JPH033696A - インバータ制御装置 - Google Patents

インバータ制御装置

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JPH033696A
JPH033696A JP1138100A JP13810089A JPH033696A JP H033696 A JPH033696 A JP H033696A JP 1138100 A JP1138100 A JP 1138100A JP 13810089 A JP13810089 A JP 13810089A JP H033696 A JPH033696 A JP H033696A
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JP
Japan
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phase
time
real
timer
data
Prior art date
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Pending
Application number
JP1138100A
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English (en)
Inventor
Takaaki Oka
岡 孝昭
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Fujitsu General Ltd
Original Assignee
Fujitsu General Ltd
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Publication date
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Publication of JPH033696A publication Critical patent/JPH033696A/ja
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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] この発明は空気調和機等の負荷(圧縮機)の制御に用い
られるインバータ制御装置に係り、更に詳しくは負荷の
制御パルスの幅を小さくすることにより、負荷の騒音を
抑えるようにしたインバータ制御装置に関するものであ
る。
[従 来 例コ 近年、この種のインバータ制御装置は空気調和機だけで
なく種々家電機器に利用されるようになった・ ここで、空気調和機を例にして説明すると、第5図に示
されるように、そのインバータ制御装置には、負荷の圧
縮機1を駆動する複数のスイッチング素子(トランジス
タ)からなるパワー・トランジスタ部2と、その圧縮機
1の運転周波数に応じた波形データ、例えば電気角60
度分(あるいは3゜炭分)のタイムデータおよびスイッ
チデータを種々記憶するメモリ部3と、その運転周波数
の指令に応じてメモリから所定波形データを読み出し、
この波形データに基づいて航記複数のスイッチング素子
を所定時間ON、OFF制御する制御部(CPU) 4
と、その制御信号により上記複数のトランジスタを駆動
するベース駆動部5とが備えられている。
そして、空気調和機にて、リモコンやパネル等の操作に
応じた所定運転周波数の指令が出力されると、その運転
周波数指令に対応する電気角60度分の波形データがメ
モリ部3から読み出され、これら波形データに基づいて
圧縮機1の通電パターンが得られる。このとき、第6図
に示されるように、その波形データは、時間データ記憶
制御方式である場合、U相、■相、W相の正弦波6,7
.8とキャリア波形9の交点から次の交点までの間隔の
データ(タイムデータ)と、その間のキャリア波形9と
正弦波6との大小のデータ(スイッチデータ)とにより
得られる。この場合、例えば第7図に示されるように、
例えば区間Aにおいては5(bzsのタイムデータと“
0011/O”のスイッチデータとが得られ、区間Bに
おいては641Isのタイムデータと”/O/O/O”
のスイッチデータとが得られる。なお。
スイッチデータの“XtYyZ”は1′υ、シ、w″を
反転したものである。したがって、メモリ部3には予め
上記負荷の運転周波数に対応したタイムデータおよびス
イッチデータ゛″u、v、w”が記憶される。また、上
記タイムデータおよびスイッチデータがメモリより繰り
返して読み出され、それら波形データによる60度分の
基本波形パターンが繰り返され、1周期のパターン(近
似正弦波)が得られる。
更に詳しく説明すると、スイッチデータによりパワー・
トランジスタ部2の各トランジスタをON。
OFFする信号が制御部4にて所定時間出力されるが、
