JP6683922B2 - Voltage source inverter device - Google Patents
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Description
本発明は、複数相の電流指令に基づいて生成された電圧ベクトルに応じて複数のスイッチング素子を駆動させることにより、モータに電圧を出力する電圧形インバータ装置に関する。 The present invention relates to a voltage source inverter device that outputs a voltage to a motor by driving a plurality of switching elements according to a voltage vector generated based on a current command of a plurality of phases.
従来より、電圧ベクトルに応じてスイッチング素子を駆動させることにより、モータに電圧を出力する電圧形インバータ装置が知られている。このような電圧形インバータ装置として、例えば特許文献１には、現在の出力電圧ベクトルと、前回の出力電圧ベクトルと、インバータ装置の出力電流の瞬時値と指令値との差である現在の電流偏差ベクトルとに基づいて、最適な出力電圧ベクトルを選択する構成が開示されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known a voltage source inverter device that outputs a voltage to a motor by driving a switching element according to a voltage vector. As such a voltage type inverter device, for example, in Patent Document 1, a current output voltage vector, a previous output voltage vector, and a current current deviation that is a difference between an instantaneous value of an output current of the inverter device and a command value A configuration for selecting an optimum output voltage vector based on the vector and is disclosed.
詳しくは、特許文献１に開示されている構成では、現在の出力電圧ベクトルと前回の出力電圧ベクトルとにより、出力電流をその指令値に一致させるために必要となる出力電圧ベクトル（目標電圧ベクトル）の属する領域を推定し、この推定した出力電圧ベクトルの領域と電流偏差ベクトルとにより、最適な出力電圧ベクトルを選択して、スイッチング素子を駆動制御する。 Specifically, in the configuration disclosed in Patent Document 1, the output voltage vector (target voltage vector) required to match the output current with the command value by the current output voltage vector and the previous output voltage vector. Is estimated, and the optimum output voltage vector is selected based on the estimated output voltage vector region and the current deviation vector to drive and control the switching element.
上述のような特許文献１の構成により、微分演算を行う必要がなくなり、装置の構成を簡略化できるとともに、ノイズやフィルタによる遅れの影響を受けることのない制御を行うことができる。 With the configuration of Patent Document 1 as described above, it is not necessary to perform the differential operation, the configuration of the device can be simplified, and the control can be performed without being affected by the delay due to noise or the filter.
ところで、上述の特許文献１に開示されている構成では、推定した出力電圧ベクトルの領域と電流偏差ベクトルとによって最適な出力電圧ベクトルを選択するため、その出力電圧ベクトルに応じてスイッチング素子がスイッチング動作を行う。このように、前記最適な出力電圧ベクトルに応じてスイッチング素子がスイッチング動作することにより、モータに対して常時、電圧が出力される。そのため、モータに電圧が印加された状態が継続する。この状態では、モータに流れる電流が頻繁に変化するため、その度に、前記最適な出力電圧ベクトルに応じたスイッチング動作が行われる。これにより、スイッチング動作の頻度が高くなって、それによる損失（スイッチング損失）が増大するとともに、モータに流れる電流の電流歪率が大きくなって電流波形に歪が生じる。 By the way, in the configuration disclosed in the above-mentioned Patent Document 1, since the optimum output voltage vector is selected according to the estimated output voltage vector region and the current deviation vector, the switching element performs the switching operation according to the output voltage vector. I do. In this way, the switching element performs the switching operation according to the optimum output voltage vector, so that the voltage is constantly output to the motor. Therefore, the state where the voltage is applied to the motor continues. In this state, since the current flowing through the motor changes frequently, the switching operation according to the optimum output voltage vector is performed each time. As a result, the frequency of the switching operation increases, the loss (switching loss) due to this increases, and the current distortion rate of the current flowing through the motor increases, causing distortion in the current waveform.
本発明の目的は、電圧形インバータ装置において、スイッチング損失を低減できるとともに、モータに流れる電流の電流歪率を低減可能な構成を得ることにある。 It is an object of the present invention to obtain a configuration in a voltage source inverter device that can reduce switching loss and current distortion rate of a current flowing through a motor.
本発明の一実施形態に係る電圧形インバータ装置は、複数相の電流指令に基づいて電圧ベクトルを生成する電圧ベクトル生成部と、前記電圧ベクトルに応じて駆動される複数のスイッチング素子とを有し、前記電圧ベクトルに応じて前記スイッチング素子を駆動させることにより、モータに電圧を出力する電圧形インバータ装置である。前記電圧ベクトル生成部は、前記複数相における前記電流指令と前記モータの出力電流との電流偏差に基づいて、電流偏差ベクトルを求める電流偏差ベクトル演算部と、前記電流偏差ベクトルに基づいて、前記電圧ベクトルを設定する電圧ベクトル設定部とを備える。前記電圧ベクトル設定部は、前記電流偏差ベクトルの大きさが第１所定値以下の場合に、前記電圧ベクトルをゼロ電圧ベクトルに設定する（第１の構成）。 A voltage type inverter device according to an embodiment of the present invention includes a voltage vector generation unit that generates a voltage vector based on current commands of a plurality of phases, and a plurality of switching elements that are driven according to the voltage vector. A voltage source inverter device that outputs a voltage to a motor by driving the switching element according to the voltage vector. The voltage vector generation unit, based on the current deviation between the current command in the plurality of phases and the output current of the motor, a current deviation vector calculation unit that obtains a current deviation vector, and the voltage based on the current deviation vector. And a voltage vector setting unit for setting a vector. The voltage vector setting unit sets the voltage vector to a zero voltage vector when the magnitude of the current deviation vector is equal to or smaller than a first predetermined value (first configuration).
以上の構成により、電流偏差ベクトルの大きさが第１所定値以下の場合には、前記電流偏差ベクトルが変化しても、電圧ベクトルがゼロ電圧ベクトルに設定される。そのため、電流変化の勾配が緩やかになり、前記電流偏差ベクトルの大きさが所定値以下の状態を維持しやすくなる。これにより、スイッチング素子のスイッチング回数を減らすことができ、スイッチング損失を低減することができる。したがって、電圧形インバータ装置で生じる損失を低減することができる。なお、前記スイッチング回数は、今回出力するスイッチング素子のスイッチング状態と前回出力したスイッチング素子のスイッチング状態とを比較した場合に、その変化量を意味する。 With the above configuration, when the magnitude of the current deviation vector is equal to or smaller than the first predetermined value, the voltage vector is set to the zero voltage vector even if the current deviation vector changes. Therefore, the gradient of the current change becomes gentle and the magnitude of the current deviation vector is easily maintained at a predetermined value or less. Thereby, the number of times of switching of the switching element can be reduced, and the switching loss can be reduced. Therefore, the loss generated in the voltage source inverter device can be reduced. The number of times of switching means the amount of change when the switching state of the switching element output this time is compared with the switching state of the switching element output last time.
また、上述の構成により、複数相における前記電流指令と前記モータの出力電流との電流偏差に基づいて求められる電流偏差ベクトルの大きさが第１所定値以下の場合には、電圧形インバータ装置からモータに出力される電圧がゼロになる。この場合には、モータの回転で生じる誘起電圧により、電圧形インバータ装置及びモータに還流電流が流れる。 Further, according to the above configuration, when the magnitude of the current deviation vector obtained based on the current deviation between the current command in a plurality of phases and the output current of the motor is less than or equal to the first predetermined value, the voltage source inverter device The voltage output to the motor becomes zero. In this case, a return current flows through the voltage source inverter device and the motor due to the induced voltage generated by the rotation of the motor.
以上のように、上述の構成では、スイッチング素子のスイッチング回数を減らすことができるとともに、モータに出力される電圧がゼロであるため、モータに生じる誘起電圧によって還流電流が流れる。これにより、モータに流れる電流の波形は、スイッチング素子のスイッチング動作による歪みが少ない波形となる。したがって、上述の構成により、モータに流れる電流の電流歪率を低減することができる。 As described above, in the above configuration, the number of times of switching of the switching element can be reduced, and since the voltage output to the motor is zero, the reflux current flows due to the induced voltage generated in the motor. As a result, the waveform of the current flowing through the motor becomes a waveform with less distortion due to the switching operation of the switching element. Therefore, with the above configuration, the current distortion rate of the current flowing through the motor can be reduced.
前記第１の構成において、前記電圧ベクトル設定部は、前記電流偏差ベクトルの大きさが前記第１所定値よりも大きく且つ第２所定値以下の場合、最後に設定された電圧ベクトルから前記電流偏差ベクトルに応じて決められる電圧ベクトルに変更する際の前記スイッチング素子のスイッチング回数が所定回数以上であれば、前記電圧ベクトルをゼロ電圧ベクトルに設定する（第２の構成）。 In the first configuration, when the magnitude of the current deviation vector is larger than the first predetermined value and equal to or smaller than a second predetermined value, the voltage vector setting unit changes the current deviation from the last set voltage vector. If the number of switching times of the switching element when changing to a voltage vector determined according to the vector is a predetermined number or more, the voltage vector is set to a zero voltage vector (second configuration).
電圧ベクトル設定部によって最後に設定された電圧ベクトルから、前記電流偏差ベクトルに応じて決められた電圧ベクトルに変更する際のスイッチング回数が所定回数以上の場合には、スイッチング損失が大きくなる。一方、電流偏差ベクトルの大きさが前記第１所定値よりも大きい第２所定値以下の場合には、電流偏差ベクトルの大きさは比較的大きいものの、電流偏差をすぐに解消しなければならないような緊急性はあまりない。 If the number of times of switching when changing from the voltage vector set last by the voltage vector setting unit to the voltage vector determined according to the current deviation vector is a predetermined number or more, the switching loss becomes large. On the other hand, when the magnitude of the current deviation vector is equal to or smaller than the second predetermined value that is larger than the first predetermined value, the magnitude of the current deviation vector is relatively large, but the current deviation must be eliminated immediately. There is not much urgency.
