JPH0221229B2 - - Google Patents

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JPH0221229B2
JPH0221229B2 JP56154268A JP15426881A JPH0221229B2 JP H0221229 B2 JPH0221229 B2 JP H0221229B2 JP 56154268 A JP56154268 A JP 56154268A JP 15426881 A JP15426881 A JP 15426881A JP H0221229 B2 JPH0221229 B2 JP H0221229B2
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JP
Japan
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current
load current
phase difference
state
change
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JP56154268A
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Japanese (ja)
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JPS5854873A (en
Inventor
Masayuki Terajima
Takashi Toda
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Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
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Publication date
Application filed by Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd filed Critical Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
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Publication of JPS5854873A publication Critical patent/JPS5854873A/en
Publication of JPH0221229B2 publication Critical patent/JPH0221229B2/ja
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00Conversion of AC power input into DC power output; Conversion of DC power input into AC power output
    • H02M7/42Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal
    • H02M7/44Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/505Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means
    • H02M7/515Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は電流型三相インバータの制御方法に関
し、前記電流型三相インバータのPWM制御の際
に用いて有用なものである。 第1図は電流型三相インバータをその制御回路
及び三相誘導電動機とともに示す回路図である。
同図に示すように電流型三相インバータ1は6個
のサイリスタT1,T2,T3,T4,T5,T6と転流
用の6個のコンデンサC1,C2,C3,C4,C5,C6
及びダイオードD1,D2,D3,D4,D5,D6とを有
しており、三相交流電源(図示せず)に接続され
た三相ブリツジ整流回路2で整流した直流を、更
に交流に逆変換して相互に位相が120゜異なる負荷
電流ia,ib,icを三相誘導電動機3に供給するよ
うになつている。このときリングカウンタ4は、
速度設定器5の設定値により決定される電圧を電
圧/周波数変換器6で変換した信号の周波数に対
応せしめ、ゲートアンプ7を介して前記サイリス
タT1〜T6を順次トリガすることにより前記負荷
電流ia,ib,icの周波数を制御して三相誘導電動
機3の速度制御を行なうようになつている。この
結果、電流型三相インバータ1の出力である負荷
電流ia,ib,icは、第2図に示すように、120゜づつ
位相が異なる矩形波となる。なお、第1図に示す
オペアンプ8,9ゲート位置調整器10及びダイ
オード11,12で三相ブリツジ整流回路12の
出力電圧制御系を構成している。ところが、かか
る技術においては前述の通り負荷電流ia,ib,ic
が矩形波であるために高調波成分(特に第3高調
波及び第5高調波等の低次高調波)が含まれ、こ
れが原因で三相誘導電動機3のトルクに脈動分が
混入する。そこで前記負荷電流ia,ib,icの波形
を可及的に正弦波に近ずけて前記脈動分を除去す
べくPWM制御方式なるものが提案されている。
これは前記リングカウンタ4の代わりにPWMパ
ターン発生部を設け、このパターン発生部の出力
信号であるトリガパルスにより前記電流型三相イ
ンバータ1のサイリスタT1〜T6のトリガタイミ
ングを制御するものである。更に詳言すると、例
えば第3図に示すように、負荷電流iaのパルス幅
の長い期間の立上りに先立つ60゜の期間(以下転
流期間Tと呼称する)でサイリスタT6を導通し
た状態でサイリスタT1とT5を交互に導通し、更
に負荷電流iaの前記パルス幅の長い期間の立上り
の後の60゜の転流期間TでサイリスタT2を導通し
た状態でサイリスタT1,T3を交互に導通するこ
とによりパルス幅の長い期間の前後にパルス幅の
短かい複数個のパルスを形成するものである。第
3図中の斜線部分は各サイリスタT1〜T6が導通
状態であることを示している。負荷電流ib,ic
関しても同様の操作を行なつている。かくて負荷
電流ia〜icは第4図に示すような波形となり、単
なる一発の矩形波よりも正弦波に近いものとなつ
ている。 一方、前記電流型三相インバータ1において、
負荷電流ia〜icの位相を制御して良好な速応性を
得るベクトル制御の一方式も提案されている。こ
れは次の様なものである。第5図a,b,cは三
相誘導電動機3の磁束φと負荷電流IL(前記負荷
電流ia,ib,icを総括して呼称するものとする:
以下同じ)の位相関係を示したものである。この
うち第5図bは負荷電流ILの値が小さい場合、第
5図cは負荷電流ILの値が大きい場合の磁束φ
(第5図a参照)に対する位相関係を夫々示して
いる。即ち、負荷電流ILが小さい場合の磁束φに
対する位相差φ0と負荷電流ILが大きい場合の磁束
φに対する位相差φNとは違つており、、φN>φoな
る関係にある。そこで誘導電動機3の設定速度が
変更された場合で、例えば負荷電流ILが大きくな
る場合には、第5図bに示す位相関係の負荷電流
ILが第5図cに示す位相関係を保持するよう変化
するのであるが、この場合の応答特性が悪いとい
う問題がある。これは負荷電流ILの第5図bに示
す状態から第5図cに示す状態への変化が緩やか
であるからである。そこで前記ベクトル制御では
負荷電流ILを第5図bに示す状態から強制的に第
5図cに示す状態へ変化させている。そしてこれ
は電流型三相インバータ1のサイリスタT1〜T6
を通常の順序を無視して適宜トリガすることによ
り行なつている。 ところが叙上の2方式を組合せた適当な制御方
式は未だに提案されていない。これは負荷電流IL
の急変があつた場合には電流型三相インバータ1
の導電サイリスタの変更を行ない且つ電流ベクト
ルを最適な位置に制御せねばならず非常に制御が
複雑になるからである。更に詳言すると、第1図
b,cに示すよううに、例えば一点鎖線で示す変
化時点Cで負荷電流ILを第5図bに示す状態から
第5図cに示す状態に変えるものとし且つ斜線の
部分は夫々転流期間Tであるとすると、第5図b
に示す状態の例えば負荷電流ia(第1図、第4図
参照)の場合には、一側では前記電流型三相イン
バータ1のサイリスタT2が導通しており且つ+
側ではそのサイリスタT1若しくはサイリスタT3
の何れか一方が導通している(第3図参照)。こ
こで第5図cに示す状態に移行させるものとする
と、前記変化時点Cでは+側ではサイリスタT3
を導通させ且つ−側ではサイリスタT2若しくは
サイリスタT4の何れか一方を導通させなければ
ならない(第3図参照)。このように導通させる
サイリスタT1〜T6を適宜選択して負荷電流IL
位相が最適になるように制御する必要がある。 本発明は、かかる現状に鑑み、PWM制御方式
とベクトル制御方式の長所を兼備し、しかも経済
的で高性能な電流型三相インバータの制御方法を
提供することを目的とする。かかる目的を達成す
る本発明は次の原理をその技術思想の基礎とする
ものである。前記第5図a〜第5図cに基づく転
流期間Tの変更の態様の説明は一例であるが、そ
の態様は負荷電流ILの変化の大きさ及び変化時点
Cによつて異なり種々の組合せが考えられる。こ
の組合せを最大変化の状態を除いて列挙したのが
