JP3397180B2 - インバータの正弦波pwm制御信号発生方法 - Google Patents
インバータの正弦波pwm制御信号発生方法Info
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Description
M制御信号の発生方法に関する。
生方法としてはその基本動作を図5と図6との動作波形
図に示す如きものが知られている。
搬送波として波高値が一定であり且つその幅がその周期
と等しくなされた鋸歯状波を用いる場合を示すものであ
り、図中Vc1で示す該鋸歯状搬送波はその周期をTとし
て波高値一定の信号列をなしている。またVsは前記正
弦波制御信号であり、図示のものは該制御信号の時刻
(n−1)Tから(n+2)T間とその近辺の状態の略示
である。更に信号PWM・Sは前記の制御信号Vsが搬送波
Vc1より大となる期間をその時間幅とし該搬送波Vc1の
各周期毎に形成されてパルス列をなすインバータ正弦波
PWM制御信号である。
すべき搬送波として波高値が一定であり且つその幅がそ
の周期Tと等しくなされた三角波Vc2を用いる場合を示
すものであり、インバータ正弦波PWM制御信号PWM・S
も図5に示す場合と同様にして得られる。
き従来の正弦波PWM制御信号発生方法においては、例
えば図5に示す如き鋸歯状搬送波Vc1を用いる場合に
は、前記の如くして得られた正弦波PWM制御信号PWM
・Sの各パルスの中心時点従ってその中心位相点は前記
搬送波Vc1における対応する各周期の中心時点従ってそ
の中心位相点と合致せずその左側に偏在することにな
る。
位相差を有する3組の制御信号に編成し、該各制御信号
にて三相インバータを制御して得た三相交流電圧により
三相誘導電動機を駆動すれば、該電動機の振動と騒音と
の増大,効率の低下等を招くことになり、この対策とし
て前記信号PWM・Sの各パルス幅中心と前記搬送波Vc1の
各周期中心とを合致させる補正操作を行えば、検出され
た前記信号PWM・Sの各パルスの時間幅(または位相幅)
の1/2値の演算と前記搬送波Vc1の各周期の中心時刻
(または中心位相点)の演算、更には該演算時刻(また
は位相点)の前後における前記パルス時間幅(または位
相幅)の1/2値の振分け等所要演算の増加を招く。
して用いる場合には、前記信号 PWM・Sを求めるために
前記両信号VsとVc2との交点を2個所において求める必
要があり、図5に示す場合と同様に所要演算の増加を招
く。
何れの場合においてもソフト上の演算処理時間の増大と
ソフト及びハード両面における価格上昇とを来たしてい
た。
びハード両面における問題を伴うことなく前記誘導電動
機運転時の諸問題を解決するインバータの正弦波PWM
制御信号発生方法の提供を目的とするものである。
に、本発明のインバータの正弦波PWM制御信号発生方
法は、周波数がインバータの出力周波数と等しく且つ振
幅が該インバータの出力電圧に比例した値を有する正弦
波制御信号と波高値一定の鋸歯状搬送波との比較を行
い、この比較結果に従って前記搬送波の一周期毎に前記
インバータの主回路を構成するスイッチング素子に対す
るオン・オフ制御パルスのパルス幅を決定するインバー
タの正弦波PWM制御信号の発生方法において、前記鋸
歯状搬送波の幅を該搬送波の周期の1/2とし、前記正
弦波制御信号と該搬送波との比較により得たパルス幅を
前記搬送波各周期の中心時点の前後に振分け合成し、前
記パルス幅の2倍の幅を有するパルス信号を以ってPW
M制御信号とするものとし、更に、インバータ主回路ブ
リッジ構成の各相上下両アームのスイッチング素子の同
時導通による直流主電源短絡を防止するために設けられ
る該両スイッチング素子のしゃ断−導通の共役動作間時
間差を前記パルス幅より減じるものとする。
間の瞬時値比較によりインバータ主回路スイッチング素
子に対する正弦波PWM制御信号を得る場合、前記搬送
波の波形幅をその周期の1/2となすことにより該搬送
波各周期の中心時刻は自動的に決定され、更に前記両信
号間の瞬時値比較に関しサインテーブル等を用いた論理
演算或いは該両信号のアナログ電圧比較を行い、該比較
の結果得られた時間幅をその幅とするパルス波形を対応
する前記搬送波各周期の中心時刻の前後に振分け合成す
ることにより、前記瞬時値比較により得られた時間幅の
2倍値をそのパルス幅としその中心が前記搬送波各周期
の中心時刻に合致した所要の正弦波PWM制御信号を得
ることができる。なお前記両信号の瞬時値を規定する時
刻tは前記正弦波制御信号を基準としてその角速度をω
とすればその位相角θとθ=ωt の関係にあり、該関係
に従って前記中心時刻と時間幅とはそれぞれ中心位相点
(または中心位相角)と位相幅とに等価換算することが
できる。
に従って前記所要の正弦波PWM制御信号を得るもので
