JP2002209386A - Power conversion device and drive control method for polyphase load - Google Patents

Power conversion device and drive control method for polyphase load

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JP2002209386A JP2000397622A JP2000397622A JP2002209386A JP 2002209386 A JP2002209386 A JP 2002209386A JP 2000397622 A JP2000397622 A JP 2000397622A JP 2000397622 A JP2000397622 A JP 2000397622A JP 2002209386 A JP2002209386 A JP 2002209386A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To inhibit the generation of a switching loss in a switching element, as much as possible for constituting an inverter main circuit of a power conversion device. SOLUTION: A command value converter performs conversion so that a biphase command value level can be fixed to the maximum (steps A5, A9, and A13) or the minimum (steps A4, A8, and A12), in a period (steps A2, A6, A10: Yes) in which either biphase command value level among three-phase voltage command values U*, V*, and W* outputted from a command value generator is less than a prescribed value x.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、多相負荷をインバ
ータ主回路によって駆動する電力変換装置及び多相負荷
の駆動制御方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power converter for driving a polyphase load by an inverter main circuit, and a drive control method for the polyphase load.

【0002】[0002]

【従来の技術】図25は、例えば電気自動車の走行に使
用される多相交流モータを駆動するインバータ装置の電
気的構成を示すものである。この図25において、6つ
のIGBT1〜6が三相ブリッジ接続されてインバータ
主回路7が構成され、そのインバータ主回路7の直流母
線7a,7bは、駆動用バッテリ8の正極端子,負極端
子に夫々接続されている。その、インバータ主回路7の
出力端子7u,7v,7wは三相の多相交流モータ(例
えば、同期モータやインダクションモータ,ブラシレス
モータなど)9の各相巻線(図示せず)に夫々接続され
ている。また、各IGBT1〜6のコレクタエミッタ間
には、フリーホイールダイオードD1〜D6が逆z並列
接続されている。
2. Description of the Related Art FIG. 25 shows an electrical configuration of an inverter device for driving a polyphase AC motor used for traveling of an electric vehicle, for example. In FIG. 25, six IGBTs 1 to 6 are connected in a three-phase bridge to form an inverter main circuit 7. DC buses 7a and 7b of the inverter main circuit 7 are connected to a positive terminal and a negative terminal of a driving battery 8, respectively. It is connected. The output terminals 7u, 7v, 7w of the inverter main circuit 7 are respectively connected to respective phase windings (not shown) of a three-phase polyphase AC motor (for example, a synchronous motor, an induction motor, a brushless motor, etc.) 9. ing. Freewheeling diodes D1 to D6 are connected in reverse z parallel between the collector and emitter of each of the IGBTs 1 to 6.

【0003】指令値発生器10は、電圧指令値U*,V
*,W*のデータが記憶されているROMを中心として
構成されており、例えば、インバータ主回路7の出力端
子7u〜7wと多相交流モータ(以下、単にモータと称
す)9の各相巻線との間に配置される電流センサ(図示
せず)の出力信号におけるゼロクロス点や、ロータリエ
ンコーダ或いはレゾルバなどの出力信号に基づいて交流
モータ9を構成するロータの位相θを検出し、その位相
に基づいてU,V,W各相についての電圧指令値U*,
V*,W*を読み出し、PWM波形発生器11に出力す
るようになっている。尚、電圧指令値U*,V*,W*
は、例えば正弦波の振幅に基づく指令値である。
The command value generator 10 has voltage command values U *, V
*, W * are stored around the ROM. For example, the output terminals 7u to 7w of the inverter main circuit 7 and each phase winding of a polyphase AC motor (hereinafter simply referred to as a motor) 9 are provided. A phase θ of a rotor constituting the AC motor 9 is detected based on a zero-cross point in an output signal of a current sensor (not shown) disposed between the AC motor 9 and the output signal of a rotary encoder or a resolver. Voltage command values U *, U *,
V * and W * are read and output to the PWM waveform generator 11. The voltage command values U *, V *, W *
Is a command value based on the amplitude of a sine wave, for example.

【0004】図26は、PWM波形発生器11の詳細な
電気的構成を示す機能ブロック図である。指令値発生器
10より出力される電圧指令値U*,V*,W*は、コ
ンパレータ12a,12c,12eの非反転入力端子並
びにコンパレータ12b,12d,12fの反転入力端
子に与えられており、コンパレータ12a,12c,1
2eの反転入力端子並びにコンパレータ12b,12
d,12fの非反転入力端子には、搬送波発生器13よ
り出力されるPWM変調の搬送波(三角波)が与えられ
ている。
FIG. 26 is a functional block diagram showing a detailed electrical configuration of the PWM waveform generator 11. As shown in FIG. The voltage command values U *, V *, W * output from the command value generator 10 are given to the non-inverting input terminals of the comparators 12a, 12c, 12e and the inverting input terminals of the comparators 12b, 12d, 12f. Comparators 12a, 12c, 1
2e inverting input terminal and comparators 12b and 12
The non-inverting input terminals of d and 12f are provided with a PWM-modulated carrier (triangular wave) output from the carrier generator 13.

【0005】尚、コンパレータ12a〜12fは、電圧
指令値U*,V*,W*及び搬送波が何れもデジタルデ
ータとして出力される場合はマグニチュードコンパレー
タであり、両者が何れもアナログデータとして出力され
る場合はアナログコンパレータである。
The comparators 12a to 12f are magnitude comparators when the voltage command values U *, V *, W * and the carrier are all output as digital data, and both of them are output as analog data. The case is an analog comparator.

【0006】そして、コンパレータ12a,12c,1
2eからは、搬送波のレベルよりも電圧指令値U*,V
*,W*のレベルが高い場合にハイレベルとなる信号C
1,C3,C5が出力され、コンパレータ12b,12
d,12fからは、信号C1,C3,C5の反転信号C
2,C4,C6が出力されてデッドタイム発生器14に
与えられる。デッドタイム発生器14は、例えば、1つ
のアームについて正側,負側のIGBTが同時にオン状
態となることを防止するために、両者何れもがオフ状態
となるデッドタイムを設けるため、信号C1/C3/C
5,C2/C4/C6間のオンオフタイミングを修正す
るものである。
Then, the comparators 12a, 12c, 1
From 2e, the voltage command values U *, V
The signal C which becomes a high level when the levels of * and W * are high
1, C3 and C5 are output and the comparators 12b and 12
d, 12f, the inverted signal C of the signals C1, C3, C5
2, C4 and C6 are output and supplied to the dead time generator 14. The dead time generator 14 provides a signal C1 / to provide a dead time in which both the positive and negative IGBTs of one arm are turned off in order to prevent the IGBTs on both sides from being turned on at the same time. C3 / C
5, on / off timing between C2 / C4 / C6.

【0007】デッドタイム発生器14からは、ゲート信
号G1′〜G6′が出力され、それらのゲート信号G
1′〜G6′は、フォトカプラなどからなるドライバ1
5を介して各IGBT1〜6のゲートにゲート信号G1
〜G6として与えられるようになっている。
The dead time generator 14 outputs gate signals G1 'to G6'.
1 'to G6' are drivers 1 composed of a photocoupler or the like.
5, a gate signal G1 is applied to the gates of the IGBTs 1-6.
To G6.

【0008】この制御方式では、例えばU相について考
えると、指令値U*が搬送波である三角波より大きい場
合はIGBT1がオン,IGBT2がオフとなり、DC
電源の正側の電位が出力される。逆にU*が三角波より
小さい場合はIGBT1がオフ、IGBT2がオンとな
り、DC電源の負側の電位が出力される。この動作によ
り各搬送波の周期で指令値に比例した時間の間、DC電
源の正側の電圧が出力される。
In this control method, for example, considering the U phase, if the command value U * is larger than the triangular wave as the carrier, IGBT1 is turned on, IGBT2 is turned off, and DC
The positive potential of the power supply is output. Conversely, when U * is smaller than the triangular wave, IGBT1 is turned off, IGBT2 is turned on, and the negative potential of the DC power supply is output. By this operation, the positive voltage of the DC power supply is output for a time proportional to the command value in each carrier cycle.

【0009】そして、図27に示すように、電圧指令値
U*,V*,W*が正弦波ならばパルス幅が正弦波にP
WM変調された電圧が出力され出力電流を略正弦波にす
ることができる。また、搬送波の周波数が高いほどより
理想的な正弦波の波形に近い電流を出力でき、当該周波
数を15kHz以上にすれば、モータ9の磁気的騒音を
大幅に低減することができる。そのため、インバータ主
回路7には、このような高速スイッチングが可能である
IGBT1〜6が使用されている。
As shown in FIG. 27, if the voltage command values U *, V *, W * are sine waves, the pulse width becomes a sine wave.
The WM-modulated voltage is output, and the output current can be made substantially sinusoidal. Further, as the frequency of the carrier wave increases, a current closer to a more ideal sinusoidal waveform can be output. If the frequency is set to 15 kHz or more, the magnetic noise of the motor 9 can be significantly reduced. Therefore, the inverter main circuit 7 uses IGBTs 1 to 6 that can perform such high-speed switching.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、インバ
ータ主回路7が大電力で駆動される場合には電力変換損
失による発熱が大きいため、水冷などによる冷却が必要
であり、システムの小型化、低コスト化の障害となって
いる。また、電力変換損失には、IGBT1〜6におけ
るスイッチング損失が大きな割合を占めている。スイッ
チング損失は、スイッチング周波数が高くなるほど増加
するので、十分高い周波数で使用することができないと
いう問題がある。
However, when the inverter main circuit 7 is driven by a large amount of power, since heat generated by power conversion loss is large, cooling by water cooling or the like is necessary, and the system can be reduced in size and cost can be reduced. It is an obstacle to the development. Switching losses in the IGBTs 1 to 6 occupy a large proportion of the power conversion loss. Since the switching loss increases as the switching frequency increases, there is a problem that it cannot be used at a sufficiently high frequency.

