JPS611295A - 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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Publication number
JPS611295A
JPS611295A JP59120601A JP12060184A JPS611295A JP S611295 A JPS611295 A JP S611295A JP 59120601 A JP59120601 A JP 59120601A JP 12060184 A JP12060184 A JP 12060184A JP S611295 A JPS611295 A JP S611295A
Authority
JP
Japan
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time
motor
modulation
pulse
timer
Prior art date
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Pending
Application number
JP59120601A
Other languages
English (en)
Inventor
Takayoshi Nishikawa
西川 隆義
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.)
Denso Corp
Original Assignee
NipponDenso Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by NipponDenso Co Ltd filed Critical NipponDenso Co Ltd
Priority to JP59120601A priority Critical patent/JPS611295A/ja
Publication of JPS611295A publication Critical patent/JPS611295A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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
    • 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
    • H02P23/00Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by a control method other than vector control
    • H02P23/0077Characterised by the use of a particular software algorithm

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

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〕 本発明は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量に変換し、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(
PWM)L、、そのPWM信号をインi<−夕にて交流
信号に変換して前記交流電動機の作動を制御している。
この際、前記インバータにおけるパワースイッチ素子間
のア−ム短絡などの問題が生してしまうことがある。
〔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、交流電動機のパル
ス幅変調による通電制御において、インバータによる交
流変換時のアーム短絡を簡単な構成にて防止することを
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、交流電動機のパルス変開制御に
おいて、所定周期毎に制御信号をその大きさに対応した
パルス幅の第1変調パルスおよびその位相を反転させた
第2変調パルスに変換するパルス変調手段と、この第1
.第2変開パルスの切換わり時にそれぞれ余裕時間を介
挿する補正手段とを(Ji!え、その後にインバータに
て交流信号に変換して前記交流電動機に加えるようにし
ている。
〔実施例〕
以−ト、本発明を図に示す一実施例を挙げ説明する。第
1図は、その全体構成を示ずブロック線図であり、予め
定めた交流電動機の制御プログラムにtjLってラフl
ウェアによるディジタル演算処理、i / oポート処
理などを実行するマイクロコンピュータを用いている。
第2図は前記フロック線図の各信号のタイミングの波形
図を示す。第3図は内部クロックパルスが入力される毎
に実行するタイマー割込プログラムのフローチャートを
示す。
第1図は制御回路部とパワ一部より構成されている。パ
ワ一部は一般的なインバータ20および交流電動機30
より構成されインバータ内の1相分のパワースイッチン
グ素子としてSlと82を代表としてとりあげることに
する。
制御回路10において、タイマaはマイクロコンピュー
タ(以下マイコンと称する)内蔵のクロックO0が入力
する毎に、タイマ割込を受けつけ、タイマカウントデー
タD1を出力する機能を持つ。
CPUおよびメモリbは交流電動機30を駆動するのに
必要な制御演算および必要なデータの記憶する機能をも
つ。i / oボートcはパワースイッチ素子Sl用の
PWM制御信号3およびパワースイッチ素子S2のSW
M制御信号4を余裕時間を考慮して、同時にオン(アー
ム短絡)しないようGご、オン・オフ制御するものであ
る。
以下、第2図のタイミングを示す波形図、第3図(81
,(blのフローチャー1−を用いて動作説明をする。
第2図の期間1に注目して説明すると、内部り1コツク
の発生ずるタイマー割込信号0が人力される毎に、第3
図(81のタイマー割込ルーチンを実行して、予め設定
