JPS61227696A - インバ−タの制御方法 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、多相交流負荷に接続された多相インバータの
制御方法に関するものである◎〔従来の技術〕 又流モータに周波数及び電圧可変インバータを接続する
ことは公知である。また、このインバータをＰＷＭ（パ
ルス幅変調）制御することも公知である。ところで、多
相インバータをＰＷＭ制御で駆動し、近似正弦波を得る
場合に、各相毎に変調すると、他の相の影響を受は易（
、最適な出力を得ることが出来ない。即ち、インバータ
出力の線間電圧は、各相電位の差によって決まるため。

各線間電圧を同時に正弦波に近似させることは実質上不
可能である。

上述の如き欠点を解決するための方法として。

モータの回転磁界を検出し、この検出した回転磁界と基
本回転磁界との差を求め、検出回転磁界を基珈回転碍界
に一致させる様にインバータを制御する方法が例えば特
開昭５９−２５５９２号公報に開示されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記方法によれば、基本回転磁界に近似する磁界なモー
タに発生させることが可能になるが、モータの回転磁界
を検出しなければならないので。

構成が複雑になる。そこで１本発明の目的は、所望回転
磁界を簡単に得ることが出来木インバータの制御方法を
提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を２Ｉ成するための本発明は、多相インバータ
に接続された多相交流負荷における基本回転磁界ベクト
ル（−８）を示すデータを発生させること、前記多相イ
ンバータの複数の制御スイッチのオン・オフ状態に対応
して決定される複数の電圧ベクトル（Ｖ、〜ｖｓ）に対
応する複数の単位ペクト界ベクトル（φＳ］に近似の仮
想回転磁界ベクトル（−］を示すデータを得ること、前
記基本回転磁界ベクトル（−８）を示すデータと前記仮
想回転磁界ベクトル（φ］を示すデータとに基づいて前
記基本回転磁界ベクトル（１１ｓ）と前記仮想回転磁界
ベクトル（−］との誤差ベクトル（−８−一＝−８〕を
示すデータをクロック毎に求めること、前記誤差ベクト
ル（Ｉｌｌｅ）がベクトルの方向性において前記複数の
電圧ベクトル（Ｖ、〜ｖｓ）の内のいずれと同−又は近
似かを判足し、前記誤差ベクトル（φｅ）と同−又は近
似の前記電圧ベクトルを得ることが出来るスイッチ制御
信号（Ａ、８．Ｃ）を前記誤差ベクトル（φｅ）のデー
タに基づいて決定し、このスイッチ制御信号を前記イン
バータの各制御スイッチに供給することから成るインバ
ータの制御方法に係わるものである。

〔作　用〕

基本回転磁界（磁ｉ）ベクトル（Ｉφｓ）と仮想回転磁
界（磁束］ベクトル（φ）が与えられると２両者の誤差
ベクトル（−６）を求めることが出来る。誤差ベクトル
（φｅ）が決定すると、誤差ベクトル（φｅ］を小さく
するようなインバータの制御信号が決定される。仮想回
転磁界ベクトル（φ］は、電圧ベクトに基づいて発生さ
れ、且つ基準回転磁界ベクトル（φＳ］に近似したベク
トルであるので、この仮想回転磁界ベクトル（φ〕と基
本回転磁界ベクトル（φ、）との誤差ベクトル（φｅ）
を小さくするよ５に制御すれば、必然的にインバータの
負荷に所望回転磁界を得ることが出来る。また、各相制
御でなく、金相一括制御であるので、所望のインバータ
出力を良好に得ることが出来る。

〔実施例〕

次に１図面を参照して本発明の実施例に係わるインバー
タ装置及びその制御方法につ−・て説明する。

（インバータ装置の構底］ 第】図は三相インバータ装置を示すものである。

この第１図に’ｊ＝３イテ、　（ＩＪハｉｌ＆！？７１
．　Ａ１．　Ａｔ、−Ｂｉ。

Ｂｆ　、　Ｃ＋　、　Ｃ＊はトランジスタから成る制御
スイッチであり、ブリッジ接続されている。（２）は負
荷としての三相交流モータであり、インバータのＡ、Ｂ
。

Ｃ相出力ラインに接続されている。（３）はマイクロコ
ンピュータ（以下マイコンと呼ぶ）であり、インバータ
の制御信号発生回路として機能するものである。このマ
イコン（３）の中には、＋７−　）’・オンリ・メモリ
（ＲＡＭ）が設けられており、このＲＡＭは、制御スイ
ッチＡ、〜Ｃ２を制御するためのデータｖ１〜ｖ８が予
め書き込まれているメモリＭｈｓｉｎθのデータが予め
書き込１れているメモリＭ、。

ＣＯＳθのデータが予め書き込まれているメモリＭＨ。

基本回転磁界ベクトル−３と仮想回転磁界ベクトル−と
の誤差ベクトル−３−一＝−８の角度位置を判定するた
めに必要なデータ（−ｅ　Ｑ　＞が予め書き込１定する
ために使用される演算式が予り書き込まれているメモリ
鳩とを有する〇 マイコン（３）は、上記ＲＯＭの他に、ＣＰＵ、及びＲ
ＡＭ（図示せず）等も勿論含んでいる。このマイコン（
３）には電圧指令信号と周波数指令信号とが入力し、指
令された電圧及び周波数のインバータ出力を得るための
制御信号が発生する。マイコン（３）からは制御信号と
して、三相のΔ、Ｂ、Ｃ相に対応して第１．第２．第３
の制御信号Ａ、Ｂ。

