JP2016201885A - Inverter device, and motor controller with inverter device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、デッドタイムを有するスイッチング型のインバータ装置およびインバータ装置を備えた電動機制御装置に関する。 The present invention relates to a switching type inverter device having a dead time and an electric motor control device including the inverter device.
ＭＯＳＦＥＴなどに代表される通電素子をオンオフさせることで直流電圧を交流電圧に変換するＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）方式などを用いたスイッチング型インバータは、電動機制御に広く用いられている。そして、このようなスイッチング型インバータは、通電素子の短絡を防止するために、通電素子のターンオフ時間を考慮してデッドタイムが挿入されている。 2. Description of the Related Art A switching inverter using a PWM (Pulse Width Modulation) system that converts a DC voltage into an AC voltage by turning on and off an energization element typified by a MOSFET is widely used for motor control. In such a switching type inverter, in order to prevent a short circuit of the energization element, a dead time is inserted in consideration of a turn-off time of the energization element.
このデッドタイムによって、インバータの電圧指令と出力電圧との間の誤差電圧が発生し、制御応答特性の劣化、電流波形の歪みなどが生じてしまう。なお、以下の説明においては、この誤差電圧のことを、デッドタイム誤差電圧と称す。電動機を制御するにあたっては、制御応答特性の劣化、電流波形の歪みなどによって、トルク応答性の低下や、トルクリップルの発生などといった問題が生じ得る。 Due to this dead time, an error voltage between the voltage command of the inverter and the output voltage is generated, resulting in deterioration of control response characteristics, distortion of the current waveform, and the like. In the following description, this error voltage is referred to as a dead time error voltage. In controlling an electric motor, problems such as a decrease in torque response and generation of torque ripple may occur due to deterioration of control response characteristics, distortion of a current waveform, and the like.
このデッドタイム誤差電圧を補償するデッドタイム補償の技術として、以下のようなものがある。デッドタイム誤差電圧（歪み電圧）は、電流の向きに応じてその向きが決まり、電流が正方向であれば負となり、電流が負方向であれば正となる。 As a dead time compensation technique for compensating for this dead time error voltage, there are the following techniques. The dead time error voltage (distortion voltage) is determined in accordance with the direction of the current, and is negative when the current is in the positive direction and positive when the current is in the negative direction.
また、デッドタイム誤差電圧の大きさは、デッドタイムとスイッチング周波数（ＰＷＭの場合には、キャリア周波数に相当）が決まれば求まる。従って、求まった電圧の大きさに従って、電流が正方向であれば正、電流が負方向であれば負の補償電圧を電圧指令に加えることで、デッドタイム誤差電圧を補償することができる（例えば、特許文献１参照）。 Further, the magnitude of the dead time error voltage can be obtained if the dead time and the switching frequency (corresponding to the carrier frequency in the case of PWM) are determined. Therefore, according to the obtained voltage magnitude, the dead time error voltage can be compensated by adding a positive compensation voltage to the voltage command if the current is in the positive direction and negative if the current is in the negative direction (for example, , See Patent Document 1).
しかしながら、従来技術には、以下のような課題がある。
デッドタイムは、スイッチング時のみ挿入される。このため、元の電圧指令がＤｕｔｙ指令１００％相当であるときには、スイッチングが発生しないため、デッドタイムは、存在しない。
However, the prior art has the following problems.
Dead time is inserted only during switching. For this reason, when the original voltage command is equivalent to 100% of the Duty command, switching does not occur, so there is no dead time.
しかしながら、特許文献１のように、単純に電流の値の符号に応じて補償電圧を加算する場合には、元の電圧指令がＤｕｔｙ指令１００％相当、すなわち、電圧指令が正の最大値相当、であった場合でも、電流の値が負であれば負の補償電圧を元の電圧指令に加算する。この結果、最終的に出力されるＤｕｔｙ指令は、１００％を下回ることになる。
However, as in
また、元の電圧指令がＤｕｔｙ指令０％相当、すなわち、電圧指令が負の最大値相当、であった場合でも、電流の値が正であれば正の補償電圧を元の電圧指令に加算する。この結果、最終的に出力されるＤｕｔｙ指令は、０％を上回ることになる。そして、このような制御を行った場合には、本来不要なスイッチングが発生する。 Even if the original voltage command is equivalent to 0% Duty command, that is, the voltage command is equivalent to a negative maximum value, if the current value is positive, a positive compensation voltage is added to the original voltage command. . As a result, the duty command that is finally output exceeds 0%. When such control is performed, originally unnecessary switching occurs.
電圧指令と電流とに位相差がある場合には、電圧指令と電流の値が互いに異符号となるこのような区間が存在し得る。このとき、本来は不要なスイッチングが発生することによって、デッドタイム誤差電圧が発生する。ただし、デッドタイム補償電圧が適切であれば、デッドタイム誤差電圧とデッドタイム補償電圧は、相殺され、電圧指令と実際に出力される電圧とは一致する。 When there is a phase difference between the voltage command and the current, there may be such a section where the values of the voltage command and the current have different signs. At this time, a dead time error voltage is generated due to occurrence of switching that is originally unnecessary. However, if the dead time compensation voltage is appropriate, the dead time error voltage and the dead time compensation voltage are canceled out, and the voltage command and the actually output voltage match.
しかしながら、通電素子のスイッチングが発生するために、スイッチング損失は、増加し、また、デッドタイム区間中は、ダイオードに電流が流れることになる。そして、一般的には、ＭＯＳＦＥＴなどの通電素子に比べて、ダイオードの導通損失は大きいため、導通損失も増加し、インバータの効率が低下することとなる。 However, since switching of the energization element occurs, the switching loss increases, and a current flows through the diode during the dead time interval. In general, the conduction loss of a diode is larger than that of a current-carrying element such as a MOSFET, so that the conduction loss also increases and the efficiency of the inverter decreases.
特に、電圧指令と電流の位相差が１８０度となっている状態、つまり、電圧指令と電流の値が常に互いに異符号となっている状態、での発電動作時には、Ｄｕｔｙ指令が０％のときに電流が正方向に最大となり、Ｄｕｔｙ指令が１００％のときに電流が負方向に最大となる。このため、電圧指令と電流の位相差が１８０度となっている状態では、スイッチング損失および導通損失の増加が、特に顕著となる。 In particular, when the power generation operation is performed in a state where the phase difference between the voltage command and the current is 180 degrees, that is, in a state where the values of the voltage command and the current are always different from each other, the duty command is 0% Current is maximum in the positive direction, and when the duty command is 100%, the current is maximum in the negative direction. For this reason, in the state where the phase difference between the voltage command and the current is 180 degrees, the increase in switching loss and conduction loss is particularly remarkable.
