JP2000184784A - Ｐｗｍインバータ装置 - Google Patents
Ｐｗｍインバータ装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 電源電圧の利用率を最大にした場合の波形歪
みによる電磁音や振動を抑制する。 【解決手段】 この発明は、回転磁界を生成する多相巻
線として複数の単相巻線を備えた交流電動機１を駆動す
るＰＷＭインバータ装置に関する。複数の単相巻線のそ
れぞれに対し、電流基準Ｉｒおよび回転子位置検出信号
Ｒｐに基づいて互いに位相差を有する電流指令Ｉｒ１〜
Ｉｒ８を生成する電流指令決定部４−１〜４−８と、電
流指令Ｉｒ１〜Ｉｒ８に従って対応する単相巻線に電流
を供給するインバータ３−１〜３−８とを備えている。
みによる電磁音や振動を抑制する。 【解決手段】 この発明は、回転磁界を生成する多相巻
線として複数の単相巻線を備えた交流電動機１を駆動す
るＰＷＭインバータ装置に関する。複数の単相巻線のそ
れぞれに対し、電流基準Ｉｒおよび回転子位置検出信号
Ｒｐに基づいて互いに位相差を有する電流指令Ｉｒ１〜
Ｉｒ８を生成する電流指令決定部４−１〜４−８と、電
流指令Ｉｒ１〜Ｉｒ８に従って対応する単相巻線に電流
を供給するインバータ３−１〜３−８とを備えている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、交流電動機を駆動
するＰＷＭインバータ装置、特に複数の単相巻線によっ
て構成された多相巻線を有する交流電動機をＰＷＭ駆動
するＰＷＭインバータ装置に関する。
するＰＷＭインバータ装置、特に複数の単相巻線によっ
て構成された多相巻線を有する交流電動機をＰＷＭ駆動
するＰＷＭインバータ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＰＷＭ（パルス幅変調）制御により３相
の交流電流を供給して３相交流電動機を駆動するＰＷＭ
インバータ装置は一般的に広く使用されている。
の交流電流を供給して３相交流電動機を駆動するＰＷＭ
インバータ装置は一般的に広く使用されている。
【０００３】図５はこの種の従来の一般的なＰＷＭイン
バータ装置を示したもので、ＰＷＭインバータ５１は、
与えられた速度基準Ｎｒと３相交流電動機（ＡＭ）５０
の実際速度Ｎとの差すなわち速度偏差に基づいて３相電
流基準Ｉｒを生成する速度制御部５２と、３相電流基準
Ｉｒと電流検出器５６を介して検出される３相の電流検
出値Ｉとを各相毎に比較してその偏差を低減するような
３相の電流制御信号Ｓｃを生成する電流制御部５３と、
３相の電流制御信号Ｓｃに基づいてＰＷＭ信号Ｓｐを生
成するＰＷＭ制御部５４と、このＰＷＭ信号Ｓｐに基づ
いて交流電動機５０を制御するインバータ部（ＩＮＶ）
５５とを備えている。インバータ部５５は３相の電流基
準Ｓｃに対応した交流電流を電動機５０に供給するよう
に動作する。
バータ装置を示したもので、ＰＷＭインバータ５１は、
与えられた速度基準Ｎｒと３相交流電動機（ＡＭ）５０
の実際速度Ｎとの差すなわち速度偏差に基づいて３相電
流基準Ｉｒを生成する速度制御部５２と、３相電流基準
Ｉｒと電流検出器５６を介して検出される３相の電流検
出値Ｉとを各相毎に比較してその偏差を低減するような
３相の電流制御信号Ｓｃを生成する電流制御部５３と、
３相の電流制御信号Ｓｃに基づいてＰＷＭ信号Ｓｐを生
成するＰＷＭ制御部５４と、このＰＷＭ信号Ｓｐに基づ
いて交流電動機５０を制御するインバータ部（ＩＮＶ）
５５とを備えている。インバータ部５５は３相の電流基
準Ｓｃに対応した交流電流を電動機５０に供給するよう
に動作する。
【０００４】一般に、ＰＷＭインバータが供給する交流
電流は滑らかな回転磁界を得るために正弦波が用いられ
ている。永久磁石電動機などのように単相巻線の誘起電
圧波形が方形波状となるような場合、電動機の誘起電圧
と直流電源電圧が接近したとき、インバータ部５５が出
力する交流電圧のピーク値が電源電圧値に制限されるた
め、ピーク電流を流すための電圧が不足し容量不足とな
る場合がある。そのため、交流波形を正弦波とする代わ
りに方形波などにして電源電圧の利用率を向上させ、出
力容量を確保する方法が知られている。
電流は滑らかな回転磁界を得るために正弦波が用いられ
ている。永久磁石電動機などのように単相巻線の誘起電
圧波形が方形波状となるような場合、電動機の誘起電圧
と直流電源電圧が接近したとき、インバータ部５５が出