【0011】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、インバータ主回路を構成するスイッ
チング素子について、スイッチング損失の発生を極力抑
制することができる電力変換装置、及び多相負荷の駆動
制御方法を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a power conversion device capable of minimizing the occurrence of switching loss in a switching element constituting an inverter main circuit, and a polyphase load. Is to provide a drive control method.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の電力変換
装置によれば、指令値出力手段が、多相負荷に対して各
相毎に電圧指令値を出力すると、指令値変換手段は、そ
れらの電圧指令値の内少なくとも何れか二相の電圧指令
値がほぼ等しくなる期間に、それら二相の電圧指令値が
等しく最大または最小となるように変換して出力する。
そして、制御信号出力手段は、指令値変換手段に出力さ
れる電圧指令値により搬送波をパルス幅変調すること
で、前記多相負荷を駆動するインバータ主回路にスイッ
チング制御信号を出力する。
According to a first aspect of the present invention, when the command value output means outputs a voltage command value for each phase to a polyphase load, the command value conversion means: During a period in which at least any two-phase voltage command values of these voltage command values are substantially equal, conversion is performed so that these two-phase voltage command values are equal to the maximum or the minimum and output.
The control signal output means outputs a switching control signal to the inverter main circuit driving the multi-phase load by pulse width modulating the carrier with the voltage command value output to the command value conversion means.

【0013】即ち、少なくとも二相の電圧指令値がほぼ
等しくなる期間では、それらの電圧指令値が等しく最大
または最小となるように変換されることで、制御信号出
力手段における変換された電圧指令値に基づく変調度は
100%または0%となる。つまり、前記少なくとも二
相のスイッチング素子についてはスイッチングが停止さ
れることになり、トータルでのスイッチング回数が低減
される。従って、スイッチング周波数を低下させること
なくスイッチング損失を抑制することができ、冷却用の
機構を小形化,簡素化することができるので装置全体を
小型に構成することができる。
That is, at least during the period when the two-phase voltage command values are substantially equal, the converted voltage command values in the control signal output means are converted so that the voltage command values are equal to maximum or minimum. Is 100% or 0%. That is, the switching of the at least two-phase switching element is stopped, and the total number of switching operations is reduced. Therefore, the switching loss can be suppressed without lowering the switching frequency, and the cooling mechanism can be reduced in size and simplified, so that the entire apparatus can be made compact.

【0014】そして、制御信号出力手段はパルス幅変調
を行うので、多相負荷の駆動周期に比較すると極めて高
い周波数によって多数回のスイッチングを行う制御方式
ついて、本発明を有効に適用することができる。
Since the control signal output means performs pulse width modulation, the present invention can be effectively applied to a control method in which switching is performed a large number of times at an extremely high frequency as compared with the driving cycle of the polyphase load. .

【0015】請求項2記載の電力変換装置によれば、指
令値変換手段は、変換対象以外の相についての電圧指令
値を、変換対象とする相の電圧指令値夫々との線間電圧
の平均値として出力する。従って、電圧指令値が等しく
最大または最小となるように変換が行われた場合でも、
相電流波形の歪みを抑制することができると共に、トー
タルでの駆動電力を指令値の変換前と略同等に維持する
ことができる。
According to the second aspect of the present invention, the command value converting means calculates a voltage command value for a phase other than a conversion target by averaging a line voltage of each of the voltage command values of the phases to be converted. Output as a value. Therefore, even if the conversion is performed so that the voltage command value is equal to maximum or minimum,
The distortion of the phase current waveform can be suppressed, and the total drive power can be maintained substantially equal to that before the conversion of the command value.

【0016】請求項3記載の電力変換装置によれば、多
相交流モータが負荷である場合に、本発明を適用するこ
とができる。請求項4記載の電力変換装置によれば、一
般に広く使用される三相交流モータを駆動する構成につ
いて、本発明を適用することができる。
According to the power converter of the third aspect, the present invention can be applied when the polyphase AC motor is a load. According to the power converter of the fourth aspect, the present invention can be applied to a configuration for driving a three-phase AC motor that is generally widely used.

【0017】請求項5記載の電力変換装置によれば、指
令値出力手段が、多相負荷に対して各相毎に電圧指令値
を出力すると、指令値変換手段は、それらの電圧指令値
の内、少なくとも何れか二相の電圧指令値がほぼ等しく
なる期間において、当該少なくとも何れか二相の電圧指
令値が等しく最大または最小となるように変換する第1
変換期間と、その内の一相の電圧指令値のみを最大また
は最小となるように変換する第2変換期間とを交互に繰
り返すように出力する。そして、制御信号出力手段は、
指令値変換手段に出力される電圧指令値により搬送波を
変調することで、前記多相負荷を駆動するインバータ主
回路にスイッチング制御信号を出力する。
According to a fifth aspect of the present invention, when the command value output means outputs a voltage command value for each phase to the multi-phase load, the command value conversion means outputs the voltage command value. Among them, in a period in which at least one of the two-phase voltage command values is substantially equal, a first conversion is performed so that the at least one of the two-phase voltage command values is equal to the maximum or the minimum.
The conversion period and the second conversion period for converting only the one-phase voltage command value to be the maximum or the minimum are output so as to be alternately repeated. And the control signal output means,
By modulating the carrier with the voltage command value output to the command value conversion means, a switching control signal is output to the inverter main circuit that drives the polyphase load.

【0018】即ち、少なくとも何れか二相の電圧指令値
の変調度が100%または0%となる第1変換期間と、
そのうちの一相の電圧指令値の変調度が100%または
0%となる第2変換期間とが交互に実行されることにな
り、多相負荷の相電流の歪みをより低減しながらスイッ
チングの回数を低減することができる。従って、多相負
荷をより低振動且つ低騒音で駆動することができる。
That is, a first conversion period in which the modulation degree of at least one of the two-phase voltage command values is 100% or 0%;
The second conversion period in which the modulation degree of the one-phase voltage command value is 100% or 0% is alternately executed, and the number of times of switching while reducing the distortion of the phase current of the polyphase load is further reduced. Can be reduced. Therefore, the multi-phase load can be driven with lower vibration and lower noise.

【0019】請求項6記載の電力変換装置によれば、指
令値変換手段は、変換期間を搬送波周期の整数倍に設定
するので、変換処理を搬送波に同期したタイミングで容
易に実行することができる。更に、第1変換期間と第2
変換期間との切替え時にスイッチングが発生することを
防止できる。
According to the power converter of the present invention, since the command value converter sets the conversion period to an integral multiple of the carrier wave period, the conversion process can be easily executed at a timing synchronized with the carrier wave. . Further, the first conversion period and the second conversion period
Switching can be prevented from occurring at the time of switching to the conversion period.

【0020】請求項7記載の電力変換装置によれば、指
令値変換手段は、第2変換期間において変換対象とする
相を、変換対象以外の相についての電圧指令値との線間
電圧が最大となる相に設定する。斯様に設定すること
で、当該電圧指令値を最大または最小となるように変換
した場合の歪みの影響をより軽減することが可能とな
る。
According to the power converter of the present invention, the command value converting means sets the phase to be converted in the second conversion period so that the line voltage with the voltage command value of the phase other than the conversion target is the maximum. Is set to With such a setting, it is possible to further reduce the influence of distortion when the voltage command value is converted to be the maximum or the minimum.

【0021】請求項8記載の電力変換装置によれば、指
令値変換手段は、第2変換期間を第1変換期間のn倍と
し、第1変換期間では、変換対象以外の相についての電
圧指令値を第2変換期間で変換対象とする相の電圧指令
値との線間電圧を維持するようにレベルシフトし、第2
変換期間では、第1変換期間においてのみ変換対象とな
る相についての電圧指令値を、第2変換期間で変換対象
とする相の電圧指令値との線間電圧を(1+1/n)倍
とするようにレベルシフトする。
According to the power conversion device of the eighth aspect, the command value conversion means sets the second conversion period to n times the first conversion period, and in the first conversion period, sets the voltage command for the phase other than the conversion target. Level is shifted in the second conversion period so as to maintain the line voltage with the voltage command value of the phase to be converted,
In the conversion period, the line command voltage of the phase to be converted only in the first conversion period and the voltage command value of the phase to be converted in the second conversion period are (1 + 1 / n) times. Level shift as follows.

【0022】従って、第1,第2変換期間の夫々におい
て電圧指令値が最大または最小に変換されることで生じ
る歪みを、変換対象以外の指令値をレベルシフトするこ
とにより補正することができる。また、例えば、第2変
換期間を第1変換期間のn(>1)倍とすれば、第2変
換期間における指令値のレベルシフトは前記線間電圧の
2倍未満となるので、過変調状態となって相電流波形に
歪みが生じることを防止できる。
Therefore, the distortion caused by the conversion of the voltage command value to the maximum or the minimum in each of the first and second conversion periods can be corrected by level-shifting the command values other than those to be converted. Further, for example, if the second conversion period is set to n (> 1) times the first conversion period, the level shift of the command value in the second conversion period is less than twice the line voltage. Thus, it is possible to prevent the phase current waveform from being distorted.

【0023】請求項9記載の電力変換装置によれば、指
令値変換手段はnの値を“1”に設定するので、第1変
換期間,第2変換期間は夫々等しい時間となることか
ら、制御が容易となる。
According to the ninth aspect of the present invention, since the command value conversion means sets the value of n to "1", the first conversion period and the second conversion period are equal in time. Control becomes easy.

【0024】請求項10記載の電力変換装置によれば、
指令値変換手段は、第1変換期間と第2変換期間との比
を変化させるので、電圧指令値の差が変化することに対
応して線間電圧の補正量を変化させることが可能とな
る。従って、過変調状態を防止するように調整を行うこ
とができる。
According to the power converter of the tenth aspect,
Since the command value conversion means changes the ratio between the first conversion period and the second conversion period, it becomes possible to change the correction amount of the line voltage in response to the change in the voltage command value. . Therefore, the adjustment can be performed so as to prevent the overmodulation state.