本発明は、前記のような課題を解決するためになされたものであり、不要なスイッチングを発生させずにデッドタイム補償を行うことで、応答性などの制御特性の劣化を低減しながら高効率で運転可能なインバータ装置およびインバータ装置を備えた電動機制御装置を得ることを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems. By performing dead time compensation without causing unnecessary switching, high efficiency is achieved while reducing deterioration of control characteristics such as responsiveness. It is an object of the present invention to obtain an inverter device that can be operated with a motor and a motor control device that includes the inverter device.
本発明に係るインバータ装置は、通電信号に基づいて、インバータに接続される負荷に通電するための通電素子を、ブリッジの上下アームのそれぞれに有する通電器と、負荷に印加する電圧を定める電圧指令を生成する電圧指令生成器と、通電素子の短絡防止用デッドタイムに起因するデッドタイム誤差電圧を補償するデッドタイム補償器と、電圧指令とインバータの直流電圧の値から、通電信号の第１のＤｕｔｙ指令を生成するＤｕｔｙ指令生成器と、通電信号を生成する通電信号生成器とを備え、デッドタイム補償器は、第１のＤｕｔｙ指令に基づいてデッドタイム補償電圧を生成し、電圧指令とデッドタイム補償電圧に基づいてデッドタイム補償後電圧指令を生成し、Ｄｕｔｙ指令生成器は、デッドタイム補償後電圧指令とインバータの直流電圧の値から、通電信号の第２のＤｕｔｙ指令を生成し、通電信号生成器は、第２のＤｕｔｙ指令に基づいて通電信号を生成するものである。 An inverter device according to the present invention includes an energizer having energization elements for energizing a load connected to an inverter based on an energization signal in each of the upper and lower arms of the bridge, and a voltage command for determining a voltage to be applied to the load. A voltage command generator for generating a current signal, a dead time compensator for compensating for a dead time error voltage due to a dead time for preventing a short circuit of the current-carrying element, A duty command generator that generates a duty command; and an energization signal generator that generates an energization signal. The dead time compensator generates a dead time compensation voltage based on the first duty command, and The dead time compensation voltage command is generated based on the time compensation voltage, and the duty command generator generates the dead time compensation voltage command and the inverter. From the value of the DC voltage to generate a second Duty command energization signal, the energization signal generator is for generating an energization signal based on the second Duty command.
また、本発明に係るインバータ装置を備えた電動機制御装置は、負荷が電動機の電機子巻線または界磁巻線の少なくともいずれか一方であり、本発明に係るインバータ装置により電動機の電機子巻線または界磁巻線の少なくともいずれか一方に通電信号を与えて通電を行い、電動機を制御するものである。 Further, in the motor control device provided with the inverter device according to the present invention, the load is at least one of the armature winding or the field winding of the motor, and the armature winding of the motor is driven by the inverter device according to the present invention. Alternatively, the energization signal is applied to at least one of the field windings for energization to control the electric motor.
本発明のインバータ装置によれば、電圧指令とインバータの直流電圧とから生成された第１のＤｕｔｙ指令の大きさに応じてデッドタイム補償後の電圧指令を生成し、デッドタイム補償後の電圧指令を用いて生成された第２のＤｕｔｙ指令に基づいて通電信号を生成する構成を備えている。この結果、不要なスイッチングを発生させずにデッドタイム補償を行うことで、応答性などの制御特性の劣化を低減しながら高効率で運転可能なインバータ装置およびインバータ装置を備えた電動機制御装置を得ることができる。 According to the inverter device of the present invention, the voltage command after the dead time compensation is generated according to the magnitude of the first duty command generated from the voltage command and the DC voltage of the inverter, and the voltage command after the dead time compensation is generated. Is configured to generate an energization signal based on the second duty command generated using the. As a result, by performing dead time compensation without causing unnecessary switching, an inverter device that can be operated with high efficiency while reducing deterioration of control characteristics such as responsiveness and an electric motor control device including the inverter device are obtained. be able to.
以下、本発明のインバータ装置を含む電動機制御装置の好適な実施の形態につき、図面を用いて説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of an electric motor control device including an inverter device of the present invention will be described with reference to the drawings.
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る電動機制御装置の概略構成を、電動機とともに示す図である。なお、以降では、各図中、同一符号は、同一または相当部分を示す。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an electric motor control device according to
図１において、電動機制御装置１は、電動機２を制御する。電動機２は、３相の同期電動機であり、固定子（電機子巻線）２１、および回転子２２（界磁）を有して構成されている。
In FIG. 1, an electric
なお、本実施の形態１における電機子巻線２１の結線は、３相Ｙ結線であるとして説明する。また、回転子２２の界磁の方式としては、永久磁石を用いた永久磁石界磁方式、巻線界磁方式、さらに永久磁石と巻線の併用方式が、主として挙げられるが、本実施の形態１では、永久磁石界磁方式を使用することとして説明する。
Note that the connection of the armature winding 21 in the first embodiment will be described as a three-phase Y connection. In addition, as a field system of the
図１に示した本実施の形態１における電動機制御装置１は、電流算出器１１、電流指令生成器１２、回転子位置算出器１３、電圧指令生成器１４、デッドタイム補償器１５、Ｄｕｔｙ指令生成器１６、通電信号生成器１７、および通電器１８を有して構成されている。
The
電流算出器１１は、電機子巻線２１の各相に流れる電流をフィードバック値として算出し、電流の値として出力する。電流算出器１１による電流の算出方法としては、例えば、ＣＴなどの電流センサを用いて電流を検出する方法が挙げられる。 The current calculator 11 calculates the current flowing through each phase of the armature winding 21 as a feedback value and outputs it as a current value. Examples of the current calculation method by the current calculator 11 include a method of detecting a current using a current sensor such as a CT.