そのため、上述の構成のように、電圧ベクトル設定部によって、前記電圧ベクトルをゼロ電圧ベクトルに設定することにより、前記電流偏差ベクトルの大きさが前記第２所定値以下の場合でも、スイッチング素子のスイッチング回数を低減することができる。 Therefore, even when the magnitude of the current deviation vector is equal to or less than the second predetermined value by setting the voltage vector to the zero voltage vector by the voltage vector setting unit as in the above-described configuration, switching of the switching element is performed. The number of times can be reduced.
したがって、上述の構成により、スイッチング損失をより低減することができるとともに、ゼロ電圧ベクトルの発生頻度を高くすることによって、モータに電圧が印可されている状態をできるだけ短くして、電流変化の勾配を緩やかにすることができるため、モータに流れる電流の電流歪率をより低減することができる。 Therefore, with the above configuration, the switching loss can be further reduced, and by increasing the frequency of occurrence of the zero voltage vector, the state in which the voltage is applied to the motor is shortened as much as possible, and the gradient of the current change is reduced. Since it can be made gentle, the current distortion rate of the current flowing through the motor can be further reduced.
前記第１または第２の構成において、前記電圧ベクトル設定部は、前記電圧ベクトルを、ゼロ電圧ベクトルのうち、最後に設定された電圧ベクトルからゼロ電圧ベクトルに変更する際の前記スイッチング素子のスイッチング回数が最も少なくなるようなゼロ電圧ベクトルに設定する（第３の構成）。 In the first or second configuration, the voltage vector setting unit, the number of switching of the switching element when changing the voltage vector from the last set voltage vector to a zero voltage vector of the zero voltage vector. Is set to a zero voltage vector that minimizes (third configuration).
これにより、電圧ベクトルをゼロ電圧ベクトルに変更する際に、スイッチング素子のスイッチング回数が少ないゼロ電圧ベクトルを選択することができる。したがって、スイッチング素子のスイッチング回数を減らすことができる。したがって、スイッチング損失をより低減できるとともに、モータに流れる電流の電流歪率をより低減することができる。 Accordingly, when changing the voltage vector to the zero voltage vector, it is possible to select the zero voltage vector in which the number of switching times of the switching element is small. Therefore, the number of times of switching of the switching element can be reduced. Therefore, the switching loss can be further reduced, and the current distortion rate of the current flowing through the motor can be further reduced.
本発明の一実施形態に係る電圧形インバータ装置によれば、複数相の電流指令とモータの出力電流との電流偏差に基づいて求められる電流偏差ベクトルの大きさが、第１所定値以下の場合には、電圧ベクトルをゼロ電圧ベクトルに設定する。これにより、スイッチング素子のスイッチング回数を減らすことができる。したがって、スイッチング損失を低減できるとともに、モータに流れる電流の電流歪率も低減することができる。 According to the voltage type inverter device of one embodiment of the present invention, when the magnitude of the current deviation vector obtained based on the current deviation between the current commands of the plurality of phases and the output current of the motor is less than or equal to the first predetermined value. To set the voltage vector to the zero voltage vector. Thereby, the number of times of switching of the switching element can be reduced. Therefore, the switching loss can be reduced and the current distortion rate of the current flowing through the motor can also be reduced.
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳しく説明する。図中の同一または相当部分については同一の符号を付してその説明は繰り返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The same or corresponding parts in the drawings are designated by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.
（全体構成）
図１は、本発明の実施形態に係る電圧形インバータ装置１の概略構成を示す制御フロー図である。この電圧形インバータ装置１は、複数相の電流指令に基づいて電圧ベクトルを生成し、その電圧ベクトルに応じて複数のスイッチング素子３１，３２，４１，４２，５１，５２を駆動させることにより、モータ２に電圧を出力する装置である。なお、モータ２は、三相交流モータである。
(overall structure)
FIG. 1 is a control flow diagram showing a schematic configuration of a voltage source inverter device 1 according to an embodiment of the present invention. The voltage source inverter device 1 generates a voltage vector based on a current command of a plurality of phases, and drives a plurality of switching elements 31, 32, 41, 42, 51, 52 according to the voltage vector to drive a motor. It is a device that outputs a voltage to 2. The motor 2 is a three-phase AC motor.
電圧形インバータ装置１は、電流指令生成部１１と、２相３相変換部１２と、電圧ベクトル生成部１３と、ゲート指令生成部１４と、ゲート回路１５と、３相２相変換部１６と、トルク推定部１７とを備える。 The voltage type inverter device 1 includes a current command generation unit 11, a two-phase / three-phase conversion unit 12, a voltage vector generation unit 13, a gate command generation unit 14, a gate circuit 15, and a three-phase two-phase conversion unit 16. , And a torque estimation unit 17.
電流指令生成部１１は、外部からトルク指令Ｔｒｑ＊が入力される。電流指令生成部１１は、入力されたトルク指令Ｔｒｑ＊に基づいて、ｄ軸及びｑ軸の電流指令Ｉｄ＊，Ｉｑ＊を生成する。 The torque command Trq * is input to the current command generator 11 from the outside. The current command generator 11 generates the d-axis and q-axis current commands Id * , Iq * based on the input torque command Trq * .
２相３相変換部１２は、電流指令生成部１１から出力されたｄ軸及びｑ軸の電流指令Ｉｄ＊，Ｉｑ＊を、３相の電流指令Ｉｕ＊，Ｉｖ＊、Ｉｗ＊に変換する。具体的には、２相３相変換部１２は、ｄ軸及びｑ軸の電流指令Ｉｄ＊，Ｉｑ＊及びモータ２のセンサ２ａから出力された電流位相角を用いて、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の各電流指令Ｉｕ＊，Ｉｖ＊、Ｉｗ＊を生成する。 The 2-phase / 3-phase converter 12 converts the d-axis and q-axis current commands Id * , Iq * output from the current command generator 11 into 3-phase current commands Iu * , Iv * , Iw * . Specifically, the two-phase / three-phase conversion unit 12 uses the d-axis and q-axis current commands Id * , Iq * and the current phase angle output from the sensor 2a of the motor 2 to determine the U-phase, the V-phase, and the V-phase. The W phase current commands Iu * , Iv * , and Iw * are generated.
電圧ベクトル生成部１３は、３相の電流指令Ｉｕ＊，Ｉｖ＊、Ｉｗ＊及びモータ２の３相の出力電流Iｕ，Ｉｖ，Ｉｗを用いて電流偏差ベクトルを算出し、電流偏差ベクトル図において前記電流偏差ベクトルが属する領域に応じて、電圧ベクトルを設定する。電圧ベクトル生成部１３は、設定した電圧ベクトルを電圧ベクトル指令Ｖｅｃｔとして出力する。 The voltage vector generation unit 13 calculates a current deviation vector using the three-phase current commands Iu * , Iv * , Iw * and the three-phase output currents Iu, Iv, Iw of the motor 2, and in the current deviation vector diagram, The voltage vector is set according to the region to which the current deviation vector belongs. The voltage vector generation unit 13 outputs the set voltage vector as a voltage vector command Vect.
電圧ベクトル生成部１３は、電流偏差算出部２０と、電流偏差ベクトル演算部２１と、電流偏差ベクトル領域判定部２２と、電圧ベクトル設定部２３と、記憶部２４とを有する。電圧ベクトル生成部１３の詳しい構成については後述する。 The voltage vector generation unit 13 includes a current deviation calculation unit 20, a current deviation vector calculation unit 21, a current deviation vector region determination unit 22, a voltage vector setting unit 23, and a storage unit 24. The detailed configuration of the voltage vector generation unit 13 will be described later.
ゲート指令生成部１４は、電圧ベクトル生成部１３から出力された電圧ベクトル指令Ｖｅｃｔに基づいて、ゲート回路１５を駆動させるためのゲート指令Ｕｐ，Ｕｎ，Ｖｐ，Ｖｎ，Ｗｐ，Ｗｎを生成する。ゲート指令生成部１４は、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の各相において、ゲート回路１５の後述するスイッチングアーム３０，４０，５０のスイッチング素子３１，３２，４１，４２，５１，５２に対する指令を生成する。 The gate command generator 14 generates gate commands Up, Un, Vp, Vn, Wp, Wn for driving the gate circuit 15 based on the voltage vector command Vect output from the voltage vector generator 13. The gate command generation unit 14 issues commands to the switching elements 31, 32, 41, 42, 51, 52 of the switching arms 30, 40, 50 of the gate circuit 15, which will be described later, in each of the U phase, V phase, and W phase. To generate.
具体的には、ゲート指令生成部１４は、Ｕ相のスイッチングアーム３０における上アームのスイッチング素子３１に対するゲート指令Ｕｐと、下アームのスイッチング素子３２に対するゲート指令Ｕｎと、Ｖ相のスイッチングアーム４０における上アームのスイッチング素子４１に対するゲート指令Ｖｐと、下アームのスイッチング素子４２に対するゲート指令Ｖｎと、Ｗ相のスイッチングアーム５０における上アームのスイッチング素子５１に対するゲート指令Ｗｐと、下アームのスイッチング素子５２に対するゲート指令Ｗｎとを生成して、出力する。 Specifically, the gate command generation unit 14 includes a gate command Up for the upper arm switching element 31 in the U-phase switching arm 30, a gate command Un for the lower arm switching element 32, and a V-phase switching arm 40. A gate command Vp for the upper arm switching element 41, a gate command Vn for the lower arm switching element 42, a gate command Wp for the upper arm switching element 51 in the W-phase switching arm 50, and a lower arm switching element 52. The gate command Wn is generated and output.
なお、ゲート指令生成部１４によって生成されるゲート指令Ｕｐ，Ｕｎ，Ｖｐ，Ｖｎ，Ｗｐ，Ｗｎは、各スイッチング素子をＯＮ状態またはＯＦＦ状態にする信号を含む。 The gate commands Up, Un, Vp, Vn, Wp, and Wn generated by the gate command generation unit 14 include a signal for turning on or off each switching element.
