JPH0866079A - ３相交流電動機の駆動方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 直流電力を交流電力に変換して３相交流電動
機を駆動する３相ＰＷＭ制御において、新たな制御方式
の採用や制御方法の変更をソフトウエア部分の変更のみ
で対応し、ハードウエア部分の変更を要しない。 【構成】 単一のマイクロプロセッサからなる制御手段
４は、第１制御部７において、外部からのトルク指令に
基づいて電圧指令を決定し、かつ第２制御部８におい
て、この電圧指令に基づいてＰＷＭインバータ２に印加
するべきスイッチング信号のパルス幅及び位置を決定す
る。ＰＷＭパルス信号発生回路３は、第２制御部により
決定されたパルス幅及び位置に基づいてスイッチング信
号を生成する。電圧指令及びスイッチング信号のパルス
幅・位置は、制御手段のメモリに記憶されたプログラム
及びデータに従ってディジタル制御される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば３相誘導電動
機、３相同期電動機などの３相交流電動機を可変速制御
するために、ＰＷＭ制御により３相交流電動機を駆動す
るための技術に関し、特に３相ＰＷＭ信号を発生させる
方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ＡＣサーボモータとして使用
される３相誘導電動機及び３相同期電動機などの３相交
流電動機の可変速制御には、正確かつ高速な制御を実現
するために、ＰＷＭ（パルス幅変調）インバータを用い
た制御方式が一般に使用されている。ＰＷＭインバータ
は、それを構成する正側及び負側スイッチング素子を交
互にオンオフ制御することによって、直流電力を交流電
力に変換して電動機に供給する。図６には、所謂ベクト
ル制御により３相誘導電動機（ＩＭ）のトルク制御を行
なうための従来のＰＷＭインバータの構成が概略的に示
されている。

【０００３】ＰＷＭインバータ２は、電動機１と直流電
源５との間に３相ブリッジ状に接続された６個のスイッ
チング素子６ａ〜６ｆを有する。前記各スイッチング素
子は、それぞれ１個のパワートランジスタとダイオード
とから構成され、かつ前記各トランジスタがＰＷＭ信号
発生手段２１により駆動可能に接続されている。ＰＷＭ
信号発生手段２１には、電動機１のトルクを制御するた
めの制御手段２２が接続されている。制御手段２２に
は、ＰＷＭインバータ２から電動機１に出力されるＵ相
実電流値ｉｕ及びＷ相実電流値ｉｗをそれぞれ測定する
電流センサ９、１０と速度または位置検出器１１が接続
されている。

【０００４】制御手段２２は、外部から入力するトルク
指令値τ＊に電流センサ９、１０から入力する電動機１
のＵ相及びＷ相の実電流値ｉｕ、ｉｗ、並びに場合によ
って電動機１の速度ωをフィードバック制御して、電動
機１に印加すべき３相電圧指令Ｖｕ＊、Ｖｖ＊及びＶｗ
＊を出力する。ＰＷＭ信号発生手段２１は、制御手段２
２から入力した電圧信号Ｖｕ＊、Ｖｖ＊、Ｖｗ＊に基づ
いて、ＰＷＭインバータ２の各スイッチング素子６ａ〜
６ｆを駆動するための６つのスイッチング信号ＵＰ、Ｕ
Ｎ、ＶＰ、ＶＮ、ＷＰ、ＷＮを生成する。前記スイッチ
ング信号により各スイッチング素子６ａ〜６ｆをオンオ
フ動作させることによって、電動機１には、パルス状の
電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗからなる疑似正弦波の３相交流電
力が印加される。最近では、ディジタル技術の発達によ
り制御手段２２をＭＰＵ（マイクロプロセッサ）で構成
し、ソフトウエアによって前記電圧指令を生成するディ
ジタル制御が多く採用されている。この場合、ＰＷＭ信
号発生手段２１と制御手段２２とを１個のＬＳＩチップ
で実現することができる。

【０００５】ＰＷＭ信号発生手段２１において、前記電
圧指令からパルス状のスイッチング信号を生成する方法
として様々なＰＷＭ方式が知られており、一般に三角波
比較法、のこぎり波比較法が広く採用されている。三角
波比較法は、例えばステップ状の正弦波からなる電圧指
令の信号波と三角波からなる搬送波とを比較して得られ
る波形を利用する。先ず、例えば図７に示すように、カ
ウンタなどの三角波発生回路から供給される三角波ＴＷ
の値とＵ相電圧指令値Ｖｕ＊との大小を比較し、信号波
Ｖｕ＊の値が三角波ＴＷの値より大きいとハイ（Ｈ）レ
ベルとなり、かつ逆に小さいとロー（Ｌ）レベルとなる
ようなパルス状の信号Ｖｕｓを生成する。Ｕ相の正側ス
イッチング素子６ａには、パルス信号Ｖｕｓの立ち上が
りを短絡防止時間Ｔｄだけ遅らせた信号ＵＰを印加し、
かつこれと対をなす負側スイッチング素子６ｂには、パ
ルス信号Ｖｕｓの立ち下がりを短絡防止時間Ｔｄだけ遅
らせかつ反転させた信号ＵＮを印加する。Ｖ相及びＷ相
についても、同様にしてスイッチング信号を生成する。

【０００６】図８には、のこぎり波を搬送波に用いた場
合の従来例が示されている。この場合にも、電圧指令の
信号波Ｖｕ＊とのこぎり波ＳＷとを比較し、電圧指令Ｖ
ｕ＊の値がのこぎり波ＳＷの値より大きい場合にハイレ
ベルとなり、かつそれより小さい場合にローレベルとな
るように、パルス信号Ｖｕｓを生成する。そして、パル
ス信号Ｖｕｓの立ち上がりを短絡防止時間Ｔｄだけ遅ら
せた信号ＵＰと、パルス信号Ｖｕｓの立ち上がりを短絡
防止時間Ｔｄだけ遅らせかつ反転させた信号ＵＮとをそ
れぞれ生成し、同様にＵ相の対応するスイッチング素子
６ａ、６ｂに印加する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の三角波
またはのこぎり波との比較によるＰＷＭ方式では、搬送
波の１周期Ｔｓ中に生成される各パルスのパルス幅及び
位置が、電圧指令が決まれば三角波またはのこぎり波に
よって一義的に決定される。即ち、図７の従来技術で
は、パルス信号Ｖｕｓは、そのパルス幅が電圧指令Ｖｕ
＊の値及び三角波の形状によって一義的に決定され、か
つその位置が、常にサンプリング時刻ｔ（ｎ）とｔ（ｎ
＋１）との間で左右対称となるように形成される。ま
た、図８ののこぎり波ＳＷの場合にも、パルス信号Ｖｕ
ｓの各パルス幅は、のこぎり波ＳＷの形状及びそれを横
切る電圧指令Ｖｕ＊の値によって一義的に決定され、か
つその位置は、常に各周期の終了時即ちサンプリング時
刻ｔ（ｎ＋１）に立ち下がるように形成される。

【０００８】しかしながら、３相交流電動機のＰＷＭ制
御に於いて、より高性能かつ高効率な制御を達成するた
めには、パルス列からなるスイッチング信号及びそれに
より出力される交流電力を電圧指令にできる限り近付け
ることが必要である。そのためには、電圧指令に基づい
て生成されるスイッチング信号の各パルスの幅及び位置
を最適に制御できることが望ましい。ところが、上述し
た従来の三角波やのこぎり波の比較によるＰＷＭ制御方
式では、搬送波の周波数及び形状によって生成されるパ
ルス列のパルス幅及び位置が、ハードウエア部分である
ＰＷＭ信号発生手段２１によって一義的に決定されるか
ら、より高性能かつ高効率なＰＷＭ制御を行なうことが
困難であった。