電流指令生成器１２は、電動機２の電機子巻線２１に流れる電流を基準値として定める電流指令を生成する。なお、電流指令は、どのように定めてもよく、例えば、所望のトルクから定める、あるいは所望の発電量から定める、などが挙げられる。
The current command generator 12 generates a current command that determines the current flowing through the armature winding 21 of the
本実施の形態１における電流指令生成器１２は、所望のトルクに応じて電流指令を生成して出力することとする。より具体的には、電流指令生成器１２により生成される電流指令は、回転子２２の磁極位置の方向にｄ軸を定義し、これに直交する向きにｑ軸を定義した場合の、ｄｑ軸上の値であるとする。
The current command generator 12 in the present first embodiment generates and outputs a current command according to a desired torque. More specifically, the current command generated by the current command generator 12 defines the dq axis when the d axis is defined in the direction of the magnetic pole position of the
回転子位置算出器１３は、回転子２２の回転子位置、すなわち磁極位置、を算出して出力する。回転子位置算出器１３による回転子位置の算出方法としては、例えば、レゾルバなどを用いて回転子位置を検出する方法が挙げられる。
The
電圧指令生成器１４は、電流算出器１１から出力されるフィードバック値である電流、電流指令生成器１２から出力される基準値である電流指令、および回転子位置算出器１３で検出された回転子２２の回転子位置に基づいて、３相交流の電圧指令を生成する。この手順について、次に説明する。
The voltage command generator 14 includes a current that is a feedback value output from the current calculator 11, a current command that is a reference value output from the current command generator 12, and the rotor detected by the
まず、電圧指令生成器１４は、ｄｑ軸上の電流指令の値、ｄｑ軸上の電流の値から、ｄｑ電圧指令を生成する。ここで、電圧指令生成器１４は、電流算出器１１から出力される３相交流の電流からｄｑ軸上の電流を得る際には、一般的な３相−ｄｑ変換を用いる。なお、電圧指令生成器１４においてｄｑ電圧指令を生成する方法としては、例えば、電流指令と電流の偏差に基づくＰＩ制御を用いる方法が挙げられる。 First, the voltage command generator 14 generates a dq voltage command from the current command value on the dq axis and the current value on the dq axis. Here, the voltage command generator 14 uses a general three-phase-dq conversion when obtaining a current on the dq axis from the three-phase alternating current output from the current calculator 11. An example of a method for generating a dq voltage command in the voltage command generator 14 is a method using PI control based on a deviation between a current command and a current.
続いて、電圧指令生成器１４は、回転子位置とｄｑ電圧指令から３相交流の電圧指令を生成して出力する。ここで、電圧指令生成器１４は、回転子位置とｄｑ電圧指令から３相交流の電圧指令を生成する際には、一般的なｄｑ−３相変換を用いる。 Subsequently, the voltage command generator 14 generates and outputs a three-phase AC voltage command from the rotor position and the dq voltage command. Here, the voltage command generator 14 uses general dq-3 phase conversion when generating a three-phase AC voltage command from the rotor position and the dq voltage command.
デッドタイム補償器１５は、第１のＤｕｔｙ指令、電流、電圧指令に基づいて、デッドタイム補償後電圧指令を生成して出力する。デッドタイム補償器１５の詳細な機能については、後述する。 The dead time compensator 15 generates and outputs a dead time compensated voltage command based on the first duty command, current, and voltage command. Detailed functions of the dead time compensator 15 will be described later.
Ｄｕｔｙ指令生成器１６は、電圧指令、直流電圧の値から第１のＤｕｔｙ指令を生成するとともに、デッドタイム補償後電圧指令、直流電圧の値から第２のＤｕｔｙ指令を生成して出力する。 The duty command generator 16 generates a first duty command from the voltage command and the DC voltage value, and generates and outputs a second duty command from the dead time compensated voltage command and the DC voltage value.
ここで、Ｄｕｔｙ指令生成器１６が生成する第１のＤｕｔｙ指令は、電圧指令を直流電圧の値Ｖｄｃで除したものに０．５を加算して、値の範囲を０〜１に規格化したものである。また、Ｄｕｔｙ指令生成器１６が生成する第２のＤｕｔｙ指令は、デッドタイム補償後電圧指令を直流電圧の値で除したものに０．５を加算して、値の範囲を０〜１に規格化したものである。なお、以下の説明においては、Ｄｕｔｙ指令（第１のＤｕｔｙ指令および第２のＤｕｔｙ指令）の値を百分率で表す場合もある。 Here, the first duty command generated by the duty command generator 16 is obtained by adding 0.5 to the value obtained by dividing the voltage command by the DC voltage value Vdc, and normalizing the value range to 0 to 1. Is. Further, the second duty command generated by the duty command generator 16 adds 0.5 to the value obtained by dividing the dead time compensated voltage command by the value of the DC voltage, so that the value range is standardized to 0 to 1. It has become. In the following description, the value of the duty command (the first duty command and the second duty command) may be expressed as a percentage.
通電器１８は、通電信号に基づいて交流電圧を出力し、電機子巻線２１に通電する。図２は、本発明の実施の形態１における通電器１８の構成を、電機子巻線２１とともに示す図である。通電器１８は、Ｕ、Ｖ、Ｗ相ごとに、直列に接続された上アームと下アームを有している。
The
ここで、上アームとは、それぞれＵ相上アーム１８２、Ｖ相上アーム１８４、Ｗ相上アーム１８６のことである。一方、下アームとは、それぞれＵ相下アーム１８３、Ｖ相下アーム１８５、Ｗ相下アーム１８７のことである。
Here, the upper arms are the U-phase
また、各アームは、通電素子と還流ダイオードが逆並列に接続された構成となっている。なお、以降の説明では、あるアームの通電素子がオンになることを、単に「アームがオンになる」、オフになることを、単に「アームがオフになる」というように表現することもある。 Each arm has a configuration in which a current-carrying element and a reflux diode are connected in antiparallel. In the following description, when an energization element of a certain arm is turned on, it may be simply expressed as “an arm is turned on” or turned off as simply “an arm is turned off”. .
また、図２においては、直流電源１８１の両端の、仮想中性点基準の電位を＋Ｖｄｃ／２、−Ｖｄｃ／２というように記載している。従って、直流電源１８１の両端の電圧、すなわち直流電圧、の値は、Ｖｄｃである。
In FIG. 2, the virtual neutral point reference potentials at both ends of the
通電信号生成器１７は、通電信号に相当するＰＷＭ信号を生成して出力する。具体的には、通電信号生成器１７は、第２のＤｕｔｙ指令と、値の範囲が０〜１の三角波である搬送波との比較により、ＰＷＭ信号を生成して出力する。
The
図３は、本発明の実施の形態１における通電信号生成器１７によるＰＷＭ動作を示す説明図である。図３においては、代表的にＵ相の場合についてのみ示しているが、他の相の場合についても、同様である。図３において、Ｃａｒｒは、搬送波、ＤｕｔｙＵ２は、Ｕ相の第２のＤｕｔｙ指令、ＵＨ、ＵＬは、それぞれＵ相上アーム、Ｕ相下アームの通電信号である。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a PWM operation by the
また、Ｖｕは、Ｕ相の端子電圧（出力電圧）、すなわち、電機子巻線２１に接続されているＵの線の、仮想中性点基準の電位、Ｉｕは、Ｕ相の電流であり、Ｉｕが正の場合、負の場合それぞれについて、Ｖｕの波形を模式的に示している。ここで、電流の向きは、通電器１８から負荷である電動機２の電機子巻線２１に向かう場合を正とする。
Further, Vu is a U-phase terminal voltage (output voltage), that is, a virtual neutral point reference potential of the U line connected to the armature winding 21, and Iu is a U-phase current. The waveform of Vu is schematically shown for each case where Iu is positive and negative. Here, the direction of the current is positive when going from the
なお、通電信号のスイッチングのタイミングにおいて、上下アーム短絡防止用に、上下アームをともにオフにする時間であるデッドタイムＴｄを挿入する必要がある。デッドタイムＴｄの挿入方法はいくつかあるが、ここでは、各アームの通電信号とも、オンのタイミングをデッドタイムＴｄ分遅らせる方法で、デッドタイムを挿入するものとする。 In addition, at the timing of switching the energization signal, it is necessary to insert a dead time Td that is a time for turning off both the upper and lower arms to prevent the upper and lower arms from being short-circuited. There are several methods for inserting the dead time Td. Here, it is assumed that the dead time is inserted by a method of delaying the ON timing of each arm energization signal by the dead time Td.
