JPH0947039A - Dead time compensation method for inverter - Google Patents
Dead time compensation method for inverterInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、誘導電動機のコイ
ルに流れる電流を検出し、電流の極性に応じて指令電圧
を補正するインバータのデッドタイム補償方法に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an inverter dead time compensation method for detecting a current flowing through a coil of an induction motor and correcting a command voltage according to the polarity of the current.
【０００２】[0002]
【従来の技術】一般にインバータのデッドタイム補償方
法では、誘導電動機のコイル電流を検出し、その電流
が、正電流、零電流、負電流のいずれかを判断し、指令
電圧を補正するようにしてある。2. Description of the Related Art Generally, in a dead time compensation method for an inverter, a coil current of an induction motor is detected, and the current is judged to be a positive current, a zero current or a negative current, and a command voltage is corrected. is there.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】上記の従来方法では、
零電流検出幅が一定であるので、インバータが高容量で
誘導電動機が小容量の場合、一次電流が全て零電流検出
幅の中に入ってしまいデッドタイム補償ができなくなる
という問題があった。また、零電流電流を検出する回路
で、ノイズ対策のために、コンデンサと抵抗を用いたＣ
Ｒのフィルタ回路を通して検出していた。このため、検
出電流が高調波で、実際の電流よりも遅れて検出され
る。そのために、間違ったデッドタイム補償をするとい
う問題があった。In the above conventional method,
Since the zero current detection width is constant, when the inverter has a high capacity and the induction motor has a small capacity, there is a problem that the primary current is entirely within the zero current detection width and dead time compensation cannot be performed. In addition, in the circuit that detects the zero current, C that uses a capacitor and a resistor as a measure against noise.
It was detected through the R filter circuit. Therefore, the detected current is a harmonic and is detected later than the actual current. Therefore, there is a problem that wrong dead time compensation is performed.
【０００４】また、インバータと誘導電動機を接続する
配線が長くなると漏れ電流等よりインバータに流れる電
流が乱れて、デッドタイム補償ができないという問題が
あった。本発明は上記問題点に鑑みて為されたもので、
確実にデッドタイム補償が行なえるインバータのデッド
タイム補償方法を提供するにある。Further, when the wiring connecting the inverter and the induction motor becomes long, there is a problem that the current flowing through the inverter is disturbed due to leakage current and the dead time cannot be compensated. The present invention has been made in view of the above problems,
It is an object of the present invention to provide an inverter dead time compensation method that can reliably perform dead time compensation.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、請求項１の発明では、誘導電動機のコイルに流れ
る電流を検出し、電流の極性に応じて指令電圧を補正す
る際、零を中心として所定値の幅を持たせた零電流検出
幅に検出電流が所定時間存在するとき、零電流であると
検知し、その零電流を用いて指令電圧の補正を行うデッ
ドタイム補償方法において、零電流検出幅を調整するこ
とを特徴とし、インバータが高容量で誘導電動機がリ小
容量の場合、一次電流が全て零電流検出電流幅の中に入
ってしまうことなくデッドタイム補償ができる。In order to achieve the above-mentioned object, in the invention of claim 1, when the current flowing through the coil of the induction motor is detected and the command voltage is corrected in accordance with the polarity of the current, the voltage is zero. In the dead time compensation method for detecting a zero current when the detected current exists for a predetermined time in the zero current detection width having a predetermined value width with respect to, and correcting the command voltage using the zero current. The feature is that the zero current detection width is adjusted, and when the inverter has a high capacity and the induction motor has a small capacity, the dead time can be compensated without the primary current all entering the zero current detection current width.
【０００６】請求項２の発明では、請求項１の発明にお
いて、零電流検出幅の調整は、一次電流のピーク値で調
整することを特徴とする。請求項３の発明では、請求項
１の発明において、零電流検出幅の調整は、設定周波数
で調整することを特徴とし、検出電流が高調波で、実際
の電流よりも遅れて検出されても、デッドタイム補償が
できる。The invention of claim 2 is characterized in that, in the invention of claim 1, the zero current detection width is adjusted by the peak value of the primary current. According to the invention of claim 3, in the invention of claim 1, the zero current detection width is adjusted at a set frequency, and even if the detected current is a harmonic and is detected later than the actual current. The dead time can be compensated.
【０００７】請求項４の発明では、請求項１の発明にお
いて、零電流検出幅の調整は、インバータと誘導電動機
を接続する配線長で調整することを特徴とし、インバー
タと誘導電動機を接続する配線が長くなることによる電
流が乱れがおきてもデッドタイム補償ができる。請求項
５の発明では、請求項１の発明において、零電流倹出幅
の調整は、一次電流のピーク値と、設定周波数と、イン
バータと誘導電動機を接続する配線長とを夫々調整する
ことを特徴とする。According to a fourth aspect of the invention, in the first aspect of the invention, the zero current detection width is adjusted by adjusting the length of the wiring connecting the inverter and the induction motor, and the wiring connecting the inverter and the induction motor. The dead time can be compensated even if the current is disturbed due to the increase in the current. In the invention of claim 5, in the invention of claim 1, the adjustment of the zero current output width is performed by adjusting the peak value of the primary current, the set frequency, and the wiring length connecting the inverter and the induction motor, respectively. Characterize.
