JP2000287455A - インバータ回路電源の制御方法 - Google Patents
インバータ回路電源の制御方法Info
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- JP2000287455A JP2000287455A JP11088753A JP8875399A JP2000287455A JP 2000287455 A JP2000287455 A JP 2000287455A JP 11088753 A JP11088753 A JP 11088753A JP 8875399 A JP8875399 A JP 8875399A JP 2000287455 A JP2000287455 A JP 2000287455A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 電源電圧監視回路を設けることなくチャージ
ポンプ電源電圧を確保できるインバータ回路の制御方法
を提供することを目的とする。 【解決手段】 モータ巻線に電圧を供給する三相のイン
バータ回路にチャージポンプ電源Ｃを用いたモータ制御
装置において、三角波信号とその三角波信号と比較する
基準値を演算処理してＰＷＭ出力波形のデューティ比を
決め、インバータ回路のスイッチング素子の上，下アー
ムのＯＮ，ＯＦＦタイミングを決めるプログラムを備え
たＭマイコンで、モータ回転速度が低速（停止時も含
む）かつ高トルク運転の時、前記インバータ回路の上ア
ームが常時ＯＮになり指令トルクの上昇とともにＰＷＭ
出力波形のデューティ比が１００％にならないように上
アームを強制的にＯＦＦする時間を作り、チャージポン
プ電源Ｃの電圧低下を防止する。
ポンプ電源電圧を確保できるインバータ回路の制御方法
を提供することを目的とする。 【解決手段】 モータ巻線に電圧を供給する三相のイン
バータ回路にチャージポンプ電源Ｃを用いたモータ制御
装置において、三角波信号とその三角波信号と比較する
基準値を演算処理してＰＷＭ出力波形のデューティ比を
決め、インバータ回路のスイッチング素子の上，下アー
ムのＯＮ，ＯＦＦタイミングを決めるプログラムを備え
たＭマイコンで、モータ回転速度が低速（停止時も含
む）かつ高トルク運転の時、前記インバータ回路の上ア
ームが常時ＯＮになり指令トルクの上昇とともにＰＷＭ
出力波形のデューティ比が１００％にならないように上
アームを強制的にＯＦＦする時間を作り、チャージポン
プ電源Ｃの電圧低下を防止する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、インバータ回路に
チャージポンプ電源を用いたモータ制御装置に関するも
のである。
チャージポンプ電源を用いたモータ制御装置に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】近年、モータ制御装置のインーバータ回
路にチャージポンプ電源が用いられるようになり、図６
に示すように、上アームのスイッチング素子のゲート駆
動回路Ｕ、Ｖ、Ｗの電源に上アームがＯＦＦ時で下アー
ムのスイッチング素子がＯＮ時に充電されるコンデンサ
をチャージポンプ電源Ｃとして用いることで、駆動回路
Ｕ、Ｖ、Ｗの電源を３個分減らすことができモータ制御
装置を小型化できる長所がある。
路にチャージポンプ電源が用いられるようになり、図６
に示すように、上アームのスイッチング素子のゲート駆
動回路Ｕ、Ｖ、Ｗの電源に上アームがＯＦＦ時で下アー
ムのスイッチング素子がＯＮ時に充電されるコンデンサ
をチャージポンプ電源Ｃとして用いることで、駆動回路
Ｕ、Ｖ、Ｗの電源を３個分減らすことができモータ制御
装置を小型化できる長所がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、チャー
ジポンプ電源Ｃは、下アームのスイッチング素子のＯＦ