力する交流電圧のピーク値が電源電圧値に制限されるた
め、ピーク電流を流すための電圧が不足し容量不足とな
る場合がある。そのため、交流波形を正弦波とする代わ
りに方形波などにして電源電圧の利用率を向上させ、出
力容量を確保する方法が知られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前述の方法の
ように方形波などの波形の電流を電動機に流すと、その
電流波形に含まれる高調波成分により、電動機の固定子
鉄心が電磁振動を起こしたり、トルクリップルなどで振
動を生じたりすることがある。
ように方形波などの波形の電流を電動機に流すと、その
電流波形に含まれる高調波成分により、電動機の固定子
鉄心が電磁振動を起こしたり、トルクリップルなどで振
動を生じたりすることがある。
【０００６】したがって本発明の目的は、ＰＷＭ制御に
より交流電動機を駆動する場合に、電源電圧の利用率を
最大にした場合の波形歪みによる電磁音や振動を抑制す
ることの可能なＰＷＭインバータ装置を提供することに
ある。
より交流電動機を駆動する場合に、電源電圧の利用率を
最大にした場合の波形歪みによる電磁音や振動を抑制す
ることの可能なＰＷＭインバータ装置を提供することに
ある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に係る発明は、互いに独立した複数の単相
巻線を所定位相差をもって配置してなる多相巻線によっ
て回転磁界を生成する交流電動機を駆動するＰＷＭイン
バータ装置において、複数の単相巻線のそれぞれに対し
それぞれ個別に設けられたＰＷＭ制御される複数のイン
バータと、これら複数のインバータに対応して設けら
れ、複数の単相巻線によって回転磁界を生成するため
に、共通の電流基準および交流電動機の回転子位置検出
信号に基づいて、互いに位相差を有する複数の電流指令
を生成し対応するインバータに与える電流指令決定部と
を備えたことを特徴とする。
に、請求項１に係る発明は、互いに独立した複数の単相
巻線を所定位相差をもって配置してなる多相巻線によっ
て回転磁界を生成する交流電動機を駆動するＰＷＭイン
バータ装置において、複数の単相巻線のそれぞれに対し
それぞれ個別に設けられたＰＷＭ制御される複数のイン
バータと、これら複数のインバータに対応して設けら
れ、複数の単相巻線によって回転磁界を生成するため
に、共通の電流基準および交流電動機の回転子位置検出
信号に基づいて、互いに位相差を有する複数の電流指令
を生成し対応するインバータに与える電流指令決定部と
を備えたことを特徴とする。
【０００８】請求項２に係る発明は、請求項１に記載の
ＰＷＭインバータ装置において、複数の単相巻線は複数
の極を有する回転磁界を生成するように互いに絶縁して
配置され、複数のインバータは電流指令に基づいて、そ
れぞれの出力交流電流の位相を交流電動機の回転により
単相巻線に発生する誘起電圧の位相に同期させ、それぞ
れの交流電流の位相順序を単相巻線の配置順序に合わせ
て回転磁界を生成するように電流を供給することを特徴
とする。
ＰＷＭインバータ装置において、複数の単相巻線は複数
の極を有する回転磁界を生成するように互いに絶縁して
配置され、複数のインバータは電流指令に基づいて、そ
れぞれの出力交流電流の位相を交流電動機の回転により
単相巻線に発生する誘起電圧の位相に同期させ、それぞ
れの交流電流の位相順序を単相巻線の配置順序に合わせ
て回転磁界を生成するように電流を供給することを特徴
とする。
【０００９】請求項３に係る発明は、請求項１または２
に記載のＰＷＭインバータ装置において、電流指令決定
部は、電流基準に基づいて回転子位置検出信号から得ら
れた対応する単相巻線用の位相信号と隣合う単相巻線用
の位相信号とを用いて電流指令の立上りおよび立下りの
傾きを決定する手段を備えており、インバータはそれぞ
れ、対応する電流指令決定部から与えられた電流指令と
出力交流電流の検出値との差を減少させるための電流制
御信号を生成する電流制御部と、この電流制御部によっ
て生成された電流制御信号に基づきＰＷＭ信号を生成す
るＰＷＭ制御部と、このＰＷＭ制御部によって生成され
たＰＷＭ信号によって駆動され、直流を交流に変換して
単相の交流電流を出力するインバータ部とからなってい
ることを特徴とする。
に記載のＰＷＭインバータ装置において、電流指令決定
部は、電流基準に基づいて回転子位置検出信号から得ら
れた対応する単相巻線用の位相信号と隣合う単相巻線用
の位相信号とを用いて電流指令の立上りおよび立下りの