【０００８】請求項６の発明では、請求項１、２、３、
４、５の発明において、零電流検出幅に上限値、下限値
を設けたことを特徴とし、上限値を設けることにより、
設定周波数が基準周波数より大きくなることによって、
一次電流が零電流検出幅内に全て入ることを防ぎ、下限
値を設けることにより、零電流検出幅が零にならないの
で、デッドタイム補償ができる。In the invention of claim 6, claims 1, 2, 3,
In the inventions 4 and 5, the zero current detection width is provided with an upper limit value and a lower limit value, and by providing the upper limit value,
As the set frequency becomes higher than the reference frequency,
By preventing all the primary current from entering the zero current detection width and providing the lower limit value, the zero current detection width does not become zero, so that the dead time can be compensated.
【０００９】請求項７の発明では、請求項４、５の発明
において、インバータと誘導電動機を接続する配線長を
電流変化で検出し、それに基づいて零電流検出幅を調整
することを特徴とし、また請求項８の発明では、請求項
４、５の発明において、インバータと誘導電動機を接続
する配線長を設定し、それに基づいて零電流検出幅を調
整することを特徴とし、零電流検出幅を調整することで
配線が長くなることによる電流波形の乱れたときもデッ
ドタイム補償ができる。The invention of claim 7 is characterized in that, in the inventions of claims 4 and 5, the wiring length connecting the inverter and the induction motor is detected by a change in current, and the zero current detection width is adjusted based on that. The invention of claim 8 is characterized in that, in the inventions of claims 4 and 5, the wiring length for connecting the inverter and the induction motor is set, and the zero current detection width is adjusted based on the wiring length. By adjusting the dead time, the dead time can be compensated even when the current waveform is disturbed due to the long wiring.
【００１０】請求項９の発明では、請求項４、５、７、
８の発明において、インバータと誘導電動機を接続する
配線長より、補正電圧の値を調整することを特徴とし、
配線長を設定または検出することによって、補正電圧の
値を調整することでデッドタイム補償ができる。According to the invention of claim 9, claims 4, 5, 7,
In the invention of claim 8, the value of the correction voltage is adjusted according to the wiring length connecting the inverter and the induction motor,
Dead time compensation can be performed by adjusting or adjusting the value of the correction voltage by setting or detecting the wiring length.
【００１１】[0011]
【発明の実施の形態】以下本発明を実施形態に基づいて
説明する。まず、インバータのデッドタイム補償につい
て説明する。インバータの出力電圧は、電圧指令に従っ
て制御される。しかし、後述する原因で出力電圧は電圧
指令値に対して制御誤差を生じる。その結果、誘導電動
機の回転速度やトルクの制御特性の劣化が起こる。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below based on embodiments. First, the dead time compensation of the inverter will be described. The output voltage of the inverter is controlled according to the voltage command. However, the output voltage causes a control error with respect to the voltage command value due to the reason described later. As a result, the control characteristics of the rotation speed and torque of the induction motor deteriorate.
【００１２】例えば、誘導電動機の駆動装置に用いられ
る一般的なインバータは、図５に示すように、フライホ
イール（回生）ダイオードＤ1 〜Ｄ6 が逆並列に接続さ
れた複数相＝トランジスタなどのスイッチング素子Ｑ1
〜Ｑ6 をブリッジ接続して構成した主回路１と、この主
回路１のスイッチング素子Ｑ1 〜Ｑ6 の点弧を制御する
図示しないＰＷＭ制御回路とで構成してある。なお、主
回路１には整流回路３と平滑コンデンサ４とで三相交流
を直流に変換した電圧を電源として印加してある。For example, as shown in FIG. 5, a general inverter used in a drive device for an induction motor has a plurality of phases, such as transistors, in which flywheel (regenerative) diodes D 1 to D 6 are connected in antiparallel. Switching element Q 1
To Q 6 are bridge-connected to each other, and a main circuit 1 and a PWM control circuit (not shown) for controlling ignition of the switching elements Q 1 to Q 6 of the main circuit 1. A voltage obtained by converting a three-phase alternating current into a direct current by the rectifier circuit 3 and the smoothing capacitor 4 is applied to the main circuit 1 as a power source.
【００１３】ＰＷＭ制御回路では、図６（ｃ）に示す制
御電圧信号ａと三角波ｂとの比較によってＰＷＭ波形の
電圧指令信号を作成し、この電圧指令信号に応じて主回
路１のスイッチング素子Ｑ1 〜Ｑ6 の点弧を制御し、イ
ンバータ１の出力電圧を制御する。主回路１において、
電源（平滑コンデンサ４の両端）に直列に接続されたス
イッチング素子（例えばＱ1 とＱ2 ）の転流時に両スイ
ッチング素子が同時に点弧状態にある期間が生じると、
その期間には電源短絡状態状態となる。そこで、この電
源短絡を防止するために、一方のスイッチング素子（例
えばＱ1 ）がターンオフして他方のスイッチング素子
（例えばＱ2 ）をターンオンさせるようにしてある。こ
の点弧遅れ時間がいわゆるインバータのデッドタイムで
ある。In the PWM control circuit, a voltage command signal having a PWM waveform is created by comparing the control voltage signal a and the triangular wave b shown in FIG. 6C, and the switching element Q of the main circuit 1 is responsive to the voltage command signal. The ignition voltage of 1 to Q 6 is controlled to control the output voltage of the inverter 1. In the main circuit 1,
When a switching element (for example, Q 1 and Q 2 ) connected in series to the power source (both ends of the smoothing capacitor 4) is commutated, a period occurs in which both switching elements are simultaneously in the ignition state,
During that period, the power supply is short-circuited. Therefore, in order to prevent this power supply short circuit, one switching element (eg, Q 1 ) is turned off and the other switching element (eg, Q 2 ) is turned on. This ignition delay time is a so-called inverter dead time.