Ｃが発生し、制御スイッチＡｌｓ　Ｂφｓ　ｃ、に供給
される。また、ＮＯＴ回路（４）　（５１（６）によっ
てＡ、Ｂ、Ｃの反転信号が形成され、制御スイッチＡ、
、８．．Ｃ。

に供給される。下側（１）ＷＩＪ＠ｘ　（ッｆ　Ａ、、
　Ｂｔ、　Ｃ！＆を上側の制御スイッチＡｌ　ｈ　ａ、
　＊　Ｃ１と逆に動作するので、制御スイッチＡＩ　＋
ｉ　Ｂｌ　−ｃｔの動作を特定すれば。

インバータ出力の動作が特定される。従って、以下にお
いては１ｍ１．第２．及び第３の信号Ａ１Ｂ、Ｃｉｃよ
り、インバータの制御状態を特定する。

なお、制御信号Ａ、Ｂ、Ｃが高レベル即ち論理の１の時
に制御スイッチＡｌ　ｓ　Ｂｆ　＊　ｃ、がオンに制御
され、低レベル即ち論理の００時に制御スイッチＡＭ。

Ｂｓ、Ｃ＊がオフに制御される。

（／Ｊｊ理説明］ 第２図は１重力式の基本思想をＤ−Ｑ直角座標で表わす
ものである。この図のａはモータ（２）が要求する理想
的な回転磁界に対応する基憔回転磁界ベクトル１１ｓの
終点の軌跡を示し、ＩＩは本発明に従って導入された仮
想回転磁界ベクトルを示す。仮想回転磁界ベクトルφは
、基珈回転破界ベクトル−８の角度位置の変化に追従し
て変えられろ。即ち。

基準回転磁界ベクトルφＳと仮想回転磁界ベクトルφと
の誤差ベクトル−８に基づいて、　７７ＤＸすべぎ単位
ベクトルＶが決定され、この単位ベクトルＶが仮想回転
磁界ベクトル−に合成され、廃線で示す新しい仮想回転
磁界ベクトルφが決定される。順次に決定される仮想回
転磁界ベクトルφは１円軌跡ａに沿うように決定される
。また、単位ベクトルＶには、予め特定されたベクトル
が使用される。

即ち、この単位ベクトルＶは、インバータの制御スイッ
チＡ、〜Ｃ１のオン・オフ動作で発生し得るベクトルと
されている。

円軌跡ａを得るための基準回転磁界ベクトル−８を示す
直角座標データは、マイコン（３）内のメモリ鳩のｓｉ
ｎθとメモリＭ、のＣＯＳθとによって順次に発生され
る。仮想回転磁界ベクトルφの決定は。

これが直角座標中のどこに位置するかをメモリＭ４のｆ
（−ｅＱ）に基づいて判定し、この位置に適合する単位
ベクトルＶを選択し、これを現在の仮想回転磁界ベクト
ルφに澗算することによって行う。

基準回転磁界ベクトルφ３の座標データと、仮恋回転出
界ベクトル−の座標データとが得られると。

このデータに基づ（演算処理によって、誤差ベクトル−
８のデータが得られ、これに基づき次の仮想回転磁界ベ
クトル−及び制御信号（Ａ、Ｂ、Ｃ）が決定される。

（電圧ベクトルの説ＦＩＡ） 第３図は、インバータの制御スイッチＡｌ　＊　Ｂｌ　
ｓＣ８の状態と電圧ベクトルの関係を示すものであるＯ
三相インバータの制御スイッチ（Ａ、、Ｂ、％Ｃ，）の
とりつる状態は、（１００）（１１０）（０１００００
）の８種類であり、この各状態における電圧ベクトルは
、第３図に示す如く６０度間隔の６つの空間ベクトルｖ
１〜ｖ６と２つの零ベクトルＶ？。

ｖ８で表わすことが出来る。上記８種類のスイッチング
モード（８つの電圧ベクトル〕を組み合せれば、モータ
（２）に任意の回転磁界を発生させることが出来る。１
周期（２π）中に第３図に示す如く６つのスイッチング
モードな配置するの入では。

高調波成分が多（て笑用上好ましくない。そこで。

本発明では、この電圧ベクトルＶ、〜ｖ８に対応する単
位ベクトルを利用して仮想回転磁界ベクトルφを得、こ
の仮想回転磁界ベクトルφと基準回転磁界ベクトルφ、
とを］周期中に多数個設けられたクロック毎に比較し、
制御信号を決定する。

（仮想回転磁界ベクトルの原理］ 仮想回転磁界ベクトル−の決定は１Ｍ４図に示す如く、
基準回転磁界ベクトル−５の円軌跡ａの１周期（２π）
を６分割し１区間＋１）　（２）　（３）（４）（５）
　（６）を設定し１区間毎に行う。今１区間（１）の中
心なθ＝０６とすれば１区間＋１３は一３０″から＋３
０″の範囲に対応している。この第４図における電圧ベ
クトルＶ２、Ｖ、は第３図の電圧ベクトルＶ、、Ｖ、と
同一である。

区間（１）で仮想回転ベクトルを決定する時には、！圧
ベクトルＶ、に平行な単位ベクトルｖＲｓ及び電圧ベク
トルｖ１に平行な単位ベクトルｖ１を仮想回転磁ｆｆヘ
クトルーに澗える。仮想回転磁界ベクトルφは演算で決
定するものであるから、基珈回転磁界に一致するように
発生させることが可能である。