デッドタイムＴｄ中の電圧は、Ｉｕ＞０の場合には、−Ｖｄｃ／２となり、Ｉｕ＜０の場合には、Ｖｄｃ／２となる。このデッドタイムＴｄ中の電圧によって、電圧指令と実際に出力される電圧との差が生じる。電圧指令通りの電圧が出力されないため、例えば、本実施の形態１のように、電流指令と電流の偏差に基づくＰＩ制御で電圧指令を生成している場合には、設定したＰＩ制御のゲイン通りの制御応答が得られないという問題が生じ得る。 The voltage during the dead time Td is −Vdc / 2 when Iu> 0, and Vdc / 2 when Iu <0. The voltage during the dead time Td causes a difference between the voltage command and the actually output voltage. Since the voltage according to the voltage command is not output, for example, when the voltage command is generated by the PI control based on the deviation between the current command and the current as in the first embodiment, the gain according to the set PI control is used. There is a problem that the control response cannot be obtained.
また、ＰＩ制御時だけでなく、ＰＩ制御をせずに、直接、電圧指令を生成して制御する場合であっても、電流波形が歪むという問題が生じ得る。電動機２を制御する上では、これらの問題は、例えば、所望のトルク応答、発電電流応答が得られない、あるいはトルクリップルが生じる、などといった、さらなる問題を生じさせることとなる。
In addition, not only during PI control but also when the voltage command is directly generated and controlled without performing PI control, there is a problem that the current waveform is distorted. In controlling the
これらの問題を解決するには、このデッドタイムＴｄ中の電圧による影響を補償するデッドタイム補償が必要となる。 In order to solve these problems, dead time compensation is required to compensate for the influence of the voltage during the dead time Td.
また、通電信号生成器１７は、入力される電流の値が許容電流値を超えた場合には、電機子巻線２１への通電を停止するように、上アーム、下アームをともにオフするように、通電信号を生成する。
Further, the
次に、デッドタイムＴｄ中の電圧が、電流の向きによって決まることを説明する。図４は、本発明の実施の形態１におけるインバータ装置内の通電器１８の概略構成のうち、Ｕ相の１相だけを抜き出した回路図である。
Next, it will be described that the voltage during the dead time Td is determined by the direction of the current. FIG. 4 is a circuit diagram in which only one phase of the U phase is extracted from the schematic configuration of the
図４（ａ）は、Ｕ相の電流Ｉｕが正方向であるときを示しており、ダイオード１８３ｂが導通するため、Ｕ相の端子電圧、すなわち、電機子巻線２１に接続されているＵの線の、仮想中性点基準の電位、は、負値−Ｖｄｃ／２となる。一方、図４（ｂ）は、Ｕ相の電流Ｉｕが負方向であるときを示しており、ダイオード１８２ｂが導通するため、Ｕ相の端子電圧は、正値Ｖｄｃ／２となる。
FIG. 4A shows a case where the U-phase current Iu is in the positive direction. Since the
他の相の場合についても同様である。Ｖ相の場合、電流Ｉｖが正方向であるときには、ダイオード１８５ｂが導通するため、Ｖ相の端子電圧（電機子巻線２１に接続されているＶの線の、仮想中性点基準の電位）は、負値−Ｖｄｃ／２となる。一方、電流Ｉｖが負方向であるときには、ダイオード１８４ｂが導通するため、Ｖ相の端子電圧は、正値Ｖｄｃ／２となる。
The same applies to the other phases. In the case of the V phase, when the current Iv is in the positive direction, the
同様に、Ｗ相の場合、電流Ｉｗが正方向であるときには、ダイオード１８７ｂが導通するため、Ｗ相の端子電圧（電機子巻線２１に接続されているＷの線の、仮想中性点基準の電位）は、負値−Ｖｄｃ／２となる。一方、電流Ｉｗが負方向であるときには、ダイオード１８６ｂが導通するため、Ｗ相の端子電圧は、正値Ｖｄｃ／２となる。
Similarly, in the case of the W phase, when the current Iw is in the positive direction, the
このデッドタイムＴｄ中の電圧は、通電素子のスイッチングのタイミングで発生する。スイッチングのタイミングは、搬送波半周期に１回である。このため、設定デッドタイムをＴｄ、搬送波周期をＴｃとすると、平均的なデッドタイム誤差電圧の大きさは、Ｖｄｃ・Ｔｄ／Ｔｃとなる。従って、デッドタイム補償電圧としては、このデッドタイム誤差電圧と同じ大きさの電圧を、向きのみ反転させて加算させればよい。 The voltage during the dead time Td is generated at the switching timing of the energization element. Switching timing is once every half cycle of the carrier wave. For this reason, when the set dead time is Td and the carrier wave period is Tc, the average dead time error voltage is Vdc · Td / Tc. Therefore, as the dead time compensation voltage, a voltage having the same magnitude as the dead time error voltage may be inverted and added.