【００１４】この点を図６を用いてさらに説明する。い
ま、電流ｉが図５における矢印方向に流れる場合、制御
電圧信号ａと三角波ｂとの比較によって得られるＰＷＭ
波形に従ってトランジスタＱ1 、Ｑ2 を交互にオン、オ
フするのに際し、スイッチンング素子Ｑ1 とスイッチン
グ素子Ｑ2 との接続点ｘが、負の電位から正の電位に変
化するのは、スイッチング素子Ｑ1 のデッドタイムＴD
だけ遅れる。逆に、電流ｉが図１の矢印と反対方向に流
れる場合には、接続点ｘが正の電位か負の電位に変化す
るまでに、スイッチング素子Ｑ2 のデッドタイムＴDだ
け遅れる。その結果、図６（ｄ）に太い実線で示す希望
の波形に対して、図中斜線で示す部分がデッドタイムＴ
Dによりなくなったり、一部追加されたりして、図６
（ｆ）に示す波形となってしまう。これは、図６（ｅ）
に示すデッドタイムＴDの幅のパルス状電圧が逆極性で
加わったものと等価となる。従って、インバータの出力
電圧は上記パルス状電圧により低下する。This point will be further described with reference to FIG. Now, when the current i flows in the direction of the arrow in FIG. 5, the PWM obtained by comparing the control voltage signal a and the triangular wave b
When the transistors Q 1 and Q 2 are alternately turned on and off according to the waveform, the connection point x between the switching element Q 1 and the switching element Q 2 changes from a negative potential to a positive potential due to switching. Dead time T D of element Q 1
Just delayed. On the contrary, when the current i flows in the direction opposite to the arrow in FIG. 1, the dead time T D of the switching element Q 2 is delayed until the connection point x changes to a positive potential or a negative potential. As a result, with respect to the desired waveform shown by the thick solid line in FIG. 6D, the shaded portion in the drawing shows the dead time T.
Or lost by D, and or added partially, Figure 6
The waveform becomes as shown in (f). This is shown in FIG.
It is equivalent to a pulsed voltage having a width of dead time T D shown in FIG. Therefore, the output voltage of the inverter is lowered by the pulse voltage.
【００１５】上記パルス状電圧は、図６（ａ）に示す回
転磁束より角度φだけ位相が進んだ電流ｉの極性と関係
がある。この角度φは図７に示すｄ軸電流（励磁電流）
とｑ軸電流（トルク電流）のなす角度φである。ここ
で、電流ｉが正のときはパルス状電圧が負、電流ｉが負
の時はパルス状電圧が正である。このパルス状電圧は方
形波電圧に近似でき、その振幅△Ｖは、△Ｖ＝Ｅｄ×ｔ
ｄ×ｆｃ（Ｅｄはパルス状電圧、ｔｄはパルス幅、ｆｃ
は周波数）となる。そこで、その電流ｉの極性に応じ
て、近似された方形波電圧（補正電圧）を加えることに
より、電流ｉが零と検出されたときに今まで補正してい
た極性と反対極性の方形波電圧（補正電圧）を加える。
ただし、零電流のときの補正は、電流ｉが零と検出され
たときに、今まで補正していた極性と反対の方形波電圧
（補正電圧）を加える。このようにしてインバータのデ
ッドタイムによる出力電圧の低下を防止する補償を行っ
ている。The pulsed voltage is related to the polarity of the current i whose phase advances by an angle φ from the rotating magnetic flux shown in FIG. 6 (a). This angle φ is the d-axis current (excitation current) shown in FIG.
And the q-axis current (torque current). Here, the pulsed voltage is negative when the current i is positive, and the pulsed voltage is positive when the current i is negative. This pulsed voltage can be approximated to a square wave voltage, and its amplitude ΔV is ΔV = Ed × t
d × fc (Ed is pulse voltage, td is pulse width, fc
Is the frequency). Therefore, by applying an approximated square wave voltage (correction voltage) according to the polarity of the current i, a square wave voltage having the opposite polarity to the polarity that has been corrected so far when the current i is detected as zero. (Correction voltage) is applied.
However, when the current i is detected to be zero, the correction when the current is zero is performed by adding a square wave voltage (correction voltage) opposite to the polarity that has been corrected so far. In this way, compensation is performed to prevent the output voltage from decreasing due to the dead time of the inverter.