しかし、この仮想回転磁界ベクトルφはインバータの制
御スイッチの制御信号の決定に利用されるので、制御ス
イッチＡ、〜Ｃ２のオン・オフによって決定される第３
図の電圧ベクトルＶ１〜ｖｓヲ使用して決定する。この
たぬ、−と−８は完全に一致しな〜ゝＯ 第４図の区間（１）においては、円軌跡ａに仮想回転磁
界ベクトルを最も良く追従させることが出来る２つの電
圧ベクトルＶ、、Ｖ、に対応する単位ベク界ベクトルを
得るために後述で明らかになるが。

２つのベクトルＶｈＶ１の他に、零ベクトルｖｖ又はＶ
、を使用し１円軌跡ａに対する仮想回転磁界ベクトルの
追従性Ｚ高めている。零ベクトルを仮想回転磁界ベクト
ルに加算するということは、仮想回転磁界ベクトルをそ
の角度位置に止めることを意味する。使用する零ベクト
ルはｓ　ｖ？とＶ、のいずれでも原理的には差支えない
が１本実施例では、第４図に示す如＜、６０’間隔で交
互に使用されている。例えば、−６０’〜０°、６０°
〜１２０°でｖ７が使用され、θｅ′〜６０′″でｖ８
が使用されている。この様にＶ、とｖｓの使用を特定し
た理由は、インバータにおけるスイッチング回数を滅ら
すためである。

例えば、０６〜６０″の区間では電圧ベクトルＶｓ　（
０１０］に平行な単位ベクトルＶ、を発生させる回数が
多いためＶ、（０００）の零ベクトルが選択されている
。これにより、　Ｖｓ　（０１０）のスイッチングモー
ドとＶ、（０００）のスイッチングモードとが隣接して
いる時には、スイッチ８１％Ｂ２０オン・第２を切ｐ換
えるのみでよく、スイッチング回数が少なくなる。一方
１例えば、、−６０’〜ｏ６区間では、　Ｖｓ　（］　
］　０　）のスイッチングモードが多くなるので、零ベ
クトルＶ？（１１１）が選択され。

同様に６０６Ｓ１２０°区間テハＶ、　（０］　］　）
　ｆ）スイッチングモードが多くなるため零ベクトルＶ
マ（］１１）が選択される。

（Ｍ差ベクトルの説明） 第５図は円軌跡ａが得られる基本回転磁界ベクトルφ、
と仮想回転磁界ベクトルφとの誤差ベクトル（Ｓｇ−１
１＝φｅ）を示す。マイコン（３）　Ｋ　！いて。

基本回転磁界ベクトル−８の終点の座標データ　（−−
）と、仮想回転磁界ベクトルφの終点ＤＩＩＳＱ の座標データ（φつ、φ、〕とが与えられると、誤差ベ
クトルーｅを示す座標データ（−−）がＤ１１ｅＱ 得られる。な札誤差ベクトルのａｍ成分−８わけ’ｓＤ
−一つ”’ｅＤの式で得られ、横軸成分φｅＤは一３Ｑ
−φｑ、”’ｅＱの式で得られる。第５図に示す誤差ベ
クトル−８のデータが得られると、これに基づいてオン
制御すべきインバータの制御スイッチを決定することが
出来る。インバータのオンすべき制御スイッチとして１
ｗＡ差ベクトルφ。に近似したベクトルを発生させるこ
とが出来るものが選択される。

第６図は第５図の［差ベクトルφｅに近似した単位ベク
トルの決定及びスイッチ制御信号の決定を説明するもの
である。第６図の誤差ベクトル−〇は第５図の誤差ベク
トルー。を区間（２）内に移動したものである。第６図
の区間（２）のｖ３１区間（３）のＶ、は。

第３図及び第４図のＶ、、Ｖ、と同一のものである。

第４図において１区間（１）の仮想回転磁界ベクトルφ
をＶ、、Ｖ、を使用して形成したことから明らかな様に
１区間（１）において得られる誤差ベクトルφｅのほと
んどは区間（２）（３）内に平行移動させることが出来
る。誤差ベクトルー。の向きが第６図に示す区間（２）
に含まれる場合には１区間（２）の中間の電圧ベクトル
Ｖ、が得られるように制御スイッチ（Ａｓ〜Ｃ，）を制
御する。１１口ち、マイコン（３）から制御信号（ＡＢ
Ｃ）として（１１０）を発生させ、制御スイッチＡｒｍ
　Ｂｌをオン、Ｃ１をオフに制御し、制御スイッチＡｍ
　ｍ　Ｂｔ、Ｃ１はＡ１、Ｂ＋、Ｃｔの反対に動作させ
る。

あるクロックにおけろ誤差ベクトルφｅが区間（２）に
Ｊｌｉ−ｆるか否かはマイコン（３）で判定され１区間
（２）ＫＪｉｌｉ″ｆることが判明すれは、メモリＭ、
のＶ、（］］］］が魯き込−ｚ　ｈ、ているアドレスが
指足され、ｖ。

（１１０）が読み出され、（ＡＢＣＪに対応して（１１
０）が出力される。

区間（１）にＳけろ−Ｓ−φ＝φｅの演算で得られる誤
差ベクトル−８の向きが区間（３）に入る場合には。

Ｖ、（０１０）をマイコン（３）から出力する。区間（
１）にＳける誤差ベクトル−８の方向が区間（２）（３
）のいずれにも入らない場合には、零ベクトルＶ、又は
Ｖ、をマイコン（３）から出力させる。

区間（１）において、上述の如（−３−一＝−〇の演算
を行い、これによって得られる誤差ベクトル−０に一致
又は近似した電圧ベクトルを得ることが出来るデータＶ
＊（］　］　］］）、　Ｖｓ（０１０）及び零デー／Ｖ
、（０００）、　Ｖｖ（１］　］　）を出力さセ、これ
に対応するようにインバータの制御スイッチを制御する
と、基層回転磁界ベクトル−３に近似した回転磁界！モ
ータ（２）に発生させることが出来る。

