JPH0783613B2 - インバ−タの制御装置 - Google Patents
インバ−タの制御装置Info
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- JPH0783613B2 JPH0783613B2 JP59118359A JP11835984A JPH0783613B2 JP H0783613 B2 JPH0783613 B2 JP H0783613B2 JP 59118359 A JP59118359 A JP 59118359A JP 11835984 A JP11835984 A JP 11835984A JP H0783613 B2 JPH0783613 B2 JP H0783613B2
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- waveform
- inverter
- modulation signal
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-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P27/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
- H02P27/04—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
- H02P27/06—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using DC to AC converters or inverters
- H02P27/08—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using DC to AC converters or inverters with pulse width modulation
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は、正弦波を基本波とするパルス幅変調PWMイ
ンバータの制御装置に関し、特に最大出力を所定の電源
電圧内で大きくするようにインバータを制御する制御装
置に関するものである。
ンバータの制御装置に関し、特に最大出力を所定の電源
電圧内で大きくするようにインバータを制御する制御装
置に関するものである。
一般に、PWMインバータにおいて搬送波信号と比較され
る変調信号は、正弦波信号が良く用いられている。第１
図は正弦波信号とパルス幅変調されたPWM信号との関係
を示す波形図である。第１図において、イは搬送波信
号、ロは搬送波信号イを変調すべき変調信号、ハはパル
ス幅変調されたPWM信号である。またニはPWM信号ハに含
まれる基本波成分である。
る変調信号は、正弦波信号が良く用いられている。第１
図は正弦波信号とパルス幅変調されたPWM信号との関係
を示す波形図である。第１図において、イは搬送波信
号、ロは搬送波信号イを変調すべき変調信号、ハはパル
ス幅変調されたPWM信号である。またニはPWM信号ハに含
まれる基本波成分である。
この場合、比較器により搬送波信号イと変調信号ロとを
比較し、その出力端からPWM信号ハが出力される。このP
WM信号ハによつてインバータのスイツチング素子をオン
又はオフさせが、その平均瞬時出力は基本波成分ニのも
のとなる。
比較し、その出力端からPWM信号ハが出力される。このP
WM信号ハによつてインバータのスイツチング素子をオン
又はオフさせが、その平均瞬時出力は基本波成分ニのも
のとなる。
ここで、正弦波信号の代わりに、振幅ａをもつ正弦波信
号にa/6の第３次高調波信号を加えると、これによつて
得られるひずみ波の振幅は、第２図に示すように正弦波
信号の振幅の になる。従つて、このひずみ波を変調信号として使用し
たPWMインバータは、正弦波信号を用いたものよりも出
力を 大きくとることができる。しかも、第３次高調波信号は
３相交流回路では原理的に相殺されるため、第３次高調
波信号の存在による悪影響はない。
号にa/6の第３次高調波信号を加えると、これによつて
得られるひずみ波の振幅は、第２図に示すように正弦波
信号の振幅の になる。従つて、このひずみ波を変調信号として使用し
たPWMインバータは、正弦波信号を用いたものよりも出
力を 大きくとることができる。しかも、第３次高調波信号は
３相交流回路では原理的に相殺されるため、第３次高調
波信号の存在による悪影響はない。
しかし、このような抵次高調波を含む信号を用いたPWM
インバータにより電動機を駆動した時に生ずるトルクリ
ツプル、銅損等に対する重要な問題は考慮されていな
い。
インバータにより電動機を駆動した時に生ずるトルクリ
ツプル、銅損等に対する重要な問題は考慮されていな
い。
この発明は、上記のような従来のものの欠点を除去する
ためになされたもので、変調信号の振幅を基本波成分の に保ち、 （6n−３）次高調波を複数入れた波形とすることによ
り、所定の電源電圧内で電動機のトルクを高めることが
できると共に、そのトルクリツプル及び高調波銅損を低
く保つことができるインバータの制御装置を提供するこ
とを目的とする。