傾きを決定する手段を備えており、インバータはそれぞ
れ、対応する電流指令決定部から与えられた電流指令と
出力交流電流の検出値との差を減少させるための電流制
御信号を生成する電流制御部と、この電流制御部によっ
て生成された電流制御信号に基づきＰＷＭ信号を生成す
るＰＷＭ制御部と、このＰＷＭ制御部によって生成され
たＰＷＭ信号によって駆動され、直流を交流に変換して
単相の交流電流を出力するインバータ部とからなってい
ることを特徴とする。
【００１０】請求項４に係る発明は、請求項２に記載の
ＰＷＭインバータにおいて、電流指令決定手段は、電流
基準および回転子位置検出信号に基づいて、電流指令と
単相巻線の誘起電圧との積の波形が台形波となり、か
つ、電流指令と誘起電圧の積の波形の立上りあるいは立
下りによるリップルと、その単相巻線と隣合う単相巻線
の電流指令と誘起電圧の積の波形の立下りあるいは立上
りによるリップルとが互いに打消し合うように電流指令
を決定することを特徴とする。
ＰＷＭインバータにおいて、電流指令決定手段は、電流
基準および回転子位置検出信号に基づいて、電流指令と
単相巻線の誘起電圧との積の波形が台形波となり、か
つ、電流指令と誘起電圧の積の波形の立上りあるいは立
下りによるリップルと、その単相巻線と隣合う単相巻線
の電流指令と誘起電圧の積の波形の立下りあるいは立上
りによるリップルとが互いに打消し合うように電流指令
を決定することを特徴とする。
【００１１】請求項５に係る発明は、請求項１に記載の
ＰＷＭインバータ装置において、交流電動機の速度偏差
に基づいてそれを減少させるための電流基準を生成し、
その電流基準を回転子位置検出信号とともに電流指令決
定部のそれぞれに与える速度制御部を備えたことを特徴
とする。
ＰＷＭインバータ装置において、交流電動機の速度偏差
に基づいてそれを減少させるための電流基準を生成し、
その電流基準を回転子位置検出信号とともに電流指令決
定部のそれぞれに与える速度制御部を備えたことを特徴
とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】図１は請求項１，２，５に係る発
明の実施形態（基本形）を示すものである。図１におい
て、交流電動機（ＡＭ）１はそれぞれ独立した複数（本
実施形態では８個）の単相巻線を備えている。これら複
数の単相巻線は全て独立（絶縁）した単相巻線として構
成され、各単相巻線が発生する交番磁界により複数の極
を形成して回転磁界を発生するように順次所定の角度位
置だけずらした位置に配置される。交流電動機１の回転
子位置を位置検出器２によって検出し、その位置検出信
号Ｒｐを速度制御部５に導入する。交流電動機１の複数
の単相巻線にはそれぞれ各巻線毎に設けられた固有の単
相インバータ３−１〜３−８から互いに所定の位相差お
よび波形を有する単相交流電流Ｉ１〜Ｉ８が供給され
る。各インバータ３−１〜３−８にはそれぞれ固有の電
流指令決定部４−１〜４−８が設けられれており、各イ
ンバータは対応する電流指令決定部から出力される電流
指令Ｉｒ１〜Ｉｒ８に従った電流Ｉ１〜Ｉ８を電動機１
の対応する単相巻線に供給する。
明の実施形態（基本形）を示すものである。図１におい
て、交流電動機（ＡＭ）１はそれぞれ独立した複数（本
実施形態では８個）の単相巻線を備えている。これら複
数の単相巻線は全て独立（絶縁）した単相巻線として構
成され、各単相巻線が発生する交番磁界により複数の極
を形成して回転磁界を発生するように順次所定の角度位
置だけずらした位置に配置される。交流電動機１の回転
子位置を位置検出器２によって検出し、その位置検出信
号Ｒｐを速度制御部５に導入する。交流電動機１の複数
の単相巻線にはそれぞれ各巻線毎に設けられた固有の単
相インバータ３−１〜３−８から互いに所定の位相差お
よび波形を有する単相交流電流Ｉ１〜Ｉ８が供給され
る。各インバータ３−１〜３−８にはそれぞれ固有の電
流指令決定部４−１〜４−８が設けられれており、各イ
ンバータは対応する電流指令決定部から出力される電流
指令Ｉｒ１〜Ｉｒ８に従った電流Ｉ１〜Ｉ８を電動機１
の対応する単相巻線に供給する。
【００１３】速度制御部５は、外部から与えられる速度
基準Ｎｒと、位置検出信号Ｒｐに基づいて検出される電
動機１の実際速度Ｎとの差すなわち速度偏差を無くすた
めの電流基準Ｉｒを生成し、これを位置検出信号Ｒｐと
ともに各電流指令決定部４−１〜４−８に送出する。
基準Ｎｒと、位置検出信号Ｒｐに基づいて検出される電