【０００９】また、マイクロコンピュータを用いてスイ
ッチング信号を発生させる所謂ソフトウェアサーボに於
いても、内部カウンタにより三角波などの搬送波を発生
させて電圧指令と比較する従来のＰＷＭ方式が一般に採
用されている。この場合、ＰＷＭ信号発生手段２１をソ
フトウエア化して制御手段２２と同一のまたは別個のＬ
ＳＩチップに搭載しても、電動機の運転条件や仕様の変
更によりＰＷＭ方式を変更したり新たなＰＷＭ制御方式
を採用する場合には、それに対応して新たにＬＳＩチッ
プを開発する必要が生じる。また、多くの場合には、こ
れに伴って実装基板そのものまで設計し直さなければな
らない。このため、多大の開発期間及び製造コストを要
するという問題があった。

【００１０】そこで、本発明は、上述した従来技術の問
題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、ＰＷＭ
制御により３相交流電動機をより高性能かつ高効率に駆
動し得る方法及び装置を提供することにある。

【００１１】更に、本発明の目的は、ＰＷＭ制御方式の
変更に対して、ハードウェア部分に変更を加えることな
くソフトウェア部分のみを変更して、電動機の運転条件
等の変更に対応し得るＰＷＭ制御による３相交流電動機
の駆動方法及び装置を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の３相交流
電動機の駆動方法は、電圧指令に基づいてＰＷＭにより
生成されるスイッチング信号を印加してインバータのス
イッチング素子をオンオフさせることによって、直流電
力を交流電力に変換して３相交流電動機に供給し、該電
動機を駆動する方法において、電圧指令に基づいて印加
すべき所望のスイッチング信号のパルス幅及び位置を決
定し、かつ決定されたパルス幅及び位置に従ってスイッ
チング信号を生成することを特徴とする。

【００１３】請求項２記載の電動機の駆動方法は、上述
した請求項１の特徴点に加え、マイクロプロセッサを用
いて電圧指令からスイッチング信号のパルス幅及び位置
を決定することを特徴とする。

【００１４】また、請求項３記載の３相交流電動機の駆
動装置は、スイッチング素子のオンオフ動作によって直
流電力を交流電力に変換するインバータと、スイッチン
グ素子をオンオフさせるスイッチング信号を出力するス
イッチング信号発生手段と、電圧指令に基づいてスイッ
チング信号発生手段を制御する制御手段とを備え、この
制御手段が、電動機に所望の電力を印加するように電圧
指令を決定する第１制御部と、第１制御部で決定された
電圧指令に基づいてスイッチング信号のパルス幅及び位
置を決定し、スイッチング信号発生手段に出力する第２
制御部とから構成され、スイッチング信号発生手段が、
第２制御部から入力したパルス幅及び位置に従って所望
のスイッチング信号を生成することを特徴とする。

【００１５】請求項４記載の３相交流電動機の駆動装置
は、上述した請求項３の特徴点に加え、第２制御部がマ
イクロプロセッサで構成されることを特徴とする。

【００１６】更に、請求項５記載の３相交流電動機の駆
動装置によれば、スイッチング信号発生手段及び制御手
段が、１個のＬＳＩチップ上に搭載されていることを特
徴とする。

【００１７】

【作用】従って、請求項１記載の３相交流電動機の駆動
方法によれば、従来のように電圧指令の信号波を三角波
等との比較によりパルス列からなるスイッチング信号に
変換するのではなく、先ず電圧指令から直接パルス幅及
び位置を自在に決定することができ、その後にその決定
されたパルス幅及び位置に従って実際にスイッチング信
号を生成するので、スイッチング信号をより高精度に電
圧指令に近付けることができる。

【００１８】請求項２記載の３相交流電動機の駆動方法
によれば、マイクロプロセッサを用いてソフトウェアに
よりディジタル制御することによって、スイッチング信
号のパルス幅及び位置を電圧指令に基づいて容易に決定
することができる。

