current detector 41 by the current control gain Kp. Maximum flow rate (1 = 100
%) To subtract the output of the multiplier 203 to calculate the conduction ratio d.

【００４５】すなわち、コンバータ演算回路１１２にお
いては、次の（１）式にしたがって通流率ｄを算出する
ようになっている。That is, in the converter arithmetic circuit 112, the conduction ratio d is calculated according to the following equation (1).

【００４６】ここで、ＰＷＭパルス信号４５のパルス幅
を決定する通流率ｄは、ＩＧＢＴ２６のオン時間の比率
として、電流制御ゲインＫｐ、入力電流Ｉｓを用いて、
次の（１）式で表される。Here, the conduction ratio d which determines the pulse width of the PWM pulse signal 45 is obtained by using the current control gain Kp and the input current Is as the ratio of the ON time of the IGBT 26.
It is expressed by the following equation (1).

【００４７】[0047]

【数１】 電流制御ゲインＫｐおよび通流率ｄに対する条件は、Ｋ
ｐ＞０、０≦ｄ≦１である。このように、通流率ｄを定
義すると、コンバータ回路２に流入する入力電流は、次
の（２）式で表される。[Equation 1] The conditions for the current control gain Kp and the conduction ratio d are K
p> 0 and 0 ≦ d ≦ 1. In this way, when the conduction ratio d is defined, the input current flowing into the converter circuit 2 is expressed by the following equation (2).

【００４８】[0048]

【数２】 ここで、Ｅｄは直流電圧、Ｖｍは交流電源７１の振幅、
ωは交流電源７１の角周波数である。[Equation 2] Here, Ed is a DC voltage, Vm is an amplitude of the AC power supply 71,
ω is the angular frequency of the AC power supply 71.

【００４９】（２）式から、入力電流Ｉｓは、交流電源
に比例しているので、交流電源に同期した正弦波波形に
なることが分かる。さらに、電流制御ゲインＫｐを変化
させることで、入力電流Ｉｓの大きさを変えることがで
きる。入力電流Ｉｓの大きさが決まれば、それに応じて
コンバータ回路２の出力電流が決定される。このことか
ら直流電圧指令値Ｅｄ＊と直流電圧Ｅｄとの偏差ｅにし
たがって電流制御ゲインＫｐを算出すれば、直流電圧Ｅ
ｄを制御することができる。From the equation (2), it can be seen that the input current Is is proportional to the AC power source and therefore has a sine wave waveform synchronized with the AC power source. Furthermore, the magnitude of the input current Is can be changed by changing the current control gain Kp. If the magnitude of the input current Is is determined, the output current of the converter circuit 2 is determined accordingly. Therefore, if the current control gain Kp is calculated according to the deviation e between the DC voltage command value Ed * and the DC voltage Ed, the DC voltage E
d can be controlled.

【００５０】ＰＷＭタイマユニット１１３は、ＰＷＭパ
ルス信号４５のパルス幅に関連する第１の指令値として
の通流率ｄと第１の基準値としての基準三角波信号（キ
ャリア信号）とを比較し、この比較結果に応じたパルス
幅のＰＷＭパルス信号４５を生成する第１のパルス信号
生成手段として構成されている。この場合、ＰＷＭタイ
マユニット１１３は第１のタイマを備え、このタイマの
起動によりＰＷＭパルス信号４５を出力するとともに、
ＰＷＭパルス信号４５の出力に同期して、例えば、基準
三角波信号の頂点のタイミングに同期して割込み指令を
Ａ／Ｄ変換器ユニット１１１に出力するようになってい
る。また、ＰＷＭタイマユニット１１３においてＰＷＭ
パルス信号４５を生成するに際しては、基準三角波信号
と通流率ｄとを比較する際に、比較する基準を逆にする
ことにより、最大通流率より乗算器２０３の出力を減じ
る減算器２０４を省略することもできる。The PWM timer unit 113 compares the conduction ratio d as the first command value related to the pulse width of the PWM pulse signal 45 with the reference triangular wave signal (carrier signal) as the first reference value, The first pulse signal generating means is configured to generate the PWM pulse signal 45 having a pulse width according to the comparison result. In this case, the PWM timer unit 113 includes a first timer, and when the timer is activated, the PWM pulse signal 45 is output and
The interrupt command is output to the A / D converter unit 111 in synchronization with the output of the PWM pulse signal 45, for example, in synchronization with the timing of the apex of the reference triangular wave signal. In the PWM timer unit 113, the PWM
When generating the pulse signal 45, the subtractor 204 that subtracts the output of the multiplier 203 from the maximum conduction ratio by reversing the reference when comparing the reference triangular wave signal and the conduction ratio d. It can be omitted.

【００５１】本実施形態におけるコンバータ回路２を、
コンバータ制御回路１１０を用いて制御するに際して
は、基準となる正弦波波形（正弦波信号）を使用するこ
となく、言いかえれば、交流電源７１の電圧の位相また
は波形を検出器で検出する代わりに、入力電流検出器４
１で電源電圧に同期した入力電流Ｉｓを検出し、検出し
た入力電流Ｉｓを基に通流率ｄを求めているため、電源
電圧に同期した正弦波になるようにＩＧＢＴ２６を制御
し、力率の改善を図ることができる。すなわち、入力電
流を、電源電圧と同期した電流であって、電源電圧と同
位相の正弦波状としているため、電源の高調波を低減す
ることができるとともに力率を約１に制御することがで
きる。The converter circuit 2 according to the present embodiment is
When controlling using the converter control circuit 110, without using a reference sine wave waveform (sine wave signal), in other words, instead of detecting the phase or waveform of the voltage of the AC power supply 71 with a detector. , Input current detector 4
Since the input current Is synchronized with the power supply voltage is detected at 1 and the conduction ratio d is obtained based on the detected input current Is, the IGBT 26 is controlled so as to have a sine wave synchronized with the power supply voltage and the power factor is controlled. Can be improved. That is, since the input current is a current synchronized with the power supply voltage and has a sine wave shape in the same phase as the power supply voltage, the harmonics of the power supply can be reduced and the power factor can be controlled to about 1. .

【００５２】ここで、入力電流の波形を正弦波状として
力率を約１とする制御だけでなく、入力交流電流の通電
角を広げることで、力率を１に近づける制御を行うこと
もできる。すなわち、ＩＧＢＴ２６をオンオフ制御しな
いときには、コンバータ回路２の出力電流の通電角（電
流が実際に流れている期間）は狭くなるが、ＩＧＢＴ２
６をオンすることで、通電角を広げることができ、通電
角を広げることで、コンバータ回路２の出力が正弦波状
に近づき、力率を１に近づけることができる。Here, not only control for making the waveform of the input current sinusoidal to make the power factor about 1, but also control for making the power factor close to 1 can be performed by widening the conduction angle of the input AC current. That is, when the IGBT 26 is not controlled to be turned on and off, the conduction angle of the output current of the converter circuit 2 (the period during which the current is actually flowing) becomes narrower.
By turning on 6, the energization angle can be widened, and by widening the energization angle, the output of the converter circuit 2 can be approximated to a sine wave, and the power factor can be approximated to 1.

【００５３】なお、入力電流検出器４１を用いる代わり
に、電源電圧の位相もしくは波形を検出する検出器を用
いることも可能であるが、この検出器を用いた場合、基
準波形生成回路と、電流制御ループを付加する必要があ
るため、全てをデジタル化するときにマイコンへの負担
が大きくなり、より高速の制御素子が必要となる。さら
に、電源電圧の変動やノイズが直接電流指令値となるた
めにノイズに弱くなる。It should be noted that instead of using the input current detector 41, it is possible to use a detector for detecting the phase or waveform of the power supply voltage. When this detector is used, the reference waveform generating circuit and the current are used. Since it is necessary to add a control loop, the load on the microcomputer becomes large when everything is digitized, and a faster control element is required. Further, the fluctuation of the power supply voltage and the noise directly become the current command value, so that the noise becomes weak.

【００５４】このため、本実施形態においては、交流電
源の電圧の位相または波形を検出する検出器の代わり
に、入力電流検出器４１を用いているため、電流制御ル
ープがない簡単な回路で構成することができる。これに
より、ワンチップマイコンによりデジタル制御化が容易
となり、モータ制御との同一処理が可能となる。さら
に、単一の半導体集積回路内で演算を行うので、ノイズ
による影響を低減できる。Therefore, in this embodiment, since the input current detector 41 is used instead of the detector for detecting the phase or waveform of the voltage of the AC power supply, the circuit is simple and has no current control loop. can do. As a result, digital control is facilitated by the one-chip microcomputer, and the same processing as motor control becomes possible. Furthermore, since the calculation is performed in a single semiconductor integrated circuit, the influence of noise can be reduced.

【００５５】一方、インバータ制御回路１２０は、Ａ／
Ｄ変換器ユニット１２１、インバータ演算回路１２２、
ＰＷＭタイマユニット１２３を備えて構成されている。On the other hand, the inverter control circuit 120 is
D converter unit 121, inverter arithmetic circuit 122,
The PWM timer unit 123 is provided.

【００５６】Ａ／Ｄ変換器ユニット１２１は、ＩＧＢＴ
３１、３２のスイッチング動作によって影響される電気
信号として、インバータ回路３からモータ電流検出器５
１の検出電流を入力する第２の入力手段として構成され
ている。すなわち、本実施形態においては、モータ電流
を直接検出する代わりに、直流電流からモータ電流を再
現するために、モータ電流検出器５１の検出による直流
電流がＡ／Ｄ変換器ユニット１２１に入力されており、
Ａ／Ｄ変換器ユニット１２１に入力されたアナログ信号
（モータ電流検出器５１の検出電流）はデジタル信号に
変換されてインバータ演算回路１２２に入力されるよう
になっている。この場合、Ａ／Ｄ変換器ユニット１２１
においては、ＰＷＭタイマユニット１２３からの割込み
指令に応答して順次直流電流を入力してデジタル信号に
変換するようになっている。The A / D converter unit 121 is an IGBT.
As an electric signal affected by the switching operation of 31, 32, the inverter circuit 3 to the motor current detector 5
It is configured as second input means for inputting the detected current of 1. That is, in the present embodiment, instead of directly detecting the motor current, the DC current detected by the motor current detector 51 is input to the A / D converter unit 121 in order to reproduce the motor current from the DC current. Cage,
The analog signal (detection current of the motor current detector 51) input to the A / D converter unit 121 is converted into a digital signal and input to the inverter arithmetic circuit 122. In this case, the A / D converter unit 121
In this case, in response to an interrupt command from the PWM timer unit 123, a direct current is sequentially input and converted into a digital signal.