動機１の実際速度Ｎとの差すなわち速度偏差を無くすた
めの電流基準Ｉｒを生成し、これを位置検出信号Ｒｐと
ともに各電流指令決定部４−１〜４−８に送出する。
【００１４】電流指令決定部４−１〜４−８は、電動機
１に回転磁界を発生させるために、多相交流に対応する
所定の位相差を有する各インバータ（つまり、各巻線）
に固有の、波形（すなわち瞬時値）を考慮した電流基準
Ｉｒ１〜Ｉｒ８を生成する。各インバータ３−１〜３−
８は互いに他のインバータに関わりなくそれぞれ個別に
ＰＷＭ制御を行い、それぞれ電流基準Ｉｒ１〜Ｉｒ８に
対応した単相の交流電流Ｉ１〜Ｉ８を交流電動機１の対
応する単相巻線に供給して回転磁界を発生させ交流電動
機１を回転させる。
１に回転磁界を発生させるために、多相交流に対応する
所定の位相差を有する各インバータ（つまり、各巻線）
に固有の、波形（すなわち瞬時値）を考慮した電流基準
Ｉｒ１〜Ｉｒ８を生成する。各インバータ３−１〜３−
８は互いに他のインバータに関わりなくそれぞれ個別に
ＰＷＭ制御を行い、それぞれ電流基準Ｉｒ１〜Ｉｒ８に
対応した単相の交流電流Ｉ１〜Ｉ８を交流電動機１の対
応する単相巻線に供給して回転磁界を発生させ交流電動
機１を回転させる。
【００１５】本実施形態においては、交流電動機１の各
単相巻線に供給される交流電流は、交流電動機１が回転
したときにその単相巻線に発生する誘起電圧の位相に同
期し、それぞれの交流電流の位相順序が各単相巻線の配
置順序に合わせて回転磁界を生成するように供給され
る。
単相巻線に供給される交流電流は、交流電動機１が回転
したときにその単相巻線に発生する誘起電圧の位相に同
期し、それぞれの交流電流の位相順序が各単相巻線の配
置順序に合わせて回転磁界を生成するように供給され
る。
【００１６】本実施形態によれば、個々のインバータ３
−１〜３−８は交流電動機１の容量と比較して小容量の
ものでよく、そのため個々のインバータから供給する交
流電流のリップル電流により交流電動機１の巻線から発
生する電磁音の振幅を小さくすることができる。また、
大容量の交流電動機の場合、単相巻線の数を数百個にし
て、それに対応する数百台のインバータから電流を供給
するように構成することも可能である。こうすることに
より、交流電動機の１巻線当りの容量を小さくし、誘起
電圧を電源電圧に対して低くすることができるため、容
量不足による電流波形歪みの影響を受けにくくすること
ができる。
−１〜３−８は交流電動機１の容量と比較して小容量の
ものでよく、そのため個々のインバータから供給する交
流電流のリップル電流により交流電動機１の巻線から発
生する電磁音の振幅を小さくすることができる。また、
大容量の交流電動機の場合、単相巻線の数を数百個にし
て、それに対応する数百台のインバータから電流を供給
するように構成することも可能である。こうすることに
より、交流電動機の１巻線当りの容量を小さくし、誘起
電圧を電源電圧に対して低くすることができるため、容
量不足による電流波形歪みの影響を受けにくくすること
ができる。
【００１７】さらに、単相巻線の数を多くすることによ
り、一部のインバータが故障してもその故障したインバ
ータを切離すことにより、装置全体の運転を実質的に支
障なく継続させることができる。
り、一部のインバータが故障してもその故障したインバ
ータを切離すことにより、装置全体の運転を実質的に支
障なく継続させることができる。
【００１８】図２は、請求項３に係る発明の実施形態の
要部を示すものである。ここでは複数のインバータ３−
１〜３−８および複数の電流指令決定部４−１〜４−８
の内部構成の具体例を示すものである。図示のごとく、
電流指令決定部４−１〜４−８は、位置検出信号Ｒｐに
基づいて自己相の巻線に通電すべき位相を演算する位相
演算部４１と、電流基準Ｉｒおよび位相演算部４１で算
出された位相に基づいて自己相の電流指令Ｉｒ１〜Ｉｒ
８を生成する電流指令演算部４２とからなっている。こ
れに対して、インバータ３−１〜３−８は、電流検出器
３４、電流指令決定部から与えられた電流指令Ｉｒ１〜
Ｉｒ８と電流検出器３４を介して検出された単相の交流
電流検出値Ｉ１〜Ｉ８とを比較しその偏差から形成され
る電流制御信号Ｓｃを出力する電流制御部３１、電流制
御信号Ｓｃに基づいてパルス幅変調制御のためのＰＷＭ
信号Ｓｐを出力するＰＷＭ制御部３２、およびＰＷＭ信
号Ｓｐに基づいて直流を交流に変換し単相の交流電流Ｉ
１〜Ｉ８を交流電動機１の対応する単相巻線に供給する
インバータ部３３からなっている。
