JP6156784B1 - INVERTER DEVICE AND INVERTER DEVICE CONTROL METHOD - Google Patents
INVERTER DEVICE AND INVERTER DEVICE CONTROL METHOD Download PDFInfo
- Publication number
- JP6156784B1 JP6156784B1 JP2016550825A JP2016550825A JP6156784B1 JP 6156784 B1 JP6156784 B1 JP 6156784B1 JP 2016550825 A JP2016550825 A JP 2016550825A JP 2016550825 A JP2016550825 A JP 2016550825A JP 6156784 B1 JP6156784 B1 JP 6156784B1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- unit
- detection signal
- microcomputer
- control
- signal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
- H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
- H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
- H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Abstract
インバータ部(11)を備えた主回路部(2)と、主回路部(2)の状態量を検出し、検出信号を出力する検出部(13)と、検出信号を中継し、当該検出信号に基づいて第1の制御を行うセンサマイコン(15)と、センサマイコン(15)により中継された検出信号を電気的に絶縁した状態で伝達するデジタルフォトカプラ(5)と、デジタルフォトカプラ(5)により伝達された検出信号を入力し、当該検出信号に基づいて第2の制御を行う統括制御マイコン(31)及びドライブマイコン(32)と、を有する。A main circuit unit (2) having an inverter unit (11), a detection unit (13) for detecting a state quantity of the main circuit unit (2) and outputting a detection signal, and relaying the detection signal, the detection signal A sensor microcomputer (15) that performs the first control based on the above, a digital photocoupler (5) that transmits a detection signal relayed by the sensor microcomputer (15) in an electrically insulated state, and a digital photocoupler (5) The integrated control microcomputer (31) and the drive microcomputer (32) which input the detection signal transmitted by the above-described method and perform the second control based on the detection signal.
Description
開示の実施形態は、インバータ装置及びインバータ装置の制御方法に関する。 Embodiments disclosed herein relate to an inverter device and a method for controlling the inverter device.
特許文献1には、2つのマイコンでPWM演算を分担して行うインバータが記載されている。 Patent Document 1 describes an inverter that performs PWM calculation by two microcomputers.
上記従来技術では、2つのマイコンでモータ制御アルゴリズムを分担する。このため、インバータの制御性能がマイコン間の伝送速度による遅延の影響を受け、制御性能の向上が難しいという課題があった。 In the above prior art, the motor control algorithm is shared by two microcomputers. For this reason, the control performance of the inverter is affected by the delay due to the transmission speed between the microcomputers, and it is difficult to improve the control performance.
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、制御性能を向上することが可能なインバータ装置及びインバータ装置の制御方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide an inverter device and a control method for the inverter device that can improve control performance.
上記課題を解決するため、本発明の一の観点によれば、インバータ部を備えた主回路部と、前記主回路部の状態量を検出し、検出信号を出力する検出部と、前記検出信号を中継し、当該検出信号に基づいて第1の制御を行う第1制御部と、前記第1制御部により中継された前記検出信号を電気的に絶縁した状態で伝達する信号伝達部と、前記信号伝達部により伝達された前記検出信号を入力し、当該検出信号に基づいて第2の制御を行う第2制御部と、を有し、前記第2制御部は、前記検出信号に基づいて前記主回路部の制御を行い、前記第1制御部は、前記検出信号に基づいて、前記主回路部に備えられた所定の回路部品に対するシーケンス制御を実行するシーケンス制御部を有し、前記検出部は、前記インバータ部の出力電圧を検出する電圧検出部を含み、前記第1制御部は、前記電圧検出部の前記検出信号における所定の遮断周波数より高い周波数の成分を逓減させるローパスフィルタ部を有し、前記電圧検出部と前記第1制御部の間の回路に配置され、前記電圧検出部の前記検出信号における所定の遮断周波数より高い周波数の成分を逓減させるローパスフィルタをさらに有するインバータ装置が適用される。
In order to solve the above problems, according to one aspect of the present invention, a main circuit unit including an inverter unit, a detection unit that detects a state quantity of the main circuit unit and outputs a detection signal, and the detection signal A first control unit that performs first control based on the detection signal, a signal transmission unit that transmits the detection signal relayed by the first control unit in an electrically insulated state, and A second control unit that inputs the detection signal transmitted by the signal transmission unit and performs a second control based on the detection signal, the second control unit based on the detection signal and controls the main circuit unit, the first control unit, based on the detection signal, have a sequence control unit for executing sequence control for a given circuit components provided in the main circuit unit, the detecting unit Detects the output voltage of the inverter unit Including a pressure detection unit, wherein the first control unit includes a low-pass filter unit that gradually reduces a frequency component higher than a predetermined cutoff frequency in the detection signal of the voltage detection unit, and the voltage detection unit and the first control unit An inverter device is further provided that is disposed in a circuit between the units and further includes a low-pass filter that gradually reduces a frequency component higher than a predetermined cutoff frequency in the detection signal of the voltage detection unit .
また、本発明の別の観点によれば、インバータ部を備えた主回路部を有するインバータ装置の制御方法であって、前記主回路部の状態量を検出し、検出信号を出力することと、前記検出信号を中継し、当該検出信号に基づいて前記主回路部に備えられた所定の回路部品に対するシーケンス制御を実行することと、中継された前記検出信号を電気的に絶縁した状態で伝達することと、伝達された前記検出信号を入力し、当該検出信号に基づいて前記主回路部の制御を行うことと、前記インバータ部の出力電圧を検出することと、前記出力電圧の検出信号における所定の遮断周波数より高い周波数の成分をローパスフィルタにより逓減させることと、前記ローパスフィルタを通過した前記出力電圧の検出信号における所定の遮断周波数より高い周波数の成分をローパスフィルタ部により逓減させることと、を有するインバータ装置の制御方法が適用される。 Further, according to another aspect of the present invention, there is provided a control method for an inverter device having a main circuit unit provided with an inverter unit, which detects a state quantity of the main circuit unit and outputs a detection signal; The detection signal is relayed, sequence control for predetermined circuit components provided in the main circuit unit is executed based on the detection signal, and the relayed detection signal is transmitted in an electrically insulated state. Inputting the transmitted detection signal, controlling the main circuit unit based on the detection signal, detecting the output voltage of the inverter unit, and a predetermined value in the detection signal of the output voltage A frequency component higher than the cutoff frequency of the output voltage is gradually reduced by a low-pass filter, and a frequency higher than a predetermined cutoff frequency in the detection signal of the output voltage that has passed through the low-pass filter. And thereby diminishing the number of components by the low pass filter section, the control method of the inverter device having a applies.
また、本発明の別の観点によれば、インバータ部を備えた主回路部と、前記主回路部の状態量を検出する手段と、前記検出する手段の検出信号に基づいて前記主回路部を制御する手段と、前記検出する手段から前記主回路部を制御する手段に入力される前記検出信号の前処理を行う手段と、前記主回路部を制御する手段と前記前処理を行う手段とを電気的に絶縁した状態で前記検出信号を伝達する手段と、を有するインバータ装置が適用される。 According to another aspect of the present invention, the main circuit unit including an inverter unit, means for detecting a state quantity of the main circuit unit, and the main circuit unit based on a detection signal of the detecting unit. Means for controlling, means for preprocessing the detection signal input from the means for detecting to the means for controlling the main circuit unit, means for controlling the main circuit unit, and means for performing the preprocessing Means for transmitting the detection signal in an electrically insulated state is applied.
本発明によれば、制御性能を向上することができる。 According to the present invention, the control performance can be improved.
以下、実施の形態について図面を参照しつつ説明する。 Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings.