ゲート回路１５は、３相のブリッジ回路を構成する複数のスイッチング素子３１，３２，４１，４２，５１，５２を有する。具体的には、図２に示すように、ゲート回路１５は、モータ２のＵ相、Ｖ相及びＷ相の各相にそれぞれ接続されたスイッチングアーム３０，４０，５０を有する。スイッチングアーム３０では、一対のスイッチング素子３１，３２が直列に接続されている。同様に、スイッチングアーム４０では、一対のスイッチング素子４１，４２が直列に接続されている。同様に、スイッチングアーム５０では、一対のスイッチング素子５１，５２が直列に接続されている。 The gate circuit 15 has a plurality of switching elements 31, 32, 41, 42, 51, 52 that form a three-phase bridge circuit. Specifically, as shown in FIG. 2, the gate circuit 15 has switching arms 30, 40, 50 respectively connected to the U phase, V phase, and W phase of the motor 2. In the switching arm 30, a pair of switching elements 31 and 32 are connected in series. Similarly, in the switching arm 40, a pair of switching elements 41 and 42 are connected in series. Similarly, in the switching arm 50, a pair of switching elements 51 and 52 are connected in series.
なお、スイッチングアーム３０，４０，５０における一方のスイッチング素子３１，４１，５１が、それぞれ、スイッチングアーム３０，４０，５０の上アームに対応する。スイッチングアーム３０，４０，５０における他方のスイッチング素子３２，４２，５２が、それぞれ、スイッチングアーム３０，４０，５０の下アームに対応する。 Note that one of the switching elements 31, 41, 51 in the switching arms 30, 40, 50 corresponds to the upper arm of the switching arms 30, 40, 50, respectively. The other switching elements 32, 42, 52 of the switching arms 30, 40, 50 correspond to the lower arms of the switching arms 30, 40, 50, respectively.
本実施形態において、スイッチング素子３１，３２，４１，４２，５１，５２は、例えばＩＧＢＴが用いられる。なお、スイッチング素子３１，３２，４１，４２，５１，５２は、ＭＯＳＦＥＴなどの他のスイッチングデバイスであってもよい。 In the present embodiment, the switching elements 31, 32, 41, 42, 51, 52 are IGBTs, for example. The switching elements 31, 32, 41, 42, 51, 52 may be other switching devices such as MOSFETs.
スイッチング素子３１，３２，４１，４２，５１，５２には、それぞれ、ダイオード３１ａ，３２ａ，４１ａ，４２ａ，５１ａ，５２ａが並列に設けられている。ダイオード３１ａ，３２ａ，４１ａ，４２ａ，５１ａ，５２ａは、スイッチング素子３１，３２，４１，４２，５１，５２に流れる電流とは逆方向への電流の流れを許容するように設けられている。ダイオード３１ａ，３２ａ，４１ａ，４２ａ，５１ａ，５２ａは、いわゆる還流ダイオードである。 Diodes 31a, 32a, 41a, 42a, 51a, 52a are provided in parallel with the switching elements 31, 32, 41, 42, 51, 52, respectively. The diodes 31a, 32a, 41a, 42a, 51a, 52a are provided so as to allow a current flow in a direction opposite to the current flowing through the switching elements 31, 32, 41, 42, 51, 52. The diodes 31a, 32a, 41a, 42a, 51a, 52a are so-called free wheeling diodes.
ゲート回路１５のスイッチング素子３１，３２，４１，４２，５１，５２は、それぞれ、ゲート指令生成部１４から出力されたゲート指令Ｕｐ，Ｕｎ，Ｖｐ，Ｖｎ，Ｗｐ，Ｗｎに応じて、ＯＮ状態またはＯＦＦ状態になるように構成されている。図３に、ゲート回路１５の出力電圧の電圧ベクトル図を示す。図３において、Ｖ０及びＶ７は、各相で電位差が生じないゼロ電圧ベクトルである。なお、図３において、Ｖ１では、Ｕ相に電圧が発生し、Ｖ２では、Ｖ相に電圧が発生し、Ｖ４では、Ｗ相に電圧が発生する。 The switching elements 31, 32, 41, 42, 51, 52 of the gate circuit 15 are in the ON state or in accordance with the gate commands Up, Un, Vp, Vn, Wp, Wn output from the gate command generation unit 14, respectively. It is configured to be in the OFF state. FIG. 3 shows a voltage vector diagram of the output voltage of the gate circuit 15. In FIG. 3, V 0 and V 7 are zero voltage vectors in which no potential difference occurs in each phase. In FIG. 3, a voltage is generated in the U phase at V 1 , a voltage is generated in the V phase at V 2 , and a voltage is generated in the W phase at V 4 .
以下の説明において、各電圧ベクトルに応じてスイッチング素子３１，３２，４１，４２，５１，５２のＯＮ／ＯＦＦ状態を示す際には、上アームのスイッチング素子がＯＮ状態であり、下アームのスイッチング素子がＯＦＦ状態を“１”とし、上アームのスイッチング素子がＯＦＦ状態であり、下アームのスイッチング素子がＯＮ状態を“０”とする。そして、Ｗ相のスイッチング状態を３桁目、Ｖ相のスイッチング状態を２桁目、Ｕ相のスイッチング状態を１桁目とする３桁の数字によって、電圧ベクトルを表現する。 In the following description, when showing the ON / OFF states of the switching elements 31, 32, 41, 42, 51, 52 according to each voltage vector, the switching element of the upper arm is in the ON state and the switching of the lower arm is switched. It is assumed that the element is in the OFF state, "1", the switching element in the upper arm is in the OFF state, and the switching element in the lower arm is in the ON state. Then, the voltage vector is represented by a three-digit number in which the switching state of the W phase is the third digit, the switching state of the V phase is the second digit, and the switching state of the U phase is the first digit.
例えば、電圧ベクトルＶ１であれば、Ｖ１＝［００１］と表記する。この場合、各アームのスイッチング素子は、Ｗ相の上アームのスイッチング素子がＯＦＦ状態で且つＷ相の下アームのスイッチング素子がＯＮ状態であり、Ｖ相の上アームのスイッチング素子がＯＦＦ状態で且つＶ相の下アームのスイッチング素子がＯＮ状態であり、Ｕ相の上アームのスイッチング素子がＯＮ状態で且つＷ相の下アームのスイッチング素子がＯＦＦ状態である。なお、ゼロ電圧ベクトルは、Ｖ０、Ｖ７の場合であり、Ｖ０＝［０００］（各相の下アームのスイッチング素子が全てＯＮ状態）、Ｖ７＝［１１１］（各相の上アームのスイッチング素子が全てＯＮ状態）と表記される。 For example, if the voltage vector is V 1 , it is expressed as V 1 = [001]. In this case, as for the switching element of each arm, the switching element of the W-phase upper arm is in the OFF state, the switching element of the W-phase lower arm is in the ON state, and the switching element of the V-phase upper arm is in the OFF state. The switching element of the lower arm of the V phase is in the ON state, the switching element of the upper arm of the U phase is in the ON state, and the switching element of the lower arm of the W phase is in the OFF state. The zero voltage vector is for V 0 and V 7 , where V 0 = [000] (all switching elements in the lower arm of each phase are in the ON state), V 7 = [111] (upper arm of each phase). All the switching elements of are in the ON state).
３相２相変換部１６は、図１に示すように、モータ２の出力電流Ｉｕ，Ｉｗを、ｄ軸電流Ｉｄ及びｑ軸電流Ｉｑに変換する。具体的には、３相２相変換部１６は、モータ２のＵ相電流Ｉｕ及びＷ相電流Ｉｗに基づいて、ｄ軸電流Ｉｄ及びｑ軸電流Ｉｑを求める。 As shown in FIG. 1, the three-phase / two-phase converter 16 converts the output currents Iu and Iw of the motor 2 into a d-axis current Id and a q-axis current Iq. Specifically, the three-phase / two-phase converter 16 determines the d-axis current Id and the q-axis current Iq based on the U-phase current Iu and the W-phase current Iw of the motor 2.
トルク推定部１７は、３相２相変換部１６から出力されたｄ軸電流Ｉｄ及びｑ軸電流Ｉｑを用いて、モータ２の出力トルクを推定する。 The torque estimation unit 17 estimates the output torque of the motor 2 using the d-axis current Id and the q-axis current Iq output from the three-phase / two-phase conversion unit 16.
（電圧ベクトル生成部）
次に、電圧ベクトル生成部１３の構成を、図１、図４から図９を用いて詳細に説明する。
(Voltage vector generator)
Next, the configuration of the voltage vector generation unit 13 will be described in detail with reference to FIGS. 1 and 4 to 9.
既述のように、電圧ベクトル生成部１３は、電流偏差算出部２０と、電流偏差ベクトル演算部２１と、電流偏差ベクトル領域判定部２２と、電圧ベクトル設定部２３と、記憶部２４とを有する。 As described above, the voltage vector generation unit 13 includes the current deviation calculation unit 20, the current deviation vector calculation unit 21, the current deviation vector region determination unit 22, the voltage vector setting unit 23, and the storage unit 24. .
電流偏差算出部２０は、３相の電流指令Ｉｕ＊，Ｉｖ＊、Ｉｗ＊とモータ２の３相の出力電流Iｕ，Ｉｖ，Ｉｗとを用いて、各相の電流偏差Δｉｕ，Δｉｖ，Δｉｗを計算する。 The current deviation calculation unit 20 uses the three-phase current commands Iu * , Iv * , Iw * and the three-phase output currents Iu, Iv, Iw of the motor 2 to calculate the current deviations Δiu, Δiv, Δiw of the respective phases. calculate.