【００５７】インバータ演算回路１２２は、Ａ／Ｄ変換
器ユニット１２１の出力信号とメモリ１１に記憶された
指令（指令値）などの情報を基にＰＷＭパルス信号５８
のパルス幅の生成に関連する第２の指令値としての３相
の電圧指令値を演算する第２の演算手段として構成され
ている。本実施形態におけるインバータ演算回路１２２
においては、直流電流からモータ電流を再現する演算と
再現されたモータ電流を用いたベクトル制御演算を行っ
て３相の電圧指令値を求めるようになっている。このベ
クトル制御演算は永久磁石モータ７２に流れる電流を界
磁成分とトルク成分とに分離して演算し、永久磁石モー
タ７２の正弦波駆動を実現している。The inverter operation circuit 122 uses the PWM pulse signal 58 based on the output signal of the A / D converter unit 121 and information such as a command (command value) stored in the memory 11.
Of the three-phase voltage command value as the second command value related to the generation of the pulse width of the. Inverter arithmetic circuit 122 in this embodiment
In the above, the three-phase voltage command value is obtained by performing a calculation for reproducing the motor current from the direct current and a vector control calculation using the reproduced motor current. In this vector control calculation, the current flowing through the permanent magnet motor 72 is divided into a field component and a torque component for calculation, and the sinusoidal drive of the permanent magnet motor 72 is realized.

【００５８】また、本実施形態では、シャント抵抗で構
成されたモータ電流検出器５１の検出による直流電流か
らモータ電流を再現し、ベクトル制御演算を行うこと
で、永久磁石モータ７２の磁極位置を検出することな
く、永久磁石モータ７２を正弦波駆動することとしてい
る。Further, in this embodiment, the motor current is reproduced from the direct current detected by the motor current detector 51 composed of the shunt resistor, and the vector control calculation is performed to detect the magnetic pole position of the permanent magnet motor 72. Instead, the permanent magnet motor 72 is driven by a sine wave.

【００５９】具体的には、インバータ演算回路１２２
は、図５に示すように、モータ電流検出器５１の検出に
よる直流電流をＡ／Ｄ変換して得られたデジタル信号５
５からモータ電流を再現するモータ電流再現演算ブロッ
ク３００と、３相軸からｄ／ｑ軸へ座標変換する３φ／
ｄｑ変換ブロック３０１と、ローパスフィルタ（ＬＰ
Ｆ）３０２と、電圧指令演算ブロック３０３と、ｄ／ｑ
軸から３相軸へ座標変換するｄｑ／３φ変換ブロック３
０４と、磁極位置推定ブロック３０５と、磁極位置推定
ブロック３０５の推定による誤差Δθｃと指令値０との
偏差を求める減算器３０６と、減算器３０６の出力によ
る偏差に対して比例積分演算を行って角速度誤差Δωｃ
を求めるＰＩ補償器３０７と、ＰＩ補償器３０７の出力
による角速度誤差Δωｃと回転角速度指令値ω＊とを加
算する加算器３０８と、加算器３０８の出力を積分して
磁極位置θｃを算出する積分器３０９とを備えて構成さ
れている。このインバータ演算回路１２２は、３相のモ
ータ電流を再現するモータ電流再現部と、永久磁石モー
タ７２の磁極位置を推定する磁極位置推定部と、ベクト
ル演算を行うベクトル演算部に大別することができ、以
下各部について説明する。Specifically, the inverter arithmetic circuit 122
Is a digital signal 5 obtained by A / D converting the direct current detected by the motor current detector 51, as shown in FIG.
Motor current reproduction calculation block 300 for reproducing the motor current from 5, and 3φ / for coordinate conversion from the three-phase axis to the d / q axis
dq conversion block 301 and low-pass filter (LP
F) 302, voltage command calculation block 303, d / q
Dq / 3φ conversion block 3 for coordinate conversion from axes to three-phase axes
04, a magnetic pole position estimation block 305, a subtracter 306 for obtaining a deviation between an error Δθc estimated by the magnetic pole position estimation block 305 and a command value 0, and a proportional integral calculation is performed on the deviation due to the output of the subtractor 306. Angular velocity error Δωc
Of the PI compensator 307, an adder 308 that adds the angular velocity error Δωc due to the output of the PI compensator 307, and the rotational angular velocity command value ω *, and an integral that calculates the magnetic pole position θc by integrating the output of the adder 308. And a container 309. The inverter arithmetic circuit 122 can be roughly divided into a motor current reproducing unit that reproduces three-phase motor currents, a magnetic pole position estimating unit that estimates the magnetic pole position of the permanent magnet motor 72, and a vector calculating unit that performs vector calculation. Yes, each part will be described below.

【００６０】まず、モータ電流再現部としてのモータ電
流再現演算ブロック３００は、モータ電流検出器５１の
検出による直流電源をＡ／Ｄ変換して得られたデジタル
信号５５を基に３相の交流電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗを再現
するに際して、図６に示すように、モータ電流検出器５
１の検出による直流電流Ｉｄｃのうち、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ
相のいずれかの相の上アームＩＧＢＴ３１と他の相の下
アームＩＧＢＴ３２がオンしている期間の電流を観測
し、観測した電流を基に３相のモータ電流を再現できる
ように構成されている。なお、図６には、基準三角波、
各相（Ｖ相、Ｗ相、Ｕ相）の電圧指令信号５６、各相の
インバータ駆動信号（ＰＷＭパルス信号）、モータ電流
検出器５１の検出による直流電流Ｉｄｃの関係を示して
いる。同図では、インバータ駆動信号はＨｉｇｈレベル
で上アームがオンになり、Ｌｏｗレベルで下アームがオ
ンになることを表わしている。ＩＧＢＴ３１および３２
に対する駆動信号（ＰＷＭパルス信号５８を増幅して得
られた信号）にしたがってＩＧＢＴ３１、３２を順次駆
動すると、インバータ回路３には直流電流Ｉｄｃが流れ
る。この場合、Ｗ相のみの下アームがオンとなってい
て、Ｕ相とＶ相の上アームがオンしている区間Ａおよび
Ｄにおいて、逆極性のＷ相モータ電流を観測することが
できる。また、Ｖ相とＷ相の下アームがオンしていて、
Ｕ相のみの上アームがオンしている区間ＢおよびＣにお
いては、同極性のＵ相のモータ電流を観測することがで
きる。このように、それぞれの区間の直流電流Ｉｄｃを
観測し、各区間の直流電流を組合わせることで、３相の
モータ電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗを再現することができる。
再現したモータ電流は磁極位置の推定やベクトル演算に
用いられる。First, the motor current reproduction calculation block 300 as a motor current reproduction unit uses a three-phase AC current based on a digital signal 55 obtained by A / D converting the DC power source detected by the motor current detector 51. When reproducing Iu, Iv, and Iw, as shown in FIG. 6, the motor current detector 5
Among the DC current Idc detected by 1, the U phase, V phase, W
It is configured such that the current of the upper arm IGBT31 of one of the phases and the lower arm IGBT32 of the other phase is observed while the current is on, and the three-phase motor current can be reproduced based on the observed current. . In FIG. 6, the reference triangular wave,
The relationship between the voltage command signal 56 of each phase (V phase, W phase, U phase), the inverter drive signal (PWM pulse signal) of each phase, and the DC current Idc detected by the motor current detector 51 is shown. In the figure, the inverter drive signal indicates that the upper arm is turned on at the High level and the lower arm is turned on at the Low level. IGBT 31 and 32
When the IGBTs 31 and 32 are sequentially driven in accordance with the drive signal (a signal obtained by amplifying the PWM pulse signal 58) for, the DC current Idc flows in the inverter circuit 3. In this case, in the sections A and D in which the lower arm of only the W phase is on and the upper arms of the U phase and V phase are on, the W phase motor current of opposite polarity can be observed. Also, the lower arms of V phase and W phase are on,
In sections B and C in which the upper arm of only the U phase is on, the U-phase motor current of the same polarity can be observed. In this way, by observing the DC current Idc in each section and combining the DC currents in each section, the three-phase motor currents Iu, Iv, and Iw can be reproduced.
The reproduced motor current is used for estimation of the magnetic pole position and vector calculation.

