JPH03112391A - インバータの制御方法およびインバータのオンディレイ補償量測定方法 - Google Patents

インバータの制御方法およびインバータのオンディレイ補償量測定方法

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JPH03112391A
JPH03112391A JP1246786A JP24678689A JPH03112391A JP H03112391 A JPH03112391 A JP H03112391A JP 1246786 A JP1246786 A JP 1246786A JP 24678689 A JP24678689 A JP 24678689A JP H03112391 A JPH03112391 A JP H03112391A
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inverter
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Susumu Kitani
木谷 進
Junichi Takahashi
潤一 高橋
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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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〕 本発明はインバータの制御方法およびインバータのオン
ディレィ補償量測定方法に係り、特に、三相電動機駆動
用のパルス幅変調インバータの出3− 力電圧を制御するに好適なインバータの制御方法および
インバータのオンディレィ補償量測定方法に関する。
〔従来の技術〕
PWMインバータにおいては、インバータを構成する正
側および負側スイッチング素子を交互に導通制御して直
流電力を交流電力に変換することが行われている。各ス
イッチング素子を導通制御するに際しては、スイッチン
グ素子にはターンオフ時間によるスイッチングの遅れが
あるため、正側および負側のスイッチング素子が同時に
導通状態とならないように短絡防止期間(以下オンディ
レィと称する)が設けられている。このため、オンディ
レィの影響によりインバータの出力電圧に波形歪みが生
じるという不具合がある。
そこで、従来、オンディレィによる出力電圧の低下を補
償する方法として、特開昭62−135289号公報に
記載されているように、三相交流電流指令の極性に基づ
いてオンディレィによる出力電圧降下を三相出力電圧指
令に加算して補償する方法が提案されている。また出力
電流の瞬時値を検出し、その極性に応じた補償信号を三
相出力電圧指令に加算して補償するフィードバック方式
が特公昭59−8152号公報に記載されている。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、上記従来技術においては、オンディレィ
の補償量が各相共通に設定されているため、各相の素子
の応答のばらつき、回路上の定数等の違いについては全
く考慮されておらず、インバータの内部電圧降下が各相
で異なるときにはトルクリップルが発生するという不具
合がある。
本発明の目的は、各相のオンディレィによる出力電圧の
ばらつきを抑制することができるインバータの制御方法
を提供することにある。
本発明の他の目的はインバータの各相のオンディレィ補
償量を求めることができるインバータのオンディレィ補
償量測定方法を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
前記目的を達成するために、本発明は、第1の制御方法
として、三相電動機駆動用インバータのオンディレィ補
償量として得られた各相のインバータ内部電圧降下を、
インバータの出力電流の瞬時値に対応づけられた瞬時値
電流指令の極性に合わせて選択し、この選択した各相の
インバータ内部電圧降下をインバータの出力電圧の瞬時
値に対応づけられた各相の瞬時値電圧指令にそれぞれ加
算し、各相のインバータ内部電圧降下が加算された各相
の瞬時値電圧指令と基準搬送波信号とを比較してPWM
信号を生成し、このPWM信号によりインバータの出力
信号を制御するインバータの制御方法を採用したもので
ある。
第2の制御方法として、三相電動機駆動用のインバータ
の回転速度と速度指令とからトルク電流指令を生成し、
このトルク電流指令と励磁電流指令とがらすベリ周波数
指令を生成し、すベリ周波数指令とインバータの回転速
度とからインバータの出力信号の位相に対応づけられた
基準位相信号を生成し、トルクの電流指令と励磁電流指
令から出力電圧指令を生成し、出力電圧指令と基準位相
− 信号から各相の瞬時値電圧指令を生成し、励磁電流指令