具体的には、電流偏差算出部２０は、以下の式によって、３相の電流偏差Δｉｕ，Δｉｖ，Δｉｗを求める。
Δｉｕ＝Ｉｕ＊−Ｉｕ
Δｉｖ＝Ｉｖ＊−Ｉｖ
Δｉｗ＝Ｉｗ＊−Ｉｗ
Specifically, the current deviation calculation unit 20 obtains the three-phase current deviations Δiu, Δiv, and Δiw by the following formulas.
Δiu = Iu * -Iu
Δiv = Iv * -Iv
Δiw = Iw * −Iw
電流偏差ベクトル演算部２１は、電流偏差算出部２０によって算出された各相の電流偏差Δｉｕ，Δｉｖ，Δｉｗを用いて、電流偏差ベクトルを求める。具体的には、電流偏差ベクトル演算部２１は、前記電流偏差Δｉｕ，Δｉｖ，Δｉｗを用いて、電流偏差ベクトルの大きさを求める。 The current deviation vector calculation unit 21 obtains a current deviation vector using the current deviations Δiu, Δiv, Δiw of each phase calculated by the current deviation calculation unit 20. Specifically, the current deviation vector calculation unit 21 obtains the magnitude of the current deviation vector using the current deviations Δiu, Δiv, Δiw.
具体的には、電流偏差ベクトル演算部２１は、下式によって、３相の電流偏差Δｉｕ，Δｉｖ，Δｉｗを、図４に示すような２軸の電流偏差Δｉα，Δｉβに変換した後、それらの２乗の和を求めることにより、電流偏差ベクトルの大きさに相当するΔｉ２を算出する。
Δｉα＝√（３／２）×Δｉｕ
Δｉβ＝√（１／２）×（Δｉｖ−Δｉｗ）
Δｉ２＝（Δｉα２＋Δｉβ２）
Specifically, the current deviation vector calculation unit 21 converts the three-phase current deviations Δiu, Δiv, Δiw into two-axis current deviations Δiα, Δiβ as shown in FIG. By calculating the sum of squares, Δi 2 corresponding to the magnitude of the current deviation vector is calculated.
Δiα = √ (3/2) × Δiu
Δiβ = √ (1/2) × (Δiv−Δiw)
Δi 2 = (Δiα 2 + Δiβ 2 )
電流偏差ベクトル領域判定部２２は、電流偏差ベクトル演算部２１によって算出された３相の電流偏差Δｉｕ，Δｉｖ，Δｉｗを用いて、電流偏差ベクトルが、図５に示すような電流偏差ベクトル図におけるいずれの領域に属するかを判定する。ここでは、図５に示すように、電流偏差ベクトル図において、６０度ずつに領域を分けた場合、電流偏差ベクトルが領域Ａ１からＡ６のいずれの領域に属するかを判定する。 The current deviation vector area determination unit 22 uses the three-phase current deviations Δiu, Δiv, and Δiw calculated by the current deviation vector calculation unit 21 to determine which of the current deviation vectors in the current deviation vector diagram shown in FIG. It belongs to the area of. Here, as shown in FIG. 5, in the current deviation vector diagram, when the area is divided by 60 degrees, it is determined which of the areas A1 to A6 the current deviation vector belongs to.
具体的には、電流偏差ベクトル領域判定部２２は、３相の電流偏差Δｉｕ，Δｉｖ，Δｉｗのうち２相間での電流偏差の絶対値の差を求めて、その差が０以上かどうかによって、電流偏差ベクトルが属する領域を絞り込んだ後、３相の電流偏差Δｉｕ，Δｉｖ，Δｉｗが０以上かどうかによって、電流偏差ベクトルが属する領域を特定する。 Specifically, the current deviation vector area determination unit 22 obtains the difference in absolute value of the current deviation between the two phases among the three-phase current deviations Δiu, Δiv, and Δiw, and determines whether the difference is 0 or more. After narrowing down the region to which the current deviation vector belongs, the region to which the current deviation vector belongs is specified depending on whether the three-phase current deviations Δiu, Δiv, and Δiw are 0 or more.
例えば、｜Δｉｕ｜―｜Δｉｖ｜≧０、｜Δｉｖ｜―｜Δｉｗ｜≧０及び｜Δｉｗ｜―｜Δｉｕ｜＜０の場合には、電流偏差ベクトルは、図５の領域Ａ１か領域Ａ４に属する。そして、Δｉｕ≧０であれば、電流偏差ベクトルは図５の領域Ａ１に属し、Δｉ＜０であれば、電流偏差ベクトルは図５の領域Ａ４に属する。 For example, when | Δiu |-| Δiv | ≧ 0, | Δiv |-| Δiw | ≧ 0 and | Δiw |-| Δiu | <0, the current deviation vector is in the area A1 or the area A4 in FIG. Belong to Then, if Δiu ≧ 0, the current deviation vector belongs to the area A1 in FIG. 5, and if Δi <0, the current deviation vector belongs to the area A4 in FIG.
電圧ベクトル設定部２３は、ゲート回路１５のスイッチング素子３１，３２，４１，４２，５１，５２が動作する際のスイッチングモードの判定を行うとともに、判定されたモードと電流偏差ベクトル図において電流偏差ベクトルが属する領域とに応じて、電圧ベクトルを設定する。 The voltage vector setting unit 23 determines the switching mode when the switching elements 31, 32, 41, 42, 51, 52 of the gate circuit 15 operate, and determines the current deviation vector in the determined mode and the current deviation vector diagram. The voltage vector is set according to the region to which the voltage vector belongs.
具体的には、電圧ベクトル設定部２３は、図６に示すように、電流偏差ベクトルＸの大きさを用いてスイッチングモードの判定を行う。本実施形態では、電圧ベクトル設定部２３は、電流偏差ベクトルの大きさが、第１所定値Ｐ以下かどうか、及び、該第１所定値Ｐよりも大きい第２所定値Ｑ以下かどうかを判定する。図６に示す例では、電流偏差ベクトルＸ（図６の太線矢印）は、その大きさが第１所定値Ｐ以上で且つ第２所定値Ｑよりも小さい。 Specifically, the voltage vector setting unit 23 determines the switching mode by using the magnitude of the current deviation vector X, as shown in FIG. In the present embodiment, the voltage vector setting unit 23 determines whether or not the magnitude of the current deviation vector is equal to or smaller than the first predetermined value P and is equal to or smaller than the second predetermined value Q which is larger than the first predetermined value P. To do. In the example shown in FIG. 6, the current deviation vector X (thick line arrow in FIG. 6) is greater than or equal to the first predetermined value P and smaller than the second predetermined value Q.
なお、第１所定値Ｐは、モータ２の出力にあまり影響のない電流偏差ベクトルの大きさに設定される。また、第２所定値Ｑは、モータ２の出力に与える影響とスイッチング損失及び電流歪率に与える影響とを考慮した場合に、モータ２の出力に与える影響よりもスイッチング損失及び電流歪率に与える影響の方が大きくなるような電流偏差ベクトルの大きさに設定される。 The first predetermined value P is set to the magnitude of the current deviation vector that does not significantly affect the output of the motor 2. Further, the second predetermined value Q is given to the switching loss and the current distortion rate rather than the influence to the output of the motor 2 when considering the effects on the output of the motor 2 and the switching loss and the current distortion rate. The magnitude of the current deviation vector is set so that the influence is greater.
電圧ベクトル設定部２３は、電流偏差ベクトルの大きさが第１所定値Ｐ以下の場合には、スイッチングモードを還流モードにする。具体的には、電圧ベクトル設定部２３は、電流偏差ベクトルの大きさが第１所定値Ｐ以下の場合、出力する電圧ベクトルをゼロ電圧ベクトルＶ０，Ｖ７のいずれかに設定する。 When the magnitude of the current deviation vector is equal to or smaller than the first predetermined value P, the voltage vector setting unit 23 sets the switching mode to the return mode. Specifically, when the magnitude of the current deviation vector is equal to or smaller than the first predetermined value P, the voltage vector setting unit 23 sets the output voltage vector to either the zero voltage vector V 0 or V 7 .
電流偏差ベクトルの大きさが第１所定値Ｐ以下の場合には、電流指令とモータ２の出力電流との差があまり大きくない。この状態で、電圧ベクトルを発生させて、ゲート回路１５のスイッチング素子３１，３２，４１，４２，５１，５２を駆動させると、スイッチング回数が増えるため、スイッチング損失が増大するとともに電流歪率も大きくなる。 When the magnitude of the current deviation vector is equal to or smaller than the first predetermined value P, the difference between the current command and the output current of the motor 2 is not so large. In this state, when a voltage vector is generated to drive the switching elements 31, 32, 41, 42, 51, 52 of the gate circuit 15, the number of times of switching increases, so that the switching loss increases and the current distortion rate also increases. Become.
これに対し、上述のように、電圧ベクトルをゼロ電圧ベクトルＶ０，Ｖ７のいずれかに設定することで、スイッチング素子３１，３２，４１，４２，５１，５２のスイッチング回数を減らすことができる。よって、スイッチング損失を低減できるとともに、電流歪率を低減することができる。 On the other hand, as described above, the number of times of switching the switching elements 31, 32, 41, 42, 51, 52 can be reduced by setting the voltage vector to either the zero voltage vector V 0 or V 7. . Therefore, the switching loss can be reduced and the current distortion rate can be reduced.