【００６１】再現されたモータ電流は、３φ／ｄｑ変換
ブロック３０１に入力される。３φ／ｄｑ変換ブロック
３０１は、モータ電流として再現された３相の交流電流
を磁極位置θｃにしたがってｄ軸電流およびｑ軸電流に
座標変換し、座標変換されたｄ軸電流Ｉｄｃおよびｑ軸
電流Ｉｑｃをそれぞれ磁極位置推定ブロック３０５に出
力するとともに、ｑ軸電流Ｉｑｃをローパスフィルタ３
０２に出力する。ローパスフィルタ３０２はｑ軸電流Ｉ
ｑｃの高周波成分を取り除いてｑ軸電流指令値Ｉｑｃ＊
として電圧指令演算ブロック３０３に出力する。電圧指
令演算ブロック３０３は、ローパスフィルタ３０２の出
力によるｑ軸電流指令値Ｉｑｃ＊と、上位制御系から得
られるｄ軸電流指令値Ｉｄｃ＊と回転角速度指令値ω＊
を基に、次の（３）式にしたがってベクトル演算を行
い、ｄ軸電圧指令値Ｖｄｃ＊とｑ軸電圧指令値Ｖｑｃ＊
を算出し、算出したｄ軸電圧指令値Ｖｄｃ＊とｑ軸電圧
指令値Ｖｑｃ＊をそれぞれ磁極位置推定ブロック３０５
とｄｑ／３φ変換ブロック３０４に出力する。The reproduced motor current is input to the 3φ / dq conversion block 301. The 3φ / dq conversion block 301 performs coordinate conversion of the three-phase alternating current reproduced as the motor current into a d-axis current and a q-axis current according to the magnetic pole position θc, and the coordinate-converted d-axis current Idc and q-axis current Iqc. Are output to the magnetic pole position estimation block 305, and the q-axis current Iqc is output to the low-pass filter 3
Output to 02. The low-pass filter 302 has a q-axis current I
q-axis current command value Iqc * is obtained by removing the high frequency component of qc
Is output to the voltage command calculation block 303. The voltage command calculation block 303 has a q-axis current command value Iqc * obtained from the output of the low-pass filter 302, a d-axis current command value Idc * and a rotational angular velocity command value ω * obtained from the host control system.
Based on, the vector operation is performed according to the following equation (3), and the d-axis voltage command value Vdc * and the q-axis voltage command value Vqc *
And the calculated d-axis voltage command value Vdc * and q-axis voltage command value Vqc * are calculated respectively in the magnetic pole position estimation block 305.
To the dq / 3φ conversion block 304.

【００６２】[0062]

【数３】 ここで、Ｒ１は、永久磁石モータ７２の一次巻線抵抗
値、Ｌｄはｄ軸のインダクタンス、Ｌｑはｑ軸のインダ
クタンスである。[Equation 3] Here, R1 is the primary winding resistance value of the permanent magnet motor 72, Ld is the d-axis inductance, and Lq is the q-axis inductance.

【００６３】ｄｑ／３φ変換ブロック３０４において
は、ｄ軸電圧指令値Ｖｄｃ＊とｑ軸電圧指令値Ｖｑｃ＊
とを入力し、各入力した指令値を基に３相の電圧指令値
（正弦波の電圧指令値）を第２の指令値としてＰＷＭタ
イマユニット１２３に出力する。In the dq / 3φ conversion block 304, the d-axis voltage command value Vdc * and the q-axis voltage command value Vqc *.
Based on each input command value, the three-phase voltage command value (sine wave voltage command value) is output to the PWM timer unit 123 as a second command value.

【００６４】次に、永久磁石モータ７２の磁極位置推定
部について説明する。磁極位置推定ブロック３０５は、
３φ／ｄｑ変換ブロック３０１の出力によるｄ軸電流Ｉ
ｄｃ、ｑ軸電流Ｉｑｃ、電圧指令演算ブロック３０３の
出力によるｄ軸電圧指令値Ｖｄｃ＊とｑ軸電圧指令値Ｖ
ｑｃ＊を用いて、永久磁石モータ７２の回転子の回転角
度位置θと制御系が有する回転角度位置θｃとの誤差Δ
θｃをｄ軸からのずれ分として算出する。誤差Δθｃ
は、減算器３０６において、予め設定された指令値０か
ら減算され、この減算値（差分）がＰＩ補償器３０７に
よって比例積分演算されることで、角速度誤差Δωｃが
得られる。さらにＰＩ補償器３０７の出力による角速度
誤差Δωｃと回転角速度指令値ω＊との和を加算器３０
８で求め、加算器３０８の出力を積分器３０９で積分す
ることで、永久磁石モータ７２の磁極位置θｃを推定す
ることができる。この推定による磁極位置θｃは３φ／
ｄｑ変換ブロック３０１とｄｑ／３φ変換ブロック３０
４に入力され、各ブロックの演算に用いられる。Next, the magnetic pole position estimating section of the permanent magnet motor 72 will be described. The magnetic pole position estimation block 305
D-axis current I by the output of the 3φ / dq conversion block 301
dc, q-axis current Iqc, d-axis voltage command value Vdc * and q-axis voltage command value V based on the output of the voltage command calculation block 303
The error Δ between the rotation angle position θ of the rotor of the permanent magnet motor 72 and the rotation angle position θc of the control system is calculated using qc *.
θc is calculated as a deviation from the d axis. Error Δθc
Is subtracted from the preset command value 0 in the subtractor 306, and the subtraction value (difference) is proportional-integral-calculated by the PI compensator 307 to obtain the angular velocity error Δωc. Further, the sum of the angular velocity error Δωc due to the output of the PI compensator 307 and the rotational angular velocity command value ω * is added by the adder 30.
8 and the output of the adder 308 is integrated by the integrator 309, whereby the magnetic pole position θc of the permanent magnet motor 72 can be estimated. The magnetic pole position θc based on this estimation is 3φ /
dq conversion block 301 and dq / 3φ conversion block 30
4 and is used for calculation of each block.

【００６５】すなわち、本実施形態におけるインバータ
演算回路１２２においては、永久磁石モータ７２の回転
子の回転角度位置と制御系が有する回転角度位置との誤
差Δθｃを算出し、算出した誤差Δθｃが零になるよう
に、言い替えれば、制御系の回転角度位置が回転子の回
転角度位置と同一になるように、回転角速度指令値ω＊
をＰＬＬ法を用いて補正し、磁極位置θｃを推定するこ
ととしている。なお、この補正は、回転角速度指令値ω
＊に角速度誤差Δωｃを加算することで行っている。That is, in the inverter arithmetic circuit 122 in the present embodiment, the error Δθc between the rotational angle position of the rotor of the permanent magnet motor 72 and the rotational angle position of the control system is calculated, and the calculated error Δθc becomes zero. In other words, the rotational angular velocity command value ω * is set so that the rotational angular position of the control system becomes the same as the rotational angular position of the rotor.
Is corrected by using the PLL method to estimate the magnetic pole position θc. This correction is based on the rotation angular velocity command value ω
This is done by adding the angular velocity error Δωc to *.

【００６６】ＰＷＭタイマユニット１２３は、３相の電
圧指令値５６と基準三角波（基準値としての三角波信
号）とを比較して第２のパルス信号としてのＰＷＭパル
ス信号５８を生成する第２のパルス信号生成手段として
構成されている。このＰＷＭタイマユニット１２３は、
ＰＷＭタイマユニット１１３とは独立の第２のタイマを
備え、タイマの起動によりＰＷＭパルス信号５８を出力
するとともに、ＰＷＭパルス信号５８の出力に同期し
て、例えば、三角波信号の頂点のタイミングに同期し
て、あるいは、ＰＷＭパルス信号５８の立上りおよび立
ち下がりに同期して割込み指令をＡ／Ｄ変換器ユニット
１２１に出力するようになっている。The PWM timer unit 123 compares the three-phase voltage command value 56 with the reference triangular wave (triangular wave signal as the reference value) to generate the PWM pulse signal 58 as the second pulse signal. It is configured as a signal generating means. This PWM timer unit 123 is
A second timer independent of the PWM timer unit 113 is provided, and the PWM pulse signal 58 is output by starting the timer, and is synchronized with the output of the PWM pulse signal 58, for example, with the timing of the apex of the triangular wave signal. Alternatively, the interrupt command is output to the A / D converter unit 121 in synchronization with the rising and falling of the PWM pulse signal 58.

【００６７】上記構成によるモータ制御装置を用いて永
久磁石モータ７２の回転速度を制御するに際しては、コ
ンバータ制御回路１１０とインバータ制御回路１２０と
の間でメモリ１１に記憶された情報の授受を行いながら
コンバータ回路２とインバータ回路３に対する協調制御
を行うことができる。When controlling the rotation speed of the permanent magnet motor 72 by using the motor control device having the above-mentioned configuration, while exchanging the information stored in the memory 11 between the converter control circuit 110 and the inverter control circuit 120. The converter circuit 2 and the inverter circuit 3 can be cooperatively controlled.

【００６８】例えば、図７に示すように、低回転速度域
では、インバータ回路３によるＰＷＭ制御を行い、高回
転速度領域ではインバータ回路３により出力周波数を制
御し、コンバータ回路２により直流電圧を制御して永久
磁石モータ７２の回転数を制御するＰＡＭ制御を行うこ
とができる。For example, as shown in FIG. 7, the PWM control by the inverter circuit 3 is performed in the low rotation speed range, the output frequency is controlled by the inverter circuit 3 in the high rotation speed range, and the DC voltage is controlled by the converter circuit 2. Then, the PAM control for controlling the rotation speed of the permanent magnet motor 72 can be performed.

【００６９】なお、図７の横軸は、モータの回転数、縦
軸はコンバータ回路２から出力される直流電圧と各ＩＧ
ＢＴ３１、３２に対する電圧指令値の振幅である。この
電圧指令値の振幅は、インバータ回路３に入力される電
圧の大きさを１００％として、永久磁石モータ７２に印
加される電圧の大きさのピーク値を示したものである。The horizontal axis of FIG. 7 is the rotation speed of the motor, and the vertical axis is the DC voltage output from the converter circuit 2 and each IG.
This is the amplitude of the voltage command value for the BTs 31 and 32. The amplitude of this voltage command value indicates the peak value of the magnitude of the voltage applied to the permanent magnet motor 72 with the magnitude of the voltage input to the inverter circuit 3 as 100%.

【００７０】次に、永久磁石モータ７２の速度制御にＰ
ＡＭ制御とＰＷＭ制御を適応したときの作用を図７に従
って説明する。Next, P is used for speed control of the permanent magnet motor 72.
The operation when the AM control and the PWM control are applied will be described with reference to FIG.

