JPH02206398A - インバータ制御方式 - Google Patents
インバータ制御方式Info
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- JPH02206398A JPH02206398A JP1024769A JP2476989A JPH02206398A JP H02206398 A JPH02206398 A JP H02206398A JP 1024769 A JP1024769 A JP 1024769A JP 2476989 A JP2476989 A JP 2476989A JP H02206398 A JPH02206398 A JP H02206398A
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- Japan
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- magnetic flux
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は、マイクロコンピュータ(以下CPUと略称す
る)を使用し、瞬時空間ベクトル法により高速ディジタ
ル制御される、PWMインバータによる3相誘導電動機
(以下団と略称する)の磁束及びトルクの制御方式に関
するものである。
る)を使用し、瞬時空間ベクトル法により高速ディジタ
ル制御される、PWMインバータによる3相誘導電動機
(以下団と略称する)の磁束及びトルクの制御方式に関
するものである。
(従来の技術)
IMの制御方式は近年インバータ制御が一般的であるが
、騒音や、過渡応答などの問題から瞬時空間ベクトル制
御が脚光を浴びており、例えば昭和63年8月に社団法
人電気学会から発行された昭和63年電気学会産業応用
部門全国大会講演論文集の第361〜364頁に掲載さ
れた論文「誘導電動機の二次磁束制御に基づくトルク制
御法とその特性」などにも発表されている。
、騒音や、過渡応答などの問題から瞬時空間ベクトル制
御が脚光を浴びており、例えば昭和63年8月に社団法
人電気学会から発行された昭和63年電気学会産業応用
部門全国大会講演論文集の第361〜364頁に掲載さ
れた論文「誘導電動機の二次磁束制御に基づくトルク制
御法とその特性」などにも発表されている。
第2図は瞬時空間ベクトル法を用いたIMの制御系の一
例のブロック図であり、この図によって従来技術による
瞬時空間ベクトル制御の制御方式を説明する。
例のブロック図であり、この図によって従来技術による
瞬時空間ベクトル制御の制御方式を説明する。
Vdcなる値を持つ直流電圧源1から供給される電圧は
、一般的に知られる6個のトランジスタによって構成さ
れる3相インバ一タ部(以下INVと略称する)2を介
してIM3へ接続される。
、一般的に知られる6個のトランジスタによって構成さ
れる3相インバ一タ部(以下INVと略称する)2を介
してIM3へ接続される。
CPU演算部6には、直流変流器(以下DCCTと略称
する)7が検出したIM 3の電流信号と、IM 3の
回転速度に比例した周波数のパルスを発生するPG4の
出力信号と、更に、外部からのトルク指令τ9とが入力
され、これらを後述する方法により演算算出されたベー
ス信号をベース回路5へ出力する。
する)7が検出したIM 3の電流信号と、IM 3の
回転速度に比例した周波数のパルスを発生するPG4の
出力信号と、更に、外部からのトルク指令τ9とが入力
され、これらを後述する方法により演算算出されたベー
ス信号をベース回路5へ出力する。
ベース回路5はCPU演算部6から入力されるベース信
号に応じて、INV 2の各トランジスタをオン/オフ
させてIM 3を駆動する。
号に応じて、INV 2の各トランジスタをオン/オフ
させてIM 3を駆動する。
尚、ここでCPUによる演算処理時間が有限であるため
、INV 2の各トランジスタのオン/オフは所定のサ
ンプリング周期T毎に変更される。又、DCCT 7の
出力であるI?I 3の電流信号は、図示してない変換