【００１６】次に本発明の基本である零電流検出とデッ
ドタイム補償について説明する。まず電流が始めると、
その電流を電流検出器で検出して電流の極性を決定し、
その極性を用いて補正電圧の極性を決定するが、その電
流の極性の検出方法は、電流検出器で検出した電流にノ
イズの影響があることを考慮して、図８のように零電流
検出幅を設け、ヒステリシスを持たせている。図８の
（ｂ）は同図（ａ）の枠イ内の拡大図である。いま、図
９のように、検出電流が正極性から負極性に流れている
ものとする。検出電流が零電流検出幅内に入ったときか
ら、ある時間連続してこの零電流検出時間内に存在した
とき、零電流であるとして検出する。このある時間のこ
とを零電流検出時間と呼ぷ。次に、検出電流がある時間
連続して零電流検出幅外の負極性側に存在したなら、負
電流であると検出する。このある時間のことを、正負電
流検出時間と呼ぶ。さらに負電流が検出されてから、あ
る時間連続して検出電流が零、電流検出幅内に存在しな
い限り、負電流であるとして検出する。この時間のこと
を正負電流保持時間と呼ぶ。ここで、検出電流にノイズ
が入ったときには、図１０のような方法で、零電流およ
び正負電流を検出する。つまりは、一旦零電流検出幅内
に検出電流が入って、零電流検出時間を経過する前に、
零電流検出幅外のノイズが入った場合には、ノイズが入
った時点から新たに零電流検出時間を計り直す。また、
正負電流検出時間にも、零電流検出幅内のノイズが入っ
た場合、新たに正負電流検出時間を計り直す。この場
合、より速く零電流を検出し、正負電流保持時間を長く
することが望ましい。その一つの方法として、図１１の
ように、零電流検出時間および正負電流保持時間では、
ノイズを無視し、正負電流検出時間では、その時間を計
り直す。Next, zero current detection and dead time compensation, which are the basis of the present invention, will be described. First, when the current starts,
The current is detected by the current detector to determine the polarity of the current,
The polarity of the correction voltage is determined using the polarity, but the method of detecting the polarity of the current is such that the current detected by the current detector is affected by noise and zero current detection is performed as shown in FIG. It has a width and has hysteresis. FIG. 8B is an enlarged view of the inside of the frame A of FIG. Now, as shown in FIG. 9, it is assumed that the detected current is flowing from the positive polarity to the negative polarity. When the detected current is within the zero current detection width and has been continuously within this zero current detection time for a certain time, it is detected as a zero current. This certain time is called the zero current detection time. Next, if the detected current is present on the negative polarity side outside the zero current detection width for a certain period of time, it is detected as a negative current. This certain time is called a positive / negative current detection time. Further, after the negative current is detected, it is detected as a negative current unless the detected current is zero for a certain period of time continuously and is not within the current detection width. This time is called a positive / negative current holding time. Here, when noise is included in the detected current, the zero current and the positive and negative currents are detected by the method shown in FIG. In other words, once the detected current enters the zero current detection width and before the zero current detection time elapses,
When noise outside the zero current detection range is entered, the zero current detection time is newly measured from the time when the noise is entered. Also,
If noise within the zero current detection width is included in the positive / negative current detection time, the positive / negative current detection time is newly measured. In this case, it is desirable to detect the zero current faster and lengthen the positive / negative current holding time. As one of the methods, as shown in FIG. 11, in the zero current detection time and the positive and negative current holding time,
Ignore the noise and re-measure the positive / negative current detection time.
【００１７】以上の説明では検出電流が正極性から負極
性に流れる場合について説明したが、検出電流が負極性
から正極性に流れるときも同様の処理を行う。これによ
り、正電流の時は正の補正電圧を、負電流の時は負の補
正電圧を、零電流のときは、正電流から零電流になった
とき負の補正電圧を、負電流から零電流になったとき正
の補正電圧をすることにより図１２のようにデッドタイ
ム補償ができる。図１２（ａ）中細線イは補正されてい
ない指令電圧を示し、太線ロは補正された指令電圧を示
し、ΔＶは補正電圧を示す。図１２（ｂ）は一次電流を
示す。これが電流による補正である。In the above description, the case where the detected current flows from the positive polarity to the negative polarity has been described, but the same processing is performed when the detected current flows from the negative polarity to the positive polarity. As a result, a positive correction voltage is applied when the current is positive, a negative correction voltage is applied when the current is negative, a negative correction voltage is applied when the positive current changes to zero when the current is zero, and Dead time compensation can be performed as shown in FIG. 12 by applying a positive correction voltage when a current is reached. In FIG. 12 (a), the thin line a shows the uncorrected command voltage, the thick line b shows the corrected command voltage, and ΔV shows the corrected voltage. FIG. 12B shows the primary current. This is correction by current.