【００７１】制御回路１を用いてコンバータ回路２とイ
ンバータ回路３を協調制御するに際しては、図８に示す
ように、通流比ｄに関するデータをメモリ１１に格納す
るとともに、インバータ回路３の出力に関する情報とし
て、３相の電圧指令振幅１４０に関するデータをメモリ
１１に格納する。そしてＰＷＭパルス信号４５として、
例えば、２０ｋＨｚのＰＷＭ周波数によるＰＷＭパルス
信号を用い、ＰＷＭパルス信号５８として、３ｋＨｚの
ＰＷＭ周波数によるＰＷＭパルス信号を用いてＩＧＢＴ
２６、３１、３２に対するスイッチング動作を行う。こ
の場合、低回転速度域においては、インバータ演算回路
１２２では、電圧指令演算ブロック３０３で算出された
電圧指令値にしたがってＰＷＭ制御を行う。このとき、
ｄｑ／３φ変換ブロック３０４からメモリ１１に転送さ
れる電圧指令振幅１４０は、コンバータ回路２が制御で
きる最低の電圧値となっており、コンバータ演算回路１
１２は、メモリ１１を参照して直流電圧指令値Ｅｄ＊を
入力し、直流電圧指令値Ｅｄ＊にしたがってＩＧＢＴ２
６に対するスイッチング動作を行って入力電流を正弦波
状に波形整形して力率改善を行う。When the converter circuit 2 and the inverter circuit 3 are cooperatively controlled by using the control circuit 1, as shown in FIG. 8, data relating to the conduction ratio d is stored in the memory 11 and the output of the inverter circuit 3 is controlled. As information, data regarding the three-phase voltage command amplitude 140 is stored in the memory 11. Then, as the PWM pulse signal 45,
For example, a PWM pulse signal having a PWM frequency of 20 kHz is used, and a PWM pulse signal having a PWM frequency of 3 kHz is used as the PWM pulse signal 58.
The switching operation for 26, 31, and 32 is performed. In this case, in the low rotation speed range, the inverter calculation circuit 122 performs PWM control according to the voltage command value calculated by the voltage command calculation block 303. At this time,
The voltage command amplitude 140 transferred from the dq / 3φ conversion block 304 to the memory 11 is the lowest voltage value that the converter circuit 2 can control, and the converter arithmetic circuit 1
The reference numeral 12 refers to the memory 11 to input the DC voltage command value Ed *, and the IGBT 2 according to the DC voltage command value Ed *.
The switching operation for 6 is performed to shape the input current into a sinusoidal waveform to improve the power factor.

【００７２】例えば、交流電源７１の電圧を１００Ｖと
した場合、昇圧チョッパー回路２２には１４４Ｖの電圧
が入力され、ＩＧＢＴ２６のスイッチング動作に伴っ
て、ＰＷＭパルス信号４５のパルス幅を順次広げること
で、昇圧チョッパ回路２２の出力電圧は１５０Ｖ〜３９
０Ｖに変化するが、低回転速度域においては、インバー
タ回路３の出力にしたがって永久磁石モータ７２が回転
するため、コンバータ回路２の出力を一定とし、すなわ
ち、コンバータ回路２の出力電圧は１５０Ｖ以下に下げ
ることはできないので、コンバータ回路２の出力電圧を
最低の電圧に維持した状態で、インバータ回路３の出力
電圧を徐々に高めて永久磁石モータ７２の回転速度を徐
々に高めるＰＷＭ制御を行う。For example, when the voltage of the AC power supply 71 is 100V, a voltage of 144V is input to the step-up chopper circuit 22, and the pulse width of the PWM pulse signal 45 is sequentially increased in accordance with the switching operation of the IGBT 26. The output voltage of the boost chopper circuit 22 is 150V to 39V.
Although it changes to 0V, in the low rotation speed range, since the permanent magnet motor 72 rotates according to the output of the inverter circuit 3, the output of the converter circuit 2 is kept constant, that is, the output voltage of the converter circuit 2 becomes 150V or less. Since it cannot be lowered, PWM control is performed in which the output voltage of the inverter circuit 3 is gradually increased and the rotation speed of the permanent magnet motor 72 is gradually increased while the output voltage of the converter circuit 2 is maintained at the minimum voltage.

【００７３】ＰＷＭ制御が行われている過程で、インバ
ータ回路３の出力電圧指令値の振幅が昇圧チョッパ回路
２２の出力電圧の振幅よりも大きくなると、それ以上の
電圧を永久磁石モータ７２に印加することができなくな
る。このときには、直流電圧指令値Ｅｄ＊を高くし、高
くした直流電圧指令値Ｅｄ＊をメモリ１１に格納し、こ
の直流電圧指令値Ｅｄ＊にしたがってＰＡＭ制御に切り
替える。すなわち、ＰＷＭパルス信号５８のパルス幅を
一定とし、ＰＷＭパルス信号４５のパルス幅を徐々に広
げて昇圧チョッパ回路２２の出力電圧を徐々に高めるＰ
ＡＭ制御を実行する。言いかえれば、永久磁石モータ７
２の回転速度が回転速度指令値（回転数指令）通りにな
るように、直流電圧指令値Ｅｄ＊を調整する。When the amplitude of the output voltage command value of the inverter circuit 3 becomes larger than the amplitude of the output voltage of the step-up chopper circuit 22 during the PWM control, a voltage higher than that is applied to the permanent magnet motor 72. Can't do it. At this time, the DC voltage command value Ed * is increased, the increased DC voltage command value Ed * is stored in the memory 11, and the PAM control is switched according to the DC voltage command value Ed *. That is, the pulse width of the PWM pulse signal 58 is kept constant, the pulse width of the PWM pulse signal 45 is gradually widened, and the output voltage of the boost chopper circuit 22 is gradually increased.
Perform AM control. In other words, the permanent magnet motor 7
The DC voltage command value Ed * is adjusted so that the rotation speed of 2 becomes equal to the rotation speed command value (rotation speed command).

【００７４】このように、メモリ１１を介してコンバー
タ制御回路１１０とインバータ制御回路１２０との間で
情報の授受を行うことで、コンバータ回路２とインバー
タ回路３に対する協調制御を行うことができる。As described above, by exchanging information between the converter control circuit 110 and the inverter control circuit 120 via the memory 11, cooperative control of the converter circuit 2 and the inverter circuit 3 can be performed.

【００７５】本実施形態においては、コンバータ制御回
路１１０のＡ／Ｄ変換器ユニット１１１とインバータ制
御回路１２０のＡ／Ｄ変換器ユニット１２１はそれぞれ
独立に起動し、Ａ／Ｄ変換を行うことができるので、電
流、電圧のアナログ値をそれぞれ独立に任意のタイミン
グで検出することができる。またコンバータ制御回路１
１０のＰＷＭタイマユニット１１３とインバータ制御回
路１２０のＰＷＭタイマユニット１２３はそれぞれ独立
のタイマを備えており、各タイマの周波数を任意に設定
したり、各タイマを個別に起動・停止することが可能で
ある。このため、いずれかのキャリア周期（基準三角波
の周期）を他方のタイマユニットのキャリア周期よりも
速くすることも可能である。In this embodiment, the A / D converter unit 111 of the converter control circuit 110 and the A / D converter unit 121 of the inverter control circuit 120 can be independently activated to perform A / D conversion. Therefore, the analog values of the current and the voltage can be detected independently at arbitrary timings. In addition, converter control circuit 1
The PWM timer unit 113 of 10 and the PWM timer unit 123 of the inverter control circuit 120 are provided with independent timers, respectively, and it is possible to set the frequency of each timer arbitrarily and to start / stop each timer individually. is there. Therefore, it is possible to make one of the carrier cycles (the cycle of the reference triangular wave) faster than the carrier cycle of the other timer unit.

【００７６】また、コンバータ制御回路１１０とインバ
ータ制御回路１２０はメモリ１１とともに単一の半導体
集積回路で構成され、メモリ１１を共有しているため、
データの転送、情報の交換を容易に行うことができる。
例えば、インバータ制御回路１２０の演算によって得ら
れた直流電圧指令値を、コンバータ制御回路１１０が直
接参照して直流電圧を制御することができる。Further, since the converter control circuit 110 and the inverter control circuit 120 are configured with the memory 11 by a single semiconductor integrated circuit and share the memory 11,
It is possible to easily transfer data and exchange information.
For example, the converter control circuit 110 can directly reference the DC voltage command value obtained by the calculation of the inverter control circuit 120 to control the DC voltage.

【００７７】なお、コンバータ制御回路１１０とインバ
ータ制御回路１２０をそれぞれ別個の２つのマイコンで
実現することも可能であるが、その場合には、他方のマ
イコンの演算結果を参照するためには、一旦一方のマイ
コンの情報を外部に出力し、シリアルコミュニケーショ
ンインターフェイスなどのデータ伝送手段を用いて転送
し、転送した情報を他方のマイコンに入力する必要があ
るため、余分な動作を行う必要が生じ、高速化の妨げと
なる。It is possible to realize the converter control circuit 110 and the inverter control circuit 120 by two separate microcomputers, but in that case, in order to refer to the calculation result of the other microcomputer, It is necessary to output the information of one microcomputer to the outside, transfer it using a data transmission means such as a serial communication interface, and input the transferred information to the other microcomputer. Will hinder conversion.

【００７８】本実施形態におけるコンバータ制御回路１
１０とインバータ制御回路１２０はメモリ１１とともに
１つのワンチップマイコンで構成されているため、アル
ミ基板５に実装するときでも実装面積を減らすことがで
きる。またコンバータ制御回路１１０とインバータ制御
回路１２０がメモリ１１を共有しているので、データの
授受を行うには、シリアルコミュニケーションインター
フェイスなどのデータ転送手段を用いるときよりもデー
タの転送速度を速くすることができる。さらにデータ転
送中にノイズの影響を受けるのを抑制することができ
る。このため、ＰＡＭ制御とＰＷＭ制御を併用し、コン
バータ回路２とインバータ回路３を協調制御して永久磁
石モータ７２の回転速度を制御する場合などに特に有効
である。Converter control circuit 1 in this embodiment
Since 10 and the inverter control circuit 120 are configured by the one-chip microcomputer together with the memory 11, the mounting area can be reduced even when mounted on the aluminum substrate 5. Further, since the converter control circuit 110 and the inverter control circuit 120 share the memory 11, in order to exchange data, the data transfer rate should be faster than when using a data transfer means such as a serial communication interface. it can. Further, it is possible to suppress the influence of noise during data transfer. Therefore, it is particularly effective when PAM control and PWM control are used together and the converter circuit 2 and the inverter circuit 3 are cooperatively controlled to control the rotation speed of the permanent magnet motor 72.