したPWM周期T内の時間をカウントするインターバル
タイマのカウンタデータD1をメモリ上に割付はソフト
ウェアで作っている。時刻TIの直前で予め設けた制御
プログラムによって交流電動機30の駆動のための各種
制御演算を行ないPWM時間時間データ全2定し、期間
1 (時刻1゛1からT3までの期間)内で前記算出デ
ータD2をメモリ上にストアしておく。マイコンで、タ
イマ割込信号0が入力する毎に、第3図ta+のタイマ
割込ルーチンを実行し時刻T1では、タイマカウントデ
ータD1はクリアされている。
またパワースイッチ素子Sl、32などに必要な余裕時
間TO,PWM周期Tなどは予め設定しておく。第3図
fatのタイマ割込ルーチンを実行して、PWM制御信
号3.4を発生させ、第3図(b)のメインルーチンを
実行して、交流電動機30の各種制御演算後、PWM時
間時間データ全2出している。
以下、第3図のフローチャートを用いて期間1内の動作
説明をする。時刻T1よりクロックが入力される毎にタ
イマ割込ルーチンが実行スタートする。ステ、ツブ30
1で、タイマカウンタデータD1を「1」だけカウント
アツプする。ステップ302は、タイマカウンタデータ
D1が予め設定したパワースイッチ素子S1に必要な余
裕時間TOに達したかを判定し、達した場合(時刻1+
)は、ステップ307で前記パワースイッチS1に必要
なPWM制御信号3をオンし、ステップ303へ進む。
達しない場合も、ステップ303へ進む。ステップ30
3で、タイマカウンタデータDIがPWM時間時間デー
タ全2したかを判定し、達した場合(時刻L2)は、ス
テップ308で前記PWM制御信号3をオフし、ステッ
プ304へ進む。達しない場合もステップ304へ進む
ステップ304では、タイマカウンタデータD1がPW
M時間データD2と前記余裕時間Toとの和の時間時刻
t3に達したかをV11定し、達した場合はステップ3
09で、前記パワースイッチS2に必要なPWM制御信
号4をオンし、ステップ305−進む。達しない場合も
ステップ305へ進む。ステップ305では、タイマカ
ウンタデータDIが前記PWM周期1゛に達したかを判
定し、達しない場合はステップ310へ進む。達した場
合はステップ306で前記1)WM制御信号4をオフし
、タイマカウンタデータD1をクリアし、次の期間2の
インターバルタイマとして準備をする。
期間2の直前で制御演算により予め求めたPWM時間デ
ータD2’をメモリD2にストアし、次の期間2で使用
できるようセットしておく。ステップ310で本タイマ
割込を完了する。
次に、第3図(blのメインルーチンを説明する。
マイコンのハートリセット信号が入力されると本ルーチ
ンがスタートする。ステップ401で、イニシャル状態
をセントするために、予めPWM周期′r、余裕時間ゴ
0を設定し、タイマカウンタデータをクリアして、タイ
マ割込を許可する。
ステップ402では、前記タイマ割込にてカウントされ
るタイマカウンタデータD1が次の期間2(時刻T3)
の直前の時刻1゛2に達したかどうかを判定し、達した
場合は、交流電動tJ130の駆動のための各種制御演
算を実行し、次の期間2で使用するためPWM時間デー
タD2’を算出する。
達しない場合は達するまで、ステップ402をループし
時間待ち状態となる。
なお、前記PWM周期Tおよび前記余裕時間TOはメモ
リに格納しているデータを書替えるだけでフレキシブル
に変更でき、設計の自由度が広がる。また余裕時間TO
は、一般に10〜60程度であるため、マイクロコンピ
ュータの命令実行ステップ数で時間カウントするソフト
ウェアタイマを用いてもよい。
本例は、1相分について説明したか、N (N≧2)相
交流電動機30の場合でも同様の処理をN相分実行する
ことで、N相交流電動機30の余裕時間を考慮したPW
M制御信号を発生ずるものに拡張可能である。
第2実施例を示す。第4図はそ構成図、第5図はそのタ
イミングを示す波形図、第6図はメインプログラムのフ
ローチャート、第7図はタイマ割込プログラムのフロー
チャー1−を示す。
第4図で、ワンチップマイクロコンピュータ10を用い
、第1の実施例と異なる点は、A/Dコンバータ機能を
追力旧史用し、インバータ20の直流電源に直列に電流
センサをなす電流検出抵抗40を挿入し、その両端電圧
をアンプ1〕で増幅し、Δ/ l) :rンハータI3
の入力信号5を追加使用していイ房j1である。電動匿
駆動時に、充分に大きな余裕時間、I、す、ラフ1−ウ
ェアにて順次余裕時間を減少さ一已ていき、前記電流検
出抵抗40によってアーノ・短絡を検出し、その時刻(
t o)の余裕時間、1、リアーム短絡を起こさないイ
ンバータ20のパワー増幅のダイナミックレンジが最大
にとれる最適の余裕時間を見出し、以降最適値で電動機
30を駆動するように■−】御している。
第5図にわいて、余裕時間をリザーチモートで減少させ
ており、アーム短絡の瞬時(時刻to)を検出して、ア
ーム短絡検出モード処理を行ない、短絡時の余裕時間よ
り最適な余裕時間TO+αを見出して以降前記最適余裕
時間により最適運転モー(−で電動機30を駆動する様
子を示す。
次に、第6図のメインルーチン、第7図のタイマ割込ル
ーチンを説明する。第6図のメインルーチンは、バーI
;入カリセ・ノドによってスタートする。ステップ60
1で、初期状態としてPWM周期Tをセットし、タイマ
D1をクリアし、短絡モー1−フラグFOVをクリアし
、最適運転モードFI7をクリアし、充分に大きな余裕
時間TNをセントし、ステップ602へ進む。ステップ
602でアーム短絡モードに入ったかを判定し、入らな
い場合は、ステップ603へ進む。入った場合は、ステ
ップ60Gで第7図)、テップ715の短絡時に七ノド
したアーム短船各フラグをクリアし、ステップ607で
次の最適運転モードに入ることを示ずフラグF LをF
Fにセットし、ステップ608で余裕時間′「0を最適
値(′FO+α)に設定してステップ604へ進む。ス
テップ603で、リサーチモー1−1最適運転モードに
おいてタイマ周期直前の時間]゛2に達したかを判定し
、達した場合はステップ604へ、達しない場合は、ス
テップ602へ進む。ステップ604でば電動機30を