ためになされたもので、変調信号の振幅を基本波成分の に保ち、 （6n−３）次高調波を複数入れた波形とすることによ
り、所定の電源電圧内で電動機のトルクを高めることが
できると共に、そのトルクリツプル及び高調波銅損を低
く保つことができるインバータの制御装置を提供するこ
とを目的とする。
ここで、この発明をよく理解するために、この発明で用
いる変調波信号の波形解析の説明を説明しておく。
いる変調波信号の波形解析の説明を説明しておく。
第３図は正弦波を基本波成分とし、（6n−３）次高調波
成分のみを含む信号の波形図である。この変調信号は 更にπ＜θ２πの期間は０θπ期間の上記各波形
の符号を反転した波形からなる。この変調信号をフーリ
エ級数展開すると、 となり、（6n−３）次高調波成分しか持つていないこと
が示される。
成分のみを含む信号の波形図である。この変調信号は 更にπ＜θ２πの期間は０θπ期間の上記各波形
の符号を反転した波形からなる。この変調信号をフーリ
エ級数展開すると、 となり、（6n−３）次高調波成分しか持つていないこと
が示される。
ただし、ａは基本波成分の振幅、 ωは基本波成分の角周波数、 ｎは１以上の正の整数である。
第４図及び第５図は、第２図及び第３図に示す信号をそ
れぞれ三角波の搬送波を用いて変調した信号に含まれる
各高調波成分を示すスペクトル図である。図において、
ωｔは搬送波の角周波数、ωは信号波の基本波成分の角
周波数である。
れぞれ三角波の搬送波を用いて変調した信号に含まれる
各高調波成分を示すスペクトル図である。図において、
ωｔは搬送波の角周波数、ωは信号波の基本波成分の角
周波数である。
高調波成分として電動機のトルクリツプルや銅損に大き
く影響するものは、エネルギの大きな、即ち比較的振幅
の大きな低次の高調波成分ωｔ−２ω，ωｔ−４ωであ
る。これらの高調波成分は角速度ωｔ−３ωを中心とし
て互いに逆に進行する波であるから、それらの成分の振
幅が等しいように選択すれば互いに打ち消し合うものと
なる。即ち、 で示されるパラメータαが小さくなる程トルクリツプル
は小さくなる。ここで、電圧成分の振幅ａω t-4 ω,aω
t-2 ωを角速度ωｔ−４ω，ωｔ−２ωで割つているの
は、トルクとなる電流成分で比較するため、リアクタン
スにかかる角速度が現われることによる。また、高調波
の銅損は、 で示されるパラメータβが小さいほど小さくなる。これ
らα，βの値をそれぞれトルクリツプル、高調波銅損を
示すパラメータとして考えて比べると、次に示す表に示
す通りになる。表より、α，βの値は第３図の波形の方
が小さくなるので、信号波をこの様に変形することによ
りトルクリツプル及び高調波銅損を小さくすることがわ
かる。
く影響するものは、エネルギの大きな、即ち比較的振幅
の大きな低次の高調波成分ωｔ−２ω，ωｔ−４ωであ
る。これらの高調波成分は角速度ωｔ−３ωを中心とし
て互いに逆に進行する波であるから、それらの成分の振
幅が等しいように選択すれば互いに打ち消し合うものと
なる。即ち、 で示されるパラメータαが小さくなる程トルクリツプル
は小さくなる。ここで、電圧成分の振幅ａω t-4 ω,aω
t-2 ωを角速度ωｔ−４ω，ωｔ−２ωで割つているの
は、トルクとなる電流成分で比較するため、リアクタン
スにかかる角速度が現われることによる。また、高調波
の銅損は、 で示されるパラメータβが小さいほど小さくなる。これ
らα，βの値をそれぞれトルクリツプル、高調波銅損を
示すパラメータとして考えて比べると、次に示す表に示
す通りになる。表より、α，βの値は第３図の波形の方
が小さくなるので、信号波をこの様に変形することによ
りトルクリツプル及び高調波銅損を小さくすることがわ
かる。
〔発明の実施例〕 以下、この発明の一実施例を図について説明する。
第８図はこの発明によるインバータの制御装置のブロッ
ク図である。図において、１は第３図に示され、ａ＝１
とした変調信号がデータとして記憶されているメモリRO
Mである。２〜４はメモリ１からの変調信号に振幅ａを
かける乗算器、５は三角波からなる搬送波信号を発生す
る搬送波発生器、６〜８は乗算器２〜４の出力と搬送波
信号と比較してPWM信号を出力する変調器、９はPWM信号
を入力とした三相のインバータ、10はインバータ９の負
荷である三相の電動機である。
ク図である。図において、１は第３図に示され、ａ＝１
とした変調信号がデータとして記憶されているメモリRO
Mである。２〜４はメモリ１からの変調信号に振幅ａを
かける乗算器、５は三角波からなる搬送波信号を発生す
る搬送波発生器、６〜８は乗算器２〜４の出力と搬送波
信号と比較してPWM信号を出力する変調器、９はPWM信号
を入力とした三相のインバータ、10はインバータ９の負
荷である三相の電動機である。
次に動作について説明する。位相信号θをアドレスとし
てメモリ１から最大振幅 の変調信号を読み出し、三相分発生する。乗算器２〜４
は変調信号と、変調信号のゲインを制御する電圧指令Ａ
とを乗算し、振幅 に制限された変調信号を得る。一方、搬送波発生器５は
変調信号の周波数の（３＋6n）倍の周波数（例えば27
倍）の周波数で変調信号に同期した三角波の搬送波信号
を発生している。搬送波信号と変調信号とは通常の手段
により同期可能なので特に図示はしていない。