演算器によって空間ベクトル値iに変換されたものであ
る。
、INV 2の各トランジスタのオン/オフは所定のサ
ンプリング周期T毎に変更される。又、DCCT 7の
出力であるI?I 3の電流信号は、図示してない変換
演算器によって空間ベクトル値iに変換されたものであ
る。
次に、CPU演算部6の演算プロ・ンク図を第3図に示
し更に詳細に説明する。図中DCCT 7及びPG 4
は第2図に示したものであり、各入出力の脚半として示
した(n)及び(n+1)は第n回目のサンプリング時
点での値及び次の第(n+1)回目のサンプリング時点
での値であることを示す。
し更に詳細に説明する。図中DCCT 7及びPG 4
は第2図に示したものであり、各入出力の脚半として示
した(n)及び(n+1)は第n回目のサンプリング時
点での値及び次の第(n+1)回目のサンプリング時点
での値であることを示す。
第n回目のサンプリング時点TS(R)において、IN
3の電流1 (nl を読み込み、それによりその時
の瞬時磁束φ(1%)を磁束演算部8により演算する。
3の電流1 (nl を読み込み、それによりその時
の瞬時磁束φ(1%)を磁束演算部8により演算する。
瞬時磁束φ、7.も勿論空間ベクトル値である。
また、この時の団3のロータ位置θ1(o、をロータ位
置検出部9によってPG 4から送られるパルスにより
検出し、一方、外部から入力されるトルク指令τ1から
すべり周波数演算部10において求めたすべり周波数指
令ω?。、と共に磁束指令演算部11へ入力し、このサ
ンプリング時点Ts(nrより1サンプリング周期後の
、すなわち第(n+1)回目のサンプリング時点T3(
、、+11における磁束指令値φ“い。I、を演算する
。更にこのサンプリング時点T、くい。1)における電
流指令値i″い。1.を、この磁束指令値φ“C++i
)を用いて電流指令演算12この時の磁束φ(n)
と磁束指令値φ (r+*11 とをベクトル図で表
すと第4図のごとくである。この図かられかるように、
サンプリング時点T5(nlにおける磁束φ。、を次の
サンプリング時点T9(n+l+には磁束指令値φ′″
in+1+まで変化させようとする訳で、そのためには
破線で示したΔλなる電圧ベクトルをIM 3に印加す
ればよく、第3図のベクトル演算部13はこの電圧ベク
トルΔλを演算して東指令値φ9、。I、と共に入力さ
れる電流iい、及び電流指令値1”(n+11 は、電
流による電圧降下分を電圧ベクトルΔλの補正演算に使
用するためのも°のである。
置検出部9によってPG 4から送られるパルスにより
検出し、一方、外部から入力されるトルク指令τ1から
すべり周波数演算部10において求めたすべり周波数指
令ω?。、と共に磁束指令演算部11へ入力し、このサ
ンプリング時点Ts(nrより1サンプリング周期後の
、すなわち第(n+1)回目のサンプリング時点T3(
、、+11における磁束指令値φ“い。I、を演算する
。更にこのサンプリング時点T、くい。1)における電
流指令値i″い。1.を、この磁束指令値φ“C++i
)を用いて電流指令演算12この時の磁束φ(n)
と磁束指令値φ (r+*11 とをベクトル図で表
すと第4図のごとくである。この図かられかるように、
サンプリング時点T5(nlにおける磁束φ。、を次の
サンプリング時点T9(n+l+には磁束指令値φ′″
in+1+まで変化させようとする訳で、そのためには
破線で示したΔλなる電圧ベクトルをIM 3に印加す
ればよく、第3図のベクトル演算部13はこの電圧ベク
トルΔλを演算して東指令値φ9、。I、と共に入力さ
れる電流iい、及び電流指令値1”(n+11 は、電
流による電圧降下分を電圧ベクトルΔλの補正演算に使
用するためのも°のである。
ベクトル選択部14ではベクトル演算部13で算出され
た電圧ベクトルΔλに応じて、INV 2のトランジス
タのベース回路5ヘベース信号を出力し目3を駆動する
。然し乍ら、直流電圧源1の電圧V、。
た電圧ベクトルΔλに応じて、INV 2のトランジス
タのベース回路5ヘベース信号を出力し目3を駆動する