【００１８】次に、本発明の実施形態を図１に示す具体
構成に基づいて説明する。本実施形態の構成は、設定周
波数に比例した指令電圧Ｖに変換し出力するＶ／Ｆ変換
器５と、設定周波数を積分して電圧の位相角θを求める
位相角演算器１２と、交流の電圧基準Ｖｕ* ，Ｖｖ* ，
Ｖｗ* を出力する交流電圧演算器１３と、電圧基準Ｖｕ
* ，Ｖｖ* ，Ｖｗ* を基に、ＰＷＭ制御を行い、誘導電
動機２を駆動するトランジスタ等のスイッチング素子で
構成されたインバータ１と、三相の電流ｉｕ，ｉｖ，ｉ
ｗを検出する検出器６と、検出器６から出力される三相
電流ｉｕ，ｉｖ，ｉｗから絶対値の最大値を一次電流ピ
ーク値として後記の零電流検出幅演算器１１に出力する
一次電流ピーク値演算器７と、三相の電流からインバー
タ１と誘導電動機２の配線長を検出する配線長検出器８
と、配線長検出器８で検出された配線長或いは外部から
設定された配線長を記憶しておく記憶器９と、設定周波
数ωｒ* を設定且つ記憶し、Ｖ／Ｆ変換器５と位相角演
算器１２と零電流検出幅演算器１１へ設定周波数ωｒ*
を出力する周波数設定器１０と、設定周波数ωｒ*及び
一次電流ピーク値及び配線長から零電流検出幅を演算
し、交流電圧演算器１３に出力する零電流検出幅演算器
１１とから構成される。Next, an embodiment of the present invention will be described based on the specific configuration shown in FIG. The configuration of this embodiment includes a V / F converter 5 that converts and outputs a command voltage V proportional to a set frequency, a phase angle calculator 12 that integrates the set frequency to obtain a phase angle θ of the voltage, and an AC Voltage reference Vu * , Vv * ,
AC voltage calculator 13 that outputs Vw * and voltage reference Vu
Based on * , Vv * , Vw * , PWM control is performed, and the inverter 1 constituted by switching elements such as transistors for driving the induction motor 2 and the three-phase currents iu, iv, i
A primary current that is output to a zero current detection width calculator 11 to be described later with the detector 6 that detects w and the maximum absolute value from the three-phase currents iu, iv, and iw output from the detector 6 as the primary current peak value. A peak value calculator 7 and a wire length detector 8 for detecting the wire lengths of the inverter 1 and the induction motor 2 from the three-phase currents.
And a storage device 9 for storing the wiring length detected by the wiring length detector 8 or the wiring length set from the outside, and setting and storing the set frequency ωr * , and the V / F converter 5 and the phase angle. Set frequency ωr * to calculator 12 and zero current detection width calculator 11
And a zero current detection width calculator 11 that calculates a zero current detection width from the set frequency ωr *, the primary current peak value and the wiring length, and outputs the calculated zero current detection width to the AC voltage calculator 13. .
【００１９】而して零電流検出幅は、零電流検出幅演算
器１１で次のように演算される。つまり零電流検出幅演
算器１１は図２に示す如く、一次電流ピーク値演算器７
から出力された一次電流のピーク値と、周波数設定器１
０から出力される設定周波数ωｒ* と、記憶器９から出
力される配線長と、あらかじめ設定されている基準周波
数と基準配線長と上下限値から式（１）を基に求める。
図２中イは式（１）による演算値を示す。The zero current detection width is calculated by the zero current detection width calculator 11 as follows. That is, as shown in FIG. 2, the zero current detection width calculator 11 is the primary current peak value calculator 7
Peak value of the primary current output from the frequency setter 1
Based on the equation (1), the set frequency ωr * output from 0, the wiring length output from the memory 9, the preset reference frequency, the reference wiring length, and the upper and lower limit values are calculated.
In FIG. 2, a indicates the calculated value by the equation (1).
【００２０】[0020]
【数１】 [Equation 1]
【００２１】（１） この零電流検出幅を用いて、上述したデッドタイム補償
を行う。また、配線長を考慮しないデッドタイム補償を
行うと、一次電流は配線長が短い場合には図３（ａ）の
ようになり、配線長が短い場合には図３（ｂ）のように
なる。そこで、配線長を検出する方法であるが、図４
（ａ）に示すようにデッドタイム補償をしない指令電圧
に基づく電圧を誘導電動機２に印加し、指令電圧が零に
なってから一次電流が零になるまでの時間を配線長検出
器８で検出し、その時間と定数を乗算することにより求
める（図４（ｂ）は配線長の短い場合の一次電流を、ま
た図４（ｃ）は配線長の長い場合の一次電流を示し、上
記時間はこれら図で示すＡ部分の時間である）。(1) The dead time compensation described above is performed using this zero current detection width. Also, when dead time compensation is performed without considering the wiring length, the primary current becomes as shown in FIG. 3A when the wiring length is short, and as shown in FIG. 3B when the wiring length is short. . Therefore, the method of detecting the wiring length is shown in FIG.
As shown in (a), a voltage based on a command voltage without dead time compensation is applied to the induction motor 2, and the time from when the command voltage becomes zero until the primary current becomes zero is detected by the wiring length detector 8. Then, it is determined by multiplying the time by a constant (FIG. 4B shows the primary current when the wiring length is short, and FIG. 4C shows the primary current when the wiring length is long. It is the time of the A part shown in these figures).
【００２２】また、配線長によって、 （配線長一基準配線長）／基準配線長×補正電圧 の式から求めた補正電圧を加えることでも、配線長が長
くなってもドッドタイムア補償がうまくできる。Also, depending on the wiring length, by adding the correction voltage obtained from the formula of (wiring length-reference wiring length) / reference wiring length × correction voltage, the Dodtimer compensation can be performed well even if the wiring length becomes long.