次に、本実施の形態１における技術的特徴であるデッドタイム補償器１５の詳細な機能について説明する。まず、デッドタイム補償器１５は、第１のＤｕｔｙ指令がデッドタイム補償実行Ｄｕｔｙ指令範囲に収まっているか否かを判定する。なお、デッドタイム補償実行Ｄｕｔｙ指令範囲は、通電器１８の通電素子の実質的なＤｕｔｙが、０％および１００％となるＤｕｔｙ指令を、それぞれ上下限値として定められる。
Next, a detailed function of the dead time compensator 15 that is a technical feature of the first embodiment will be described. First, the dead time compensator 15 determines whether or not the first duty command is within the dead time compensation execution duty command range. In the dead time compensation execution duty command range, duty commands for which the substantial duty of the energization element of the
ここで、このデッドタイム補償実行Ｄｕｔｙ指令範囲を単純に０％から１００％としない理由は、通電器１８の通電素子が生成できるパルス幅には制約があるためである。この制約が生じる理由としては、通電素子の立ち上がり時間、立ち下がり時間に相当するスイッチング時間が、理想的には無限小であるが、実際には有限時間であることが挙げられる。
Here, the reason why the dead time compensation execution duty command range is not simply set to 0% to 100% is that the pulse width that can be generated by the energization element of the
このスイッチング時間の存在により、オン時間やオフ時間が短くなるようなＤｕｔｙ指令を与えても、通電素子が反応できず、実質的にＤｕｔｙが０％や１００％となる。なお、通電素子のスイッチング時間が、要求精度、通電素子の特性などの観点から無視できる場合であれば、デッドタイム補償実行Ｄｕｔｙ指令範囲を単純に０％から１００％としてもよい。 Due to the presence of the switching time, even when a duty command that shortens the on time and the off time is given, the energization element cannot react, and the duty is substantially 0% or 100%. If the switching time of the energization element is negligible from the viewpoint of required accuracy, characteristics of the energization element, etc., the dead time compensation execution duty command range may be simply set to 0% to 100%.
搬送波の半周期中に、通電器１８の通電素子の実質的なＤｕｔｙが０％および１００％となっている場合は、その期間でのスイッチングは生じないため、デッドタイムも発生しない。
When the substantial duty of the energization element of the
まず、第１のＤｕｔｙ指令が実質的に０％となっている場合について考える。このとき、電流が負方向に流れていれば、前述の通り、デッドタイム誤差電圧は、正方向となる。従って、電圧指令に加算するデッドタイム補償電圧の符号は、デッドタイム誤差電圧の符号を反転させたものであるから、デッドタイム補償電圧は、負の値となる。この場合、第２のＤｕｔｙ指令は、０％未満の負値となるが、ＰＷＭの原理から実質的に０％であり、実動作に支障はない。 First, consider a case where the first duty command is substantially 0%. At this time, if the current flows in the negative direction, as described above, the dead time error voltage is in the positive direction. Therefore, since the sign of the dead time compensation voltage added to the voltage command is obtained by inverting the sign of the dead time error voltage, the dead time compensation voltage has a negative value. In this case, the second duty command has a negative value of less than 0%, but is substantially 0% from the principle of PWM, and there is no problem in actual operation.
しかしながら、電流が正方向に流れている場合には、電圧指令に加算するデッドタイム補償電圧は、正の値となる。この場合、デッドタイム補償後電圧指令に基づく第２のＤｕｔｙ指令は、０％を超える正値となるため、通電素子のスイッチングが発生する。 However, when the current flows in the positive direction, the dead time compensation voltage added to the voltage command is a positive value. In this case, since the second duty command based on the voltage command after dead time compensation is a positive value exceeding 0%, switching of the energization element occurs.
図５は、本発明の実施の形態１において、第１のＤｕｔｙ指令が０％であり、かつ電流が正方向に流れている場合の、第１のＤｕｔｙ指令、第２のＤｕｔｙ指令、出力電圧の関係を示す図である。ＤｕｔｙＵ１は、Ｕ相の第１のＤｕｔｙ指令である。出力電圧自体は、Ｄｕｔｙ０％に相当する電圧となっているが、第２のＤｕｔｙ指令が、０％を超えていることによって、Ｕ相下アームにおいて、スイッチングが発生している（図５におけるＵＬのＯＮ／ＯＦＦ波形参照）。
FIG. 5 shows the first duty command, the second duty command, and the output voltage when the first duty command is 0% and the current is flowing in the positive direction in the first embodiment of the present invention. It is a figure which shows the relationship. DutyU1 is the first duty command of the U phase. The output voltage itself is a voltage corresponding to
なお、図５中のＵＨは、常時「ＯＦＦ」となっている。これは、デッドタイム挿入方法が、各々のオンするタイミングをデッドタイム分遅らせるというものであり、上アームの場合、デッドタイム終了時点とオフするタイミングが同じであるために、ＵＨが「ＯＮ」となる区間が存在しなくなっているということを意味している。 Note that UH in FIG. 5 is always “OFF”. This is because the dead time insertion method delays each on timing by the dead time. In the case of the upper arm, the dead time end time is the same as the off timing, so UH is “ON”. This means that there are no more sections.
本来は、不要なスイッチングが発生することにより、通電素子のスイッチング損失が発生する。また、デッドタイムの間は、ダイオードに電流が流れることになり、一般的に、ＭＯＳＦＥＴなどの通電素子に比べてダイオードの導通損失は大きいため、導通損失も増加する。 Originally, when unnecessary switching occurs, switching loss of the energization element occurs. In addition, during the dead time, a current flows through the diode. Generally, the conduction loss of the diode is larger than that of a current-carrying element such as a MOSFET, so that the conduction loss also increases.
第１のＤｕｔｙ指令が実質的に１００％となっている場合についても同様に、このとき電流が負方向に流れていれば、負のデッドタイム補償電圧を加算することにより、不要なスイッチングが発生し、全体として損失が増大する。 Similarly, when the first duty command is substantially 100%, if the current flows in the negative direction at this time, unnecessary switching occurs by adding a negative dead time compensation voltage. However, the loss increases as a whole.
従って、第１のＤｕｔｙ指令が、通電素子のＤｕｔｙを実質的に０％、および１００％とするような値となっている場合には、デッドタイム補償電圧を０にすることで不要なスイッチングが発生しないようにする。 Therefore, when the first duty command is a value that makes the duty of the energization element substantially 0% and 100%, unnecessary switching can be performed by setting the dead time compensation voltage to 0. Prevent it from occurring.
ところで、デッドタイム補償電圧の向きを決めるために参照している電流の向きは、電流算出器１１から出力される電流の値の符号で判定している。そして、電流算出器１１から出力される電流の値が０となる付近では、ノイズなどの影響により、電流の値が、０近傍で頻繁に正負に変動する場合がある。 By the way, the direction of the current referred to for determining the direction of the dead time compensation voltage is determined by the sign of the value of the current output from the current calculator 11. Then, in the vicinity where the value of the current output from the current calculator 11 becomes zero, the value of the current frequently fluctuates in the vicinity of zero due to the influence of noise or the like.
このように変動する場合、デッドタイム補償電圧の向きも、これに応じて変動する。このため、制御精度が悪化する場合がある。そこで、電流の値の大きさがある所定の値未満になった場合は、デッドタイム補償電圧を０にすることで、この変動の影響を軽減することができる。 In such a case, the direction of the dead time compensation voltage also changes accordingly. For this reason, control accuracy may deteriorate. Therefore, when the magnitude of the current value is less than a predetermined value, the influence of this fluctuation can be reduced by setting the dead time compensation voltage to zero.
