JPH0783637B2 - 電動機パルス変調制御装置 - Google Patents

電動機パルス変調制御装置

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JPH0783637B2
JPH0783637B2 JP59121230A JP12123084A JPH0783637B2 JP H0783637 B2 JPH0783637 B2 JP H0783637B2 JP 59121230 A JP59121230 A JP 59121230A JP 12123084 A JP12123084 A JP 12123084A JP H0783637 B2 JPH0783637 B2 JP H0783637B2
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隆義 西川
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日本電装株式会社
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P27/00Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
    • H02P27/04Arrangements 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
    • H02P27/06Arrangements 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
    • H02P27/08Arrangements 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】 (産業上の利用分野) 本発明は複相の交流電動機の作動をパルス変調した変調
信号により制御する電動機パルス変調制御装置に関す
る。
(従来の技術) 従来の交流電動機を用いたディジタルサーボ系では、各
種の制御演算後の変調ディジタル情報をディジタル・ア
ナログコンバータで一旦アナログに変換し、アナログコ
ンパレータにより鋸歯状波と比較してパルス幅変調(PW
M)し、そのPWM信号に基づいて複相の前記交流電動機の
作動を各相独立に制御している。したがって、その交流
電動機の各相に対応するPWM信号を得るために、各相の
通電時期をそれぞれ独立に制御しなければならず、構成
が複雑になってしまうという問題がある。
(発明が解決しようとする問題点) 本発明は、上記の問題に鑑みたもので、複相の交流電動
機のパルス幅変調による通電制御を簡素化し、その制御
性を向上させることを目的としている。
(問題点を解決するための手段) そのために本発明では、複相の交流電動機のパルス変調
制御において、周期的に大きさの変化する基準信号と前
記交流電動機の各相に対応する各制御信号と比較してパ
ルス幅変調するに際し、前記基準信号を各相共通にし、
その基準信号の立下がりに同期して前記制御信号を発生
させるように構成し、上記のパルス幅変調による各相の
変調パルスを交流信号に変換して前記交流電動機の各相
に加え、この交流電動機の通電制御を行なっている。
(実施例) 以下、本発明を図に示す一実施例に基づいて説明する。
第1図は、その全体構成を示すブロック線図であり、予
め定めた三相交流電動機の制御演算プログラムに従って
ソフトウェアによるディジタル演算処理を実行するマイ
クロコンピュータを用いている。第2図は、第1図中の
各信号の発生タイミングを示す波形図、第3図は、PWM
同期割込パルスが発生した場合の割込プログラムを示す
フローチャートである。
第1図において、2は一定周波数のクロックパルス2aを
発生するクロック発生器、4はクロックパルス2aを入力
し時間カウントする8ビットカウンタ回路で、基準信号
をなすカウンタデータ4aを出力し、さらにカウントゼロ
時に同期してPWM同期パルス4bを発生しており、基準発
生手段を構成している。6は予め定めた三相交流電動機
の制御プログラムに従ってディジタル制御演算を行ない
U相,V相,W相のPWMのON時間データを求めるとともに前
記PWM同期パルス4bを割込信号として入力する毎に割込
処理を実行する制御用マイクロコンピュータである。8
はU相,V相,W相のON時間データ(制御信号)をラッチす
る制御設定手段をなす8ビットラッチ回路で8u,8v,8wが
それぞれU相,V相,W相のラッチ出力データである。10は
前記各相のラッチデータ8U,8V,8Wと前記カウンタデータ
4aとを比較し、ラッチデータよりカウンタデータが大き
い時にオフ(OFF),小さいまたは等しい時にオン(O
N)する各相のPWM信号10U,10V,10Wを発生するパルス変
調手段をなす8ビットPWMコンパレータである。
12は3相インバータで、前記PWMコンパレータ10よりのP
WM信号10U,10V,10Wを受けて、直流(DC)電源14に基づ
いて3相の交流信号に変換し、3相交流電動機16の各相
に加えて通電するものである。