要部を示すものである。ここでは複数のインバータ３−
１〜３−８および複数の電流指令決定部４−１〜４−８
の内部構成の具体例を示すものである。図示のごとく、
電流指令決定部４−１〜４−８は、位置検出信号Ｒｐに
基づいて自己相の巻線に通電すべき位相を演算する位相
演算部４１と、電流基準Ｉｒおよび位相演算部４１で算
出された位相に基づいて自己相の電流指令Ｉｒ１〜Ｉｒ
８を生成する電流指令演算部４２とからなっている。こ
れに対して、インバータ３−１〜３−８は、電流検出器
３４、電流指令決定部から与えられた電流指令Ｉｒ１〜
Ｉｒ８と電流検出器３４を介して検出された単相の交流
電流検出値Ｉ１〜Ｉ８とを比較しその偏差から形成され
る電流制御信号Ｓｃを出力する電流制御部３１、電流制
御信号Ｓｃに基づいてパルス幅変調制御のためのＰＷＭ
信号Ｓｐを出力するＰＷＭ制御部３２、およびＰＷＭ信
号Ｓｐに基づいて直流を交流に変換し単相の交流電流Ｉ
１〜Ｉ８を交流電動機１の対応する単相巻線に供給する
インバータ部３３からなっている。
【００１９】上記構成により、インバータ３−１〜３−
８に電流指令Ｉｒ１〜Ｉｒ８が入力されると、電流制御
部３１から交流電流検出値Ｉ１〜Ｉ８との差すなわち電
流偏差を減少させるように電流制御信号Ｓｃが出力さ
れ、それに対応してＰＷＭ制御部３２からＰＷＭ信号Ｓ
ｐが出力される。これにより、インバータ部３３から交
流電動機１の対応する単相巻線に対し、電流指令Ｉｒ１
〜Ｉｒ８に対応した単相の交流電流Ｉ１〜Ｉ８が供給さ
れる。
８に電流指令Ｉｒ１〜Ｉｒ８が入力されると、電流制御
部３１から交流電流検出値Ｉ１〜Ｉ８との差すなわち電
流偏差を減少させるように電流制御信号Ｓｃが出力さ
れ、それに対応してＰＷＭ制御部３２からＰＷＭ信号Ｓ
ｐが出力される。これにより、インバータ部３３から交
流電動機１の対応する単相巻線に対し、電流指令Ｉｒ１
〜Ｉｒ８に対応した単相の交流電流Ｉ１〜Ｉ８が供給さ
れる。
【００２０】この場合、電流指令演算部４２からインバ
ータ３−１〜３−８に与えられる電流指令Ｉｒ１〜Ｉｒ
８の各位相は、交流電動機１が回転したときに各インバ
ータ３−１〜３−８が接続された単相巻線に発生する誘
起電圧の位相に同期し、それぞれの電流指令Ｉｒ１〜Ｉ
ｒ８の位相順序は各単相巻線の配置順序に合わせて回転
磁界を生成するような位相順序で供給され、しかも各イ
ンバータ３−１〜３−８の電流指令はそれぞれ個別に生
成される。
ータ３−１〜３−８に与えられる電流指令Ｉｒ１〜Ｉｒ
８の各位相は、交流電動機１が回転したときに各インバ
ータ３−１〜３−８が接続された単相巻線に発生する誘
起電圧の位相に同期し、それぞれの電流指令Ｉｒ１〜Ｉ
ｒ８の位相順序は各単相巻線の配置順序に合わせて回転
磁界を生成するような位相順序で供給され、しかも各イ
ンバータ３−１〜３−８の電流指令はそれぞれ個別に生
成される。
【００２１】図３は図２の実施形態における動作波形の
説明図である。同図（ａ）〜（ｃ）に示すように、電流
指令決定部４−１〜４−８は速度制御部５から与えられ
る位置検出信号Ｒｐに基づいて自己相の通電位相を演算
し位相信号を生成する。図示のごとく電流指令決定部４
−１〜４−８で決定される位相は巻線相数に応じて所定
位相ずつ順次ずれている。電動機１の単相巻線の誘起電
圧波形が同図（ｄ），（ｅ）の実線のように方形波であ
るとした場合、電流指令を同図（ｆ），（ｇ）の実線の
ような台形波とすることにより、各インバータが出力す
る電流リップル（つまりは、トルクリップル）は各相間
で打消し合い、全体として低減させることができる。よ
り詳細には、ある相の電流絶対値の減少過程とそれに隣
接する相の電流絶対値の増加過程とが重なって電流立ち
上がりおよび立ち下がりに伴う電流リップルを相殺させ
ることができる。このようにして、各インバータが個別
に電流指令決定部を持ち、他のインバータの電流リップ
ルを打消し合うように設定することが可能となるため、
全体として電流リップルの高調波成分による振動を減少
させることができる。同図（ｈ）は、誘起電圧×電流指
令に対応する合成トルクを示すものであり、実線は第１
相の誘起電圧（図３（ｄ）参照）と第１相の電流指令
（図３（ｆ）参照）との積に対応する波形であることが
分かる。これらの合成トルクを各相について合成したも
のが交流電動機１としてのトルクとなる。なお、図３の
一点鎖線で示した波形については後述する。
説明図である。同図（ａ）〜（ｃ）に示すように、電流
指令決定部４−１〜４−８は速度制御部５から与えられ