Ｆ時間がゼロまたは小さくなれば、チャージポンプ電源
Ｃの電圧がゼロまたは低下し、制御ができなくなる問題
があった。
ジポンプ電源Ｃは、下アームのスイッチング素子のＯＦ
Ｆ時間がゼロまたは小さくなれば、チャージポンプ電源
Ｃの電圧がゼロまたは低下し、制御ができなくなる問題
があった。
【０００４】このため図６の従来のチャージポンプ電源
Ｃを用いたインバータ回路には、チャージポンプ電源Ｃ
の電圧を監視する電源電圧監視回路Ａが必要で、電圧が
低下すれば強制的に上アームをＯＦＦする制御を行って
おり、電源電圧監視回路Ａがなければ制御できないとい
う問題があった。
Ｃを用いたインバータ回路には、チャージポンプ電源Ｃ
の電圧を監視する電源電圧監視回路Ａが必要で、電圧が
低下すれば強制的に上アームをＯＦＦする制御を行って
おり、電源電圧監視回路Ａがなければ制御できないとい
う問題があった。
【０００５】本発明は上記課題を解決するもので、電源
電圧監視回路を設けることなくチャージポンプ電源電圧
を確保できるインバータ回路の制御方法を提供すること
を目的とする。
電圧監視回路を設けることなくチャージポンプ電源電圧
を確保できるインバータ回路の制御方法を提供すること
を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明は、三角波信号とその三角波信号と比較する基
準値を演算処理してＰＷＭ出力波形のデューティ比を決
め、インバータ回路のスイッチング素子の上，下アーム
のＯＮ，ＯＦＦタイミングを決めるプログラムを備えた
マイコンで、モータ回転速度が低速（停止時も含む）か
つ高トルク運転の時、前記インバータ回路の上アームが
常時ＯＮになり指令トルクの上昇とともにＰＷＭ出力波
形のデューティ比が１００％にならないように上アーム
を強制的にＯＦＦする時間を作り、チャージポンプ電源
の電圧低下を防止するインバータ回路電源の制御方法で
ある。
に本発明は、三角波信号とその三角波信号と比較する基
準値を演算処理してＰＷＭ出力波形のデューティ比を決
め、インバータ回路のスイッチング素子の上，下アーム
のＯＮ，ＯＦＦタイミングを決めるプログラムを備えた
マイコンで、モータ回転速度が低速（停止時も含む）か
つ高トルク運転の時、前記インバータ回路の上アームが
常時ＯＮになり指令トルクの上昇とともにＰＷＭ出力波
形のデューティ比が１００％にならないように上アーム
を強制的にＯＦＦする時間を作り、チャージポンプ電源
の電圧低下を防止するインバータ回路電源の制御方法で
ある。
【０００７】
【発明の実施の形態】この課題を解決するために本発明
は、モータ巻線に電圧を供給する三相のインバータ回路
にチャージポンプ電源を用いたモータ制御装置におい
て、三角波信号とその三角波信号と比較する基準値を演
算処理してＰＷＭ出力波形のデューティ比を決め、イン
バータ回路のスイッチング素子の上，下アームのＯＮ，
ＯＦＦタイミングを決めるプログラムを備えたマイコン
で、モータ回転速度が低速（停止時も含む）かつ高トル
ク運転の時、前記インバータ回路の上アームが常時ＯＮ
になり指令トルクの上昇とともにＰＷＭ出力波形のデュ
ーティ比が１００％にならないように上アームを強制的
にＯＦＦする時間を作り、チャージポンプ電源の電圧低
下を防止するインバータ回路電源の制御方法である。
は、モータ巻線に電圧を供給する三相のインバータ回路
にチャージポンプ電源を用いたモータ制御装置におい
て、三角波信号とその三角波信号と比較する基準値を演
算処理してＰＷＭ出力波形のデューティ比を決め、イン
バータ回路のスイッチング素子の上，下アームのＯＮ，
ＯＦＦタイミングを決めるプログラムを備えたマイコン
で、モータ回転速度が低速（停止時も含む）かつ高トル
ク運転の時、前記インバータ回路の上アームが常時ＯＮ
になり指令トルクの上昇とともにＰＷＭ出力波形のデュ
ーティ比が１００％にならないように上アームを強制的
にＯＦＦする時間を作り、チャージポンプ電源の電圧低
