JPH04208076A - Pwmインバータの出力電流検出方法 - Google Patents

Pwmインバータの出力電流検出方法

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JPH04208076A
JPH04208076A JP2339844A JP33984490A JPH04208076A JP H04208076 A JPH04208076 A JP H04208076A JP 2339844 A JP2339844 A JP 2339844A JP 33984490 A JP33984490 A JP 33984490A JP H04208076 A JPH04208076 A JP H04208076A
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Yasuhiro Yamamoto
康弘 山本
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Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
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Meidensha Corp
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 A、産業上の利用分野 本発明は、PWMインバータの制御装置に係り、特にイ
ンバータの出力電流検出方法に関する。
B1発明の概要 本発明は、各相出力を電圧ベクトルタイミング信号から
生成するPWMインバータにおいて、搬送波の頂点タイ
ミングになる零ベクトルの中心でインバータ出力電流を
サンプリングするのに零ベクトルの中心とインバータ出
力電圧ベクトルの零ベクトルの中心との差を検出して電
流検出タイミングを補正することにより、 インバータのデッドタイムやスイッチング遅れによる電
流検出タイミングのずれを無くしたものである。
C1従来の技術 PWMインバータは、ベクトル制御のような交流電動機
の高性能速度制御等を可能にし、このベクトル制御を速
度センサレスとする場合の電動機の一次電圧と電流を使
った速度推定や、電流追従方式における三角波比較等の
ために電動機の電流検出を必要とする。
PWMインバータの電流は、PWMのスイッチング周波
数による電流リップルと基本波電流が重畳しており、こ
の電流波形から基本波成分を検出するためにはローパス
フィルタによって高調枝分を除去する方法が知られてい
る。
この方法では検出電流の位相遅れが大きくなり、ベクト
ル制御等には高速応答性への影響が大きくなる。PWM
インバータの電流検出を高速に行う他の方法として、電
流波形からサンプリングを行い、二〇サンブリノグタイ
ミングをPWM搬送波信号(三角波)か最大又は最小と
なる頂点(折れ点)とする方法かある(例えば日立評論
、VOL65、No、4 (+ 983−4)、マイク
ロプロセッサによるインバータの直接ディジタル制御)
この方法ではPWMイノバータの主スィッチ素子のスイ
ッチング動作点を避け、スイッチング動作のほぼ中間点
での電流サンプリングになって電流リップルの影響を少
なくする。
D1発明が解決しようとする課題 三角波の頂点を電流検出タイミングとする従来の電流検
出方法は、三角波と基本波の比較によってPWM波形を
得る第4図のタイムチャートではU、V、W相共にオン
となる期間及び共にオフとなる期間に相当し、これは誘
導機固定子に複素座標をとるときの出力電圧ベクトル(
第5図)のうちの零ベクトル期間V。、v7の中心タイ
ミングとなる。従って、三角波比較方式にょるPWM波
形生成又はPWMパターンデータからの2wM波形生成
によるPWMインバータでは零ベクトルv0゜V7の中
心タイミングで電流サンプリングを行うことにより、リ
ップル電流成分を除去することができる。
ここで、インバータの主回路スイッチは高圧側アームと
低圧側アームのオン・オフが同時に切換えられるときの
同時オン(短絡)を防止するよう両者のオン・オフ制御
に少しの遅れを持たせるというデッドタイムが設けられ
る。
上述のデッドタイムの遅延時間及びデッドタイム補償回
