JPS6361962A - 電流検出回路 - Google Patents
電流検出回路Info
- Publication number
- JPS6361962A JPS6361962A JP61205901A JP20590186A JPS6361962A JP S6361962 A JPS6361962 A JP S6361962A JP 61205901 A JP61205901 A JP 61205901A JP 20590186 A JP20590186 A JP 20590186A JP S6361962 A JPS6361962 A JP S6361962A
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- Japan
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- triangular wave
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 11
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 abstract description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 3
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 2
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 2
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
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- Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
- Power Conversion In General (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の目的〕
(産業上の利用分野)
本発明は、PWM制御されるインバータの出力電流を絶
縁変換器を介して正確に測定する電流検出回路に関する
ものである。
縁変換器を介して正確に測定する電流検出回路に関する
ものである。
(従来の技術)
交流電動機の可変速駆動に用いるPWM制御インバータ
の従来回路の一例を第3図に示す。
の従来回路の一例を第3図に示す。
第3図において、直流電源1はFETを使用したインバ
ータ2によって3相の交流電源に変換され、各相ごとに
設けられた電流検出器3a、 3b、 3cを介して交
流電動機4に電流を供給する。
ータ2によって3相の交流電源に変換され、各相ごとに
設けられた電流検出器3a、 3b、 3cを介して交
流電動機4に電流を供給する。
位置センサ5および速度検出器7を介して検出された交
流電動機4の速度は速度設定器6で設定された速度基準
と比較され、増幅器8で増幅されてトルク基準となり、
電流基準発生器9へ入力される。
流電動機4の速度は速度設定器6で設定された速度基準
と比較され、増幅器8で増幅されてトルク基準となり、
電流基準発生器9へ入力される。
電流基準発生器9は3相の電流基準ia’、ib’。
ic*を発生し、各相ごとに設けられた電流検出器3a
、 3b、 3cおよび絶縁変換器10a、10b、
10cを介して検出した各相電流ia、 ib、 ic
とそれぞれ増幅器11a、 llb、llcで比較増幅
され、さらに三角波発生器12の出力とそれぞれ比較器
13a、 13b、13cで比較されてPWM (パル
ス幅変調)信号を出力し、駆動回路14を介してインバ
ータ2をPWM制御して交流電動機4を可変速駆動する
。
、 3b、 3cおよび絶縁変換器10a、10b、
10cを介して検出した各相電流ia、 ib、 ic
とそれぞれ増幅器11a、 llb、llcで比較増幅
され、さらに三角波発生器12の出力とそれぞれ比較器
13a、 13b、13cで比較されてPWM (パル
ス幅変調)信号を出力し、駆動回路14を介してインバ
ータ2をPWM制御して交流電動機4を可変速駆動する
。
交流電動機4を円滑に且つ静かに回転させるためにはP
wM用の三角波の周波数を高くして10k)lz以上の
高速スイッチングを行う必要があるが、この場合には電
流検出回路の応答周波数も三角波の周波数程度に高める
必要がある。
wM用の三角波の周波数を高くして10k)lz以上の
高速スイッチングを行う必要があるが、この場合には電
流検出回路の応答周波数も三角波の周波数程度に高める
必要がある。
しかしながら従来の絶縁変換器は第4図に示すような回
路を用いているので高速動作の点で問題がある。
路を用いているので高速動作の点で問題がある。