上述のように電圧ベクトルをゼロ電圧ベクトルＶ０，Ｖ７のいずれかに設定することにより、ゲート回路１５ではスイッチング素子３１，３２，４１，４２，５１，５２が各相の電位差がなくなるように動作する。具体的には、ゲート回路１５のスイッチングアーム３０，４０，５０の上アームのスイッチング素子３１，４１，５１が全てＯＮ状態またはＯＦＦ状態になる。この状態では、電圧形インバータ装置１からモータ２に対して電圧が出力されない。一方、既述のとおり、ゲート回路１５のスイッチング素子３１，３２，４１，４２，５１，５２には、それぞれ、スイッチング素子３１，３２，４１，４２，５１，５２に流れる電流の向きとは逆方向への電流の流れを許容するようにダイオード３１ａ，３２ａ，４１ａ，４２ａ，５１ａ，５２ａが並列に接続されている。そのため、モータ２の回転に伴って生じる誘起電圧によって、モータ２及びゲート回路１５に還流電流が流れる。 By setting the voltage vector to one of the zero voltage vectors V 0 and V 7 as described above, in the gate circuit 15, the switching elements 31, 32, 41, 42, 51 and 52 have no potential difference between the respective phases. Operate. Specifically, the switching elements 31, 41, 51 of the upper arms of the switching arms 30, 40, 50 of the gate circuit 15 are all turned on or off. In this state, no voltage is output from the voltage source inverter device 1 to the motor 2. On the other hand, as described above, the switching elements 31, 32, 41, 42, 51, 52 of the gate circuit 15 have opposite directions to the currents flowing through the switching elements 31, 32, 41, 42, 51, 52, respectively. Diodes 31a, 32a, 41a, 42a, 51a, 52a are connected in parallel so as to allow a current flow in the direction. Therefore, the return current flows through the motor 2 and the gate circuit 15 due to the induced voltage generated by the rotation of the motor 2.
上述のように、電流偏差ベクトルの大きさが第１所定値Ｐ以下の場合に電圧ベクトルをゼロ電圧ベクトルＶ０，Ｖ７のいずれかに設定することにより、スイッチング素子３１，３２，４１，４２，５１，５２のスイッチング回数を減らすことができるとともに、モータ２に出力される電圧がゼロの状態では、モータ２に生じる誘起電圧によって還流電流が流れる。これにより、モータ２に流れる電流の波形は、スイッチング素子３１，３２，４１，４２，５１，５２のスイッチング動作による歪みが少ない波形となる。したがって、上述の構成により、モータ２に流れる電流の電流歪率をより効果的に低減することができる。 As described above, when the magnitude of the current deviation vector is equal to or smaller than the first predetermined value P, the voltage element is set to one of the zero voltage vectors V 0 and V 7 , so that the switching elements 31, 32, 41, 42 are set. , 51, 52 can be reduced in number, and when the voltage output to the motor 2 is zero, a reflux current flows due to the induced voltage generated in the motor 2. As a result, the waveform of the current flowing through the motor 2 becomes a waveform with less distortion due to the switching operation of the switching elements 31, 32, 41, 42, 51, 52. Therefore, with the above configuration, the current distortion rate of the current flowing through the motor 2 can be reduced more effectively.
また、電圧ベクトル設定部２３は、電流偏差ベクトルの大きさが第１所定値Ｐ以下の場合、出力する電圧ベクトルを、ゼロ電圧ベクトルＶ０，Ｖ７のうち、出力中の電圧ベクトル（最後に設定された電圧ベクトル）からゼロ電圧ベクトルに変える際にスイッチング素子３１，３２，４１，４２，５１，５２のスイッチング回数が最も少なくなるようなゼロ電圧ベクトルに設定する。前記出力中の電圧ベクトルに関する情報は、後述する記憶部２４に記憶されている。電圧ベクトル設定部２３は、出力中の電圧ベクトルを用いて電圧ベクトルの設定を行う場合には、記憶部２４から、出力中の電圧ベクトルに関する情報を読み込む。 When the magnitude of the current deviation vector is equal to or smaller than the first predetermined value P, the voltage vector setting unit 23 outputs the voltage vector to be output among the zero voltage vectors V 0 and V 7 (the voltage vector being output (finally, The zero voltage vector is set so that the number of times of switching of the switching elements 31, 32, 41, 42, 51, 52 is minimized when changing from the set voltage vector) to the zero voltage vector. Information about the voltage vector being output is stored in the storage unit 24 described later. When setting the voltage vector using the voltage vector being output, the voltage vector setting unit 23 reads the information about the voltage vector being output from the storage unit 24.
例えば、図７に示すように、出力中の電圧ベクトルがＶ１＝［００１］の場合（図７の（ａ））には、電流偏差ベクトルの大きさが第１所定値Ｐ以下であれば、出力する電圧ベクトルをゼロ電圧ベクトルＶ０＝［０００］に設定する（図７（ｂ））。同様に、出力中の電圧ベクトルがＶ３＝［０１１］の場合には、電流偏差ベクトルの大きさが第１所定値Ｐ以下であれば、電圧ベクトルをゼロ電圧ベクトルＶ7＝［１１１］に設定する。 For example, as shown in FIG. 7, when the voltage vector during output is V 1 = [001] ((a) in FIG. 7), if the magnitude of the current deviation vector is equal to or smaller than the first predetermined value P, , The output voltage vector is set to zero voltage vector V 0 = [000] (FIG. 7B). Similarly, when the voltage vector being output is V 3 = [011] and the magnitude of the current deviation vector is equal to or smaller than the first predetermined value P, the voltage vector is set to zero voltage vector V 7 = [111]. Set.
なお、本実施形態において、スイッチング回数は、スイッチング素子３１，３２，４１，４２，５１，５２のいずれか一つが、ＯＮ状態からＯＦＦ状態、または、ＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り替わる回数を１回として、ゲート回路１５の全てのスイッチング素子３１，３２，４１，４２，５１，５２のスイッチングの回数を合計した値である。 In the present embodiment, the number of times of switching is set such that any one of the switching elements 31, 32, 41, 42, 51, 52 is switched from the ON state to the OFF state or from the OFF state to the ON state once. , The total number of switching times of all the switching elements 31, 32, 41, 42, 51, 52 of the gate circuit 15.
電圧ベクトル設定部２３は、電流偏差ベクトルが第１所定値Ｐよりも大きく且つ第２所定値Ｑ以下の場合には、スイッチングモードを定常モードにする。具体的には、電圧ベクトル設定部２３は、電流偏差ベクトルの大きさが第１所定値Ｐよりも大きく且つ第２所定値Ｑ以下の場合、出力中の電圧ベクトルと電流偏差ベクトルが属する領域とに基づいて、電圧ベクトルを設定する。 When the current deviation vector is larger than the first predetermined value P and equal to or smaller than the second predetermined value Q, the voltage vector setting unit 23 sets the switching mode to the steady mode. Specifically, when the magnitude of the current deviation vector is larger than the first predetermined value P and equal to or less than the second predetermined value Q, the voltage vector setting unit 23 determines that the voltage vector being output and the current deviation vector belong to the area. Based on, the voltage vector is set.
電圧ベクトル設定部２３は、前記定常モードにおいて、出力中の電圧ベクトルから、電流偏差ベクトルが属する領域に応じて決められた電圧ベクトルに変更する際（ベクトル遷移する際）には、以下のように、出力する電圧ベクトルを設定する。 In the steady mode, the voltage vector setting unit 23 changes the voltage vector being output to the voltage vector determined according to the region to which the current deviation vector belongs (when making a vector transition) as follows. , Set the output voltage vector.
電圧ベクトル設定部２３は、図３で示すＶ０〜Ｖ７の電圧ベクトルの図において、隣り合うベクトルに変更する場合はベクトル遷移を許可し、そうでない場合は、一度ゼロ電圧ベクトルを出力した後に、所望の電圧ベクトルに遷移するようにする。 In the diagram of the voltage vectors V 0 to V 7 shown in FIG. 3, the voltage vector setting unit 23 permits vector transitions when changing to adjacent vectors, and otherwise outputs a zero voltage vector once and then outputs. , Transition to a desired voltage vector.
例えば、出力中の電圧ベクトルがＶ１の場合、遷移可能な電圧ベクトルはＶ０，Ｖ３，Ｖ５，Ｖ７である。この場合、電圧ベクトル設定部２３は、電流偏差ベクトルが属する領域に応じて決められた電圧ベクトルがＶ３またはＶ５であれば、その電圧ベクトルを、出力する電圧ベクトルとして設定する。一方、電流偏差ベクトルが属する領域に応じて決められた電圧ベクトルがそれ以外のベクトル、例えばＶ４の場合には、電圧ベクトル設定部２３は、電圧ベクトルＶ４ではなくＶ０を、出力する電圧ベクトルとして設定する。 For example, when the voltage vector in the output is V 1 , the transitionable voltage vectors are V 0 , V 3 , V 5 , and V 7 . In this case, if the voltage vector determined according to the region to which the current deviation vector belongs is V 3 or V 5 , the voltage vector setting unit 23 sets the voltage vector as the voltage vector to be output. On the other hand, when the voltage vector determined according to the region to which the current deviation vector belongs is another vector, for example, V 4 , the voltage vector setting unit 23 outputs V 0 instead of the voltage vector V 4. Set as a vector.
ここで、Ｖ０及びＶ７は、同じゼロ電圧ベクトルであるため、電圧ベクトル設定部２３は、出力中の電圧ベクトルＶ１からゼロ電圧ベクトルに遷移する場合には、スイッチング状態の変化が少ないゼロベクトルＶ０を、出力する電圧ベクトルとして設定する。 Here, since V 0 and V 7 are the same zero voltage vector, when the voltage vector setting unit 23 makes a transition from the voltage vector V 1 being output to the zero voltage vector, there is little change in the switching state. The vector V 0 is set as the output voltage vector.
換言すれば、電圧ベクトル設定部２３は、出力中の電圧ベクトルから、電流偏差ベクトルが属する領域に応じて決められた電圧ベクトルに変更する際に、ゲート回路１５のスイッチングアーム３０，４０，５０を２つ以上、動作させなければいけない場合（スイッチング回数が所定回数以上の場合）、出力する電圧ベクトルをゼロ電圧ベクトルに設定する。前記所定回数は、スイッチングアーム３０，４０，５０のうち２つのスイッチングアームを動作させる際のスイッチング回数である。 In other words, the voltage vector setting unit 23 changes the switching arms 30, 40, 50 of the gate circuit 15 when changing the voltage vector being output to the voltage vector determined according to the region to which the current deviation vector belongs. When it is necessary to operate two or more (when the number of times of switching is a predetermined number of times or more), the voltage vector to be output is set to the zero voltage vector. The predetermined number of times is the number of times of switching when operating two of the switching arms 30, 40, 50.
