JP4955700B2 - パワーブリッジ駆動方法 - Google Patents
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Description
A.M.Hava,R.J.Kerkman、and T.A.Lipo.著「A high performance generalized discontinuous pwm algorithm.(一般化された高性能不連続PWMアルゴリズム)」IEEE Trans. on Industry Applications、第34巻(第5号)、1998年9月/10月
−もし1つのアームが高い状態で制止される場合、ニュートラル量は、最大値から、このアームに関連するモデュラントを減算したものと等しい。また、
−もしこのアームが低い状態で制止される場合、ニュートラル量は、最小値から、このアームに関連するモデュラントを減算したものと等しい。
−電圧指令ベクトルが第1角形にある場合、第1アームは、高い状態で制止される。
−電圧指令ベクトルが第2角形にある場合、第3アームは、低い状態で制止される。
−電圧指令ベクトルが第3角形にある場合、第2アームは、高い状態で制止される。
−電圧指令ベクトルが第4角形にある場合、第1アームは、低い状態で制止される。
−電圧指令ベクトルが第5角形にある場合、第3アームは、高い状態で制止される。
−電圧指令ベクトルが第6角形にある場合、第2アームは、低い状態で制止される。
−多相電気負荷と、
−電圧源と、
−下流側が電気負荷に接続され、上流側がバスを介して電圧源に接続されるようになっているパワーブリッジと、
−バスに並列に配置されているデカップリングキャパシタと、
−上記で概略を述べたパワーブリッジ駆動装置とを備えている。
−マイクロプロセッサ8と、
−プログラムメモリ9と、
−入出力インターフェース10とを備え、マイクロプロセッサ8と、プログラムメモリ9と、入出力インターフェース10とは、バス11を介して相互接続されている。
−電圧指令値の取得を実行する命令コードを有する領域12と、
−以下に詳細に述べる、選択する方法(交点方法、又は重心方法)に従って、モデュラントの計算を実行する命令コードを有する領域13と、
−負荷3に印加したい電圧である、電圧指令スカラV1*、V2*、及びV3*に従って、電圧指令ベクトル(数1)を決定する命令コードを有する領域14と、
−モデュラント間の順序関係を形成づける命令コードを有する領域15と、
−負荷3の相電流の計測及び比較を実行する命令コードを有する領域16と、
−負荷3の相電流の比較の結果に従って、ニュートラル量を決定する命令コードを有する領域17と、
−1つ又は複数のモデュラントに従って、可変幅を有するパルスを発生させるキャリアを決定する命令コードを有する領域18と、
−キャリアと、決定されたニュートラル量から変換されたモデュラントとの比較を実行する命令コードを有する領域19と、
−この比較から、制御ベクトルの選択を実行する命令コードを有する領域20と、
−インバータ1に対し選択された制御ベクトルの適用を実行する命令コードを有する領域21とを備えている。
Minは、三角形キャリアによって達する最小値である。
Min=−1、Max=1であるとき、(数7)は、
−電圧指令ベクトル(数1)が第1角形SA1にある場合、第1アームB1は高い状態で制止される。
−電圧指令ベクトル(数1)が第2角形SA2にある場合、第3アームB3は低い状態で制止される。
−電圧指令ベクトル(数1)が第3角形SA3にある場合、第2アームB2は高い状態で制止される。
−電圧指令ベクトル(数1)が第4角形SA4にある場合、第1アームB1は低い状態で制止される。
−電圧指令ベクトル(数1)が第5角形SA5にある場合、第3アームB3は高い状態で制止される。
−電圧指令ベクトル(数1)が第6角形SA6にある場合、第2アームB2は低い状態で制止される。
2 DCバス
3 多相負荷
4 制御ロジック
5 DC電圧源
6 デバイス
7 デカップリングキャパシタ
8 マイクロプロセッサ
9 プログラムメモリ
10 入出力インターフェース
11 バス
12〜21 領域
30〜32、40〜45、50〜55 ステップ
40 キャリア
UDC 電源電圧
SC スイッチング関数又は制御命令
SC1〜SC6 アクティブ形
SH1〜SH6 角形
Claims (18)
- 多相電気負荷(3)を制御するためのパワーブリッジ(1)駆動方法であって、前記パワーブリッジ(1)は、複数のアーム(B1、...、B3)、すなわち各相につき少なくとも1つのアームを介して、前記電気負荷(3)に接続されるようになっており、かつ、スイッチング関数(SC1、SC2、SC3)によって駆動されるようになっており、このスイッチング関数は、前記負荷制御のための制御ベクトル(数1、...、数2)を決定し、この制御ベクトル(数1、...、数2)は、フリーホイール制御ベクトル(数1、数2)及びアクティブ制御ベクトル(数3、...、数4)に細分され、前記フリーホイール制御ベクトル(数1、数2)に対応するスイッチング関数の組合せ数を有限にして生成する、スイッチング関数生成方法を適用して、一連の制御ベクトルを生成し、前記スイッチング関数生成方法は、順序関係に従って、制止されることの可能な少なくとも2つのブリッジアームを選択するステップと、前記パワーブリッジ(1)のチョッピング周期(TS)の間中、前記制止されることの可能な少なくとも2つのブリッジアームのうちの1つを制止するステップとを有することを特徴とするパワーブリッジ(1)駆動方法。