第6図c〜第6図jである。即ち第6図bが現時
点の負荷電流ILの波形であり、これが第6図c〜
第6図jの何れかに変化する。この説明のため
に、第6図aに示すように、負荷電流ILの+側の
後の転流期間T(図中斜線で示す:以下同じ)を
の状態、この転流期間Tに続く前記負荷電流IL
の一側の前の転流期間Tをの状態、これに続く
一側の定常状態の期間をの状態、これに続く−
側の後の転流期間Tをの状態、これに続く+側
の前の転流期間Tをの状態、これに続く+側の
定常状態の期間をの状態とし、何れの転流期間
T及び定常状態の期間も60゜とする。これを負荷
電流iaを例に採り第3図を参照してサイリスタT1
〜T6の導通と対応させると第1表ができる。
The present invention relates to a control method for a current-type three-phase inverter, and is useful for PWM control of the current-type three-phase inverter. FIG. 1 is a circuit diagram showing a current type three-phase inverter together with its control circuit and three-phase induction motor.
As shown in the figure, the current type three-phase inverter 1 includes six thyristors T 1 , T 2 , T 3 , T 4 , T 5 , T 6 and six commutation capacitors C 1 , C 2 , C 3 . , C4 , C5 , C6
and diodes D 1 , D 2 , D 3 , D 4 , D 5 , D 6 , and rectified DC by a three-phase bridge rectifier circuit 2 connected to a three-phase AC power supply (not shown). , and further converted back to alternating current to supply load currents i a , i b , and i c , whose phases differ by 120° from each other, to the three-phase induction motor 3 . At this time, the ring counter 4 is
The voltage determined by the setting value of the speed setting device 5 is made to correspond to the frequency of the signal converted by the voltage/frequency converter 6, and the thyristors T 1 to T 6 are sequentially triggered via the gate amplifier 7. The speed of the three-phase induction motor 3 is controlled by controlling the frequencies of the currents i a , i b , and i c . As a result, the load currents i a , i b , and i c which are the outputs of the current type three-phase inverter 1 become rectangular waves whose phases differ by 120 degrees, as shown in FIG. The output voltage control system of the three-phase bridge rectifier circuit 12 is composed of the operational amplifiers 8 and 9, the gate position adjuster 10, and the diodes 11 and 12 shown in FIG. However, in this technology, as mentioned above, the load currents i a , i b , i c
Since it is a rectangular wave, harmonic components (particularly low-order harmonics such as the third harmonic and the fifth harmonic) are included, and this causes a pulsation component to be mixed into the torque of the three-phase induction motor 3. Therefore, a PWM control method has been proposed in order to eliminate the pulsation by making the waveforms of the load currents i a , i b , and ic as close to sine waves as possible.
In this system, a PWM pattern generation section is provided in place of the ring counter 4, and the trigger timing of the thyristors T1 to T6 of the current type three-phase inverter 1 is controlled by the trigger pulse that is the output signal of this pattern generation section. be. More specifically, as shown in FIG. 3, for example, the thyristor T6 is turned on during a 60° period (hereinafter referred to as the commutation period T) prior to the rise of the long pulse width period of the load current i a . Thyristors T 1 and T 5 are turned on alternately, and thyristor T 2 is turned on during a commutation period T of 60° after the rise of the long period of the pulse width of the load current i a . By alternately turning on T3 , a plurality of short pulses are formed before and after a long pulse width period. The shaded areas in FIG. 3 indicate that each of the thyristors T 1 to T 6 is in a conductive state. Similar operations are performed for load currents i b and i c . In this way, the load currents i a -ic have a waveform as shown in FIG. 4, which is closer to a sine wave than a single rectangular wave. On the other hand, in the current type three-phase inverter 1,
A vector control method has also been proposed in which the phases of the load currents i a to ic are controlled to obtain good responsiveness. This is as follows. Figures a, b, and c show the magnetic flux φ of the three-phase induction motor 3 and the load current I L (the load currents i a , i b , and i c are collectively referred to as:
The same applies hereafter). Of these, Fig. 5b shows the magnetic flux φ when the value of the load current I L is small, and Fig. 5c shows the magnetic flux φ when the value of the load current I L is large.