例えば、図８（ａ）に示すように、出力中の電圧ベクトルＶ１＝［００１］（図中の太実線矢印）から、電流偏差ベクトルが属する領域に応じて決められた電圧ベクトルＶ４＝［１００］（図中の破線矢印）に変更する場合、ゲート回路１５のスイッチングアーム３０，４０，５０を２つ以上、動作させる必要がある。この場合には、図８（ｂ）に示すように、出力する電圧ベクトルを、ゼロ電圧ベクトルＶ０，Ｖ７のうちスイッチング回数の少ない方に設定する。 For example, as shown in FIG. 8A, from the output voltage vector V 1 = [001] (thick solid line arrow in the figure), the voltage vector V 4 = determined according to the region to which the current deviation vector belongs When changing to [100] (broken line arrow in the figure), it is necessary to operate two or more switching arms 30, 40, 50 of the gate circuit 15. In this case, as shown in FIG. 8B, the output voltage vector is set to one of the zero voltage vectors V 0 and V 7 that has the smaller number of switching times.
なお、この定常モードの場合でも、上述の還流モードと同様、電圧ベクトル設定部２３は、出力する電圧ベクトルをゼロ電圧ベクトルに設定する際に、ゼロ電圧ベクトルＶ０，Ｖ７のうち、スイッチング素子３１，３２，４１，４２，５１，５２のスイッチング回数が最も少なくなるようなゼロ電圧ベクトルを選定する。 Even in the steady mode, the voltage vector setting unit 23 sets the output voltage vector to the zero voltage vector among the zero voltage vectors V 0 and V 7 as in the return mode. A zero voltage vector that minimizes the number of switching times of 31, 32, 41, 42, 51, 52 is selected.
一方、上述のように、電圧ベクトル設定部２３は、前記定常モードにおいて、出力中の電圧ベクトルから、電流偏差ベクトルが属する領域に応じて決められた電圧ベクトルに変更する際（ベクトル遷移する際）に、図３で示すＶ０〜Ｖ７の電圧ベクトルの図において、隣り合うベクトルに変更する場合はベクトル遷移を許可する。例えば、出力中の電圧ベクトルがＶ１の場合、電流偏差ベクトルが属する領域に応じて決められた電圧ベクトルがＶ３またはＶ５であれば、電圧ベクトル設定部２３は、その電圧ベクトルを、出力する電圧ベクトルとして設定する。 On the other hand, as described above, when the voltage vector setting unit 23 changes the voltage vector being output to the voltage vector determined according to the region to which the current deviation vector belongs in the steady mode (when making a vector transition). In addition, in the diagram of the voltage vectors of V 0 to V 7 shown in FIG. 3, vector transition is permitted when changing to adjacent vectors. For example, when the voltage vector being output is V 1 and the voltage vector determined according to the region to which the current deviation vector belongs is V 3 or V 5 , the voltage vector setting unit 23 outputs the voltage vector. The voltage vector to be set.
換言すれば、電圧ベクトル設定部２３は、出力中の電圧ベクトルから、電流偏差ベクトルが属する領域に応じて決められた電圧ベクトルに変更する際に、ゲート回路１５で動作するスイッチングアームが１つの場合（スイッチング回数が所定回数よりも少ない場合）には、出力する電圧ベクトルを、前記電流偏差ベクトルが属する領域に応じて決められた電圧ベクトルに設定する。 In other words, when the voltage vector setting unit 23 changes the voltage vector being output to the voltage vector determined according to the region to which the current deviation vector belongs, in the case where there is one switching arm operating in the gate circuit 15. When the number of times of switching is less than the predetermined number of times, the voltage vector to be output is set to the voltage vector determined according to the region to which the current deviation vector belongs.
電圧ベクトル設定部２３は、出力中の電圧ベクトルがゼロ電圧ベクトルの場合には、出力する電圧ベクトルを、電流偏差ベクトルが属する領域に応じて決められた電圧ベクトルに設定する。 When the voltage vector being output is the zero voltage vector, the voltage vector setting unit 23 sets the output voltage vector to the voltage vector determined according to the region to which the current deviation vector belongs.
なお、前記出力中の電圧ベクトルに関する情報は、後述する記憶部２４に記憶されている。電圧ベクトル設定部２３は、出力中の電圧ベクトルを用いて電圧ベクトルの設定を行う場合には、記憶部２４から、出力中の電圧ベクトルに関する情報を読み込む。 Information regarding the voltage vector being output is stored in the storage unit 24 described later. When setting the voltage vector using the voltage vector being output, the voltage vector setting unit 23 reads the information about the voltage vector being output from the storage unit 24.
電圧ベクトル設定部２３は、電流偏差ベクトルの大きさが第２所定値Ｑよりも大きい場合には、スイッチングモードを過渡モードにする。具体的には、電圧ベクトル設定部２３は、電流偏差ベクトルの大きさが第２所定値Ｑよりも大きい場合、出力する電圧ベクトルを、電流偏差ベクトルが属する領域に応じて決められた電圧ベクトルに設定する。 When the magnitude of the current deviation vector is larger than the second predetermined value Q, the voltage vector setting unit 23 sets the switching mode to the transient mode. Specifically, when the magnitude of the current deviation vector is larger than the second predetermined value Q, the voltage vector setting unit 23 sets the output voltage vector to the voltage vector determined according to the region to which the current deviation vector belongs. Set.
具体的には、電圧ベクトル設定部２３は、電流偏差ベクトル図において電流偏差ベクトルが属する領域に応じて、電圧ベクトルを決める。例えば、図９（ａ）に示すように、電流偏差ベクトルＹが電流偏差ベクトル図において領域Ａ１に属している場合には、電圧ベクトル設定部２３は、図９（ｂ）に示すように、出力する電圧ベクトルを電圧ベクトルＶ１に設定する。 Specifically, the voltage vector setting unit 23 determines the voltage vector according to the region to which the current deviation vector belongs in the current deviation vector diagram. For example, as shown in FIG. 9A, when the current deviation vector Y belongs to the area A1 in the current deviation vector diagram, the voltage vector setting unit 23 outputs the output as shown in FIG. 9B. The voltage vector to be set is set to the voltage vector V 1 .
このように、電圧ベクトル設定部２３は、過渡モードの場合には、出力する電圧ベクトルを、電流偏差ベクトル図において電流偏差ベクトルが属する領域に対応する電圧ベクトルに設定する。 Thus, in the transient mode, the voltage vector setting unit 23 sets the output voltage vector to the voltage vector corresponding to the region to which the current deviation vector belongs in the current deviation vector diagram.
記憶部２４は、出力中の電圧ベクトルに関する情報を一時的に記憶する。記憶部２４に記憶されているデータは、電圧ベクトル設定部２３がスイッチングモードに応じて電圧ベクトルを設定する際に用いられる。 The storage unit 24 temporarily stores information regarding the voltage vector being output. The data stored in the storage unit 24 is used when the voltage vector setting unit 23 sets the voltage vector according to the switching mode.
具体的には、電圧ベクトル設定部２３は、スイッチングモードが還流モードの場合に、記憶部２４に記憶されている電圧ベクトルに関する情報を読み込んで、該電圧ベクトルからゼロ電圧ベクトルに変更する際に、ゲート回路１５において動作するスイッチングアーム３０，４０，５０が最も少なくなるようなゼロ電圧ベクトルを設定する。 Specifically, when the switching mode is the freewheeling mode, the voltage vector setting unit 23 reads the information about the voltage vector stored in the storage unit 24, and when changing from the voltage vector to the zero voltage vector, The zero voltage vector is set so that the number of switching arms 30, 40, 50 operating in the gate circuit 15 is minimized.
また、電圧ベクトル設定部２３は、スイッチングモードが定常モードの場合に、記憶部２４に記憶されている電圧ベクトルに関する情報を読み込んで、該電圧ベクトルから電流偏差ベクトルに応じて決められた電圧ベクトルに変更する際に、ゲート回路１５において動作するスイッチングアーム３０，４０，５０が２つ以上であれば、出力する電圧ベクトルとしてゼロ電圧ベクトルを設定する。 When the switching mode is the steady mode, the voltage vector setting unit 23 reads the information about the voltage vector stored in the storage unit 24 and converts the voltage vector into a voltage vector determined according to the current deviation vector. When changing, if there are two or more switching arms 30, 40, 50 that operate in the gate circuit 15, a zero voltage vector is set as the voltage vector to be output.
（電圧ベクトル生成の動作）
次に、上述のような構成を有する電圧形インバータ装置１の電圧ベクトル生成部１３における電圧ベクトル生成の動作を、図１０に示すフローを用いて説明する。
(Operation of voltage vector generation)
Next, the operation of voltage vector generation in the voltage vector generation unit 13 of the voltage source inverter device 1 having the above configuration will be described using the flow shown in FIG.
図１０に示すフローがスタートすると（スタート）、まず、電圧ベクトル生成部１３では、電流偏差算出部２０に３相の電流指令とモータ２から出力される電流とが入力される（ステップＳ１）。 When the flow shown in FIG. 10 starts (start), first, in the voltage vector generator 13, the current command of the three phases and the current output from the motor 2 are input to the current deviation calculator 20 (step S1).
電流偏差算出部２０は、入力された３相の電流指令及びモータ２の出力電流を用いて、各相の電流偏差を計算する（ステップＳ２）。続くステップＳ３では、電流偏差ベクトル演算部２１が、前記電流偏差に基づいて、電流偏差ベクトルの大きさを算出する。 The current deviation calculation unit 20 calculates the current deviation of each phase using the input three-phase current command and the output current of the motor 2 (step S2). In subsequent step S3, the current deviation vector calculation unit 21 calculates the magnitude of the current deviation vector based on the current deviation.