- 前記スイッチング関数生成方法は、電圧指令スカラ(V1*、V2*、V3*)から、各ブリッジアーム(B1、B2、B3)に関連するモデュラント(mod1、mod2、mod3)を決定するステップを有することを特徴とする、請求項1記載のパワーブリッジ(1)駆動方法。
- 1つのモデュラントは、交点方法に従って実行するように決定されることを特徴とする、請求項2記載のパワーブリッジ(1)駆動方法。
- 1つのモデュラントは、重心方法に従って実行するように決定されることを特徴とする、請求項2記載のパワーブリッジ(1)駆動方法。
- 前記順序関係は、前記ブリッジアーム(B1、B2、B3)に関連する前記モデュラント(mod1、mod2、mod3)間の比較であることを特徴とする、請求項2〜4のいずれか1項に記載のパワーブリッジ(1)駆動方法。
- 選択される前記ブリッジアームは、最大モデュラント(modM)及び最小モデュラント(modm)を有するブリッジアームと一致していることを特徴とする、請求項2〜5のいずれか1項に記載のパワーブリッジ(1)駆動方法。
- 制止すべき前記ブリッジアームは、前記選択されたブリッジアームから選択され、前記ブリッジアーム(B1、B2、B3)に関連するモデュラント(mod1、mod2、mod3)のうち、最大モデュラント(modM)に対応する相電流(IM)の中で絶対値が最大の相電流と、最小モデュラント(modm)に対応する相電流(Im)の中で絶対値が最大の相電流とを有するブリッジアームであることを特徴とする、請求項2〜6のいずれか1項に記載のパワーブリッジ(1)駆動方法。
- 前記制止すべきブリッジアームは、最大モデュラントに対応するブリッジアームである場合、このブリッジアームは高い状態で制止され、前記制止すべきブリッジアームが最小モデュラントに対応するものである場合、このブリッジアームは低い状態で制止されることを特徴とする、請求項7記載のパワーブリッジ(1)駆動方法。
- 前記スイッチング関数生成方法は、制止すべき1つのブリッジアームが高い状態にあるか、又は低い状態にあるかに従って、1つのモデュラントに加算すべきニュートラル量(Vn0)を決定するステップをも有することを特徴とする、請求項2〜8のいずれか1項に記載のパワーブリッジ(1)駆動方法。
- −1つのアーム(Bj)が高い状態で制止される場合、前記ニュートラル量(Vn0)は、第1の値である最大値(Max)から、前記アームに関連するモデュラントを減算したものと等しい(Vn0=Max−modj)こと、および、
−前記アーム(Bj)が低い状態で制止される場合、前記ニュートラル量(Vn0)は、第2の値である最小値(Min)から、前記アームに関連するモデュラントを減算したものと等しい(Vn0=Min−modj)ことを特徴とする、
請求項9記載のパワーブリッジ(1)駆動方法。 - 前記スイッチング関数生成方法は、1つのニュートラル量で変換されたモデュラントと、1つのシンプルキャリアとを比較するステップを有し、1つのモデュラントは、各ブリッジアームと関連し、前記比較により、前記ブリッジを制御するためのスイッチング関数(SC)を定めることを特徴とする、請求項2〜10のいずれか1項に記載のパワーブリッジ(1)駆動方法。
- 前記シンプルキャリアは、最大値(Max)に位置する頂点と、最小値(Min)に位置する底辺とを有する二等辺三角形であることを特徴とする、請求項11記載のパワーブリッジ(1)駆動方法。
- 前記平面領域は、ステータに基づく表示において定義され、前記ステータに基づく表示は、角形(SA)に細分され、高い状態、又は低い状態にある、前記1つのブリッジアームを制止するステップは、前記角形(SA)の1つにある前記電圧指令ベクトル(数5)の位置に依存することを特徴とする、請求項13記載のパワーブリッジ(1)駆動方法。
- −前記電圧指令ベクトル(数5)が第1角形(SA1)内にある場合、第1アーム(B1)は高い状態で制止され、
−前記電圧指令ベクトル(数5)が第2角形(SA2)内にある場合、第3アーム(B3)は低い状態で制止され、
−前記電圧指令ベクトル(数5)が第3角形(SA3)内にある場合、第2アーム(B2)は高い状態で制止され、
−前記電圧指令ベクトル(数5)が第4角形(SA4)内にある場合、第1アーム(B1)は低い状態で制止され、
−前記電圧指令ベクトル(数5)が第5角形(SA5)内にある場合、第3アーム(B3)は高い状態で制止され、
−前記電圧指令ベクトル(数5)が第6角形(SA6)内にある場合、第2アーム(B2)は低い状態で制止されることを特徴とする、請求項14記載のパワーブリッジ(1)駆動方法。 - 前記1つのブリッジアームを制止するステップは、1つの電流ベクトル(数5)に依存することを特徴とする、請求項1〜15のいずれか1項に記載のパワーブリッジ(1)駆動方法。
- バス(2)を介して電気負荷(3)に接続されるようになっており、請求項1〜16のいずれか1項に従って前記方法を実行し、制御ロジック(4)と、制御ロジック(4)に接続されるようになっている前記パワーブリッジと、前記方法を実行する前記制御ロジック(4)とを備えていることを特徴とする、パワーブリッジ駆動装置。
- − 多相電気負荷(3)と、
− 電圧源(5)と、
− 下流側は電気負荷(3)に接続され、上流側はバス(2)を介して電圧源(5)に接続されるようになっているパワーブリッジと、
− 前記バス(2)に並列に配置されるデカップリングキャパシタ(7)と、
− 請求項17記載のパワーブリッジ駆動装置とを備えている、回転系電気機器。
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