。然し乍ら、直流電圧源1の電圧V、。
は固定であり、INV 2は6個のトランジスタから構
成されているため、選択できる電圧ベクトルは第5図に
示す電圧ベクトル■1〜V6及び電動機の全端子を短絡
する零ベクトルv0の7種類のみであり、ベクトル選択
部14はこれら7種類の中からΔλに一番近い電圧ベク
トルを選択している。
成されているため、選択できる電圧ベクトルは第5図に
示す電圧ベクトル■1〜V6及び電動機の全端子を短絡
する零ベクトルv0の7種類のみであり、ベクトル選択
部14はこれら7種類の中からΔλに一番近い電圧ベク
トルを選択している。
二のように所定のサンプリング周期T毎に瞬時瞬時の磁
束φ(イ、ベクトルを演算し、又トルク指令τ“に応じ
た1サンプリング周期後の磁束指令値φ (n*11ベ
クトルを演算して、その磁束指令値へ向かう電圧ベクト
ルを選択してIM 3に印加することによってインへ′
−夕をIII?卸している。
束φ(イ、ベクトルを演算し、又トルク指令τ“に応じ
た1サンプリング周期後の磁束指令値φ (n*11ベ
クトルを演算して、その磁束指令値へ向かう電圧ベクト
ルを選択してIM 3に印加することによってインへ′
−夕をIII?卸している。
(発明が解決しようとする課題)
然し乍ら、前述の従来方式では、演算された電圧ベクト
ルΔλの絶対値が小さい場合には電圧ベクトル■1〜V
6は選択されず、INV 2を構成するトランジスタを
IM 3の全端子と短絡するようにオン/オフさせる零
ベクトル■。が選択され磁束ベクトルの移動が無くて、
数サンプリング周期後に演算された電圧ベクトルΔλが
ある程度大きくなった時に、始めて電圧ベクトル■、〜
■6のいずれかが選択されて一気に磁束ベクトルが移動
することになる。
ルΔλの絶対値が小さい場合には電圧ベクトル■1〜V
6は選択されず、INV 2を構成するトランジスタを
IM 3の全端子と短絡するようにオン/オフさせる零
ベクトル■。が選択され磁束ベクトルの移動が無くて、
数サンプリング周期後に演算された電圧ベクトルΔλが
ある程度大きくなった時に、始めて電圧ベクトル■、〜
■6のいずれかが選択されて一気に磁束ベクトルが移動
することになる。
この結果、磁束の円滑な移動ができず間欠的な移動が生
じるため、トルク脈動の原因となり、又低速、低負荷に
おける不整回転の原因となっていた。
じるため、トルク脈動の原因となり、又低速、低負荷に
おける不整回転の原因となっていた。
本発明は、これらの不具合の原因を除去するためになさ
れたものである。
れたものである。
(課題を解決するための手段)
であり、電圧ベクトル■1〜■、の絶対値Vが一定であ
ることに起因している。従ってこの電圧ベクトルの絶対
値■を可変にすれば、演算された電圧ベクトルΔλが小
さい場合においても、方向がほぼ等しいいずれかの電圧
ベクトルを選択し磁束の微少な移動ができるが、直流電
圧源1の出力電圧V、1(は一定で変えることができな
い。
ることに起因している。従ってこの電圧ベクトルの絶対
値■を可変にすれば、演算された電圧ベクトルΔλが小
さい場合においても、方向がほぼ等しいいずれかの電圧
ベクトルを選択し磁束の微少な移動ができるが、直流電
圧源1の出力電圧V、1(は一定で変えることができな
い。
そこで、演算された電圧ベクトルΔλの絶対値Δλ1と
電圧ベクトルvI〜■、の絶対値■及び所定のサンプリ
ング周期Tからスイッチング期間T、を T、=TxlΔλl/V ・・・・・・■によ
り算出し、電圧ベクトルΔλの方向と一番近い方向の電
圧ベクトルVl〜■6のいずれかを選択し、それに応じ
たINV 2のトランジスタのオン/オフパターンをス
イッチング期間T、の間だけ出力するようにし、サンプ
リング周期Tの残りの期間すなわち(TTP)は零ベク
トルのオン/オフパターンを出力するように制御する。
電圧ベクトルvI〜■、の絶対値■及び所定のサンプリ
ング周期Tからスイッチング期間T、を T、=TxlΔλl/V ・・・・・・■によ
り算出し、電圧ベクトルΔλの方向と一番近い方向の電
圧ベクトルVl〜■6のいずれかを選択し、それに応じ
たINV 2のトランジスタのオン/オフパターンをス