とトルク電流指令および基準位相信号から各相の瞬時値
電流指令を生成し、インバータのオンディレィ補償量と
して得られた各相のインバータ内部電圧降下を瞬時値電
流指令の極性に合わせて選択し、選択した各相のインバ
ータ内部電圧降下を各相の瞬時値電圧指令に加算し、各
相のインバータ内部電圧降下が加算された各相の瞬時値
電圧指令と基準搬送波信号とを比較してPWM信号を生
成し、このPWM信号によりインバータの出力信号を制
御するインバータの制御方法を採用したものである。
第1の測定方法として、三相電動機湘動用インバータの
出力信号の位相に対応づけられた基準位相信号の位相を
、各相のインバータ出力信号を測定する毎に測定対象相
について定められた所定値に順次固定し、各測定対象の
位相として固定された基準位相信号とインバータ出力電
圧の大きさに対応づけられた出力電圧指令とから測定対
象相の瞬時値電圧指令を求めるに際して、出力電圧指令
−7= を調整して測定対象相以外の瞬時値電圧指令が互いに等
しくなるときの瞬時値電圧指令を測定対象相毎に測定し
、各瞬時値電圧指令と基準搬送波信号との比較から得ら
れたPWM信号を順次インバータに与え、このインバー
タの出力′電流のうちdlす走対対象相の電流を相毎に
順次測定し、各測定対象相について測定された瞬時値指
令とインバータ出力電流とから各測定対象相のインバー
タ内部電圧降下を求めるインバータのオンディレィ補償
測定方法を採用したものである。
〔作用〕
各相の瞬時値電圧指令にオンディレィ補償量としてのイ
ンバータ内部電圧降下を加算するに際して、各相固有の
オンディレィ補償量として測定されたインバータ内部電
圧降下を用いているため、各相のオンディレィによる出
力電圧のばらつきを抑制することが可能となる。
また基準位相信号の位相を測定対象相について定められ
た所定値に順次固定し、各相の位相として固定された基
準位相信号と出力電圧指令から測走対対象相の瞬時値電
圧指令を求めると共に、インバータの出力電流を測定対
象毎に順次測定し、各測定対象について測定された瞬時
値指令とインバータ出力電流とから各測定対象相のイン
バータ内部電圧降下を求めているため、各相のオンディ
レィ補償量を測定することが可能となる。
〔実施例〕
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
第1図には、電圧制御型ベクトル制御装置に本発明を適
用した実施例の構成が示されている。第1図において、
三相誘導電動機10にはPWMインバータ12から三相
交流電力が供給されており、インバータ12により電動
機10の回転速度が制御されるようになっている。電動
機10の回転速度は速度検出器14により検出され、こ
の検出器14の出力信号である回転周波数信号frは加
算器16.18に供給されている。
加算器18には回転周波数信号frと速度指令fr*が
供給されており、各信号の偏差に応じた9− 信号が速度調節器20に供給されている。この速度調節
器20からは電動機10のトルクに対応した電流として
トルク電流指令i、j;*が出力されるようになってい
る。トルク電流指令it*は励磁電流指令im*と共に
すべり周波数演算器22、瞬時値電流指令演算器24、
電圧指令演算器26に供給されている。すべり周波数演
算器22は1〜ルク電流指令it+にと励磁電流指令1
m*とに基づいて、次の(1)式に従ってすベリ周波数
指令fs*を演算するようになっている。
すベリ周波数指令fs*は回転周波数信号frと加算器
16で加算され、−次層波数指令f□車として基準位相
信号発生器28に供給される。基準位相信号発生器28
はメモリを内蔵し、−時周波数指令f□*を積分し、電
動機10の磁束の基準位相θφを次の(2)式に従って
演算するようになっている。
θφ=2πff□*dt       ・・(2)この
信号は電気角度360度を一周期とする周1〇− 期関数として演算され、これに基づいてメモリよりイン
バータ12出力電圧の位相に対応づけられた位相基準信
号f*(cosOφ*+5in19φ*)を読み出し、
周波数がf1*に比例し、振幅が一定な正弦波信号を出
力するようになっている。そしてこのα位相基準信号F
*は瞬時値電流指令演算器24と瞬時値電圧指令演算器
30に供給されるようになっている。
一方、電圧指令演算器26は励磁電流指令jm*、トル
ク電流指令j1.*に基づいて出力電圧指令Vd*、V
q* (回転磁界座標量)を演算し、演算出力を瞬時値
電圧指令演算器30へ出力するようになっている。そし
て瞬時値電圧指令演算器30は電圧指令演算器26から
の演算出力に基づいて、次の(3)、(4,)式に従っ
て正相の瞬時値電圧指令V 1u*、 Vi、*、 V
□−を演算するようになっている。
11− ここに、cosθφ*、5inOφ*は信号FOを示す