【0025】請求項11記載の電力変換装置によれば、
指令値変換手段は、指令値出力手段によって出力される
第1変換期間における変換対象の変換前の電圧指令値の
差が大となるにつれて、第2変換期間を相対的に長く設
定する。即ち、前記電圧指令値の差が大きくなるのに応
じて線間電圧の補正(レベルシフト)量も増加させるこ
とが望ましい。しかしながら、レベルシフト量を増加さ
せると過変調状態に至るおそれがある。そこで、前記電
圧指令値の差が大きくなるのに応じて第2変換期間を長
く設定すればnの値が大となるので、その分レベルシフ
ト量は低下することになる。従って、過変調状態となる
ことを有効に防止することができる。
According to the eleventh aspect of the present invention,
The command value conversion means sets the second conversion period relatively long as the difference between the voltage command values before conversion to be converted in the first conversion period output by the command value output means increases. That is, it is desirable to increase the amount of correction (level shift) of the line voltage as the difference between the voltage command values increases. However, if the level shift amount is increased, there is a possibility that an over-modulation state may occur. Therefore, if the second conversion period is set longer as the difference between the voltage command values increases, the value of n increases, and the level shift amount decreases accordingly. Therefore, it is possible to effectively prevent an overmodulation state.

【0026】請求項12記載の電力変換装置によれば、
一般に広く使用される三相交流負荷駆動する構成につい
て、請求項5乃至10の何れかに記載の発明を適用する
ことができる。
According to the power converter of the twelfth aspect,
The invention according to any one of claims 5 to 10 can be applied to a configuration for driving a three-phase AC load that is generally widely used.

【0027】請求項13記載の電力変換装置によれば、
指令値出力手段が、多相負荷の各相に対応する電圧指令
値を出力すると、指令値変換手段は、それらの電圧指令
値の大小関係に基づいて少なくとも何れか二相の電圧指
令値が等しくなる時点を含む特定の期間に、当該少なく
とも二相の電圧指令値が等しく最大または最小となるよ
うに変換して出力する。そして、制御信号出力手段は、
指令値変換手段に出力される電圧指令値により搬送波を
パルス幅変調することで、前記多相負荷を駆動するイン
バータ主回路にスイッチング制御信号を出力する。
According to the power converter of claim 13,
When the command value output means outputs a voltage command value corresponding to each phase of the multi-phase load, the command value conversion means determines that at least one of the two-phase voltage command values is equal based on the magnitude relation between the voltage command values. During a specific period including a certain point in time, the conversion is performed such that the at least two-phase voltage command values are equal to the maximum or the minimum and output. And the control signal output means,
The switching control signal is output to the inverter main circuit that drives the multi-phase load by pulse width modulating the carrier with the voltage command value output to the command value conversion means.

【0028】即ち、指令値変換手段は、少なくとも二相
の電圧指令値がほぼ等しくなるように固定する特定の期
間を電圧指令値の大小関係のみに基づいて簡単に決定す
ることができる。従って、多相負荷の駆動周波数が高い
領域においては、前記特定期間を短時間で決定して追従
することが可能となる。
That is, the command value conversion means can easily determine the specific period in which at least the two-phase voltage command values are fixed so as to be substantially equal based only on the magnitude relation of the voltage command values. Therefore, in the region where the driving frequency of the multi-phase load is high, the specific period can be determined and followed in a short time.

【0029】請求項14記載の電力変換装置によれば、
指令値出力手段は、正弦波の振幅変化に基づく電圧指令
値を出力するので、多相負荷の相電流波形を略正弦波と
することができ、前記モータを極めて低振動且つ低騒音
で駆動することが可能となる。
According to the power converter of claim 14,
Since the command value output means outputs a voltage command value based on a change in the amplitude of the sine wave, the phase current waveform of the polyphase load can be made substantially a sine wave, and the motor is driven with extremely low vibration and low noise. It becomes possible.

【0030】[0030]

【発明の実施の形態】(第1実施例)以下、本発明の第
1実施例について図1乃至図4を参照して説明する。
尚、図25及び図26と同一部分には同一符号を付して
説明を省略し、以下異なる部分についてのみ説明する。
電気的構成の機能ブロックを示す図1において、指令値
発生器(指令値出力手段)10とPWM波形発生器(制
御信号出力手段)11との間には、指令値変換器(指令
値変換手段)21が介挿されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First Embodiment A first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
The same parts as those in FIGS. 25 and 26 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. Only different parts will be described below.
In FIG. 1 showing the functional blocks of the electrical configuration, a command value converter (command value conversion means) is provided between a command value generator (command value output means) 10 and a PWM waveform generator (control signal output means) 11. ) 21 is inserted.

【0031】指令値変換器21は、指令値発生器10及
びPWM波形発生器11と共に例えばDSP(Digital S
ignal Processor)などで構成されており、図2に示すフ
ローチャートの演算プログラムに従って、指令値発生器
10より出力される電圧指令値U*,V*,W*より新
たな電圧指令値U**,V**,W**を変換生成し、PWM
波形発生器11に出力するように構成されている。その
他の構成は、図25,図26と同様である。
The command value converter 21 includes, for example, a DSP (Digital S) together with the command value generator 10 and the PWM waveform generator 11.
The voltage command values U *, V *, W * output from the command value generator 10 are newer than the voltage command values U **, V **, and W * according to the calculation program of the flowchart shown in FIG. V ** and W ** are converted and generated, and PWM
It is configured to output to the waveform generator 11. Other configurations are the same as those in FIGS. 25 and 26.

【0032】次に、本実施例の作用について図2乃至図
4をも参照して説明する。指令値変換器21における演
算プログラムのフローチャートを示す図2において、指
令値変換器21は、先ず、指令値発生器10より出力さ
れる電圧指令値U*,V*,W*を読み込むと(ステッ
プA1)、それらの内何れか二相の電圧指令値の振幅レ
ベルの差の絶対値が所定値xよりも小であるか否かを、
ステップA2,A6及びA10において夫々判断する。
Next, the operation of this embodiment will be described with reference to FIGS. In FIG. 2 showing a flowchart of the calculation program in the command value converter 21, the command value converter 21 first reads the voltage command values U *, V *, W * output from the command value generator 10 (step S1). A1) It is determined whether or not the absolute value of the difference between the amplitude levels of the two-phase voltage command values is smaller than a predetermined value x.
The determination is made in steps A2, A6 and A10, respectively.

【0033】ここで、図4(a)は、電圧指令値U*,
V*,W*の波形データと、PWM波形発生器11にお
いてPWM変調される搬送波の波形を重ねて示すもので
あるが、図示の都合上、搬送波の周期は実際よりも長く
なっている。また、縦軸の振幅を±1としているが、実
際のデータは、例えば8ビットであれば−1〜+1の振
幅レベルを“0〜255”にシフトして出力するように
している。
Here, FIG. 4A shows the voltage command values U *,
Although the waveform data of V * and W * and the waveform of the carrier that is PWM-modulated in the PWM waveform generator 11 are superimposed on each other, the period of the carrier is longer than the actual period for convenience of illustration. Although the amplitude on the vertical axis is ± 1, the actual data is output by shifting the amplitude level from −1 to +1 to “0 to 255” in the case of 8 bits, for example.

【0034】図4(b)は、図4(a)中に矢印で示し
た部分を拡大して示すもので、電圧指令値V*,W*の
値が交差している近傍であり、両者の値が比較的近似し
ている領域である。図2のフローチャートでは、この図
4(b)に示すように、電圧指令値V*,W*の差の絶
対値が所定値xよりも小である期間においては、指令値
レベルを“0”に変換した指令値V**,W**を出力する
ようになっている。
FIG. 4B is an enlarged view of the portion indicated by the arrow in FIG. 4A, which is the vicinity where the values of the voltage command values V * and W * intersect. Is a region where the values are relatively similar. In the flowchart of FIG. 2, as shown in FIG. 4B, the command value level is set to “0” during a period in which the absolute value of the difference between the voltage command values V * and W * is smaller than the predetermined value x. The command values V ** and W ** converted into are output.

【0035】即ち、例えば、図4(b)に示す期間にお
いては、指令値変換器21はステップA6で「YES」
と判断し、続いて、電圧指令値U*の極性が正であるか
(8ビットデータ値が“127”よりも大か)否かを判
断する(ステップA7)。指令値U*の極性が正であれ
ば(「YES」)、指令値変換器21は、電圧指令値V
**,W**を以下のように変換生成する(ステップA
8)。 V**=W**=−1(データ値“0”) …(1) に変換する。こうすることでV相とW相とPWM信号の
変調度が0%,即ちデューティが0%となってV相とW
相はスイッチングされなくなる。このとき残りのU相に
ついては、線間電圧のV相、W相との線間電圧のずれが
最小となるように以下のようにレベルシフトした電圧指
令値U**に変換する。 U**=U*−(V*+W*)/2−1 …(2) 即ち、(2)式における指令値U**のレベルシフトは、
電圧指令値U*と、V*,W*との各線間電圧の平均値
をとるようにしたものである。そして、ステップA15
に移行すると、変換した電圧指令値U**,V**,W**を
PWM波形発生器11に出力する。
That is, for example, during the period shown in FIG. 4B, the command value converter 21 determines "YES" in step A6.
Then, it is determined whether the polarity of the voltage command value U * is positive (the 8-bit data value is greater than "127") (step A7). If the polarity of command value U * is positive (“YES”), command value converter 21 outputs voltage command value V
** and W ** are converted and generated as follows (step A
8). V ** = W ** = − 1 (data value “0”) (1) By doing so, the modulation degree of the V phase, the W phase, and the PWM signal becomes 0%, that is, the duty becomes 0%,
The phases are no longer switched. At this time, the remaining U-phase is converted into a voltage command value U ** which is level-shifted as follows so that the deviation of the line voltage between the V-phase and the W-phase of the line voltage is minimized. U ** = U *-(V * + W *) / 2-1 (2) That is, the level shift of the command value U ** in the equation (2) is as follows.
The average of the line command voltages U * and V * and W * is taken. Then, Step A15
Then, the converted voltage command values U **, V **, W ** are output to the PWM waveform generator 11.