下を防止するインバータ回路電源の制御方法である。
【０００８】また、上アームを強制的にＯＦＦする時間
を作るプログラムは、チャージポンプ電源電圧が充電さ
れた後、モータの回転速度をエンコーダのパルスから受
信回路を経てマイコンに取り込みマイコン内部演算によ
り回転速度を算出し、算出結果が規定速度以下の場合に
は、前記三角波信号とその三角波信号と比較する基準値
を演算処理してＰＷＭ出力波形のデューティ比を８０％
制限のモードとし、規定速度以上の場合には、１００％
制限のモードで位置、速度の制御演算を実行する請求項
１記載のインバータ回路電源の制御方法である。
を作るプログラムは、チャージポンプ電源電圧が充電さ
れた後、モータの回転速度をエンコーダのパルスから受
信回路を経てマイコンに取り込みマイコン内部演算によ
り回転速度を算出し、算出結果が規定速度以下の場合に
は、前記三角波信号とその三角波信号と比較する基準値
を演算処理してＰＷＭ出力波形のデューティ比を８０％
制限のモードとし、規定速度以上の場合には、１００％
制限のモードで位置、速度の制御演算を実行する請求項
１記載のインバータ回路電源の制御方法である。
【０００９】このように、インバータ回路の上アームが
常時ＯＮになり指令トルクの上昇とともにＰＷＭ出力波
形のデューティ比が１００％にならないように上アーム
を強制的にＯＦＦする時間を作るのでチャージポンプ電
源の電圧低下を防止することができる。
常時ＯＮになり指令トルクの上昇とともにＰＷＭ出力波
形のデューティ比が１００％にならないように上アーム
を強制的にＯＦＦする時間を作るのでチャージポンプ電
源の電圧低下を防止することができる。
【００１０】また、モータの回転速度をエンコーダのパ
ルスから受信回路を経てマイコンに取り込みマイコン内
部演算により回転速度を算出し、算出結果が規定速度以
下の場合には、前記三角波信号とその三角波信号と比較
する基準値を演算処理してＰＷＭ出力波形のデューティ
比を８０％制限のモードとしたもので、上アームを強制
的にＯＦＦする時間が確保できる。
ルスから受信回路を経てマイコンに取り込みマイコン内
部演算により回転速度を算出し、算出結果が規定速度以
下の場合には、前記三角波信号とその三角波信号と比較
する基準値を演算処理してＰＷＭ出力波形のデューティ
比を８０％制限のモードとしたもので、上アームを強制
的にＯＦＦする時間が確保できる。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
て説明する。
【００１２】図１において、Ｃはチャージポンプ電源、
Ｕ，Ｖ，Ｗは上アームのゲート駆動回路、Ｘ，Ｙ，Ｚは
下アームのゲート駆動回路、ＲＥはモータの速度検出用
のエンコーダ、ＢはエンコーダＲＥのエンコーダパルス
を受信する受信回路、Ｍはマイコンである。
Ｕ，Ｖ，Ｗは上アームのゲート駆動回路、Ｘ，Ｙ，Ｚは
下アームのゲート駆動回路、ＲＥはモータの速度検出用
のエンコーダ、ＢはエンコーダＲＥのエンコーダパルス
を受信する受信回路、Ｍはマイコンである。
【００１３】マイコンＭは、受信回路Ｂを経て入力され
るエンコーダＲＥからのパルスを演算により回転速度に
変換する。また、マイコンＭは、位置、速度など制御演
算を行いゲート駆動回路Ｕ，Ｖ，Ｗ，Ｘ，Ｙ，Ｚを制御
し、上アーム、下アームのスイッチング素子のＯＮ，Ｏ
ＦＦのタイミングを制御する。
るエンコーダＲＥからのパルスを演算により回転速度に
変換する。また、マイコンＭは、位置、速度など制御演
算を行いゲート駆動回路Ｕ，Ｖ，Ｗ，Ｘ，Ｙ，Ｚを制御
し、上アーム、下アームのスイッチング素子のＯＮ，Ｏ
ＦＦのタイミングを制御する。
【００１４】図２，図３，図４において、２はマイコン
Ｍの内部で設定される三角波信号、１は指令トルクの変
化（上昇／下降）により演算され上昇／下降する基準値
で、基準値１と三角波信号２とを比較演算処理してＰＷ
Ｍ出力波形のデューティ比が決定される。３は下アーム
