JPS62230365A - 電圧形pwmインバ−タ制御装置 - Google Patents

電圧形pwmインバ−タ制御装置

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JPS62230365A
JPS62230365A JP61068607A JP6860786A JPS62230365A JP S62230365 A JPS62230365 A JP S62230365A JP 61068607 A JP61068607 A JP 61068607A JP 6860786 A JP6860786 A JP 6860786A JP S62230365 A JPS62230365 A JP S62230365A
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JP
Japan
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signal
voltage
command
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Application number
JP61068607A
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English (en)
Inventor
Takao Yanase
柳瀬 孝雄
Makoto Hara
原 信
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Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Publication date
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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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は電圧形パルス幅変調(PWM)インバータ、
%にその電圧利用率を高めるための制御装置に関する。
〔従来の技術〕
交流機、特に誘導電動機を可変速駆動する電圧形インバ
ータの一例として、出願人は以下の如き方式を提案して
いる(特願昭59−214218号;以下、単に提案漬
方式とも云う。)。第3図はか〜るインバータを示す構
成図である。
同図において、1は例えばトランジスタT1〜T6をス
イッチング素子とするインバータ主回路、2は誘導電動
機の如き交流機、3は相電圧検出回路、4(4a〜4c
)は積分器、5(5a〜5c)は絶縁検出器、6(6a
〜6c)は磁束調節器、7(7a〜7C)はコンパレー
タ、8(8a〜8C)はペース駆動回路、9はキャリア
発生回路、10(10a〜10C)はディジタル/アナ
ログ(D/A )変換器、11(11a〜11c)はリ
ードオンリメモリ(FLOM’)、12は分局器(カウ
ンタ)、13は電圧/周波数(V/F)変換器、14は
周波数設定器である。
周波数設定器14によって設定されたインバータ周波数
fに対して、V/F変換器13はN倍の発振周波数をも
つパルスを出力する。このパルスはカウンタ12によっ
てN分周され、各120°の位相差をもつ正弦波FLO
Mテーブル11(11a〜11C)からデータを読出し
、D/A変換器10(10a〜10c)を介して周波数
fの平衡三相正弦波の磁束指令値φ8 、φ7 、φい
となる。
一方、電圧形インバータ1の出力端子から相電圧検出回
路3により各相々電圧を検出し、積分器4(4a〜4c
)によって磁束実際値φ1.φ9.φ□が得られる。磁
束調節器6(6a〜6c)によって磁束指令値と実際値
が一致するように調節され、その出力である電圧指令v
u、vv、vW  がキャリア発生回路9からの、例え
ば三角波キャリアと比較器7(7a〜7c)で比較され
、その出力パルスはベース駆動回路8(8a〜8c)を
通して電圧形インバータ1のスイッチング素子T1〜T
6を0N10FFさせる。
ところで、こうした電圧指令である制御信号と三角波キ
ャリアとを比較してPWM信号を得る方式では、例えば
第4図に示すようなインバータの電圧利用率の向上を図
る方法が知られている。これは、「基本波+3倍調波」
を各相の電圧指令の制御信号、すなわち基本波の振幅を
aとすれば、「asiIIθ十−5in 3θ」を制御
信号とすることにより、同一基本波をインバータから出
力する際にasinθを制御信号とする場合と比較して
、ビーリ、同一ピーク値ではインバータ出力電圧の基本
磁束制御形のPWM信号信号発生上、磁束調節器は経験
上P(比例)動作とみなせるので、電圧形インバータが