すなわち直流電源20を電源とし、発信器21の出力に
よってトランジスタ22.23を交互にオンオフさせ、
変圧器24−次側に矩形波の交流を発生させる。
よってトランジスタ22.23を交互にオンオフさせ、
変圧器24−次側に矩形波の交流を発生させる。
駆動回路25aは変圧器24の二次巻線a、bの電圧を
受けて極性マークが正の時スイッチ25bをオンさせ、
同様にして駆動回路26a、 27a、28aはそれぞ
れ、スイッチ26b、 27b、28bを駆動して直流
入力電圧eiを交流電圧に変換し、変圧器29で電気的
に絶縁して交流出力e0゜とじ、さらにスイッチ27b
。
受けて極性マークが正の時スイッチ25bをオンさせ、
同様にして駆動回路26a、 27a、28aはそれぞ
れ、スイッチ26b、 27b、28bを駆動して直流
入力電圧eiを交流電圧に変換し、変圧器29で電気的
に絶縁して交流出力e0゜とじ、さらにスイッチ27b
。
28bで同期整流して入力直流電圧eiに比例した直流
出力電圧e。1とし、さらに抵抗30およびコンデンサ
31から成るフィルタ回路で平滑化して最終的に直流出
力電圧e0を得ている。
出力電圧e。1とし、さらに抵抗30およびコンデンサ
31から成るフィルタ回路で平滑化して最終的に直流出
力電圧e0を得ている。
上記回路の各部波形は第5図に示す通りであり、変圧器
29の出力電圧e、。は、変圧器巻線比が1対1の場合
は入力電圧eiのピーク電圧を持つはずであるが、実際
には変圧器のインダクタンス分と回路の浮遊容量によっ
て立上り、立下り時に振動的となり、しかも立上り、立
下りは傾斜を持つ波形となるので、同期整流をした出力
eatは図に示すようにリップル分をかなり含んだ波形
となる。しかも実際の波形はスイッチ25b、 26b
、27b、28bの動作遅れも影響して、リップル分が
さらに増加する。
29の出力電圧e、。は、変圧器巻線比が1対1の場合
は入力電圧eiのピーク電圧を持つはずであるが、実際
には変圧器のインダクタンス分と回路の浮遊容量によっ
て立上り、立下り時に振動的となり、しかも立上り、立
下りは傾斜を持つ波形となるので、同期整流をした出力
eatは図に示すようにリップル分をかなり含んだ波形
となる。しかも実際の波形はスイッチ25b、 26b
、27b、28bの動作遅れも影響して、リップル分が
さらに増加する。
このリップル分を除去するためにフィルタ回路を設けて
いるが、フィルタ回路のために応答時間が制限され、一
般的には20kHzでスイッチを駆動した場合にも、フ
ィルタのため周波数応答を5kHz程度に低下させて使
用しているのが実状である。
いるが、フィルタ回路のために応答時間が制限され、一
般的には20kHzでスイッチを駆動した場合にも、フ
ィルタのため周波数応答を5kHz程度に低下させて使
用しているのが実状である。
(発明が解決しようとする問題点)
上述のように第3図に示した交流電動機駆動回路では制
御応答の向上と電動機の騒音防止のためにインバータの
スイッチング周波数を15kHz〜20kHzに上げる
ことが望まれており、従って電流検出回路の応答も15
kHz〜20kHzに上昇させる必要があるが、第4図
に示す従来の電流検出回路ではスイッチの駆動が60〜
80kHz程度に制限されるので十分な応答が得られな
いという問題がある。
御応答の向上と電動機の騒音防止のためにインバータの
スイッチング周波数を15kHz〜20kHzに上げる
ことが望まれており、従って電流検出回路の応答も15
kHz〜20kHzに上昇させる必要があるが、第4図
に示す従来の電流検出回路ではスイッチの駆動が60〜
80kHz程度に制限されるので十分な応答が得られな
いという問題がある。
本発明は、従来と同じ絶縁変換器を使用してリップル分
が小さく且つ応答速度の速い電流検出回路を提供するこ
とを目的としている。
が小さく且つ応答速度の速い電流検出回路を提供するこ
とを目的としている。
(問題点を解決するための手段と作用)本発明は上記の
問題を解決するため、変圧器を用いた絶縁変換器のスイ
ッチ回路を外部の周波数に同期して動作させ、さらに上
記スイッチ回路の動作の過渡期を除いてサンプリングす
る回路を設け、上記外部の周波数をインバータのPWM
変調周波数に同期させることによってリップル分の少な
い且つ応答の速い電流検出回路を構成したものである。
問題を解決するため、変圧器を用いた絶縁変換器のスイ
ッチ回路を外部の周波数に同期して動作させ、さらに上
記スイッチ回路の動作の過渡期を除いてサンプリングす
る回路を設け、上記外部の周波数をインバータのPWM
変調周波数に同期させることによってリップル分の少な
い且つ応答の速い電流検出回路を構成したものである。
すなわち外部周波数に同期してスイッチ回路を動作させ
、スイッチング時の過渡期を除いた期間をサンプリング
することによってフィルタ回路を小さくすることが可能
となり、応答が速くリップル分の少ない電流検出が可能