(See FIG. 5a). That is, the phase difference φ 0 with respect to the magnetic flux φ when the load current I L is small is different from the phase difference φ N with respect to the magnetic flux φ when the load current I L is large, and there is a relationship such that φ N >φo. Therefore, when the set speed of the induction motor 3 is changed, for example, when the load current I L increases, the load current has the phase relationship shown in Fig. 5b.
Although I L changes so as to maintain the phase relationship shown in FIG. 5c, there is a problem that the response characteristics in this case are poor. This is because the change in the load current I L from the state shown in FIG. 5b to the state shown in FIG. 5c is gradual. Therefore, in the vector control, the load current I L is forcibly changed from the state shown in FIG. 5b to the state shown in FIG. 5c. And this is the thyristor T 1 to T 6 of current type three-phase inverter 1
This is done by ignoring the normal order and triggering as appropriate. However, an appropriate control method that combines the above two methods has not yet been proposed. This is the load current I L
If there is a sudden change in current type three-phase inverter 1
This is because the control becomes extremely complicated as the conductive thyristor must be changed and the current vector must be controlled to the optimum position. More specifically, as shown in FIGS. 1b and 1c, the load current I L is changed from the state shown in FIG. 5b to the state shown in FIG. Assuming that each shaded area is the commutation period T, Fig. 5b
For example, in the case of a load current i a (see FIGS. 1 and 4) in the state shown in FIG .
On the side its thyristor T 1 or thyristor T 3
Either one of them is conductive (see Figure 3). If the state shown in FIG. 5c is to be made here, at the above-mentioned change point C, the thyristor T 3 is on the + side.
must be conductive, and either thyristor T 2 or thyristor T 4 must be conductive on the negative side (see FIG. 3). It is necessary to appropriately select the thyristors T 1 to T 6 to be made conductive in this way and control the load current I L so that the phase thereof is optimized. In view of the current situation, it is an object of the present invention to provide an economical and high-performance control method for a current-type three-phase inverter that combines the advantages of the PWM control method and the vector control method. The present invention, which achieves the above object, is based on the following principle as its technical idea. The explanation of the mode of changing the commutation period T based on the above-mentioned FIGS. 5a to 5c is an example, but the mode varies depending on the magnitude of change in the load current I L and the time point C of change. Combinations are possible. Figures 6c to 6j list these combinations excluding the state of maximum change. That is, Fig. 6b is the waveform of the current load current I L , and this is the waveform of Fig. 6c~
It changes to either one of Fig. 6j. For this explanation, as shown in FIG. 6a, the commutation period T (indicated by diagonal lines in the figure; the same applies hereinafter) after the positive side of the load current I The load current I L
The previous commutation period T on one side is in the state, followed by the steady state period on one side in the state, followed by -
Let the commutation period T after the positive side be in the state, the commutation period T before the + side following this be the state, and the subsequent steady state period on the positive side be the state, and which commutation period T and The steady state period is also 60°. Taking this as an example of the load current i a and referring to Figure 3, the thyristor T 1
- Table 1 can be obtained by making it correspond to the conduction of T 6 .

【表】【table】

【表】 一方、現時点の負荷電流ILから第6図c及び第
6図gに示す状態に変化するときにはの状態は
そのまま保持される。以下同様に変化状態を場合
分けすると、第6図d及び第6図eに示す状態に
変化するときにはの状態、第6図h及び第6図
iに示す状態に変化するときにはの状態、第6
図fに示す状態に変化するときにはの状態、第
6図jに示す状態に変化するときにはの状態に
夫々変化する。これを定量的に考察すると次の様
になる。いま第6図a〜第6図jに示すように、
θ=現時点の負荷電流ILのの状態の始まりから
変化時点Cまでの位相差、αT=現時点の負荷電流
ILのの状態の始まりから変化後の負荷電流IL
おけるの状態の終りまでの位相差とすると、0
<(αT−θ)<60゜のときはの状態が保持される
場合、−60゜<(αT−θ)<0のときはの状態へ変
化する場合、60゜<(αT−θ)<120゜のときはの
状態へ変化する場合、−120゜<(αT−θ)<−60゜の
ときはの状態に変化する場合、120<(αT−θ)
のときはの状態に変化する場合であることが理
解される。このように5通りに分けられるのであ
るが、第6図fに示す状態に変化する場合(の
状態に変化する場合)及び第6図jに示す状態に
変化する場合(の状態に変化する場合)は実用
上無視して考えることができる。これはこのよう
な,の状態になる場合は負荷電流ILの変化が
非常に急峻である場合であり、このような急峻な
変化は実際にはないものと考えて良いからであ
る。そこでこれらをまとめると第2表ができる。
[Table] On the other hand, when the current load current I L changes to the states shown in FIGS. 6c and 6g, the states are maintained as they are. Similarly, if the changing states are divided into cases, the state when changing to the states shown in FIGS. 6 d and 6 e, the state when changing to the states shown in FIGS. 6 h and 6 i, and the state when changing to the states shown in FIGS. 6 h and 6 i,
When changing to the state shown in FIG. 6 f, the state changes to the state shown in FIG. 6, and when changing to the state shown in FIG. A quantitative analysis of this results in the following. As shown in Figures 6a to 6j,
θ = Phase difference from the start of the current state of load current I L to the time of change C, α T = Current load current
The phase difference from the beginning of the state of I L to the end of the state of the load current I L after the change is 0
<(α T −θ)<60°, when the state is maintained; when −60°<(α T −θ)<0, the state changes to: 60°<(α T − When θ) < 120°, the state changes to . When -120° < (α T − θ) < –60°, the state changes to 120 < (α T − θ).