なお、これまでの説明では、電流算出部１１の出力である電流の向きに応じてデッドタイム補償電圧の向きを定めるとしていた。しかしながら、電流指令生成器１２の出力である電流指令を用いて、デッドタイム補償電圧の向きを定めることもできる。ただし、電流指令は、ｄｑ軸上の値であり、これを３相の値に換算する必要がある。この換算には、一般的なｄｑ−３相変換を用いる。 In the description so far, the direction of the dead time compensation voltage is determined according to the direction of the current that is the output of the current calculation unit 11. However, the direction of the dead time compensation voltage can be determined using the current command that is the output of the current command generator 12. However, the current command is a value on the dq axis, and this needs to be converted into a three-phase value. For this conversion, general dq-3 phase conversion is used.
デッドタイム補償電圧の向きを定めるために電流指令を用いる場合には、上述したようなノイズの影響は基本的にない。このため、電流の大きさがある所定の値未満になった場合にも、デッドタイム補償電圧を０にしなくとも、安定してデッドタイム補償を行えることが期待できる。 When a current command is used to determine the direction of the dead time compensation voltage, there is basically no influence of noise as described above. For this reason, even when the magnitude of the current becomes less than a predetermined value, it can be expected that the dead time compensation can be stably performed without setting the dead time compensation voltage to zero.
ただし、電流指令の算出方法によっては、３相の電流指令が０となる付近で変動する場合も考えられる。例えば、本実施の形態１の場合、３相の電流指令は、ｄｑ軸上の電流指令をｄｑ−３相変換して得ているが、その際に用いられる回転子位置の値が、ノイズの影響を受けている場合には、３相の電流指令も、やはり変動する。 However, depending on the calculation method of the current command, there may be a case where the current command of the three-phase varies near zero. For example, in the case of the first embodiment, a three-phase current command is obtained by performing a dq-3 phase conversion on a current command on the dq axis, and the value of the rotor position used at that time is the noise level. If affected, the three-phase current command will also vary.
そのような場合には、電流の向きに応じてデッドタイム補償電圧の向きを定める場合と同様に、電流指令の大きさがある所定の値未満になった場合は、デッドタイム補償電圧を０にすることで、この変動の影響を軽減することができる。 In such a case, as in the case where the direction of the dead time compensation voltage is determined according to the direction of the current, the dead time compensation voltage is set to 0 when the magnitude of the current command becomes less than a predetermined value. By doing so, the influence of this fluctuation can be reduced.
なお、ここまでの説明においては、デッドタイム誤差電圧、デッドタイム補償電圧を一定として説明してきた。設定デッドタイム通りに実際のデッドタイムが確保されているとみなせる場合には、このように一定として、特に問題ない。しかしながら、実際には、通電素子の応答遅れがり、立ち上がり、立ち下がりに有限の時間がかかるため、設定したデッドタイム通りのデッドタイムが確保されない場合もある。 In the above description, the dead time error voltage and the dead time compensation voltage are assumed to be constant. In the case where it can be considered that the actual dead time is secured according to the set dead time, there is no particular problem with this constant. However, in actuality, the response time of the energization element is delayed, and it takes a finite time to rise and fall. Therefore, the dead time according to the set dead time may not be ensured.
そのような場合には、デッドタイム誤差電圧も変化するため、デッドタイム補償電圧もこれに応じて変化させる必要がある。通電素子の応答は、一般的に、通電素子を流れる電流によって決まる。このため、デッドタイム補償電圧も、通電素子を流れる電流に応じて可変とする。 In such a case, since the dead time error voltage also changes, it is necessary to change the dead time compensation voltage accordingly. The response of the energization element is generally determined by the current flowing through the energization element. For this reason, the dead time compensation voltage is also variable according to the current flowing through the energization element.
具体的には、３相の電流または３相の電流指令を引数として、デッドタイム補償電圧係数を出力するテーブルを用意しておく。そして、デッドタイム補償電圧係数をＫｔｄとして、デッドタイム補償電圧の大きさを、Ｋｔｄ・Ｖｄｃ・Ｔｄ／Ｔｃとし、向きは前述の通り、電流または電流指令の符号に応じて定めることで、デッドタイム補償を行う。 Specifically, a table for outputting a dead time compensation voltage coefficient using a three-phase current or a three-phase current command as an argument is prepared. The dead time compensation voltage coefficient is Ktd, the dead time compensation voltage is Ktd · Vdc · Td / Tc, and the direction is determined according to the sign of the current or the current command as described above. Compensate.
以上のように、実施の形態１に係る電動機制御装置によれば、不要なスイッチングを発生させることなく、デッドタイム補償を行うことができる。この結果、インバータの効率低下を抑制しながら、トルク応答性、発電電流応答性の改善、およびトルクリップルの低減を図ることができる。 As described above, according to the motor control device according to the first embodiment, it is possible to perform dead time compensation without causing unnecessary switching. As a result, it is possible to improve torque response, power generation current response, and reduce torque ripple while suppressing a decrease in inverter efficiency.
特に、通電素子の実質的なＤｕｔｙが０％や１００％となる区間が存在するような動作領域で、電圧と電流の位相差が１８０度となる条件で発電動作を行う場合には、顕著な効果が得られる。この場合、同一入力の場合における発電出力の向上、同一出力の場合における発電効率向上が可能となる。 This is particularly noticeable when the power generation operation is performed under the condition that the phase difference between the voltage and the current is 180 degrees in the operation region where the substantial duty of the energization element is 0% or 100%. An effect is obtained. In this case, it is possible to improve the power generation output in the case of the same input and to improve the power generation efficiency in the case of the same output.
また、インバータの損失に起因する熱的制約で、最大出力や運転時間に制約が生じている場合には、効率向上によって、これらの制約が緩和されることも期待できる。 Moreover, when the maximum output and the operation time are limited due to thermal constraints caused by the loss of the inverter, it can be expected that these constraints are eased by improving the efficiency.
なお、本実施の形態１では、回転子２２の界磁の方式を永久磁石界磁方式としていたが、界磁巻線を使用する巻線界磁方式、あるいは界磁巻線を併用する方式であってもよい。その場合、通電信号生成器１７は、界磁巻線に通電するための通電信号を生成して出力し、通電器１８は、その通電信号に基づいて、界磁巻線に通電する構成とする。
In the first embodiment, the field system of the
また、電流算出器１１で算出される電流の値が許容電流値を超える場合には、界磁巻線に対する通電を停止するように、通電信号を生成する構成としてもよい。なお、界磁巻線への通電に関しても、デッドタイムの挿入が必要な回路構成の場合には、これまで説明してきたものと同様のデッドタイム補償を適用することができる。 Further, when the value of the current calculated by the current calculator 11 exceeds the allowable current value, the energization signal may be generated so as to stop energization of the field winding. Regarding the energization of the field winding, in the case of a circuit configuration that requires insertion of dead time, dead time compensation similar to that described so far can be applied.