今、　区間（υについて述べたが、基層回転磁界ベクト
ルφ３が区間（２）に位置する場合には、誤差ベクトル
φｅが区間（４Ｊ（５）のいずれに属するか、又は（４
バ５）から外れるかχ判定し１区間（４）に属する時に
は、電圧ベクトルＶ、に対応するデータＶ、（０１０）
をマイコン（３）から出力し１区間（４）に属する時に
は電圧ベクトルｖ４に対応するデータＶ、（０１１）を
マイコン（３）から出力する。、筐た１区間（３）（４
Ｊ　Ｉｃ属さない時には零ベクトルに対応するデータＶ
ｖ（１１１〕又はＶ、（０００）音出力する。

、区間（３）におけるφ８−φ；φ０の演算時には１区
間（１）の場合の電圧ベクトルＶ、　、　Ｖ、の代りに
、電圧ベクトルＶ、　、　Ｖ、を使用する。

区間（４）におけるφ８−φ＝φｅの演算時には区間＋
１）の場合の電圧ベクトルＶ、、Ｖ、の代りに、電圧ベ
クトルＶ、、Ｖ、を使用する。

区間＜５）における−５−Ｓ＝φ。の演算時には区間（
１）の場合の電圧ベクトルＶ、、Ｖ、の代りに電圧ベク
トルｖ、　、　ｖ、　ｙ、−使用する。

区間（６）におけるφ５−φ＝−８の演算時には１区間
（υの場合の電圧ベクトルｖｈｖ、の代りに電圧ベクト
ルＶ、、Ｖ、ン使用する。

なお、各区間（１）〜（６）でφ５−−＝−８の演算を
行う場合に？いて、各区間のスタート時点で−。＝Ｏに
なす。即ち、φ３＝φに設定する。

（具体的説明］ 次に１本発明に従う制御方法ケ更に具体的に説明する。

まず、基準回転磁界ベクトルφ３のデータは、マイコン
（３）に与えられる周波数（ｆ）指令信号に従うクロッ
ク（角度θデータ）に従って得ろ。即ち。

メモリＭ、　、Ｍ、　Ｋ　ｌ：き込ｆれているｓｉｎθ
、　ｃｏｓθに／ｅｌツクに対応した角度データθを与
え、第２図の円軌跡ａ上のＱ−Ｄ座標の横軸及び縦軸デ
ータ（≠ＳＱ”ｓＤ’を次式で得る。

１１、Ｑ　＝　　Ａ　ｃｏｓθ−Ａｓｉｎθφ５Ｄ＝Ａ
　ｓｌ　ｎθ＋Ａ　ｃｏｓθ但し、Ａは円軌跡ａの半径
である。これにより。

８２図の円軌跡ａ上の各座標データが順次に得られ、今
１区間（１）のθ＝−３０’〜０″の区間をアナログ的
に示すと第８図の黒点で示す軌跡となる。

仮想回転磁界ベクトル−を示すＱ−Ｄ！Ｍ檄の横軸及び
縦軸データ（−、，１１，）は次の様にして決定する。

まず、各区間のスタート時点で基珈回転磁界ベクトルの
データを読み込んでこれを初期値とする。今１区間（Ｉ
Ｊを例にとって説明すると１回転磁界ベクトルの初期値
に区間（２）の電圧ベクトルｖｔに対応した単位ベクト
ルＶｚ　’ｔ’　７１０　’１１する。次に。

単位ヘクトルｖ１ビ加算する。この単位ベクトルｖ、。

■、ヲアナログ的に示すと第８図のｘ日間を結ぶ矢印と
なる。第８図のＸ町は仮想回転磁界ベクトル−のデータ
をアナログ的に示す。

仮想回転磁界ベクトルφを得るために必要な単電圧ベク
トルｖＩ〜ｖｓに対応している。三相（Ａ。

Ｂ、Ｃ）の電圧ベクトルＶ、〜Ｖ、に対する制御スイッ
チＡ１〜ＣＩの制御データ（八、Ｂ、Ｃ）は、マイコン
（３）のメモリ′ＰＪＩＭに書き込まれている。即ち、
ｖ。

に対応して（１００３，Ｖ、に対応して（１１０）。

ｖｌに対応して（Ｏ］　０　）、　Ｖ番に対応して（０
］】）、Ｖ、に対応Ｌテ（００１）、　Ｖ、［対応りで
（１０］Ｊ、ＶｖＫ対応Ｌテし　１１１　）、Ｖ８１ｔ
Ｃ対応して（０００）が誉き込まれている。なお、デー
タの内容（１００）等はマイコン（３）の出力（ＡＢＣ
）に対応する。従って、看〜ｖｓはＶ（Ａ、Ｂ、Ｃ）で
表わすことが出来る。このデータχ使用して単位ベクト
ルｖ；〜ｖ：ヲ決定することが出来れば都合が艮い。デ
ータＶ１（１００）〜Ｖ、（１０１）に基ｖＤ＝　Ａ　
−Ｔ　Ｂ　−−；　Ｃ＝　（２）但し、　Ａ、　Ｂ、　
Ｃハ、　データＶ＞（３００）　”−Ｖａ（］（Ｍ　Ｊ
の内容（１００）〜（３０３）即ち（Ａ、８．Ｃ）Ｋ対
応し、データＶｔ（１００）〜Ｖ。