It is understood that when , the state changes to . In this way, it can be divided into five ways: when it changes to the state shown in Figure 6 f (when it changes to the state), and when it changes to the state shown in Figure 6 j (when it changes to the state) ) can be ignored for practical purposes. This is because when such a state occurs, the change in the load current I L is very steep, and it can be assumed that such a steep change does not actually occur. Therefore, Table 2 is created by putting these together.

【表】 かくて負荷電流ILの状態変化に応じた操作が決
定されるが、サイリスタT1〜T6の更に具体的な
転流過程を調べると次のことがわかる。変化後の
負荷電流ILにおける導通サイリスタT1〜T6は予
め決められているPWMパターンと第6図c〜第
6図jに示すように変化後の負荷電流ILにおける
変化時点Cが属する状態の始まりから変化時点C
までの位相差αNとから決定される。例えば負荷
電流iaを例に採り第7図aに示す状態から第7図
bに示す状態に変化する場合を考えると、この場
合にはの状態が保持されるのでSモードである
が、導通せしむべきサイリスタT1〜T6は、第7
図bの場合には第7図aの場合のサイリスタT3
T2からサイリスタT1,T2に変わるのでただちに
サイリスタT3からサイリスタT1への転流を行な
い且つ次の転流までの時間をδに設定してやる必
要がある。これは間αNを計算しPWMパターンと
対応させることにより決定される。そこで各モー
ド毎の時間αNの計算式をまとめたのが第3表で
ある。
[Table] In this way, the operation according to the state change of the load current I L is determined, but if we examine the more specific commutation process of the thyristors T 1 to T 6 , we will find the following. The conduction thyristors T 1 to T 6 in the changed load current I L are connected to a predetermined PWM pattern and the change time point C in the changed load current I L as shown in FIGS. 6 c to 6 j. From the beginning of the state to the point of change C
The phase difference α N is determined from the phase difference α N . For example, if we consider the case where the load current i a changes from the state shown in Figure 7a to the state shown in Figure 7b, in this case the state is maintained, so it is S mode, but conduction The thyristors T 1 to T 6 to be pressed are the seventh
In the case of figure b, the thyristor T 3 in the case of figure 7a,
Since the current changes from T 2 to thyristors T 1 and T 2 , it is necessary to immediately perform commutation from thyristor T 3 to thyristor T 1 and set the time until the next commutation to δ. This is determined by calculating the interval α N and making it correspond to the PWM pattern. Therefore, Table 3 summarizes the formula for calculating the time α N for each mode.

【表】 こうして、αT−θの演算にてM,S,Bの各モ
ードが決定され、1転流期間進めるのか、同じ期
間内であるのか、又は1転流期間戻すのかが決ま
る。更に、負荷電流ILの変化に応じた時点での新
たなPWMパターンにおいて、その変化時点が属
する状態の始まりからその変化時点までの位相差
αNすなわちその状態内にて変化時点がどの位置
に存在するかの程度αNを演算することができる。
また、変化時点が属する状態内で状態の終りから
その変化時点までの位相差δNを検出できる。 かかる演算に基づき転流補正を行なうとき次の
方式による。すなわち、たとえば第8図に示すよ
うにPWMパターンの正,負及び零の各有意状態
に番号を付ける。この例では0から8までの数で
あるが、その数は0から2(m−1)までの番号
となる。ここでmはPWMパルス数である。この
番号をK番号とするとき、変化時点における新た
なPWMパターンにてαNの演算によりK番号が求
められる。例えば、第6図gの時点Cは第8図に
示すK=2の如くである。また、第6図bに示す
現在のPWMパターンにおいてもK番号で変化時
点が得られる。こうして、現在のPWMパターン
と新たなPWMパターンとにおけるK番号すなわ
ちKsとKNとにより転流補正を行なつている。 転流補正に際してはPWMパターンが二つの有
意状態にあつて、たとえば第8図に示すK=1,
3,5,7が同じ有意状態にあり、K=2,4,
6,8が他の有意状態にある。さらにSモードに
おける現在導通サイリスタT1T2とT2T3であり、
新導通サイリスタもT1T2とT2T3である。Mモー
ドでは現在導通サイリスタはT1T2T2T3であり、
新導通サイリスタT2T3とT3T4となる。Bモード
では現在導通サイリスタはT1T2とT2T3であり、
新導通サイリスタはT1T2とT6T1となる。そし
て、上記二つの有意状態と現在導通サイリスタお
よび新導通サイリスタとの関係が一致するので各
モード毎に第9図S,M,Bに示す処理が可能と
なる。この関係を表にしたものが第4表、第5
表、第6表である。
[Table] In this way, each mode of M, S, and B is determined by calculating α T -θ, and it is determined whether to advance one commutation period, within the same period, or return one commutation period. Furthermore, in a new PWM pattern at a point in time in response to a change in the load current I L , the phase difference α N from the start of the state to which the change point belongs to that change point, that is, the position of the change point within that state. The degree of existence α N can be calculated.