イッチング期間T、の間だけ出力するようにし、サンプ
リング周期Tの残りの期間すなわち(TTP)は零ベク
トルのオン/オフパターンを出力するように制御する。
算出したスイッチング期間T、の方がサンプリング周期
Tよりも長い場合には、次のサンプリング時点での演算
結果に切り換えられる。
Tよりも長い場合には、次のサンプリング時点での演算
結果に切り換えられる。
すなわち、本発明にかかるインバータの制御方式は、一
定すンプリング周期T毎にマイクロコンピュータにより
演算処理して3相PWMインバータを構成する各トラン
ジスタのオン/オフパターンを決定し、3相誘導電動機
に必要な電圧ベクトルと該電動機の全端子を短絡する零
ベクトルとを順次供給して、該電動機内部の発生磁束を
回転させることにより該3相誘導電動機を運転するイン
バータ制御方式において、必要に応じて前記サンプリン
グ周期Tよりも短い時間幅のスイッチング期間T、だけ
電圧ベクトルを前記3相誘導電動機へ供給することを特
徴とする。
定すンプリング周期T毎にマイクロコンピュータにより
演算処理して3相PWMインバータを構成する各トラン
ジスタのオン/オフパターンを決定し、3相誘導電動機
に必要な電圧ベクトルと該電動機の全端子を短絡する零
ベクトルとを順次供給して、該電動機内部の発生磁束を
回転させることにより該3相誘導電動機を運転するイン
バータ制御方式において、必要に応じて前記サンプリン
グ周期Tよりも短い時間幅のスイッチング期間T、だけ
電圧ベクトルを前記3相誘導電動機へ供給することを特
徴とする。
(作 用)
前述のようにすることにより、演算された電圧ベクトル
Δλが小さい時に、何回かの(例えばm回の)サンプリ
ングの間零ベクトルを出し続けた後、電圧ベクトル■、
〜■6のいずれかをサンプリング周期Tの間−気に出力
して磁束φを移動するのに比べて、円滑な磁束移動が可
能となる。第6図はこの磁束ベクトルの移動を説明する
ベクトル図で、(a)は従来方式によった場合であり、
m回のサンプリングの間磁束φ、1.は静止した後−気
にφ、。、1.へ移動している。(b)は本発明による
方式の場合であって、1サンプリング毎に磁束磁束φ(
・・1)・ φ(・・2)、・・・を経て磁束φ(n
* n)に移動することがわかる。
Δλが小さい時に、何回かの(例えばm回の)サンプリ
ングの間零ベクトルを出し続けた後、電圧ベクトル■、
〜■6のいずれかをサンプリング周期Tの間−気に出力
して磁束φを移動するのに比べて、円滑な磁束移動が可
能となる。第6図はこの磁束ベクトルの移動を説明する
ベクトル図で、(a)は従来方式によった場合であり、
m回のサンプリングの間磁束φ、1.は静止した後−気
にφ、。、1.へ移動している。(b)は本発明による
方式の場合であって、1サンプリング毎に磁束磁束φ(
・・1)・ φ(・・2)、・・・を経て磁束φ(n
* n)に移動することがわかる。
(実施例)
第1図は本発明の一実施例のcpu演算部の演算ブロッ
ク図であり、第3図と異なる所はブロック15及び16
が追加されたことのみであるので、第3図と同一部分の
説明は省略し、追加機能のみについて説明する。
ク図であり、第3図と異なる所はブロック15及び16
が追加されたことのみであるので、第3図と同一部分の
説明は省略し、追加機能のみについて説明する。
ベクトル演算部13において算出された電圧ヘクトルΔ
λは、ベクトル選択部14へと同時にスイッチング期間
演算部15へも送られ、ここでスイッチング期間T、が
前記の式■によって算出されてカウンタ弁16へ送られ
る。
λは、ベクトル選択部14へと同時にスイッチング期間
演算部15へも送られ、ここでスイッチング期間T、が
前記の式■によって算出されてカウンタ弁16へ送られ
る。
カウンタ弁16はスイッチング期間演算部15から送ら
れたスイッチング期間T、の間は、ベクトル選択部14
からのベース信号をそのままインバータのベース回路5
へ送るが、サンプリング周期Tの残りの期間(T−TP
)は零ベクトルを発生するオン/オフパターンのベー
ス信号をベース回路5へ出力する。尚、スイッチング期
