JPS62207196A - インバータによるモータ制御装置 - Google Patents

インバータによるモータ制御装置

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JPS62207196A
JPS62207196A JP61047875A JP4787586A JPS62207196A JP S62207196 A JPS62207196 A JP S62207196A JP 61047875 A JP61047875 A JP 61047875A JP 4787586 A JP4787586 A JP 4787586A JP S62207196 A JPS62207196 A JP S62207196A
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    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
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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】 〔韮条上の利用分野〕 不発明は、PWM(パルス幅変駒ンのスイッチングパタ
ーン(単位ベクトルデータ)をメモリに予めIlぎ込ん
で2ぎ、これを読み出すことによってインバータを制御
し、インバータに接続された交流モータの速度制御を行
う方式に関し、爽に詳細には、比較的簡単な構成によっ
て超低速運転状態’a−得ることができる制御方式に関
する。
〔従来の技術〕
交流モータの速度制御ケ行うために、PWM制御インバ
ータを使用することは公知である。でた、PWM制御を
行うために、近似正弦波が得られる工うに、 PWMス
イッチングパターンを予めT(OMに曹ぎ込んでおぎ、
これに基づいてインバータを制御することも公知である
。更に、三相インバータを各相独立に制御上ずに、三相
を一括制御し、所望の電圧ベクトルを発生嘔ゼ、所望の
回転磁界7r%る方式も既に提案されている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
ところで、簡単な構成でフィードバック制御が可能であ
り、且つ超低速制御が可能なモータの速度制御方式は1
だ提案されていない。そこで、本発明の目的は上記制御
が可能な方式を提供することにある。
〔問題点を解決するための手段〕
上記目的ケ璋戟するための本発明は、インバータ馨ハル
ス#A変調CFWM)制御するためのPWN1スイッチ
ングパターンが予め魯ぎ込1れているメモリから、前記
PVHVIスイッチングパターンを読み出して前記イン
バータを制御することにより前記インバータに接続され
た交流モータの速度馨制御する方式にあ・いて、前Bピ
モータの回転速度又は回に速度に長連した情報を示す検
出信号な得て、この検出信号と前記モータのP)1望(
ロ)転速度な示す回転基準係号との差が小豆くなるに従
って前言ピインバータの零ベクトル出力時111iJが
長くなるように罰hαメモリの読み出しY匍」御するこ
とを特徴とするインバータによるモータ制御方式に係わ
るものである。
〔作 用〕
上bC発明において、例えば、モータの速PIE−is
目憚よジも篩い時には、インバータの零ベクトル発生時
間が長くなる。従って、PWM波の1周期が長くなり、
インバータの出力周波数が低下し、1だインバータ出力
電圧が低下する。これにより、所望回転速度に向う。従
って、速度制御な容易に達成することかでざる。
〔実施例〕
次に、本発明の1実施例に係わる三相モータの速F1制
御方式ケ説明する。第1図において、三相誘導電動機か
ら成ろモータ(1)には、PWM制御司能な三相インバ
ータ(2)が接続されている。インバータ(23は、直
流電源(31にトランジスタから成るスイッチ素子A1
.A、、B1、B2、C8、C2をブリッジ接続したも
のである。6個のスイッチ素子A1−C2汀、駆動回路
(4)から供給される制御信号に応答してオン・オフ動
作する。なお、インバータ(2)の上側の3つのスイッ