【0036】また、上記2式はU相が正でV相、W相が
負で交差している場合の変換式であるが、逆に、U相が
負でV相、W相が正で交差している場合の変換式は(ス
テップA7,NO)、(1),(2)式に代えて以下の
(3),(4)式を用いて変換した後(ステップA
9)、ステップA15に移行する。
The above two equations are conversion equations when the U-phase is positive and the V-phase and the W-phase are negative and cross, but conversely, the U-phase is negative and the V- and W-phases are positive. The conversion formula in the case of crossing is (step A7, NO), after conversion using the following formulas (3) and (4) instead of formulas (1) and (2) (step A7).
9) The process proceeds to step A15.

【0037】 V**=W**=+1(データ値“255”) …(3) U**=U*−(V*+W*)/2+1 …(4) こうすることでV相とW相とPWM信号の変調度が10
0%,即ちデューティが100%となってV相とW相は
スイッチングされなくなる。
V ** = W ** = + 1 (data value “255”) (3) U ** = U * − (V * + W *) / 2 + 1 (4) Thus, the V phase and W The modulation degree of the phase and the PWM signal is 10
0%, that is, the duty becomes 100%, and the V phase and the W phase are not switched.

【0038】尚、電圧指令値U*,V*の差の絶対値が
所定値xよりも小である期間においては、指令値変換器
21はステップA2において「YES」と判断し、ステ
ップA3〜A5においてステップA7〜A9に対応する
処理を相を入れ替えて行うようにする。即ち、指令値W
*の極性が正であれば(ステップA3,「YES」)、
指令値変換器21は、電圧指令値U**,V**,W**を以
下のように変換生成する(ステップA4)。 U**=V**=−1 …(5) W**=W*−(U*+V*)/2−1 …(6) また、指令値W*の極性が負であれば(ステップA3,
「NO」)、指令値変換器21は、電圧指令値U**,V
**,W**を(7),(8)式のように変換する(ステッ
プA5)。 U**=V**=1 …(7) W**=W*−(U*+V*)/2+1 …(8)
During a period in which the absolute value of the difference between voltage command values U * and V * is smaller than predetermined value x, command value converter 21 determines "YES" in step A2 and returns to steps A3 to A3. In A5, the processes corresponding to steps A7 to A9 are performed by exchanging phases. That is, the command value W
If the polarity of * is positive (step A3, "YES"),
The command value converter 21 converts and generates the voltage command values U **, V **, W ** as follows (step A4). U ** = V ** =-1 (5) W ** = W *-(U * + V *) / 2-1 (6) If the polarity of the command value W * is negative (step) A3
"NO"), the command value converter 21 outputs the voltage command values U **, V
** and W ** are converted as shown in equations (7) and (8) (step A5). U ** = V ** = 1 (7) W ** = W *-(U * + V *) / 2 + 1 (8)

【0039】同様に、電圧指令値W*,U*の差の絶対
値が所定値xよりも小である期間では、指令値変換器2
1はステップA10において「YES」と判断し、ステ
ップA11〜A13においてステップA7〜A9に対応
する処理を相を入れ替えて行うようにする。即ち、指令
値V*の極性が正であれば(ステップA11,「YE
S」)、指令値変換器21は、電圧指令値U**,V**,
W**を以下のように変換生成する(ステップA12)。 U**=W**=−1 …(9) V**=V*−(W*+U*)/2−1 …(10) また、指令値V*の極性が負であれば(ステップA1
1,「NO」)、指令値変換器21は、電圧指令値U*
*,V**,W**を(11),(12)式のように変換す
る(ステップA13)。 U**=W**=1 …(11) V**=V*−(W*+U*)/2+1 …(12)
Similarly, during a period in which the absolute value of the difference between voltage command values W * and U * is smaller than predetermined value x, command value converter 2
No. 1 determines "YES" in step A10, and performs the processes corresponding to steps A7 to A9 in steps A11 to A13 with the phases switched. That is, if the polarity of the command value V * is positive (step A11, “YE
S "), the command value converter 21 outputs the voltage command values U **, V **,
W ** is converted and generated as follows (step A12). U ** = W ** =-1 (9) V ** = V *-(W * + U *) / 2-1 (10) If the polarity of the command value V * is negative (step A1
1, "NO"), the command value converter 21 outputs the voltage command value U *
*, V **, and W ** are converted as in equations (11) and (12) (step A13). U ** = W ** = 1 (11) V ** = V *-(W * + U *) / 2 + 1 (12)

【0040】そして、指令値変換器21がステップA
2,A6及びA12の何れにおいても「NO」と判断し
た場合はステップA14に移行し、電圧指令値U*,V
*,W*をそのまま電圧指令値U**,V**,W**として
ステップA15に移行する。以上のようにして指令値変
換器21により変換された電圧指令値U**,V**,W**
の波形を、図3(d),(e),(f)に示す。
Then, the command value converter 21 executes step A
If it is determined “NO” in any of A2, A6, and A12, the process proceeds to step A14, and the voltage command values U *, V
*, W * are directly used as voltage command values U **, V **, W **, and the process proceeds to step A15. The voltage command values U **, V **, W ** converted by the command value converter 21 as described above.
3 (d), (e), and (f).

【0041】以上のように本実施例によれば、指令値変
換器21は、三相の電圧指令値U*,V*,W*の内、
何れか二相の指令値レベルが所定値xよりも小である期
間において、それら二相の指令値レベルを最大(+1)
または最小(−1)に固定するように変換したので、そ
の期間内では当該二相についてスイッチングが行われな
くなる。
As described above, according to the present embodiment, the command value converter 21 outputs the three-phase voltage command values U *, V *, W *
During a period in which any two-phase command value level is smaller than the predetermined value x, the two-phase command value level is set to the maximum (+1).
Alternatively, since the conversion is performed so as to be fixed to the minimum (−1), switching is not performed for the two phases during that period.

【0042】従って、搬送波の周波数を下げることな
く、PWM制御によりインバータ主回路7のIGBT
(スイッチング素子)1〜6について行われるスイッチ
ングの回数を減らしてスイッチング損失を低減すること
ができる。故に、冷却を行うための機構を小形化,簡素
化することができ、装置を小形化及び低コスト化するこ
とができる。また、スイッチング周波数をより高く設定
することも可能となる。
Therefore, the IGBT of the inverter main circuit 7 is controlled by the PWM control without lowering the frequency of the carrier.
(Switching elements) The number of switching operations performed on the switching elements 1 to 6 can be reduced to reduce switching loss. Therefore, the cooling mechanism can be downsized and simplified, and the apparatus can be downsized and the cost can be reduced. In addition, the switching frequency can be set higher.

【0043】また、本実施例によれば、変換対象以外の
残りの一相についての電圧指令値を、変換対象とする二
相の電圧指令値夫々との線間電圧の平均値として出力す
るので、モータ(多相交流モータ,多相負荷)9の相電
流波形の歪みを抑制すると共に、駆動電力を変換前の電
圧指令値によって駆動する場合とほぼ同等にすることが
できる。更に、本実施例によれば、指令値発生器10
は、正弦波の振幅変化に基づく電圧指令値U*,V*,
W*を出力するので、モータ9の相電流波形を略正弦波
とすることができ、モータ9を極めて低振動且つ低騒音
で駆動することが可能となる。
Further, according to this embodiment, the voltage command values for the remaining one phase other than the conversion target are output as the average values of the line voltages with the two-phase voltage command values to be converted. In addition, the distortion of the phase current waveform of the motor (polyphase AC motor, polyphase load) 9 can be suppressed, and the driving power can be made substantially equal to the case where the driving power is driven by the voltage command value before conversion. Further, according to the present embodiment, the command value generator 10
Are voltage command values U *, V *,
Since W * is output, the phase current waveform of the motor 9 can be made substantially sinusoidal, and the motor 9 can be driven with extremely low vibration and low noise.

【0044】尚、本実施例のように、二相の電圧指令値
をある期間だけ固定することによって出力電流に若干の
歪みを生じるが、電気自動車やハイブリッド電気自動車
のように比較的大なる負荷を駆動する系においては、若
干の歪みは特に問題とならない。
Although the output current is slightly distorted by fixing the two-phase voltage command value for a certain period as in this embodiment, a relatively large load such as an electric vehicle or a hybrid electric vehicle is generated. In a system for driving a small amount, slight distortion is not particularly a problem.

【0045】(第2実施例)図5乃至図11は本発明の
第2実施例を示すものであり、第1実施例と同一部分に
は同一符号を付して説明を省略し、以下異なる部分につ
いてのみ説明する。PWM波形発生器11に代わるPW
M波形発生器(制御信号出力手段)22は、クロック信
号ck1,ck2を指令値変換器21に代わる指令値変
換器(指令値変換手段)23に出力するようになってい
る。
(Second Embodiment) FIGS. 5 to 11 show a second embodiment of the present invention. The same parts as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. Only the portions will be described. PWM instead of PWM waveform generator 11
The M waveform generator (control signal output means) 22 outputs the clock signals ck1 and ck2 to a command value converter (command value conversion means) 23 instead of the command value converter 21.

【0046】ここで、図6を参照して、クロック信号c
k1は、周期がPWM信号の搬送波周期の2倍であっ
て、前記搬送波のレベルが“0”の時点に同期して立ち
上がるクロック信号である。また、クロック信号ck2
は、そのクロック信号ck1に対して位相が90°遅れ
となるクロック信号である。そして、指令値変換器23
は、クロック信号ck1,ck2のレベルをも参照して
電圧指令値U*,V*,W*の変換処理を行うようにな
っている。
Here, referring to FIG. 6, clock signal c
k1 is a clock signal whose cycle is twice as long as the carrier cycle of the PWM signal and rises in synchronization with the point when the level of the carrier is "0". Also, the clock signal ck2
Is a clock signal whose phase is delayed by 90 ° from the clock signal ck1. And the command value converter 23
Performs the conversion process of the voltage command values U *, V *, W * with reference to the levels of the clock signals ck1, ck2.

【0047】次に、第2実施例の作用について図7乃至
図11をも参照して説明する。図7乃至図9は、指令値
変換器23における変換処理のフローチャートの一部を
示すもので、図7は、第1実施例におけるステップA3
以降,図8は、ステップA7以降,図9は、ステップA
11以降の処理を部分的に変更したものである。
Next, the operation of the second embodiment will be described with reference to FIGS. 7 to 9 show a part of a flowchart of a conversion process in the command value converter 23. FIG. 7 shows step A3 in the first embodiment.
FIG. 8 shows step A7 and subsequent steps, and FIG. 9 shows step A
The processing after 11 is partially modified.