間T、の方がサンプリング周期Tより長い場合には、零
ベクトルのベース信号に切り換わることなく、サンプリ
ング周期Tを経た時点で次のサンプリング時点の演算結
果に切り換えられる。
れたスイッチング期間T、の間は、ベクトル選択部14
からのベース信号をそのままインバータのベース回路5
へ送るが、サンプリング周期Tの残りの期間(T−TP
)は零ベクトルを発生するオン/オフパターンのベー
ス信号をベース回路5へ出力する。尚、スイッチング期
間T、の方がサンプリング周期Tより長い場合には、零
ベクトルのベース信号に切り換わることなく、サンプリ
ング周期Tを経た時点で次のサンプリング時点の演算結
果に切り換えられる。
(発明の効果)
以上詳細に説明したように、従来方式では所定のサンプ
リング周期Tの間インバータが同一電圧ベクトルを出力
し続けたために、脈動トルクを発生し、低速、低負荷に
おいて不整回転を生じていたが、本発明によるインバー
タ制御方式によればスイッチング期間TPのみ電圧ベク
トルを出力し、その後は零ベクトルを出力することによ
って、磁束の円滑な移動が実現でき、脈動トルク及び低
速。
リング周期Tの間インバータが同一電圧ベクトルを出力
し続けたために、脈動トルクを発生し、低速、低負荷に
おいて不整回転を生じていたが、本発明によるインバー
タ制御方式によればスイッチング期間TPのみ電圧ベク
トルを出力し、その後は零ベクトルを出力することによ
って、磁束の円滑な移動が実現でき、脈動トルク及び低
速。
低負荷時における不整回転の発生を極端に小さくするこ
とが可能となり、従来方式の有していた欠点を解消でき
る。
とが可能となり、従来方式の有していた欠点を解消でき
る。
第1図は本発明の一実施例のcpu演算部の演算ブロッ
クであり、 第2図は瞬時空間ベクトル法を用いたIMの制御系の一
例のブロック図であり、 第3図は第2図のcpu演算部の演算ブロック図であっ
て、 第4図は磁束と磁束指令値とを示すベクトル図、第5図
はインバータの出力できる電圧ベクトルを示すベクトル
図、 第6図は磁束ベクトルの移動を示すベクトル図で、(a
)は従来方式による場合、 よる方式の場合を示す。 1・・・直流電圧源 2・・・3相インバ一タ部(INV) 3・・・3相誘導電動機CIFI> 4・・・パルス発生器(PG) 6・・・cpυ演算部 8・・・磁束演算部 10・・・すべり周波数演算部 12・・・電流指令演算部 14・・・ベクトル選択部 15・・・スイッチング期間演算部 16・・・カウンタ弁 5・・・ベース回路 7・・・直流変流器(DCCT) 9・・・ロータ位置検出部 11・・・磁束指令演算部 13・・・ベクトル演算部 (b)は本発明に 特許出願人 東洋電機製造株式会社 第1図 第3図 第4 図 第5図 第6 図 (a) (b)
クであり、 第2図は瞬時空間ベクトル法を用いたIMの制御系の一
例のブロック図であり、 第3図は第2図のcpu演算部の演算ブロック図であっ
て、 第4図は磁束と磁束指令値とを示すベクトル図、第5図
はインバータの出力できる電圧ベクトルを示すベクトル
図、 第6図は磁束ベクトルの移動を示すベクトル図で、(a
)は従来方式による場合、 よる方式の場合を示す。 1・・・直流電圧源 2・・・3相インバ一タ部(INV) 3・・・3相誘導電動機CIFI> 4・・・パルス発生器(PG) 6・・・cpυ演算部 8・・・磁束演算部 10・・・すべり周波数演算部 12・・・電流指令演算部 14・・・ベクトル選択部 15・・・スイッチング期間演算部 16・・・カウンタ弁 5・・・ベース回路 7・・・直流変流器(DCCT) 9・・・ロータ位置検出部 11・・・磁束指令演算部 13・・・ベクトル演算部 (b)は本発明に 特許出願人 東洋電機製造株式会社 第1図 第3図 第4 図 第5図 第6 図 (a) (b)
Claims (1)
- 1、一定サンプリング周期毎にマイクロコンピュータに
より演算処理して3相PWMインバータを構成する各ト
ランジスタのオン/オフパターンを決定し、3相誘導電
動機に必要な電圧ベクトルと該電動機の全端子を短絡す