<第1実施形態:第1実施形態の概要>
図1は、第1実施形態のインバータ装置における主要構成部とそれらの間における各種情報の送受経路を表す機能ブロックを示している。この図1において、インバータ装置1は外部から供給された3相交流電力を、特に図示しないモータ等の電動機へ入力する駆動制御電力に変換する電力変換装置であり、主に1次系としての主回路部2と、2次系としての制御回路部3を有している。なお、本実施形態において、当該インバータ装置1が駆動制御する対象のモータとして3相誘導モータ(制御対象)を想定している。<First Embodiment: Overview of First Embodiment>
FIG. 1 shows functional blocks representing main components in the inverter device of the first embodiment and various information transmission / reception paths between them. In FIG. 1, an inverter device 1 is a power conversion device that converts three-phase AC power supplied from the outside into drive control power input to an electric motor such as a motor (not shown), and is mainly used as a primary system. It has a
主回路部2は、外部の商用電源(特に図示せず)から給電された高い電圧、電流の3相交流電力を直流電力に整流し、この直流電力を後述するPWM信号に基づいて所望の周波数、出力電圧、出力電流の3相交流電力に変換し、これを上記駆動制御電力として上記モータに入力する機能を有する。すなわち、当該主回路部2は、主に大きい電力を扱ういわゆる強電系の回路部として構成される。 The
制御回路部3は、外部の上位制御装置であるシーケンサ4(外部機器)から入力された制御指令に基づいてPWM信号を生成し、これを主回路部2に入力して上記の電力変換動作を制御するとともに、主回路部2との間で各種の情報信号や指令信号を送受して当該インバータ装置1全体の安全上又は制御性能上の作動管理を行う機能を有する。すなわち、当該制御回路部3は、主に低い電圧、電流の情報信号のみを扱ういわゆる弱電系の回路部として構成される。 The
以上のようなインバータ装置1の設計においては、各種の安全規格上、強電系(1次系)の主回路部2と弱電系(2次系)の制御回路部3が相互に電気的に強化絶縁されるよう設計することが規定されている。本実施形態のインバータ装置1においては、主回路部2と制御回路3との間において送受する各種の情報や指令の信号を全て弱電系のデジタル信号で構成し、これらのデジタル信号を主回路部2と制御回路部3との間でデジタルフォトカプラ5(図中では「PHC」と略記)を介して送受している(但し、後述する出力電流検出信号を除く)。このように光学的情報伝達手段であるフォトカプラを介して信号を送受していることで、主回路部2と制御回路部3との間で電気的な強化絶縁を図りながら各種の情報や指令が送受可能となっている。 In the design of the inverter device 1 as described above, the high-power (primary)
<第1実施形態における主回路部の構成>
以下、本実施形態における主回路部2の具体的構成について説明する。図1において、主回路部2は、主にインバータ部11と、補器部12と、検出部13と、ローパスフィルタ14と、センサマイコン15を有している。<Configuration of Main Circuit Section in First Embodiment>
Hereinafter, a specific configuration of the
インバータ部11は、後述する制御回路部3のドライブマイコン32から出力されたPWM信号に基づいて、例えばIGBTの半導体スイッチング素子からなる半導体ブリッジ回路のスイッチング動作を制御し、3相交流の駆動制御電力をモータへ出力する機能を有する。 The
補器部12は、主に主回路部2の安全上の作動に関する各種補器機能を有する。図示する例では、いわゆるVPHに関する機能部と、整流器の平滑コンデンサの保護に関する機能部と、いわゆるダイナミックブレーキの作動に関する機能部とを有している。当該インバータ装置1の電源投入時等において整流器の平滑コンデンサへ大きな突入電流が入力されるのを防止するため、MCON信号及びMCA信号の入出力により突入電流防止用抵抗の接続が切り替えられる。また、モータの慣性回転中に発生する回生電力を消費するため、BTON信号及びBTA信号の入出力によりダイナミックブレーキの作動が切り替えられる。なお、この補器部12は、後述するセンサマイコン15との間でデジタル形式の入出力信号を相互に送受する。 The
検出部13は、主に主回路部2における各種の状態量を検出する機能を有する。図示する例では、出力電圧検出部21(図中では「Vu,Vv,Vw」と略記)と、出力電流検出部22(図中では「CT」と略記)と、各種状態量検出部23とを有している。出力電圧検出部21は、モータへ出力する3相交流の駆動制御電力の出力電圧を各相ごとに検出する。出力電流検出部22は、モータへ出力する3相交流の駆動制御電力の出力電流を検出する。各種状態量検出部23は、外部から給電される3相交流電力の電圧VAC、整流後の直流母線電圧VPN、半導体ブリッジ回路の温度THM、及びいわゆるUSを検出する。なお、この検出部13は、後述するセンサマイコン15に対して検出した各種状態量をいずれもアナログ形式の検出信号として一方的に出力する。なお、本実施形態の例では、出力電流検出部22がいわゆるホール素子(ホール効果)を利用した検出を行うものとし、その検出信号は強電系の主回路部2と電気的に強化絶縁されたアナログ信号として検出されるため、そのまま弱電系の制御回路部3に入力される。なお、この検出部13が、各請求項記載の主回路部2の状態量を検出する手段に相当する。 The
ローパスフィルタ14は、例えばRLC素子やオペアンプ等を用いたハードウェアの実回路で構成されており、上記出力電圧検出部21が検出した各相の出力電圧検出信号から所定の遮断周波数より高い周波数のノイズ成分を逓減し、後述のセンサマイコン15に出力する。 The low-
センサマイコン15は、この例では1チップのいわゆるプログラマブルCPUで構成され、主回路部2内における所定の制御を統合的に実行する機能を有する。このセンサマイコン15が有する統合制御機能の具体的内容については、後に詳述する。このセンサマイコン15自体は内部のほとんどがデジタル回路で構成されており、情報送受形態として、上記補器部12との間で直接デジタル信号を相互に送受する。またセンサマイコン15は、上記検出部13から出力されたアナログ形式の各種検出信号(出力電流検出信号を除く)に対し、当該センサマイコン15内部に備えるA/D変換部(図中では「ADC」と略記)を介して一方的に受信する。またセンサマイコン15は、後述する制御回路部3の統括制御マイコンに対し、デジタル形式の異常検出信号をシリアル通信の伝送形態で一方的に送信する。またセンサマイコン15は、後述する制御回路部3のドライブマイコン32との間で、デジタル形式の制御関連信号をシリアル通信の伝送形態で相互に送受信する。なお、このセンサマイコン15が、各請求項記載の第1制御部、及び検出する手段から主回路部2を制御する手段に入力される検出信号の前処理を行う手段に相当する。 In this example, the
<第1実施形態における制御回路部の構成>
次に、本実施形態における制御回路部3の具体的構成について説明する。図1において、制御回路部3は、主に統括制御マイコン31と、ドライブマイコン32を有している。<Configuration of Control Circuit Section in First Embodiment>
Next, a specific configuration of the
統括制御マイコン31は、この例では1チップのいわゆるプログラマブルCPUで構成され、当該インバータ装置1全体における所定の制御を統合的に実行する機能を有する。この統括制御マイコン31が有する統合制御機能の具体的内容としては、例えばモータの駆動制御に直接関係する処理や、各種異常が検出された際に対応して実行する安全上の処理などを複合的に行う。モータの駆動制御処理としては、外部の上位制御装置であるシーケンサ4から直接入力された制御指令に基づいて生成した速度指令や電流指令(トルク指令)を後述するドライブマイコン32に対し出力する。また、安全上の処理としては、主回路部2の出力電流検出部22から直接入力される出力電流検出信号や、上記センサマイコン15から入力される異常検出信号に基づいて、対応する処理を選択し実行する。このため、上述した各種の安全規格上では、少なくともこの統括制御マイコン31だけは主回路部2から電気的に強化絶縁するよう規定される。 In this example, the
この統括制御マイコン31自体も内部のほとんどがデジタル回路で構成されており、情報送受形態として、ドライブマイコン32との間でパラレルバスを介して複数のデジタル信号を並列かつ高速に送受する。このパラレルバスを介したデジタル信号の送受は、当該統括制御マイコン31がドライブマイコン32と同一回路上に設けられていることで簡易かつ安価に実現可能であり、またこれによって統括制御マイコン31とドライブマイコン32はほぼ同一チップで構成されると同程度に高速に協調処理できる。つまり、それぞれ処理負担が軽減された統括制御マイコン31とドライブマイコン32の2チップが協調処理することで、1チップに集約して集中的に処理させた場合よりも格段にコストを削減できる。また統括制御マイコン31は、主回路部2の出力電流検出部22から出力されたアナログ形式の検出信号に対し、当該統括制御マイコン31内部に備えるA/D変換部(図中では「ADC」と略記)を介して一方的に受信する。また統括制御マイコン31は、主回路部2のセンサマイコン15から出力されたデジタル形式の異常検出信号をシリアル通信の伝送形態で一方的に受信する。 The