デッドタイム補償電圧の大きさに関しても、電機子巻線への通電の場合と同様、デッドタイム中の電圧を平均的に算出することで求められる。 The magnitude of the dead time compensation voltage can also be obtained by averaging the voltage during the dead time, as in the case of energizing the armature winding.
界磁巻線の場合、電圧指令と電流の向きは、基本的には同一である。しかしながら、界磁電流を迅速に下げる必要がある場合などに、界磁巻線に負電圧を印加する場合（逆励磁時）などには、電圧指令と電流の向きが逆になる。その際に、Ｄｕｔｙ指令が負の最大電圧相当である場合には、本発明特有の効果を得ることができる。 In the case of a field winding, the voltage command and the current direction are basically the same. However, the direction of the voltage command and the current are reversed when a negative voltage is applied to the field winding (when reverse excitation is performed) when it is necessary to quickly reduce the field current. At this time, when the duty command is equivalent to the negative maximum voltage, an effect peculiar to the present invention can be obtained.
また、本実施の形態１では、電動機２の電機子巻線２１の結線を３相Ｙ結線として説明したが、相数、結線方式は、これに限定されない。電動機の種類に関しても、同期電動機に限定されず、誘導電動機等、他の電動機であってもよい。
In the first embodiment, the connection of the armature winding 21 of the
また、本実施の形態１では、電動機２の回転子位置を参照していたが、回転子位置を参照せず、交流位相を内部で生成して通電する方式であってもよい。
In the first embodiment, the rotor position of the
また、本実施の形態１では、電圧指令に基づいて第１のＤｕｔｙ指令を生成し、デッドタイム補償後電圧指令に基づいて第２のＤｕｔｙ指令を生成していたが、電流算出器１１の電流の値に基づいて第１のＤｕｔｙ指令、第２のＤｕｔｙ指令を直接生成する構成であってもよい。 In the first embodiment, the first duty command is generated based on the voltage command, and the second duty command is generated based on the voltage command after dead time compensation. The first duty command and the second duty command may be directly generated based on the value of.
また、本実施の形態１では、デッドタイム補償電圧を電流算出器１１から出力される電流の値を参照して生成していたが、電圧指令と電流の関係が既知であれば、電流を参照せずに、デッドタイム補償電圧を生成することができる。 In the first embodiment, the dead time compensation voltage is generated by referring to the value of the current output from the current calculator 11. However, if the relationship between the voltage command and the current is known, refer to the current. Without this, the dead time compensation voltage can be generated.
また、本実施の形態１では、電圧指令をＰＩ制御に基づいて生成していたが、電圧指令の生成方法は、これに限定されない。Ｐ制御、Ｉ制御に基づいて生成してもよい。また、電流をフィードバックせずに、電流指令からルックアップテーブル等によって電圧指令を生成してもよい。 In the first embodiment, the voltage command is generated based on the PI control. However, the method for generating the voltage command is not limited to this. You may produce | generate based on P control and I control. Further, the voltage command may be generated from the current command by a lookup table or the like without feeding back the current.
また、本実施の形態１では、３相−ｄｑ変換、ｄｑ−３相変換を用いて制御していたが、交流を直接制御してもよい。 In the first embodiment, the control is performed using the three-phase-dq conversion and the dq-3 phase conversion, but the alternating current may be directly controlled.
１ 電動機制御装置（インバータ装置）、２ 電動機、１１ 電流算出器、１２ 電流指令生成器、１３ 回転子位置算出器、１４ 電圧指令生成器、１５ デッドタイム補償器、１６ Ｄｕｔｙ指令生成器、１７ 通電信号生成器、１８ 通電器、２１ 固定子（電機子巻線）、２２ 回転子（界磁）、１８１ 直流電源、１８２ Ｕ相上アーム、１８２ａ Ｕ相上アーム通電素子、１８２ｂ Ｕ相上アーム還流ダイオード、１８３ Ｕ相下アーム、１８３ａ Ｕ相下アーム通電素子、１８３ｂ Ｕ相下アーム還流ダイオード、１８４ Ｖ相上アーム、１８４ａ Ｖ相上アーム通電素子、１８４ｂ Ｖ相上アーム還流ダイオード、１８５ Ｖ相下アーム、１８５ａ Ｖ相下アーム通電素子、１８５ｂ Ｖ相下アーム還流ダイオード、１８６ Ｗ相上アーム、１８６ａ Ｗ相上アーム通電素子、１８６ｂ Ｗ相上アーム還流ダイオード、１８７ Ｗ相下アーム、１８７ａ Ｗ相下アーム通電素子、１８７ｂ Ｗ相下アーム還流ダイオード。
DESCRIPTION OF
本発明に係るインバータ装置は、通電信号に基づいて、インバータに接続される負荷に通電するための通電素子を、ブリッジの上下アームのそれぞれに有する通電器と、負荷に印加する電圧を定める電圧指令を生成する電圧指令生成器と、通電素子の短絡防止用デッドタイムに起因するデッドタイム誤差電圧を補償するデッドタイム補償器と、電圧指令をインバータの直流電圧で除した値に基づき、通電信号の第１のＤｕｔｙ指令を生成するＤｕｔｙ指令生成器と、通電信号を生成する通電信号生成器とを備え、デッドタイム補償器は、第１のＤｕｔｙ指令に基づいてデッドタイム補償電圧を生成し、電圧指令とデッドタイム補償電圧に基づいてデッドタイム補償後電圧指令を生成し、Ｄｕｔｙ指令生成器は、デッドタイム補償後電圧指令をインバータの直流電圧で除した値に基づき、通電信号の第２のＤｕｔｙ指令を生成し、通電信号生成器は、第２のＤｕｔｙ指令に基づいて、通電素子をオンオフするように定める通電信号を生成し、デッドタイム補償器は、第１のＤｕｔｙ指令が、通電素子で生成可能な最小パルス幅に基づいて設定されるデッドタイム補償実行Ｄｕｔｙ指令範囲を逸脱する場合には、デッドタイム補償電圧を０とするものである。 An inverter device according to the present invention includes an energizer having energization elements for energizing a load connected to an inverter based on an energization signal in each of the upper and lower arms of the bridge, and a voltage command for determining a voltage to be applied to the load. Based on the value obtained by dividing the voltage command by the DC voltage of the inverter based on the voltage command generator that generates the voltage, the dead time compensator that compensates for the dead time error voltage caused by the dead time for preventing the short circuit of the energization element. A duty command generator that generates a first duty command; and an energization signal generator that generates an energization signal. The dead time compensator generates a dead time compensation voltage based on the first duty command, and It based on the command and dead time compensation voltage to generate a voltage command after the dead time compensation, Duty command generator, a voltage command after the dead time compensation Based on the value obtained by dividing the DC voltage converter, to generate a second Duty command energization signal, the energization signal generator, based on the second Duty command, generating an energization signal to determine to turn on and off the energization element The dead time compensator reduces the dead time compensation voltage to 0 when the first duty command deviates from the dead time compensation execution duty command range set based on the minimum pulse width that can be generated by the energization element. It is what.