最初にその制御部4のI/Oボート(UtV*W+Xw
y+2)からは時rIIJso、の間“0011/O”
の信号が出力される。さらに、次にI/Oボート(U+
VJ+XtY+Z)からは時間64usの間“/O/O
/O ”の信号が出力される。以下同様に、そのI/O
ポート(U、v、W+X+Y+Z)からはタイムデータ
の時間の間It l 1j%I Q I+を組合せた信
号が出力される。すなわち、i/Oボートからはそれら
111111/O1″の信号のパルス列が出力され、こ
れらパルス列がベース駆動部5に入力される。すると。
第8図(b)乃至(d)に示されるように、このベース
駆動部5にてパワー・トランジスタ部2の各トランジス
タが駆動され、そのI/Oボートの出力(U、V、W)
に対応するパルス状の電圧波形が圧縮機1に印加される
。それらパルス状電圧により、圧縮機1にはu−v、v
−ty、w−u相間電圧波形が印加されるため、その圧
縮機1には近似的な正弦波電流が流れ、圧縮機1のモー
タが駆動される。
[発明が解決しようとする課題] しかし、上記インバータ制御装置においては、メモリ部
3に記憶するタイムデータをそのマイクロコンピュータ
の処理速度より小さい値(数l1s)にできない、すな
わち、制御部4のI/Oポート出力からはその処理速度
より小さいパルス幅の信号が出力できないからである。
したがって、インバータ制御に際し、上記I/Oボート
から出力される信号(U+Vt1l+X+y+Z)を相
間波形で数μs程度にすることができず、例えば圧縮機
1の電流波形を正弦波に近づけることが困難となり、そ
の圧縮機1により発生する高調成分を低減するとともに
、圧縮機1の騒音を抑えることができない。
そこで、制御部4として、高速処理のマイクロコンピュ
ータやゲートアレイ回路を用いることが考えられるが、
今のところ高コストになってしまうという問題点がある
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり。
その目的は通常のマイクロコンピュータにより。
相間波形で数p程度のパルス幅を得ることができ。
圧縮機により発生する高調成分を低減するとともに、そ
の圧縮機の騒音を抑えることができるようにしたインバ
ータ制御装置を提供することにある。
[lI題を解決するための手段] 上記目的を達成するために、この発明のインバータ制御
装置は、複数のスイッチング素子をON、OFF制御し
、それら複数のスイッチング素子のON、OFFにより
パルス状の電圧を負荷に印加し、その負荷を所定運転周
波数で運転制御するインバータ制御装置において、上記
複数のスイッチング素子をON 、 OFFするデータ
をキャリア波形の山あるいは谷から三相のU相、V相お
よびV相の各波形とそのキャリア波形との交点までの時
間とし、これら時間のデータを上記運転周波数に応じて
それぞれ所定電気角度分記憶する記憶手段と、上記キャ
リア波形の半周期に対応する時間、繰り返し動作するタ
イマとその時間の間で上記記憶されているデータの時間
経過後にそれぞれのリアルタイムI/Oボートの出力を
独立に反転する制御手段とを備え、上記リアルタイムI
/Oポートの出力による信号を上記複数のスイッチング
素子のON 、 OFF制御信号としたことを要旨とす
る。
[作  用コ 上記構成としたので、上記負荷をインバータ制御するに
際し、そのインバータ制御の運転周波数に応じたリアル
タイムデータ(U相、■相、V相)が上記メモリから読
み出される。しかも、そのデータは所定電気角度(60
度分)が順次読み出され、さらに繰り返し読み出される
。これらデータに基づいて、リアルタイムI/Oボート
の出力(U相、V相、V相)を反転、つまり“1″′で
あるときには0″とし。
4/O”であるときには“1″とする時間がリアルタイ
マにセットされる。また、上記タイマがキャリア波の半
周期に対応する時間、繰り返し連続して動作され、この
動作とともにリアルタイマが動作される。すると、リア
ルタイマにより、リアルタイムI/Oボートの出力(U
相、■相、V相)はそれぞれ単独で上記読み出されたデ
ータ(U相、■相、V相)の時間経過に反転制御される
。しかも、その反転制御は、上記リアルタイムデータの
セット時間経過後にのみ実行され、リアルタイマのリセ
ットおよびスタートによって実行されることがない。そ
のため、リアルタイムI/Oボートの出力(U相、■相
、V相)は、上記タイマおよびリアルタイマが動作し。
リアルタイマにセットされた次のリアルタイムデータの
時間まで維持される。
このように、リアルタイムI/Oボートの出力(U相、
■相、V相)が上記タイマのスタートから上記リアルタ
イムデータの時間経過後に反転され、この反転により得
られるパルス列(U、V、W)およびそれらの反転パル
ス列(xtytz)が複数のスイッチング素子のON 
、 OFF制御信号とされる。また、上記リアルタイム
データに任意の値を設定することができ、それらパルス
列(υ、シyLXt3’yZ)の相間を数p程度にする