ほぼ線形であることを考えると、磁束調節器6a〜6c
の出力である電圧指令vu。
vv、vw  はほぼ正弦波となる。そこで、かかる方
法を第3図の如き磁束制御形PWMインバータに適用す
ることが可能であり、従来、第5A図に示すような3倍
調波信号出力回路15を持つ制御装置(1相分のみを示
す。)が知られている。この回路15は周波数f、振幅
aの基本波電圧指令v1″に対して、周波数が3fで振
幅がa’、/6の3倍調波電圧指令v3 を形成する回
路であり、それ以外は第3図に示すものと同じである。
第5B図は回路15の具体例を示すブロック図である。
同図の151は周波数fの電圧指令に対・して5Nfの
周波数を持つパルスを発生する、いわゆるPLL (フ
ェーズロックドループ)回路である。152はN分周の
カウンタ、153は正弦154は乗算形D/A変換器で
ある。また、・156aは全波整流回路、156bは一
次フィルタであり、両者をカスケードに接続することに
よって、電圧指令の振幅を検出する検出回路156を形
成する。また、155は減衰器である。
以下に、簡単にその動作を説明す名。PLL回路151
には周波数fの基本波電圧指令v1 が入力され、周波
数3Nfのパルスを出力する。このパルスはN分周カウ
ンタ152のクロックとして用いられ、ROM153か
らは周波数3fの正弦波データが出力され、D/A変換
器154を通してアナログ正弦波信号に変換される。一
方、電圧指令の振幅を156により検出して乗算形])
/A変換器154から出力される正弦波信号の振幅を制
御する。D/A変換器154の出力は減衰器155によ
って所定数分の1、例えば1/6にアッテネートされる
。以上から、3倍調波の電圧指令v3が形成されるので
、とれを基本波電圧指令v1と加算器にて加算すること
により、電圧利用率の高い制御信号とすることが可能と
なる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、電圧指令は調節器の調節結果として出力
されるので、直接3倍調波との位相関係を制御すること
ができない。このため、第5B図の如lPLL回路が必
要となり、その結果、構成が複雑でコスト高になると云
う問題がある。
したがって、この発明は比較的簡単な構成で、しかも低
コストの制御装置を提供することを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
正弦波の磁束設定信号を3分周して磁束指令値を発生す
る磁束指令形成手段と、この磁束設定信号を所定の角度
だけ移相する移相器と、との移相器の出力信号と磁束調
節器の出力信号の振幅を表わす信号とを乗算する乗算器
と、この乗算結果を係数倍して磁束調節器の出力信号と
加算する加算器とを設け、この加算器出力をキャリア信
号と比較してPWM信号を得、これにもとづき制御を行
なう。
〔作用〕
一般に、磁束制御形PWMインバータにおいては、磁束
指令の基本波成分φ1 と電圧指令の基本波成分v1 
 との位相差は90°となる。磁束指令は既知なので、
第6図かられかるように、基本波磁束指令φ の3倍調
波φ3に対して、基本波電圧指令v1”の3倍調波vl
は270°だけ進んでいることがわかる。したがって、
基本波磁束指令φ1′″から3倍調波の電圧指令v3 
を形成して基本波電圧指令v1  に加算することによ
り、電圧利用率を高めることが可能な電圧指令V ミY
1 + V5 を得ることができる。
第1図はこの発明の特徴を最も良く表わす主要図である
。同図において、19は正弦波を3分周する回路、16
は正弦波信号の位相を270°進めるための移相器、1
7は移相器16の出力と振幅検出回路156の出力を乗
算するための乗算器で、その他はすべて第3図および第
5B図と同じである。
すなわち、3倍調波の磁束指令φ3を分周器19で3分
周して磁束指令φ −φ、 とすると同時に、φ3は移
相器16により270°だけ位相を進ませる。これによ
り、移相器16の出力は電圧指令の3倍調波v3  と
同位相と々る。そして、移相器16の出力を第5B図と
同じ原理で検出した基本波電圧指令V、の振幅と乗算し
、さらにこれを係数器18にてK(例えば1/6)倍し
て3倍調波の電圧指令v3 を得、このv3  とV、
を加算して電圧指令V とする。
〔発明の実施例〕
第2図はこの発明の実施例を示す構成図である。
こ〜では第6図および第5B図との相違点につき主とし
て説明する。
磁束指令φ −φ1 は第3図と同様、ROMテーブル
参照方式としている(ROM11a参照)。
ただし、このときのV/F変換器21の発振周波数はイ
ンバータ設定周波数fに対して3N倍であり、これを分
周カウンタ201により3分周したのち、カウンタ12
によりN分周して得る。3倍調波電圧指令v3  も同
様に、V/F変換器21の発振周波数をカウンタ152