チ素子A、、B1.C,と下側の3つのスイッチ素子A
2、B2、C2とは、互いに逆に動作するので、一方の
制御’に%定丁れば、インバータ全体の制御が特定でれ
る。ここでは、ROM(リードオンリーメモリ)(51
2)1ら読み出される541.第2、及び第3の信号A
、、B、Cによりインバータ制御状態を%定し、信号A
、B、Cが高レベル即ち論理“l”の時にスイッチ素子
A、、bt、 clがオン、低レベル即ち論理 0°の
時にスイッチ素子A、、B、、C1がオフとするO ROM (51はインバータ(2)をPWM制御するた
めのP’WMスイッチングパターン(単位ベクトルデー
タ)ケ予め誉さ込んだものである。このROM(51は
正転PWMパターンメモリM!と、正転用ゼロベクトル
メモリM2と、逆転PWMパターンメモリM3と、逆転
用ゼロベクトルメモリM4とを有する。
各メモリM、〜M4はθ〜5111での512アドレス
を夫々有し、夫々アップ・ダウンカウンタ(6)の9ビ
ツトの2進出カライン(6a)の値でアドレス指定され
る。但し、4つのメモljM、〜M4から1つが選択芒
れ、この選択されたメモリの出力のみがインバータ(2
)の制御のために有効に使用δれる。この選択を行うた
めに)i 0 M (51は零ベクトル選択制御信号入
力端子(7)と、正転逆転選択制御伽号入力端子(8)
とン1する。零ベクトル選択制御信号入力端子(7)が
論理”0”の時にはメモリM1とM3とのいずれか一方
が選択され、論理@1”の時にはメモvM2とM2との
いずれか一方が選択される。また、正転逆転選択制御信
号入力端子(8)が10”の場合にはメモリM1とM2
とのいずれか一方が選択され、“】”の場合にはメモI
JM、とM4とのいずれか一方が選択ブれる。今、ライ
ン(6a)の9ビット’a’Bo″−B@で表わし、入
力端子(7)の入力ビツトyB、で表わし、入力端子(
81の入カビツ) 4 B1.で表わすとすれば、H。
〜B、の9ビツトでアドレスが指定される。またB9、
B10が[0(1)の時に第1のメモリM+(正転PW
Mスイッチングバタン)が選択され、[(jl]の時に
第2のメモリM、(正転用ゼロベクトル)が選択され、
〔lO〕の時に第3のメモ’) Ms (逆転PWMス
イツテンクパターンンが選択され、[11〕の時に第4
のメモリM、(逆転用零ベクトルノが選択δれる。
)t (J M (5)及びカウンタ(6(馨制御して
インバータ(2)の出力電圧を制御するために、モータ
(1)に速度発電後から成る速度検出器(9)が貼合さ
れ、この出カライン(9a)が比較回路00)に接続さ
れている。このため、比較回路(101は、@流しベル
から成る速度検出信号と基準信号ラインαυfJ)ら与
えられる所望回転速度に対応する基準信号とを比較し、
この差信号を出力する。比較回路QOIから得られる差
信号は例えば、K (1+ −信S )で表ゎ嘔れる特
性の比例積分回路α4ン通る。比例積分回路αりの出力
ライン0りの差信号VDは、この差信号Vつの正負?判
定するだめの第1の比較器a4Jに入力すると共に、絶
対胆回路a51馨通って第2の比較器α(へ)に入力す
る。
第1の比較器(141の出力端子はカウンタ(6)のア
ップ・ダウン人力湖子tJ/DK接続されていると共に
R(J M (51の零ベクトル選択信号入力端子(力
に接続されている。
a力は発掘器(O8(、’ )であって%20〜50k
Jiz程友のクロックパルスを発生する。この発振器a
力の出力端子はANDゲート08の一方の入力端子に接
続され、このAへDゲートα樽の出力端子がカウンタ(
6)のクロック入力端子ClIC&続されているので、
ANDゲートα団のもう一方の入力端子が高レベルの時
のみ発振器a′7)の出力がクロックパルスとしてカウ
ンタ(6)に入力する。
第2の比較器α6(は非反転入力端子には三角波発生器
α■が接続されている。三角波発生器0油は例えば、発
振器(171の出力周波数よりは低い1.5kHzで三
月波篭圧V。(キャリア)を発生し、このV。と差信号
VDの絶対値とが比較器α6jで比較されろ。第2の比
較器(161の出力端子はへO′F回路(イ)を介L5
てANDケートα稀の入力端子に接続されていると共に