る位置検出信号Ｒｐに基づいて自己相の通電位相を演算
し位相信号を生成する。図示のごとく電流指令決定部４
−１〜４−８で決定される位相は巻線相数に応じて所定
位相ずつ順次ずれている。電動機１の単相巻線の誘起電
圧波形が同図（ｄ），（ｅ）の実線のように方形波であ
るとした場合、電流指令を同図（ｆ），（ｇ）の実線の
ような台形波とすることにより、各インバータが出力す
る電流リップル（つまりは、トルクリップル）は各相間
で打消し合い、全体として低減させることができる。よ
り詳細には、ある相の電流絶対値の減少過程とそれに隣
接する相の電流絶対値の増加過程とが重なって電流立ち
上がりおよび立ち下がりに伴う電流リップルを相殺させ
ることができる。このようにして、各インバータが個別
に電流指令決定部を持ち、他のインバータの電流リップ
ルを打消し合うように設定することが可能となるため、
全体として電流リップルの高調波成分による振動を減少
させることができる。同図（ｈ）は、誘起電圧×電流指
令に対応する合成トルクを示すものであり、実線は第１
相の誘起電圧（図３（ｄ）参照）と第１相の電流指令
（図３（ｆ）参照）との積に対応する波形であることが
分かる。これらの合成トルクを各相について合成したも
のが交流電動機１としてのトルクとなる。なお、図３の
一点鎖線で示した波形については後述する。
【００２２】図４は請求項４に係る発明の実施形態の要
部を示すものである。この実施形態の特徴は電流指令決
定部４−１〜４−８の内部構成にあり、インバータ３−
１〜３−８は図２のものと同様である。図４の電流指令
決定部４−１〜４−８は、交流電動機１の単相巻線に発
生させるべき誘起電圧波形を予め記憶している波形デー
タ記億部４３、波形データ記憶部４３に記憶された一連
の波形データを位置検出信号Ｒｐに同期して各位相点で
サイクリックに読出すデータ読出部４４、および読み出
した波形データと電流基準Ｉｒとの積の波形が台形とな
るような電流指令Ｉｒ１〜Ｉｒ８を演算する電流指令演
算部４２からなっている。
部を示すものである。この実施形態の特徴は電流指令決
定部４−１〜４−８の内部構成にあり、インバータ３−
１〜３−８は図２のものと同様である。図４の電流指令
決定部４−１〜４−８は、交流電動機１の単相巻線に発
生させるべき誘起電圧波形を予め記憶している波形デー
タ記億部４３、波形データ記憶部４３に記憶された一連
の波形データを位置検出信号Ｒｐに同期して各位相点で
サイクリックに読出すデータ読出部４４、および読み出
した波形データと電流基準Ｉｒとの積の波形が台形とな
るような電流指令Ｉｒ１〜Ｉｒ８を演算する電流指令演
算部４２からなっている。
【００２３】上記構成によれば、交流電動機１の単相巻
線の誘起電圧が任意の波形（例えば図３における一点鎖
線の波形）の場合にも電圧と電流の積が図３に示す台形
波となるように電流指令（図３（ｆ），（ｇ）における
一点鎖線の波形）を決定し、各インバータ３−１〜３−
８が接続された単相巻線に発生する誘起電圧と出力電流
の積のリップル（トルクリップル）が他のインバータの
トルクリップルによって互いに打消し合うように設定す
ることが可能となり、全体としてトルクリップルの高調
波成分による振動を減少させることができる。ここで、
トルクリップルの相殺であるが、図３に示すごとく、あ
る相のトルクの増加過程が隣接相のトルクの減少過程と
時間的に重なり、両トルクの和がその間一定になるよう
にすることにより１サイクル全体にわたってトルクリッ
プルなしにすることができる。
線の誘起電圧が任意の波形（例えば図３における一点鎖
線の波形）の場合にも電圧と電流の積が図３に示す台形
波となるように電流指令（図３（ｆ），（ｇ）における
一点鎖線の波形）を決定し、各インバータ３−１〜３−
８が接続された単相巻線に発生する誘起電圧と出力電流
の積のリップル（トルクリップル）が他のインバータの
トルクリップルによって互いに打消し合うように設定す
ることが可能となり、全体としてトルクリップルの高調
波成分による振動を減少させることができる。ここで、
トルクリップルの相殺であるが、図３に示すごとく、あ
る相のトルクの増加過程が隣接相のトルクの減少過程と
時間的に重なり、両トルクの和がその間一定になるよう
にすることにより１サイクル全体にわたってトルクリッ
プルなしにすることができる。
【００２４】交流電動機１の単相巻線の数を増やすと各
巻線間の位相差が小さくなるため、前述の台形波を次第
に方形波に近づかせることができ、電源電圧の利用率を