【0048】先ず、図8に示す部分について説明する。
指令値変換器23は、ステップA7において「YES」
と判断すると、指令値V*とW*との差の結果が負(V
*<W*)であるか否かを判断し(ステップA23)、
負である場合は(「YES」)ステップA24に移行し
て、クロック信号ck2のレベルが“1(ハイレベ
ル)”であるか否かを判断する。
First, the portion shown in FIG. 8 will be described.
Command value converter 23 determines "YES" in step A7.
Is determined, the result of the difference between the command values V * and W * is negative (V
* <W *) (step A23).
If it is negative ("YES"), the process shifts to step A24 to determine whether or not the level of the clock signal ck2 is "1 (high level)".

【0049】クロック信号ck2のレベルが“1”であ
れば(「YES」)ステップA25に移行して、電圧指
令値U**,V**,W**を以下のように変換生成する。 U**=U*−V*−1 …(13) V**=W**=−1 …(14) 尚、電圧指令値U**は、元の指令値におけるU相とV相
との線間電圧を維持するようにレベルシフトされてい
る。
If the level of the clock signal ck2 is "1"("YES"), the flow shifts to step A25 to convert and generate the voltage command values U **, V **, W ** as follows. U ** = U * -V * -1 (13) V ** = W ** =-1 (14) It should be noted that the voltage command value U ** is the same as the U-phase and V-phase in the original command value. Are shifted so as to maintain the line voltage.

【0050】一方、ステップA24においてクロック信
号ck2のレベルが“0(ロウレベル)”であれば
(「NO」)ステップA26に移行して、電圧指令値U
**,V**,W**を以下のように変換生成する。 U**=U*−V*−1 …(15) V**=−1 …(16) W**=2(W*−V*)−1 …(17) この場合、電圧指令値W**は、元の指令値におけるW相
とV相との線間電圧の2倍の電圧を出力するようにレベ
ルシフトされている。即ち、1つ前の搬送波周期におい
て指令値W**が“−1”に固定された分を補うためであ
る。
On the other hand, if the level of the clock signal ck2 is "0 (low level)" in step A24 ("NO"), the flow shifts to step A26 where the voltage command value U
**, V **, W ** are converted and generated as follows. U ** = U * -V * -1 (15) V ** =-1 (16) W ** = 2 (W * -V *)-1 (17) In this case, the voltage command value W ** is level-shifted so as to output a voltage twice the line voltage between the W phase and the V phase in the original command value. In other words, this is to compensate for the command value W ** fixed to “−1” in the immediately preceding carrier cycle.

【0051】また、ステップA23において、指令値V
*とW*との差の結果が正(V*>W*)である場合は
(「NO」)ステップA27に移行して、ステップA2
4と同様にクロック信号ck2のレベルが“1”である
か否かを判断する。クロック信号ck2のレベルが
“1”であれば(「YES」)ステップA28に移行し
て、(13)式を(18)式に置き換えて実行する。 U**=U*−W*−1 …(18)
In step A23, the command value V
If the result of the difference between * and W * is positive (V *> W *) ("NO"), the processing shifts to step A27 and step A2
As in the case of No. 4, it is determined whether or not the level of the clock signal ck2 is "1". If the level of the clock signal ck2 is "1"("YES"), the flow shifts to step A28, and the equation (13) is replaced with the equation (18) and executed. U ** = U * -W * -1 (18)

【0052】一方、ステップA27においてクロック信
号ck2のレベルが“0”であれば(「NO」)ステッ
プA29に移行して、電圧指令値U**,V**,W**を以
下のように変換生成する。 U**=U*−W*−1 …(19) V**=2(V*−W*)−1 …(20) W**=−1 …(21) 即ち、ステップA28及びA29における処理は、ステ
ップA25及びA26の処理に対して指令値V*とW*
との大小関係が入れ替わることに基づくものである。
On the other hand, if the level of the clock signal ck2 is "0" in step A27 ("NO"), the flow shifts to step A29 to change the voltage command values U **, V **, W ** as follows. Is generated. U ** = U * -W * -1 (19) V ** = 2 (V * -W *)-1 (20) W ** =-1 (21) That is, in steps A28 and A29. The processing is performed in accordance with the command values V * and W * with respect to the processing of steps A25 and A26.
This is based on the fact that the magnitude relationship with

【0053】このようにして変換生成された電圧指令値
U**,V**,W**を図10に示す。即ち、期間dにおい
て電圧指令値V*とW*とが交差して両者の大小関係が
入れ替わるため、前半の期間a〜dではV*<W*であ
り、後半の期間d〜gではV*>W*となっている。そ
して、期間b,d,f(クロック信号ck2のレベルが
“1”の時)においては、電圧指令値V**,W**を最小
レベルに固定し電圧指令値U**のみで一相変調を行う
(第1変換期間)。
FIG. 10 shows the voltage command values U **, V **, W ** thus converted and generated. That is, in the period d, the voltage command values V * and W * intersect and their magnitudes are switched, so that V * <W * in the first half periods a to d and V * in the second half periods d to g. > W *. In the periods b, d, and f (when the level of the clock signal ck2 is “1”), the voltage command values V ** and W ** are fixed to the minimum level, and one phase is performed only with the voltage command value U **. Modulation is performed (first conversion period).

【0054】一方、クロック信号ck2のレベルが
“0”となる前半の期間a,cでは、電圧指令値V**だ
けを最小レベルに固定し、電圧指令値U**,W**で二相
変調を行い、後半の期間e,gにおいては、電圧指令値
W**だけを最小レベルに固定し電圧指令値U**,V**の
みで一相変調を行う(第2変換期間)。従って、一相変
調と二相変調とが搬送波周期毎に交互に実行されるよう
になる(即ち、n=1である)。
On the other hand, in the first half periods a and c during which the level of the clock signal ck2 becomes "0", only the voltage command value V ** is fixed to the minimum level, and the voltage command values U ** and W ** are used. Phase modulation is performed, and in the latter periods e and g, only the voltage command value W ** is fixed to the minimum level, and one-phase modulation is performed only with the voltage command values U ** and V ** (second conversion period). . Therefore, the one-phase modulation and the two-phase modulation are performed alternately every carrier cycle (that is, n = 1).

【0055】尚、電圧指令値U*が負であり、ステップ
A7において「NO」と判断される場合については具体
的には図示していないが、第1実施例と同様に、上記
(13)〜(21)式において、“A**=−1”と記述
されている式を “A**=1” に代え、“A**=B*−C*−1”,或いは、“A**=
2(B*−C*)−1”と記述されている式を“A**=
B*−C*+1”,或いは、“A**=2(B*−C*)
+1”のように一部の符号だけを変更すれば良い(尚、
A,B,CはU,V,W何れかの相)。但し、この場合
はクロック信号ck2に代えてクロック信号ck1を参
照する。また、ステップA23に相当するステップは
“A*−B*<0”と、“A*−B*>0”とする。
The case where the voltage command value U * is negative and "NO" is determined in step A7 is not specifically shown, but is the same as in the first embodiment (13). (21), the expression described as “A ** = − 1” is replaced with “A ** = 1”, and “A ** = B * −C * −1” or “A ** = ** =
2 (B * -C *)-1 "as" A ** =
B * -C * + 1 "or" A ** = 2 (B * -C *)
Only some of the signs need to be changed like +1 "
A, B and C are U, V and W phases). However, in this case, the clock signal ck1 is referred to instead of the clock signal ck2. Steps corresponding to step A23 are "A * -B * <0" and "A * -B *>0".

【0056】同様に、図7においては、指令値変換器2
3は、ステップA3において「YES」と判断すると、
指令値U*とV*との差の結果が負(U*<V*)であ
るか否かを判断し(ステップA16)、負である場合は
(「YES」)ステップA17に移行する。そして、ク
ロック信号ck2のレベルが“1”であれば(「YE
S」)ステップA18に移行して、電圧指令値U**,V
**,W**を以下のように変換生成する。 U**=V**=−1 …(22) W**=W*−U*−1 …(23)
Similarly, in FIG. 7, the command value converter 2
3 is "YES" in step A3,
It is determined whether or not the result of the difference between the command values U * and V * is negative (U * <V *) (step A16). If the result is negative ("YES"), the process proceeds to step A17. If the level of the clock signal ck2 is "1"("YE
S ") The process proceeds to Step A18, where the voltage command values U **, V
** and W ** are converted and generated as follows. U ** = V ** =-1 (22) W ** = W * -U * -1 (23)

【0057】一方、ステップA17においてクロック信
号ck2のレベルが“0”であれば(「NO」)ステッ
プA19に移行して、電圧指令値U**,V**,W**を以
下のように変換生成する。 U**=−1 …(24) V**=2(V*−U*)−1 …(25) W**=W*−U*−1 …(26) また、U*>V*の場合のステップA21においては、
ステップA18における(23)式を以下の(27)式
に代えて変換を行い、 W**=W*−V*−1 …(27) ステップA22においては、(24)〜(26)式に代
えて、以下の(28)〜(30)式により変換を行う。 U**=2(U*−V*)−1 …(28) V**=−1 …(29) W**=W*−V*−1 …(30)
On the other hand, if the level of the clock signal ck2 is "0" in step A17 ("NO"), the flow shifts to step A19 to change the voltage command values U **, V **, W ** as follows. Is generated. U ** =-1 (24) V ** = 2 (V * -U *)-1 (25) W ** = W * -U * -1 (26) Also, U *> V * In step A21 in the case of
The conversion is performed by replacing the equation (23) in step A18 with the following equation (27), and W ** = W * -V * -1 (27) In step A22, the equations (24) to (26) are used. Instead, conversion is performed according to the following equations (28) to (30). U ** = 2 (U * -V *)-1 (28) V ** =-1 (29) W ** = W * -V * -1 (30)