、RU M (5)の正転逆転制御信号入力端子(8)
に接続されている。
〔1イUMの内容〕 R(J M (51には第2図に原理的に示す如くデー
タが豊さ込でれている。即ちROM (57の各メモリ
M。
〜M4ハアドレス0〜511i有し、正転PWMパター
ンメモリM!のアドレス0〜3には例えば電圧ベクトル
V6、v2、v6、V2 (’) f  fi 2>’
 順K ’!t F 込’Eれ、正転用ゼロベクトルメ
モリM2のアドレス0〜3には零ベクトルv7、Vo、
 V、、Voのデータが順に誉ぎ込1れ、逆転PWMパ
ターンメモリM3のアドレス0〜3には電圧ベクトルv
1、vII%V、、V5のデータが順1CilFぎ込1
れ、逆転用ゼロベクトルメモリM4には零ベクトルVo
、 V、、V、、 V、のデータが順に豊さ込1れてい
る。残りのアドレス4〜511にもアドレスO〜3と同
一の原理でベクトルデータが曹さ込1れている。第2図
の各アドレスのベクトルデータは原理を示すものである
ため、実際のデータとは異なる。今、正転PWMパター
ンメモリM1のアドレスθ〜84(06〜60°区間に
対応)の実際の電圧ベクトルデータな示すと、Vo、v
6、v6、v6、v2、■2、V2、■2、■7、v2
、V、、 V、、 V、、v6、V2、v2、v2、ン
7、V2. V、、v6、Vo、を1、v6、v2、■
2、V2、■7、■2、■3、v2. v、、 v、、
 v2. v2. v、、 v、、v2、v2、v2、
v2、■2、■2、V2、V2、V2、V!、 V、、
V2、V2、ν2、v2、V2. V2、■2、■2、
V2、v2、V2、v2、V2. V3、V3. V3
. V、、V、、 V2. V2、v2s v2sv2
、v3、v3、■3、■3、v2、v2、v2、■!、
v2、V2. V8、V3、V3、VslCr、C6゜
〔電圧ベクトル〕 第3図は6個の電圧ベクトルV、〜V6と、2つの零ベ
クトルVo、V、とを示す。インバータ(2)のスイッ
チ素子A1 s BI、C1のとジうるスイッチング状
態は、(000)、(0(l I )、(010)、(
011ン 、  (10(1、(101)  、  (
110)  、(1117)8)C’、Thル(7)r
、Ctt’t Vo、■4、V2、v3、v4、v5、
v6、Vy ”?? tRt) f Cト’Ic スル
o 本実施例の装置では、電圧ベクトルV。〜■7がR
OM (51に曹ざ込1れ、これが制御データ(A、H
,C)として出力嘔れる。8つのベクトルVo=Vy’
Y組み合せると、正弦波出力電圧及び回転磁界ベクトル
選択ることが出来る。
〔ベクトル選択〕
第4図は回転磁界ベクトルφ1を得るための電圧ベクト
ルの選択ケ示すものである。回転磁界ベクトルφ1の先
端(P一点)の軌跡?円に近づけるためには、330°
〜30°区間で第6及び第2のペクトtbV6、v2.
30°〜9 (+’区ff1l テ第2 k Ulp、
 :(ノヘクトAV2、v3.90°〜150°区間で
第;3及び第1ノヘクトルv3、■1,150°〜21
0°区間で第1 k ヒ第5 ノヘクトルVI、 V5
.210°〜270°区間で第5及び第4のベクトル■
5、v4,270°〜33 (+’区間で第4及び第6
のベクトルV、、V、7選択する。原理的に示す第4図
の3:つ0°〜30°区間では有意ベクトルとしてv6
とv2とが選択され、ベクトル回転を止める時に零ベク
トル■7が選択されている。モータ(1)!正転さゼる
時には第4図でUPで示す方向に回転磁界ベクトルφ1
が回転され、逆転又は制動する時には、DOWNで示す
方向に回転ちれる。
[動 作] 次に、第5図〜第7図を診照して第1図の回路の動作を
説明する。ライン(9a)に得られる速度検出信号ライ
ンαυとの基準信号(目標信号)との比較に基ついて差
信号■。が得られると、この信号の正負が8141の比
較器(141で判定され、今、正信号であると丁れば、
第5図(Qのt4以前に示す如く比較出力が低レベル 
() となり、これがカウンタ(6)に入力する。この
ため、カウンタ(6)はこの期間にはアップ動作する。
第2の比較器a0に2いては、差信号VDの絶対値と三
角波電圧V。とが第5図(4)に示す如く比較でれ、第
5図の)の出力が発生する。