（１０１３の内容が１の場合にはその１−１．ＶＱ、Ｖ
Ｄの式に代入し、もし内容が零の場合には−］としてＶ
、〜ｖ６の式に代入する。これにより１円軌跡の場合の
単位ベクトルの各座標データは次の通りになる。

Ｖ曹（０，２） Ｖ、　（、／丁、１　］ ｖ、ｔ、／丁、−１） Ｖ、（０，−２３ Ｖ、＜−１丁、−］】 Ｖ、（−ｖ／３．１） １４３１１Ｊはこの単位ベクトルｖ１〜ｖ６と座標デー
タを示す。上記式（１）（２）はマイコン（３）のメモ
リ（Ｍ−に書き込まれているので、メモリＭ、かう読み
出しりｆ　−夕Ｖ、（］　ＯＯ）　〜Ｖ、（１０］　）
　トＪｌｅｆ（１）の近φ値を利用する。

次に、第７図及び第８図ン参照して演算処理の手順ケ説
明する。第８図の１０時点では、第７図のブロックｑυ
（１２１の処理をなす。即ち、基準回転磁界ベクトルφ
Ｓに仮想回転磁界ベクトル参を一致させる。

次に、ブロック（１３１において第４図で示す区間（１
）〜（６）の終了を判断てる。１０時点では６０度区間
が終了していないので、ＮＯ（以下単にＮと呼ぶ）出力
が得られ１次のブロックα４でφＳのアドレスインクリ
メントされる。

次に。ブロック（１５１でφ８−−＝−６の演算を行う
。

即ち、基本回転磁界ベクトルφ、と仮想回転磁界ベクト
ルφとの誤差ベクトルφｅ　’ｊ’　Ｘめる。な？、こ
の誤差ベクトルφｅのデータはＱｌｌｆｌとＤ＠の座標
データ（φｅＱ”φ３Ｑ−φＱ）（φ、＝φｓＤ−φＤ
）で得る。

次に、ブロックαｅで−ｅＱ〉０を判定する。１０時点
では−ｅＱ＝０であるので、出方はＮとなｐ、零ベクト
ルが選択される。零ベクトルデータはＶｖ　（］】１】
とＶ、（０００）の２種類があるので、ブロック四にお
いてｉ連回転磁界ベクトルのφＳの角度位置を判定し、
これ忙基づいてＶ、又はｖ８ヶ選択　　　。

する。このＶ、、Ｖｓの選択は第４図を参照して既に説
明した方法で行われる。第８図は区間（１）の例である
ので、ｔｏにおいてＶ、が選択され、マイコン（３）の
メモリＭ１のＶ、のアドレス指定がなされ、マイコン出
力（Ａ、Ｂ、Ｃ）に（１１１）が出力される。

この結果、制御スイッチＡＩ　、　ＢＭ、Ｃ＋がオン、
ＡｌＢ、、Ｃ，がオフになり、各線間電圧Ａ−Ｂ、Ｂ−
Ｃ。

Ｃ−ＡがＯＶとなる。

次に、ブロック（ハ）のタイマが周波数指令信号で設定
されたタイミングに従って第８図の１８時点でクロック
パルス？発生すると、再び、ブロックａ３で６０６区間
終了の判定され、出力がＮであると。

ブロック（１５１で再びφ、−φ＝φ。の演算が行われ
る。

この１１時点にＸいては、１．時点の基本回転磁界ベク
トルφ５１とｔ０時時点設定さね、た仮想回転磁界ベク
トル−６との誤差ベクトル−５，−一、＝ｄｅが求めら
れる。

次に、ブロック側で−ｅＱ〉０の判定が行われる。

ｔＩ時点では一３□〉−０であるので、ＹＢＳ　（以７
１にＹと呼ぶ］の出方が得られる。従って、ブロックα
ηで−　〉０の判定が行われろ。−１はりの樅Ｄ 軸成分である。１１時点は、第４図の一３０’よりも少
し時計回り方向に進んだ時点であるので、ｉａ差ベクト
ルφｅの向きはＭ４図の電圧ベクトルＶ、にほぼ同一に
なる。従って、ブロックαηのφｅＤ　＞　０の出力は
Ｙとなる。ブロックαηからＹの出方が得られると、ブ
ロック■に従ってメモリＭ４の関数ｆ（（φｅｃｔ）の
読み込みが行われる。関数ｆ（φｅＱ）は、各区間（１
）〜（６）の境界線罠相当するベクトルの横軸（Ｑ軸］
成分に対応する縦軸（Ｄ軸］成分を求めるものである。

従って、第６図に示す如く誤差ベクトル−８が求められ
ると、このｌＩａ差ベクトルφｅの横軸成分−における
ｆ（φｅＱ）が直ちに得られＱ る。ｆ＜１）の値は、第６図で−。Ｑから垂直に立ｅＱ 上った線がｆ（θ）＝ｆ（３０°）の直線に交差する点
の縦軸成分である。第６図から明らかな如く。

１、時点ではｆ（−）＞φｅＤであるので、ブロックＱ （２１１からＹの出力が発生し、メモリＭ１のＶ、のア
ドレス指定がなされ、　Ｖ、　（］　］　Ｏ）が読み出
される。