ことができ、特にキャリア波のゼロクロス付近に対応す
る位置で上記タイマの精度(数μs)の幅のパルスを得
ることができる。したがって、負荷をインバータ制御す
るに際し、その負荷の電流波形をより正弦波に近づける
ことが可能となる。
[実 施 例] 以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。な
お、第1図および第3図中、第5図および第6図と同一
部分には同一符号を付し重複説明を省略する。
第1図において、インバータ制御装置シこは、圧縮機1
の運転周波数に応じた種々三相(u、v、V相)のリア
ルタイムデータをそれぞれ所定電気角度(例えば60度
)分記憶するメモリ部/Oと、第5図の制御部4の機能
の他に、そのメモリ部/Oに記憶されているリアルタイ
ムデータに基づいてリアルタイムI/Oポートの出力を
反転制御する制御部(マイクロコンピュータ:CPU)
11とが設けられている。
また、制御部11は、キャリア波形9の1ノ2周期の時
間(1)のタイマ機能と、上記リアルタイムデータのセ
ットにより、そのリアルタイマの時間経過後にリアルタ
イムI/Oポートの出力を反転するリアルタイマ機能を
有している。さらに、メモリ部IOにはU相、V相およ
び讐相のリアルタイムデータが種々運転周波数に応じて
記憶されているが、例えばキャリア波形9の周波数fc
を3.33に七(fc/2の時間t:約1501Is)
とし、運転周波数を38七とする場合、そのメモリ部/
Oには第2図に示すリアルタイムデータが記憶される。
さらにまた、第3図(b)乃至(d)に示されるように
、リアルタイムデータはキャリア波形9の山あるいは谷
から三相(υ相、■相、讐相)の各波形6,7.8とそ
のキャリア波形9との交点までの時間であり、上記制御
部11のリアルタイマ機能においては、U相、V相およ
びV相のリアルタイムデータのセットにより、リアルタ
イマがそのセットされたリアルタイムデータの時間経過
後に(リアルタイマの時間とセットされたデータとが一
致したときに)、リアルタイムエ/Oポートの出力がそ
れぞれ独立に反転制御され。
例えば“1″であるときには“Ottにされ II Q
 IIであるときには“1”にされる。
次に、上記構成のインバータ制御装置の動作を第3図の
タイムチャート図および第4図のフローチャート図に基
づいて説明する。
まず、圧縮機1の運転周波数指令が38七であるとする
と、制御部11にて所定時間t(約150t1s)のタ
イマがリセット後にスタートされる(ステップ5T1)
、このとき、U相、■相およびV相のリアルデータは初
期値の“0″であるため、制御部11のリアルタイムI
/Oボートからは140 It (11L 11レベル
)信号が出力される。その所定時間t(キャリア波の半
周期の時間)が経過すると(ステップ5T2)、リアル
タイマがリセット後にスタートされるとともに(ステッ
プ5T3)、第2図に示す区間aのリアルタイムデータ
の”71,136.29(Ils)”が読み出され、そ
れぞれリアルタイマにセットされる(ステップST4乃
至5T6)。それらタイムデータがセットされると、上
記ステップSTに戻り、上記タイマがリセット後にスタ
ートされる。このように、所定時間を毎に、第2図に示
すリアルタイムデータがリアルタイマにセットされ、か
つタイマおよびリアルタイマがリセット後にスタートさ
れる。
ここで、U相すアルタイムデータの場合について説明す
ると、最初の区間aにおいて、リアルタイマがスタート
してから71(tis)だけ経過したときに、リアルタ
イムI/Oポートの出力が反転され。
′″0″から′1”に変えられる。続いて、所定時間t
が経過し、次の区間すにおいて、リアルタイマがスター
トしてから86(μs)だけ経過したときに、リアルタ
イムI/Oポートの出力が反転され、91″から′O″
に変えられる。続いて、所定時間tが経過し、さらに次
の区間Cにおいて、リアルタイマがスタートしてから5
7(IIs)だけ経過したときに、リアルタイムI/O
ポートの出力が反転され、′0”から′1”に変えられ
る。このように、所定時間を毎に、つまりキャリア周波
数fcの半周期の時間毎に、セットされたリアルタイム
データの71.86.57゜・・・(μs)だけ経過す
ると、リアルタイマI/Oボートの出力が“0″から1
”あるいは1”から“O”に反転される。リアルタイム
I/Oポートから出力されるパルス列がパワー・トラン
ジスタ部2のON、OFF制御信号としてベース駆動部
5に入力される。
なお、V相およびV相のリアルタイムデータの場合につ
いても、上記同様にリアルタイムI/Oボートの出力が
それぞれ独立に反転制御される。すなわち、三相独立し
たパルス列が得られるため、メモリ部11に記憶される
タイムデータによってそれらの相関波形で小さいパルス
幅にすることができ、特にキャリア波形のゼロクロス点
付近においてはその相関波形でタイマ機能の精度(数μ
s)にまで小さいパルス幅にすることができる。
