JPH05176595A - 誘導電動機用インバータ装置 - Google Patents

誘導電動機用インバータ装置

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JPH05176595A
JPH05176595A JP3337188A JP33718891A JPH05176595A JP H05176595 A JPH05176595 A JP H05176595A JP 3337188 A JP3337188 A JP 3337188A JP 33718891 A JP33718891 A JP 33718891A JP H05176595 A JPH05176595 A JP H05176595A
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JP
Japan
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output
induction motor
correction data
signal
switching
Prior art date
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Pending
Application number
JP3337188A
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English (en)
Inventor
Kazuhiro Matsuoka
和宏 松岡
Chukichi Mukai
忠吉 向井
Yutaka Ogino
裕 荻野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】デッドタイムの影響を受けずに所望する波形に
近い出力波形をリニアに補正して得ることができる誘導
電動機のインバータ装置を提供するにある。 【構成】弁別回路11は制御信号の位相角に基づいて、
出力電圧が正の領域か負の領域かを判断して、夫々の領
域に対応する判定レベルLa又はLbを選択する。比較
器12はこの選択された判定レベルLa又はLbと、出
力電流に対応した電流検出器10の検出出力とを比較器
12で比較する。演算器14は比較器12の出力をトリ
ガとし、設定周波数を基にROM13のアドレスを決定
して、当該アドレスより補正データを読み出す。演算器
15はこの読み出された補正データの補正値か予め設定
している一定の補正値かを設定周波数に基づいて選択す
る。補償器16は出力電流が切り換わる期間における制
御信号を演算器15で選択された補正値でリニアに補正
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、誘導電動機用インバー
タ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図3はフライホールダイオードDが夫々
逆並列に接続された複数のスイッチング素子Q1 〜Q6
をブリッジ接続して形成されたインバータ部を持つ誘導
電動機用インバータ装置の基本的な回路構成を示してお
り、この図示するインバータ装置では例えば3相交流電
源ACをダイオードブリッジDBで整流するとともに、
平滑コンデンサC0 で平滑し、この整流平滑出力をイン
バータ部で三相交流に変換して誘導電動機Mに供給する
ものである。そしてインバータ部は6個のスイッチング
素子Q1 〜Q6 の夫々2個を直列接続し、夫々の直列回
路を並列接続した所謂フリブリッジ構成となっている。
【0003】これらスイッチング素子Q1 〜Q6 は三角
波をキャリア信号とし、このキャリア信号と制御信号と
なる正弦波とをPWM回路1U、1V、1Wに入力して
パルス幅変調して夫々120度ずれたPWM信号を得、
このPWM信号から信号形成回路2U、2V,2Wによ
り各相U,V,Wの対のスイッチング素子Q1 ,Q2
…、Q5 ,Q6 を交互に駆動する逆相の駆動信号Up,
Un、…、Wp,Wnを作成していた。ここで対となる
スイッチング素子Q1 ,Q2 、…、Q5 ,Q6 が同時オ
ンして短絡状態になるのを防ぐために、対のスイッチン
グ素子Q1 ,Q 2 、…、Q5 ,Q6 が共にオフ状態とな