【００１９】また、請求項３記載の３相交流電動機の駆
動装置によれば、第２制御部が、従来のように三角波等
と比較するのではなく、第１制御部により決定された電
圧指令から直接にスイッチング信号の形状即ちパルス幅
及び位置を決定するソフトウエア部分を構成し、かつこ
れとは別個に、スイッチング信号発生手段が、ソフトウ
エア部分で決定されたパルス幅及び位置に従って、実際
にパルス列からなるスイッチング信号を生成するハード
ウエア部分を構成することによって、ＰＷＭ制御におい
てスイッチング信号の形状を自在に決定することがで
き、スイッチング信号をより高度に電圧指令に近付ける
ことができる。

【００２０】請求項４記載の３相交流電動機の駆動装置
によれば、第２制御部にマイクロプロセッサを用いるこ
とによって、スイッチング信号のパルス幅及び位置を決
定するソフトウエア部分を、実際にスイッチング信号を
生成するハードウエア部分とは別個に、容易に実現する
ことができる。

【００２１】請求項５記載の３相交流電動機の駆動装置
によれば、スイッチング信号発生手段及び制御手段を１
個のＬＳＩチップで形成することによって、装置全体の
構成を簡単にすることができる。

【００２２】

【実施例】以下、本発明の好適実施例を添付の図面につ
いて詳しく説明する。

【００２３】図１において、図６に関連して上述した従
来の駆動装置と同様の構成要素については、説明を簡単
にするために同一の参照符号を付して説明する。本発明
による３相交流電動機の駆動装置は、直流電力を交流電
力に変換して３相交流誘導電動機（ＩＭ）１に供給する
電力変換回路である３相電圧形ＰＷＭインバータ２と、
前記インバータを駆動するスイッチング信号即ちＰＷＭ
信号を出力するＰＷＭ信号発生回路３と、前記ＰＷＭ信
号発生回路を制御するＰＷＭ制御手段４とから構成され
る。ＰＷＭインバータ２は、電動機１と直流電源５との
間に３相ブリッジ状に接続された６個のスイッチング素
子６ａ〜６ｆを有する周知の従来構造からなる。直流電
源５には、コンバータにより交流を直流に整流したも
の、または電池を使用する。前記スイッチング素子は、
それぞれ１個のパワートランジスタとそれに逆並列接続
された１個のダイオードとから構成され、それぞれ対を
なす直列に接続された各２個のスイッチング素子の間か
ら、電動機１のＵ、Ｖ、Ｗ各相へ交流電力が供給され
る。本実施例では、前記スイッチング素子にバイポーラ
トランジスタを用いているが、ＭＯＳＦＥＴ、ＩＧＢＴ
等の他のパワー素子を用いることもできる。

【００２４】ＰＷＭ制御手段４は、電動機１に印加すべ
き３相電圧指令Ｖｕ＊、Ｖｖ＊、Ｖｗ＊を決定する第１
制御部７と、前記電圧指令に基づいてＰＷＭ信号発生回
路３が出力すべきＰＷＭパルス信号の波形、即ちパルス
幅及び位置を決定する第２制御部８とを有する。第１制
御部７は、公知のマイクロプロセッサ（ＭＰＵ）からな
るディジタル回路で構成され、ＰＷＭインバータ２から
電動機１に供給されるＵ相及びＷ相の電流値ｉｕ、ｉｗ
を測定する電流センサ９、１０と、電動機１の速度また
は位置を検出する例えばパルスジェネレータ（ＰＧ）等
の速度（または位置）検出器１１とに接続されている。
第２制御部８は、図２に示されるように、第１制御部７
から入力する電圧指令Ｖｕ＊、Ｖｖ＊、Ｖｗ＊をＰＷＭ
信号のパルス幅及び位置を表すデータに変換する演算回
路１２と、前記変換を行なうためのプログラムやデータ
を記憶させたＲＯＭからなるメモリ手段１３とを有す
る。演算回路１２の出力は、データバス１４を介してＰ
ＷＭ信号発生回路３の入力に接続されている。