次に、ステップＳ４において、電流偏差ベクトル領域判定部２２が、前記電流偏差に基づいて、前記電流偏差ベクトルが電流偏差ベクトル図の領域Ａ１からＡ６のいずれの領域に属するかを判定する。具体的には、電流偏差ベクトル領域判定部２２は、２相間における電流偏差の絶対値の差を求めて、その差が０以上かどうかによって、電流偏差ベクトル図において前記電流偏差ベクトルが属する領域を絞り込むとともに、３相の電流偏差が０以上かどうかによって、前記電流偏差ベクトルが属する領域を特定する。 Next, in step S4, the current deviation vector area determination unit 22 determines, based on the current deviation, which one of the areas A1 to A6 in the current deviation vector diagram the current deviation vector belongs to. Specifically, the current deviation vector area determination unit 22 obtains the difference between the absolute values of the current deviation between the two phases, and determines the area to which the current deviation vector belongs in the current deviation vector diagram depending on whether the difference is 0 or more. While narrowing down, the region to which the current deviation vector belongs is specified depending on whether the current deviations of the three phases are 0 or more.
上述のように、本実施形態では、ステップＳ３で電流偏差ベクトルの大きさを算出した後、ステップＳ４で前記電流偏差ベクトルが属する領域を判定している。しかしながら、ステップＳ４の領域判定をステップＳ３よりも先に行ってもよい。 As described above, in this embodiment, after the magnitude of the current deviation vector is calculated in step S3, the area to which the current deviation vector belongs is determined in step S4. However, the area determination in step S4 may be performed before step S3.
続くステップＳ５では、電圧ベクトル設定部２３が、ステップＳ３で求めた電流偏差ベクトルの大きさに基づいて、ゲート回路１５で行うスイッチングモードを選択する。本実施形態の場合、スイッチングモードは、還流モード、定常モード及び過渡モードの３つのモードを含む。 In the following step S5, the voltage vector setting unit 23 selects the switching mode performed by the gate circuit 15 based on the magnitude of the current deviation vector obtained in step S3. In the case of the present embodiment, the switching mode includes three modes of a return mode, a steady mode and a transient mode.
電圧ベクトル設定部２３は、電流偏差ベクトルの大きさが、第１所定値Ｐ以下の場合には、スイッチングモードとして還流モードを選択する。この還流モードでは、電圧ベクトル設定部２３は、出力する電圧ベクトルをゼロ電圧ベクトルに設定する（ステップＳ６）。このとき、電圧ベクトル設定部２３は、記憶部２４から出力中の電圧ベクトルを読み込んで、その電圧ベクトルからゼロ電圧ベクトルに変更する際に、ゲート回路１５において動作するスイッチングアーム３０，４０，５０の数（スイッチング回数）が最も少なくなるようなゼロ電圧ベクトルを選択する。 When the magnitude of the current deviation vector is equal to or smaller than the first predetermined value P, the voltage vector setting unit 23 selects the return mode as the switching mode. In this return mode, the voltage vector setting unit 23 sets the output voltage vector to the zero voltage vector (step S6). At this time, the voltage vector setting unit 23 reads the voltage vector being output from the storage unit 24, and when changing the voltage vector from the voltage vector to the zero voltage vector, the voltage arms of the switching arms 30, 40, 50 operating in the gate circuit 15 are read. The zero voltage vector that minimizes the number (number of times of switching) is selected.
前記ステップＳ５において、電流偏差ベクトルの大きさが第１所定値Ｐよりも大きく且つ第２所定値Ｑ以下の場合には、電圧ベクトル設定部２３は、スイッチングモードとして定常モードを選択する。この定常モードでは、電圧ベクトル設定部２３は、出力中の電圧ベクトルから、電流偏差ベクトルが属する領域に応じて決められた電圧ベクトルに変更する際に、ゲート回路１５のスイッチングアーム３０，４０，５０が２つ以上、スイッチング動作を行う場合（電圧ベクトル図において、電圧ベクトルを隣り合わないベクトルに変更する場合）には、出力する電圧ベクトルをゼロ電圧ベクトルに設定する（ステップＳ６）。 In step S5, when the magnitude of the current deviation vector is larger than the first predetermined value P and equal to or smaller than the second predetermined value Q, the voltage vector setting unit 23 selects the steady mode as the switching mode. In this steady mode, the voltage vector setting unit 23 changes the voltage vector being output to the voltage vector determined according to the region to which the current deviation vector belongs, when the switching arms 30, 40, 50 of the gate circuit 15 are changed. When two or more switch operations are performed (in the voltage vector diagram, the voltage vectors are changed to nonadjacent vectors), the output voltage vector is set to the zero voltage vector (step S6).
一方、出力中の電圧ベクトルから、電流偏差ベクトルが属する領域に応じて決められた電圧ベクトルへ変更する際に、スイッチング動作を行うスイッチングアーム３０，４０，５０が１つの場合（電圧ベクトル図において、電圧ベクトルを隣り合うベクトルに遷移させる場合）には、電圧ベクトル設定部２３は、出力する電圧ベクトルを、前記電流偏差ベクトルが属する領域に応じて決められた電圧ベクトルに設定する。 On the other hand, when the voltage vector being output is changed to the voltage vector determined according to the region to which the current deviation vector belongs, in the case where there is one switching arm 30, 40, 50 (in the voltage vector diagram, In the case of transitioning the voltage vector to the adjacent vector), the voltage vector setting unit 23 sets the output voltage vector to the voltage vector determined according to the region to which the current deviation vector belongs.
これにより、ゲート回路１５のスイッチング素子３１，３２，４１，４２，５１，５２のスイッチング回数を低減することができる。よって、スイッチング動作によって生じる損失をより低減できるとともに、モータ２に流れる電流の電流歪率をより低減することができる。 As a result, the number of times of switching the switching elements 31, 32, 41, 42, 51, 52 of the gate circuit 15 can be reduced. Therefore, the loss caused by the switching operation can be further reduced, and the current distortion rate of the current flowing through the motor 2 can be further reduced.
前記ステップＳ５において、電流偏差ベクトルの大きさが第２所定値Ｑよりも大きい場合には、電圧ベクトル設定部２３は、スイッチングモードとして過渡モードを選択する。この過渡モードでは、電圧ベクトル設定部２３は、出力する電圧ベクトルを、前記電流偏差ベクトルが属する領域に応じて決められた電圧ベクトルに設定する（ステップＳ６）。 In step S5, when the magnitude of the current deviation vector is larger than the second predetermined value Q, the voltage vector setting unit 23 selects the transient mode as the switching mode. In the transient mode, the voltage vector setting unit 23 sets the output voltage vector to the voltage vector determined according to the region to which the current deviation vector belongs (step S6).
これにより、電流偏差ベクトルが大きい場合には、電流偏差が小さくなるような電圧ベクトルを出力することができる。したがって、モータ２の出力を所定の出力まで迅速に調整することができる。 Accordingly, when the current deviation vector is large, it is possible to output a voltage vector that reduces the current deviation. Therefore, the output of the motor 2 can be quickly adjusted to a predetermined output.
ステップＳ７では、電圧ベクトル設定部２３は、設定した電圧ベクトルを電圧ベクトル指令Ｖｅｃｔとして、ゲート指令生成部１４に出力する。その後、このフローを終了する（エンド）。 In step S7, the voltage vector setting unit 23 outputs the set voltage vector as the voltage vector command Vect to the gate command generation unit 14. Then, this flow ends (end).
本実施形態では、電圧ベクトル生成部１３は、電流偏差ベクトルの大きさが第１所定値Ｐ以下の場合には、ゼロ電圧ベクトルを電圧ベクトルとして出力する。これにより、電流偏差ベクトルがあまり大きくない領域では、ゲート回路１５のスイッチング回数を減らすことができ、スイッチング損失を低減することができる。 In the present embodiment, when the magnitude of the current deviation vector is equal to or smaller than the first predetermined value P, the voltage vector generation unit 13 outputs the zero voltage vector as the voltage vector. As a result, in a region where the current deviation vector is not so large, the number of times of switching of the gate circuit 15 can be reduced and the switching loss can be reduced.
しかも、上述のように、出力する電圧ベクトルをゼロ電圧ベクトルに設定することにより、モータ２に対して出力される電圧がゼロになるため、該モータ２の回転に伴って生じる誘起電圧により、モータ２及びゲート回路１５に還流電流が流れる。上述のようにスイッチング回数を低減できるうえに、モータ２及びゲート回路１５に還流電流が流れることにより、モータ２に流れる電流の波形を、ノイズが少ない波形にすることができる。よって、モータ２に流れる電流の電流歪率を低減することができる。 Moreover, as described above, by setting the output voltage vector to the zero voltage vector, the voltage output to the motor 2 becomes zero, so that the induced voltage generated by the rotation of the motor 2 causes 2 and the gate circuit 15 flow back current. As described above, the number of times of switching can be reduced, and further, since the return current flows through the motor 2 and the gate circuit 15, the waveform of the current flowing through the motor 2 can be a waveform with less noise. Therefore, the current distortion rate of the current flowing through the motor 2 can be reduced.
ここで、図１１に、従来の構成における３相のスイッチングパターン及びモータ２の電流波形の一例（図１１（ａ））と、本実施形態の構成における３相のスイッチングパターン及びモータ２の電流波形の一例（図１１（ｂ））とを示す。この図１１から分かるように、本実施形態の構成では、スイッチング回数を減らすことができるとともに、モータ２に流れる電流の電流歪率を低減することができる。なお、図１１において、ＵｐはＵ相のゲート指令、ＶｐはＶ相のゲート指令、ＷｐはＷ相のゲート指令を、それぞれ示す。 Here, FIG. 11 shows an example of the three-phase switching pattern and the current waveform of the motor 2 in the conventional configuration (FIG. 11A), and the three-phase switching pattern and the current waveform of the motor 2 in the configuration of the present embodiment. An example (FIG. 11B) is shown. As can be seen from FIG. 11, the configuration of the present embodiment can reduce the number of times of switching and reduce the current distortion rate of the current flowing through the motor 2. In FIG. 11, Up represents a U-phase gate command, Vp represents a V-phase gate command, and Wp represents a W-phase gate command.
