JPS6122784A - 誘導電動機駆動装置の位相固定ループ制御方法と装置 - Google Patents

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】 関連出願との関係 この出願は、１９８４年７月２日出願の米国特許出願第
６２７０００号及び同第６２９９８２号と関係を有する
。

この発明は電流制御形インバータ誘導電動機駆動装置、
更に具体的に云えば、電動機電流、並びに電動機磁束と
電動１電流の間の角度を制御する電流制御形インバータ
誘導電動機駆動装置に関する。

米国特許第４２３０９７９号に記載されている様な従来
の電流制御形インバータ誘導電動機駆動装置は、直流線
路の電流、並びに電動機磁束と電動機電流の間の角度に
基づく制御を利用している。

電動機雷流−磁束量角度が、２つの自乗回路、１つの平
方根回路、３つの掛算器回路及び割算器回路を用いて、
電８１幾雷流−磁束間角度の正弦を計ｆｉｒ　？ｌ−る
ことににって、間接的に決定されるが、これではアナロ
グ形の構成が複雑で費用の高いものになる。計律で求め
たｓｉｎθを帰還信号として使って、指令されたｓｉｎ
θの角度と比較する。更に、負荷側サイリスクの点弧が
負荷角調整器の出力（ｓｉｎθ）によって制御される。

この調整器が電圧制御形発振器に信号を送り、この発振
器が６段のリング泪数器に信号を供給リ−る。リング計
数器が別の論理回路と組合さって、負荷側インバータの
サイリスクを逐次的にゲー１−する。

この発明の目的は、誘導電動機駆動装置で電動機電流−
磁束量角度を直接的に制御し、性能を犠牲にせずに、構
成を簡単にすることである。

この発明の別の目的は、電動機電流を制御し、電動機磁
束と電動機電流の間の角度が電動機の積分電圧と同期し
た位相固定ループから直接的に導き出される揚台に、こ
の角度とを制御することにより、誘導電動機駆動装置を
制御することである。

発　　明　　の　　要　　約 この発明の１面では、複数個の制御可能なスイッチを持
つ電流制御形インバータを有する誘導電動機駆動装置の
制御装置を提供する。インバータが可変周波数で大ぎさ
が可変の電流を電動機に供給する。指令速度信号及び速
度帰還信号に応答する比較手段が速度誤差信号を発生ず
る。速度誤差信号を使ってインバータ点弧角信号を決定
する。

電動機磁束信号のゼロ交差を決定し、それを利用して電
動機の基本周波数の予定の倍数のパルス信号を発生リ−
る。位相固定ループ晶１数器がこのパルス信号に同期し
ていて、基本周波数の１周期あたり予定数のカウントを
発生し、減数Ｒ１数器のクロック動作を行なう。減数計
数器には、この減数計数器が時間切れになった時に次の
制御可能なスイッチを点弧するための残り時間を装入す
る。残り時間は点弧角から決定される。インバータにあ
る制御可能なスイッチの電流の導通を検出し、点弧１５
号がこのスイッチに印加された後の、電流の導通の遅延
を決定する。この遅延を考慮に入れる様に、減数ｍ数器
に装入される時間が補償され、インバータ点弧角信号に
よって決定された時刻に電流の導通を達成づる為に、よ
り早い時刻に制御可能なスイッチを点弧する。

この発明の新規と考えられる特徴は特許請求の範囲に具
体的に記載しであるが、この発明の構成、作用及びその
他の目的並びに利点は、以下図面について説明覆る所か
ら、最もよく理解゛されよう。

発明の詳細な説明 第１図について説明すると、位相制御整流器１で構成さ
れた源側変換器を持つ誘導電動機駆動装置が外部３相電
源に結合されている。電源側変換器が直流線路のりアク
ドル５を介して、電流制御形の自動逐次転流形インバー
タ３で構成された負荷側変換器に対し、大きさが可変の
直流電流を供給する。インバータが３相誘導電動機７に
可変の大ぎさ及び可変の周波数を持つ交流電流を供給す
る様に動作する。

指令速度ωｒ８が交流電動機駆動装置の制御装置に対す
る入力信号であり、レート制限ブロック８に供給される
。レート制限ブロックの出力が加算器って速度基準信号
ω、と比較される。速度基準信号ω、は、電動機電流、
磁束及び点弧角から滑り計算器１０で滑りωＳを計算し
、加算点１１で、誘導機７に供給される電力の周波数ω
ｅからこの滑りを減算することによって発生される。加
算点９からの誤差信号が速度調整器回路１５に供給され
る。この回路は、Ｓをラブラース演算子として、ｋ（１
＋τＳ）／Ｓという伝達関数を持っている。速度調整器
１５の出力がトルク指令ＴＸである。このトルク指令が
３つの制御通路に供給される。上側通路が位相制御整流
器１の電流を制御する。

中央の制御通路が、インバータ３にあるスイッヂング装
置の点弧を制御することにより、誘導電動機７の磁束を
制御する。中央の通路は、上側及び下側通路に供給され
るトルク指令Ｔ８に対して磁束補正をする。関数ブロッ
ク２３がトルク基準信号Ｔ′を磁束指令ｖ８に変換する
。関数ブロック２３の機能は、ゼロ・トルクで一定レベ
ルの磁束を保証Ｊる為のオフセットを加える。６１４束
指令で電動機線路電圧を積分し、この信号をピーク検出
器２８に通すことによって決定される。この磁束誤差信
号が利得ブロック３１を介してリミッタ３３に供給され
る。リミッタの出力が、関数ブロック３６からのトルク
指令ＴＸの大きさと共に、加算点３５に供給される。リ
ミッタ３３の出力は、磁束が指令値と異なる時、電流指
令を調節して、１〜ルク及び指令［・ルクが両方共ゼロ
に近い場合は、上側の電流制御通路を磁束調整器に変換
する。