【００７９】また、コンバータ制御回路１１０とインバ
ータ制御回路１２０を単一の半導体集積回路に実装して
いるため、コンバータ回路２とインバータ回路３が異な
る周波数のＰＷＭパルス信号で駆動していても、緊急時
の緊急遮断信号をコンバータ制御回路１１０とインバー
タ制御回路１２０に対して同じタイミングで送ることが
できる。Further, since the converter control circuit 110 and the inverter control circuit 120 are mounted on a single semiconductor integrated circuit, even if the converter circuit 2 and the inverter circuit 3 are driven by PWM pulse signals of different frequencies, it is urgent. It is possible to send the emergency shutoff signal to the converter control circuit 110 and the inverter control circuit 120 at the same timing.

【００８０】本実施形態においては、シャント抵抗によ
るモータ電流検出器５１を流れる直流電流からモータ電
流を再現する方法を採用しているが、この方法以外に
も、モータ７２に流れる電流をカレントトランス（Ｃ
Ｔ）などを用いて直接モータ電流を検出してベクトル制
御することも可能である。In the present embodiment, the method of reproducing the motor current from the direct current flowing through the motor current detector 51 by the shunt resistance is adopted. However, in addition to this method, the current flowing through the motor 72 is converted into a current transformer ( C
It is also possible to directly detect the motor current using T) or the like and perform vector control.

【００８１】次に、本発明に係るモータ制御装置の第２
実施形態を図９にしたがって説明する。本実施形態は、
コンバータ回路２の代わりに、ＤＣ−ＤＣコンバータ回
路２０を用い、モータ電流検出器５１の検出による直流
電流からモータ電流を再現する代わりに、電流検出器５
２、５３により、３相のモータ電流のうち２相のモータ
電流を直接検出するようにしたものであり、他の構成は
図３のものと同様である。Next, the second motor control device according to the present invention will be described.
The embodiment will be described with reference to FIG. In this embodiment,
The DC-DC converter circuit 20 is used instead of the converter circuit 2, and instead of reproducing the motor current from the direct current detected by the motor current detector 51, the current detector 5 is used.
The motor current of two phases among the motor currents of three phases is directly detected by the motors 2, 53, and the other configuration is the same as that of FIG.

【００８２】本実施形態においては、ＤＣ−ＤＣコンバ
ータ回路２０は直流電源７３の出力電力を直流電力に変
換する第１の変換回路として構成されており、直流電源
７３の出力による直流電力を入力電圧とは電圧のレベル
が異なる直流電力に変換することができるため、整流回
路２１が不要になる。In this embodiment, the DC-DC converter circuit 20 is configured as a first conversion circuit for converting the output power of the DC power supply 73 into the DC power, and the DC power output from the DC power supply 73 is converted into the input voltage. Since the DC voltage and the DC voltage can be converted into DC power having different voltage levels, the rectifier circuit 21 becomes unnecessary.

【００８３】本実施形態によれば、第１実施形態と同様
な効果を奏することができるとともに、電流検出器５
２、５３を用いてモータ電流を直接検出しているため、
モータ電流再現演算ブロック３００が不要になる。According to this embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained, and the current detector 5 can be used.
Since the motor current is directly detected using 2, 53,
The motor current reproduction calculation block 300 becomes unnecessary.

【００８４】次に、本発明の第３実施形態を図１０にし
たがって説明する。本実施形態は、モータ電流検出器５
１の代わりに、永久磁石モータ７２の磁極位置を検出す
る磁極位置検出器５４を設け、Ａ／Ｄ変換器ユニット１
２１の代わりに、デジタルＩ／Ｏポート１２４を設け、
磁極位置θに関する情報をインバータ演算回路１２２に
出力するようにしたものであり、他の構成は図３のもの
と同様である。Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In this embodiment, the motor current detector 5
1, a magnetic pole position detector 54 for detecting the magnetic pole position of the permanent magnet motor 72 is provided, and the A / D converter unit 1
In place of 21, a digital I / O port 124 is provided,
The information on the magnetic pole position θ is output to the inverter arithmetic circuit 122, and other configurations are the same as those in FIG.

【００８５】本実施形態におけるインバータ演算回路１
２２は、図１１に示すように、速度制御ブロック３１
０、電圧指令演算ブロック３１１、ｄｑ／３φ変換ブロ
ック３０４、積分器３１２、速度演算ブロック３０９、
減算器３１３を備えて構成されており、速度演算ブロッ
ク３０９にデジタルＩ／Ｏポート１２４から磁極位置に
関する情報が入力されている。Inverter arithmetic circuit 1 in this embodiment
22 is a speed control block 31 as shown in FIG.
0, voltage command calculation block 311, dq / 3φ conversion block 304, integrator 312, speed calculation block 309,
The subtractor 313 is provided, and the speed calculation block 309 receives information about the magnetic pole position from the digital I / O port 124.

【００８６】磁極位置検出器５４は、例えば、ホールＩ
Ｃやロータリーエンコーダを用いて構成されており、永
久磁石モータ７２に取付られて回転子の磁極位置θｃを
検出するようになっている。この場合、磁極位置検出器
５４は、電気角で１２０°の位相差を有する３相のパル
ス信号を出力するようになっている。この３相のパルス
信号は速度演算ブロック３０９に入力され、速度演算ブ
ロック３０９において、次の（４）式にしたがって回転
角速度ωｃが求められるようになっている。The magnetic pole position detector 54 is, for example, the Hall I
It is configured by using C and a rotary encoder, and is attached to the permanent magnet motor 72 to detect the magnetic pole position θc of the rotor. In this case, the magnetic pole position detector 54 outputs three-phase pulse signals having a phase difference of 120 ° in electrical angle. The three-phase pulse signals are input to the speed calculation block 309, and the rotation angular speed ωc is obtained in the speed calculation block 309 according to the following equation (4).

【００８７】[0087]

【数４】 ここで、Ｔｎは各相のパルス信号のエッジの間隔であ
る。[Equation 4] Here, Tn is the edge interval of the pulse signal of each phase.

【００８８】速度演算ブロック３０９で回転角速度ωｃ
が求められると、この回転角速度ωｃは予め設定された
回転角速度指令値ω＊と減算器３１３で比較され、減算
器３１３により偏差Δωｃが求められる。そして偏差Δ
ωｃにしたがって速度制御ブロック３１０によりｑ軸電
流指令値Ｉｑｃ＊が求められる。このｑ軸電流指令値Ｉ
ｑｃ＊は回転角速度指令値ω＊とｄ軸電流指令値Ｉｄｃ
＊とともに電圧指令演算ブロック３１１に入力されてベ
クトル演算に用いられ、このベクトル演算によってｄ軸
電圧指令値Ｖｄｃ＊とｑ軸電圧指令値Ｖｑｃ＊が求めら
れる。これらの指令値がｄｑ／３φ変換ブロック３０４
に入力されと、ｄ軸電圧指令値Ｖｄｃ＊およびｑ軸電圧
指令値Ｖｑｃ＊は回転角速度ωｃを積分器３１２で積分
して得られた値を基に３相の電圧指令値５６に変換され
る。In the speed calculation block 309, the rotational angular speed ωc
Is calculated, this rotational angular velocity ωc is compared with a preset rotational angular velocity command value ω * by the subtractor 313, and the deviation Δωc is obtained by the subtractor 313. And the deviation Δ
The q-axis current command value Iqc * is obtained by the speed control block 310 according to ωc. This q-axis current command value I
qc * is the rotational angular velocity command value ω * and the d-axis current command value Idc
It is input to the voltage command calculation block 311 together with * and used for vector calculation, and the d-axis voltage command value Vdc * and the q-axis voltage command value Vqc * are obtained by this vector calculation. These command values are dq / 3φ conversion block 304
When input to, the d-axis voltage command value Vdc * and the q-axis voltage command value Vqc * are converted into a three-phase voltage command value 56 based on the value obtained by integrating the rotational angular velocity ωc by the integrator 312. .

【００８９】本実施形態においても、第１実施形態と同
様な効果を奏することができるとともに、モータ７２の
磁極位置を実際に検出しているので、モータ７２の電流
を検出する必要がなくなる。Also in this embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained, and since the magnetic pole position of the motor 72 is actually detected, it is not necessary to detect the current of the motor 72.

【００９０】次に、本発明の第４実施形態を図１２にし
たがって説明する。本実施形態は、永久磁石モータ７２
の磁極位置を実際に検出する磁極位置検出器５４を設
け、Ａ／Ｄ変換器としての機能を有するＩ／Ｏポート１
２４に、磁極位置検出器５４の検出信号を入力するとと
もにモータ電流検出器５１の検出電流を入力し、Ｉ／Ｏ
ポート１２４の出力をインバータ演算回路１２２に入力
するようにしたものであり、他の構成は図３のものと同
様である。Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In this embodiment, the permanent magnet motor 72
I / O port 1 having a magnetic pole position detector 54 for actually detecting the magnetic pole position of
24, the detection signal of the magnetic pole position detector 54 and the detection current of the motor current detector 51 are input, and the I / O
The output of the port 124 is input to the inverter arithmetic circuit 122, and other configurations are similar to those of FIG.