路の遅れさらにスイッチ素子自体のスイッチング遅れに
より、PWM波形生成回路の零ベクトル時刻と実際の出
力電圧の零ベクトル時刻にずれが生じ、電流検出にリッ
プル分が多く残ることがあり、速度推定等のために電流
検出を行うと検出電流の変動が速度検出精度を悪くする
問題があった。
本発明の目的は、デッドタイムやスイッチング遅れによ
る電流検出タイミングのずれを無くした電流検出方法を
提供することにある。
80課題を解決するだめの手段と作用 本発明は、前記目的を達成するため、PWMインバータ
の各相出力を電圧ベクトルタイミング信号から生成する
PWMインバータにおいて、前記インバータの出力電圧
から零ベクトル期間のエッジタイミングを検出し、この
タイミングと前記電圧ベクトルタイミング信号の零ベク
トル期間の開始・終了タイミングとの差を検出し、この
差で前記電圧ヘクトルタイミング信号のうちの零ベクト
ルの中心のタイミング信号を補正し、この補正したタイ
ミングでインバータの出力電流をサンプリングして該電
流を検出するようにし、PWM波を生成するための零ベ
クトルタイミング信号の零ベクトル期間の開始・終了タ
イミングとインバータの出力電圧ベクトルの零ベクトル
期間の開始・終了タイミングとの′差をデッドタイムや
スイッチング遅れとして検出し、この差で電流サンプリ
ングタイミングを補正することで搬送波頂点における電
流サンプリングを行う。
F、実施例 第1図は本発明の一実施例を示す回路図である。
マイクロコンピュータlのPWM演算部2は周波数及び
変調度指令から各電圧ヘクトル期間の開始と終了タイミ
ングデータT。、T2、T、を演算すると共に零ベクト
ル期間■。、V7の中心になるタイミングデータT。−
DETを求める。ゲート信号発生B43はタイミングデ
ータT。−DET、To、T、、T2から各電圧ベクト
ルv1〜V6の出力開始から終了までの幅を持つゲート
出力V U” 、V V’V2を発生し、このときの相
順データを変調信号PWM  MODの位相を入力とす
る相順テーブル4から得る。
ゲート出力vUt 、Vv” 、Vw” i;L−+”
/バー’;’5のゲート信号にされ、該インバータから
PWM波形の電圧出力を得て誘導電動機6を駆動する。
インバータ5の各相PWM波出力電圧は電圧検出回路7
によってオン・オフ期間として検出し、論理回路8によ
って零ベクトルv0、■7期間の幅とタイミングを持つ
パルスとして検出する。エツジ検出回路9□〜94は零
ベクトルの開始と終了のタイミングを夫々検出する。こ
のタイミングは例えば第4図ではオンモード期間には零
ベクトル■。
の終了タイミングを検出回路9.に検出し、零ベクトル
■7の開始タイミングを検出回路9.に検出し、検出回
路9Iの出力タイミングと検出回路9゜の出力タイミン
グがベクトルv1とv6の雨期間を挟むタイミングにな
る。
遅れ時間検出部101〜10.は、PWM演算部2の各
電圧ベクトル■1〜■6の開始・終了タイミングT。、
T、、T、のうちのTo、T、を出力電圧ベクトル期間
の開始・終了の基準タイミングとし、エツジ検出回路9
.〜94の検出タイミングとの差へTを遅れ時間として
検出する。例えば第4図のオフモード期間では電圧ベク
トルv6とV、を合わせた電圧ベクトルはVllの立上
がりタイミングT。
と■□の立下がりタイミングT2から、検出部101で
はToに対する実際のオン開始タイミングの差ΔTON
−5を検出し、検出部10.ではT、に対するオン終了
タイミングの差ΔTON−Eを検出する。
補正時間演算部11□、11.は遅れ時間検出部101
〜10.が検出した遅れ時間ΔTからオンモード及びオ
フモードでの夫々の補正時間ΔToFF−DET1ΔT
ON−DETを求める。これら補正時間は第2図に示す
フローチャートに示される。
同図は第4図のオンモード期間及びオフモード期間を一
般化して示し、出力電圧ベクトル指令になるタイミング
T。、T2、T、が演算部2で求められ、夫々のベクト
ル期間λ、μを持つようにゲート出力■♂、Vv’ 、
Vw”がインバータ5に与えられることを示す。このと
きのインバータ5からの実際の出力電圧ベクトルλ′、
μ′がエツジ検出回路9.〜94でエツジタイミングと
して検出され、遅れ時間検出部10.〜104によって