【0058】また、図9においては、指令値変換器23
は、ステップA11において「YES」と判断すると、
指令値W*とU*との差の結果が負(W*<U*)であ
るか否かを判断し(ステップA30)、負である場合は
(「YES」)ステップA31に移行する。そして、ク
ロック信号ck2のレベルが“1”であれば(「YE
S」)ステップA32に移行して、電圧指令値U**,V
**,W**を以下のように変換生成する。 U**=W**=−1 …(31) V**=V*−W*−1 …(32)
In FIG. 9, the command value converter 23
Determines “YES” in step A11,
It is determined whether or not the result of the difference between the command values W * and U * is negative (W * <U *) (step A30). If the result is negative ("YES"), the process proceeds to step A31. If the level of the clock signal ck2 is "1"("YE
S ") The process proceeds to step A32, where the voltage command values U **, V
** and W ** are converted and generated as follows. U ** = W ** =-1 (31) V ** = V * -W * -1 (32)

【0059】一方、ステップA31においてクロック信
号ck2のレベルが“0”であれば(「NO」)ステッ
プA33に移行して、電圧指令値U**,V**,W**を以
下のように変換生成する。 U**=2(U*−W*)−1 …(33) V**=V*−W*−1 …(34) W**=−1 …(35) また、W*>U*の場合のステップA35においては、
ステップA32における(32)式を以下の(36)式
に代えて変換を行い、 V**=V*−U*−1 …(36) ステップA36においては、(33)〜(35)式に代
えて、以下の(37)〜(39)式により変換を行う。 U**=−1 …(37) V**=V*−U*−1 …(38) W**=2(W*−U*)−1 …(39)
On the other hand, if the level of the clock signal ck2 is "0" in step A31 ("NO"), the flow shifts to step A33 to change the voltage command values U **, V **, W ** as follows. Is generated. U ** = 2 (U * -W *)-1 (33) V ** = V * -W * -1 (34) W ** =-1 (35) Also, W *> U * In step A35 in the case of
The conversion is performed by replacing the equation (32) in the step A32 with the following equation (36). V ** = V * -U * -1 (36) In the step A36, the equations (33) to (35) are used. Instead, conversion is performed by the following equations (37) to (39). U ** =-1 (37) V ** = V * -U * -1 (38) W ** = 2 (W * -U *)-1 (39)

【0060】以上のように変換生成された電圧指令値U
**,V**,W**の指令値1周期分の電圧波形を図11に
示す。また、図12(a),(b)は、夫々第1実施
例,第2実施例の電圧指令値U**,V**,W**によって
出力される相電流波形のシミュレーション結果を示すも
のである。両者を比較すると、第1実施例による電流波
形には若干歪みが目立つが、第2実施例による電流波形
では歪みが殆ど生じておらず、改善されていることが分
かる。
The voltage command value U converted and generated as described above
FIG. 11 shows voltage waveforms for one cycle of the command value of **, V **, and W **. FIGS. 12A and 12B show simulation results of phase current waveforms output by the voltage command values U **, V **, and W ** of the first embodiment and the second embodiment, respectively. Things. Comparing the two, it can be seen that the current waveform according to the first embodiment is slightly distorted, but the current waveform according to the second embodiment has little distortion and is improved.

【0061】以上のように第2実施例によれば、指令値
変換器23は、三相の電圧指令値U*,V*,W*の
内、何れか二相の指令値レベルが所定値xよりも小であ
る期間において、それら二相の指令値レベルを最大また
は最小に固定し一相変調を行う第1変換期間と、それら
二相の内何れか一相の指令値レベルを最大または最小に
固定して二相変調を行う第2変換期間とを同一の時間比
率で交互に実行するようにした。
As described above, according to the second embodiment, the command value converter 23 determines that any two-phase command value level among the three-phase voltage command values U *, V *, W * is a predetermined value. In a period that is smaller than x, the first conversion period in which the two-phase command value levels are fixed to the maximum or the minimum and one-phase modulation is performed, and the command value level of any one of the two phases is set to the maximum or the minimum. The second conversion period in which the two-phase modulation is fixed at the minimum is alternately executed at the same time ratio.

【0062】そして、第1変換期間では、変換対象以外
の相(例えば、(13)〜(17)式の例ではU相)の
電圧指令値を、第2変換期間で変換対象とする相(同V
相)の電圧指令値との線間電圧を維持するようにレベル
シフトし、第2変換期間では、変換対象とする相(V)
を、変換対象以外の相(U,W)についての電圧指令値
との線間電圧が最大となる相に設定すると共に、第1変
換期間でのみ変換対象となる相(W)の電圧指令値を、
第2変換期間で変換対象とする相(V)の電圧指令値と
の線間電圧を2倍とするようにレベルシフトした。
Then, in the first conversion period, the voltage command value of the phase other than the conversion target (for example, the U phase in the example of the equations (13) to (17)) is converted into the phase (the conversion target) in the second conversion period. Same V
Level is shifted so as to maintain the line voltage with the voltage command value of the phase (phase), and in the second conversion period, the phase (V) to be converted is set.
Is set to the phase in which the line voltage with the voltage command value of the phase (U, W) other than the conversion target is the maximum, and the voltage command value of the phase (W) to be converted only in the first conversion period To
In the second conversion period, the level was shifted so that the line voltage with the voltage command value of the phase (V) to be converted was doubled.

【0063】従って、従来よりもスイッチングの回数を
減少することができると共に、第1,第2変換期間の夫
々において電圧指令値が最大または最小に変換されるこ
とで生じる歪み(線間電圧の不足)を変換対象以外の指
令値をレベルシフトすることで補正して、モータ9に出
力される相電流波形を歪みがより少ないものにすること
ができるので、モータ9の駆動を一層低振動且つ低騒音
で行うことが可能となる。また、指令値変換器23は、
変換期間を搬送波周期の2倍に設定するので、変換処理
を搬送波に同期したタイミングで容易に実行することが
できる。
Accordingly, the number of times of switching can be reduced as compared with the related art, and the distortion (insufficient line voltage) caused by the voltage command value being converted to the maximum or minimum in each of the first and second conversion periods. ) Can be corrected by level-shifting command values other than those to be converted, so that the phase current waveform output to the motor 9 can be made less distorted. This can be done with noise. In addition, the command value converter 23
Since the conversion period is set to twice the carrier cycle, the conversion process can be easily executed at a timing synchronized with the carrier.

【0064】(第3実施例)図13は本発明の第3実施
例を示すものである。第2実施例では、二相の電圧指令
値を最大または最小に固定して一相変調を行う第1変換
期間と、一相の電圧指令値を固定して二相変調を行う第
2変換期間とを搬送波周期毎に交互に実行するようにし
たが、第3実施例では、第1,第2変換期間の比率を
1:2として実行するようにしている。
(Third Embodiment) FIG. 13 shows a third embodiment of the present invention. In the second embodiment, a first conversion period in which the two-phase voltage command value is fixed to the maximum or the minimum to perform one-phase modulation, and a second conversion period in which the one-phase voltage command value is fixed to perform the two-phase modulation Are alternately executed for each carrier cycle. However, in the third embodiment, the ratio is set to 1: 2 between the first and second conversion periods.

【0065】この場合、第2変換期間においては、第2
実施例の例えばステップA26に対応する処理として、
(17)式を(40)式に置き換えて実行する。 W**=1.5(W*−V*)−1 …(40) また、ステップA29に対応する処理として、(20)
式を(41)式に置き換えて実行する。 V**=1.5(V*−W*)−1 …(41)
In this case, during the second conversion period, the second
For example, as a process corresponding to step A26 in the embodiment,
The equation (17) is replaced with the equation (40) and executed. W ** = 1.5 (W * −V *) − 1 (40) Further, as processing corresponding to step A29, (20)
The equation is replaced with the equation (41) and executed. V ** = 1.5 (V * -W *)-1 (41)

【0066】ここでの係数“1.5”は、二相変調を行
う第2変換期間が第1変換期間の2倍の長さになったた
め、その分、元の指令値におけるW相,V相の線間電圧
の補正量を減らしているからである。即ち、第1,第2
変換期間の比率が1:nである場合には、例えば(4
0)式は以下のように表される。 W**=(1+1/n)(W*−V*)−1 …(40a) また、逆に、第1,第2変換期間の比率がm:1である
(或いは、1:nとしてnを1未満とする)場合には、
その分線間電圧の補正量を増やす必要があり、(40)
式は以下のように表される。 W**=(1+m)(W*−V*)−1 …(40b)
Here, the coefficient “1.5” indicates that the second conversion period for performing the two-phase modulation is twice as long as the first conversion period. This is because the correction amount of the phase line voltage is reduced. That is, the first and second
If the conversion period ratio is 1: n, for example, (4
Equation (0) is expressed as follows. W ** = (1 + 1 / n) (W * -V *)-1 (40a) Conversely, the ratio of the first and second conversion periods is m: 1 (or n is 1: n) Is less than 1).
It is necessary to increase the correction amount of the line voltage, and (40)
The formula is expressed as follows. W ** = (1 + m) (W * −V *) − 1 (40b)

【0067】尚、第1,第2変換期間のタイミングの取
り方としては、例えば、クロック信号ck2を逓倍して
搬送波と同じ周期のクロック信号を生成し、そのクロッ
ク信号の立上がりエッジの入力により“1〜3”を繰り
返しカウントするステートカウンタを用いる。そして、
カウント値が“1”であれば第1変換期間とし、カウン
ト値が“2,3”であれば第2変換期間として実行すれ
ば良い。
The timing of the first and second conversion periods is determined, for example, by multiplying the clock signal ck2 to generate a clock signal having the same cycle as the carrier wave, and inputting the rising edge of the clock signal. A state counter that repeatedly counts 1 to 3 ″ is used. And
If the count value is “1”, the first conversion period is executed, and if the count value is “2, 3”, the second conversion period is executed.