【００９１】本実施形態によれば、第１実施形態と同様
な効果を奏するとともに、モータ電流検出器５１の検出
電流によってモータ電流を再現しているため、再現した
電流を基に磁極位置検出器５４の検出値を補正すること
ができ、磁極位置検出器５４の検出精度を高めることが
できる。According to this embodiment, the same effect as that of the first embodiment is obtained, and since the motor current is reproduced by the detected current of the motor current detector 51, the magnetic pole position detector is based on the reproduced current. The detection value of 54 can be corrected, and the detection accuracy of the magnetic pole position detector 54 can be improved.

【００９２】前記各実施形態においては、コンバータ制
御回路１１０とインバータ制御回路１２０をメモリ１１
とともに単一の半導体集積回路で構成するようにしたた
め、メモリ１１を共有することで、コンバータ制御回路
１１０とインバータ制御回路１２０を協調制御すること
ができるとともに、各ＰＷタイマユニット１１３、１２
３から独立に任意のタイミングでＰＷＭパルス信号を出
力することができるため、２つの電力変換回路のＰＷＭ
周波数を任意の周波数に設定することができる。In each of the above embodiments, the converter control circuit 110 and the inverter control circuit 120 are arranged in the memory 11
Since it is configured with a single semiconductor integrated circuit, the memory 11 is shared, so that the converter control circuit 110 and the inverter control circuit 120 can be cooperatively controlled, and each PW timer unit 113, 12 can be controlled.
Since PWM pulse signals can be output independently of 3 at any timing, PWM of two power conversion circuits
The frequency can be set to any frequency.

【００９３】また、単一の半導体集積回路に、コンバー
タ制御回路１１０とインバータ制御回路１２０およびメ
モリ１１を実装するに際しては、各ＩＧＢＴ２６、３
１、３２に過電流が流れるときに、この過電流から各Ｉ
ＧＢＴ２６、３１、３２などを保護するための保護回路
や、制御回路１、ドライバ回路２３、３３を駆動するた
めの電源、あるいは制御回路１から外部に通信するため
の通信手段としての通信回路を１つのパッケージに納め
ることも可能である。When the converter control circuit 110, the inverter control circuit 120 and the memory 11 are mounted on a single semiconductor integrated circuit, the IGBTs 26 and 3 are mounted.
When an overcurrent flows through 1 and 32, each I
A protection circuit for protecting the GBTs 26, 31, 32, etc., a power supply for driving the control circuit 1, the driver circuits 23, 33, or a communication circuit as a communication means for communicating from the control circuit 1 to the outside is provided. It is also possible to fit in one package.

【００９４】[0094]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
第１の電力変換回路を第１の制御手段によって制御し、
第２の電力変換回路を第２の制御手段によって制御して
いるため、各電力変換回路を独立に制御することがで
き、また、記憶手段を介して第１の制御手段と第２の制
御手段との間で情報の授受を行っているため、第１の電
力変換回路と第２の電力変換回路を第１の制御手段と第
２の制御手段によって協調制御することができる。As described above, according to the present invention,
Controlling the first power conversion circuit by the first control means,
Since the second power conversion circuit is controlled by the second control means, each power conversion circuit can be controlled independently, and the first control means and the second control means are stored via the storage means. Since information is exchanged between the first power conversion circuit and the second power conversion circuit, the first power conversion circuit and the second power conversion circuit can be cooperatively controlled by the first control means and the second control means.

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

【図１】本発明に係るモータ制御装置の基本構成図であ
る。FIG. 1 is a basic configuration diagram of a motor control device according to the present invention.

【図２】図１に示す装置をパッケージに収納したときの
斜視図である。FIG. 2 is a perspective view of the device shown in FIG. 1 stored in a package.

【図３】本発明の第１実施形態を示すモータ制御装置の
ブロック構成図である。FIG. 3 is a block configuration diagram of a motor control device showing the first embodiment of the present invention.

【図４】コンバータ制御回路のブロック構成図である。FIG. 4 is a block configuration diagram of a converter control circuit.

【図５】インバータ制御回路のブロック構成図である。FIG. 5 is a block configuration diagram of an inverter control circuit.

【図６】直流電流からモータ電流を再現する方法を説明
するための波形図である。FIG. 6 is a waveform diagram for explaining a method of reproducing a motor current from a direct current.

【図７】ＰＡＭ制御とＰＷＭ制御を説明するための波形
図である。FIG. 7 is a waveform diagram for explaining PAM control and PWM control.

【図８】ＰＡＭ制御とＰＷＭ制御を行うときの指令値の
伝送方法を説明するための要部ブロック図である。FIG. 8 is a block diagram of a main part for explaining a method of transmitting a command value when performing PAM control and PWM control.

【図９】本発明の第２実施形態を示すブロック構成であ
る。FIG. 9 is a block configuration showing a second embodiment of the present invention.

【図１０】本発明の第３実施形態を示すブロック構成図
である。FIG. 10 is a block diagram showing a third embodiment of the present invention.

【図１１】本発明の第３実施形態に用いられるインバー
タ演算回路のブロック構成図である。FIG. 11 is a block configuration diagram of an inverter arithmetic circuit used in a third embodiment of the present invention.

【図１２】本発明の第４実施形態を示すブロック構成図
である。FIG. 12 is a block diagram showing a fourth embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ 制御回路 ２ コンバータ回路 ３ インバータ回路 １１ メモリ ２１ 整流回路 ２２ 昇圧チョッパ回路 ２６、３１、３２ ＩＧＢＴ １１０ コンバータ制御回路 １２０ インバータ制御回路 １１１ Ａ／Ｄ変換器ユニット １１２ コンバータ演算回路 １１３ ＰＷＭタイマユニット １２１ Ａ／Ｄ変換器ユニット １２２ インバータ演算回路 １２３ ＰＷＭタイマユニット ７２ 永久磁石モータ 1 control circuit 2 converter circuit 3 inverter circuit 11 memory 21 Rectifier circuit 22 Step-up chopper circuit 26, 31, 32 IGBT 110 converter control circuit 120 inverter control circuit 111 A / D converter unit 112 converter arithmetic circuit 113 PWM timer unit 121 A / D converter unit 122 Inverter arithmetic circuit 123 PWM timer unit 72 Permanent magnet motor

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０２Ｍ 7/48 Ｈ０２Ｐ 5/408 Ｃ Ｈ０２Ｐ 6/08 6/02 ３７１Ａ (72)発明者 遠藤 常博 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 高倉 雄八 栃木県下都賀郡大平町大字富田800番地 株式会社日立製作所冷熱事業部内 Ｆターム(参考） 5H006 BB05 CA01 CA07 CB01 CB08 CC02 DA04 DB01 DB07 DC02 5H007 BB06 CA01 CB02 CB04 CB05 CC07 CC12 DA03 DA06 DB07 DC02 EA02 5H560 BB17 DA03 DA07 DA12 DC12 DC13 EB01 EC02 GG04 JJ02 RR04 RR06 SS07 SS10 TT01 TT05 TT11 TT15 TT20 UA06 XA02 XA03 XA12 XA13 XB07 5H576 AA10 BB02 CC05 DD02 DD07 EE01 EE14 GG04 HA04 HB02 JJ16 JJ17 JJ18 JJ24 JJ26 LL22 LL24 LL41 5H750 AA10 BA01 BA08 CC02 CC06 DD13 DD18 FF02 FF05 Front page continuation (51) Int.Cl. ⁷ identification code FI theme code (reference) H02M 7/48 H02P 5/408 C H02P 6/08 6/02 371A (72) Inventor Tsunehiro Endo Hitachi Municipality, Hitachi City, Ibaraki Prefecture 7-1-1, Machi, Ltd. Inside Hitachi Research Laboratory, Hitachi, Ltd. (72) Inventor Yuhachi Takakura 800 Tomita, Ohira-cho, Shimotsuga-gun, Tochigi Prefecture F-Term (Refer) 5H006 BB05 CA01 CA07 CB01 CB08 CC02 DA04 DB01 DB07 DC02 5H007 BB06 CA01 CB02 CB04 CB05 CC07 CC12 DA03 DA06 DB07 DC02 EA02 5H560 BB17 DA03 DA07 DA12 DC12 DC13 EB01 EC02 GG04 JJ02 RR04 RR06 SS02A02 XA07A02 XA07A02 X12A02A02A02A02A02 DD07 EE01 EE14 GG04 HA04 HB02 JJ16 JJ17 JJ18 JJ24 JJ26 LL22 LL24 LL41 5H750 AA10 BA01 BA08 CC02 CC06 DD13 DD18 FF02 FF05