ブロック（２２１においては、次の仮想回転磁界ベクト
ルを求めるために。

−Ｑｎ　＝’Ｑ、　（ｎ−１）　＋、ｆ；−Ｄｎ：φＤ
（１−ＩＪ＋１ の演算を行う。

φＱｎは新しい仮想回転磁界ベクトル−の横軸成分。

φＱ（ｎ−１３は現在ＲＡＭＫ’ｉぎ込まれている仮想
回転磁界ベクトルφの横軸成分。

１’Ｄｎは新しい仮想回転磁界ベクトル−〇縦軸成分。

’Ｄ（ｎ−１）は現在ＲＡＭに曹ぎ込まれている仮想回
転磁界ベクトルφの縦軸成分である。

第８囚の１１時点では、 φＱｎ　”φ。Ｑ＋Ｖ３＝−１Ｑ ’Ｄｎ　　”　　−０Ｄ　　”　　１　＝　　’ｔＤが
得られる。なお、φ。Ｑ、φ。ゎはφ。のＱ成分とＤ成
分、φ１８．−１Ｄはφ。のＱ成分とＤ成分である。

要するに、第８図にふけるｔ０時点の仮想回転磁界ベク
トル−０に単位ベクトルｖを澗算した新しい仮想回転磁
界ベクトルＩ１．が求ぬられる。そして、このベクトル
φ１はブロックαシにおける演算において一＝φｉとし
て使用するために、ＲＡＭ又はレジスタに書き込まれる
。

ブｑツクのにＫいては、基本回転磁界φが区間（υ〜（
６）のいずれに属しているか否かが判定され。

Ｖ、ベクトルと他のベクトルとの入れ替えが必要か否か
が決定される。１１時点は区間（１）であるので。

メモリＭ、のｖ、？示すアドレスが指定され、Ｖｔ（］
１０）が出力される。この結果、　Ｖ、　（］　］　Ｏ
）に対応してＩＩＪ＃スイッチＡ１．８１がオン、Ｃ１
がオフ。

Ａ、、Ｂ、がオフ、Ｃ１がオンになり、Ａ−Ｂ、Ｂ−Ｃ
。

Ｃ−Ａｔ１間に第８図に示す出力が得られる。

１１Ｑ点の処ｊ！！が終了すれば、クロック（至）のタ
イマから１２時点のクロックが発生し１次の動作に移る
。即ち、この１３時点においても、ブロックａシで一、
　−Ｓ　＝　−ｅの演算が行われる。この１３時点では
新しい仮想回転磁界ベクトルφ１が既に決定されている
ので、これ’ｌｋＲＡＭから読み出し、−３−φ；−３
諺−Ｉｌｌ　＝＝　１１．の演３！ヲ行う。第４図では
説明のだので、最初の単位ベクトルＶ、の次にこれとは
方向の異なる単位ベクトルｖ１が１かれているが、実際
には、細かい角度間隔で処理されているため、１２時点
にふける誤差ベクトルφ、−φ１＝φ。はベクトルＶ、
とほぼ同一方向になり、ブロック（１６１からＹの出力
が得られ、且つブロックαηからもＹの出力が得られ、
更に、ブロックＣ１１でもＹの出力が得られ、ベクトル
ｖ１が選択される。この＃朶、ブロックので新しい仮想
回転磁界ベクトルφ、が決定される。即ち、１．＋ｖ、
＝φ、のベクトルが決定される。

一方、ベクトルＶ、の選択に応じてマイコン（３）から
は出力（Ａ、Ｂ、Ｃ）として（］】０ノが得られる。

次のｔ１時点において、ブロックαシでφ、−−；φ３
．−−、＝φｅを求めると、仮想回転磁界ベクトルφ、
が基準回転磁界ベクトルφ５．よりも進んでいるので、
ブロック霞にお（・て、Ｎの出力が発生し。

零ベクトルが選択される。そして、ブロックα９におい
て、零ベクトルとしてＶｖ（ＩＩＩＪｋ出力するか、Ｖ
ｓ（０００）’に出力するかの決定がなされ。

ｔ１時点ではベクトルＶｖ（１１１３が選択され、マイ
コン出力（Ａ、Ｂ、Ｃ）が（］】】ンになる。

この結果、制御スイッチＡＩ　−Ｂｌ　ｓ　ｃ、がオン
になり、制御スイッチＡ、、Ｂ、、Ｃ，がオフになる。

従って。

ｔ８時点では新しい仮想回転磁界ベクトルの変更が行わ
れない。

ｔ、時点では、ブロックαシに従って、φＳ、−ｄ、＝
−〇の演算が行われる。この場合は、ブロックαｅの出
力がＹになり、且つブロックａｒｔ　（２１１の出力も
Ｙになり、ｖ鵞ベクトルが選択され、φ、＋Ｖ、＝φ、
によって新しい仮想回転磁界ベクトル−１が決定される
。

また、ベクトルＶ、の選択に基づき、マイコン出力（Ａ
、８．０）が（１１０）となる。

１６時点では、ブロックαシに従って−８，−φ、冨φ
８の演算が行われ、この場合、−１が−５，よりも進ん
でいるため、ブロックｌｌｅの出力がＮになり、再び零
ベクトルｖ−Ｉが選択され、マイコン出力（Ａ、Ｂ。

Ｃ）が（］　］　］　）になる。このｔ４時点では新し
い仮想回転磁界ベクトルは決定されない。

ｔ、時点で、ブロックαシに従って、−３，−−１＝φ
ｅの演算１行って誤差ベクトル−６ｔ’求めると、ブロ
ックｕｔｉｌからφｅＱ　＞　Ｏｙｔ示すＹ出力が得ら
れ１次のブロックαηからはＮ出力が得られる。即ち、
第８内でアナログ的に示すレベルにおいて、φ８．が−
。

のレベルよりも下になるので、−１からφ８．に向う誤
差ベクトルが下向ぎになり、−ｅの縦軸成分φｅＤが負
になり、ブロックαηの出力はＮになる。これは、誤差
ベクトルφ。が第６−の区間（３）又は更に進んだ区間
に湘していること乞示ｆ。