のＯＮ／ＯＦＦの時間、４は上アームのＯＮ／ＯＦＦの
時間を示したもので、三角波信号２と基準値１が合った
場合に下アーム３がＯＮされ、上アーム４はＯＦＦされ
る。
Ｍの内部で設定される三角波信号、１は指令トルクの変
化（上昇／下降）により演算され上昇／下降する基準値
で、基準値１と三角波信号２とを比較演算処理してＰＷ
Ｍ出力波形のデューティ比が決定される。３は下アーム
のＯＮ／ＯＦＦの時間、４は上アームのＯＮ／ＯＦＦの
時間を示したもので、三角波信号２と基準値１が合った
場合に下アーム３がＯＮされ、上アーム４はＯＦＦされ
る。
【００１５】図２は十分低いトルクでモータを運転する
場合で、上アーム４がＯＦＦ（Ｔ１）している時下アー
ム３がＯＮし、チャージポンプ電源Ｃに充電供給する時
間は十分確保されている。
場合で、上アーム４がＯＦＦ（Ｔ１）している時下アー
ム３がＯＮし、チャージポンプ電源Ｃに充電供給する時
間は十分確保されている。
【００１６】図３は指令トルクが大きくなり（上昇し
て）チャージポンプ電源Ｃ電圧が低下しない境界の場合
で、図２に比べて上アーム４のＯＦＦ（Ｔ１）時間が長
くなるので下アーム３のＯＮ時間は短くなる。
て）チャージポンプ電源Ｃ電圧が低下しない境界の場合
で、図２に比べて上アーム４のＯＦＦ（Ｔ１）時間が長
くなるので下アーム３のＯＮ時間は短くなる。
【００１７】図４は指令トルクが更に上昇してチャージ
ポンプ電源Ｃに充電するため下アーム３のＯＮ時間が無
くなり、連続してインバータ回路の制御ができない場合
である。
ポンプ電源Ｃに充電するため下アーム３のＯＮ時間が無
くなり、連続してインバータ回路の制御ができない場合
である。
【００１８】ここでデューティとは、図２，３で示す下
アームのＯＮ／ＯＦＦの１周期Ｔに対する下アームのＯ
ＦＦの時間Ｔ１の比であり、デューティ比が８０％とは
１周期Ｔと下アームの０ＦＦの時間の比がＴ：Ｔ１＝
１：０．８のことである。
アームのＯＮ／ＯＦＦの１周期Ｔに対する下アームのＯ
ＦＦの時間Ｔ１の比であり、デューティ比が８０％とは
１周期Ｔと下アームの０ＦＦの時間の比がＴ：Ｔ１＝
１：０．８のことである。
【００１９】また、このとき上アームと下アームの動作
にズレを設けているのは、上下アームが同時にＯＮして
スイッチング素子が破壊しないようにするためである。
にズレを設けているのは、上下アームが同時にＯＮして
スイッチング素子が破壊しないようにするためである。
【００２０】図５は上アームを強制的にＯＦＦする時間
を作るプログラムのフローチャートで、まず主電源投入
後に、マイコンＭ内部のカウンタ機能を使用してチャー
ジポンプ電源Ｃを充電する時間を初期カウンタ値として
設定する。カウンタ値が０になるまでチャージポンプ電
源Ｃ初期充電中モードとし、初期カウンタ値から１減算
するループを行う。カウンタ値が０になると、チャージ
ポンプ電源Ｃ初期充電完了モードとみなし、最後に１減
算しモータ制御開始モードに移行する。
を作るプログラムのフローチャートで、まず主電源投入
後に、マイコンＭ内部のカウンタ機能を使用してチャー
ジポンプ電源Ｃを充電する時間を初期カウンタ値として
設定する。カウンタ値が０になるまでチャージポンプ電
源Ｃ初期充電中モードとし、初期カウンタ値から１減算
するループを行う。カウンタ値が０になると、チャージ
ポンプ電源Ｃ初期充電完了モードとみなし、最後に１減
算しモータ制御開始モードに移行する。
【００２１】次に、制御開始モードで外部指令を受け付
けることを可能にする。この時、主電源がＯＦＦされる
と終了となり、ＯＦＦでない場合には、エンコーダＲＥ
のパルスを受信回路Ｂで受信し、マイコンＭで回転速度
を算出し、位置・速度・トルクの制御演算を行う。制御
演算結果の回転速度をマイコンＭの内部の規定値と比較
し規定値より遅い低速の場合は、インバータ回路のＰＷ
Ｍのデューティを制限するモードとし、規定値より早い
高速の場合は、制限なしのモードとし、両モードともエ