【００２３】[0023]
【発明の効果】請求項１の発明は、誘導電動機のコイル
に流れる電流を検出し、電流の極性に応じて指令電圧を
補正する際、零を中心として所定値の幅を持たせた零電
流検出幅に検出電流が所定時間存在するとき、零電流で
あると検知し、その零電流を用いて指令電圧の補正を行
うデッドタイム補償方法において、零電流検出幅を調整
するので、インバータが高容量で誘導電動機がリ小容量
の場合、一次電流が全て零電流検出電流幅の中に入って
しまうことなく確実にデッドタイム補償ができるという
効果がある。According to the first aspect of the present invention, when the current flowing through the coil of the induction motor is detected and the command voltage is corrected according to the polarity of the current, a zero current having a predetermined value width around zero is provided. When the detection current exists in the detection width for a predetermined time, it is detected as a zero current, and the zero current detection width is adjusted in the dead time compensation method in which the zero voltage is used to correct the command voltage. When the capacity of the induction motor is small, there is an effect that the dead time can be surely compensated without the primary current all entering the zero current detection current width.
【００２４】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、零電流検出幅の調整は、一次電流のピーク値で調整
するもので、請求項１の発明と同様にインバータが高容
量で誘導電動機がリ小容量の場合、一次電流が全て零電
流検出電流幅の中に入ってしまうことなくデッドタイム
補償ができるという効果がある。請求項３の発明は、請
求項１の発明において、零電流検出幅の調整は、設定周
波数で調整するので、検出電流が高調波で、実際の電流
よりも遅れて検出されても、デッドタイム補償ができる
という効果がある。According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the zero current detection width is adjusted by the peak value of the primary current. When the electric motor has a small capacity, there is an effect that the dead time can be compensated without the primary current all entering the zero current detection current width. According to the invention of claim 3, in the invention of claim 1, since the adjustment of the zero current detection width is performed at the set frequency, the dead time is detected even if the detected current is a harmonic and is detected later than the actual current. The effect is that compensation can be made.
【００２５】請求項４の発明は、請求項１の発明におい
て、零電流検出幅の調整は、インバータと誘導電動機を
接続する配線長で調整するので、インバータと誘導電動
機を接続する配線が長くなることによる電流が乱れがお
きてもデッドタイム補償ができるという効果がある。請
求項５の発明は、請求項１の発明において、零電流倹出
幅の調整は、一次電流のピーク値と、設定周波数と、イ
ンバータと誘導電動機を接続する配線長とを夫々調整す
るので、請求項１乃至請求項４の奏する効果がある。According to the invention of claim 4, in the invention of claim 1, the adjustment of the zero current detection width is performed by adjusting the length of the wiring connecting the inverter and the induction motor, so that the wiring connecting the inverter and the induction motor becomes long. There is an effect that the dead time can be compensated even if the current is disturbed. In the invention of claim 5, in the invention of claim 1, the adjustment of the zero current output width adjusts the peak value of the primary current, the set frequency, and the wiring length connecting the inverter and the induction motor, respectively. The effects of claims 1 to 4 are obtained.
【００２６】請求項６の発明は、請求項１、２、３、
４、５の発明において、零電流検出幅に上限値、下限値
を設けたので、上限値を設けることにより、設定周波数
が基準周波数より大きくなることによって、一次電流が
零電流検出幅内に全て入ることを防ぎ、下限値を設ける
ことにより、零電流検出幅が零にならないので、デッド
タイム補償ができるという効果がある。The invention of claim 6 is the invention of claims 1, 2, 3,
In the inventions of 4 and 5, since the upper limit value and the lower limit value are provided for the zero current detection width, by setting the upper limit value, the set frequency becomes higher than the reference frequency, so that the primary current is entirely within the zero current detection width. Since the zero current detection width does not become zero by preventing the entry and setting the lower limit value, there is an effect that the dead time can be compensated.
【００２７】請求項７の発明は、請求項４、５の発明に
おいて、インバータと誘導電動機を接続する配線長を電
流変化で検出し、それに基づいて零電流検出幅を調整す
るので、また請求項８の発明は、請求項４、５の発明に
おいて、インバータと誘導電動機を接続する配線長を設
定し、それに基づいて零電流検出幅を調整するので、零
電流検出幅を調整することで配線が長くなることによる
電流波形の乱れたときもデッドタイム補償ができるとい
う効果がある。According to a seventh aspect of the present invention, in the inventions of the fourth and fifth aspects, the wire length connecting the inverter and the induction motor is detected by a change in current and the zero current detection width is adjusted based on the change in current. According to the invention of claim 8, in the invention of claims 4 and 5, the wiring length for connecting the inverter and the induction motor is set, and the zero current detection width is adjusted based on the wiring length. Therefore, the wiring is adjusted by adjusting the zero current detection width. There is an effect that dead time can be compensated even when the current waveform is disturbed due to the lengthening.
【００２８】請求項９の発明は、請求項４、５、７、８
の発明において、インバータと誘導電動機を接続する配
線長より、補正電圧の値を調整するので、配線長を設定
または検出することによって、補正電圧の値を調整する
ことでデッドタイム補償ができるという効果がある。The invention of claim 9 is the invention of claims 4, 5, 7, and 8.