瞬時値電流指令演算器24は励磁電流指令im*、トル
ク電流指令jt*、位相基準信号F*に基づいて次の(
5)、(6)式に従ってインバータ12の出力電流の瞬
時値に対応づけられた瞬時値電流指令iニーH1l−1
i□−を演算し、演算値を演算器32へ出力するように
なっている。
ここに、cosOφネ+sjr+θφ本は位相基準信号
F*を示す。演算器32は自動設定器34により設定さ
れた各相のオンディレィ補償量としてのインバータ内部
電圧降下Δ■工、ΔV V lΔ■、を記憶し、演算器
24の出力信号の極性に応じて、第2図に示されるよう
に、順次インバータ内部電圧降下ΔV u HΔV v
 gΔV、を加算器36.38゜40へ出力するように
なっている。すなわち、第3図に示されるように、各イ
ンバータ内部電圧降下はインバータ出力電流iの極性に
依存しており、その大きさは電流iに対して非線形とな
っている。
このため、インバータ内部電圧降下ΔV−i特性を演算
器32に各相毎に記憶させておき、演算器24の出力信
号に応じて各相の内部電圧降下を順次出力する構成とさ
れている。
ここで、自動設定器34によって各相のオンディレィ補
償量を設定するに際しては、第4図に示されるような回
路構成によって各相のオンディレィ補償量を測定するこ
ととしている。
まず、−次局波数指令f i*= O、電圧指令vq*
=o、基準位相信号F*の位相をθφ*=0、すなわち
、U相のオンディレィ補償量を測定するときには、θφ
京=0、vd*を調整し、インバータ12の出力電流を
電流検出器46により設定する。この場合、位相基準信
号F*の位相をU相12− について定められた所定値θφ*=0とし、U相 に 流れる条件を設定する。すなわち、V□−=Vd*。
i m*= i d cの関係が得られるときのΔV−
i特性を測定する。
瞬時値電圧指令Vxu*、出力電流11uを複数点測定
し、これらの測定値を第5図に示されるようにプロット
し、ΔV−i特性を作成する。
このとき、瞬時値電圧指令vi。*は次の(7)式によ
って表わされる。
viu*=k(ΔV+r1Hi、u)    +++ 
(7)ここでに:電圧制御ゲイン、r□:電動機10の
一次抵抗、i1u:U相−次電流を示す。
(7)式は次の(8)式のように展開され、(8)式は
次の(9)式のように表わされる。
V、−/ k =ΔVu+ rx @ ilu    
−(8)ΔVu=V1u*/に−(rx”1xu)  
・−(9)14− 上記(9)式から、■、。*、〕□5を測定すれば、−
次抵抗r□は既知であり、(9)式からU相についての
オンディレィ補償量としてΔvuを求めることができる
。次に■相のオンディレィ補償量を測 定し、出力電圧指令vd*を調整し、瞬時値電圧指令V
 1V、出力電流]、1vを測定する。この場合のきの
V1V*= V d *を求めると共に、’11v=i
m*=Idcを測定する。
これらの測定値についても数点測定し、■相のV−i特
性を作成する。そして(10)式に従ってV相のオンデ
ィレィ補償量を測定する。
v1v*=k (ΔVv + r、 + 11v)  
 =・(10)一方、W相のオンディレィ補償量を測定
する場ム 15 電圧指令Vdtを調整し、瞬時値電圧指令V1−1出力
電流L 1.11を測定する。このときの条件はVl、
*= V d *、j1w= I m*= T d c
を満足するものとする。
この場合についても各測定値を数点求め、次の(11)
式に従ってW相のオンディレィ補償量を測定する。
VX、*=k (ΔVw+rt’L+w)  ・=−(
11)加算器36,38.40におイテ演算器30゜3
2の出力がそれぞれ加算されると、加算された信号が比
較器44へ供給され、搬送波発生器42からの搬送波信
号と比較される。比較器44において2 k Hzの搬
送波信号と50又は601−1 zの瞬時値電圧指令と
が比較されると、比較器44からは両信号の比較結果に
応じたPWM信号が出力される。そして、このPMW信
号によりインバータ12の出力電圧および周波数が制御
され、電動機10の速度が制御されることになる。この
場合、各相のオンディレィ補償量が各相毎に設定されて
いるため、インバータ12を構成する1−ランジスタの
応答にばらつきが生じたり、あるいは回路上の定数の違
いによってばらつきが生じたりしても、インバータ12
の出力電流に波形歪みが生じるのを抑制することができ
、トルクリップルの発生を抑制することが可能となる。
また、各相のオンディレィ補償量を複数点の測定値を基
に設定しているため、インバータ12の出力電流に含ま
れる歪み成分をより少くすることができる。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によれば、各相毎にオンデ
ィレィ補償量を求め、各補償値を瞬時値電圧指令に加算
するようにしたため、インバータの出力電流に波形歪が