オンモードでの遅れ時間ΔToN−s、ΔTON−E及
びオフモードでの遅れ時間ΔTOFF−!II、ΔTO
FF−6が夫々検出される。これら遅れ時間から、補正
時間演算部11..112の補正時間は電圧ベクトル指
令λ、μに対する実際の電圧ベクトル出力λ′、μ′の
開始時の遅れと終了時の遅れの平均値 として求める。
次に、タイミング補正部12は補正時間ΔT 0FF−
DET、 ΔToN−,)ETを零ベクトルタイミング
To−DETに加減算補正する。この補正は、第2図に
示すように、前回のオンモード期間で検出される補正時
間ΔTON−DETを次回の零ベクトルタイミングの補
正量とし、同様に前回のオンモード期間で検出される補
正時間ΔTOFF−DETを次回の零ベクトルタイミン
グの補正量とする。これら補正によって零ベクトルタイ
ミングは実際の出力電圧ベクトルの零ベクトルの中心に
補正、即ちインバータ5側でのデッドタイムやスイッチ
ング遅れによる補正がなされた零ベクトルタイミングに
補正される。
従って、電動機6の電流検出をサンプルホールド回路1
3.〜133及びA/D変換器141〜143でサンプ
リングするのに、タイミング補正部12により補正した
零ベクトルタイミングでサンプリングすることにより、
デッドタイム等によるずれによる電流リップル発生を無
くすことができる。
上述までのマイクロコンピュータ1の各演算は第3図に
示すフローチャートで実現される。同図中、ステップ8
1〜S8はタイミングT1〜T3と零ベクトルの開始・
終了タイミングから差ΔT ’ o トS % ΔTo
w−xq ΔTOFF−8% ΔTOFF−Eを求め、
ステップS9ではタイミングT。−oErsTa〜T、
を演算し、ステップSllではオンモードでの補正した
タイミングT。−DETを求め、ステップS12ではオ
フモードでの補正したタイミングT、−DETを求め、
夫々ではステップs9で求めたタイミングをT。N−8
等にセットする。また、ステップS13では各タイミン
グデータを夫々ゲート制御指令信号としてセットすると
共に電流サンプリング信号としてセットする。
G1発明の効果 以上のとおり、本発明によれば、PWM波形を生成する
電圧ベクトルタイミング信号と出力電圧ベクトルの夫々
の零ベクトル期間の開始・終了タイミングのずれを検出
し、このずれによって電流サンプリングのための零ベク
トルの中心タイミングを補正するようにしたため、イン
バータの主スィッチに設定するデッドタイムやスイッチ
ング遅れによる零ベクトルの中心のずれを無くした電流
サンプリングを行うことかでき、リップルを少なくシf
コ電流検出ひいては速度推定等から高精度の速度制御を
可能にする。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す回路図、第2図は実施
例における補正時間演算のタイムチャート、第3図は他
の実施例のフローチャート、第4図はPWMインバータ
における三角波比較方式のタイムチャート、第5図は電
圧ベクトル図である。 2・・・PWM演算部、3・・・ゲート信号発生部、4
、・・相順テーブル、9゜、94・・・エツジ検出回路
、108、+04・・遅れ時間検出部、111.112
.・・補正時間演算部、12・・・タイミング補正部。 第5図 電圧ベクトル図 m

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)PWMインバータの各相出力を電圧ベクトルタイ
    ミング信号から生成するPWMインバータにおいて、前
    記インバータの出力電圧から零ベクトル期間のエッジタ
    イミングを検出し、このタイミングと前記電圧ベクトル
    タイミング信号の零ベクトル期間の開始・終了タイミン
    グとの差を検出し、この差で前記電圧ベクトルタイミン
    グ信号のうちの零ベクトルの中心のタイミング信号を補
    正し、この補正したタイミングでインバータの出力電流
    をサンプリングして該電流を検出することを特徴とする
    PWMインバータの電流検出方法。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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