次に、上記構成においてその動作を、第2図,第3図に
沿って説明する。第2図は各信号線のタイミングの波形
図を、第3図はマイクロコンピュータ6の割込ルーチン
の処理を示すフローチャートである。
今、区間1でカウンタ回路4はクロックパルス2aを入力
し、PWM同期内をカウントするインターバルカウンタと
してディジタル的に時間カウントし、カウンタ出力4aを
発生するとともに、カウントゼロ時点(時刻T1等)でPW
M同期パルス4bを発生する。マイクロコンピュータ6は
時刻T1で前記PWM同期パルス4bが割込信号として入力す
ると、第3図の割込ルーチンの演算を実行する。第3図
の割込ルーチンにおいて、割込入力時点で処理をスター
トし、本割込処理以前に予め交流電動機16の制御演算に
より算出したPWMu相ON時間データ8Uをステップ101でラ
ッチ回路8にセットする。ステップ102でPWMV相ON時間
データ8Vを,ステップ103でPWMw相ON時間データ8Wをラ
ッチ回路8にセットし、リターンにて割込ルーチンを実
行完了する。時刻T1の前記割込処理でラッチ出力データ
8U,8V,8Wがセットされる。続いて、PWMコンパレータ10
で前記各相ラッチ出力データ8U,8V,8Wと前記カウンタデ
ータ4aを比較し、前記ラッチデータ8U,8V,8Wがカウンタ
データ4aより小さい又は等しい期間でONし、大きいまた
は新しい期間でOFFする各相PWM信号を出力する。第2図
では、時刻t1,t2,t3で各相がONからOFFに切替ってい
る。従って、1本のPWM同期パルス4bの入力に同期し
て、区間1ではu,v,w各相ON時間がTu1,Tv1,Tw1となるPW
M信号を発生する。区間2においてもPWM同期パルス4bの
入力に同期して上記と同一のハード処理、ソフト割込処
理が行なわれ、各相のオン期間がそれぞれTu2,Tv2,Tw2
となるパルス幅変調されたPWM信号を発生する。以上の
通り本実施例は非常に簡単な回路構成で1本の割込信号
で割込回数が少なく、しかも3相分のPWM信号が非常に
容易に得られる。
なお、上述の実施例では、3相の例を示したが3相以上
の多相に拡張してもそのまま適用可能である。
第2の実施例を次に示す。第4図に構成図、第5図に波
形図、第6図に割込ルーチンのフローチャートを示す。
第4図の構成図は、ワンチップマイクロコンピュータ以
外にハード的に全く付加回路のない最も簡単な構成にて
ディジタルPWM信号を発生するようにしたものである。2
0はワンチップマイクロコンピュータ、22は制御演算お
よびポート処理部、23は周波数の異なる2種以上のパル
スとなるクロックパルス4aとPWM同期パルス4bを発生す
る内部クロック、24,25,26は3個の8ビットタイマでU
相,V相,W相に割付けられている。
このタイマは、PWM同期パルス4bが入力される間を時間
カウントするインターバルカウンタとPWMオン時間を設
定記憶するレジスタおよびこのレジスタ内容をインター
バルカウンタとを比較し一致した時点で内部割込パルス
を発生する機能を有する。
上記構成による動作を第5図、第6図を用いて説明す
る。第1の実施例と同様に各相のPWM信号のオン動作
は、1本の割込信号4bのPWM同期パルスが発生した時点
で、第6図(a)の同期割込ルーチンのステップ601,60
2,603を実行処理することにより行なう。また前記PWM信
号のオフ動作は3本の割込信号を用い、第5図信号24a,
25a,26aのu相,v相,w相の一致割込信号の発生時点で、
割込ルーチンを実行して処理する。U相の場合は、U相
一致信号24aの発生時点で第6図(b)のU相割込ルー
チンを実行し、ステップ301でポートPuを操作し、U相P
WM信号をオフしてリターンする。V相の場合は、V相一
致信号25aの発生時点で第6図(c)のV相割込ルーチ
ンを実行し、ステップ401でポートPvを操作し、V相PWM
信号をオフしてリターンする。W相の場合は、W相一致
信号26aの発生時点で第6図(d)のW相割込ルーチン
を実行し、ステップ501でポートPwを操作し、W相PWM信
号をオフしてリターンする。
以上の通り、ワンチップマイクロコンピュータのみの構
成で1本のPWM同期パルスを割込信号として用い、割込
ルーチンでソフト的に各3相のPWM信号を同時にオン
し、3本の各相一致割込信号で各相それぞれの割込ルー
チンでソフト的にPWM信号をそれぞれオフする。
これにより、その各相のPWM信号がインバータに加わ
り、交流信号に変換し、3相交流電動機16の通電制御を
行なう。
第3図の実施例として、第7図に構成図、第8図にタイ
マ割込ルーチンのフローチャートを示す。本例もワンチ
ップマイクロコンピュータ以外にハード的に付加するこ
とがなく最も簡単なものである。このワンチップマイク
ロコンピュータは、制御演算機能、少なくとも3本以上
のポート処理機能、内部クロック発生機能、1個のタイ
マ機能を有するものである。このタイマは1本の内部ク
ロック4bが入力する毎に第8図のタイマ割込ルーチンの
演算を実行してソフト的に時間カウントし、ゼロからPW
M周期Toまでのインターバルタイマとして機能させてい
る。この1本の割込処理にてインターバルタイマ動作、