【００２５】ＰＷＭ信号発生回路３は、図３に示される
ように、データバス１４に互いに並列に接続された１２
個のデータレジスタ１５−０〜１５−１１と、信号発生
器１６と、信号発生器１６に互いに並列に接続された６
個の論理回路１７ａ〜１７ｆとを備える。信号発生器１
６はカウンタからなり、時間信号を一定の周期Ｔｓで発
生して前記各論理回路に出力する。論理回路１７ａ〜１
７ｆは、それぞれ対応する２個の前記データレジスタに
接続されたコンパレータからなり、かつその出力がＰＷ
Ｍインバータ２の前記各スイッチング素子に接続されて
いる。Ｕ、Ｖ、Ｗ各相の負側スイッチング素子６ｂ、６
ｄ、６ｆに接続された論理回路１７ｂ、１７ｄ、１７ｆ
には、それぞれ各論理回路からの信号を反転させる符号
反転器１８−１〜１８−３が接続されている。

【００２６】本実施例では、第１制御部７及び第２制御
部８からなる制御手段４を、１個のＭＰＵで実現するこ
とができ、かつ第１及び第２制御部７、８に於いて行な
われる処理のプログラムを、同一のメモリ手段に記憶さ
せることができる。また、制御手段４とＰＷＭ信号発生
回路３とを１個のＬＳＩチップ上で実現することもでき
る。従って、何らかの理由により現在使用中のＰＷＭ方
式に変更を加えたり新たなＰＷＭ方式を採用する場合に
は、ソフトウエアのみの変更により新たなプログラムや
データを搭載したＲＯＭに交換したり、または実装され
ているＲＯＭの内容を書き換えることによって容易に実
現することができる。

【００２７】次に、本実施例の３相交流電動機の駆動回
路の動作について説明する。まず、制御手段４の第１制
御部７が、外部から入力される電動機１のトルク指令値
τ＊を、Ｕ相及びＷ相の電流指令値ｉｕ＊、ｉｗ＊に変
換する。次に、電流センサ９、１０から入力するＵ相及
びＷ相の実電流値ｉｕ、ｉｗが電流指令ｉｕ＊、ｉｗ＊
にそれぞれ一致するようにフィードバック制御して、か
つ速度検出器１１から入力する電動機１の速度ωを考慮
して、３相電圧指令Ｖｕ＊、Ｖｖ＊、Ｖｗ＊を決定す
る。ここで、電圧指令としてＶｕ＊、Ｖｖ＊、Ｖｗ＊を
使用するが、等価的に極座標、Ｘ−Ｙ座標により表現さ
れる形で出力することもできる。また、本実施例のよう
なディジタル制御では、電圧指令は連続した値ではな
く、一定時間毎に即ちサンプリング周期で更新される離
散的なデータである。決定された各電圧指令は、ディジ
タル値として第２制御部８に出力される。

【００２８】第２制御部８は、メモリ１３に記憶されて
いる前記プログラムに従って、各電圧指令Ｖｕ＊、Ｖｖ
＊、Ｖｗ＊に基づいてＰＷＭインバータ２に印加するべ
き各ＰＷＭ信号の波形、即ちパルス幅及び位置を決定す
る。ＰＷＭ信号発生回路３は、Ｕ、Ｖ、Ｗ各相の正側及
び負側のスイッチング素子６ａ〜６ｆをそれぞれ別個に
オンオフ駆動するための６つの異なるＰＷＭ信号ＵＰ、
ＵＮ、ＶＰ、ＶＮ、ＷＰ、ＷＮを生成することから、第
２制御部８は、６つの前記ＰＷＭ信号のそれぞれについ
てそのパルス幅及び位置を決定する。