また、出力中の電圧ベクトルからゼロ電圧ベクトルに変える際に、ゲート回路１５において動作するスイッチングアーム３０，４０，５０の数（スイッチング回数）が最も少なくなるようなゼロ電圧ベクトルを選択することにより、ゲート回路１５のスイッチング素子３１，３２，４１，４２，５１，５２のスイッチング回数をより低減することができる。これにより、スイッチング動作によって生じる損失をより低減できるとともに、モータ２に流れる電流の電流歪率をより低減することができる。 Further, when the voltage vector being output is changed to a zero voltage vector, by selecting a zero voltage vector that minimizes the number of switching arms 30, 40, 50 operating in the gate circuit 15 (the number of times of switching), The number of times of switching the switching elements 31, 32, 41, 42, 51, 52 of the gate circuit 15 can be further reduced. Thereby, the loss caused by the switching operation can be further reduced, and the current distortion rate of the current flowing through the motor 2 can be further reduced.
本実施形態の構成は、電圧形インバータ装置１が高周波（例えば８００ｋＨｚ以上）で動作する構成の場合に特に有用である。すなわち、高周波の電圧形インバータ装置の場合、スイッチング素子のスイッチング動作が速いため、その分、スイッチング損失が増大しやすく且つ電流歪率も大きくなりやすい。このような高周波の電圧形インバータ装置に対して本実施形態の構成を適用することにより、スイッチング損失及び電流歪率の低減に関して、より大きな効果が得られる。 The configuration of the present embodiment is particularly useful in the case where the voltage source inverter device 1 operates at a high frequency (for example, 800 kHz or higher). That is, in the case of a high-frequency voltage source inverter device, since the switching operation of the switching element is fast, the switching loss tends to increase and the current distortion rate tends to increase accordingly. By applying the configuration of the present embodiment to such a high-frequency voltage source inverter device, a greater effect can be obtained with respect to reduction of switching loss and current distortion rate.
（その他の実施形態）
以上、本発明の実施の形態を説明したが、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。よって、上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変形して実施することが可能である。
(Other embodiments)
Although the embodiments of the present invention have been described above, the above-described embodiments are merely examples for carrying out the present invention. Therefore, without being limited to the above-described embodiment, it is possible to appropriately modify and implement the above-described embodiment without departing from the spirit of the invention.
前記実施形態では、電流偏差ベクトル領域判定部２２は、３相の電流偏差Δｉｕ，Δｉｖ，Δｉｗのうち２相間での電流偏差の絶対値の差を求めて、その差が０以上かどうかによって、電流偏差ベクトルが属する領域を絞り込んだ後、３相の電流偏差Δｉｕ，Δｉｖ，Δｉｗが０以上かどうかによって、電流偏差ベクトルが属する領域を特定する。しかしながら、電流偏差ベクトルの領域を判定可能な方法であれば、どのような方法であってもよい。 In the above embodiment, the current deviation vector area determination unit 22 obtains the difference in absolute value of the current deviation between the two phases among the three-phase current deviations Δiu, Δiv, and Δiw, and determines whether the difference is 0 or more, After narrowing down the region to which the current deviation vector belongs, the region to which the current deviation vector belongs is specified depending on whether the three-phase current deviations Δiu, Δiv, and Δiw are 0 or more. However, any method may be used as long as it can determine the area of the current deviation vector.
前記実施形態では、電圧ベクトル設定部２３は、スイッチングモードを、還流モード、定常モード及び過渡モードから選択している。しかしながら、スイッチングモードは、還流モード以外に、定常モードまたは過渡モードのいずれか一方のみを有していてもよいし、定常モード及び過渡モード以外のモードを有していても良い。 In the above-described embodiment, the voltage vector setting unit 23 selects the switching mode from the return mode, the steady mode, and the transient mode. However, the switching mode may have only one of the steady mode and the transient mode other than the return mode, or may have the modes other than the steady mode and the transient mode.
前記実施形態では、電圧ベクトル設定部２３は、還流モード及び定常モードにおいて、出力する電圧ベクトルを、ゼロ電圧ベクトルＶ０，Ｖ７のうち、出力中の電圧ベクトル（最後に設定された電圧ベクトル）からゼロ電圧ベクトルに変える際にスイッチング素子３１，３２，４１，４２，５１，５２のスイッチング回数が最も少なくなるようなゼロ電圧ベクトルに設定する。しかしながら、電圧ベクトル設定部２３は、出力する電圧ベクトルを、スイッチング回数が多いゼロ電圧ベクトルに設定してもよい。 In the above-described embodiment, the voltage vector setting unit 23 outputs the voltage vector to be output in the return mode and the steady mode among the zero voltage vectors V 0 and V 7 as the voltage vector being output (the voltage vector set last). Is changed to a zero voltage vector, the zero voltage vector is set so that the number of switching times of the switching elements 31, 32, 41, 42, 51, 52 is minimized. However, the voltage vector setting unit 23 may set the output voltage vector to a zero voltage vector with a large number of switching times.
前記実施形態では、３相交流モータ２を駆動させる電圧形インバータ装置１の構成について説明したが、この限りではなく、３相以外の複数相の交流モータ２を駆動させる電圧形インバータ装置に適用してもよい。 In the above-described embodiment, the configuration of the voltage source inverter device 1 that drives the three-phase AC motor 2 has been described, but the present invention is not limited to this and is applied to a voltage source inverter device that drives a plurality of phases of the AC motor 2 other than three phases. May be.
本発明は、電流指令に基づいて得られる電圧ベクトルによってスイッチング素子を駆動させることにより、モータに電圧を出力する電圧形インバータ装置に利用可能である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be applied to a voltage source inverter device that outputs a voltage to a motor by driving a switching element with a voltage vector obtained based on a current command.
１ 電圧形インバータ装置
２ モータ
１３ 電圧ベクトル生成部
１５ ゲート回路
２０ 電流偏差算出部
２１ 電流偏差ベクトル演算部
２２ 電流偏差ベクトル領域判定部
２３ 電圧ベクトル設定部
３０ スイッチングアーム
３１、３２、４１、４２、５１、５２ スイッチング素子
Ｐ 第１所定値
Ｑ 第２所定値
Ｘ、Ｙ 電流偏差ベクトル
1 Voltage Source Inverter Device 2 Motor 13 Voltage Vector Generation Unit 15 Gate Circuit 20 Current Deviation Calculation Unit 21 Current Deviation Vector Calculation Unit 22 Current Deviation Vector Region Determination Unit 23 Voltage Vector Setting Unit 30 Switching Arms 31, 32, 41, 42, 51 , 52 switching element P first predetermined value Q second predetermined value X, Y current deviation vector
Claims (3)
前記電圧ベクトル生成部は、
前記複数相における前記電流指令と前記モータの出力電流との電流偏差によって決まる電流偏差ベクトルの大きさを、前記複数相の電流偏差を用いて求める電流偏差ベクトル演算部と、
前記電流偏差ベクトルの大きさ及び前記複数相の電流偏差に基づいて、前記電圧ベクトルを設定する電圧ベクトル設定部とを備え、
前記電圧ベクトル設定部は、前記電流偏差ベクトルの大きさが第１所定値以下の場合に、前記電圧ベクトルをゼロ電圧ベクトルに設定する、電圧形インバータ装置。 A voltage vector generation unit that generates a voltage vector based on a current command of a plurality of phases, and a plurality of switching elements that are driven according to the voltage vector, and drive the switching element according to the voltage vector. A voltage source inverter device that outputs a voltage to a motor by
The voltage vector generation unit,
A magnitude of a current deviation vector determined by a current deviation between the current command and the output current of the motor in the plurality of phases, a current deviation vector calculation unit that obtains using the current deviation of the plurality of phases ,
A voltage vector setting unit that sets the voltage vector based on the magnitude of the current deviation vector and the current deviations of the plurality of phases ,
The voltage type inverter device, wherein the voltage vector setting unit sets the voltage vector to a zero voltage vector when the magnitude of the current deviation vector is equal to or smaller than a first predetermined value.
前記電圧ベクトル設定部は、前記電流偏差ベクトルの大きさが前記第１所定値よりも大きく且つ第２所定値以下の場合、最後に設定された電圧ベクトルから前記電流偏差ベクトルの大きさ及び前記複数相の電流偏差に応じて決められた電圧ベクトルに変更する際の前記スイッチング素子のスイッチング回数が所定回数以上であれば、前記電圧ベクトルをゼロ電圧ベクトルに設定する、電圧形インバータ装置。 The voltage source inverter device according to claim 1,
The voltage vector setting unit, the current deviation when the magnitude of the vector is less large and the second predetermined value than the first predetermined value, the voltage vector that was last set of the current deviation vector magnitude and the plurality A voltage type inverter device for setting the voltage vector to a zero voltage vector if the number of times of switching of the switching element when changing to a voltage vector determined according to the phase current deviation is a predetermined number or more.
前記電圧ベクトル設定部は、前記電圧ベクトルを、ゼロ電圧ベクトルのうち、最後に設定された電圧ベクトルからゼロ電圧ベクトルに変更する際の前記スイッチング素子のスイッチング回数が最も少なくなるようなゼロ電圧ベクトルに設定する、電圧形インバータ装置。 The voltage source inverter device according to claim 1 or 2,
The voltage vector setting unit, in the zero voltage vector, a zero voltage vector such that the number of switching times of the switching element when changing from the last set voltage vector to a zero voltage vector is the smallest. Voltage source inverter device to be set.
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