向上させ出力容量をさらに大きくとることができる。
巻線間の位相差が小さくなるため、前述の台形波を次第
に方形波に近づかせることができ、電源電圧の利用率を
向上させ出力容量をさらに大きくとることができる。
【００２５】
【発明の効果】本発明のインバータ装置によれば、複数
のＰＷＭインバータから複数の単相交流電流を供給して
交流電動機を駆動することが可能となり、電圧利用率を
高くしたときの各ＰＷＭインバータの電流波形の歪みに
よるトルクリップルを各相間で打消し合うことにより、
電動機の振動を抑制することができる。また、一部のＰ
ＷＭインバータが故障した場合でも故障したＰＷＭイン
バータを切離して実質的に支障の無い運転を継続するこ
とができる。
のＰＷＭインバータから複数の単相交流電流を供給して
交流電動機を駆動することが可能となり、電圧利用率を
高くしたときの各ＰＷＭインバータの電流波形の歪みに
よるトルクリップルを各相間で打消し合うことにより、
電動機の振動を抑制することができる。また、一部のＰ
ＷＭインバータが故障した場合でも故障したＰＷＭイン
バータを切離して実質的に支障の無い運転を継続するこ
とができる。
【図１】請求項１，２，５に係る発明によるＰＷＭイン
バータ装置の実施形態を示すブロック図。
バータ装置の実施形態を示すブロック図。
【図２】請求項３に係る発明によるＰＷＭインバータ装
置の実施形態を示すブロック図。
置の実施形態を示すブロック図。
【図３】図２および図４のＰＷＭインバータ装置におけ
る動作波形の説明図。
る動作波形の説明図。
【図４】請求項４に係る発明によるＰＷＭインバータ装
置の実施形態を示すブロック図。
置の実施形態を示すブロック図。
【図５】従来の一般的なＰＷＭインバータ装置のブロッ
ク図。
ク図。
１ 交流電動機 ２ 位置検出器 ３−１〜３−８ インバータ ４−１〜４−８ 電流指令決定部 ５ 速度制御部 ３１ 電流制御部 ３２ ＰＷＭ制御部 ３３ インバータ部 ３４ 電流検出器 ４１ 位相差検出部 ４２ 電流指令演算部 ４３ 波形データ記憶部 ４４ データ読出部
フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H007 BB06 DA03 DA05 DB02 DB12 EA02 5H575 BB04 DD03 DD05 DD06 GG02 GG04 HB01 HB20 JJ17 KK06 LL01 LL22 LL31 MM12 5H576 BB04 DD02 DD04 DD05 EE11 GG02 GG04 HB01 HB05 JJ17 KK06 LL01 LL22 LL41 MM11
Claims (5)
- 【請求項１】互いに独立した複数の単相巻線を所定位相
差をもって配置してなる多相巻線によって回転磁界を生
成する交流電動機を駆動するＰＷＭインバータ装置にお
いて、 前記複数の単相巻線のそれぞれに対しそれぞれ個別に設
けられたＰＷＭ制御される複数のインバータと、 これら複数のインバータに対応して設けられ、前記複数
の単相巻線によって回転磁界を生成するために、共通の
電流基準および前記交流電動機の回転子位置検出信号に
基づいて、互いに位相差を有する複数の電流指令を生成
し対応するインバータに与える電流指令決定部と、 を備えたことを特徴とするＰＷＭインバータ装置。 - 【請求項２】請求項１に記載のＰＷＭインバータ装置に
おいて、前記複数の単相巻線は複数の極を有する回転磁
界を生成するように互いに絶縁して配置され、前記複数
のインバータは前記電流指令に基づいて、それぞれの出
力交流電流の位相を前記交流電動機の回転により前記単
相巻線に発生する誘起電圧の位相に同期させ、それぞれ
の交流電流の位相順序を前記単相巻線の配置順序に合わ
せて前記回転磁界を生成するように電流を供給すること
を特徴とするＰＷＭインバータ装置。 - 【請求項３】請求項１または２に記載のＰＷＭインバー
タ装置において、 前記電流指令決定部は、前記電流基準に基づいて前記回
転子位置検出信号から得られた対応する単相巻線用の位
相信号と隣合う単相巻線用の位相信号とを用いて電流指
令の立上りおよび立下りの傾きを決定する手段を備えて
おり、 前記インバータはそれぞれ、対応する電流指令決定部か
ら与えられた電流指令と出力交流電流の検出値との差を
減少させるための電流制御信号を生成する電流制御部
と、この電流制御部によって生成された電流制御信号に
基づきＰＷＭ信号を生成するＰＷＭ制御部と、このＰＷ