即ち三角波電圧■。が差信号V。の絶対値よりも^い時
(1,〜t2)に高レベル出力 l を発生し、逆の時
(12〜ts)には低レベル出力 Oを発生する。
tl”=t2の工うに第2の比較器αeの出力ビットB
IGが高レベル 1 であり、第1の比較器a弔の出力
ビットB9が低レベル ()の時には、l(OM (5
1においてにCB9 B10]=[01]に応答して正
転用ゼロベクトルメモリM2が選択式れs ”2〜t3
のように〔HsB1o1=[00]の時には正転PWM
パターンMlが選択石れる。また、第2の比較器叫の出
力が鳥レベル l の期間< 1.〜tz)では、N0
1回路(至)の出力が低レベルになり、AへDゲート0
稀?発振!(177のクロックパルスが通過することが
阻止され、カウンタ(6)がインクリメントでれないた
め、同一アドレスを指定しkitける。一方、第2の比
較器αeの出力が低レベルの期間(h〜t3)ではNO
TIalM(至)の出力が高レベルになるため、発振器
αDの出力クロツクパルスflAJJDケートaa+v
a過してカウンタ(6)の入力パルスとなる。これKよ
り、カウンタ(6)の9ビツトB。〜B、の値がアップ
動作で増大し、メモIJM、のアドレスが1@次に指定
される。
しかし、13時点で第2の比較器(161の出力が高レ
ベルになると、カウンタ(6)のタロツク入力が禁止さ
れ、カウンタ(6)はこの時廃のアドレス指定を保持す
る。例えば、第2図に示す如くアドレス2でメモリM、
のベクトルv6が読み出されている時に、メモIJM2
が選択されると、同一のアドレス2に2ける正転用零ベ
ク)hV7(] 11 )が選択でれる。
苓ベクトル■7セ第2の比較器(16)の出力が高レベ
ルの間発生し続け、比較出力が低レベルに戻って再びカ
ウンタ(6)にクロックパルスが入力し、カウンタ(6
)の出力が1段インクリメントされると、正転PvvM
パターンメモリM、のアドレス3の電圧ベクトルV2(
010,1が選択される。零ベクトルはV。
(00(1) トV、(l l 1 ) ト+7)2a
l類カラ成ル;2>”、スイッチ素子A1%C2の切換
えが少なくてすむ方のベクトルが選択される。カウンタ
(6)が10進数の0〜511に刈応する2進数を発生
し終ると、正転PWMパターンの0〜3600の全電圧
ベクトル回転タが読み出され、インバータ(2)から三
相の近似正弦波電圧か発生し、且つモータ(1)に円軌
跡に近い回転磁界ベクトルが生じる。
この様な制御にあ・いて、目標回転速度と検出速度との
差が小さくなると、第2の比較器αθの出力が高レベル
になる期間が相対的に長くなり、零ベクトルが選択され
る期間か長くなる。
1だ、ラインaυの基準信号のレベルを下けて低速回転
指令状態にすれば、差信号VDの絶対値のレベルも低下
し、インバータ(2)の出力周波数fが低下すると共に
出力電圧Vも低下し、モータ(1)が低速駆動状態にな
る。
第5図の14において逆転指令に切り侯り、差信号VD
が負になると、第1の比較器α力の出力が高レベルにな
り、逆転制御になる。なお、上記PWM制御VC,シ・
いて、電圧ベクトルの切り換えが行われる時には、一対
のスイッチ素子AI、A2s又にB10、lj2、又は
自、C2間がストレージ等で短絡され、これ等が破壊す
るおそれがあるので、これを防止するだめに、ベクトル
相互間に無制御期間を設けることが望ましい。
第1図の方式によれば、第6図及び第7図に示す如く、
12 rph又は0.1 rphのような超低速制御が
可能になる。第6図に2いては、モータのロータが約8
度1で回っているのみであり、第7図でに約7曳1で回
っているのみである。な2、超低速制御のみならす、高
速回転にも適用可能である。
1だ、インバータ(2)の出力周波数fが低い時には出
力電圧Vも小さく、史にモータ(1)の1次巻線の電圧
降下で磁束が減少し、超低速運転が可能になる。第1図
の回路において、ANDゲートa&で発振器aηの出力
パルスな匍[阻することによって出力周板数ケ低下芒ゼ
る代りに、AへDゲート(l印を省き、差信号VDによ
り発振器a力の出力周波数ケ制御することも可能である
。しかし、この方式に比較し、第1図の方式では発振周