る区間を設けるように信号形成回路2U、2V,2Wに
オンディレー回路を使用して、駆動信号Up,Un、
…、Wp,Wnを作成していた。
【0004】例えばU相を考えてみると、図4(a)に
示すU相に対応するPWM回路1UからのPWM信号か
ら、信号形成回路2Uは、PWM信号の立ち上がりから
時間tだけ遅延させて立ち上がらせ、PWM信号の立ち
下がりに合わせて立ち下がらせた図4(b)に示す信号
を作成して駆動信号Upを得、またPWM信号の立ち下
がりから時間tだけ遅延させて立ち上がらせ、PWM信
号の立ち上がりに合わせて立ち下がらせた図4(c)に
示す信号を作成して上記駆動信号Upに対して逆相の駆
動信号Unを得、これらの駆動信号Up,Unでスイッ
チング素子Q1 、Q2 を交互にオン、オフ駆動すること
によりU相の出力を発生させるのである。ここで上記時
間tがスイッチング素子Q1 、Q2 が共にオフするデッ
ドタイムとなる。
【0005】ところで図3において、イ点を流れる出力
電流の方向が正の場合(A方向)にはイ点の電位は図4
(d)に示すようになる。この場合、デッドタイムt中
はフライホールダイオードD1 を介して電流が流れるた
め、イ点の電位はマイナス側となる。一方イ点に流れる
出力電流の方向が負の場合(Bの方向)にはイ点の電位
は図4(e)に示すようになる。この場合デッドタイム
t中はフライホールダイオードD2 を介して電流が流れ
るため、イ点の電位はプラス側となる。
【0006】このためデッドタイムtの影響を受けて出
力電圧波形が図4(f)に示すように所望する正弦波形
Aと異なるBの波形となるという問題があった。そこ
で、インバータ部の出力電流のゼロクロス点で流れる電
流の方向を検出して、そのゼロクロス点で出力電流の方
向の切り換わりを検出し、その切り換わり期間において
PWM信号を作成するための制御信号を補正しデッドタ
イムtの影響を受けない出力電圧の波形を得る方法が提
案されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上記のように出力電流
のゼロクロス点で出力電流の正負の切り換わりを検出す
る方法の場合、原理通りであれば図5(a)に示す正弦
波の出力電流のゼロクロス点が図5(b)に示すように
確実に検出できて、デッドタイムt中の影響を補正する
ことが可能となるが、実際には出力電流のゼロクロス点
近傍では、フライホイールダイオードに流れる電流も小
さくなるため、原理通りの電位が確定されず、従って出
力電流は図6(a)に示すように他相とのパルス幅条件
が整うまでゼロクロス点を越えられない現象が起き、図
6(b)に示すような検出が為され、デッドタイムtの
影響を補正することが難しいという問題があった。
【0008】特に出力電流のゼロクロス点近傍の時間が
長くなる領域、即ち出力周波数の低い領域で顕著とな
る。また補正をリニアに行なう場合には複雑なアナログ
回路を必要とするという問題もあった。本発明は、上記
問題点に鑑みて為されたもので、その目的とするところ
はデッドタイムの影響を受けずに所望する波形に近い波
形の出力電圧を得ることができ、しかもデジタル的に処
理ができる誘導電動機用インバータ装置を提供するにあ
る。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明はフライホールダイオードが夫々逆並列に接
続されたスイッチング素子をブリッジ接続して形成され
たインバータ部と、インバータ部の出力電圧が正弦波と
なるように形成されたPWM信号を作成するとともにこ
のPWM信号から互いに逆相の駆動信号を作成し、この
駆動信号により各相の対のスイッチング素子を所定の位
相角度のずれを持たして交互にオンオフさせ、夫々の対
のスイッチング素子の接続点間に接続された誘導電動機
に出力電圧を印加させる制御部とからなる誘導電動機用
インバータ装置において、上記誘導電動機に流れる出力
電流の切り換わりを判定する判定手段と、設定周波数と
出力電流の切り換わり点におけるリニアな補正データと
の関係テーブルを記憶した記憶手段と、判定手段の判定
結果と上記設定周波数とに基づいて記憶手段から補正デ
ータを読み出す手段と、補正データに基づいて上記PW
M信号の区間電圧を補正する補償手段とからなるデッド
タイム補償回路を各相毎に備えたものである。
【0010】
【作用】而して本発明の構成によれば、出力電流の切り
換わりが判定手段で判定されると、この判定と設定周波
数に応じた補正データを記憶手段に記憶させている関係
テーブルより呼出し、この補正データに基づいて上記P
WM信号の区間電圧をリニアに補正することができるた
め、デッドタイムの影響を受けない希望する波形の出力
電圧が得られ、しかも補正処理がデジタル的に行なえて
デッドタイム補償回路の構成が簡単に成る。
【0011】
【実施例】以下本発明を実施例により説明する。図1は
U、V、Wの3相のインバータ装置に実施した一実施例
を示しており、図1では説明を簡単にするためにU相の
みを示している。この実施例では、ホール素子等インバ
ータ部から負荷である誘導電動機に流れる出力電流を検
出する電流検出器10と、予め設定してある正の領域の
判別レベルLaと負の領域の判別レベルLbとの何れか
を制御部からの制御信号Vuの位相角信号Suに基づい
て選択する弁別回路11と、弁別回路11で選択された
判別レベルLa又はLbと上記電流検出器10の出力と
を比較して電流検出器10の出力が判別レベルを越えた
場合には”H”を、越えない場合には”L”を出力する
比較器12と、設定周波数に対応したアドレスに設定周
波数に対応したリニアな補正データとの関係テーブルを
記憶しているROM13と、比較器12の出力をトリガ
として上記制御部の周波数指令fを基に補正データを読
み出すROM13のアドレスを演算する演算器14と、
ROM13から呼び出された補正データの値と予め定め
た一定の補正値とのいずれかを周波数指令fを基に選択
する演算器15と、この演算器15で選択されて出力さ
れる補正値Cu’にて制御信号Vuの振幅を補正する補
償器16とから構成されるデッドタイム補償回路を備え
ている。
【0012】一方制御部は外部からの周波数設定信号F
に基づいて周波数指令fを出力する演算器21と、この
演算器21からの周波数指令fによりV/F演算を行な
って電圧指令Vを出力するV/F演算器22と、上記周
波数指令fと、電圧指令Vによって所定振幅を持つ所定
周波数の正弦波からなる制御信号Vuを発生させる制御
信号発生器23と、キャリア信号である三角波を出力す
る三角波発生回路24と、上記補償器16から出力する
制御信号Vu’と三角波発生回路24からの三角波とを
比較して、スイッチング素子Q1 、Q2 をオン、オフさ
せる駆動信号の基本となるパルス幅変調したPWM信号
を作成する比較器25と、PWM信号から上述したよう
にスイッチング素子Q1 、Q2 を交互に駆動する駆動信
号Up,Unを作成するオンディレイ回路からなる信号
形成回路20と、これら駆動信号Up,Unによりスイ
ッチング素子Q1 、Q2 を駆動するドライバ回路26と
から構成される。
【0013】而して、弁別回路11では制御信号発生器
23から図2(a)に示す制御信号Vuに対応する図2
(b)に示す位相角信号Suに基づいて、出力電圧が正
の領域か負の領域かを判断して、夫々の領域に対応する
判定レベルLa、Lbの一方を図2(c)に示すように
選択する。この選択された判定レベルLa又はLbと、
図2(d)に示す出力電流に対応した電流検出器10の
検出出力とを比較器12で比較する。この場合判定レベ
ルLa又はLbを電流検出器10の検出出力が越えてい
る場合には比較器12は出力Cuを”H”とし、逆に越
えていない場合には”L”とする。
【0014】一方演算器14は比較器12の出力Cuの
立ち上がり、立ち下がりをトリガとし、演算器21から
の周波数指令fを基にROM13のアドレスを決定し
て、当該アドレスより補正データを読み出す。演算器1
5はこの読み出された補正データの値か予め設定してい
る一定の補正値かを周波数指令fに基づいて選択し、選
択した補正値Cu’を補償器16に与える。
【0015】補償器16では出力電流が切り換わる期間
における制御信号Vuを補正値Cu’でリニアに補正し
て、その補正した制御信号Vu’を比較器25へ出力す
る。この制御信号Vu’はデッドタイムtの期間の影響
を補正した制御信号となり、この制御信号Vu’とキャ
リア信号である三角波とに基づいて比較器25ではデッ
ドタイムtが補正されたPWM信号を作成する。このP
WM信号は時間軸を区切った微小区間における電圧が上
記制御信号Vu’により補正されており、この補正され
たPWM信号で作成した駆動信号Up,Unによりスイ
ッチング素子Q1 、Q2 をオンオフ駆動すると、デッド
タイムtによる影響を殆ど受けない波形の出力電圧Uを
発生させることができるのである。
【0016】ところで上記実施例では三角波発生回路2
4及び制御信号発生器23を用いて夫々により発生させ
た三角波、制御信号Vuを比較することによりPWM信
号を作成しているが、所定のキャリア周波数の三角波と
所定振幅の所定周波数の正弦波とを夫々演算により求め
て想定し、その想定結果に基づく比較演算を行なって所
定のPWM信号を作成するソフトウェア処理の手法を用
いても良く、この場合補正値が補償器16から与えられ
ると、上記演算結果に基づいて制御信号Vuの演算想定
を補正して、補正されたPWM信号を得る処理が為され
る。
【0017】
【発明の効果】本発明は、誘導電動機に流れる出力電流
の切り換わりを判定する判定手段と、設定周波数と出力
電流の切り換わり点におけるリニアな補正データとの関
係テーブルを記憶した記憶手段と、判定手段の判定結果
と上記設定周波数とに基づいて記憶手段から補正データ
を読み出す手段と、補正データに基づいてPWM信号の
区間電圧を補正する補償手段とからなるデッドタイム補
償回路を各相毎に備えたので、出力電流の切り換わりが
判定手段で判定されると、この判定と設定周波数に応じ
た補正データを記憶手段から呼出して、この補正データ
に基づいて上記PWM信号の区間電圧をリニアに補正す
ることができる、そのためデッドタイムの影響を受けな
い希望する形の出力電圧波形が得られ、しかも補正処理
がデジタル的に行なるため、デッドタイム補償回路の構
成が簡単になるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1の要部を示す回路ブロック図
である。
【図2】本発明の実施例1の動作説明用波形図である。
【図3】誘導電動機用インバータ装置の概略構成図であ
る。
【図4】従来例の動作説明用波形図である。
【図5】従来例の問題点の説明用波形図である。
【図6】従来例の問題点の説明用波形図である。
【符号の説明】
10 電流検出器 11 弁別回路 12 比較器 13 ROM 14 演算器 15 演算器 16 補償器 Q1 ,Q2 スイッチング素子 La、Lb判別レベル

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】フライホールダイオードが夫々逆並列に接
    続されたスイッチング素子をブリッジ接続して形成され
    たインバータ部と、インバータ部の出力電圧が正弦波と
    なるように形成されたPWM信号を作成するとともにこ
    のPWM信号から互いに逆相の駆動信号を作成し、この
    駆動信号により各相の対のスイッチング素子を所定の位
    相角度のずれを持たして交互にオンオフさせ、夫々の対
    のスイッチング素子の接続点間に接続された誘導電動機
    に出力電圧を印加させる制御部とからなる誘導電動機用
    インバータ装置において、上記誘導電動機に流れる出力
    電流の切り換わりを判定する判定手段と、設定周波数と
    出力電流の切り換わり点におけるリニアな補正データと
    の関係テーブルを記憶した記憶手段と、判定手段の判定
    結果と上記設定周波数とに基づいて記憶手段から補正デ
    ータを読み出す手段と、補正データに基づいて上記PW
    M信号の区間電圧を補正する補償手段とからなるデッド
    タイム補償回路を各相毎に備えたことを特徴とする誘導
    電動機用インバータ装置。
JP3337188A 1991-12-19 1991-12-19 誘導電動機用インバータ装置 Pending JPH05176595A (ja)

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Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

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Effective date: 20000516