Ｍ制御部によって生成されたＰＷＭ信号によって駆動さ
れ、直流を交流に変換して単相の交流電流を出力するイ
ンバータ部とからなっていることを特徴とするＰＷＭイ
ンバータ装置。 - 【請求項４】請求項２に記載のＰＷＭインバータにおい
て、前記電流指令決定手段は、前記電流基準および前記
回転子位置検出信号に基づいて、前記電流指令と前記単
相巻線の誘起電圧との積の波形が台形波となり、かつ、
前記電流指令と誘起電圧の積の波形の立上りあるいは立
下りによるリップルと、その単相巻線と隣合う単相巻線
の電流指令と誘起電圧の積の波形の立下りあるいは立上
りによるリップルとが互いに打消し合うように電流指令
を決定することを特徴とするＰＷＭインバータ装置。 - 【請求項５】請求項１に記載のＰＷＭインバータ装置に
おいて、交流電動機の速度偏差に基づいてそれを減少さ
せるための電流基準を生成し、その電流基準を前記回転
子位置検出信号とともに前記電流指令決定部のそれぞれ
に与える速度制御部を備えたことを特徴とするＰＷＭイ
ンバータ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10359274A JP2000184784A (ja) | 1998-12-17 | 1998-12-17 | Ｐｗｍインバータ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10359274A JP2000184784A (ja) | 1998-12-17 | 1998-12-17 | Ｐｗｍインバータ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000184784A true JP2000184784A (ja) | 2000-06-30 |
Family
ID=18463665
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10359274A Pending JP2000184784A (ja) | 1998-12-17 | 1998-12-17 | Ｐｗｍインバータ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000184784A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007509596A (ja) * | 2003-10-24 | 2007-04-12 | エレクトロニカ プロダクツ リミテッド | 永久磁石ブラシレスモータの磁気伝動装置 |
| JP2010183720A (ja) * | 2009-02-05 | 2010-08-19 | Fuji Electric Systems Co Ltd | 電動機駆動装置 |
| CN108450053A (zh) * | 2015-10-16 | 2018-08-24 | 大众汽车有限公司 | 用于在多电机系统中进行转子位置测算的方法和设备 |
| CN111919379A (zh) * | 2018-03-28 | 2020-11-10 | 日立汽车系统株式会社 | 马达控制装置、电动车辆 |
-
1998
- 1998-12-17 JP JP10359274A patent/JP2000184784A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007509596A (ja) * | 2003-10-24 | 2007-04-12 | エレクトロニカ プロダクツ リミテッド | 永久磁石ブラシレスモータの磁気伝動装置 |
| JP2010183720A (ja) * | 2009-02-05 | 2010-08-19 | Fuji Electric Systems Co Ltd | 電動機駆動装置 |
| CN108450053A (zh) * | 2015-10-16 | 2018-08-24 | 大众汽车有限公司 | 用于在多电机系统中进行转子位置测算的方法和设备 |
| CN111919379A (zh) * | 2018-03-28 | 2020-11-10 | 日立汽车系统株式会社 | 马达控制装置、电动车辆 |
| CN111919379B (zh) * | 2018-03-28 | 2023-11-03 | 日立安斯泰莫株式会社 | 马达控制装置、电动车辆 |
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