【００２９】本実施例では、第２制御部８は、ＰＷＭ信
号のパルス幅及び位置を、信号発生器１６から出力され
る前記時間信号の各周期に於けるパルスの立上り時刻と
立下り時刻とによって決定する。例えば、図４に示され
るように、Ｕ相の正側スイッチング素子６ａを駆動する
ためのＰＷＭ信号ＵＰは、サンプリング時刻ｔ（ｎ）か
らパルスの立ち上がりまでの時間ＵＰＦと立ち下がりま
での時間ＵＰＳとからなる２個のデータによって表現さ
れる。同様に、Ｕ相の負側スイッチング素子６ｂを駆動
するＰＷＭ信号は、反転して下向きを正とするパルスに
おいて、同じくサンプリング時刻ｔ（ｎ）からの立上り
及び立下り時間ＵＮＦ、ＵＮＳによって表現される。Ｖ
相及びＷ相の前記各スイッチング素子に印加されるＰＷ
Ｍ信号ＶＰ、ＶＮ、ＷＰ、ＷＮについても、同様にパル
スの立ち上がり及び立ち下がりまでの時間ＶＰＦ及びＶ
ＰＳ、ＶＮＦ及びＶＮＳ、ＷＰＦ及びＷＰＳ、ＷＮＦ及
びＷＮＳによって表現される。当然ながら、各パルスの
位置を決定するこれらのデータは、各相の正側及び負側
スイッチング素子が同時にオンオフしないように、短絡
防止時間を考慮して決定される。

【００３０】これらのデータは、電圧指令と同様にサン
プリング時間毎に更新が行われ、サンプリング時刻ｔ
（ｎ）までに決定されてＰＷＭ信号発生回路３に出力さ
れる。ＰＷＭ信号発生回路３は、入力した前記データに
基づいて、周期Ｔｓ中に所定のパルス信号を生成する。
前記各データは、第２制御部８からデータバス１４を介
してＰＷＭ信号発生回路３の対応するデータレジスタ１
５−０〜１５−１１にそれぞれ格納される。前記各論理
回路は、それぞれ対応する２個のレジスタに格納された
値と信号発生器１６から出力される時間信号ｔとを比較
して、パルス信号を生成する。

【００３１】例えば、論理回路１７ａは、不等式ＵＰＦ
≦ｔ＜ＵＰＳに基づいて、この関係が成立する時間ｔは
ハイレベルとなり、成立しない場合はローレベルとなる
ように、パルス状のＰＷＭ信号ＵＰを発生させる。同様
に、論理回路１７ｂに於いても、不等式ＵＮＦ≦ｔ＜Ｕ
ＮＳに基づいてパルス信号を生成し、符号反転器１８−
１により反転して、図４に示すようなＰＷＭ信号ＵＮを
生成する。Ｖ相及びＷ相についても、同様にしてＰＷＭ
信号が生成される。このようにして生成されたＰＷＭパ
ルス信号は、それぞれＰＷＭインバータ２の対応するス
イッチング素子に印加されてそれらをオンオフさせ、直
流電源５から供給される直流電力を所望の３相交流電力
に変換して電動機１に供給する。

【００３２】上述した実施例では、各ＰＷＭ信号のパル
ス幅及び位置を、各周期に於いてサンプリング時刻ｔ
（ｎ）を基準とするパルスの立上り時刻及び立下り時刻
によって定義したが、別の実施例では、図５Ａに示すよ
うにサンプリング時刻ｔ（ｎ）からパルスの立ち上がり
までの時間ＵＰＦと、パルス幅即ち立ち上がりから立ち
下がりまでの時間Ｔａとを用いることができる。また、
図５Ｂに示す別の実施例では、サンプリング時刻ｔ
（ｎ）からパルスの立ち下がりまでの時間ＵＰＳとパル
ス幅Ｔａとによって定義することができる。更に別の実
施例では、図５Ｃに示されるように、サンプリング時刻
ｔ（ｎ）を基準として各パルスの中心までの時間Ｔｂと
パルス幅の半分の時間Ｔｃとからなる２つのデータで定
義することができる。但し、このようにＰＷＭ信号のパ
ルス幅及び位置を異なる表現形式で定義する場合には、
これに対応して論理回路１７ａ〜１７ｆの構成を、所望
の論理演算を行うように変更する必要がある。