このように、U相、V相および一相のリアルタイムデー
タがキャリア波形の半周期の間で、U相、V相およびV
相波形とキャリア波形との交点までの時間としたので1
例えばキャリア波形9のゼロクロス付近におけるバレル
列の幅をタイマの精度(μs)にまで狭くすることがで
きる。そのため、圧縮機1をインバータ制御するに際し
、圧縮機1の電流波形がより正弦波に近くなり、その電
流波形に含まれる高調波成分が低減され、その圧縮機1
の騒音が抑えられる。
なお、第3図(b)乃至(d)に示されるように、制御
部11のリアルタイムI/Oボートからは独立にU相、
V相および一相の“1″、“O11信号(パルス列)が
出力されるが、このとき制御部11からはそれらU相、
V相およびり相の信号を反転した信号がx(U相)y(
相)、z(j相)として出力される。
また、上記実施例では、圧縮機1の運転周波数が38七
の場合について説明したが、他の運転周波数の場合であ
っても、同様に行なうことができる。
[発明の効果コ 以上説明したように、この発明のインバータ制御装置に
よれば、負荷を制御する制御装置とじてはリアルタイム
機能、つまりセット時間が経過するとリアルタイマI/
Oボートの出力をそれぞれ独立に反転制御するマイクロ
コンピュータを用い、複数のスイッチング素子をON 
、 OFF制御する信号としてはそのリアルタイマI/
Oボートの出力信号を用いるようにしたので、その複数
スイッチング素子のON、OFFデータをキャリア波形
の山あるいは谷から三相のU相、V相およびす相の波形
とそのキャリア波形との交点までの時間とすることがで
き。
また上記リアルタイムI/Oボートから出力されるパル
ス列においては、相間波形で数μsのパルス幅のものを
得ることができ、圧縮機の電流波形に含まれる高調波成
分を低減し、その圧縮機の騒音を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例を示すインバータ制御装置
の概略的ブロック図、第2図は上記インバータ制御装置
に用いられるメモリの内容を説明するための図、第3図
および第4図は上記インバータ制御装置の動作を説明す
るタイムチャート図およびフローチャート図、第5図は
従来のインバータ制御装置の概略的ブロック図、第6図
は従来のインバータ制御のデータを得る方法を説明する
ための図、第7図は第6図に示す方法により得られるタ
イムデータおよびスイッチデータを説明するための図、
第8図は従来のインバータ制御を説明するタイムチャー
ト図である。 図中、1は圧縮機(負荷)、2はパワー・トランジスタ
部(複数のスイッチング素子)、5はベース駆動部、6
はU相の波形、7はV相の波形、8はV相の波形、9は
キャリア波形、 /Oメモリ部、11は制御部(CPU
)である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)複数のスイッチング素子をON、OFF制御し、
    それら複数のスイッチング素子のON、OFFによりパ
    ルス状の電圧を負荷に印加し、その負荷を所定運転周波
    数で運転制御するインバータ制御装置において、 前記複数のスイッチング素子をON、OFFするデータ
    をキャリア波形の山あるいは谷から三相のU相、V相お
    よびW相の各波形とそのキャリア波形との交点までの時
    間とし、これら時間のデータを前記運転周波数に応じて
    それぞれ所定電気角度分記憶する記憶手段と、 前記キャリア波形の半周期に対応する時間、繰り返し動
    作するタイマとその時間の間で前記記憶されているデー
    タの時間経過後にそれぞれのリアルタイムI/Oポート
    の出力を独立に反転する制御手段とを備え、 前記リアルタイムI/Oポートの出力による信号を前記
    複数のスイッチング素子のON、OFF制御信号とした
    ことを特徴とするインバータ制御装置。
JP1138100A 1989-05-31 1989-05-31 インバータ制御装置 Pending JPH033696A (ja)

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JP1138100A JPH033696A (ja) 1989-05-31 1989-05-31 インバータ制御装置

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58163273A (ja) * 1982-03-24 1983-09-28 Toyo Electric Mfg Co Ltd インバ−タ制御装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58163273A (ja) * 1982-03-24 1983-09-28 Toyo Electric Mfg Co Ltd インバ−タ制御装置

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