生じるのを抑制することができ、トルクリップルの発生
を防止することが可能となる。
また各相毎の測定条件を設定し、各相の瞬時値電圧指令
とインバータ出力電流からインバータ内部電圧降下を各
相毎について測定するようにしたため、インバータのオ
ンディレィ補償量を各相毎17− 精度高く測定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す構成図、第2図は瞬時
値電流指令とインバータ内部電圧降下との関係を示す波
形図、第3図はインバータ内部電圧降下とインバータ出
力電流との関係を示す特性図、第4図はオンディレィ補
償量の測定回路構成図、第5図V1./にとi IL+
との関係を示す特性図である。 10・・・三相誘導電動機、12・・・インバータ、1
4・・・速度検出器。 16.18,36,38.40・・・加算器、20・・
・速度調節器、22・・・すベリ周波数演算器、24・
・・瞬時値電流指令演算器、 26・・・電圧指令演算器、 28・・・基準位相信号発生器、 30・・・瞬時値電圧指令演算器、 32・・・演算器、34・・・自動設定器、42・・・
搬送波発生器、44・・・比較器、18−

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、三相電動機駆動用インバータのオンディレィ補償量
    として得られた各相のインバータ内部電圧降下を、イン
    バータの出力電流の瞬時値に対応づけられた瞬時値電流
    指令の極性に合わせて選択し、この選択した各相のイン
    バータ内部電圧降下をインバータの出力電圧の瞬時値に
    対応づけられた各相の瞬時値電圧指令にそれぞれ加算し
    、各相のインバータ内部電圧降下が加算された各相の瞬
    時値電圧指令と基準搬送波信号とを比較してPWM信号
    を生成し、このPWM信号によりインバータの出力信号
    を制御するインバータの制御方法。 2、三相電動機駆動用のインバータの回転速度と速度指
    令とからトルク電流指令を生成し、このトルク電流指令
    と励磁電流指令とからすべり周波数指令を生成し、すべ
    り周波数指令とインバータの回転速度とからインバータ
    の出力信号の位相に対応づけられた基準位相信号を生成
    し、トルクの電流指令と励磁電流指令から出力電圧指令
    を生成し、出力電圧指令と基準位相信号から各相の瞬時
    値電圧指令を生成し、励磁電流指令とトルク電流指令お
    よび基準位相信号から各相の瞬時値電流指令を生成し、
    インバータのオンディレィ補償量として得られた各相の
    インバータ内部電圧降下を瞬時値電流指令の極性に合わ
    せて選択し、選択した各相のインバータ内部電圧降下を
    各相の瞬時値電圧指令に加算し、各相のインバータ内部
    電圧降下が加算された各相の瞬時値電圧指令と基準搬送
    波信号とを比較してPWM信号を生成し、このPWM信
    号によりインバータの出力信号を制御するインバータの
    制御方法。 3、三相電動機駆動用インバータの出力信号の位相に対
    応づけられた基準位相信号の位相を、各相のインバータ
    出力信号を測定する毎に測定対象相について定められた
    所定値に順次固定し、各測定対象の位相として固定され
    た基準位相信号とインバータ出力電圧の大きさに対応づ
    けられた出力電圧指令とから測定対象相の瞬時値電圧指
    令を求めるに際して、出力電圧指令を調整して測定対象
    相以外の瞬時値電圧指令が互いに等しくなるときの瞬時
    値電圧指令を測定対象相毎に測定し、各瞬時値電圧指令
    と基準搬送波信号との比較から得られたPWM信号を順
    次インバータに与え、このインバータの出力電流のうち
    測定対象相の電流を相毎に順次測定し、各測定対象相に
    ついて測定された瞬時値指令とインバータ出力電流とか
    ら各測定対象相のインバータ内部電圧降下を求めるイン
    バータのオンディレイ補償測定方法。
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US11159098B2 (en) 2019-04-05 2021-10-26 Infineon Technologies Ag Method and half bridge controller for determining a polarity of a half bridge current
CN115664265A (zh) * 2022-09-28 2023-01-31 西安爱科赛博电气股份有限公司 一种抑制电机集群负载电流波动的控制方法

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