ドライブマイコン32は、この例では1チップのいわゆるプログラマブルCPUで構成され、上記統括制御マイコン31から入力された速度指令や電流指令(トルク指令)、及び上記センサマイコン15から入力された制御関連信号などに基づいてPWM信号を生成し、主回路部2のインバータ部11に入力する機能を有する。このPWM信号の生成機能は、例えばソフトウェアで実装した速度制御部(図中では「ASR」と略記)と電流制御部(トルク制御部と同等:図中では「ACR」と略記)により行う。なお、このドライブマイコン32は特に電圧指令と実際にモータに出力された出力電圧の誤差を補償する機能を有するが、これについては後に詳述する。このドライブマイコン32自体は内部がデジタル回路で構成されており、情報送受形態として、主回路部2のインバータ部11に対しデジタル形式のPWM信号を一方的に送信する。またドライブマイコン32は、主回路部2のセンサマイコン15との間で、デジタル形式の制御関連信号をシリアル通信の伝送形態で相互に送受信する。 In this example, the
なお、上記ドライブマイコン32が各請求項記載の第1マイコンに相当し、上記統括制御マイコン31が各請求項記載の第2マイコンに相当し、これら統括制御マイコン31とドライブマイコン32の組み合わせが各請求項記載の第2制御部及び検出する手段の検出信号に基づいて主回路部2を制御する手段に相当し、統括制御マイコン31とドライブマイコン32が協調して行う主回路部2(主にインバータ部11)を介したモータの駆動制御が各請求項記載の第2の制御に相当する。また、上記ドライブマイコン32の内部で実行される速度制御部ASRと電流制御部ACRの制御が各請求項記載の制御対象に対する制御アルゴリズムに相当する。 The
そして上述したように、主回路部2と制御回路部3との間においては、出力電流検出部22の検出信号を除く他のデジタル形式の各種信号がデジタルフォトカプラ5を介して送受される。例えばセンサマイコン15から統括制御マイコン31へ一方的に送信される異常検出信号は、図示する例では2系統のデジタルフォトカプラ5を介して送信される。また、センサマイコン15とドライブマイコン32の間で相互に送受信される制御関連信号は、図示する例では2系統のデジタルフォトカプラ5を介して送受信される。また、ドライブマイコン32からインバータ部11へ一方的に送信されるPWM信号は、図示する例では6系統のデジタルフォトカプラ5を介して送信される。なお、各デジタルフォトカプラ5は、主回路部2と制御回路部3のいずれか一方に設ければよく、主回路部2と制御回路部3の間はケーブルやコネクタなどの電気的配線で接続すればよい。なお、上記フォトカプラが、各請求項記載の信号伝達部及び主回路部2を制御する手段と前処理を行う手段とを電気的に絶縁した状態で検出信号を伝達する手段に相当する。 As described above, between the
<第1実施形態におけるセンサマイコンの統合制御機能について>
次に、上述したセンサマイコン15の統合制御機能について詳細に説明する。図2は、センサマイコン15内部における各機能ブロックを示している。なおこの図2においては、検出部13が検出したアナログ形式の各種検出信号(出力電流検出信号を除く)に対する制御機能だけを示している。この図2において、センサマイコン15は、A/D変換部41と、シーケンス制御部42と、異常判定部43と、ローパスフィルタ部44と、信号送信部45を有している。本実施形態の例では、上述した各機能ブロックのうち、A/D変換部41と信号伝送部はハードウェア回路で実装し、その他のシーケンス制御部42、異常判定部43、及びローパスフィルタ部44はソフトウェア的な処理により実装する。<About the integrated control function of the sensor microcomputer in the first embodiment>
Next, the integrated control function of the
A/D変換部41は、検出部13から当該センサマイコン15に入力されたアナログ形式の各種検出信号VAC,VPN,THM,USを全てデジタル形式の信号に変換する。 The A /
シーケンス制御部42は、デジタル変換された交流電圧検出信号VACや直流母線電圧検出信号VPNに基づいて、主回路部2に備えられた所定の回路部品に対するシーケンス制御を実行する。この具体的なシーケンス制御として本実施形態の例では、当該インバータ装置1の電源投入時等に整流器の平滑コンデンサへ大きな突入電流が入力された場合に突入電流防止回路の接続トランジスタ(所定の回路部品)をONすることにより突入電流防止用抵抗で突入電流を消費する、等の制御を実行する。このときの制御は、補器部12との間でMCON信号やMCA信号の送受により行う。また、モータの慣性動作時に発生する回生エネルギーによって直流母線電圧VPNが閾値を超えた場合に、ダイナミックブレーキのブレーキトランジスタ(所定の回路部品)をONすることによりブレーキ抵抗で回生エネルギーを消費する、等の制御を実行する。このときの制御は、補器部12との間でBTON信号やBTA信号の送受により行う。 The
異常判定部43は、デジタル変換された半導体ブリッジ回路の検出温度THMに基づいて、検出部13の異常の有無を判定する。例えば、当該異常判定部43の比較により検出温度THMが所定の閾値を超えて異常が有ると判定した場合には、所定の内容の異常検出信号(異常信号)を後述の信号送信部45を介して統括制御マイコン31に送信する。 The
ローパスフィルタ部44は、デジタル変換された出力電圧検出信号に対して、所定の遮断周波数より高い周波数成分を逓減し(後述の図3参照)、後述の信号送信部45を介してドライブマイコン32に送信する。 The low-
信号伝送部は、上記異常判定部43から入力された異常検出信号と、上記ローパスフィルタ部44から入力された出力電圧検出信号を統合してシリアル通信の伝送形態で統括制御マイコン31又はドライブマイコン32に送信する。 The signal transmission unit integrates the abnormality detection signal input from the
なお、センサマイコン15は入力された各種検出信号(または制御関連信号)に対し、上述したように内部の各機能ブロックの処理を経由させて中継するように出力する以外にも、当該センサマイコン15に入力された信号をそのまま通過させて中継するよう出力してもよい(特に図示せず)。なお、この図2に示したセンサマイコン15の統合制御機能が、各請求項記載の第1の制御に相当する。 The
<ローパスフィルタ、ローパスフィルタ部の処理について>
以上に説明した主回路部2内における各種検出信号の処理のうち、特にローパスフィルタ14及びローパスフィルタ部44による出力電圧検出信号の高周波成分逓減処理について、図3を参照しつつ詳細に説明する。なおこの図3において、出力電圧検出部21が検出した直後の出力電圧検出信号の波形を図中の上段部に示し、さらにハードウェア回路で実装したローパスフィルタ14を通過した直後の出力電圧検出信号の波形を図中の中段部に示し、さらにセンサマイコン15内でソフトウェア的に実装したローパスフィルタ14で処理した直後の出力電圧検出信号の波形を図中の下段部に示している。<Processing of low-pass filter and low-pass filter unit>
Of the processing of the various detection signals in the
まず、上段部に示す出力電圧検出部21検出直後の出力電圧検出信号(実線部)は、PWM制御により形成された矩形波形状の信号であり、これは上記ドライブマイコン32内で参照される元の電圧指令の正弦波状波形(点線部)の各瞬時値レベルに対応した幅及び符号のパルス信号である。このパルス信号は、通常いずれのパルスも各符号(正負の向き)に対応して一律に同じレベルにあるが、モータにおける急激な負荷変動などが生じた場合には符号反転点付近で通常と異なるレベルの髭状のノイズNが混入する場合がある。 First, the output voltage detection signal (solid line part) immediately after detection of the output
このような髭状のノイズNが混入した出力電圧検出信号に対し、ハードウェア回路で実装したローパスフィルタ14に通過させることで、中段部に示すように当該ノイズNを除去することができる。なお図示した例以外の幅、レベルのノイズも発生する可能性があるが、ローパスフィルタ14の遮断周波数を適宜設定して適切に除去できるようにすればよい。 By passing the output voltage detection signal mixed with such hook-shaped noise N through the low-
そしてこのようにパルス波形が整形された出力電圧検出信号に対し、センサマイコン15内でソフトウェア的に実装したローパスフィルタ部44でさらに高周波成分を逓減することで、下段部に示すように出力電圧検出信号の波形(実線部)を元の電圧指令の正弦波状波形(点線部)に近い形状に復調することができる。なお、このローパスフィルタ部44はソフトウェア的に実装していることから、その遮断周波数を容易かつ任意の値で設定することが可能であり、元の電圧指令の正弦波状波形により近づけるよう適宜調整することができる。このように元の電圧指令の正弦波状波形に近い波形形状の出力電圧検出信号を上記制御関連信号としてドライブマイコン32に戻すことで、当該ドライブマイコン32がその内部において電圧指令と出力電圧との比較に基づき出力電圧誤差補償機能の補償精度を向上することができる。 The output voltage detection signal whose pulse waveform is shaped in this way is further reduced by a high-frequency component by a low-