【0068】以上のように第3実施例によれば、一相変
調を行う第1変換期間と二相変調を行う第2変換期間と
の比率を例えば1:2として実行するので、第2実施例
と同様の効果が得られる。そして、二相変調を行う第2
変換期間を第1変換期間に対して相対的に長くするのに
応じて線間電圧の補正(レベルシフト)量を減少させる
ようにしたので、過変調状態となって相電流波形に歪み
が生じることを防止できる。
As described above, according to the third embodiment, the ratio between the first conversion period for performing one-phase modulation and the second conversion period for performing two-phase modulation is set to, for example, 1: 2. The same effect as the example can be obtained. And the second which performs two-phase modulation
Since the amount of correction (level shift) of the line voltage is reduced as the conversion period is made relatively longer than the first conversion period, an overmodulation state occurs and distortion occurs in the phase current waveform. Can be prevented.

【0069】(第4実施例)図14は、本発明の第4実
施例を示すものである。第4実施例は、第1,第2変換
期間の時間比率をダイナミックに変化させるようにした
もので、図14に示す期間a,cにおいては比率を1:
2とし、期間bにおいては比率を1:1としている。即
ち、電圧指令値V*,W*の差が大となるのに応じて、
第2変換期間を相対的に長く設定するようにダイナミッ
クに変化させている。
(Fourth Embodiment) FIG. 14 shows a fourth embodiment of the present invention. In the fourth embodiment, the time ratio between the first and second conversion periods is dynamically changed. In the periods a and c shown in FIG.
2, and the ratio is 1: 1 in the period b. That is, as the difference between the voltage command values V * and W * increases,
The second conversion period is dynamically changed so as to be set relatively long.

【0070】ここで、例えば図4(b)に示すように、
電圧指令値V*,W*は、両者が所定値x以内で略等し
くなる期間において、指令値のカーブが交差する時点を
基準として値の差が漸次大きくなっている。従って、そ
の差が大きくなるのに応じて線間電圧の補正(レベルシ
フト)量も増加させることが望ましいが、レベルシフト
量を増加させると過変調状態に至るおそれがある。
Here, for example, as shown in FIG.
The difference between the voltage command values V * and W * gradually increases with reference to the point in time at which the command value curves intersect during a period in which the voltage command values are substantially equal to each other within the predetermined value x. Accordingly, it is desirable to increase the correction (level shift) amount of the line voltage as the difference increases. However, if the level shift amount is increased, an over-modulation state may occur.

【0071】そこで、第4実施例では、電圧指令値V
*,W*の差が大きくなるのに応じて第2変換期間を長
く設定することで、(40a)式におけるnの値が大と
なるのでその分レベルシフト量を低下させることがで
き、過変調状態となることを有効に防止することができ
る。また、第2実施例や第3実施例では、両期間の比率
を1:1や1:2に固定したことにより、その電圧信号
の変化周期(搬送波周期の1/2,1/3)に応じて、
装置より発生する不要輻射の周波数スペクトラムが特定
のポイントに比較的大きなピークを持つことが予想され
る。
Therefore, in the fourth embodiment, the voltage command value V
By setting the second conversion period longer as the difference between * and W * becomes larger, the value of n in the equation (40a) becomes larger, so that the level shift amount can be reduced accordingly, and the excess The modulation state can be effectively prevented. In the second and third embodiments, the ratio between the two periods is fixed to 1: 1 or 1: 2, so that the change period of the voltage signal (1/2 of the carrier wave period, 1/3). Depending on,
It is expected that the frequency spectrum of the unwanted radiation generated from the device has a relatively large peak at a specific point.

【0072】これに対して、第4実施例によれば、電圧
信号の変化周期をダイナミックに変化させるため、周波
数スペクトラムを分散させて特定のポイントに集中する
ことを回避できるようになり、不要輻射対策をより容易
に行うことができる。
On the other hand, according to the fourth embodiment, since the change period of the voltage signal is dynamically changed, the frequency spectrum can be prevented from being dispersed and concentrated on a specific point, and unnecessary radiation can be avoided. Measures can be taken more easily.

【0073】(第5実施例)図15は本発明の第5実施
例を示すものである。第5実施例では、第3実施例とは
逆に、第1,第2変換期間の比率を2:1として実行す
るようにしている。この場合、第2変換期間において
は、(40)式を(42)式に置き換えて実行する。 W**=3(W*−V*)−1 …(42) また、(41)式を(43)式に置き換えて実行する。 V**=3(V*−W*)−1 …(43)
(Fifth Embodiment) FIG. 15 shows a fifth embodiment of the present invention. In the fifth embodiment, contrary to the third embodiment, the execution is performed with the ratio of the first and second conversion periods being 2: 1. In this case, in the second conversion period, the equation (40) is replaced with the equation (42) and executed. W ** = 3 (W * -V *)-1 (42) Further, the equation (41) is replaced with the equation (43) and executed. V ** = 3 (V * -W *)-1 (43)

【0074】以上のように第5実施例によれば、一相変
調を行う第1変換期間と二相変調を行う第2変換期間と
の比率を2:1として実行するので、第3実施例と同様
の効果が得られる。
As described above, according to the fifth embodiment, the ratio between the first conversion period for performing one-phase modulation and the second conversion period for performing two-phase modulation is set to 2: 1. The same effect can be obtained.

【0075】(第6実施例)図16乃至図18は本発明
の第6実施例を示すものであり、第1実施例と異なる部
分についてのみ説明する。図16に示す第6実施例の構
成は、第1実施例における指令値変換器21を指令値変
換器(指令値変換手段)24に置き換えたものであり、
その指令値変換器24には、指令値発生器10と共に位
相指令値θ*が与えられている。その他の構成は第1実
施例と同様である。ここで、位相指令値θ*は、交流モ
ータ9のロータの位相θに基づいて図示しない位相指令
値発生器において生成されるものであり、交流モータ9
の駆動状態に応じて位相θに進み成分や遅れ成分が付加
されている。尚、位相指令値θ*に代えて第1実施例と
同様に位相θをそのまま用いても良い。
(Sixth Embodiment) FIGS. 16 to 18 show a sixth embodiment of the present invention. Only parts different from the first embodiment will be described. The configuration of the sixth embodiment shown in FIG. 16 is obtained by replacing the command value converter 21 in the first embodiment with a command value converter (command value conversion means) 24.
The command value converter 24 is provided with the phase command value θ * together with the command value generator 10. Other configurations are the same as in the first embodiment. Here, the phase command value θ * is generated by a phase command value generator (not shown) based on the phase θ of the rotor of the AC motor 9.
A leading component and a lag component are added to the phase θ in accordance with the driving state of. Note that the phase θ may be used as it is in the same manner as in the first embodiment, instead of the phase command value θ *.

【0076】次に、第6実施例の作用について図17及
び図18をも参照して説明する。指令値発生器10は、
U相の電圧指令値U*の位相を位相指令値θ*の変化に
同期させて出力しており、電圧指令値V*,W*は、電
圧指令値U*の値を夫々2π/3遅れ,2π/3進んだ
値として出力している。そして、指令値変換器24は、
図17に示すステップB1において、各相電圧指令値U
*,V*,W*と共に位相指令値θ*を読み込む。以降
のステップB2〜B7においては、位相指令値θ*が何
れの区間(電気角)内にあるのかを判定する。
Next, the operation of the sixth embodiment will be described with reference to FIGS. The command value generator 10
The phase of the U-phase voltage command value U * is output in synchronization with the change in the phase command value θ *, and the voltage command values V * and W * are delayed by 2π / 3 from the value of the voltage command value U *, respectively. , 2π / 3. Then, the command value converter 24
In step B1 shown in FIG. 17, each phase voltage command value U
The phase command value θ * is read together with *, V *, and W *. In the following steps B2 to B7, it is determined in which section (electrical angle) the phase command value θ * is.

【0077】即ち、ステップB2〜B7における6つの
区間は、何れも三相の指令値の内何れか二相の指令値が
ほぼ等しくなる区間であり、電気角π/6,π/2,5
π/6,7π/6,3π/2,11π/6を中心とする
範囲である(図18参照)。また、各ステップB2〜B
7における“±φ”は、第1実施例における所定値xに
対応する電気角である。
That is, the six sections in steps B2 to B7 are sections in which any two-phase command values of the three-phase command values are substantially equal, and the electrical angles π / 6, π / 2, 5
It is a range centered on π / 6, 7π / 6, 3π / 2, 11π / 6 (see FIG. 18). In addition, each of steps B2 to B
“± φ” in 7 is an electrical angle corresponding to the predetermined value x in the first embodiment.

【0078】そして、指令値変換器24は、ステップB
2において「YES」と判断するとステップB8(ステ
ップA13に対応)に移行し、新たな電圧指令値U**,
V**,W**を変換生成する。それから、ステップA15
と同様の処理を行うステップB15に移行して、電圧指
令値U**,V**,W**をPWM波形発生器11に出力す
る。
Then, the command value converter 24 proceeds to step B
If "YES" is determined in step 2, the process proceeds to step B8 (corresponding to step A13), and a new voltage command value U **,
V ** and W ** are converted and generated. Then, step A15
Then, the process proceeds to step B15 in which the same processing as described above is performed, and the voltage command values U **, V **, W ** are output to the PWM waveform generator 11.

【0079】同様に、指令値変換器24は、ステップB
3において「YES」と判断するとステップA8に対応
するステップB9に移行し電圧指令値U**,V**,W**
を変換生成するとステップB15に移行する。また、ス
テップB4において「YES」と判断するとステップA
5に対応するステップB10に移行し、ステップB5に
おいて「YES」と判断するとステップA12に対応す
るステップB11に、ステップB6において「YES」
と判断するとステップA9に対応するステップB12
に、ステップB7において「YES」と判断するとステ
ップA4に対応するステップB13に移行する。
Similarly, the command value converter 24 determines in step B
If "YES" is determined in step 3, the process proceeds to step B9 corresponding to step A8, and the voltage command values U **, V **, W **
When the conversion is generated, the process proceeds to step B15. If "YES" is determined in step B4, step A
The process proceeds to Step B10 corresponding to Step 5, and if “YES” is determined in Step B5, the process proceeds to Step B11 corresponding to Step A12, and to “YES” in Step B6.
Is determined, Step B12 corresponding to Step A9 is performed.
Then, if "YES" is determined in the step B7, the process shifts to a step B13 corresponding to the step A4.