ンコーダＲＥのパルスを受信するところまで戻り制御演
算、また回転速度規定値との比較するループを繰り返
し、インバータ回路電源であるチャージポンプ電源Ｃの
電圧低下を防止する。
けることを可能にする。この時、主電源がＯＦＦされる
と終了となり、ＯＦＦでない場合には、エンコーダＲＥ
のパルスを受信回路Ｂで受信し、マイコンＭで回転速度
を算出し、位置・速度・トルクの制御演算を行う。制御
演算結果の回転速度をマイコンＭの内部の規定値と比較
し規定値より遅い低速の場合は、インバータ回路のＰＷ
Ｍのデューティを制限するモードとし、規定値より早い
高速の場合は、制限なしのモードとし、両モードともエ
ンコーダＲＥのパルスを受信するところまで戻り制御演
算、また回転速度規定値との比較するループを繰り返
し、インバータ回路電源であるチャージポンプ電源Ｃの
電圧低下を防止する。
【００２２】本実施例では、初期カウンタ値を１５と
し、１２．５ｍｓの時間を空けて制御開始モードで移行
し、回転速度の規定値を１０００ｒｐｍに設定し、１０
００ｒｐｍ以下では、デューティー比を８０％に制限し
てチャージポンプ電源電圧の低下を防止している。な
お、回転速度の規定値１０００ｒｐｍ，デューティー比
８０％としたが、この数値だけに限定するものではな
く、近い数値であれば同様に実施でき同様の効果を得る
ことができる。
し、１２．５ｍｓの時間を空けて制御開始モードで移行
し、回転速度の規定値を１０００ｒｐｍに設定し、１０
００ｒｐｍ以下では、デューティー比を８０％に制限し
てチャージポンプ電源電圧の低下を防止している。な
お、回転速度の規定値１０００ｒｐｍ，デューティー比
８０％としたが、この数値だけに限定するものではな
く、近い数値であれば同様に実施でき同様の効果を得る
ことができる。
【００２３】
【発明の効果】上記の実施例から明らかなように本発明
によれば、チャージポンプ電源の電圧監視回路がなくて
もチャージポンプ電源電圧の低下を防止することがで
き、低速，高トルク時においても連続したインバータ回
路の制御が可能となる。さらにインバータ回路を小型化
することができる。
によれば、チャージポンプ電源の電圧監視回路がなくて
もチャージポンプ電源電圧の低下を防止することがで
き、低速，高トルク時においても連続したインバータ回
路の制御が可能となる。さらにインバータ回路を小型化
することができる。
【図１】本発明のインバータ回路におけるチャージポン
プ電源回路を示す図
プ電源回路を示す図
【図２】ＰＷＭデューティ波形図（低いトルク指令の場
合）
合）
【図３】ＰＷＭデューティ波形図（チャージポンプ電圧
が低下しない境界）
が低下しない境界）
【図４】ＰＷＭデューティ波形図（チャージポンプ電圧
がゼロ）
がゼロ）
【図５】本発明のプログラムのフローチャート
【図６】従来のインバータ回路におけるチャージポンプ
電源回路を示す図
電源回路を示す図
１ 基準値 ２ 三角波信号 Ｂ 受信回路 Ｃ チャージポンプ電源 Ｍ マイコン ＲＥ エンコーダ Ｔ１ 上アームのＯＦＦ時間
フロントページの続き (72)発明者 鈴木 健一 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 5H007 AA06 BB06 CA01 CB05 DB02 DB03 DB09 DB12 EA13 FA02 5H576 DD02 DD04 EE11 HB01
Claims (2)
- 【請求項１】 モータ巻線に電圧を供給する三相のイン
バータ回路にチャージポンプ電源を用いたモータ制御装
置において、三角波信号とその三角波信号と比較する基
準値を演算処理してＰＷＭ出力波形のデューティ比を決
め、インバータ回路のスイッチング素子の上，下アーム
のＯＮ，ＯＦＦタイミングを決めるプログラムを備えた
マイコンで、モータ回転速度が低速（停止時も含む）か
つ高トルク運転の時、前記インバータ回路の上アームが
常時ＯＮになり指令トルクの上昇とともにＰＷＭ出力波