利得ブロック３１からの磁束誤差信号がオフセット関数
ブロック３７にも供給される。ブロック３７の出力信号
が下側の制御通路にある掛算器３９に結合される。オフ
セット関数ブロック３７は、磁束誤差信号がゼロである
時、１の出力を発生する。オフセット関数ブロック３７
の出力は、指令磁束が実際の磁束より大きい時、１より
下がって、電動機電流と磁束の間の角度を小さくし、利
用し得る電流の内のより多くを磁束発生軸に転換する。

加算点３５からの磁束補正トルク信号が関数ブロック４
１に供給される。関数ブロック４１が電流指令ｆ２を発
生し、これが加算点４３で電流帰還信号ＩＦ８と比較さ
れる。電流帰還信号は、位相制御整流器１に給電する３
本の線路の各々にある電流センサ４５から得られる。絶
対値ブロック４７が感知された３本の線路の電流を受取
り、３つの信号の大きさを表わす電流帰還信号ＩＦＢを
発生する。

電流調整器４９は、比例＋積分形調整器にすることが出
来るが、加算点４５からの電流誤差に応答して、電圧指
令信号ＶＸを発生する。電圧から点弧角への変換器５１
は、ルックアップ・テーブルとして構成することが出来
るが、電圧指令■８に応答して、点弧角指令α８を発生
する。

位相制御ザイリスタ・ブリッジに対する点弧回路は、位
相固定ループ積分器、ゼロ交差検出器、セル点弧ブロッ
ク、及び減数引数器を含んでいるが、米国特許第４４９
０８７号に記載されているものと同じである。位相制御
ザイリスタ・ブリッジに対して供給される３相線間電圧
が積分器５３で積分され、積分電圧のゼロ交差がブロッ
ク５５で決定され、それを使って、基本周波数ωｅの６
倍の周波数を持つ同期パルス列を位相固定ループ５５７
に対して供給する。線間電圧を積分する為に利用し１９
る好ましい形の装置が、米国特許第４３９９３９５号に
記載されている。この回路は、個々のザイリスタの適当
な点弧によって、各相電流が１つのく出の）相から別の
（人の）相に切換わる時間の間、相電圧の波形に現われ
る転流ノツチによって崩れた線間電圧波形を再生する様
に作用する。この発明で好ましい線間電圧の再生は、転
流ノツチを持つ少なくとも１つの積分した線間電圧と、
２つの相電流の差から取出した少なくとも１つの「デル
タ」電流に転流インダクタンスを表わす係数を乗じた信
号とを加算することによって複合波形を発生することか
らなる。

ゼロ交着信号が発生する時、位相固定ループ５７にある
時間計数器を読取る。この時点の時間Ｓ１数器の正しい
読みが判っており、実際の値及び正しい値の間の差が位
相誤差を表わし、それがソフトウェアの比例＋積分形調
整器を通る。この調整器の出力は、位相固定ループ計数
器からのクロック周波数が位相制御サイリスク・ブリッ
ジ１にｆ共給される線間電圧の基本周波数の５１２倍に
なる様に、位相固定ループ計数器に対する高周波クロッ
クを除す値を表わす。基本周波数の５１２倍の周波数で
は、角度分解能は基本周波数の０．７０３°になり、こ
れが減数計数器５９に対するクロツク周波数どしてＶ［
用覆る。指令点弧角０本がルックアップ・テーブル６１
からのヒル・Ａフレツ１〜（こ加篇される。デープル・
ルックアップにより、次に点′ｉＡリ−へきヒルの対を
表わす一変数１）　ｌ−１に基づいて、６個のオフセッ
トの内の１つが得られる。

変数１）１」は、ヒルを点弧する度に増数１−る。

この明細書では、変換器内の制御可能なスイッチ、即ら
、サイリスタをヒルと云う言葉で表わしている。包括的
に１乃至６の値をとり得る変数Ｐト１は、下記の表に示
り様に、次に点弧するセルの対を表わづものである。

Ｐｌ−１オンのセル番号 １　　　　　　　６と１ ２　　　　　　　１と２ ３　　　　　　　２と３ ４　　　　　　　３と４ ５　　　　　　　４と５ ６　　　　　　　５と６ 変換器１及び３にあるブリッジのセルは、その点弧類に
下記の様な番号がついている。

こ）でＡ相がセル１と４の間、Ｂ相がセル３と６の間、
そしてＣ相がセル５と２の間に接続される。各々の変数
Ｐ　ｌ−１は６０°の持続時間を持ち、各セルが１２０
°高周波パルス列によって点弧される。

電源側位相固定ループ５７内にある時間ム１数器の現在
カウントを加算点５８から差し引き、その結果得られた
値を減数計数器５９に装入する。減数計数器５９がゼロ
に達した時、セル点弧ブロック６５に信号が送られ、こ
のブロックが位相制御整流器１にある適当なサイリスタ
の対を点弧し、ブロック６３で変数ＰＨを増数する信号
を送出す。

下側の制御ループにある電動機雷流−磁束量角度発生器
６７がトルク指令Ｔ８を受取り、電動機電流と電１７１
機磁束の間の所望の角度を発生する。

電動機電流−磁束量角度が、利得ブロック３１からの磁
束誤差信号に応じて、掛算器３つで修正される。この結
果得られた電動機電流−磁束量角度が、電動機雷流−磁
束量角度から点弧角αへの変換器６９で、等測的な点弧
角αに変換される。点弧角αが加算器７１でルックアッ
プ・テーブル７３で決定されｌζオフセットと加算され
る。このルックアップ・テーブルは、次に点弧すべきセ
ルの対を表ねＪ′変数Ｐ　ｌ−（の各々の値に対して１
つずつ、６つのオフレットを持っている。加算器７１の
出力が配列を点弧するまでの無補正時間であり、これは
自動逐次転流形インバータ３にある負荷側ヒルの次の対
を点弧するまでの、角度の度数で表わした時間に対応す
る。

電流制御形転流回路の為、点弧される時のサイリスタの
電流のピックアップの遅延を補償する為に、加算器７７
で、配列を点弧するまでの無補正時間から角度の度数で
表わした遅延角を減算する。

遅延角は、電流セン１）７９を用いて、３つの線路電流
　’ａ　、’ｂ　＋　　’Ｃを測定することによって決
定される。次に、線路電流からデルタ電流への変換ブ１
コック８１で、差電流ｔａｂ、　　ｉｂｃ、　　’Ｃ８
を決定する。ゼロ交差検出器８３が、差電流のゼロ交差
が発生した時にディジタル信号を発生すると共に、セロ
交差を持つ差電流を表わす３ビツトのセグメント数を発
生する。ゼロ交差検出器からのこれらの２組の信号が線
路電流ピックアップ検出器８５に供給され、この検出器
は、最後のゼロ交差にどのサイリスタが関連しているか
並びに電流ピックアップの時刻を決定する。実際の電流
のゼロ交差と所期のゼロ交差との間の差が、加算器８７
で決定される。遅延角が利得ブロック８８を介して積分
器８９に入力され、積分器の出力が夫々０°及び１２０
°の上限及び下限を持つリミッタ回路９１でクランプさ
れる。加算器７７からの、［点弧までの時間（ｔｉｍｅ
　ｔｏ　ｆｉｎｅ）　Ｊ信号から、位相固定ループ９３
の現在カウントを加算器９５で減算して、「残り時間（
ｔｉｍｅ　ｔｏ　ｇＯ）　ｊを決定する。残り時間が減
数計数器９７に装入され、この計数器は位相固定ループ
９３からのクロック信号によってクロック動作をする。

減数計数器９７が時間切れになると、セル点弧ブロック
１０１がインバータ３にある次の１対のセルを点弧する
。

積分器２７、ゼロ交差検出器９９、セル点弧回路１０１
及び減数泪数器９７は、前に上側の制御）回路について
述べた対応する点弧回路と同様に動作する。

第１図のブロック図の内、インバータ３の点弧を制御１
−る為に加棹器９からの速度誤差信号に応答する部分の
ディジタル形の構成が第２図に示されている。次に第２
図について説明すると、インテル８２５９形割込みコン
１〜ローラ１０３によって制御される割込みプログラム
を内蔵しているインテル８０２８６形マイクロプロ［ツ
サ（ＭＰ）１０２が、ｐＨＶＩ８６吉詔でプログラムさ
れている。］ントローラ１０３が周知の様に割込みを発
生し、これによってマイクロプロセッサリ−１０２が成
るタスク又は計算を実行し、典型的には将来の成るツＹ
象を実行づるまでの時間を減数計数器に貯蔵する。減数
Ｊｌｌ蒸器ゼロに達すると、計数器が別の割込みを開始
し、この割込みがその事象を開始し、その後、計数器は
次の事象を実行するまでの時間が再び装入される。

第２図には、ソフトウェアの位相固定ループの形式が示
されている。こ）では４つの計数器を使う。即ち、位相
固定ループ（ＰＬＩ）計数器１０４、時間計数器１０５
、点弧計数器１０６及びパルス列制限（ＰＴＬ）計数器
１０７である。動作について説明すると、クロック発振
器（Ｏ２０）１０８からの４．９１５２ＭＨｚの出力パ
ルス列を、マイクロプロセッサ１０２からデータ母線１
０９を介して来る信号「プリセットＮ」によって定めら
れた値Ｎで除すことにより、位相固定ループ計数器１０
４によって可変周波数源が作られる。

計数器１０４の出力は次の様にして、個々の磁束波ψ　
Ｃａ　＋　ｖ′ａ　ｂ　＊　’ｌ”　ｂ。の周波数の５
１２倍の周波数に保たれる様になっている。

最初に、所定の磁束波のゼロ交差で時間計数器１０５が
５１２の値にセットされ、計数器１０４からのクロック
・パルス毎に１だけ減数される。

計数器１０５が１に減数すると、５１２の値にリセット
される。この為、計数器１０５は磁束波形に対する位相
角の目安となる。時間計数器１０５のカラン１−がデー
タＩツ線１１０を介してマイクロプロセッサ′１０２に
供給され、そこでディジタル１１０ボート１１１を介し
て、インバータのセル（図に示してない）を点弧づる為
の位相基準とし′Ｃ使われる。疑似磁束波形１１／’。

、、１１／’ａｂ。

Ｍｆ′ｂｃをゼロ交差検出器１１２に通し、この検出器
で磁束波がゼロを通過する度に同期パルスを発生ずるこ
とにより、同期が達成される。これらのパルスが割込み
コン１−ローラ１０３に供給され、このコントローラが
マイクロプロセッサ１０２に割込みをして、クロスオー
バ・サービス・プログラムを開始する。ゼロ交差検出器
１１２は、電動ｍ磁束波形の相対的な符号を表わす３ピ
ツ１〜数をｂ発生ずる。この数がマイクロプロセッサ１
０２に送られて読取られ、どのゼロ交差が割込みパルス
の原因どなったかを同定する為に使われる。ゼロ・クロ
スオーバ・ナービス・プログラムが時間計数器１０５の
値を読取り、それを特定の磁束波の交差に対する正しい
値と比較して、計数器１０ｈと磁゛束波の間の位相誤差
を発生する。この誤差が新しい「プリレットＮ」をｉｔ
　算ｉする為に使われ、その値が位相固定ループ計数器
１０４に装入される。

誘導電動機に給電する電流制御形インバータで、サイリ
スタに点弧信号が印加されてからこのサイリスタが導電
し始める時刻までには実質的な遅延があることがある。

電動機の速度が高く且つ電動機の負荷が軽い時、特にそ
うである。この遅延は、転流コンデンサの充電が、最初
は点弧される特定のサイリスタが逆バイアスされて、転
流コンデンサが負荷を介して放電するまで、このサイリ
スタの電流のビックアンプが起らない様になっている為
である。電動機磁束と電流の間の所望の関係を保つ為、
この遅延を補償しなければならない。電流が実際にピッ
クアップを生ずる時刻を、電動機の線路差電流のゼロ交
差を監視するゼロ交差検出器１１３によって測定し、ゼ
ロ交差が検出される度に、割込みコントローラ１０３に
対する同期信号を発生する。差電流ｉ。ａが第３図（Ｄ
）に示されている。第３図（Ｄ）のゼロ交差は、第３図
（Ｃ）に示した△相の電流の流れの開始と一致する。割
込みコントローラがマイクロプロセッサ１０２に割込み
をして、遅延決定プログラムを開始覆る。ゼロ交差検出
器１１３は、電動機差電流の相対的な符号を表わす３ビ
ツト数をも発生し、この数がマイクロプロセッサ１０２
に送られて読取られ、どのサイリスタがゼロ交差と関連
しているかを判定する為に使われる。、遅延決定プログ
ラムが現在の交差時刻と（角度指令及びオフセットに基
づく）点弧までの無補正時間とを比較し、この値を利（
クブロック８８を介してソフトウェアの積分器に入力し
、遅延角を求める。遅延角はＯｏと１２０°の間にクラ
ンプされる。転流遅延は一定時間の現象であるから、遅
延を補償する必要性は、速度の関数として低下する。従
って、補償器のザンブリング速麿が負荷周波数の６倍で
あるから、調整器ループの利得が実質的に周波数に追従
し、補償器を木質的に安定化させる。

この後、点弧までの時間が、点弧までの無補正時間から
遅延角を差し引いた値として決定される。

残り時間が、点弧までの時間から時間計数器の読みを減
算することによって決定され、この為、角度の度数で表
わしＩＣ残り時間を減数計数器に装入し、減数割数器が
カウント・ゼロまでタロツク動作によって減数すると、
割込みが発生され、それが次のセルの点弧を要求する。

インバータ３にある各々のサイリスタ・セルの点弧のタ
イミングが、点弧計数器１０６によって定められる。成
るセルの点弧の後、マイクロプロセッサ１０２が次のセ
ルを点弧するまでの時間を計算する。この時間は点弧ま
での無補正時間から積分した遅延角を差し引いたもので
ある。この時間を現在時刻に対応する時間計数器１０５
の値と比較する。この時間の差、即ら残り時間がデータ
母線を介して点弧計数器１０６に装入され、点弧計数器
はゼロにまで減数し、割込みコントローラ１０３に対し
てもう１つの割込みを発生し、それによってセル点弧１
０グラムが開始される。

第２図に示す実施例で負荷側変換器の制御を実施するた
めのソフトウェアを例示するフローチャー１−を１４表
■に示ター。付表Ｉに示す様に、この発明に従ってイン
バータのサイリスタを点弧づるルーチンは、点弧翳１数
器がクロック動作によってゼロまで減数した時、点弧計
数器１０６からの割込みを受取ることによってＩｔｉ始
される。次に所望のセルの対が点弧される。速度調整器
く図に示してない）の出力は、トルク指令であるが、こ
れがＡ／Ｄ変換器１１５に結合され、負荷磁束−電流量
角度に変換される。電動機線路電流と各相離束の間の角
度は、電動機相電圧と線路電流の間のｈ度、従って負荷
側変換器の点弧角αに対して直線的な関係を持つ。例と
して、第３図（Ｂ）に示したΔ相の相離束と第３図（Δ
）に示したΔ相の線路電流の間の差は４５°である。次
に、負荷磁束−電流量角度が磁束誤差に対して補正され
る。補正済み磁束−電流量角度が点弧角αに変換される
。点弧角αは、特定の基準点１こ対して測定した角度と
定義され、点弧角がゼロであることは、回路内の各々の
サイリスタが、転流回路がないと仮定すると、その陽極
電圧が最初に正になる時点に点弧される状態に対応する
。この状態では、変換器（転流回路がないと仮定する）
は、非制御形整流器回路と全く同様に動作する。Ａ相電
圧に対する点弓瓜角α＝０°が第３図＜Ａ）に示されて
いる。３相系の内の１相しか示してないことに注意され
た（Ｘ０点弧角αと電動機動力の方向と大きさの間の関
係が、誘導電動機に給電する電流制御形インバータ（Ｃ
ＣＩ　）のセル１に関して、第３図（１）に示されてお
り、更に第３図（１」）には、同期電動機に給電する負
荷転流形インバータのセル１に関して示されている。同
期電動機では、α−〇°の時に最大制動動力が得られ、
α−９０°では動力ゼロであり、α＝１８０°で最大電
動機動作動力が得られる。これに対して誘導電動機では
、α＝１８０°の時に最大電動機動作動力が得られ、α
＝２７０’の時に動力がゼロになり、α−３６０°の時
に最大制動動力が１ｑられる。

点弧すべき負荷側セルの次の対を選択する計数器を増数
して、新しいＰＨを表わす変数ＮＥＷ＄Ｐ　Ｈが（ＰＨ
＋１　）に等しくなる様にする。ルツクアップテーブル
から、変数ＮＥＷ＄ＰＨの現在値に対応する変数０ＦＦ
ＳＥＴ　＜ＮＥＷ＄ＰＨ）を決定し、変数０ＦＦＳＥＴ
　（ＮＥＷ＄ＰＨ）’と点弧角αの間の差から変数ＬＪ
ＮＣＯＲ＄Ｔ　ＩＭＥ＄１０　＄　Ｆ　Ｉ　ＲＦＥを決
定する。変数ＬＩＮＣＯＲ＄１１Ｍ［＄−ｒｏ＄Ｆ　Ｉ
ＲＥ４．ｉ、負荷側セルの次の対を点弧り−るまでの、
角度の度数で表わした時間である。ＣＣ１転流回路によ
る電流ピックアップの遅延に対してＵＮＣＯＲ＄Ｔ　Ｉ
ＭＥＩＴＯ＄ＦＩＲＥを補償しなければならないので、
この値が配列ＬＩ　Ｎ　ＣＯＦで＄ＴＩＭＥ＄丁０＄Ｆ
ＩＲＦ＄−ＡＲＲＡ　Ｙ　（Ａ　ＣＴ　＄　Ｐ　Ｈ）に
貯蔵される。

電ｓ機線路差電流のゼロ交差が発生した時に、割込みプ
ログラムが発生され、それが、負荷側位相固定ループに
よって同期状態に保たれている負荷側時間計数器を読取
り、更に３つの差電流を比較回路に通ずことによって取
出された論理レベルに対応する３つのディジタル・ビッ
トを読取る。

３ビツトのセグメント数を読取って、最後の電流のゼロ
交差とどのサイリスタの点弧が関連しているかを同定し
、この情報から、最後の点弧の転流う 遅延を決定して、最後の６個のヒルの点弧に対する遅延
時間の配列ＩＣＲＯ８Ｓ＄Ｔ　ＩＭＥ＄△ＲＲＡＹ（Ａ
ＣＴ＄ＰＨ）に貯蔵する。差電流のゼロ交差を使う代り
として、線路電流の積分が使われる。第３図（Ｅ）に示
す様に、線路電流　ｉ、の積分のゼロ交差は、サイリス
タ１及びサイリスタ４（図に示してない）の電流のピッ
クアップを検出する。同様に、線路電流　１ａが積分が
セル２及び５のゼロ交差を定める。差電流を使うと、動
的な応答が最善になる。積分した線路電流を使うと、Ｐ
波作用が更によくなり、最低電流の設定値が直流線路リ
アクトルと適正に調整されていないで電流リップルが不
連続電流動作を招く場合、曖昧なゼロ交差に対する防禦
になる。こ）に述べる実施例では、低域フィルタを通し
た後の差電流を使った。

実際のゼロ交差と所期のゼロ交差との間の着が、ＩＣＲ
Ｏ８Ｓ＄ＴＩＭＥ＄ＡＰＲＡＹ　（ＡＣＴ＄Ｐ１（）か
ら数値循環（ｎｕｍｅｒｉｃ　ｗｒａｐ−ａｒｏｕｎｄ
　）を補正したＵＮＣＯＲ＄Ｔ　ＩＭＥ＄和手輛モ４Ｔ
　Ｏ＄Ｆ　ＩＲＥ＄ＡＲＲＡＹ　（ＡＣＴ＄ＰＨ）を差
し引いたものによって決定される。これをＤＥＬＴＡ＄
ＤＥＬΔＹ＄ＡＮＧと呼ぶ。ＤＥＬＴＡ＄ＤＥＬＡＹ＄
ＡＮＧの値が利冑ブロック８８を介して、ソフトウェア
の積分器８９の入力に印加され、ＤＥＬＡＹ＄ＡＮＧ＝
ＤＥＬΔＹ＄’ＡＮＧ＋ＤＥＬＴＡ＄ＤＥＬＡＹ＄ＡＮ
Ｇを求める。ＤＥＬＡＹ＄ＡＮＧの値がＯｏ及び１２ｏ
°の間にクランプされる。転流遅延が第４Ｇ図に示され
ており、この図では、セル１の点弧が、１０マイクロ秒
がオンで３０マイクロ秒がオフの高周波パルス列のゲー
ト作用を用いて開始されたが、Ａ相の電流の導通は遅延
している。セル点弧パルス列（第３図Ｇ）が１２０°の
持続時間を持つことが判る。第３図（１」）及び第３図
（１）に示ず点弧範囲は、ヒル１に対する許容無補正点
弧角範囲を示している。第３図（１）に見られる様に、
必要であれば、ヒルの点弧は許容点弧範囲より１２ｏ°
まで以前に開始しく、電流のピックアップをα＝１８０
゜で開始させることが出来る。

Ｅ＄ＴＯ＄Ｆ　ＩＲＥ−［）ＥＬＡＹ＄ＡＮＧとして計
算される。残り時間Ｔ　ＩＭＥ＄ＴＯ＄Ｇｏが、Ｔ　Ｉ
ＭＥ＄ＴＯ＄ＧＯ＄＝Ｔ　ＩＭＥ＄ＴＯ＄Ｆ　ＩＲＥ−
Ｔ　ＩＭＥ＄Ｃ０（ＪＮＴＥＲ＄ＲＥＡＤ　ＩＮＧとし
Ｔ　ｉｔ算される。ＴＩＭＥ＄ＴＯ＄ＧＯ４，ｔ、減数
計数器に装入すべき、角度の度数で表わした値であり、
減数計数器がクロック動作によってゼロ・カウントまで
減数すると、次のセルの点弧を要求する割込みが発生さ
れる様になっている。ＴＩＭＥ＄ＴＯ＄ＧＯは、時間計
数器の許容値が０乃至５１２カウントである為、数値循
環に対して補正されている。

Ｔ　ＩＭＥ＄ＴＯ＄ＧＯが負であれば、これは点弧には
既に遅すぎることを意味し、次のサイリスタの対が直ち
に点弧される。ＴＩＭＥ＄ＴＯ＄ＧＯが調整器によるも
う１回の計算をするには短がすぎる場合、点弧計数器に
はＴＩＭＥ＄ＴＯ＄Ｇ０が装入され、点弧計数器のプリ
セットには６０°に相盲するカランｌ〜が装入される。

こういう手段により、“Ｔ’　ＩＭＥ＄ＴＯ＄ＧＯカウ
ントが点弧Ｊ１数器で減数された後に次のサイリスタの
対が点弧され、そのＩＤ　６０　°のカウントが点弧計
数器に装入されて、６０°以内に調整器の次の計算が完
了しなければ、次のサイリスタの対の点弧時刻は、＠後
の点弧から６０°後に定められる様にづる。

」ニに述べた様に計算したＴ　ＩＭＦ＄ＴＯ＄ＧＯが調
整器のらう′１回のｎ１０を行なえる位に長りれば、点
弧語数器には或カウントＮ　ＥＸ　Ｔ　＄　Ｔ　Ｉ　′
ＭＥが装入され、点弧計数器のプリセットにはＴＩＭ］
三＄　Ｔ　Ｏ＄　Ｇ　Ｏ−Ｎ　Ｅ　Ｘ　Ｔ　＄　Ｔ　Ｉ
　Ｍ　Ｅが装入される。この手段により、ＮＦＸＴ＄丁
［ＭＦがゼ［」まぐ減数した後、調整器のもう１回の計
算を行なっ【、新しいＴＩ　Ｍ　Ｅ　＄　Ｔ　Ｏ＄　Ｇ
　Ｏを決定する。

然し、この新しい計０の用意が出来ていなければ、次の
り“イリスタを点弧りる時間は、ＴＩＭＥ＄ＴＯ＄　Ｇ
　Ｏ、−Ｎ　Ｅ　Ｘ　”ｒ　＄　Ｔ　Ｉ　Ｍ　Ｅに定め
られる。この後、ルーチンはＦ　［ＲＦ＄Ｃ０ＵＮ−Ｔ
ＥＲからの別の割込みを待つ。

負荷側インバータ３の制御に関するマイクロプロセッサ
１０２の動作を更によく理解する為、このマイクロプロ
セッサの割込みプログラムを簡単に説明する。これまで
の説明と若干重複する所があるが、優先順位が高い方か
ら順に云うと、プメグラムは（１）点弧語数器サービス
・プログラム、（２）差電流クロスオーバ・サービス・
プログラム、（３）磁束クロスオーバ・サービス・プロ
グラム、（４）パルス列制限サービス・プログラム、（
５）位相固定ループ補正プログラム、（６）インバータ
制御プログラム及び（７）速度調整器プログラムで構成
される。

点弧計数器サービス割込みプログラムは点弧計　　・蒸
器゛１０６が時間切れになる度に開始される。点弧計数
器す−ビス割込みプログラムは、次の点弧語数器のマイ
クロプロセッサからの装入出力を６０°のカウントに設
定し、この為この後の情報がな（プれば、次の点弧計数
器のサービス割込みは６０°の時に起る。点弧計数器サ
ービス割込みプログラムがこの後新しいヒルの点弧がプ
ログラムのこのバス−（行なわれるべきかどうかを検査
し、そうであれば、ヒル点弧アルゴリズムを呼出す。そ
の時、点弧５１数器り一−ビス割込みが、優先順位が低
い方から２Ｍ目であるインバータ制御割込みプ１］グラ
ムを開始する割込みを発生する。

優先順位が２番目の割込みプログラムが差電流夕日スオ
ーム・サービス・プログラムであり、これは前に述べた
様に、差電流のゼロ交差の度に発生され、適当なサイリ
スクの電流のピックアップが起った時を判定する。どの
電流のゼロ交差が発生したかを正しく判定覆る為に、ゼ
ロ交差が起るのと同時に、差電流の３相全部の極性を検
出する。

この情報から、適正な判定を下すことが出来る。

これは、安定性の観点から、電流制御形インバータの固
有の許容し行る最大遅延である１２０°までの転流遅延
があっても可能である。

優先順位が３番目の割込みプログラムが磁束クロスオー
バ割込みであり、これは前に）ホべた様に、再生した磁
束波のゼロ交差の麿に発生され、このゼロ交差は、基本
周波数の１サイクルあたり６回発生する。この割込みに
より、第２図に示すソフトウェアの位相固定ループに対
する同期信号が発生される。更に、クロスオーバ割込み
プログラムが位相固定ループ計数器１０４によるクロッ
ク動作を受ける時間に１数器１０５を読取る。前に述べ
た様に、クロック速度は基本周波数では、５１２パルス
である。即ち、基本周波数の周期が５１２で除され、時
間計数器には、３６０°を５１２で除した、即ち基本周
波数の（Ｌ　７０３°に等しい角度分解能が得られる。

磁束クロスオーバ・プログラムはパルス列制限計数器を
も読取る。この計数器は、ゼロ交差割込みが発生された
時、３０’に相当するカラン１〜から減数計数を開始す
る。これによって、優先順位が更に高い点弧サービス割
込みプログラムが磁束クロスオーバ割込みプログラムを
抑えていたかも知れない時間の長さだけ、時間計数器の
読みを補正することが出来る。この時、磁束クロスオー
バ・プログラムが位相固定ループ補正割込みプログラム
を呼出す割込みを発生する。

位相固定ループ補正プログラムが、ゼロ交差検出器１１
２から出力された同期用のクロスオーバ割込みパルスと
、計数器１０５からの時間計数器の実際の補正した読み
との間の角度誤差を決定し、この時新しいく÷Ｎ）の値
がＰＬＬ計数器１０４に装入され、これがこの誤差をゼ
ロにする様に作用する。

次に、パルス列制限計数器１０７がゼロまで減数した時
、優先順位が４番目のパルス列制限サービス・プログラ
ムが行なわれる。これは基本周波数の６０°あたり２回
行なわれる。最初のパルス列制限の割込みは、磁束波の
ゼロ交差から、基本周波数の３０°後に発生づる。この
割込みの後、パルス列制限計数器には、基本周波数の３
０°のカウントが再び装入されるが、次の磁束波のゼロ
交差が発生ザるまで、この計数器は減数計数を開始しな
い。

優先順位が５番目の割込みプログラムが位相固定ループ
補正割込みプログラムであり、これは各々の磁束クロス
オーバ割込みプログラムに対して１回呼出される。位相
固定ループ補正割込みプログラムが計数器のパルス出力
と磁束波のゼロ交差の間の同期を保つ為の位相固定ルー
プ田蒸器１０４の除数（÷Ｎ）の値を計算する。

負荷側インバータ制御割込みプログラムが次に低い優先
順位を持ち、様式決定のバルクを含んでいて、サイリス
タ点弧角決定機能を調整し、従って適当なアルゴリズム
を呼出す。インバータ制御割込みプログラムは優先順位
が低い方から２番目であるが、優先順位が最高の点弧サ
ービス割込みプログラムによって呼出される。

優先順位が一番低い割込みプログラムはインバータ制御
割込みプログラムによって呼出される速度調整器である
。

誘導電動機に対する位相固定ループ制御を６パルス形イ
ンバータの場合について説明した。この制御は、一方の
６パルス形インバータに対して発生ずる点弧指令に３０
°の移相を導入してから、それを他方に印加することに
より、２つの６パルス形インバータで構成された１２パ
ルス形制御装置に使える様に容易に変更できる。

以上は、電ｉＦｌ１Ｍｉ磁束と電流の間の角度を直接的
に制御して、性能を犠牲にせずに構成を簡単にする誘導
電動機駆動装置の制御装置を説明したものである。更に
、電動機電流を制御すると共に、電動機（！蝕束と電流
の間の角度が積分した電動Ｉａ？ｉ圧と同期した位相固
定ループから直接的に取出される場合にこの角度を制御
する誘導電動機駆動装置のｆｌｉｌｌ　ＩＩＩ装置Ｆ！
ｆ　６　説明シｋ。

この弁明をＩＴましい実施例について具体的に図示し且
つ説明したが、当業者であれば、この発明の範囲内で種
々の変更を加えることが出来ることは云うまでしない。

付表■ （イす表工のｆｋ千） （４寸表１の５をＪ） 」 「点弧旧蒸器からの割込みを持つ」に戻る。

【図面の簡単な説明】

第１図並びに第１Δ及び１Ｂ図はこの発明を用いる駆動
装置の全体的なブロック図、第２図は第１図の駆動装置
の負荷側変換器制御装置のディジタル形実施例のハード
ウェアを示す縮図、第３図は、この発明の詳細な説明す
る為の、共通の時間軸に対Ｉノて波形及び点弧範囲を示
す線図である。 （主な符号の説明） ３：インバータ ７：誘導電動機 ９：加梓器 １０：滑り目算器 １５：トルク調整器 ２７；積分器 ２８：ビーク検出器 ６７：電動機雷流−磁束間角反発生器 ６９：電流−磁束間角度から点弧角への変換器７７．８
７．９５：加算点 ８５：線路電流ピックアップ検出器 ９３：位相固定ループ ９７：減数泪蒸器 ９９：ゼロ交着検出器 １０４：位相固定ループ計数器

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）誘導電動機に結合された複数個の制御可能なスイッ
   チを持っていて、該電動機に周波数及び大きさが可変の
   電流を供給する電流制御形インバータと、誘導電動機速
   度帰還信号を発生する手段と、指令速度信号及び速度帰
   還信号に応答して速度誤差信号を発生する比較手段と、
   前記速度誤差信号に応答してインバータ点弧角信号を決
   定する手段と、電動機電圧を積分して電動機磁束信号を
   発生する手段と、電動機磁束信号のゼロ交差を検出して
   電動機の基本周波数の予定の倍数のパルス信号を発生す
   る手段と、前記パルス信号に同期していて、基本周波数
   の１周期あたり予定数のカウントを発生する位相固定ル
   ープ計数器と、該位相固定ループ計数器によってクロッ
   ク動作を受ける減数計数器と、前記点弧角信号に応答し
   て、次の制御可能なスイッチを点弧するまでの残り時間
   を前記減数計数器に装入する手段と、該減数計数器の時
   間が切れた時に前記次の制御可能なスイッチを点弧する
   手段と、前記インバータにある制御可能なスイッチの電
   流の導通開始を検出する手段と、該スイッチに点弧信号
   が印加された後の、制御可能なスイッチの電流の導通の
   遅延を決定する手段と、インバータ点弧角によって決定
   された時刻に電流の導通を達成する為に、より早い時刻
   に前記制御可能なスイッチを点弧するように、前記遅延
   に応答して、減数計数器に装入される時間を補償する手
   段とを有する誘導電動機駆動装置の制御装置。 ２）特許請求の範囲第１項に記載した誘導電動機駆動装
   置の制御装置に於て、前記減数計数器に装入される残り
   時間を補償する手段が、前記遅延を積分し、積分した遅
   延を用いて減数計数器に装入される残り時間を補償する
   手段で構成されている誘導電動機駆動装置の制御装置。 ３）特許請求の範囲第１項に記載した誘導電動機駆動装
   置の制御装置に於て、前記インバータにある制御可能な
   スイッチの電流の導通を検出する手段が、前記誘導電動
   機の差電流を決定する手段、及び該差電流のゼロ交差を
   検出する手段を有し、前記制御可能なスイッチの導通が
   前記差電流のゼロ交差に対応している誘導電動機駆動装
   置の制御装置。 ４）特許請求の範囲第１項に記載した誘導電動機駆動装
   置の制御装置に於て、前記インバータにある制御可能な
   スイッチの電流の導通を検出する手段が、前記電動機の
   線路電流の積分を決定する手段、及び該線路電流の積分
   のゼロ交差を検出する手段を有し、前記制御可能なスイ
   ッチの導通が前記線路電流の積分のゼロ交差に対応して
   いる誘導電動機駆動装置の制御装置。 ５）特許請求の範囲第１項に記載した誘導電動機駆動装
   置の制御装置に於て、前記制御可能なスイッチがサイリ
   スタで構成されている誘導電動機駆動装置の制御装置。 ６）特許請求の範囲第１項に記載した誘導電動機駆動装
   置の制御装置に於て、前記速度誤差信号に応答してイン
   バータ点弧角信号を決定する手段が、電動機線路電流と
   相磁束の間の所望の角度に関係し、この角度が電動機相
   電圧及び線路電流の間の角度に直線的な関係を持つ誘導
   電動機駆動装置の制御装置。 ７）複数個の制御可能なスイッチを持つ電流制御形イン
   バータを含む誘導電動機駆動装置を制御する方法に於て
   、（イ）指令速度信号を速度帰還信号と比較して速度誤
   差信号を発生し、（ロ）該速度誤差信号からインバータ
   点弧角信号を決定し、（ハ）電動機電圧信号を積分して
   電動機磁束信号を発生し、（ニ）電動機磁束信号のゼロ
   交差を検出して電動機の基本周波数の予定の倍数のパル
   ス信号を発生し、（ホ）位相固定ループ計数器を前記パ
   ルス信号と同期させ、該位相固定ループ計数器は基本周
   波数の１周期あたり予定数のカウントを発生し、（ヘ）
   前記位相固定ループ計数器を用いて減数計数器のクロッ
   ク動作を行ない、（ト）前記点弧角信号に応答して、次
   の制御可能なスイッチを点弧するまでの残り時間を前記
   減数計数器に装入し、（チ）該減数計数器の時間が切れ
   た時、前記次の制御可能なスイッチを点弧し、（リ）前
   記インバータにある制御可能なスイッチの電流の導通を
   検出し、（ヌ）点弧信号が制御可能なスイッチに印加さ
   れた後の、そのスイッチに於ける電流の導通の遅延を決
   定し、（ル）前記インバータ点弧角信号によって決定さ
   れた時刻に電流の導通を達成する為に、制御可能なスイ
   ッチをより早い時刻に点弧する様に、前記減数計数器に
   装入される残り時間を補償する工程から成る方法。 ８）特許請求の範囲第７項に記載した方法に於て、前記
   減数計数器に装入される残り時間を補償する工程が、前
   記遅延を積分し、積分した遅延を用いて減数計数器に装
   入される残り時間を補償する工程から成る方法。 ９）特許請求の範囲第７項に記載した方法に於て、前記
   インバータにある制御可能なスイッチの電流の導通を検
   出する工程が、誘導電動機の差電流を決定し、該差電流
   のゼロ交差を検出する工程を含み、前記制御可能なスイ
   ッチの導通が差電流のゼロ交差に対応している方法。 １０）特許請求の範囲第７項に記載した方法に於て、前
   記インバータにある制御可能なスイッチの電流の導通を
   検出する工程が、前記電動機の線路電流の積分を決定し
   、該線路電流の積分のゼロ交差を検出する工程を含み、
   前記制御可能なスイッチの導通が前記線路電流の積分の
   ゼロ交差に対応している方法。 １１）特許請求の範囲第７項に記載した方法に於て、イ
   ンバータ点弧角信号を決定する工程が、電動機線路電流
   及び各相磁束の間の所望の角度に関係し、該角度が電動
   機相電圧と線路電流の間の角度に対して直線的な関係を
   持つ方法。