Furthermore, within the state to which the change point belongs, the phase difference δ N from the end of the state to the change point can be detected. The following method is used to perform commutation correction based on such calculations. That is, for example, as shown in FIG. 8, numbers are assigned to the positive, negative, and zero significant states of the PWM pattern. In this example, the numbers are from 0 to 8, but the numbers are from 0 to 2(m-1). Here, m is the number of PWM pulses. When this number is taken as the K number, the K number is obtained by calculating α N using the new PWM pattern at the time of change. For example, time point C in FIG. 6g is like K=2 shown in FIG. Also, in the current PWM pattern shown in FIG. 6b, the change point can be obtained by the K number. In this way, commutation correction is performed using the K numbers, that is, K s and K N between the current PWM pattern and the new PWM pattern. During commutation correction, the PWM pattern is in two significant states, for example, K=1,
3, 5, and 7 are in the same significant state, K=2, 4,
6 and 8 are in other significant states. Furthermore, the currently conducting thyristors T 1 T 2 and T 2 T 3 in S mode,
The new conducting thyristors are also T 1 T 2 and T 2 T 3 . In M mode, the current conducting thyristor is T 1 T 2 T 2 T 3 ;
The new conducting thyristors are T 2 T 3 and T 3 T 4 . In B mode the currently conducting thyristors are T 1 T 2 and T 2 T 3 ;
The new conducting thyristors are T 1 T 2 and T 6 T 1 . Since the relationships between the two significant states and the currently conducting thyristor and the newly conducting thyristor match, the processing shown in FIGS. 9, S, M, and B becomes possible for each mode. Tables 4 and 5 show this relationship.
Table, Table 6.

【表】【table】

【表】【table】

【表】 第9図Sおよび第4表はSモードの補正であ
り、まずK番号を加算してKs+KNを得る。つい
で、このKs+KNが偶数か奇数かを判定し、偶数
の場合(Ks偶数KN偶数の場合かKs奇数KN奇数
の場合)同じ導通サイリスタT1,T2を用いるの
で補正はない。奇数の場合(KsとKNとが偶数と
奇数の組合せ)現在のPWMパターンにおけるK
番号Ksの偶数か奇数かを判定し、Ksが偶数のと
き導通サイリスタT1,T2であるので新たなKN
当る番号が奇数となつて新たな導通サイリスタは
T2,T3となり、逆にKSが奇数のとき導通サイリ
スタT2,T3であるので新たな偶数KNに当る導通
サイリスタはT1,T2となるる。すなわち、KS
偶数で1回の正転補正を行ないKSが奇数で1回
の逆転補正を行なう。 第9図Mおよび第5表はMモードの転流補正で
あり、KS+KNを得た後、このKS+KNの偶数、奇
数を判定する。こMモードの場合第8図に示す左
側の+状態から右側の一状態になる。KS+KN
偶数又は奇数の判定結果偶数になるとき現在導通
サイリスタT1,T2又はT2,T3が新たな導通サイ
リスタT2,T3又はT3,T4になり、1回正転とな
る。奇数になるとき更にKSの偶数か奇数かを判
定しKSが偶数のとき導通サイリスタの変更はT1
T2がT3,T4となるので2回正転の補正を行な
い、KSが奇数のとき導通サイリスタT2,T3が変
更せず転流補正はない。 更に第9図Bおよび第6表はBモードの転流補
正であり、KS+KNを得てこの値の偶数・奇数を
判定する。このBモードの場合はPWMパターン
にて1転流期間Tだけ戻ることになる。KS+KN
が偶数に判定されるとPWMパターンにより現導
通サイリスタT1,T2又はT2,T3が新導通サイリ
スタT6,T1又はT1,T2に変わるので1回逆転の
補正をすることになる。KS+KNが奇数に判定さ
れるとつぎにKSの偶数・奇数が判定される。KS
が偶数の場合、導通サイリスタはT1,T2のまま
であるので補正は不要であり、KSが奇数に判定
されると導通サイリスタをT2,T3からT6,T1
変更されて2回逆転の転流補正を行なう。 なお、第4表〜第6表において現導通サイリス
タとは変化時点Cで現実に導通しているサイリス
タT1〜T6、新導通サイリスタとは変化後の負荷
電流ILの変化時点Cにおける状態を作るために導
通せしむべきサイリスタT1〜T6、転流補正にお
ける正転とはプラス側の導通サイリスタがサイリ
スタT1→T3→T5→T1の順に移行し、且つマイナ
ス側の導通サイリスタがT2→T4→T6→T2の順に
移行する場合をいい、逆転とは前記順序が逆に移
行する場合をいう。 したがつてαT−θの大小関係によりM,S,B
の何れかのモードを選択し、更に各モードM,
S,Bにおける現導通サイリスタに対する新導通
サイリスタは位相差αNに基づいてKNとの関係に
より求まるので、これに応じてサイリスタT1
T6の導通を制御してやれば負荷電流ILの転流期間
Tであつても変化後の位相に強制的に変えてやる
ことができる。 かかる知見を基礎とする本発明の実施例を図面
に基づき詳細に説明する。第10図に示すよう
に、本実施例では電流型三相インバータ(第1図
参照)の負荷電流ILとこの負荷電流ILの相電流を
3相/2相変換により変換した励磁電流I0とに基
づきI2=√O 2L 2の演算を行なう2次電流計算
部13にて2次電流I2を求め、更にこの2次電流
I2と励磁電流Ioとを位相差検出部14に入力して
φ=tan-1I2/I0の演算にて両者の位相差φを求め
てαT演算部15に送出するとともに位相差記憶部
16に記憶せしめる。即ち三相誘導電動機3(第
1図参照)に供給する負荷電流ILが負荷変動など
で変化した場合には、現時点の負荷電流ILと変化
後の負荷電流ILとの位相差αTは磁束φを媒介して
αT演算部16で算出される。即ち、αT演算部16
では、負荷電流ILの変化前の位相差φoが記憶され
ている位相差記憶部15からの位相差φoと位相
差検出部14からの負荷電流ILの変化後のφNの両
者を入力してαT=60゜−(φN−φo)の演算を行な
う(第5図a〜第5図c参照)。一方、位相差θ
はθ記憶部17に記憶されており、その出力を
(αT−θ)演算部18に送出している。(αT−θ)
演算部18には前記αT演算部16で演算された位
相差αTも送出されてきており、ここで(αT−θ)
の値を演算しモード判定部19に送出することに
よりその転流期間Tに対する大小関係によりモー
ドM,S,Bの何れであるかを判定する。ここで
モードM,S,Bが特定される。一方αN演算部
20は(αT−θ)演算部18の出力信号を基に位
相差αNを演算しPWMパターン記憶部21に送出
する。このことにより変化後の負荷電流ILの変化
時点Cが属する状態の始まりから変化時点Cまで
の位相差αNが記憶される。PWMパターン記憶部
21には負荷電流ILを発生するためのパターンが
記憶されており、時間交換部22において時間間
隔に変換されリングカウンタ23のクロツクパル
スCLKとなる。このリングカウンタ23はその
出力信号で電流型三相インバータ1のサイリスタ
T1〜T6を適宜トリガする。このときリングカウ
ンタ23は正転・逆転端子ForRを有しており、
これに対する入力により例えばサイリスタT1
サイリスタT3という正方向への転流とサイリス
タT3→サイリスタT1という逆方向への転流とが
選択される。前記PWMパターン記憶部21の出
力も正転・逆転端子ForRに入力されており負荷
電流ILの転流期間Tでは正転・逆転が交互に選択
されることにより、例えばサイリスタT1,T3
交互に導通される。転流補正記憶部24には前述
した各モードM,S,Bに対応応する第9図M,
S,Bの回路機能が設定され、第4表〜第5表に
示す転流補正情報が記憶されている。機能上この
転流補正記憶部24には、PWMパターン記憶部
21の内容を基に現導通サイリスタT1〜T6を記
憶している現導通サイリスタ記憶部25の内容及
びPWMパターン記憶部21の内容が入力される
ことは前述のKS,K番号にて判明するとおりで
ある。かくてモード判定部19により判定された
モードM,S,Bに対応する転流補正指令、即ち
転流回数と正転・逆転の何れかが現導通サイリス
タ記憶部25及びPWMパターン記憶部21の内
容を基にして形成されリングカウンタ23のクロ
ツクパルスCLK及び正・逆選択パルスとなつて
送出される。 以上実施例とともに具体的に説明したように本
発明によれば、負荷電流の転流期間であつても変
化後の負荷電流に強制的に移行せしめ得るので、
PWM制御方式の特長、即ち脈動トルクが少ない
という効果と、ベクトル制御の特長、即速応性が
良好であるという効果とを兼備するものとなる。