In the invention, since the value of the correction voltage is adjusted depending on the wiring length connecting the inverter and the induction motor, the dead time can be compensated by adjusting the value of the correction voltage by setting or detecting the wiring length. There is.
【図１】本発明の実施形態の構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of an embodiment of the present invention.
【図２】同上の零電流検出幅の説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of a zero current detection width of the above.
【図３】同上の配線長の違いによる一次電流の説明図で
ある。FIG. 3 is an explanatory diagram of a primary current due to a difference in wiring length in the above.
【図４】同上の配線長の検出方法の説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of a wiring length detecting method of the above.
【図５】インバータの主回路の回路図である。FIG. 5 is a circuit diagram of a main circuit of an inverter.
【図６】同上の動作説明図である。FIG. 6 is an operation explanatory view of the above.
【図７】電流を励磁電流とトルク電流とに分離した場合
の説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram when the current is separated into an exciting current and a torque current.
【図８】零電流の検出方法の説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram of a zero current detection method.
【図９】具体的な零電流の検出方法の説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram of a specific zero current detection method.
【図１０】具体的な零電流の検出方法の説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram of a specific zero current detection method.
【図１１】具体的な零電流の検出方法の説明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram of a specific zero current detection method.
【図１２】一次電流と補正電圧の関係説明図である。FIG. 12 is an explanatory diagram of a relationship between a primary current and a correction voltage.
１ インバータ ２ 誘導電動機 ５ Ｖ／Ｆ変換器 ６ 検出器 ７ 一次電流ピーク値演算器 ８ 配線長検出器 ９ 記憶器 １０ 周波数設定器 １１ 零電流検出幅演算器 １２ 位相角演算器 １３ 交流電圧演算器 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Inverter 2 Induction motor 5 V / F converter 6 Detector 7 Primary current peak value calculator 8 Wiring length detector 9 Memory 10 Frequency setting device 11 Zero current detection width calculator 12 Phase angle calculator 13 AC voltage calculator
─────────────────────────────────────────────────────
─────────────────────────────────────────────────── ───
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成８年１月８日[Submission date] January 8, 1996
【手続補正１】[Procedure amendment 1]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００１６[Correction target item name] 0016
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【００１６】次に本発明の基本である零電流検出とデッ
ドタイム補償について説明する。まず電流が流れ始める
と、その電流を電流検出器で検出して電流の極性を決定
し、その極性を用いて補正電圧の極性を決定するが、そ
の電流の極性の検出方法は、電流検出器で検出した電流
にノイズの影響があることを考慮して、図８のように零
電流検出幅を設け、ヒステリシスを持たせている。図８
の（ｂ）は同図（ａ）の枠イ内の拡大図である。いま、
図９のように、検出電流が正極性から負極性に流れてい
るものとする。検出電流が零電流検出幅内に入ったとき
から、ある時間連続してこの零電流検出時間内に存在し
たとき、零電流であるとして検出する。このある時間の
ことを零電流検出時間と呼ぶ。次に、検出電流がある時
間連続して零電流検出幅外の負極性側に存在したなら、
負電流であると検出する。このある時間のことを、正負
電流検出時間と呼ぶ。さらに負電流が検出されてから、
ある時間連続して検出電流が零、電流検出幅内に存在し
ない限り、負電流であるとして検出する。この時間のこ
とを正負電流保持時間と呼ぶ。ここで、検出電流にノイ
ズが入ったときには、図１０のような方法で、零電流お
よび正負電流を検出する。つまりは、一旦零電流検出幅
内に検出電流が入って、零電流検出時間を経過する前
に、零電流検出幅外のノイズが入った場合には、ノイズ
が入った時点から新たに零電流検出時間を計り直す。ま
た、正負電流検出時間にも、零電流検出幅内のノイズが
入った場合、新たに正負電流検出時間を計り直す。この
場合、より速く零電流を検出し、正負電流保持時間を長
くすることが望ましい。その一つの方法として、図１１
のように、零電流検出時間および正負電流保持時間で
は、ノイズを無視し、正負電流検出時間では、その時間
を計り直す。Next, zero current detection and dead time compensation, which are the basis of the present invention, will be described. First, when the current starts to flow , the current detector detects the current and determines the polarity of the current, which is used to determine the polarity of the correction voltage. In consideration of the influence of noise on the current detected in step 1, the zero current detection width is provided as shown in FIG. 8 to provide hysteresis. FIG.
(B) is an enlarged view in the frame (a) of FIG. Now
As shown in FIG. 9, it is assumed that the detection current flows from the positive polarity to the negative polarity. When the detected current is within the zero current detection width and has been continuously within this zero current detection time for a certain time, it is detected as a zero current. That this is time zero current detection time and hump. Next, if the detected current is on the negative polarity side outside the zero current detection width for a certain period of time,
Detects negative current. This certain time is called a positive / negative current detection time. After negative current is detected,
Unless the detected current is zero for a certain period of time continuously and does not exist within the current detection width, it is detected as a negative current. This time is called a positive / negative current holding time. Here, when noise is included in the detected current, the zero current and the positive and negative currents are detected by the method shown in FIG. In other words, if the detected current enters the zero current detection width once and noise outside the zero current detection width enters before the zero current detection time elapses, a new zero current is added from the time when the noise enters. Measure the detection time again. Also, when noise within the zero current detection width is included in the positive / negative current detection time, the positive / negative current detection time is newly measured. In this case, it is desirable to detect the zero current faster and lengthen the positive / negative current holding time. As one of the methods, FIG.