<センサマイコンを設けない回路構成との比較>
以下においては、センサマイコン15を設けていない2つの回路構成を比較例として挙げ、これらに対する上記第1実施形態の回路構成の機能的優位性について説明する。まず、主回路部2にセンサマイコン15を設けない場合の第1比較例として、例えば図4に示すような回路構成が考えられる。すなわち、出力電流検出部22の検出信号以外で、主回路部2と制御回路部3の間で送受する信号の全てをフォトカプラを介して直接送受する回路構成が考えられる。この場合、主回路部2の補器部12は、制御回路部3の統括制御マイコン31及びドライブマイコン32のいずれに対してもデジタル形式の制御関連信号をデジタルフォトカプラ5を介して相互に送受する。また、出力電流検出部22を除く主回路部2の検出部13は、制御回路部3の統括制御マイコン31及びドライブマイコン32のいずれに対してもアナログ形式の各検出信号をアナログフォトカプラ6を介して一方的に送信する。<Comparison with circuit configuration without sensor microcomputer>
In the following, two circuit configurations not provided with the
しかしこの第1比較例の回路構成では、上記第1実施形態の回路構成と同等に機能させるためにさらに多くのフォトカプラを備える必要がある。図示する例では、補器部12から出力する制御関連信号用として5系統のデジタルフォトカプラ5を備え、検出部13から出力する各種検出信号用として7系統のアナログフォトカプラ6を備える必要がある。このようなフォトカプラの使用数の増大は、当該インバータ装置1の製造コストを増大させる要因となる。特に十分な強化絶縁機能と検出精度を確保したアナログフォトカプラ6はデジタルフォトカプラ5と比較してコストが高いため、その使用は全体の製造コストに大きく影響する。 However, in the circuit configuration of the first comparative example, more photocouplers need to be provided in order to function in the same manner as the circuit configuration of the first embodiment. In the example shown in the figure, it is necessary to provide five
これに対し第1実施形態では、主回路部2に備えたセンサマイコン15が制御関連信号及び各種検出信号(出力電流検出信号を除く)を全てデジタル形式に変換して制御回路部3と送受するためアナログフォトカプラ6の使用を回避でき、さらにシリアル通信の伝送形式により少ない系統数に集約して送受するためデジタルフォトカプラ5の使用数を抑制できる。つまり、第1実施形態は第1比較例と比較して低コスト化が可能となる。 On the other hand, in the first embodiment, the
また、主回路部2にセンサマイコン15を設けない場合の第2比較例として、例えば図5に示すような回路構成が考えられる。すなわち、ドライブマイコン32を主回路部2に配置し、このドライブマイコン32が検出部13の各種検出信号(この場合、出力電流検出部22の検出信号も含む)、及び補器部12の制御関連信号を全て送受する回路構成が考えられる。この場合、ドライブマイコン32とインバータ部11の間のPWM信号の送受ためにフォトカプラを設ける必要はないが、上記第1実施形態の回路構成と同等に機能させるためには統括制御マイコン31とドライブマイコン32の間で図示するように4系統のデジタルフォトカプラ5を介したシリアル通信の伝送形態で各種の情報と指令を送受する必要がある。このように統括制御マイコン31とドライブマイコン32の間でシリアル通信により情報や指令を送受した場合には、その伝送速度の遅延により全体の協調処理速度が大幅に低下してモータの制御性能が低下してしまう。 Further, as a second comparative example in the case where the
これに対し第1実施形態では、統括制御マイコン31とドライブマイコン32を同一の制御回路部3上に配置して相互にパラレルバスを介した情報の高速送受が可能であるため、ほぼ同一チップで構成されると同程度に高速に協調処理できる。 On the other hand, in the first embodiment, the
また、この図示する第2変形例のように出力電圧検出部21がスイッチング素子のオン・オフのロジックにより出力電圧を検出する方式であって、この出力電圧検出信号をコンパレータなどの比較回路16を介して出力電圧誤差補償用の検出信号として生成した場合には、その検出誤差が大きく生じることにより補償精度が低下する可能性がある。このように検出誤差が生じる要因としては、比較回路16に用いるコンパレータの基準電圧レベルやしきい値レベルのバラツキ、IGBTデッドタイム中にスナバ還流ダイオードを流れる電流の極性に起因した出力電圧の変化、またはIGBTのオン抵抗や寄生容量などといった回路中における各部品要素の特性誤差等のバラツキが考えられる。 Further, as in the second modification shown in the figure, the output
これに対し第1実施形態では、上記図3で示したように、出力電圧検出部21がアナログ形式で出力電圧検出信号を出力し、これをローパスフィルタ14で高周波ノイズを除去してセンサマイコン15に入力する。そして上述したように、センサマイコン15内でソフトウェア的に実装したローパスフィルタ部44によりさらに高い精度で高周波成分を逓減させて正弦波状に近い波形に整形した出力電圧検出信号を得ることができる。これにより第2比較例のような部品要素の特性誤差のバラツキに影響を受けることなく、出力電圧誤差補償の補償精度を向上できる。 On the other hand, in the first embodiment, as shown in FIG. 3, the output
<第1実施形態の効果>
以上説明したように、本実施形態のインバータ装置1によれば、例えば統括制御マイコン31及びドライブマイコン32で主回路部2を介したモータの駆動制御(第2の制御)を行う場合、主回路部2の制御以外の制御機能(第1の制御)をセンサマイコン15に持たせることが可能となるので、統括制御マイコン31及びドライブマイコン32の処理負担を軽減できる。その結果、主回路部2を制御する統括制御マイコン31及びドライブマイコン32を実質的に1つのマイコン(本実施形態の例では、1つのマイコンと同等に処理可能に相互にパラレル通信接続された2つのマイコン)で構成することが可能となるので、モータ駆動制御の制御アルゴリズムを複数のマイコンで分担する場合におけるマイコン間の伝送速度による遅延の影響を無くす(あるいは低減する)ことができる。したがって、制御性能を向上できる。<Effects of First Embodiment>
As described above, according to the inverter device 1 of the present embodiment, for example, when the motor control (second control) is performed via the
また、本実施形態では特に、センサマイコン15のA/D変換部41が、アナログ信号である検出信号をデジタル信号に変換し、信号送信部45が、変換された複数の検出信号を統合してシリアル通信によりドライブマイコン32に送信する。ドライブマイコン32は、受信した検出信号(制御関連信号)に基づいて主回路部2の制御を行う。複数の検出信号を統合して出力するので、フォトカプラの点数を低減できる共に回路構成を簡素化できる。また、フォトカプラとして、例えばアナログフォトカプラ6より安価なデジタルフォトカプラ5を使用することが可能となるので、コストを大幅に削減できる。 In the present embodiment, in particular, the A /
また、本実施形態では特に、センサマイコン15の異常判定部43が検出部13の異常判定を行う。例えば、インバータ部11のIGBTスイッチング素子の検出温度THMと閾値とを比較し、検出温度THMが閾値を超えた場合に異常と判定する、等である。そして、異常があると判定した場合には、異常検出信号を統括制御マイコン31に送信する。これにより、統括制御マイコン31はインバータ装置1の運転を停止する等の処理を実行することが可能となるので、インバータ装置1(主回路部2等)の保護を図ることができる。また、センサマイコン15で異常判定を行い、その結果のみを統括制御マイコン31に送信するので、統括制御マイコン31の処理負担を軽減できる。 In the present embodiment, in particular, the
また、本実施形態では特に、センサマイコン15のシーケンス制御部42が主回路部2に備えられた補器部12中の所定の回路部品に対するシーケンス制御を実行する。このように、統括制御マイコン31やドライブマイコン32を介さずにセンサマイコン15で所定のシーケンス制御を実行することで、緊急を要する場合に迅速に処理を実行することができるので、主回路部2等の保護の確実性を向上できる。 In the present embodiment, in particular, the