[Table] FIG. 9 S and Table 4 show correction in S mode. First, K numbers are added to obtain Ks+K N. Next, it is determined whether Ks+K N is an even number or an odd number, and if it is an even number (Ks even number K N even number or Ks odd number K N odd number), the same conducting thyristors T 1 and T 2 are used, so there is no correction. In the case of an odd number (a combination of even and odd numbers for Ks and K N ), K in the current PWM pattern
Determine whether the number Ks is even or odd. When Ks is an even number, the conducting thyristors are T 1 and T 2 , so the number corresponding to the new K N becomes an odd number and the new conducting thyristor is
On the contrary, when K S is an odd number, the conducting thyristors are T 2 and T 3 , so the conducting thyristors corresponding to the new even number K N are T 1 and T 2 . That is, when K S is an even number, one forward rotation correction is performed, and when K S is an odd number, one reverse rotation correction is performed. FIG. 9M and Table 5 show commutation correction in the M mode, and after obtaining K S +K N , it is determined whether K S +K N is an even number or an odd number. In the case of the M mode, the state changes from the + state on the left side to the one state on the right side as shown in FIG. When the judgment result of K S + K N is even or odd, the currently conducting thyristors T 1 , T 2 or T 2 , T 3 become new conducting thyristors T 2 , T 3 or T 3 , T 4 and once It will rotate forward. When it becomes an odd number, it is further determined whether K S is an even number or an odd number, and when K S is an even number, the conduction thyristor is changed to T 1 ,
Since T 2 becomes T 3 and T 4 , correction for normal rotation is performed twice, and when K S is an odd number, the conduction thyristors T 2 and T 3 are not changed and there is no commutation correction. Further, FIG. 9B and Table 6 show B-mode commutation correction, where K S +K N is obtained and whether this value is even or odd is determined. In this B mode, the PWM pattern returns by one commutation period T. K S + K N
If is determined to be an even number, the current conducting thyristor T 1 , T 2 or T 2 , T 3 changes to the new conducting thyristor T 6 , T 1 or T 1 , T 2 according to the PWM pattern, so the reversal must be corrected once. become. If K S +K N is determined to be an odd number, then it is determined whether K S is even or odd. K S
If K is an even number, the conduction thyristors remain T 1 and T 2 , so no correction is necessary; if K S is determined to be an odd number, the conduction thyristors are changed from T 2 and T 3 to T 6 and T 1 . Performs commutation correction of two reverse rotations. In Tables 4 to 6, current conduction thyristors refer to the thyristors T 1 to T 6 that are actually conducting at the time of change C, and new conduction thyristors refer to the state of the load current I L at the time of change C after the change. The thyristors T 1 to T 6 that must be made conductive to create This refers to the case where the conduction thyristor changes in the order of T 2 -> T 4 -> T 6 -> T 2 , and "reversal" refers to the case where the above-mentioned order changes in the opposite direction. Therefore, depending on the magnitude relationship of α T −θ, M, S, B
Select one of the modes, and then select each mode M,
The new conduction thyristor with respect to the current conduction thyristor in S and B is determined from the relationship with K N based on the phase difference α N , so the thyristor T 1 to
By controlling the conduction of T6 , it is possible to forcibly change the phase to the changed phase even during the commutation period T of the load current I L. Embodiments of the present invention based on this knowledge will be described in detail with reference to the drawings. As shown in Fig. 10, in this embodiment, the load current I L of the current type three-phase inverter (see Fig. 1) and the excitation current I which is obtained by converting the phase current of this load current I L by three-phase/two-phase conversion. The secondary current calculation unit 13 calculates I 2 = √ O 2 + L 2 based on
I 2 and the excitation current Io are input to the phase difference detection section 14, and the phase difference φ between the two is calculated by calculating φ=tan -1 I 2 /I 0 , and sent to the α T calculation section 15. The information is stored in the storage unit 16. That is, when the load current I L supplied to the three-phase induction motor 3 (see Figure 1) changes due to load fluctuations, the phase difference α T between the current load current I L and the load current I L after the change is calculated by the α T calculation unit 16 via the magnetic flux φ. That is, α T calculation unit 16