となる。
、スイッチング時の過渡期を除いた期間をサンプリング
することによってフィルタ回路を小さくすることが可能
となり、応答が速くリップル分の少ない電流検出が可能
となる。
さらに上記外部周波数をインバータのPWM変調周波数
に同期させることによって負荷に流れる電流のリップル
分の影響を小さくして電動機のトルクに有効な電流を高
速に検出することが可能となる。
に同期させることによって負荷に流れる電流のリップル
分の影響を小さくして電動機のトルクに有効な電流を高
速に検出することが可能となる。
(実施例)
本発明の一実施例を第1図に示す。第3図と同一部分は
同一符号を附したのでその説明は省略する。なお第1図
においては、電流検出回路および制御回路は1相(a相
)のみ示すと共に主回路および他の制御回路は省略した
。
同一符号を附したのでその説明は省略する。なお第1図
においては、電流検出回路および制御回路は1相(a相
)のみ示すと共に主回路および他の制御回路は省略した
。
第1図において、絶縁変換器10aは三角波発生器の周
波数基準をあたえるタイミング発生器33の出力33v
2に同期して駆動され、絶縁変換器10aの出力10V
はサンプルホールド回路32aを介してタイミング発生
器33の出力33v3 に同期した出力32Vを検出電
流iaとしている。
波数基準をあたえるタイミング発生器33の出力33v
2に同期して駆動され、絶縁変換器10aの出力10V
はサンプルホールド回路32aを介してタイミング発生
器33の出力33v3 に同期した出力32Vを検出電
流iaとしている。
三角波発生器12もタイミング発生器33の出力33v
lに同期して駆動され、三角波発生器12は33■、の
直流分をコンデンサを介して除いた高ゲインの一次遅れ
回路により実現できる。
lに同期して駆動され、三角波発生器12は33■、の
直流分をコンデンサを介して除いた高ゲインの一次遅れ
回路により実現できる。
次に本発明の動作を第2図に示す各部波形図を参照して
説明する。
説明する。
第2図において、33Vはタイミング発生器33の内部
クロックであり、33V□は33Vの半分の周波数であ
って、その電流分を三角波発生器12で積分動作させて
三角波12Vとしている。
クロックであり、33V□は33Vの半分の周波数であ
って、その電流分を三角波発生器12で積分動作させて
三角波12Vとしている。
増幅器11aの出力11Vと三角波12Vとは比較器1
3aで比較されてPWM信号13Vが出力される。
3aで比較されてPWM信号13Vが出力される。
PWM信号13Vでインバータ2を駆動すると、交流電
動機4に流れる負荷電流iは第2図に示すように変化し
、三角波12Vの頂点がほぼ平均電流を表わす。
動機4に流れる負荷電流iは第2図に示すように変化し
、三角波12Vの頂点がほぼ平均電流を表わす。
タイミング発生器33の他の出力33■2は33■、よ
り90’遅れた三角波12Vと同相の信号であり、33
v2で絶縁変換器10aを駆動することによって電流i
に比例した出力10Vが得られ、第2図に示すような落
ちこみ波形を示すが、タイミング発生器33の他の出力
33v、は33V2と同位相で33Vより90″位相が
進んだ波形でサンプルホールド回路32ati−11動
し。
り90’遅れた三角波12Vと同相の信号であり、33
v2で絶縁変換器10aを駆動することによって電流i
に比例した出力10Vが得られ、第2図に示すような落
ちこみ波形を示すが、タイミング発生器33の他の出力
33v、は33V2と同位相で33Vより90″位相が
進んだ波形でサンプルホールド回路32ati−11動
し。
33v、が“1”の時の状態を出力し、33v3が“O
17の時は33v3が1′″の時の最終法服をホールド
しているので、出力32VはIOVの落ち込みの部分を
無くシ。
17の時は33v3が1′″の時の最終法服をホールド
しているので、出力32VはIOVの落ち込みの部分を
無くシ。
これによって電流jのリップル電流分をへらした波形を
得ることができる。
得ることができる。
なお、第1図において、サンプルホールド回路32aに
A/Dコンバータを追加すると共に、計算機を用いて電
流制御およびPWM制御をディジタル制御にすることも
可能である。
A/Dコンバータを追加すると共に、計算機を用いて電
流制御およびPWM制御をディジタル制御にすることも
可能である。
以上説明したように本発明によれば、外部発振器出力に
より変圧器を使用した絶縁変換器を駆動し、この変換器
出力を前記発振器出力の2倍の周波数でサンプルホール
ドしているので変換器の波形歪やスイッチの動作遅れに
よる出力電圧の落ちこみ部分を除いてリップルをへらす
ことができ、さらにインバータ駆動のPWM回路の三角
波を同じ外部発振器出力と同相になるように制御してい
るのでPWMで可変速駆動される交流電動機の電流を速
い応答速度で検出することが可能となる9