によりN分周して、ROMテーブル参照方式としている
(ROM202参照)。このROM202は正弦波テー
ブルをsin (θ+270°)とする仁とにより、第
1図の移相器16と同じ役割を、また乗算形D/λ変換
器154により第1図の乗算器17と同じ役割をそれぞ
れ果すようにしている。なお、vl  とv3 の位相
関係は、分局器をシステムリセットすることにより、正
しく設定することができる。つまり、この実施例では鎖
線の枠内20が第5B図の符号15に対応する。両者を
比較すると、第2図では第5B図に示すPLL回路が削
除され、N分周回路が新たに追加された構成になってい
るが、一般にN分周回路の方が構成が簡単で低コストで
あることは明白であるので、この発明の如くすることに
よる効果もまた明白である。
〔発明の効果〕
この発明によれば、磁束指令から3倍調波の電圧指令を
作るようにしたので、電圧利用率を高めたPWM制御装
置を比較的簡単な回路構成で、しかも低コストに提供す
ることができる利点がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の特徴を最も良く表わす主要図、第2
図はこの発明の実施例を示す構成図、第3図は提案済方
式を示す構成図、第4図は電圧利用率改善方法の一例を
説明するための波形図、第5A図は電圧形PWMインバ
ータ制御装置(1相分)の従来例を示す構成図、第5B
図は第5A図の3倍調波信号出力回路の具体例を示す構
成図、第6図は磁束指令の6倍調波と電圧指令の3倍調
波との関係を説明するための波形図である。 符号説明 1・・・・・・インバータ主回路、2・・・・・・交流
機、3・・・・・・相電圧検出回路、4(4a〜4c)
・・・・・・積分器、5(5a〜5c)・・・・・・絶
縁検出器、6(6a〜6C)・・・・・・磁束調節器、
7(7a−=7c)・・・・・・コンパレータ、8(8
a〜8C)・・・・・・ベース駆動回路、9・・・・・
・キャリア発生回路、10(10a〜10 c )。 154−−・・−・D/A変換器、11(11a〜11
c)。 153.202・・・・・・[’LOM、12,19,
152゜201・・・・・・分周器、13,21・・・
・・・V/F変換器、14・・・・・・周波数設定器、
15.20・・・・・・3倍調波信号出力回路、16・
・・・・・移相器、17・・・・・・乗算器、18.1
55・・・・・・減衰器、156・・・・・・振幅検出
回路、156a・・・・・・全波整流回路、156b・
・・・・・−次フィルタ。 代理人 弁理士 並 木 昭 夫 代理人 弁理士 松 崎    清 ネ m ;ご 冨4fjlJ ff6  図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 電圧形PWMインバータの出力電圧を積分器により積分
    し、該積分器出力とその指令値とを調節器にて比較、調
    節し、その結果得られる出力信号とキャリア発生回路か
    らのキャリア信号とを比較器にて比較することにより、
    PWM信号を発生する電圧形PWMインバータ制御装置
    において、正弦波の磁束設定信号を3分周して磁束指令
    値を発生する磁束指令発生手段と、該磁束設定信号の位
    相を所定角度だけ移相する移相器と、該移相器からの出
    力信号と前記調節器の出力信号の振幅を表わす信号とを
    乗算する乗算器と、該乗算結果を係数倍してこれに該調
    節器の出力信号を加算する加算器とを設け、該加算器出
    力を前記キャリア信号と比較してPWM信号を得ること
    を特徴とする電圧形PWMインバータ制御装置。
JP61068607A 1986-03-28 1986-03-28 電圧形pwmインバ−タ制御装置 Pending JPS62230365A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006230079A (ja) * 2005-02-16 2006-08-31 Denso Corp インバータ制御方式
WO2015036835A3 (en) * 2013-09-11 2015-06-11 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Electric motor control apparatus and electric motor control method

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CN105556830A (zh) * 2013-09-11 2016-05-04 丰田自动车株式会社 电动机控制设备及电动机控制方法
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