る零ベクトルとを順次供給して、該電動機内部の発生磁
束を回転させることにより該3相誘導電動機を運転する
インバータ制御方式において、必要に応じて前記サンプ
リング周期よりも短い時間幅での電圧ベクトルと残りの
サンプリング周期中での零ベクトルを前記3相誘導電動
機へ供給することを特徴とするインバータ制御方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1024769A JPH02206398A (ja) | 1989-02-04 | 1989-02-04 | インバータ制御方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1024769A JPH02206398A (ja) | 1989-02-04 | 1989-02-04 | インバータ制御方式 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02206398A true JPH02206398A (ja) | 1990-08-16 |
Family
ID=12147369
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1024769A Pending JPH02206398A (ja) | 1989-02-04 | 1989-02-04 | インバータ制御方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02206398A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1995002921A1 (en) * | 1992-01-17 | 1995-01-26 | Kabushiki Kaisha Meidensha | Apparatus and method for controlling current of variable speed driver |
| US5623192A (en) * | 1992-01-17 | 1997-04-22 | Kabushiki Kaisha Meidensha | Apparatus for carrying out current control for variable speed driver and method for carrying out current control therefor |
| CN114585814A (zh) * | 2019-10-24 | 2022-06-03 | 三菱重工制冷空调系统株式会社 | 控制装置、电动压缩机、脉动电压的检测方法及程序 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62163594A (ja) * | 1986-01-13 | 1987-07-20 | Mitsubishi Electric Corp | インバ−タ装置 |
-
1989
- 1989-02-04 JP JP1024769A patent/JPH02206398A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62163594A (ja) * | 1986-01-13 | 1987-07-20 | Mitsubishi Electric Corp | インバ−タ装置 |
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| CN114585814A (zh) * | 2019-10-24 | 2022-06-03 | 三菱重工制冷空调系统株式会社 | 控制装置、电动压缩机、脉动电压的检测方法及程序 |
| CN114585814B (zh) * | 2019-10-24 | 2024-05-17 | 三菱重工制冷空调系统株式会社 | 控制装置、电动压缩机、脉动电压的检测方法及记录介质 |
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