【００３３】また、上述した実施例では、ＰＷＭ信号発
生回路３をディジタル回路により構成したが、別の実施
例では、データレジスタ１５−０〜１５−１１以外の部
分をアナログ回路で構成し、各データレジスタとの間を
Ｄ／Ａコンバータを介して接続することができる。更に
ディジタル回路で構成する場合にも、汎用のディジタル
素子を組み合わせて構成したり、用途を特定した専用カ
スタム・ゲートアレーを用いたり、または、ＦＰＧＡ等
のプログラマブル・ゲートアレーを用いて構成すること
もできる。

【００３４】以上、本発明の好適な実施例について説明
したが、本発明は当業者に明らかなように、その技術的
範囲内に於いて上述した実施例に様々な変形・変更を加
えて実施し得ることは言うまでもない。例えば、本発明
による方法及び装置は、３相交流誘導電動機以外の３相
交流電動機の駆動にも同様に使用することができ、ま
た、トルク制御だけでなく３相交流電動機の位置制御ま
たは速度制御にも適用することができる。更に、本発明
は、上記実施例のような電動機１に接続された速度（ま
たは位置）検出器１１を使用しない速度センサレス・ベ
クトル制御にも、同様に適用することができる。

【００３５】

【発明の効果】本発明は、以上のように構成されている
ので、以下に記載されるような効果を奏する。請求項１
記載の３相交流電動機の駆動方法によれば、先に電圧指
令に基づいて生成すべきスイッチング信号のパルス幅及
び位置を直接かつ自在に決定でき、それに従って実際の
スイッチング信号を所望の形状に生成することによっ
て、電動機に印加される交流電力をより電圧指令に近付
けることができるので、より高性能かつ高速のＰＷＭ制
御を実現することができる。しかも、スイッチング信号
のパルス幅及び位置を決定するソフトウエア部分とスイ
ッチング信号を発生させるハードウェア部分と分離させ
ることができるので、ＰＷＭ方式の変更や新規なＰＷＭ
方式の採用等に対しても、ソフトウェア部分の変更のみ
で対応することができ、設計の変更や開発に伴う時間及
びコストを大幅に低減させることができる。更に、請求
項２記載の方法によれば、ソフトウエア部分をマイクロ
プロセッサで実現することによって、スイッチング信号
のパルス幅及び位置の決定が容易に行われ、かつソフト
ウェア部分の変更がより簡単になる。

【００３６】また、請求項３記載の３相交流電動機の駆
動装置によれば、スイッチング信号の形状を決定する制
御手段からなるソフトウエア部分と、実際にスイッチン
グ信号を生成するスイッチング信号発生手段からなるハ
ードウエア部分とが別個に構成され、第２制御部が電圧
指令から直接にスイッチング信号のパルス幅及び位置を
決定して、インバータから電動機に印加される交流電力
をより電圧指令に近付けることができるので、より高性
能かつ高速のＰＷＭ制御が可能となるだけでなく、ＰＷ
Ｍ方式を変更したり新たな制御方式を採用するような場
合にも、ソフトウェア部分の変更または交換のみによっ
て対応することができ、新たな方式の開発に要する時間
及びコストの大幅な低減を図ることができる。

【００３７】更に、請求項４記載の駆動装置によれば、
マイクロプロセッサを用いて第２制御部を構成すること
により、ソフトウェア部分を容易に実現できると共に、
電動機の駆動をより高精度にＰＷＭ制御することがで
き、信頼性の向上を図ることができる。また、請求項５
記載の駆動装置によれば、装置全体の構成が簡単にな
り、コストの低減を図ることができると共に、第１及び
第２制御部の処理プログラムを共通のメモリ手段に記憶
させたりソフトウエア部分の構成を簡単にすることもで
き、またソフトウエア部分の変更をより容易にすること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による３相交流電動機の駆動装置の構成
全体を概略的に示すブロック図である。