波数ケ変える必要がないので、簡単な回路構成で応答速
度の早い制御が可能になる。
また、この例では逆転制御を行うことが出来るので、制
動を容易に加えること、逆転モードを容易に得ることか
でざる。
〔変形例〕
本発明は上述の実施例に限定されるものでなく、例えば
次の変形が可能なものである。
fa+  比例積分回路a2rt比例回路又は積分回路
としてもよい。1だ、この槍の定数回路をライン(9a
)側に設けてもよい。
(b+  速度検出器(9)の代vlC、モータ(1)
の回転数に対応して得られる温度検出信号、位&検比信
号、圧力検出信号、濃度検出信号等を検1th1傷号と
し1、これと基準信号とを比較してもよい。
[発明の効果〕 不発明によれば、簡単な回路構成でモータの速度WJ 
@ ’!’行うことがり能になる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例に係わるモータの制御方式ケ示
すブロック図。 第2図は第1図のROMの内容の一部ン原理的に示す図
、 第3図は電圧ベクトルを示す図、 第4図に回転磁界ベクトルケ示す図、 第5図は第1図の各部の状態を示す図、第6図ij 1
2 rph動作時の時間とモータ回転角度との関係な示
す特性図、 第7図は0,1 rph動作時の時間とモータ回転角度
との関係な示す特性図であ°る0 (11・・・モータ、(吐・・イン/(−タ、(5)・
・・)(OM、(6)・・・カウンタ、(9)・・・速
度検出器、QOI・・・比較回路、(14)・・・第1
の比較器、Qe・・・第2の比較器。 代  理  人   高  野  則  次第2図 第4図 180′″ vH6図 jIT図 t(Sec) 手続補正書(自発) 昭和61年3月2S日 特許庁長官 宇賀道部  殿  口 1、事件の表示 昭和61年 特 許 願第47875号2゜発明の名称
 インバータによるモータ制御方式3、 補正をする者 事件との関係  出願人 4、代理人 5、 補正命令の日付 自  発 6、 補正により増加する発明の数 7、補正の対象 明細書の特許請求の範囲、及び発明の詳細な(1)  
明細書の特許請求の範囲を別紙の通りに補正する。 (2)  明細書第3頁第6行の「予め」を抹消する。 (3)明細書第3頁第12行〜第13行の「を示す回転
」を「又は回転速度に関連した所望情報を示す」に補正
する。 (4)明細書第3頁第20行の「よりも高い」を「に近
づいた」に補正する。 2、特許請求の範囲 (11インバータをパルス幅変調(P W M )制御
するためのPWMスイッチングパターンが書き込まれて
いるメモリから、前記PWMスイッチングパターン1c
読み出して前記インバータを制御することKより前記イ
ンバータに接続された交流モータの速度を制御する方式
において、 前記モータの回転速度又は回転速度に関連した情報を示
す検出信号を得て、この検出信号と前記って前記インバ
ータの零ベクトル出力時間が長くなるように前記メモリ
の読み出しを制御することを特徴とするインバータによ
るモータ制御方式。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) インバータをパルス幅変調(PWM)制御する
    ためのPWMスイツチングパターンが予め書き込まれて
    いるメモリから、前記PWMスイツチングパターンを読
    み出して前記インバータを制御することにより前記イン
    バータに接続された交流モータの速度を制御する方式に
    おいて、 前記モータの回転速度又は回転速度に関連した情報を示
    す検出信号を得て、この検出信号と前記モータの所望回
    転速度を示す回転基準信号との差が小さくなるに従つて
    前記インバータの零ベクトル出力時間が長くなるように
    前記メモリの読み出しを制御することを特徴とするイン
    バータによるモータ制御方式。
JP61047875A 1986-03-05 1986-03-05 インバータによるモータ制御装置 Expired - Lifetime JPH0669305B2 (ja)

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