より変圧器を使用した絶縁変換器を駆動し、この変換器
出力を前記発振器出力の2倍の周波数でサンプルホール
ドしているので変換器の波形歪やスイッチの動作遅れに
よる出力電圧の落ちこみ部分を除いてリップルをへらす
ことができ、さらにインバータ駆動のPWM回路の三角
波を同じ外部発振器出力と同相になるように制御してい
るのでPWMで可変速駆動される交流電動機の電流を速
い応答速度で検出することが可能となる9
第1図は本発明の一実施例を示す系統図、第2図は本発
明の詳細な説明するための各部波形図、第3図は従来の
PWMインバータの一例を示す系統図、第4図は従来の
絶縁変換器の一例を示す回路図、第5図は第4図の動作
波形図である。 1.20・・・直流電源 2・・・インバータ3
8〜30・・・電流検出器 4・・・交流電動機5・
・・位置センサ 6・・・速度設定器7・・・速
度検出器 8.lla〜llc・・・増幅器9・
・・電流基準発生器 10a〜10c・・・絶縁変換
器12・・・三角波発生器 13a〜13c・・・
比較器14.25a〜28a・・・駆動回路 21・・
・発振器22.23・・・トランジスタ 24.29・
・・変圧器25b〜28b・・・スイッチ 30・・
・抵抗31・・・コンデンサ 321・・サンプルホールド回路 33・・・タイミング発生器 第1図 33V 33v3 +3V ― も 2V
明の詳細な説明するための各部波形図、第3図は従来の
PWMインバータの一例を示す系統図、第4図は従来の
絶縁変換器の一例を示す回路図、第5図は第4図の動作
波形図である。 1.20・・・直流電源 2・・・インバータ3
8〜30・・・電流検出器 4・・・交流電動機5・
・・位置センサ 6・・・速度設定器7・・・速
度検出器 8.lla〜llc・・・増幅器9・
・・電流基準発生器 10a〜10c・・・絶縁変換
器12・・・三角波発生器 13a〜13c・・・
比較器14.25a〜28a・・・駆動回路 21・・
・発振器22.23・・・トランジスタ 24.29・
・・変圧器25b〜28b・・・スイッチ 30・・
・抵抗31・・・コンデンサ 321・・サンプルホールド回路 33・・・タイミング発生器 第1図 33V 33v3 +3V ― も 2V
Claims (1)
- 直流電流をスイッチング回路を用いた絶縁変換器を介し
て絶縁された直流電圧として検出する絶縁形の電流検出
回路において、上記絶縁変換器の出力を一時的にホール
ドして上記絶縁変換器のスイッチング過渡期間の出力低
下分を補償するサンプルホールド回路を備えたことを特
徴とする電流検出回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61205901A JPS6361962A (ja) | 1986-09-03 | 1986-09-03 | 電流検出回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61205901A JPS6361962A (ja) | 1986-09-03 | 1986-09-03 | 電流検出回路 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6361962A true JPS6361962A (ja) | 1988-03-18 |
Family
ID=16514622
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61205901A Pending JPS6361962A (ja) | 1986-09-03 | 1986-09-03 | 電流検出回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6361962A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5304967B1 (ja) * | 2012-09-20 | 2013-10-02 | 富士電機株式会社 | 電力変換装置 |
-
1986
- 1986-09-03 JP JP61205901A patent/JPS6361962A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5304967B1 (ja) * | 2012-09-20 | 2013-10-02 | 富士電機株式会社 | 電力変換装置 |
WO2014045380A1 (ja) * | 2012-09-20 | 2014-03-27 | 富士電機株式会社 | 電力変換装置 |
US8934274B2 (en) | 2012-09-20 | 2015-01-13 | Fuji Electric Co., Ltd. | Power conversion apparatus |
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