形のデューティ比が１００％にならないように上アーム
を強制的にＯＦＦする時間を作り、チャージポンプ電源
の電圧低下を防止するインバータ回路電源の制御方法。 - 【請求項２】 上アームを強制的にＯＦＦする時間を作
るプログラムは、チャージポンプ電源電圧が充電された
後、モータの回転速度をエンコーダのパルスから受信回
路を経てマイコンに取り込みマイコン内部演算により回
転速度を算出し、算出結果が規定速度以下の場合には、
前記三角波信号とその三角波信号と比較する基準値を演
算処理してＰＷＭ出力波形のデューティ比を８０％制限
のモードとし、規定速度以上の場合には、１００％制限
のモードで位置、速度の制御演算を実行する請求項１記
載のインバータ回路電源の制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11088753A JP2000287455A (ja) | 1999-03-30 | 1999-03-30 | インバータ回路電源の制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11088753A JP2000287455A (ja) | 1999-03-30 | 1999-03-30 | インバータ回路電源の制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000287455A true JP2000287455A (ja) | 2000-10-13 |
Family
ID=13951670
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11088753A Pending JP2000287455A (ja) | 1999-03-30 | 1999-03-30 | インバータ回路電源の制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000287455A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2005088822A1 (ja) * | 2004-03-17 | 2007-08-09 | 株式会社安川電機 | モータ制御装置とそのｐｗｍインバータの変調波指令作成方法 |
| JP2008017595A (ja) * | 2006-07-05 | 2008-01-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 車両用インバータ装置 |
| JP2012050177A (ja) * | 2010-08-24 | 2012-03-08 | Mitsubishi Electric Corp | 高調波抑制装置 |
-
1999
- 1999-03-30 JP JP11088753A patent/JP2000287455A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2005088822A1 (ja) * | 2004-03-17 | 2007-08-09 | 株式会社安川電機 | モータ制御装置とそのｐｗｍインバータの変調波指令作成方法 |
| JP2008017595A (ja) * | 2006-07-05 | 2008-01-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 車両用インバータ装置 |
| JP2012050177A (ja) * | 2010-08-24 | 2012-03-08 | Mitsubishi Electric Corp | 高調波抑制装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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