ブロックαδにＳいては１区間（３）内に誤差ベクトル
が入っているか否かを、メモリＭ４のｆ（φｅＱ）を利
用して判断するための准備として、−８の縦軸成分−の
衡注変換φ　”　　’ｅＤを実行する。

ｅＤ　　　　　　　　　　　　ｅＤ 次に、ブロック＠■にふいて、ブロック［株］ｒ２Ｄの
場合と同様な方法で誤差ベクトル−ｅが区間（３）内に
あるか否かを判定する。この結果、Ｙ出力が得られると
、ベクトルｖ１を選択する。

ブロック■においては、新しい仮想回転磁界ベクトルー
、を求めるための演算が行われる。即ち。

−１＋Ｖ、＝φ４を求める。この座標成分は、ブロック
＠内の式により１次のように決定される。

φ　＝ｓ　　　　−＋ｌｉ： ｅｎＱ（ｎｌ） ＝　　−十　勺／”ｉ　　＝　　　−、ＱＱ φＱｎ　＝φＤ（ｎ−１３’ ＝−−１＝−４Ｄ Ｄ ブロック曽においては、１６時点が属する区間の判定が
行われ、この場合区間（１）であるので１選択されたベ
クトルｖ１に対応してマイコン出力（Ａ。

Ｂ、Ｃ）として（０１０）が送り出され、制御スイッチ
八１がオフ、制御スイッチＢ１がオン、制御スイッチＣ
Ｉがオフになる。

１、時点では、ブロックαシで−、−一＝φ５．−−４
＝φ。

演算が行わ４．る。第８図の−５．と−４の位置関係か
ら明らかな如く、誤差ベクトル−８の向ぎは下向きとな
る。この結果、ブロックαｅの出力がＹ、ブロックαで
の出力がＮとなる。更に、この誤差ベクトル−８は１区
間（３）よりも進んだ位置に属する向きン有しているの
で、ブロック□□□の出力がＮとなり、零ベクトルＶｖ
（１１１）が選択される。

上述の如き動作をクロック毎に繰返し、区間（１）が終
了すれは、ブロック餞からＹの出力が得られ。

再び−＝−８が設定され１区間（２）の動作に入る。区
間（２）にｇいては１区間（１）の場合の電圧ベクトル
ｖ１％Ｖ、の代りに、電圧ベクトルＶ、、Ｖ、ン使用す
る。

更に区間（３Ｊ　（４Ｊ　（５７（６Ｊの順に動作させ
ると、１周期分の回転磁界が得られる。

上述の説明から明らかな如く１本案施例の方式では、仮
想回転磁界ベクトルφを設定し、これン基珈回転ベクト
ルφ８に追従する様に制御するので。

インバータ出力段のモータ（２）に基珈回転ベクトルφ
Ｓにほぼ対応、する回転磁界を得ることが出来る・この
方式において、インバータの出力電圧値を変えたい時に
は、マイコン（３）に対する電圧指令信号数を乗算する
。電圧を下げる場合には１例えば。

（０，４）、　　　ｖ−＜ｚ６．ｚ　　）　、　　　ｖ
ａ＜ｚＪ”ｉ、−１）。

Ｖ４　　　（Ｏｓ　　　　　　４　　　）、　　　Ｖｔ
　（２６ｍ　　　　　　２）、　　　Ｖｔ　（２Ｊ”；
、２）に夫々変更される。

第９内はこの場合のθ＝−３０’〜０″区間の状ｍ′％
：ＪＲａ図と同一の方法で示す。

インバータ出力電圧を調整するための別の方法として、
基珈回転磁界ベクトルφＳの大きさｔ変える方法がある
。この方法では、マイコン（３Ｊに対する電圧指令信号
に基づいて、基珈回転磁界ベクトルφｓｔ京める時に定
数を掛けるＯ即ち・ｌｓ２図の中径Ａｙ！−変化させる
。インバータ出力電圧を下げる′ｒＳぬに、第８因の基
準回転ベクトル−３の大きさｙ！／１／２にすれば、第
１０図に示すように動作する。

（第１２図〜第１５因の説明） 第１２図〜第１５図は、演算Ｙ簡単に行うために、基珈
回転磁界ベクトルφＳの終点軌跡を長円軌跡とすると共
に、単位ベクトルｖ１〜ｖ、ｔこれに適合するように決
定した場合の動作ン説明″ｆるものである。第１１図の
円軌跡の場合には、単位ベクトヤｖ’、、　ｖ’、、　
ｖ’、、　ｖ二に、／Ｔが含まれている。そこで、この
・八°が含まれない長円軌跡に従う単位ぺ及び縦軸成分
ＶＤは。

ＶｔＢ−Ｃ ＶＤ＝　Ａ　−７Ｂ　−−ＨＣ に基づいて決定することが出来る。この場合においても
、メモリＭ、のデータ（Ａ、Ｂ５０３の値が１の場合に
はそのまま代入し、０の場合には−１を代入する。この
結果、第１２＠に示す単位ベクトルＶ１（０＃　２）、
　　ｖ、ｔｚ＃　］　）、　　Ｖｌ（２ｅ　　　］　）
＠Ｖ、　（０１−２）、　Ｖ、　（−２１−］れＶ、（
−２，１］が得られる。

仮想回転磁界ベクトルφ乞決定するための単位ベクトル
ｖ１が上述の如く設定された点、及び基珈回転磁界ベク
トルφ８の軌跡が長円になる点を除いては、円軌跡の場
合と全く同様な制御がなされる０Ｍ１３図は長円軌跡の
場合の各部の状態？第８図に対応させて示す。