Claims (16)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 第１のパルス信号に応答する第１のスイ
ッチング素子のスイッチング動作に従って入力電力を直
流電力に変換する第１の電力変換回路と、第２のパルス
信号に応答する第２のスイッチング素子のスイッチング
動作に従って前記第１の電力変換回路の出力電力を交流
電力に変換し、変換した交流電力をモータに出力する第
２の電力変換回路と、前記第１のパルス信号と前記第２
のパルス信号を生成する制御回路とを備え、前記制御回
路は、前記第１のパルス信号および前記第２のパルス信
号の生成に関連する情報を記憶するとともに前記モータ
を制御するための指令に関する情報を記憶する記憶手段
と、前記第１の電力変換回路から電気信号を入力し、入
力した電気信号と前記記憶手段に記憶された情報を基に
前記第１のパルス信号を生成するとともに前記第１のパ
ルス信号の生成に関連する情報を前記記憶手段に記憶さ
せる第１の制御手段と、前記第２の電力変換回路から電
気信号を入力し、入力した電気信号と前記記憶手段に記
憶された情報を基に前記第２のパルス信号を生成すると
ともに前記第２のパルス信号の生成に関連する情報を前
記記憶手段に記憶させる第２の制御手段とを有し、前記
制御回路は単一の半導体集積回路で構成されてなるモー
タ制御装置。1. A first power conversion circuit that converts input power into DC power according to a switching operation of a first switching element that responds to a first pulse signal, and a second switching that responds to a second pulse signal. A second power conversion circuit that converts the output power of the first power conversion circuit into AC power according to a switching operation of an element and outputs the converted AC power to a motor, the first pulse signal and the second power conversion circuit.
And a control circuit for generating a pulse signal, the control circuit storing information related to generation of the first pulse signal and the second pulse signal and information regarding a command for controlling the motor. An electric signal from the first power conversion circuit and a storage unit that stores the first pulse signal and the first pulse signal based on the input electric signal and the information stored in the storage unit. First control means for storing information related to the generation of the pulse signal in the storage means, and an electric signal input from the second power conversion circuit, and the input electric signal and the information stored in the storage means Second control means for generating the second pulse signal based on the above and storing the information related to the generation of the second pulse signal in the storage means. Motor control apparatus comprising consist of conductor integrated circuit. 【請求項２】 第１のパルス信号に応答する第１のスイ
ッチング素子のスイッチング動作に従って交流電力を直
流電力に変換する第１の電力変換回路と、第２のパルス
信号に応答する第２のスイッチング素子のスイッチング
動作に従って前記第１の電力変換回路の出力電力を交流
電力に変換し、変換した交流電力をモータに出力する第
２の電力変換回路と、前記第１のパルス信号と前記第２
のパルス信号を生成する制御回路とを備え、前記制御回
路は、前記第１のパルス信号および前記第２のパルス信
号の生成に関連する情報を記憶するとともに前記モータ
を制御するための指令に関する情報を記憶する記憶手段
と、前記第１の電力変換回路から電気信号として、前記
第１の電力変換回路を流れる電流と前記第１の電力変換
回路の出力電圧を入力し、入力した電気信号と前記記憶
手段に記憶された情報を基に前記第１のパルス信号を生
成するとともに前記第１のパルス信号の生成に関連する
情報を前記記憶手段に記憶させる第１の制御手段と、前
記第２の電力変換回路から電気信号を入力し、入力した
電気信号と前記記憶手段に記憶された情報を基に前記第
２のパルス信号を生成するとともに前記第２のパルス信
号の生成に関連する情報を前記記憶手段に記憶させる第
２の制御手段とを有し、前記制御回路は単一の半導体集
積回路で構成されてなるモータ制御装置。2. A first power conversion circuit that converts AC power into DC power according to a switching operation of a first switching element that responds to a first pulse signal, and second switching that responds to a second pulse signal. A second power conversion circuit that converts the output power of the first power conversion circuit into AC power according to a switching operation of an element and outputs the converted AC power to a motor, the first pulse signal and the second power conversion circuit.
And a control circuit for generating a pulse signal, the control circuit storing information related to generation of the first pulse signal and the second pulse signal and information regarding a command for controlling the motor. And a storage means for storing the electric current, the electric current flowing through the first electric power conversion circuit and the output voltage of the first electric power conversion circuit as electric signals from the first electric power conversion circuit, and the inputted electric signal and the electric power First control means for generating the first pulse signal based on the information stored in the storage means and storing information related to the generation of the first pulse signal in the storage means; and the second control means. An electric signal is input from the power conversion circuit, the second pulse signal is generated based on the input electric signal and the information stored in the storage means, and the second pulse signal is related to the generation of the second pulse signal. Information and a second control means for storing in said memory means, said control circuit a motor control device in which consists of a single semiconductor integrated circuit. 【請求項３】 第１のパルス信号に応答する第１のスイ
ッチング素子のスイッチング動作に従って入力直流電力
を入力電圧とは電圧レベルが異なる直流電力に変換する
第１の電力変換回路と、第２のパルス信号に応答する第
２のスイッチング素子のスイッチング動作に従って前記
第１の電力変換回路の出力電力を交流電力に変換し、変
換した交流電力をモータに出力する第２の電力変換回路
と、前記第１のパルス信号と前記第２のパルス信号を生
成する制御回路とを備え、前記制御回路は、前記第１の
パルス信号および前記第２のパルス信号の生成に関連す
る情報を記憶するとともに前記モータを制御するための
指令に関する情報を記憶する記憶手段と、前記第１の電
力変換回路から電気信号として、前記第１の電力変換回
路を流れる電流と前記第１の電力変換回路の出力電圧を
入力し、入力した電気信号と前記記憶手段に記憶された
情報を基に前記第１のパルス信号を生成するとともに前
記第１のパルス信号の生成に関連する情報を前記記憶手
段に記憶させる第１の制御手段と、前記第２の電力変換
回路から電気信号を入力し、入力した電気信号と前記記
憶手段に記憶された情報を基に前記第２のパルス信号を
生成するとともに前記第２のパルス信号の生成に関連す
る情報を前記記憶手段に記憶させる第２の制御手段とを
有し、前記制御回路は単一の半導体集積回路で構成され
てなるモータ制御装置。3. A first power conversion circuit for converting input DC power into DC power having a voltage level different from an input voltage in accordance with a switching operation of a first switching element in response to a first pulse signal, and a second power conversion circuit. A second power conversion circuit that converts the output power of the first power conversion circuit into AC power according to the switching operation of the second switching element that responds to a pulse signal, and outputs the converted AC power to a motor; A first pulse signal and a control circuit for generating the second pulse signal, wherein the control circuit stores information related to the generation of the first pulse signal and the second pulse signal and the motor. Storage means for storing information relating to a command for controlling the current, and a current flowing through the first power conversion circuit as an electric signal from the first power conversion circuit and Note: The output voltage of the first power conversion circuit is input, and the first pulse signal is generated based on the input electric signal and the information stored in the storage means and is related to the generation of the first pulse signal. First control means for storing the information to be stored in the storage means and an electric signal from the second power conversion circuit, and the second electric power signal is input based on the input electric signal and the information stored in the storage means. Second control means for generating a pulse signal and storing information relating to the generation of the second pulse signal in the storage means, wherein the control circuit is composed of a single semiconductor integrated circuit. Motor control device. 【請求項４】 請求項１、２または３のうちいずれか１
項に記載のモータ制御装置において、前記第１の制御手
段は、前記第１のスイッチング素子のスイッチング動作
によって影響される電気信号を前記第１の電力変換回路
から入力する第１の入力手段と、前記第１の入力手段の
入力による電気信号と前記記憶手段に記憶された情報を
基に前記第１のパルス信号のパルス幅に関する第１の指
令値を演算する第１の演算手段と、前記第１の指令値と
第１の基準値とを比較して第１のパルス信号を生成する
第１のパルス信号生成手段とから構成され、前記第２の
制御手段は、前記第２のスイッチング素子のスイッチン
グ動作によって影響される電気信号を前記第２の電力変
換回路から入力する第２の入力手段と、前記第２の入力
手段の入力による電気信号と前記記憶手段に記憶された
情報を基に前記第２のパルス信号のパルス幅に関する第
２の指令値を演算する第２の演算手段と、前記第２の指
令値と第２の基準値とを比較して第２のパルス信号を生
成する第２のパルス信号生成手段とから構成されてなる
ことを特徴とするモータ制御装置。4. Any one of claims 1, 2 and 3
In the motor control device described in the paragraph 1, the first control means includes first input means for inputting from the first power conversion circuit an electric signal affected by a switching operation of the first switching element, First computing means for computing a first command value relating to the pulse width of the first pulse signal based on the electric signal input by the first input means and the information stored in the storage means; And a first pulse signal generating means for generating a first pulse signal by comparing the first command value with a first reference value, and the second control means controls the second switching element of the second switching element. Second input means for inputting an electric signal affected by the switching operation from the second power conversion circuit, the electric signal by the input of the second input means, and the information stored in the storage means First Second calculating means for calculating a second command value relating to the pulse width of the pulse signal of No. 2 and a second calculating means for comparing the second command value with a second reference value to generate a second pulse signal. A motor control device comprising a pulse signal generating means. 【請求項５】 第１のパルス信号に応答する第１のスイ
ッチング素子のスイッチング動作に従って入力電力を直
流電力に変換する第１の電力変換回路と、第２のパルス
信号に応答する第２のスイッチング素子のスイッチング
動作に従って前記第１の電力変換回路の出力電力を交流
電力に変換し、変換した交流電力をモータに出力する第
２の電力変換回路と、前記第１のパルス信号と前記第２
のパルス信号を生成する制御回路とを備え、前記制御回
路は、前記第１のパルス信号および前記第２のパルス信
号の生成に関連する情報を記憶するとともに前記モータ
を制御するための指令に関する情報を記憶する記憶手段
と、前記第１のスイッチング素子のスイッチング動作に
よって影響される電気信号を前記第１の電力変換回路か
ら入力する第１の入力手段と、前記第２のスイッチング
素子のスイッチング動作によって影響される電気信号を
前記第２の電力変換回路から入力する第２の入力手段
と、前記第１の入力手段の入力による電気信号と前記記
憶手段に記憶された情報を基に前記第１のパルス信号の
パルス幅に関する第１の指令値を演算する第１の演算手
段と、前記第２の入力手段の入力による電気信号と前記
記憶手段に記憶された情報を基に前記第２のパルス信号
のパルス幅に関する第２の指令値を演算する第２の演算
手段と、前記第１の指令値と第１の基準値とを比較して
第１のパルス信号を生成する第１のパルス信号生成手段
と、前記第２の指令値と第２の基準値とを比較して第２
のパルス信号を生成する第２のパルス信号生成手段とを
有し、前記第１の演算手段と前記第２の演算手段はそれ
ぞれ演算結果を前記記憶手段に記憶させてなり、前記制
御回路は単一の半導体集積回路で構成されてなるモータ
制御装置。5. A first power conversion circuit that converts input power into DC power according to a switching operation of a first switching element that responds to a first pulse signal, and a second switching that responds to a second pulse signal. A second power conversion circuit that converts the output power of the first power conversion circuit into AC power according to a switching operation of an element and outputs the converted AC power to a motor, the first pulse signal and the second power conversion circuit.