Claims (10)
前記負荷に印加する電圧を定める電圧指令を生成する電圧指令生成器と、
前記通電素子の短絡防止用デッドタイムに起因するデッドタイム誤差電圧を補償するデッドタイム補償器と、
前記電圧指令と前記インバータの直流電圧の値から、前記通電信号の第１のＤｕｔｙ指令を生成するＤｕｔｙ指令生成器と、
前記通電信号を生成する通電信号生成器と
を備え、
前記デッドタイム補償器は、前記第１のＤｕｔｙ指令に基づいてデッドタイム補償電圧を生成し、前記電圧指令と前記デッドタイム補償電圧に基づいてデッドタイム補償後電圧指令を生成し、
前記Ｄｕｔｙ指令生成器は、前記デッドタイム補償後電圧指令と前記インバータの前記直流電圧の値から、前記通電信号の第２のＤｕｔｙ指令を生成し、
前記通電信号生成器は、前記第２のＤｕｔｙ指令に基づいて前記通電信号を生成する
インバータ装置。 An energizer having energizing elements for energizing a load connected to the inverter on each of the upper and lower arms of the bridge based on the energization signal;
A voltage command generator for generating a voltage command for determining a voltage to be applied to the load;
A dead time compensator that compensates for a dead time error voltage caused by a dead time for preventing a short circuit of the energization element;
A duty command generator for generating a first duty command of the energization signal from the voltage command and a value of a DC voltage of the inverter;
An energization signal generator for generating the energization signal,
The dead time compensator generates a dead time compensation voltage based on the first duty command, generates a dead time compensated voltage command based on the voltage command and the dead time compensation voltage,
The duty command generator generates a second duty command for the energization signal from the dead time compensated voltage command and the value of the DC voltage of the inverter,
The energization signal generator generates the energization signal based on the second duty command. Inverter device.
請求項１に記載のインバータ装置。 The inverter apparatus according to claim 1, wherein the dead time compensator sets the dead time compensation voltage to 0 when the first duty command deviates from a dead time compensation execution duty command range.
請求項２に記載のインバータ装置。 The inverter apparatus according to claim 2, wherein the dead time compensation execution duty command range is set based on a minimum pulse width that can be generated by the energization element.
前記デッドタイム補償器は、前記電流の値に基づいて前記デッドタイム補償電圧を生成する
請求項１から３のいずれか１項に記載のインバータ装置。 A current calculator for detecting or estimating a current flowing through the load;
The inverter device according to any one of claims 1 to 3, wherein the dead time compensator generates the dead time compensation voltage based on the value of the current.
前記電圧指令生成器は、前記電流指令に基づいて前記電圧指令を生成し、
前記デッドタイム補償器は、前記電流指令に基づいて前記デッドタイム補償電圧を生成する
請求項１から３のいずれか１項に記載のインバータ装置。 A current command generator for generating a current command for determining a current flowing through the load;
The voltage command generator generates the voltage command based on the current command,
The inverter device according to claim 1, wherein the dead time compensator generates the dead time compensation voltage based on the current command.
請求項４に記載のインバータ装置。 The dead time compensator generates a positive dead time compensation voltage if the sign of the current value is positive, and generates a negative dead time compensation voltage if the sign of the current value is negative. The inverter device according to claim 4.
請求項６記載のインバータ装置。 The inverter apparatus according to claim 6, wherein the dead time compensator sets the dead time compensation voltage to 0 when the magnitude of the current value is within a preset compensation unnecessary range.
請求項５に記載のインバータ装置。 The dead time compensator generates the positive dead time compensation voltage if the sign of the current command value is positive, and generates the negative dead time compensation voltage if the sign of the current command value is negative. The inverter device according to claim 5 to be generated.
請求項８記載のインバータ装置。 The inverter apparatus according to claim 8, wherein the dead time compensator sets the dead time compensation voltage to 0 when the magnitude of the value of the current command is within a preset compensation unnecessary range.
インバータ装置を備えた電動機制御装置。 The load is at least one of an armature winding or a field winding of an electric motor, and the armature winding or the field magnet of the electric motor by the inverter device according to any one of claims 1 to 9. An electric motor control device provided with an inverter device that applies the energization signal to at least one of the windings to energize and control the electric motor.
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Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005012857A (en) * | 2003-06-16 | 2005-01-13 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp | Power converter |
| WO2005088822A1 (en) * | 2004-03-17 | 2005-09-22 | Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki | Motor control device and modulating wave instruction creation method for pwm inverter thereof |
| JP2010088266A (en) * | 2008-10-02 | 2010-04-15 | Omron Corp | Method and device for generating signal of switching voltage type inverter |
| JP2012175854A (en) * | 2011-02-23 | 2012-09-10 | Toshiba Corp | Switching controller |
| JP2014011944A (en) * | 2012-07-03 | 2014-01-20 | Mitsubishi Electric Corp | Power conversion system and power conversion method |
| JP2014176253A (en) * | 2013-03-12 | 2014-09-22 | Aisin Seiki Co Ltd | Power converter |
| JP2015061381A (en) * | 2013-09-18 | 2015-03-30 | 株式会社デンソー | Power conversion apparatus, and electric power steering device using the same |
-
2015
- 2015-04-09 JP JP2015079847A patent/JP6025906B1/en active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005012857A (en) * | 2003-06-16 | 2005-01-13 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp | Power converter |
| WO2005088822A1 (en) * | 2004-03-17 | 2005-09-22 | Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki | Motor control device and modulating wave instruction creation method for pwm inverter thereof |
| JP2010088266A (en) * | 2008-10-02 | 2010-04-15 | Omron Corp | Method and device for generating signal of switching voltage type inverter |
| JP2012175854A (en) * | 2011-02-23 | 2012-09-10 | Toshiba Corp | Switching controller |
| JP2014011944A (en) * | 2012-07-03 | 2014-01-20 | Mitsubishi Electric Corp | Power conversion system and power conversion method |
| JP2014176253A (en) * | 2013-03-12 | 2014-09-22 | Aisin Seiki Co Ltd | Power converter |
| JP2015061381A (en) * | 2013-09-18 | 2015-03-30 | 株式会社デンソー | Power conversion apparatus, and electric power steering device using the same |
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