てメモリ１から最大振幅 の変調信号を読み出し、三相分発生する。乗算器２〜４
は変調信号と、変調信号のゲインを制御する電圧指令Ａ
とを乗算し、振幅 に制限された変調信号を得る。一方、搬送波発生器５は
変調信号の周波数の（３＋6n）倍の周波数（例えば27
倍）の周波数で変調信号に同期した三角波の搬送波信号
を発生している。搬送波信号と変調信号とは通常の手段
により同期可能なので特に図示はしていない。
比較器６〜８はこの搬送波信号と変調信号とを比較する
ことにより、３相のPWM信号を発生し、これによりイン
バータ９を動作させる。インバータ９はPWM信号により
制御された駆動電流を電動機10に供給する。この駆動電
流は前述のように低次高調波成分を含むが、電動機10に
大きなトルクを発生させ、しかもトルクリツプルや高調
波の銅損は低く保つことができる。
ことにより、３相のPWM信号を発生し、これによりイン
バータ９を動作させる。インバータ９はPWM信号により
制御された駆動電流を電動機10に供給する。この駆動電
流は前述のように低次高調波成分を含むが、電動機10に
大きなトルクを発生させ、しかもトルクリツプルや高調
波の銅損は低く保つことができる。
なお、上記実施例の他にも第（6n−３）次高調波成分の
みを含む変調信号は無数にある。第６図は振幅が基本波
の 第（6n−３）次高調波成分のみを含む変調信号の波形を
示す波形図である。第（6n−３）次高調波成分は基本波
成分の周期の の周期を持つ対称奇関数波である。従つて、高調波中の
最大周期を持つ第３次高調波の周期の1/4の期間、即ち
基本波周期の1/12期間を考えれば良い。第６図におい
て、斜線部分が求める変調信号の1/12周期の波形が存在
する範囲である。
みを含む変調信号は無数にある。第６図は振幅が基本波
の 第（6n−３）次高調波成分のみを含む変調信号の波形を
示す波形図である。第（6n−３）次高調波成分は基本波
成分の周期の の周期を持つ対称奇関数波である。従つて、高調波中の
最大周期を持つ第３次高調波の周期の1/4の期間、即ち
基本波周期の1/12期間を考えれば良い。第６図におい
て、斜線部分が求める変調信号の1/12周期の波形が存在
する範囲である。
これらの変調信号の中で、最もひずみの少ない変調信号
は、▲ｖ* u▼の波形が で一定になるもので、その時の変調信号は第７図の様に
なる。この変調信号は位相θが の期間は の期間は 、かつ の期間は の波形であり、更にπ＜θ２πの期間は前記０θ
π期間の上記各波形の符号を反転した波形である。
は、▲ｖ* u▼の波形が で一定になるもので、その時の変調信号は第７図の様に
なる。この変調信号は位相θが の期間は の期間は 、かつ の期間は の波形であり、更にπ＜θ２πの期間は前記０θ
π期間の上記各波形の符号を反転した波形である。
また、最もひずみの大きな変調信号は、▲ｖ* u▼の波形
が で一定になるもので、その時の変調信号は上記実施例に
示した第３図の波形となる。
が で一定になるもので、その時の変調信号は上記実施例に
示した第３図の波形となる。
この様に、第（6n−３）次高調波成分のみを持つ変調信
号は無数にあり、当然第２図の波形もこの中に入つてい
る。
号は無数にあり、当然第２図の波形もこの中に入つてい
る。
これら数多くの波形の中には、トルクリツプルのみの効
果について考えれば、上記実施例よりもさらに効果的な
波形を得ることが可能である。即ち、トルクリツプルに
対応するパラメータαを０にできる波形が存在する。
果について考えれば、上記実施例よりもさらに効果的な
波形を得ることが可能である。即ち、トルクリツプルに
対応するパラメータαを０にできる波形が存在する。
また、変調信号の波形を第７図の様にすれば、波形形態
が非常に簡単であるため、変調信号を生成する回路の複
雑さが軽減される。
が非常に簡単であるため、変調信号を生成する回路の複
雑さが軽減される。
以上の様に、本発明によれば、変調信号の振幅を基本正
弦波の に保ちつつ、第（6n−３）次高調波を複数個入れた波形
にしたため、所定電圧の範囲内で電動機のトルクを、ト
ルクリツプルや、高調波銅損を大きくすることなく、高
めることができる効果がある。
弦波の に保ちつつ、第（6n−３）次高調波を複数個入れた波形
にしたため、所定電圧の範囲内で電動機のトルクを、ト
ルクリツプルや、高調波銅損を大きくすることなく、高
めることができる効果がある。
第１図は従来の制御装置の動作の波形図、第２図及び第
３図は高調波成分を含む変調信号の波形図、第４図及び
第５図は第２図及び第３図に示す変調信号の周波数スペ
クトル図、第６図は高調波成分を含む変調信号を解析す
る波形図、第７図は変調信号の波形図、第８図はこの発
明の一実施例による制御装置のブロツク図である。 １……メモリ、2,3,4……乗算器、５……搬送波発生
器、6,7,8……比較器、９……インバータ、10……電動
機。
３図は高調波成分を含む変調信号の波形図、第４図及び
第５図は第２図及び第３図に示す変調信号の周波数スペ
クトル図、第６図は高調波成分を含む変調信号を解析す
る波形図、第７図は変調信号の波形図、第８図はこの発
明の一実施例による制御装置のブロツク図である。 １……メモリ、2,3,4……乗算器、５……搬送波発生
器、6,7,8……比較器、９……インバータ、10……電動