And a control circuit for generating a pulse signal, the control circuit storing information related to generation of the first pulse signal and the second pulse signal and information regarding a command for controlling the motor. And a first input means for inputting an electric signal affected by the switching operation of the first switching element from the first power conversion circuit, and a switching operation of the second switching element. Second input means for inputting an affected electrical signal from the second power conversion circuit, the first input means based on the electrical signal input by the first input means, and the information stored in the storage means. First calculation means for calculating a first command value relating to the pulse width of the pulse signal, an electric signal input by the second input means, and the electric signal stored in the storage means. A second calculation means for calculating a second command value related to the pulse width of the second pulse signal based on the information, and the first pulse by comparing the first command value with the first reference value. A first pulse signal generating means for generating a signal is compared with the second command value and a second reference value to generate a second pulse signal.
Second pulse signal generating means for generating the pulse signal of 1., the first arithmetic means and the second arithmetic means each store an arithmetic result in the storage means, and the control circuit is a single unit. A motor control device including one semiconductor integrated circuit. 【請求項６】 請求項４または５に記載のモータ制御装
置において、前記第１の電力変換回路を流れる電流を検
出する第１の電流検出手段と、前記第１の電力変換回路
の出力電圧を検出する第１の電圧検出手段と、前記第２
の電力変換回路を流れる電流を検出する第２の電流検出
手段とを備え、前記第１の入力手段は、前記電気信号と
して、前記第１の電流検出手段の検出電流と前記第１の
電圧検出手段の検出電圧を入力し、前記第２の入力手段
は、前記電気信号として、前記第２の電流検出手段の検
出電流を入力してなることを特徴とするモータ制御装
置。6. The motor control device according to claim 4, wherein a first current detection unit that detects a current flowing through the first power conversion circuit and an output voltage of the first power conversion circuit are provided. A first voltage detecting means for detecting the second voltage;
Second current detection means for detecting a current flowing through the power conversion circuit, and the first input means detects the detection current of the first current detection means and the first voltage detection as the electric signal. A motor controller, wherein the detection voltage of the second current detecting means is input as the electric signal, and the detection voltage of the second current detecting means is input to the second input means. 【請求項７】 請求項６に記載のモータ制御装置におい
て、前記第１の演算手段は、前記第１の電流検出手段の
検出電流を前記第１の電力変換回路に印加される電源電
圧の位相に同期した信号として、前記第１の指令値を演
算してなることを特徴とするモータ制御装置。7. The motor control device according to claim 6, wherein the first arithmetic means is configured to detect the current detected by the first current detecting means and to phase the power supply voltage applied to the first power conversion circuit. The motor control device is characterized in that the first command value is calculated as a signal synchronized with. 【請求項８】 請求項６または７に記載のモータ制御装
置において、前記第１の演算手段は、前記第１のスイッ
チング素によってスイッチングされる入力電流の通電角
を広げるための演算を行って前記第１の指令値を求めて
なることを特徴とするモータ制御装置。8. The motor control device according to claim 6 or 7, wherein the first arithmetic means performs an arithmetic operation to widen a conduction angle of an input current switched by the first switching element. A motor control device characterized by obtaining a first command value. 【請求項９】 請求項４、５、６、７または８のうちい
ずれか１項に記載のモータ制御装置において、前記第１
のパルス信号生成手段は第１のタイマを備え、前記第２
のパルス信号生成手段は前記第１のタイマとは独立の第
２のタイマを備え、前記第１のパルス信号生成手段は、
前記第１のタイマの起動により第１のパルス信号を出力
するとともに、前記第１の入力手段に対して電気信号の
入力を指令し、前記第２のパルス信号生成手段は、前記
第２のタイマの起動により第２のパルス信号を出力する
とともに、前記第２の入力手段に対して電気信号の入力
を指令してなることを特徴とするモータ制御装置。9. The motor control device according to claim 1, wherein the first controller
The pulse signal generating means includes a first timer, and
Of the pulse signal generating means includes a second timer independent of the first timer, the first pulse signal generating means,
The first pulse signal is output by the activation of the first timer, and an instruction for inputting an electrical signal is issued to the first input means, and the second pulse signal generation means is configured to operate the second timer. The motor control device is configured to output a second pulse signal by activating and to instruct the second input means to input an electric signal. 【請求項１０】 請求項４、５、６、７または８のうち
いずれか１項に記載のモータ制御装置において、前記第
１のパルス信号生成手段は第１のタイマを備え、前記第
２のパルス信号生成手段は前記第１のタイマとは独立の
第２のタイマを備え、前記第１のパルス信号生成手段
は、前記第１のタイマの起動により第１のパルス信号を
出力するとともに、前記第１のパルス信号に同期して前
記第１の入力手段に対して電気信号の入力を指令し、前
記第２のパルス信号生成手段は、前記第２のタイマの起
動により第２のパルス信号を出力するとともに、前記第
２のパルス信号に同期して前記第２の入力手段に対して
電気信号の入力を指令してなることを特徴とするモータ
制御装置。10. The motor control device according to claim 1, wherein the first pulse signal generation means includes a first timer, and the second pulse signal generation means includes a second timer. The pulse signal generation means includes a second timer independent of the first timer, and the first pulse signal generation means outputs the first pulse signal when the first timer is activated, and Instructing the first input means to input an electric signal in synchronization with the first pulse signal, the second pulse signal generation means outputs the second pulse signal by starting the second timer. A motor control device, wherein the motor control device outputs the electric signal and instructs the second input means to input the electric signal in synchronization with the second pulse signal. 【請求項１１】 請求項４〜１０のうちいずれか１項に
記載のモータ制御装置において、前記第１の入力手段
は、アナログ信号による電気信号を入力し、入力したア
ナログ信号をデジタル信号に変換してなり、前記第１の
演算手段は、前記第１の入力手段の出力によるデジタル
信号に従って演算を実行してなり、前記第２の入力手段
は、アナログ信号による電気信号を入力し、入力したア
ナログ信号をデジタル信号に変換してなり、前記第２の
演算手段は、前記第２の入力手段の出力によるデジタル
信号に従って演算を実行してなることを特徴とするモー
タ制御装置。11. The motor control device according to claim 4, wherein the first input unit inputs an electric signal based on an analog signal and converts the input analog signal into a digital signal. The first arithmetic means executes an arithmetic operation in accordance with a digital signal output from the first input means, and the second input means inputs and inputs an electric signal based on an analog signal. A motor control device characterized in that an analog signal is converted into a digital signal, and the second arithmetic means executes arithmetic operation according to the digital signal output from the second input means. 【請求項１２】 請求項４〜１０のうちいずれか１項に
記載のモータ制御装置において、前記第１の入力手段
は、アナログ信号による電気信号を入力し、入力したア
ナログ信号を前記第１のパルス信号の出力タイミングよ
りも速いタイミングでデジタル信号に変換するととも
に、この変換結果を保持し、保持した変換結果のうち前
記第１のパルス信号が変化する１つ以上前に得られた変
換結果を前記第１の演算手段に出力してなり、前記第２
の入力手段は、アナログ信号による電気信号を入力し、
入力したアナログ信号を前記第２のパルス信号の出力タ
イミングよりも速いタイミングでデジタル信号に変換す
るとともに、この変換結果を保持し、保持した変換結果
のうち前記第２のパルス信号が変化する１つ前に得られ
た変換結果を前記第２の演算手段に出力してなることを
特徴とするモータ制御装置。12. The motor control device according to claim 4, wherein the first input unit inputs an electric signal based on an analog signal, and the input analog signal is the first analog signal. The conversion result is converted into a digital signal at a timing faster than the output timing of the pulse signal, the conversion result is held, and a conversion result obtained one or more before the first pulse signal changes among the held conversion results is held. Output to the first computing means,
The input means of inputs an electric signal by an analog signal,
One of converting the input analog signal into a digital signal at a timing faster than the output timing of the second pulse signal, holding the conversion result, and changing the second pulse signal among the held conversion results. A motor control device characterized in that the conversion result obtained previously is output to the second arithmetic means. 【請求項１３】 請求項４〜１２のうちいずれか１項に
記載のモータ制御装置において、前記第１の演算手段
は、前記モータを制御するための指令に従って前記第１
の電力変換回路の出力電圧を指定の電圧にするための演
算を行って前記第１の指令値を求めてなり、前記第２の
演算手段は、前記モータを制御するための指令に従って
前記第２の電力変換回路の出力電圧を指定の電圧にする
ための演算を行って前記第２の指令値を求めてなること
を特徴とするモータ制御装置。13. The motor control device according to claim 4, wherein the first computing unit is configured to perform the first operation according to a command for controlling the motor.
And calculating the first command value by making the output voltage of the power conversion circuit into a specified voltage, and the second calculation means is configured to perform the second command according to the command for controlling the motor. 2. The motor control device, wherein the second command value is obtained by performing an operation for making the output voltage of the power conversion circuit of 1 above a specified voltage. 【請求項１４】 請求項１〜１３のうちいずれか１項に
記載のモータ制御装置において、前記第１のパルス信号
の周波数は前記第２のパルス信号の周波数よりも高く設
定されてなることを特徴とするモータ制御装置。14. The motor control device according to claim 1, wherein the frequency of the first pulse signal is set higher than the frequency of the second pulse signal. A characteristic motor control device. 【請求項１５】 請求項１〜１４のうちいずれか１項に
記載のモータ制御装置において、前記第１の電力変換回
路と前記第２の電力変換回路および前記制御回路は１つ
のパッケージに収納されてなることを特徴とするモータ
制御装置。15. The motor control device according to claim 1, wherein the first power conversion circuit, the second power conversion circuit, and the control circuit are contained in one package. A motor control device characterized by the following. 【請求項１６】 請求項１〜１５のうちいずれか１項に
記載のモータ制御装置において、前記制御回路は外部と
通信する通信手段を備えてなることを特徴とするモータ
制御装置。16. The motor control device according to claim 1, wherein the control circuit includes a communication unit that communicates with the outside.