また、本実施形態では特に、ドライブマイコン32が出力電圧誤差補償機能を有していることに対し、出力電圧検出部21の検出信号を中継するセンサマイコン15がローパスフィルタ部44を有しているので、矩形波状の出力電圧検出信号(PWM出力電圧)を復調して正弦波状の検出信号とした上でドライブマイコン32に送信することが可能である。これにより、ドライブマイコン32では実出力電圧により近い正弦波状の出力電圧と電圧指令とを比較することができる。したがって、検出誤差を抑制し、補償精度を向上することができる。また、センサマイコン15のローパスフィルタ部44はソフトウェアによるフィルタ機能であるため、パラメータ(遮断周波数等)を任意に設定することで検出誤差の低減が可能であり、部品のばらつきや特性に依存せずに出力電圧を検出できる。 In this embodiment, in particular, the
また、本実施形態では特に、出力電圧検出部21の検出信号は、センサマイコン15に入力される前に、ハードウェア回路で実装されるローパスフィルタ14によりフィルタ処理される。これにより、出力電圧検出部21の検出信号に含まれるノイズを低減できるので、出力電圧誤差の補償精度をさらに向上できる。 In the present embodiment, in particular, the detection signal of the
また、本実施形態では特に、主回路部2を介したモータの駆動制御を行う制御回路部3を2つのマイコン(統括制御マイコン、ドライブマイコン32)で構成するが、モータに対する制御アルゴリズム(ASR、ACR)の実行機能をドライブマイコン32に集約しているため、インバータ装置1の制御性能がマイコン間の伝送速度による遅延の影響を受けることを抑制できる。その上で、処理負担が軽減された統括制御マイコン31については制御アルゴリズムの実行以外の機能、例えばドライブマイコン32とシーケンサ4との通信機能を実装しており、統括制御マイコン31とドライブマイコン32とはパラレル通信可能に接続されているため、統括制御マイコン31は例えばシーケンサ4やセンサマイコン15から受信した各種データをドライブマイコン32と高速で通信することが可能である。したがって、制御性能を向上できる。 In the present embodiment, the
<第2実施形態:第2実施形態の概要>
上記第1実施形態では、ドライブマイコン32が、センサマイコン15から入力された出力電圧検出信号と電圧指令を比較してその間の誤差を補償する出力電圧誤差補償機能を有していたため、高い精度でのモータの駆動制御が可能となっていた。しかし、この出力電圧誤差補償機能はモータの駆動を制御する上で必須なものではなく、おおよその回転数やトルクを指定して簡易にモータを駆動制御したい場合には省略することもできる。この第2実施形態では、そのように出力電圧誤差補償機能を省略した簡易的な構成のインバータ装置1Aについて説明する。<Second Embodiment: Overview of Second Embodiment>
In the first embodiment, the
図6は、上述したような簡易構成型である第2実施形態のインバータ装置1Aの主要構成部とそれらの間における各種情報の送受経路を表す機能ブロックを示している。なお、上記第1実施形態と同等の構成にある部位については同じ符号を付し、適宜説明を省略する。この図6に示す構成において、上記図1に示す第1実施形態の構成との主な相違点としては、主回路部2の検出部13は出力電圧検出部21を有しておらず、センサマイコン15Aは出力電流検出部22で検出された出力電流検出信号と併せてその他の検出部13から検出されたアナログ形式の検出信号を直接受信する。また制御回路部3においては、ドライブマイコン32が省略され、統括制御マイコン31Aが当該ドライブマイコン32の機能を統合して1チップで構成されている。この統括制御マイコン31Aにおいては、速度制御部ASR及び電流制御部ACRの機能を有するものの、上記の出力電圧誤差補償機能を備えていない。このため、センサマイコン15Aは統括制御マイコン31Aに対して出力電圧検出信号を送信しておらず、その代わりにセンサマイコン15Aは異常検出信号とともに出力電流検出信号を同じ系統のシリアル通信で統括制御マイコン31Aに送信している。また、統括制御マイコン31Aは、センサマイコン15Aに対し、図示する例では1系統のデジタルフォトカプラ5を介してデジタル形式のADトリガ信号(同期信号)を送信する。他の構成については、上記第1実施形態と同等であるため説明を省略する。 FIG. 6 shows functional blocks representing the main components of the inverter device 1A of the second embodiment that is of the simple configuration type as described above and various information transmission / reception paths between them. In addition, about the site | part which has the structure equivalent to the said 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted suitably. In the configuration shown in FIG. 6, the main difference from the configuration of the first embodiment shown in FIG. 1 is that the
<第2実施形態におけるセンサマイコンの統合制御機能について>
図7は、上記図2に対応して、本第2実施形態におけるセンサマイコン15A内部の各機能ブロックを示している。この図7において、上記ローパスフィルタ部44は省略されており、その一方でA/D変換部41が出力電流検出信号もデジタル形式に変換し、信号伝送部はこの出力電流検出信号と異常検出信号をシリアル通信の伝送形態で統合して統括制御マイコン31Aに送信可能となっている。<About the integrated control function of the sensor microcomputer in the second embodiment>
FIG. 7 shows each functional block in the
ここで、このような回路構成に用いる統括制御マイコン31Aの仕様として、PWM演算周期に同期して出力電流検出信号を受信できなければ正常にモータを制御できない場合がある。上記第1実施形態では、統括制御マイコン31Aが出力電流検出部22から出力電流検出信号を直接受信していたため、その受信の同期を容易に実現できていた。しかし本第2実施形態の回路構成では、センサマイコン15Aを中継して統括制御マイコン31Aに出力電流検出信号が入力されるため、統括制御マイコン31Aとセンサマイコン15Aの間で出力電流検出信号を送受するための同期制御を行う必要がある。そこで、統括制御マイコン31Aに同期信号送信部46が設けられ、これがPWM演算周期に同期してADトリガ信号を出力した際に、センサマイコン15Aが応答して出力電流検出信号を統括制御マイコン31Aに送信する。 Here, as a specification of the
この出力電流検出信号の送受のための同期処理について、図8を参照しつつ説明する。図中上方に示すキャリア信号は、統括制御マイコン31A内でPWM信号を生成する際に参照される三角波であり、モータの制御状態などに応じてその周波数が変動する。本実施形態の例では、キャリア信号が最低レベル(谷の最低点)となった時点で出力電流検出信号を送受するものとし、そのタイミングで統括制御マイコン31Aの同期信号送信部46がパルス波形のADトリガ信号(図示する例では負論理)をセンサマイコン15Aに出力する。このADトリガ信号はパルス幅の違いで2種類あり、幅の狭いパルスを所定回数繰り返すごとに幅の広いパルスを1回出力する。 A synchronization process for transmitting and receiving the output current detection signal will be described with reference to FIG. The carrier signal shown in the upper part of the figure is a triangular wave that is referred to when generating a PWM signal in the
センサマイコン15Aは、パルス幅に関係なくADトリガ信号を受信した際には出力電流検出部22から出力電流検出信号を検出してその検出結果を蓄積する。そして特に受信したパルス幅が広い場合には、前回の送信からそれまでに蓄積した出力電流検出信号の検出結果をまとめて統括制御マイコン31Aに送信する。これにより、統括制御マイコン31Aは、そのときの制御状態に応じたキャリア周期を単位としたPWM演算周期に同期して、センサマイコン15Aから出力電流の検出結果を受信できる。なお、出力電流の検出結果を送受するタイミングとしてはキャリア信号の最低レベル(谷の最低点)以外にも、例えば最高レベル(頂点)としてもよい。 When receiving the AD trigger signal regardless of the pulse width, the
<第2実施形態の効果>
以上説明したように、本実施形態のインバータ装置1Aによれば、回路構成を大幅に簡略していながら、出力電圧誤差補償機能以外では上記第1実施形態と同等に機能できるインバータ装置1Aを実現できる。<Effects of Second Embodiment>
As described above, according to the inverter device 1A of the present embodiment, the inverter device 1A that can function in the same manner as the first embodiment other than the output voltage error compensation function can be realized while greatly simplifying the circuit configuration. .