駆動するための各種制御演算を実行し、PWMオン時間
D2’を算出し、タイマ割込を許可し、ステップ602
へ進む。
第7図のタイマ割込ルーチンは、タイマ割込が許可され
た場合に限り、クロック入力毎にスタートする。ステッ
プ701で予め設定したアーム短絡の検出電流レベルを
loとし、アンプDのアナログ電圧出力5をA/[)コ
ンバータEにて電流データlとして取込み、前記短絡検
出レベルIoに達した場合は、短絡モードに入ったもの
とし、ステップ715へ飛ぶ。達しない場合は、リサー
チモートあるいは最適運動モードとしてステップ702
へ進む。ステップ”702でタイマを+1カウント−7
ソブj−る。
ステップ703でタイマデータD1が余裕時間に達した
場合は、ステップ704でSl用PWM制御信号3をオ
ンしステップ705へ進む。達しない場合にもステップ
705へ飛び、カウンタデータDiがPWMオン時間D
2に達したかを判定し、逮した場合はステップ706で
S1用PWM制御信号3をオフしステップ707へ進む
。達しない場合はステップ707−・飛ぶ。ステップ7
07で、カウンタデータD1が前記、I)WMオン時間
D2と余裕時間TOとの和に達したかと判定し、達した
場合はステップ708でS2用PWM制御信号4をオン
し、ステップ709へ進む。達しない場合は、ステップ
709へ飛ふ。ステップ709でカウンタデータDIが
PWM周期Tに達したかを判定し、達しない場合はステ
ップ714へ飛び、達した場合はステップ710で、S
2用PWM制御信号4をオフし、タイマD1をクリア後
、次のオン時間テータD2’をD2に更新セットする。
ステップ711で、最適運転モードに入ったかを判定し
、入った場合は余裕時間Toは第6図のメインルーチン
のステップ60Bで既に求めた最適余裕時間(1゛o+
α)に固定されているために、ステップ714に飛ぶ。
入らない場合はリサーチモ−1−であるため余裕時間T
oを短絡する方向にコン1川コール−Jるよ・うに「1
」だり減少させ、ステップ714−1進みリターンする
ステップ715では、第5図時刻toのアームバj絡検
出モードに入ったため、まずSl、S2の1’ W M
制御伯’J3,4を共に強制オフし、電流を減少させる
。短絡E−−1−フラクFOVをFFにセノ1し、タイ
マ割込を禁止し、タイマデータ1〕1をクリアし゛(タ
イマを初期化する。ステップ71Gで電流値か完全に流
れなくなるまで時間待ちし、流れなくなった時点でステ
ップ714へ進む。ステップ714でタイマ割込ルーチ
ンを完了する。
以十の通り、余裕時間をラフ1−ウェアでごノン1−じ
?−ルし、最適の余裕時間を求め、それ以陸はこの最適
の余裕時間で電動機30を駆動するPWM制御信号を光
η、することが可能である。
なお、以上の実施例ではインバータ20内の直列接続し
たトランジスタ(31,S2)に短絡電流を流したが、
電流センサの抵抗値が非電に小さくし、1−ランシスタ
が破損のおそれのある場合には、まずインバータ20の
全てのトランジスタをOFFにしておき、次にトランジ
スタSl、S4を同様な方法で0N101”FL、余裕
時間探査を行ってもよい。
〔発明の効果〕
以上述べたように本発明では、交流発電機のパルス幅変
調による通電制御時に、その変調パルスのインバータに
よる交流変換時のアーム短絡を防止することができ、し
かもそのための制御装置も簡単な構成にすることかでき
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実施例を示ずブロック線図、第2
図はその各信号の波形図、第3図(at、 (blはそ
の/iif算処理全処理フローチャー1、第4図は本発
明の第2実施例を示すブロック線図、第5図はその各信
号の波形図、第6図はそのメインルーチンを示すフロー
チャート、第7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。 10・・パルス変調手段および補正手段をなすワンチッ
プマイクロコンピュータ、20・・・インバータ、30
・・・交流発電機、a・・・タイマ、b・・・cpuと
メモリ、C・・叫10ポート、40・・・電流センサを
なず電流検出抵抗。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 交流電動機に対し、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調制御装置にお
    いて、 所定周期毎に制御信号をその大きさに対応したパルス幅
    の第1変調パルスおよびその位相を反転させた第2変調
    パルスに変換するパルス変調手段と、 前記第1,第2変調パルスの切換わり時にそれぞれ余裕
    時間を介挿する補正手段と、 この余裕時間を介挿した前記第1,第2変調パスを交互
    に極性の反転する交流信号に変換して前記交流電動機に
    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。 2 特許請求の範囲第1項記載の装置において、前記補
    正手段は、 前記交流電動機に流れる電流を検出する電流センサと、 この電流センサの検出信号に基づいて限界余裕時間を求
    め、その限界余裕時間を前記第1,第2変調パルスの切
    換わり時にそれぞれ介挿する余裕時間補正手段とを設け
    る ことを特徴とする電動機パルス変調制御装置。
JP59120601A 1984-06-11 1984-06-11 電動機パルス変調制御装置 Pending JPS611295A (ja)

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Cited By (1)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5519070B1 (ja) * 2013-12-24 2014-06-11 ディエスピーテクノロジ株式会社 ゲート信号発生器を制御するコントローラおよび方法

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