Now, input both the phase difference φo from the phase difference storage section 15, which stores the phase difference φo before the change in the load current I L , and the phase difference φ N after the change in the load current I L from the phase difference detection section 14. Then, the calculation α T =60°−(φ N −φo) is performed (see FIGS. 5a to 5c). On the other hand, the phase difference θ
is stored in the θ storage unit 17, and its output is sent to the (α T −θ) calculation unit 18. (α T −θ)
The phase difference α T calculated by the α T calculation unit 16 is also sent to the calculation unit 18, where (α T −θ)
By calculating the value of and sending it to the mode determining section 19, it is determined whether the mode is M, S, or B based on the magnitude relationship with respect to the commutation period T. Here, modes M, S, and B are specified. On the other hand, the α N calculation section 20 calculates the phase difference α N based on the output signal of the (α T -θ) calculation section 18 and sends it to the PWM pattern storage section 21 . As a result, the phase difference α N from the beginning of the state to which the change time point C of the load current I L belongs after the change to the change time point C is stored. The PWM pattern storage section 21 stores a pattern for generating the load current I L , which is converted into a time interval by the time exchange section 22 and becomes the clock pulse CLK of the ring counter 23 . This ring counter 23 uses its output signal to invert the thyristor of the current type three-phase inverter 1.
Trigger T 1 to T 6 as appropriate. At this time, the ring counter 23 has a forward/reverse rotation terminal ForR,
With the input to this, e.g. thyristor T 1
A forward commutation of thyristor T 3 and a reverse commutation of thyristor T 3 →thyristor T 1 are selected. The output of the PWM pattern storage section 21 is also input to the forward/reverse rotation terminal ForR, and by alternately selecting forward/reverse rotation during the commutation period T of the load current I L , for example, the thyristors T 1 , T 3 are alternately conductive. The commutation correction storage unit 24 stores M, M, and M in FIG. 9 corresponding to the aforementioned modes M, S, and B.
The circuit functions of S and B are set, and commutation correction information shown in Tables 4 to 5 is stored. Functionally, the commutation correction storage section 24 stores the contents of the current conduction thyristor storage section 25 which stores the currently conduction thyristors T 1 to T 6 based on the contents of the PWM pattern storage section 21 and the contents of the PWM pattern storage section 21 . It is clear from the above-mentioned K S and K numbers that the contents are input. In this way, the commutation correction commands corresponding to modes M, S, and B determined by the mode determining section 19, that is, the number of commutations and either normal rotation or reverse rotation, are stored in the current conduction thyristor storage section 25 and the PWM pattern storage section 21. It is formed based on the contents and is sent out as a clock pulse CLK of the ring counter 23 and a forward/reverse selection pulse. As specifically explained above in conjunction with the embodiments, according to the present invention, even during the load current commutation period, the load current can be forcibly shifted to the changed load current.
This combines the features of the PWM control method, namely, the effect of low pulsating torque, and the feature of vector control, that is, the effect of good quick response.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は電流型三相インバータをその従来技術
に係る制御回路及び三相誘導電動機とともに示す
ブロツク線図、第2図はその出力である負荷電流
の波形図、第3図はPWM制御方式におけるサイ
リスタの導通状態を説明するための説明図、第4
図はこれに対応する負荷電流の波形を示す波形
図、第5図aは磁束を示す波形図、第5図b及び
第5図cはこれに対応する負荷電流を示す波形
図、第6図aは負荷電流の状態を示す状態図、第
6図bは現時点の負荷電流を示す波形図、第6図
c〜第6図jは変化後の負荷電流を示す波形図、
第7図a及び第7図bは現時点と変化後の負荷電
流の変化時点における状態を示した波形図、第8
図はK番号の付け方の一例を示す説明図、第9図
M,S,Bは3つのモードの転流補正方式を示す
フローチヤート、第10図は本発明の実施例を示
すブロツク線図である。 図面中、1は電流型三相インバータ、3は誘導
電動機、ILは負荷電流、αT,θ,αNは位相差、T
は転流期間、Cは変化時点、T1,T2,T3,T4
T5,T6はサイリスタである。
Figure 1 is a block diagram showing a current type three-phase inverter together with its conventional control circuit and three-phase induction motor, Figure 2 is a waveform diagram of the load current that is its output, and Figure 3 is a diagram of the PWM control method. Explanatory diagram for explaining the conduction state of the thyristor, No. 4
The figure is a waveform diagram showing the waveform of the load current corresponding to this, Fig. 5a is a waveform diagram showing the magnetic flux, Figs. 5b and 5c are waveform diagrams showing the corresponding load current, Fig. 6 6a is a state diagram showing the state of the load current, FIG. 6b is a waveform diagram showing the current load current, FIGS. 6c to 6j are waveform diagrams showing the load current after change,
Figures 7a and 7b are waveform diagrams showing the current state and the state at the time of change in the load current.