また、本実施形態では特に、統括制御マイコン31Aからセンサマイコン15AにPWM演算周期に対応したタイミングでADトリガ信号を送信し、センサマイコン15Aの信号送信部45は特定のADトリガ信号を受信したタイミングで出力電流検出部22の検出信号を統括制御マイコン31Aに送信する。これにより、インバータ装置1Aの運転中に統括制御マイコン31Aにおいてキャリア周波数やPWM演算周期が任意に変更された場合でも同期を取ることが可能となり、モータを正常に制御できる。 In the present embodiment, in particular, the AD trigger signal is transmitted from the
<第3実施形態:第3実施形態の概要>
上記第1実施形態及び第2実施形態では、インバータ装置1,1Aの電気的な回路構成に関する設計手法について説明したが、本第3実施形態ではインバータ装置1,1Aの機械的構成、特に回路基板間の機械的な接続構成に関する設計手法について説明する。<Third Embodiment: Overview of Third Embodiment>
In the first embodiment and the second embodiment, the design method related to the electrical circuit configuration of the inverter devices 1 and 1A has been described. In the third embodiment, the mechanical configuration of the inverter devices 1 and 1A, particularly the circuit board. A design method related to the mechanical connection configuration between the two will be described.
上述したように、主回路部2と制御回路部3は電気的に強化絶縁されることから、機械的にも主回路部2と制御回路部3はそれぞれ独自に設けた回路基板で別体に構成される場合が多い。これに対して本第3実施形態では、さらにセンサマイコン15の周辺も独自の回路基板で別体に構成し、計3つの回路基板で構成する。例えば、図9に示すように、主回路部2の回路基板51の表面に設けたコネクタ54にセンサマイコン15の回路基板52を立設するように差し込んで接続し、さらにケーブル55を介してセンサマイコン15の回路基板52と制御回路部3の回路基板53を接続する。なお、デジタルフォトカプラ5はいずれかの回路基板51,52,53上に設け、電気的な配線を介して接続すればよい。センサマイコン15の回路基板52は比較的小さく製作できるため、このような機械的配置で接続しても全体の収容容量を抑えることができる。 As described above, since the
このようにインバータ装置1全体を3つの回路基板51,52,53に区分する場合、上記第1実施形態では図10に示すような区分で各回路基板51,52,53を構成する。すなわち、主回路部2のうちのインバータ部11、補器部12、検出部13が1つの主回路基板51上に実装され、センサマイコン15が第1制御基板52上に実装され、統括制御マイコン31とドライブマイコン32が第2制御基板53上に実装される。この区分における主回路基板、第1制御基板、及び第2制御基板をそれぞれ第1実施形態に対応したAタイプの基板とする。 As described above, when the entire inverter device 1 is divided into the three
また、上記第2実施形態では、図11に示すような区分で各回路基板51,52,53を構成する。すなわち、第2制御基板53上には統括制御マイコン31だけが実装される。この区分における主回路基板51、第1制御基板52、及び第2制御基板53をそれぞれ第2実施形態に対応したBタイプの基板とする。 Moreover, in the said 2nd Embodiment, each
ここで、インバータ装置1は、例えばサイズ、制御性能、機能、コスト等の要求仕様に応じて多種類の製品がラインナップされるのが一般的である。そこで本第3実施形態では、上記の各回路基板51,52,53どうしの間の接続構成について、対応する区分の回路基板どうしで電気的、機械的の両面で互換性を持たせ、換装可能とすることにより、その組み合わせから複数の仕様のバリエーションを持たせるようにする。 Here, as for the inverter apparatus 1, it is common that many types of products are lined up according to required specifications, such as size, control performance, function, and cost. Therefore, in the third embodiment, the connection configuration between the
例えば、図12の表に示すように、第1制御基板52と第2制御基板53の組み合わせだけでも、それぞれの制御基板がAタイプとBタイプの2種類があることから、計4種類の仕様のバリエーションを持たせることができる。第1制御基板52においてセンサマイコン15自体の仕様の違いにより、Aタイプを用いることでモータの制御機能が高くなり、Bタイプを用いることでモータの制御機能を抑えた仕様となる。また第2制御基板53において統括制御マイコン31とドライブマイコン32のチップ数の違いにより、Aタイプを用いることで標準サイズの筐体仕様が必要となり、Bタイプを用いることで小型サイズの筐体仕様となって簡易な仕様となる。また特に図示しないが、組み合わせる主回路基板51における出力電圧検出部21の有無によっても、出力電圧誤差補償機能を持たせることができるかどうか、すなわち制御性能に違いを持たせることができる。 For example, as shown in the table of FIG. 12, even if only the combination of the
<第3実施形態の効果>
以上説明したように、本実施形態のインバータ装置1によれば、主要部品ごとの区分により回路基板51,52,53を別体で構成し、それらの組み合わせで全体の仕様のバリエーションを増やすことができる。これにより、それぞれの仕様ごとに専用の回路基板を設計する場合よりも、開発期間を大幅に短縮できる。<Effect of the third embodiment>
As described above, according to the inverter device 1 of the present embodiment, the
なお、上記の各実施形態におけるインバータ装置1では、誘導モータを駆動制御する場合を想定していたが、これに限られない。例えば、同期モータを駆動制御するインバータ装置1に対しても、主回路部2と制御回路部3のそれぞれにおける各マイコン15,31,32の配置や機能、及び各種信号の流れに関する設計手法について上記の各実施形態と同様の手法を適用できる。 In addition, in the inverter apparatus 1 in each said embodiment, although the case where the drive control of an induction motor was assumed, it is not restricted to this. For example, for the inverter device 1 that drives and controls a synchronous motor, the design method regarding the arrangement and function of the
また、以上既に述べた以外にも、上記実施形態や各変形例による手法を適宜組み合わせて利用しても良い。 In addition to those already described above, the methods according to the above-described embodiments and modifications may be used in appropriate combination.
その他、一々例示はしないが、上記実施形態や各変形例は、その趣旨を逸脱しない範囲内において、種々の変更が加えられて実施されるものである。 In addition, although not illustrated one by one, the above-mentioned embodiment and each modification are implemented with various modifications within a range not departing from the gist thereof.