第１４図はインバータ重力電圧ン変えるために。

（−４，２）Ｋした場合を、第９図に対応させて示すも
のである。

８３５囚は長円軌跡の基珈回転磁界ベクトル−５の値’
Ｊｊ’　１／２にした場合χ、第１０囚に対応して示す
ものである。

インバータ出力周波数の変更は１周波数指令信号でクロ
ック周波数を変えることにより行５゜〔変形例〕 本発明は上述の実施例に限定されるものでな′＜。

例えは１次の変形例、が可能なものである。

Ｇ（＋　　第４囚にふける各区間（１）〜（６）に詔い
て、仮想回転磁界ベクトルの区間前半３０″の領域と区
間後半３０″の領域とが区間の中心角度を基塩にして対
称になるので、＃牛の３０°の演算処理が終ったら、折
り返すようにしてもよい。第１６囚はこの制御を原理的
に示すものであり１区間（１）の前半３０６の範囲で単
位ベクトルｖ、、ｖ、、ｖ、、　ｖ、、　ｖ。

逆方向のベクトルを使う。

（ロ）　マイコン（３）におけるメモリの容量が大きい
場合には、インバータ電圧の変化に対応させて。

出力電圧に応じた単位ベクトルを読み出して仮想回転磁
界ベクトルぞ決定してもよい・ （ハ）　基塩回転磁界ベクトルφＳの座標データを演算
で求める代りに、メモリに座標データを順に書き込んで
おき、クロックに従って順次に読み出して使用するよう
にしてもよい。

に）仮想回転磁界ベクトルφを演算によって順次にＸめ
る代りに、各角度位置（クロック）で使用する仮想回転
磁界ベクトルφを示す座標データをメモリに順に書き込
んでおき、これをクロック毎に絖人出丁ことによって誤
差ベクトル−ｅｙａ’京めてもよい。

〔発明の効果〕 上述から明らかな如く、仮想回転磁界ベクトルを使用す
ることにより、負荷の回転磁界の状態を検出せずに、所
望の回転磁界を得ることが出来る。

従って、　Ｐｋｉ１回転磁界を容易に得ることが出来る
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係わるインバータ装置を示す
ブロック図。 第２図は本発明の詳細な説明するためのベクトル図。 第３図は三相インバータのスイッチ状態と回転磁界ベク
トルとの関係を示すベクトル図。 第４図は区間（１）における仮想回転磁界ベクトルの変
化及び零ベクトルの選択範囲ｙ！−原理的に示すベクト
ル図。 第５図は誤差ベクトルＹ示すベクトル図。 第６図は誤差ベクトルに基づいて選択されるベクトルを
決定する方法を示すベクトル図。 第７図は第】崗の装置による制御の手順の流れを示す図
。 第８図はＭ］図の各部の状態”ｒｉ理的に示す波形図。 第９囚は単位ベクトルの大きさン変えた場合を第８図に
対応させて示す波形図。 第１０図は基準回転磁界ベクトルの大きさを変えた場合
を＃！８図に対応させて示す波形図、第１１図は円軌跡
の場合の単位ベクトルン示すベクトル図。 第】２図は長円軌跡の場合の単位ベクトルン示すベクト
ル図。 第１３囚、第１４内、及び第１５内は長円軌跡の場合を
第８図、第９図、及び第１０図に対応して示す波形図。 第１６図は変形例の仮想回転磁界ベクトルン求める方法
を示すベクトル図である。 （ＩＪ−・・電源、（２）・・・モータ、（３）・・・
マイコン、ｌ−・・仮想回転磁界ベクトル、−８・・・
基迦回転磁界ベクトル。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）多相インバータに接続された多相交流負荷におけ
   る基準回転磁界ベクトル（φ＿ｓ）を示すデータを発生
   させること、 前記多相インバータの複数の制御スイッチのオン・オフ
   状態に対応して決定される複数の電圧ベクトル（Ｖ＿１
   〜Ｖ＿８）に対応する複数の単位ベクトル（Ｖ′＿１〜
   Ｖ′＿８）のデータを使用して前記基準回転磁界ベクト
   ル（φ＿ｓ）に近似の仮想回転磁界ベクトル（φ）を示
   すデータを得ること、 前記基準回転磁界ベクトル（φ＿ｓ）を示すデータと前
   記仮想回転磁界ベクトル（φ）を示すデータとに基づい
   て前記基準回転磁界ベクトル（φ＿ｓ）と前記仮想回転
   磁界ベクトル（φ）との誤差ベクトル（φ＿ｓ−φ＝φ
   ＿ｅ）を示すデータをクロック毎に求めること、前記誤
   差ベクトル（φ＿ｅ）がベクトルの方向性において前記
   複数の電圧ベクトル（Ｖ＿１〜Ｖ＿８）の内のいずれと
   同一又は近似かを判定し、前記誤差ベクトル（φ＿ｅ）
   と同一又は近似の前記電圧ベクトルを得ることが出来る
   スイッチ制御信号（Ａ、Ｂ、Ｃ）を前記誤差ベクトル（
   φ＿ｅ）のデータに基づいて決定し、このスイッチ制御
   信号を前記インバータの各制御スイッチに供給すること から成るインバータの制御方法。
2. （２）前記複数の電圧ベクトル及び前記複数の単位ベク
   トルは零ベクトル（Ｖ＿７、Ｖ＿８）を含むベクトルで
   ある特許請求の範囲第１項記載のインバータの制御方法
   。