The figure is an explanatory diagram showing an example of how to assign K numbers, Figure 9 M, S, and B are flowcharts showing three modes of commutation correction method, and Figure 10 is a block diagram showing an embodiment of the present invention. be. In the drawing, 1 is a current-type three-phase inverter, 3 is an induction motor, I L is the load current, α T , θ, α N are the phase differences, and T
is the commutation period, C is the time of change, T 1 , T 2 , T 3 , T 4 ,
T 5 and T 6 are thyristors.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 三相誘導電動機に対する負荷電流のプラス側
の始まりからの所定期間に持続時間の短かい複数
個のパルスを有する転流期間である一つの状態、
これに続く所定期間に持続時間の長い一個のパル
スを有する定常期間である他の状態及びこれに続
きプラス側の終りまでの所定期間に前記一つの状
態と同一の複数個のパルスを有する転流期間であ
る更に一つの状態を有し且つマイナス側も相似の
波形となつて6種類の状態を有するPWM制御さ
れた負荷電流を流す電流型三相インバータの制御
方法において、 電流型三相インバータの負荷電流ILとこの負荷
電流を3相/2相変換した励磁電流I0とから2次
電流I2を演算し、この2次電流I2と励磁電流I0
の位相差φを演算・記憶し、記憶された変化前の
負荷電流と励磁電流I0との位相差φ0と負荷電流の
変化後の位相差φNとから負荷電流の変化前と変
化後の位相差αTを演算し、負荷電流ILの変化前の
定常期間から転流期間に切替る時点より変化点C
までの位相差θを記憶し、この位相差θ、αTから
位相差(αT−θ)を演算し、位相差(αT−θ)と
変化前の負荷電流IL及び負荷電流ILの変化時点C
が属する期間の長さに基づく値とを比較すること
により変化時点Cが属する変化後の負荷電流の期
間毎に設定されている三つのモードSMBを選択
し、位相差(αT−θ)にて変化後の負荷電流IL
変化時点Cの属する状態の始まりから変化時点C
までの位相差αNを演算して負荷電流ILを発生する
ためのPWMパターンを記憶し、変化後の負荷電
流ILに対応するためのS.M.B各モードごとの
PWMパターンの正,零,負の各有意状態に0〜
2(m−1)(mはPWMパルス数)の番号Kを付
し、現時点Ksと位相差αNに基づく変化後KNとに
より各S.N.BのモードにつきKs+KNの偶数・奇
数を判定し寄数の場合更にKsの偶数、奇数を判
定することにより現時点の導通サイリスタを変化
後の導通すべきサイリスタに転流補正し、この補
正指令とPWMパターンを時間変換した信号とで
クロツクパルスを発生させると共にインバータの
サイリスタの正転、逆転を決定することにより、
サイリスタ制御信号を出力することを特徴とする
電流型三相インバータの制御方法。
[Scope of Claims] 1. A state that is a commutation period having a plurality of pulses of short duration in a predetermined period from the beginning of the positive load current for a three-phase induction motor,
This is followed by another state which is a steady period with one pulse of longer duration in a given period, followed by a commutation which has a plurality of pulses identical to said one state in a given period up to the positive end. In a method of controlling a current-type three-phase inverter that flows a PWM-controlled load current that has one more state, which is a period, and has six types of states with similar waveforms on the negative side, Calculate the secondary current I 2 from the load current I L and the excitation current I 0 obtained by converting this load current into 3-phase/ 2 -phase, and calculate the phase difference φ between this secondary current I 2 and the excitation current I 0 . Calculate the phase difference α T between the load current before and after the change from the memorized phase difference φ 0 between the load current and exciting current I 0 before the change and the phase difference φ N after the change in the load current. Then, from the time when the steady period before the load current I L changes to the commutation period, the change point C
The phase difference θ is calculated from this phase difference θ and α T , and the phase difference (α T −θ), the load current I L before the change, and the load current I L change point C
The three modes SMB set for each period of the load current after the change to which the change point C belongs are selected by comparing the values based on the length of the period to which the change point C belongs, and the phase difference (α T −θ) is calculated. From the start of the state to which the load current I L changes after changing at the time C to the time C
The PWM pattern for generating the load current I L is calculated by calculating the phase difference α N up to
0 to 0 to each positive, zero, and negative significant state of the PWM pattern
2(m-1) (m is the number of PWM pulses), and determine whether K s + K N is even or odd for each SNB mode based on the current K s and the changed K N based on the phase difference α N. In the case of a small number, the current conducting thyristor is commutated to the thyristor that should be conducting after the change by determining whether K s is even or odd, and the clock pulse is generated using this correction command and the time-converted signal of the PWM pattern. By determining the forward or reverse rotation of the inverter's thyristor,
A method for controlling a current type three-phase inverter, characterized by outputting a thyristor control signal.
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