1 インバータ装置
2 主回路部
3 制御回路部
4 シーケンサ
5 デジタルフォトカプラ(信号伝達部)
6 アナログフォトカプラ(信号伝達部)
11 インバータ部
12 補器部
13 検出部
14 ローパスフィルタ
15,15A センサマイコン(第1制御部)
21 出力電圧検出部(電圧検出部)
22 出力電流検出部(電流検出部)
23 各種状態量検出部
31,31A 統括制御マイコン(第2制御部)
32 ドライブマイコン(第2制御部)
41 A/D変換部
42 シーケンス制御部
43 異常判定部
44 ローパスフィルタ部
45 信号送信部
46 同期信号送信部
51 主回路基板
52 マイコン基板、第1制御基板
53 制御回路基板、第2制御基板
54 コネクタ
55 ケーブル
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
6 Analog photo coupler (signal transmission part)
DESCRIPTION OF
21 Output voltage detector (voltage detector)
22 Output current detector (current detector)
23 Various state
32 drive microcomputer (second controller)
41 A /
Claims (8)
前記主回路部の状態量を検出し、検出信号を出力する検出部と、
前記検出信号を中継し、当該検出信号に基づいて第1の制御を行う第1制御部と、
前記第1制御部により中継された前記検出信号を電気的に絶縁した状態で伝達する信号伝達部と、
前記信号伝達部により伝達された前記検出信号を入力し、当該検出信号に基づいて第2の制御を行う第2制御部と、
を有し、
前記第2制御部は、
前記検出信号に基づいて前記主回路部の制御を行い、
前記第1制御部は、
前記検出信号に基づいて、前記主回路部に備えられた所定の回路部品に対するシーケンス制御を実行するシーケンス制御部を有し、
前記検出部は、
前記インバータ部の出力電圧を検出する電圧検出部を含み、
前記第1制御部は、
前記電圧検出部の前記検出信号における所定の遮断周波数より高い周波数の成分を逓減させるローパスフィルタ部を有し、
前記電圧検出部と前記第1制御部の間の回路に配置され、前記電圧検出部の前記検出信号における所定の遮断周波数より高い周波数の成分を逓減させるローパスフィルタをさらに有する
ことを特徴とするインバータ装置。 A main circuit section having an inverter section;
A detection unit for detecting a state quantity of the main circuit unit and outputting a detection signal;
A first control unit that relays the detection signal and performs first control based on the detection signal;
A signal transmission unit configured to transmit the detection signal relayed by the first control unit in an electrically insulated state;
A second control unit that inputs the detection signal transmitted by the signal transmission unit and performs a second control based on the detection signal;
Have
The second controller is
Control the main circuit unit based on the detection signal,
The first controller is
Based on the detection signal, it has a sequence control unit for executing sequence control for a given circuit components provided in the main circuit unit,
The detector is
Including a voltage detection unit for detecting an output voltage of the inverter unit;
The first controller is
A low-pass filter unit that gradually reduces a frequency component higher than a predetermined cutoff frequency in the detection signal of the voltage detection unit;
A low-pass filter disposed in a circuit between the voltage detection unit and the first control unit and configured to gradually reduce a component having a frequency higher than a predetermined cutoff frequency in the detection signal of the voltage detection unit. A featured inverter device.
アナログ信号である前記検出信号をデジタル信号に変換するA/D変換部と、
前記デジタル信号に変換された複数の前記検出信号を統合してシリアル通信により前記第2制御部に送信する信号送信部と、
を有し、
前記第2制御部は、
前記信号送信部により送信された前記検出信号に基づいて前記主回路部の制御を行う
ことを特徴とする請求項1に記載のインバータ装置。 The first controller is
An A / D converter that converts the detection signal, which is an analog signal, into a digital signal;
A signal transmission unit that integrates a plurality of the detection signals converted into the digital signals and transmits them to the second control unit by serial communication;
Have
The second controller is
The inverter device according to claim 1 , wherein the main circuit unit is controlled based on the detection signal transmitted by the signal transmission unit.
前記検出信号に基づいて前記検出部の異常の有無を判定する異常判定部を有し、
前記信号送信部は、
前記異常判定部により異常が有ると判定された場合に、異常信号を前記第2制御部に送信する
ことを特徴とする請求項2に記載のインバータ装置。 The first controller is
Having an abnormality determination unit that determines the presence or absence of abnormality of the detection unit based on the detection signal;
The signal transmitter is
The inverter device according to claim 2 , wherein when the abnormality determination unit determines that there is an abnormality, an abnormality signal is transmitted to the second control unit.
前記インバータ部の出力電流を検出する電流検出部を含み、
前記第2制御部は、
PWM演算周期に対応したタイミングで前記第1制御部に同期信号を送信する同期信号送信部を有し、
前記信号送信部は、
前記同期信号を受信したタイミングで前記電流検出部の前記検出信号を前記第2制御部に送信する
ことを特徴とする請求項2又は3に記載のインバータ装置。 The detector is
Including a current detection unit for detecting an output current of the inverter unit;
The second controller is
A synchronization signal transmission unit that transmits a synchronization signal to the first control unit at a timing corresponding to a PWM calculation cycle;
The signal transmitter is
The inverter apparatus according to claim 2 or 3, characterized in that transmitting the detection signal of the current detecting unit at the timing of receiving the synchronization signal to the second control unit.
前記検出信号に基づいて制御対象に対する制御アルゴリズムを実行する第1マイコンと、
前記第1マイコンとパラレル通信可能に接続され、前記第1マイコンと外部機器との通信を制御する第2マイコンと、を有する
ことを特徴とする請求項2乃至4のいずれか1項に記載のインバータ装置。 The second controller is
A first microcomputer that executes a control algorithm for a control target based on the detection signal;
The first microcomputer and is parallel communicably connected, according to any one of claims 2 to 4, characterized in that it has a second microcomputer for controlling communication between the first microcomputer and the external device Inverter device.
前記主回路部の状態量を検出し、検出信号を出力する検出部と、A detection unit for detecting a state quantity of the main circuit unit and outputting a detection signal;
前記検出信号を中継し、当該検出信号に基づいて第1の制御を行う第1制御部と、A first control unit that relays the detection signal and performs first control based on the detection signal;
前記第1制御部により中継された前記検出信号を電気的に絶縁した状態で伝達する信号伝達部と、A signal transmission unit configured to transmit the detection signal relayed by the first control unit in an electrically insulated state;
前記信号伝達部により伝達された前記検出信号を入力し、当該検出信号に基づいて第2の制御を行う第2制御部と、A second control unit that inputs the detection signal transmitted by the signal transmission unit and performs a second control based on the detection signal;
を有し、Have
前記第2制御部は、The second controller is
前記検出信号に基づいて制御対象に対する制御アルゴリズムを実行する第1マイコンと、A first microcomputer that executes a control algorithm for a control target based on the detection signal;
前記第1マイコンとパラレル通信可能に接続され、前記第1マイコンと外部機器との通信を制御する第2マイコンと、を有し、A second microcomputer connected to the first microcomputer so as to be capable of parallel communication and controlling communication between the first microcomputer and an external device;
前記第1制御部は、The first controller is
前記検出信号に基づいて、前記検出部の異常の有無を判定する異常判定部と、Based on the detection signal, an abnormality determination unit that determines whether there is an abnormality in the detection unit;
前記検出信号を中継して前記第1マイコンに送信すると共に、前記異常判定部により異常が有ると判定された場合に異常信号を前記第2マイコンに送信する信号送信部と、A signal transmission unit that relays the detection signal and transmits it to the first microcomputer, and transmits an abnormality signal to the second microcomputer when the abnormality determination unit determines that there is an abnormality;
を有するHave
ことを特徴とするインバータ装置。An inverter device characterized by that.