As described above, noise is ignored in the zero current detection time and the positive / negative current holding time, and the times are remeasured in the positive / negative current detection time.
【手続補正２】[Procedure amendment 2]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００２２[Correction target item name] 0022
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【００２２】また、配線長によって、 （配線長一基準配線長）／基準配線長×補正電圧 の式から求めた補正電圧を加えることでも、配線長が長
くなってもデッドタイム補償がうまくできる。Further, depending on the wiring length, the dead time can be well compensated even if the wiring length becomes long by adding the correction voltage obtained from the formula of (wiring length-reference wiring length) / reference wiring length × correction voltage.
Claims (9)
し、電流の極性に応じて指令電圧を補正する際、零を中
心として所定値の幅を持たせた零電流検出幅に検出電流
が所定時間存在するとき、零電流であると検知し、その
零電流を用いて指令電圧の補正を行うデッドタイム補償
方法において、零電流検出幅を調整することを特徴とす
るインバータのデッドタイム補償方法。1. When a current flowing through a coil of an induction motor is detected and a command voltage is corrected according to the polarity of the current, the detected current has a predetermined value in a zero current detection width having a predetermined value width around zero. A dead time compensating method for an inverter, characterized by adjusting a zero current detection width in a dead time compensating method for detecting a zero current when the time exists and correcting the command voltage using the zero current.
値で調整することを特徴とする請求項１記載のインバー
タのデッドタイム補償方法。2. The dead time compensation method for an inverter according to claim 1, wherein the zero current detection width is adjusted by the peak value of the primary current.
することを特徴とする請求項１記載のインバータのデッ
ドタイム補償方法。3. The method for compensating dead time of an inverter according to claim 1, wherein the zero current detection width is adjusted at a set frequency.
電動機を接続する配線長で調整することを特徴とする請
求項１記載のインバータのデッドタイム補償方法。4. The dead time compensating method for an inverter according to claim 1, wherein the zero current detection width is adjusted by adjusting a wiring length connecting the inverter and the induction motor.
値と、設定周波数と、インバータと誘導電動機を接続す
る配線長とを夫々調整することを特徴とする請求項１記
載のインバータのデッドタイム補償方法。5. The inverter according to claim 1, wherein the zero current output width is adjusted by adjusting a peak value of the primary current, a set frequency, and a wiring length connecting the inverter and the induction motor, respectively. Dead time compensation method.
とを特徴とする請求項１、２、３、４、５記載のインバ
ータのデッドタイム補償方法。6. The method for compensating the dead time of an inverter according to claim 1, wherein the zero current detection width is provided with an upper limit value and a lower limit value.
を電流変化で検出し、それに基づいて零電流検出幅を調
整することを特徴とする請求項４、５記載のインバータ
のデッドタイム補償方法。7. The method for compensating for dead time of an inverter according to claim 4, wherein the wire length connecting the inverter and the induction motor is detected by a change in current, and the zero current detection width is adjusted based on the detected value.
を設定し、それに基づいて零電流検出幅を調整すること
を特徴とする請求項４、５記載のインバータのデッドタ
イム補償方法。8. A method for compensating an inverter dead time according to claim 4, wherein the wiring length for connecting the inverter and the induction motor is set, and the zero current detection width is adjusted based on the wiring length.
より、補正電圧の値を調整することを特徴とする請求項
４、５、７、８記載のインバータのデッドタイム補償
法。9. A method of compensating an inverter dead time according to claim 4, wherein the value of the correction voltage is adjusted according to the length of the wiring connecting the inverter and the induction motor.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19333895A JP3206866B2 (en) | 1995-07-28 | 1995-07-28 | Inverter dead time compensation method |
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|---|---|---|---|
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|---|---|
| JPH0947039A true JPH0947039A (en) | 1997-02-14 |
| JP3206866B2 JP3206866B2 (en) | 2001-09-10 |
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| JP (1) | JP3206866B2 (en) |
Cited By (5)
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| JP2003033043A (en) * | 2001-07-18 | 2003-01-31 | Ebara Densan Ltd | Inverter device |
| JP2003047256A (en) * | 2001-07-27 | 2003-02-14 | Ebara Densan Ltd | Inverter device |
| WO2008053538A1 (en) * | 2006-10-31 | 2008-05-08 | Mitsubishi Electric Corporation | Power converter |
| JP2018125955A (en) * | 2017-01-31 | 2018-08-09 | 三菱電機株式会社 | Motor control device |
| JP2020031468A (en) * | 2018-08-21 | 2020-02-27 | 東芝シュネデール・インバータ株式会社 | Electric power conversion apparatus |
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1995
- 1995-07-28 JP JP19333895A patent/JP3206866B2/en not_active Expired - Fee Related
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| JP2020031468A (en) * | 2018-08-21 | 2020-02-27 | 東芝シュネデール・インバータ株式会社 | Electric power conversion apparatus |
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