3相分のPWM信号の発生を同時に行ない、ハード的にも
簡単で、ソフト的にも非常に有効に処理を行なうことが
可能である点に特徴がある。
第8図の割込ルーチンを用いて3相分のPWM信号の発生
方法を説明する。タイマのカウントデータをメモリTMに
格納し、イニシャル時はTMはゼロにセットされている。
U相のPWMオンデータをメモリTuに,V相のPWMオンデータ
をメモリTVに、W相のPWMオンデータをメモリ1Wにスト
アしておく。内部クロック4bが入力される毎にタイマ割
込ルーチンがスタートし、ステップ801でカウントデー
タTMを+1増進させる。ステップ802で、タイマカウン
トデータTMとPWM周期タイマデータToとを比較し、PWM周
期タイマデータToに達しない場合はステップ803に進
む。PWM周期タイマデータToに達した場合、ステップ807
へ進み、インターバルの完了のためのタイマカウントデ
ータTMをクリアする。ステップ808で、U相のPWM信号ポ
ートPuをオン、V相のPWM信号ポートPVもオン、W相PWM
信号ポートPWもオンし、この時点で3相それぞれ同期を
とってPWM信号をオンしている。ステップ809でU相のPW
MオンデータをTu′に更新し、V相のPWMオンデータもT
v′に、W相のPWMオンデータもTw′に更新しステップ80
6へ進む。ステップ803でタイマカウントデータTMがU相
PWMオンデータRTuに達したかどうかを判定し、まだ達し
ていない場合は、ステップ804へ進む。達した場合は、
ステップ810へ進んでU相のPWM信号ポートPuをオフしス
テップ804へ進む。ステップ804では、タイマカウンタデ
ータTMがV相PWMオンデータTVに達したかどうかを判定
し、達しない場合はステップ805へ進み、達した場合は
ステップ811へ進んで、V相のPWM信号ポートPVをオフし
ステップ805へ進む。ステップ805では、タイマカウンタ
データTMがW相PWMオンデータTWに達したかどうかを判
定し、達しない場合はステップ806へ進み、達した場合
はステップ812へ進んで、W相のPWM信号ポートPWをオフ
してステップ806へ進む。ステップ806で1回のタイマ割
込処理を完了する。
以上の通り、ハード的にはワンチップマイクロコンピュ
ータ1個で、1本の内部割込信号にて3相分のPWM信号
が非常に簡単に得られる。
そして、この3相のPWM信号がインバータ12に加わり、
それぞれ交流信号に変換して3相交流電動機16の通電制
御を行なうことができる。
(発明の効果) 以上述べたように本発明においては、複相の交流電動機
のパルス変調による通電を、各相独立に制御することな
く、各相の通電周期を同期させ、その各相の通電時間の
みを個別に制御することができ、その通電制御を簡素化
することができるという優れた効果がある。
また、本発明においては、各相に対応する各制御信号を
定めて出力するタイミングは、基準発生手段からの基準
信号の立下がりに同期して行われるので、各制御信号の
発生タイミングを各々の制御装置で行う必要がなく、簡
単な構成で制御することができるという優れた効果があ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1実施例の全体構成を示すブロック
線図、第2図はその各部信号のタイミングを示す波形
図、第3図はその割込ルーチンを示すフローチャート、
第4図は本発明の第2実施例を示すブロック線図、第5
図とその各部信号の波形図、第6図(a)〜(d)の各
割込ルーチンを示すフローチャート、第7図は本発明の
第3実施例を示すブロック線図、第8図はそのタイマ割
込ルーチンを示すフローチャートである。 2……クロック発生器,4……基準発生手段をなすカウン
タ回路、6……マイクロコンピュータ、8……制御設定
手段をなすラッチ回路、10……パルス変調手段をなすPW
Mコンパレータ、12……3相インバータ、16……3相交
流電動機。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複相の通電制御により作動する交流電動機
    に対してパルス変調した変調信号に基づいてその作動を
    制御する電動機パルス変動制御装置において、 所定期間毎に大きさが徐々に変化する基準信号を発生す
    る基準発生手段と、 この基準発生手段からの基準信号の立下がりに同期して
    前記交流電動機の各相に対応する各制御信号を定める制
    御設定手段と、 この各制御信号と前記基準信号とをそれぞれ比較して各
    相に対応するそれぞれのパルス幅を有する変調パルスを
    発生するパルス変調手段と、 この各相の変調パルスを交流信号にそれぞれ変換して前
    記交流電動機の各相に加えるインバータと を設けることを特徴とする電動機パルス変調制御装置。
JP59121230A 1984-06-12 1984-06-12 電動機パルス変調制御装置 Expired - Lifetime JPH0783637B2 (ja)

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