あり、その周期をTとしその時間幅をT/2とする鋸歯
状搬送波信号の時刻nTと時刻(n+1)T間の第n番
目波形に対応する前記正弦波PWM制御信号を得るにあ
たり、前記時刻nTを起点とし前記鋸歯状搬送波信号が
前記正弦波制御信号より大となる時点までの経過時間t
nと、該時間tnより前記の如きインバータ・ブリッジ
上下両アームのスイッチング素子同時導通防止用の動作
時間差ΔTを減じて得られ前記所要の正弦波PWM制御
信号のパルス幅の1/2をなす時間幅tonと、時刻nT
+T/2を中心時刻としその前後に前記の時間tonを振
分けて得られた時刻tunとtdnとを下記の式(1)に従
って求め、且つ該各演算を時刻(n−3/2)TよりT
/2期間毎にtn−ton−tun−tdnの順に繰返し行
い、前記時刻tunとtdn間の論理出力レベルをHとなし
て所要の正弦波PWM制御信号となすものである。
幅、Ecは前記鋸歯状搬送波の波高値の1/2値、θna
は前記正弦波制御信号の時刻nT〜(n+1)T間の平
均位相角である。
PWM制御信号PWM・Sと正弦波制御信号Vsと鋸歯状搬
送波信号Vcとの相対関係を示す動作波形図である。図
1において前記信号Vcはその周期をTとしその時間幅
をT/2とする鋸歯状波のパルス列をなすものであり、
図示信号Vsは前記信号Vcの第(n−1)番目パルス
から第(n+1)番目パルスに至る期間(n−1)T〜
(n+1)T間近辺における正弦波制御信号の部分表示
である。また前記信号Vcの第n番目のパルスに対応す
る期間nT〜(n+1)Tを例とし、時間tnは時刻nT
を起点とし前記の信号VcがVsより大となる時点まで
の経過時間を示し、時間tonは前記時間tnからインバ
ータ主回路ブリッジ上下アームスイッチング素子の同時
導通防止用動作時間差ΔTを減じたものであり、前記信
号PWM・Sは前記期間nT〜(n+1)Tの中心時刻nT
+T/2の前後に前記時間tonを振分けその幅が2・t
onのパルスとなし且つ斯様な操作を各時刻・・(n−1)
T−nT−(n+1)T・・において行って各パルス幅
が・・2・to(n-1)−2・ton−2・to(n+1)・・であ
るパルス列となしたものである。
/2周期における該信号Vcと前記信号Vsとの拡大図
であり、前記時間tnの演算原理を示すものである。本
図においては前記信号Vcの波高値の1/2値であるそ
の振幅Ecを基準値として該信号Vcと前記信号Vsと
の大きさを無次元化し、該両信号をそれぞれ下記の式
(2)の如くなしたものである。
cの1/2周期T/2と前記信号Vsの1/2周期π/
ωとはT/2≪π/ωの関係にあり、従って図示期間0
〜T/2における前記信号Vsは該期間における位相角
の平均値θnaを用いてλ・sinθnaの定値として近似可
能となる。
0〜T/2においてVc=Vsとなる経過時間として下
記の式(3)の如く規定され、サインテーブルを用いC
PUにて各番号nに関し順次論理演算される。
量による前記PWM制御信号PWM・Sの作成動作のタイム
チャートとフローチャートとであり、前記の式(1)の
諸量はCPUを用いた論理演算により求められ且つ該諸
演算は前記鋸歯状搬送波信号(キャリア信号)Vcの1
/2周期すなわちT/2毎のソフト上の割込操作により
前記信号nについて順次行われる。
1)T間の第n番目の前記信号Vcのパルス波形に対応す
る前記信号 PWM・S の諸量演算は、時刻(n−3/2)
Tより前記T/2毎の割込みにより前記のtn−ton−
tun−tdnの順にて行われ、前記CPUの論理出力レベ
ルを前記tunとtdnとの間でHレベルとなすことにより
前記信号PWM・Sの第n番目のパルス波形は完成する。
間においては時刻(n+3/2)Tを中心とする前記信
号PWM・Sの第(n+1)番目のパルス波形に対応する諸
量演算がt(n+1)−to(n+1)−tu(n+1)−td(n+1)の順
にて並行して進められる。
Uにおける演算フローを示すものであり、前記割込みの
タイミングが前記搬送波信号Vcの周期の中心位置、例
えばnT、か或いは端部、例えば(n±1/2)Tかに
従って前記演算を、例えば前記番号nに関し、tn−tu
nとton−tdnの2ルートに分けて行うものである。
状搬送波信号との瞬時値比較によるインバータの正弦波
PWM制御信号の発生方法に関し、該搬送波を構成する
鋸歯状波の波形幅を該搬送波の周期の1/2として前記
正弦波PWM制御信号作成に関する諸演算をCPUにて
前記搬送波信号の1/2周期毎の割込操作により順次繰
返して論理演算し、且つ該割込操作のタイミングが前記
搬送波信号の周期の中心時点か或いは端部であるかに従
って前記CPUにおける諸演算を2ルートに分けて行う
ことにより、所要の正弦波PWM制御信号と前記搬送波
信号の各周期との中心時点または中心位相角の合致操作
を、1個のCPUにより、ソフト上の演算時間の増大或
いはハード上の大形化と価格増大とを招くことなく、容
易且つ確実に行うことができ、更には鋸歯状搬送波によ
り正弦波PWM制御されるインバータの負荷となる誘導
電動機における振動と騒音の増大或いは効率の低下を避
けることができる。
PWM・Sと正弦波制御信号Vsと鋸歯状搬送波信号Vcと
の動作波形図
信号Vcと正弦波制御信号Vsとの拡大図
作成動作タイムチャート
作成動作フローチャート
示す動作波形図
示す動作波形図
2値 tun 上記PWM・Sの第n番目波形作成用の出力Hレベ
ル指令時間 tdn 上記PWM・Sの第n番目波形作成用の出力Lレベ
ル指令時間
Claims (2)
- 【請求項1】周波数がインバータの出力周波数と等しく
且つ振幅が該インバータの出力電圧に比例した値を有す
る正弦波制御信号と波高値一定の鋸歯状搬送波との比較
を行い、この比較結果に従って前記搬送波の一周期毎に
前記インバータの主回路を構成するスイッチング素子に
対するオン・オフ制御パルスのパルス幅を決定するイン
バータの正弦波PWM制御信号の発生方法において、前
記鋸歯状搬送波の幅を該搬送波の周期の1/2とし、前
記正弦波制御信号と該搬送波との比較により得たパルス
幅を前記搬送波各周期の中心時点の前後に振分け合成
し、前記パルス幅の2倍の幅を有するパルス信号を以っ
てPWM制御信号とすることを特徴とするインバータの
正弦波PWM制御信号発生方法。 - 【請求項2】請求項1記載のインバータの正弦波PWM
制御信号発生方法において、インバータ主回路ブリッジ
構成の各相上下両アームのスイッチング素子の同時導通
による直流主電源短絡を防止するために設けられる該両
スイッチング素子のしゃ断−導通の共役動作間時間差を
前記パルス幅より減じることを特徴とするインバータの
正弦波PWM制御信号発生方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23215699A JP3397180B2 (ja) | 1990-08-31 | 1999-08-19 | インバータの正弦波pwm制御信号発生方法 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2-231995 | 1990-08-31 | ||
JP23199590 | 1990-08-31 | ||
JP23215699A JP3397180B2 (ja) | 1990-08-31 | 1999-08-19 | インバータの正弦波pwm制御信号発生方法 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP03001769A Division JP3118841B2 (ja) | 1990-08-31 | 1991-01-11 | インバータの正弦波pwm制御信号発生方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JP2000050640A JP2000050640A (ja) | 2000-02-18 |
JP3397180B2 true JP3397180B2 (ja) | 2003-04-14 |
Family
ID=26530230
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP23215699A Expired - Lifetime JP3397180B2 (ja) | 1990-08-31 | 1999-08-19 | インバータの正弦波pwm制御信号発生方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP3397180B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104124881B (zh) * | 2013-04-25 | 2016-12-28 | 长沙理工大学 | 一种新型正弦脉宽调制控制算法 |
CN109980975A (zh) * | 2019-03-20 | 2019-07-05 | 中山职业技术学院 | 高频逆变器及其单极正弦脉冲宽度调制方法、计算机可读存储介质 |
-
1999
- 1999-08-19 JP JP23215699A patent/JP3397180B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Publication date |
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JP2000050640A (ja) | 2000-02-18 |
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