機。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 神山 功 兵庫県神戸市兵庫区和田崎町１丁目１番２ 号 三菱電機株式会社制御製作所内 (56)参考文献 特開 昭60−200771（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】搬送波信号と変調信号との比較によりパル
ス幅変調されたパルス列信号を発生し、このパルス列信
号によりインバータの動作を制御し、負荷に上記変調信
号に対応した駆動電流を供給するように制御するインバ
ータの制御装置において、基本波成分の定数倍の振幅を
有し、その基本波成分に奇数次かつ複数の高調波成分を
重畳した信号のデータを上記変調信号として記憶するメ
モリと、このメモリから読み出されたデータのゲインを
制御する乗算器と、上記乗算器の出力と上記搬送波信号
とを比較して上記パルス列信号を発生する比較器とを備
え、上記基本波成分の定数倍の振幅は であり、上記奇数次の高調波成分は 「（6n−３）ただし、ｎ＝1,2…」の高調波成分であ
り、上記変調信号は位相θが の波形であり、更にπ＜θ２πの期間は０θπ期
間の上記各波形の符号を反転した波形からなることを特
徴とするインバータの制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59118359A JPH0783613B2 (ja) | 1984-06-11 | 1984-06-11 | インバ−タの制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59118359A JPH0783613B2 (ja) | 1984-06-11 | 1984-06-11 | インバ−タの制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS611294A JPS611294A (ja) | 1986-01-07 |
| JPH0783613B2 true JPH0783613B2 (ja) | 1995-09-06 |
Family
ID=14734752
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59118359A Expired - Lifetime JPH0783613B2 (ja) | 1984-06-11 | 1984-06-11 | インバ−タの制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0783613B2 (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FI861144A0 (fi) * | 1986-03-19 | 1986-03-19 | Kone Oy | Foerfarande och anordning foer aostadkommande av referensspaenningar vid en trefas inverter som matar vaexelstroemmotorn vid en hiss. |
| JPS6373898A (ja) * | 1986-09-12 | 1988-04-04 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | インバ−タ装置 |
| JPH02202397A (ja) * | 1989-01-31 | 1990-08-10 | Fujitsu General Ltd | インバータ制御におけるｐｗｍ波形の算出方法 |
| JPH0365060A (ja) * | 1989-08-03 | 1991-03-20 | Nikko Kikai Kk | 三相用インバータ装置 |
| JPH0426378A (ja) * | 1990-05-19 | 1992-01-29 | Yuasa Corp | インバータ装置 |
| JP4138423B2 (ja) * | 2002-09-25 | 2008-08-27 | 株式会社豊田中央研究所 | 動力出力装置 |
| JP4867435B2 (ja) * | 2006-04-04 | 2012-02-01 | 東洋製罐株式会社 | 誘導加熱補助具、誘導加熱発熱体、及び誘導加熱容器 |
| WO2008007544A2 (en) * | 2006-07-10 | 2008-01-17 | Seiko Epson Corporation | Electric motor, method for correcting sensor output for the same, and control circuit |
| KR20260027292A (ko) * | 2024-06-27 | 2026-02-27 | 가부시키가이샤 티마이크 | 전력 변환 장치 |
-
1984
- 1984-06-11 JP JP59118359A patent/JPH0783613B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS611294A (ja) | 1986-01-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |