JPS6126476A

JPS6126476A - インバ−タ制御回路

Info

Publication number: JPS6126476A
Application number: JP14645984A
Authority: JP
Inventors: Yasuyuki Chihara; 千原　靖之; Hachiro Sasai; 笹井　八郎
Original assignee: Matsushita Seiko Co Ltd
Current assignee: Panasonic Ecology Systems Co Ltd
Priority date: 1984-07-13
Filing date: 1984-07-13
Publication date: 1986-02-05

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、交流電動機を速度制御するインバータ装置の
制御回路に係わる。

従来例の構成とその問題点従来のインバータ制御回路の構成を第１図〜第３図に示
す。第１図において、１はワンチップ・マイクロコンピ
ュータ（以下マイコンと略す）、２はリード・オンリ・
メモリ（以下ＲＯＭと略す）３は発振器、４はインバー
タ周波数指耐データ、５はトランジスタ・インバータへ
のスイッチング信号出力である。第２図は、三相ブリッ
ジに組み立てたトランジスタ・インバータの回路図で、
６個のトランジスタ０１〜Ｑ６と、６個のダイオードＤ
１〜Ｄ６と、トランジスタＱ１〜Ｑ６のベース増幅回路
６とから構成されている。

従来例の構成の動作を説明する前に、ＲＯＭ２のデータ
構成について説明する。ＲＯＭ　２には、一般的には、
４０９６ワード×８ピツト又は、８１９２ワー昏×８ビ
ツトが使用され、トランジスタ０１〜Ｑ６のベース増幅
回路６を駆動させるスイッチング信号パターンのデータ
が格納されており、インバータ周波数に応じて異なる何
種類かの、スイッチング信号パターンのデータが用意さ
れている。このスイッチング信号パターンのデータは、
それぞれのインバータ周波数に対して、１周期分（位相
角の０度〜３６０度）が格納されておシ、その１周期分
のデータを繰返し出力することによシ、三相トランジス
タ・インバータを制御するようになっている。

ＲＯＭ２のデータの構成の一例を第３図に示す。

この例では、インバータ周波数Ｆ。の場合のスイッチン
グ信号パターンのデータは、ＲＯＭ２のアドレスのｏｏ
ｏｏＨ（末尾のＩＩ（Ｊは１６進数であることを示す。

以下同じ）からｏａＦＦＨまでの１０２４ワードに格納
されており、同様に、インバータ周波数Ｆ１　のデータ
は、ＲＯＭ２のアドレス、０４００Ｈから０７ＦＦＨま
での１０２４’７−ドに、インバータ周波数Ｆ２のデー
タは、ＲＯＭ２のアドレス、ｏｓｏｏＨからｏＢＦＦＨ
までの１０２４ワードに、・・・・・・というようにデ
ータが格納されている。ここで、ＲＯＭ２の１ワードは
、第３図に示すように、Ｄｏ−Ｄｙの８ビツトから成っ
ているが、第２図の６個のトランジスタＱ１〜Ｑ６を制
御するだけでよいので、スイッチング信号データとして
は、この１ワード８ビツト中の６ビツトだけを使用すれ
ばよい。残シの２ビツトについては適当なデータを入れ
て遊ばせておけばよい。第３図の例では、ピッ）Ｄｏ−
Ｄｅｓの６ビツトを、トランジスタＱ１〜Ｑ６のスイッ
チング信号に対応させて、データの「１」をトランジス
タの「ＯＮ」に、データの「０」をトランジスタの１’
−０ＦＦＪに対応させている。また、ピッ）Ｄ６゜Ｄ７
の２ビツトは、遊ばせている。

次に、第１〜３図に基づいて、従来例の構成の動作につ
いて説明する。第３図の、ＲＯＭ２の構成例では、一つ
のインバータ周波数のスイッチング信号パターンのデー
タは、１ｏ２４ワード×６ビツトから成っており、これ
をアドレスの順番に出力して行き、インバータのスイッ
チング信号を得ている。たとえば、インバータ周波数が
Ｆ。のｏ３ＦＦＨｉで進むと、次には０ＯＯＯＨに戻シ
再び順番にアドレスして行く、これを繰返すことにｉ、
ＲＯＭ２の７）”ｌ／ス０ＯＯＯＨから０３ＦＦＨに格
納されているヘインバータ周波数Ｆ０のスイッチング信
号データが得られる。従って、ＲＯＭ２の７ドＬ’ス０
０００Ｈから０３ＦＦＨまでの１ｏ２４ワ一ド分アドレ
スする時間は、インバータ周波数Ｆ０の周期と一致させ
なければならない。他のインバータ周波数Ｆ１．Ｆ２．
０．、−９．についても同様であるが、これら他のイン
バータ周波数Ｆ１．Ｆ２．・・・・・・もＦ。と同じく
、１周期のデータは１０２４ワードで構成されている。

しかし、それら１ｏ２４ワードをアドレスする時間は、
インバータ周波数の周期と一致させなければならないの
で、全て異なる。ここで、ＲＯＭ２のアドレスを変化さ
せるタイミング周期Ｔ（ｓｅｃ）、とインバータ周波数
Ｆ（Ｈｚ）との間には、次の第１式が成り立つ。

Ｆ＝１／（１０２４ＸＴ）　　　　　　−＝−（＊）前
述のようにＲＯＭ２をアドレスするのは、マイコン１で
あるが、このマイコン１は、インバータ周波数指令デー
タ４を取シ込み、そのイ〉′バータ周波数指令データ４
に応じて、前述の要領で、ＲＯＭ２をアドレスする。た
とえば、インバータ周波数指令データ４が、インバータ
周波数Ｆ０を指示したとすると、マイコン１は、ＲＯＭ
２に対して、０ＯＯＯＨから０３ＦＦＨまで順番にアド
レスし、これを繰返す。

発振器３の出力は、マイコン１のクロンク端子輩与えら
れて、マイコンのシステム・クロックを発生させている
が、これは、ある一定の周波数である。即ち、マイコン
のマシン・サイクルは発振器３によって決まるある一定
値となっている。

前述のように、インバータ周波数指令データ４が変われ
ばＲＯＭ２の１０２４ワード分のアドレス時間を、イン
バータ周波数に応じて変化させるためには、第１式で、
アドレスを変化させるタイミング周期Ｔを変化させなけ
ればならないが、マイコンのマシン・サイクルが一定値
であるため、タイミング周期Ｔを変化させるには、マイ
コンのソフトウェアでタイマを構成しなければならない
。

シタ力って、アドレスを変化させるタイミング周期Ｔの
最小幅はマイコン１のマイン・サイクルになってしまう
。このことは、一般に、民生用として使用される、４ビ
ツト・ワンチップ・マイコンでは一高速のものでも、マ
シンサ１クルが１（μｓｅｃ）程度であるということと
併わせて、次に述べるような欠点の原因となっている。

今、ＲＯＭ２のデータ構造が第３図のようになっている
ものについて考える。マイコン１のマシン・サイクルを
ｔｍ（ｓｅｃ）、インバータ周波数Ｆｎ（Ｈｚ）の時の
、アドレス変化タイミング周期をＴｎ（ｓｅｃ）とする
と、インバータ周波数Ｆｎの時の、最小制御幅ΔＦｎは
、第１式によシ次式で表わされる。

ΔＦｎ−へきＦ。や、−Ｆユ第２式で、通常、家庭用エアコン等に適用される場合を
想定して、マイコン１のマシン・サイクルｔｍ＝＝１　
（μ５ｅｃ）とし、インバータ周波数Ｆｎ＝３０Ｈｚ、
　６０Ｈｚ、　１０ＱＨｚｔｙ）場合にツイテ、それぞ
れ、インバータ周波数の最小制御幅ΔＦｎ　　を、第２
式によシ計算すると、次のようになる。

、ＪＦ　ｎ（Ｆ　ｎ＝３０Ｈｚ）＝０．９５Ｈｚ　　　
　・・・・・・（３）ＪＦ　　（Ｆ　　＝６０Ｈｚ）＝
３．９３Ｈｚ　　　　・−・−（４）　　　　ｎ ΔＦｎ（Ｆｎ＝１ｏＯＨ２）＝１１．４１Ｈ２・・・・
・・（５）第３〜６式から分かるように、インバータ周
波数が低い場合には、周波数を細かく制御できるが、イ
ンバータ周波数が高くなり１００Ｈｚになると、インバ
ータ周波数の最小制御幅が１ｏＨｚ以上にもなってしま
う。

以上のように、従来例による構成では、インバータ周波
数によって、制御し得る最小インバータ周波数の幅は異
なシ、インバータ周波数が高くなるほど、制御周波数幅
は粗くなシ、実用的でないという欠点を有している。

発明の目的本発明は、上記従来の欠点を解消するもので、簡単な構
成にて、実用的なインバータの制御回路を提供するもの
である。

発明の構成本発明は、インバータ周波数指令データに応じて、マイ
コンのシステム・クロックを可変させ、あらかじめ、イ
ンバータのスイッチング信号データを記憶させておいた
ＲＯＢ／Ｉを、前記のシステム・　　　　′クロックを
可変し得るマイコンにて、アドレスすることによって、
インバータのスイッチング信号データの出力周期を可変
させ、目的とするインバータ周波数の信号を得るもので
、インバータ周波数の制御幅を、全可変周波数域にわた
って一定で、かつ、実用上問題ない周波数幅とするもの
である。

実施例の説明本発明による一実施例を第４図及び第６図に基づいて説
明する。第４図は、一実施例のブロック図である。この
図に示すように、ある一定の周波数で発振する発振器１
０と、その発振出力を入力周波数とし、インバータ周波
数指令データ１２の６ビツトデータをレート入力とする
レートマルチプライヤ９と、そのレートマルチプライヤ
９の出力周波数を１／ｎ倍に分周する分周器８と、この
分局器８の出力をクロック入力として、また前記インバ
ータ周波数指令データ１２を入力として取シ込むマイコ
ン７と、従来例の第３図に示すデータ構造と同様なＲＯ
Ｍ１１とから構成されている。

レートマルチプライヤ９の入力周波数ｆｌＮ　　と出力
周波数ｆＯＵＴとの関係は、次式で与えられる。

ｆＯＵ　Ｔ−Ｍ−ｆＩ　Ｈ／　６４　　　　　　　　、
、、　、、、　（６）ここで、変数Ｍは、レートマルチ
プライヤ９のレート入力、即ち、周波数指令データ１２
の６ビツトの状態によシ、０〜６３の整数値をとる。今
、この周波数指令データ（レート入力データ）の６ビツ
トを、それぞれ八、Ｂ、Ｃ，Ｄ、Ｅ、Ｆと呼ぶとすると
、変数Ｍの値は、第５図のようになる。

発振器１０の発振周波数は一定であるので、レ−）マル
チプライヤ９の入力周波数ｆＩＮ　　も一定で、第６式
によシ、変数Ｍとレートマルチプライヤの出力周波数ｆ
ＯＵＴは比例関係にあることがわかる。またレートマル
チプライヤの出力周波数はｆＯＵＴは、分周器８で、１
／ｎ分周されて、マイコン７のクロックとして与えられ
る。従って、マイコン７のクロックもまた、変数Ｍに比
例する。

一方、マイコン７は、インバータ周波数指令データ１２
を入力データとして取シ込み、そのインバータ周波数に
応じてＲｏＭｌｌにアドレス信号を与え、ＲｏＭｌｌは
スイッチング信号パターンを出力するという動作につい
ては、従来例と同様であるが、本発明による実施例にお
いては、前述のように、マイコン７のクロックを、イン
バータ周波数指令データによって変化させるという点が
、従来と異なる。

従って、マイコン７がＲｏＭｌｌにアドレス信号を送る
場合、そのアドレス変化タイミングを、従来例で述べた
ような方法（マイコンのソフトウェアでタイマを構成す
る方法）で変化させる必要はなく、本実施例では、マイ
コン７のクロックを変化させ、このクロックよシ作られ
るマイコン７のマシン・サイクルも比例して変化させる
ことによって、必要なアドレス変化タイミングを作シ出
し、目的とするインバータ周波数でＲＯＭ１１を、繰返
しアドレスすることができる。即ち、マイコン７がアド
レスを変化させるタイミングは、マイコン７のマシン・
サイクルのみに依存するのである。

インバータ周波数Ｆは、マイコン７のクロック周波数ｆ
。に比例し、さらにレートマルチプライヤ９の変数Ｍに
も比例する。これらの関係は次式％式％以上のことよシ、インバータ周波数指令データ１２の６
ピノトデータに、第６図において、変数Ｍとインバータ
周波数とが、比例関係にあるように、意味づけを行なえ
ば、インバータ周波数指令データ１２によシ、マイコン
７はＲＱＭｌｌを、そのインバータ周波数に応じて、定
まった範囲を繰返しアドレスし、そのアドレスを変化さ
せるタイミングは、マイコン７のクロックが、自動的に
そのインバータ周波数に応じたクロック周波数と第１，
７式より、本実施例における、インバータ周波数の最小
制御幅ΔＦは、 ΔＦ＝ＦＭＡＸ／６３　　　　　　　　　　・・・・・
・（８）となる。ただし、ＦＭＡＸは、必要とするイン
バータ周波数の最高周波数である。

第８式かられかるように、インバータ周波数が変化して
も、最小制御幅ΔＦは一定であシ、また、家庭用エアコ
ン等で利用されるインバータの場合、ＦＭＡＸ　”　１
２０　Ｈ２程度であるから、最小制御幅ΔＦ　＝　２　
Ｈｚ弱となり、実用上問題ない程度に迎えることが可能
となる。

第５図は、本発明の他の宋施例で、１４はＲＯＭ内蔵の
マイコンで、第４図のマイコン７とＲＯＭ１１の機能を
一つにしたものである。その他は、第４図と全く同一で
ある。この場合、部品点数が減シ、信頼性、コストの面
で、第４図に比べて有利となる。

発明の効果このように本発明は非常に簡単な構成で、全可変周波数
域において、その最小可変幅を一定で、実用上問題ない
程度まで小さく迎えることを可能とするなどの実用的効
果を発揮するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来例の構成におけるブロック図、第２図は
同三相トランジスタ・インバータの回路図、第３図は、
従来例および本発明による実施例におけるＲＯＭのデー
タ構造の一例を示す図、第４図は、本発明によるは実箒
桝≠＃愈−実施例のブロック図、第５図は同他の実施例
のブロック図である。７“°°°・・マイコン、８・・・・・・分周器、９・
・・・・・レートマルチプライヤ、１０・・・・・・発
振器。代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図第２図第　３　図

Claims

【特許請求の範囲】

インバータ周波数指令データに応じて、マイクロコンピ
ュータのシステム・クロックを可変させることにより、
あらかじめ、リード・オンリ・メモリ（ＲＯＭ）に記憶
させてあるインバータのスイッチング信号パターンの出
力周期を変化させて、目的とするインバータ周波数の信
号を得るインバータ制御回路。