前記主回路部の状態量を検出し、検出信号を出力することと、
前記検出信号を中継し、当該検出信号に基づいて前記主回路部に備えられた所定の回路部品に対するシーケンス制御を実行することと、
中継された前記検出信号を電気的に絶縁した状態で伝達することと、
伝達された前記検出信号を入力し、当該検出信号に基づいて前記主回路部の制御を行うことと、
前記インバータ部の出力電圧を検出することと、
前記出力電圧の検出信号における所定の遮断周波数より高い周波数の成分をローパスフィルタにより逓減させることと、
前記ローパスフィルタを通過した前記出力電圧の検出信号における所定の遮断周波数より高い周波数の成分をローパスフィルタ部により逓減させることと、
を有することを特徴とするインバータ装置の制御方法。 A method for controlling an inverter device having a main circuit unit including an inverter unit,
Detecting a state quantity of the main circuit unit and outputting a detection signal;
Relaying the detection signal, and performing sequence control on a predetermined circuit component provided in the main circuit unit based on the detection signal;
Transmitting the relayed detection signal in an electrically insulated state;
Inputting the transmitted detection signal, and controlling the main circuit unit based on the detection signal;
Detecting an output voltage of the inverter unit;
A frequency component higher than a predetermined cutoff frequency in the output voltage detection signal is reduced by a low-pass filter;
A frequency component higher than a predetermined cut-off frequency in the detection signal of the output voltage that has passed through the low-pass filter is decreased by a low-pass filter unit;
A control method for an inverter device, comprising:
前記主回路部の状態量を検出し、検出信号を出力することと、Detecting a state quantity of the main circuit unit and outputting a detection signal;
前記検出信号を中継し、前記検出信号に基づいて検出部の異常の有無を判定することと、Relaying the detection signal, determining the presence or absence of abnormality of the detection unit based on the detection signal;
中継された前記検出信号を電気的に絶縁した状態で第1マイコンに伝達することと、Transmitting the relayed detection signal to the first microcomputer in an electrically insulated state;
伝達された前記検出信号を入力し、当該検出信号に基づいて第1マイコンにより制御対象に対する制御アルゴリズムを実行することと、Inputting the transmitted detection signal, and executing a control algorithm for the controlled object by the first microcomputer based on the detection signal;
前記検出部に異常が有ると判定された場合に、異常信号を電気的に絶縁した状態で、前記第1マイコンとパラレル通信可能に接続され前記第1マイコンと外部機器との通信を制御する第2マイコンに伝達することと、A first control unit configured to control communication between the first microcomputer and an external device connected in parallel communication with the first microcomputer in a state where the abnormality signal is electrically insulated when it is determined that the detection unit is abnormal; 2 to communicate to the microcomputer,
を有することを特徴とするインバータ装置の制御方法。A control method for an inverter device, comprising:
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/JP2015/076811 WO2017046964A1 (en) | 2015-09-18 | 2015-09-18 | Inverter device and method for controlling inverter device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP6156784B1 true JP6156784B1 (en) | 2017-07-05 |
JPWO2017046964A1 JPWO2017046964A1 (en) | 2017-09-21 |
Family
ID=58288423
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016550825A Active JP6156784B1 (en) | 2015-09-18 | 2015-09-18 | INVERTER DEVICE AND INVERTER DEVICE CONTROL METHOD |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6156784B1 (en) |
CN (1) | CN108141145B (en) |
WO (1) | WO2017046964A1 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6927032B2 (en) * | 2017-12-29 | 2021-08-25 | トヨタ自動車株式会社 | Power conversion circuit protection control device |
CN111596633B (en) * | 2020-06-15 | 2021-07-09 | 中国人民解放军63796部队 | Industrial control system |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5992774A (en) * | 1982-11-17 | 1984-05-29 | Toshiba Corp | Pwm controlling method for inverter |
JPS6084973A (en) * | 1983-10-14 | 1985-05-14 | Hitachi Ltd | Current controlling method for voltage type inverter |
JPH1151977A (en) * | 1997-07-31 | 1999-02-26 | Sanyo Electric Co Ltd | Inverter circuit |
JP2001008482A (en) * | 1999-06-22 | 2001-01-12 | Hitachi Ltd | Control system and control of motor |
JP2003339168A (en) * | 2002-05-22 | 2003-11-28 | Hitachi Ltd | Insulated drive inverter device |
JP2005033997A (en) * | 1998-09-30 | 2005-02-03 | Hitachi Ltd | Power converting device |
JP2006109603A (en) * | 2004-10-05 | 2006-04-20 | Densei Lambda Kk | Uninterruptible power supply device, control method therefor, uninterruptible power supply system, and uninterruptible power supply program |
JP2006121779A (en) * | 2004-10-19 | 2006-05-11 | Yaskawa Electric Corp | Converter and servo controller for robot using it |
JP2010206909A (en) * | 2009-03-03 | 2010-09-16 | Hitachi Automotive Systems Ltd | Power conversion apparatus |
-
2015
- 2015-09-18 WO PCT/JP2015/076811 patent/WO2017046964A1/en active Application Filing
- 2015-09-18 CN CN201580083046.7A patent/CN108141145B/en active Active
- 2015-09-18 JP JP2016550825A patent/JP6156784B1/en active Active
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5992774A (en) * | 1982-11-17 | 1984-05-29 | Toshiba Corp | Pwm controlling method for inverter |
JPS6084973A (en) * | 1983-10-14 | 1985-05-14 | Hitachi Ltd | Current controlling method for voltage type inverter |
JPH1151977A (en) * | 1997-07-31 | 1999-02-26 | Sanyo Electric Co Ltd | Inverter circuit |
JP2005033997A (en) * | 1998-09-30 | 2005-02-03 | Hitachi Ltd | Power converting device |
JP2001008482A (en) * | 1999-06-22 | 2001-01-12 | Hitachi Ltd | Control system and control of motor |
JP2003339168A (en) * | 2002-05-22 | 2003-11-28 | Hitachi Ltd | Insulated drive inverter device |
JP2006109603A (en) * | 2004-10-05 | 2006-04-20 | Densei Lambda Kk | Uninterruptible power supply device, control method therefor, uninterruptible power supply system, and uninterruptible power supply program |
JP2006121779A (en) * | 2004-10-19 | 2006-05-11 | Yaskawa Electric Corp | Converter and servo controller for robot using it |
JP2010206909A (en) * | 2009-03-03 | 2010-09-16 | Hitachi Automotive Systems Ltd | Power conversion apparatus |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN108141145B (en) | 2020-11-24 |
JPWO2017046964A1 (en) | 2017-09-21 |
CN108141145A (en) | 2018-06-08 |
WO2017046964A1 (en) | 2017-03-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4538475B2 (en) | Set parallel power converter | |
US9531316B1 (en) | Motor control device and motor control method | |
AU2005290575A1 (en) | Power supply circuit protecting method and apparatus for the same | |
JP6027060B2 (en) | Multi-level inverter | |
US20190252970A1 (en) | Power conversion apparatus and logic circuit | |
WO2019239628A1 (en) | Converter and motor control device | |
CN101534084A (en) | Redundant DC bus discharge for an electric motor system | |
JP6156784B1 (en) | INVERTER DEVICE AND INVERTER DEVICE CONTROL METHOD | |
JP6543872B2 (en) | Control device, control method and program | |
JP2012239247A (en) | Motor control device | |
JP2015035894A (en) | Power conversion device and method for controlling power conversion device | |
US20230126273A1 (en) | Motor control device and abnormality detection method for current detector provided in motor control device | |
JP6099004B1 (en) | INVERTER DEVICE AND INVERTER DEVICE MANUFACTURING METHOD | |
KR101822427B1 (en) | Method for detecting phase open in output from inverter | |
JP3999226B2 (en) | Electric motor control device | |
WO2013094330A1 (en) | Power conversion device | |
WO2021049230A1 (en) | Power conversion device and method for controlling power conversion device | |
JP2014036539A (en) | Inverter device and switching timing correction method therefor | |
JP6608096B1 (en) | Converter and motor control device | |
CN113615075A (en) | Servo direct current power supply system and motor control device | |
CN111095777A (en) | Motor control device and motor control system | |
US10243501B2 (en) | Inverter control device | |
JP2010035339A (en) | Motor controller | |
JP2010017039A (en) | Power converter | |
JP6197950B2 (en) | Safety control device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20170515 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6156784 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20170528 |