【図２】制御手段の第２制御部の構成を示すブロック図
である。

【図３】ＰＷＭ信号発生回路の構成を示すブロック図で
ある。

【図４】ＰＷＭ信号発生回路により生成されるＰＷＭ信
号を示す線図である。

【図５】それぞれ図４と異なる表現形式によるＰＷＭ信
号を示す図５Ａ〜図５Ｃからなる線図である。

【図６】従来のＰＷＭ制御による３相交流電動機の駆動
装置の構成を概略的に示すブロック図である。

【図７】図６の従来技術によるＰＷＭ信号の生成を示す
線図である。

【図８】図７と異なる従来技術によるＰＷＭ信号の生成
を示す線図である。

【符号の説明】

１ 電動機 ２ ＰＷＭインバータ ３ ＰＷＭ信号発生回路 ４ ＰＷＭ制御手段 ５ 直流電源 ６ａ〜６ｆ スイッチング素子 ７ 第１制御部 ８ 第２制御部 ９、１０ 電流センサ １１ 速度（位置）検出器 １２ 演算回路 １３ メモリ手段 １４ データバス １５−０〜１５−１１ データレジスタ １６ 信号発生器 １７ａ〜１７ｆ 論理回路 １８−１〜１８−３ 符号反転器 ２１ ＰＷＭ信号発生手段 ２２ 制御手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 深澤 英樹 神奈川県川崎市宮前区有馬二丁目８番地24 号 株式会社日機電装システム研究所内 (72)発明者 古川 正通 神奈川県川崎市宮前区馬絹1179番地 Ｓ・ エンテランスＡ−103号室

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電圧指令に基づいてＰＷＭ（パルス幅変
   調）により生成されるスイッチング信号を印加してイン
   バータのスイッチング素子をオンオフさせることによっ
   て、直流電力を交流電力に変換して３相交流電動機を駆
   動する方法であって、 前記電圧指令に基づいて前記スイッチング素子に印加す
   べき所望のスイッチング信号のパルス幅及び位置を決定
   し、かつ決定された前記パルス幅及び位置に従ってスイ
   ッチング信号を生成することを特徴とする３相交流電動
   機の駆動方法。
2. 【請求項２】 マイクロプロセッサを用いて前記電圧指
   令から前記スイッチング信号のパルス幅及び位置を決定
   することを特徴とする請求項１記載の３相交流電動機の
   駆動方法。
3. 【請求項３】 スイッチング素子のオンオフ動作によっ
   て直流電力を交流電力に変換するインバータと、前記ス
   イッチング素子をオンオフさせるスイッチング信号を出
   力するスイッチング信号発生手段と、電圧指令に基づい
   て前記スイッチング信号発生手段を制御する制御手段と
   からなる３相交流電動機の駆動装置であって、 前記制御手段が、前記電圧指令を決定する第１制御部
   と、前記第１制御部により決定された前記電圧指令に基
   づいて生成すべき前記スイッチング信号のパルス幅及び
   位置を決定する第２制御部とからなり、かつ、前記スイ
   ッチング信号発生手段が、前記第２制御部により決定さ
   れた前記パルス幅及び位置に従って前記スイッチング信
   号を生成することを特徴とする３相交流電動機の駆動装
   置。
4. 【請求項４】 前記第２制御部がマイクロプロセッサで
   構成されることを特徴とする請求項３記載の３相交流電
   動機の駆動装置。
5. 【請求項５】 前記スイッチング信号発生手段及び前記
   制御手段が、１個のＬＳＩチップ上に搭載されることを
   特徴とする請求項３または請求項４記載の３相交流電動
   機の駆動装置。