【0080】その他の場合は(ステップB2〜B7にお
いて何れも「NO」)、ステップA14と同様のステッ
プB14に以降して、電圧指令値U*,V*,W*をそ
のまま電圧指令値U**,V**,W**としてステップB1
5に移行する。
In other cases ("NO" in all of steps B2 to B7), after step B14 similar to step A14, the voltage command values U *, V *, W * are directly used as voltage command values U *. Step B1 as *, V **, W **
Move to 5.

【0081】以上のように第6実施例によれば、指令値
変換器24は、位相指令値θ*に基づいて新たな電圧指
令値U**,V**,W**を変換生成するので、第1実施例
と同様の効果が得られる。
As described above, according to the sixth embodiment, the command value converter 24 converts and generates new voltage command values U **, V **, W ** based on the phase command value θ *. Therefore, the same effect as in the first embodiment can be obtained.

【0082】(第7実施例)図19及び図20は本発明
の第7実施例を示すものであり、第2,第5実施例と異
なる部分についてのみ説明する。図19に示す第7実施
例の構成は、第2実施例における指令値変換器21を指
令値変換器(指令値変換手段)25に置き換えたもので
あり、その指令値変換器25には、第5実施例の指令値
変換器24と同様に位相指令値θ*が与えられている。
その他の構成は第2実施例と同様である。
(Seventh Embodiment) FIGS. 19 and 20 show a seventh embodiment of the present invention. Only parts different from the second and fifth embodiments will be described. In the configuration of the seventh embodiment shown in FIG. 19, the command value converter 21 in the second embodiment is replaced by a command value converter (command value conversion means) 25. A phase command value θ * is provided similarly to the command value converter 24 of the fifth embodiment.
Other configurations are the same as in the second embodiment.

【0083】次に、第7実施例の作用について図20を
も参照して説明する。第7実施例は、第2実施例の処理
を第5実施例と同様に位相指令値θ*に基づいて行うも
のである。即ち、図20に示すように、指令値変換器2
5は、ステップB7において「YES」と判断した場
合、第2実施例のステップA2において「YES」と判
断した場合と同様にステップA16〜A22を実行す
る。
Next, the operation of the seventh embodiment will be described with reference to FIG. In the seventh embodiment, the processing of the second embodiment is performed based on the phase command value θ * as in the fifth embodiment. That is, as shown in FIG.
5 executes steps A16 to A22 in the same manner as in the case where "YES" is determined in step B7 and "YES" is determined in step A2 of the second embodiment.

【0084】その他の場合については具体的には図示し
ないが、ステップB3において「YES」と判断した場
合は、ステップA6において「YES」と判断した場合
と同様にステップA25〜A29を実行し、ステップB
5において「YES」と判断した場合は、ステップA1
0において「YES」と判断した場合と同様にステップ
A32〜A36を実行する。その他の場合は第5実施例
と同様である。
Although not specifically shown in the other cases, if "YES" is determined in step B3, steps A25 to A29 are executed similarly to the case where "YES" is determined in step A6. B
If "YES" is determined in step 5, the control proceeds to step A1
Steps A32 to A36 are executed in the same manner as when “YES” is determined in 0. The other cases are the same as in the fifth embodiment.

【0085】以上のように第7実施例によれば、指令値
変換器25は、位相指令値θ*に基づいて、三相の電圧
指令値U*,V*,W*の内、何れか二相の電圧指令値
レベルが比較的近似する期間において、それら二相の指
令値レベルを最大または最小に固定し一相変調を行う第
1変換期間と、それら二相の内何れか一相の指令値レベ
ルを最大または最小に固定して二相変調を行う第2変換
期間とを同一の時間比率で交互に実行するようにしたの
で、第2実施例と同様の効果が得られる。
As described above, according to the seventh embodiment, the command value converter 25 selects one of the three-phase voltage command values U *, V *, and W * based on the phase command value θ *. In a period in which the two-phase voltage command value levels are relatively close, a first conversion period in which the two-phase command value levels are fixed to the maximum or minimum to perform one-phase modulation, and a first conversion period in any one of the two phases Since the command value level is fixed to the maximum or minimum and the second conversion period for performing the two-phase modulation is alternately executed at the same time ratio, the same effect as in the second embodiment can be obtained.

【0086】(第8実施例)図21は本発明の第8実施
例を示すものであり、例えば電気自動車の駆動用に用い
られるブラシレスモータ(多相交流モータ)を駆動制御
するための周知の制御系(電流制御)に本発明を適用し
た場合の機能ブロック図である。即ち、電流指令値iq
*は、スロットルの開度信号やモータの回転速度等に応
じてECU(Electronic Control Unit) により与えられ
るトルク指令値であり、電流指令値id*は、指令値i
q*に応じてテーブルより読み出されて与えられる磁束
指令値である。
(Eighth Embodiment) FIG. 21 shows an eighth embodiment of the present invention. For example, a well-known device for controlling a brushless motor (polyphase AC motor) used for driving an electric vehicle is known. FIG. 3 is a functional block diagram when the present invention is applied to a control system (current control). That is, the current command value iq
* Is a torque command value given by an ECU (Electronic Control Unit) according to a throttle opening signal, a motor rotation speed, etc., and a current command value id * is a command value i.
A magnetic flux command value read from the table and given according to q *.

【0087】これらの電流指令値id*,iq*は、減
算器26a,26bに被減算値として夫々与えられてい
る。電流検出値iu,iv,iwは、インバータ主回路
の出力電流を電流センサにより検出したものであり、u
vw/d−q変換部27に与えられている。uvw/d
−q変換部27は、位相検出値θに基づいて電流検出値
iu,iv,iwをd−q軸(回転座標軸)のベクトル
成分に変換(三相/二相変換)し、二相電流値id,i
qを減算器26a,26bに減算値として出力する。
The current command values id * and iq * are given to subtracters 26a and 26b as subtracted values, respectively. The current detection values iu, iv, iw are obtained by detecting the output current of the inverter main circuit by a current sensor.
It is provided to the vw / dq converter 27. uvw / d
The −q conversion unit 27 converts (three-phase / two-phase conversion) the current detection values iu, iv, and iw into vector components of dq axes (rotary coordinate axes) based on the phase detection value θ, and obtains a two-phase current value. id, i
q is output to the subtracters 26a and 26b as a subtraction value.

【0088】減算器26a,26bの出力信号は、例え
ばPI制御などを行う電流制御部28a,28bに与え
られて電圧指令値vd′*,vq′*に変換され、減算
器29a,加算器29bに被減算値,被加算値として夫
々与えられている。非干渉化部30は、uvw/d−q
変換部27が出力する二相電流値id,iqに基づいて
ブラシレスモータに発生する逆起電力を検出すると、そ
の逆起電力を減算器29a,加算器29bに減算値,加
算値として出力する。そして、減算器29a,加算器2
9bの出力信号は、電圧指令値vd*,vq*としてd
−q/uvw変換部31に与えられている。
The output signals of the subtracters 26a and 26b are applied to current control units 28a and 28b for performing, for example, PI control, and are converted into voltage command values vd '* and vq' *. The subtractors 29a and the adders 29b Are given as the subtracted value and the added value, respectively. The decoupling unit 30 is uvw / dq
When the back electromotive force generated in the brushless motor is detected based on the two-phase current values id and iq output from the converter 27, the back electromotive force is output to the subtractor 29a and the adder 29b as a subtraction value and an addition value. Then, the subtractor 29a and the adder 2
9b is d as voltage command values vd * and vq *.
-Q / uvw conversion unit 31.

【0089】d−q/uvw変換部31は、位相検出値
θに基づいて電圧指令値vd*,vq*を三相の電圧指
令値U*,V*,W*に変換し(二相/三相変換)し、
その電圧指令値U*,V*,W*を指令値変換器(指令
値変換手段)32に出力する。ここでの指令値変換器3
2は、第1乃至第7実施例の何れに用いられている指令
値変換手段でも良い。そして、指令値変換器32は、電
圧指令値U*,V*,W*を電圧指令値U**,V**,W
**に変換してPWMパターン発生器11に出力する。以
降の構成は第1実施例等と同様である。尚、第8実施例
の構成は、ハードウエア,ソフトウエアの何れによって
も可能である。
The dq / uvw converter 31 converts the voltage command values vd *, vq * into three-phase voltage command values U *, V *, W * based on the phase detection value θ (two-phase / Three-phase conversion)
The voltage command values U *, V *, W * are output to a command value converter (command value conversion means) 32. Command value converter 3 here
Reference numeral 2 may be a command value conversion means used in any of the first to seventh embodiments. Then, the command value converter 32 converts the voltage command values U *, V *, W * into the voltage command values U **, V **, W
** and outputs it to the PWM pattern generator 11. The subsequent configuration is the same as that of the first embodiment. The configuration of the eighth embodiment can be realized by any of hardware and software.

【0090】以上のように第8実施例によれば、本発明
をブラシレスモータの電流制御を行う場合にも適用する
ことができる。
As described above, according to the eighth embodiment, the present invention can be applied to the case where the current control of a brushless motor is performed.

【0091】(第9実施例)図22及び図23は、本発
明の第9実施例を示すものであり、第1実施例又は第6
実施例と異なる部分についてのみ説明する。第9実施例
は、第1実施例と同様に電圧指令値U*,V*,W*の
値を参照して一相変調を行う期間を決定するものであ
る。即ち、図22に示すフローチャートにおいて、指令
値変換器21は、ステップA1と同様に電圧指令値U
*,V*,W*を読込むと(ステップC1)、以降の各
判断ステップC2〜C7において、電圧指令値U*,V
*,W*間に夫々の関係が成り立つか否かを判断する。 ステップC2 : (W*>U*)・(U*≧0) ステップC3 : (W*>V*)・(W*≦0) ステップC4 : (U*>V*)・(V*≧0) ステップC5 : (U*>W*)・(U*≦0) ステップC6 : (V*>W*)・(W*≧0) ステップC7 : (V*>U*)・(V*≦0)
(Ninth Embodiment) FIGS. 22 and 23 show a ninth embodiment of the present invention.
Only parts different from the embodiment will be described. In the ninth embodiment, as in the first embodiment, the period during which one-phase modulation is performed is determined with reference to the values of the voltage command values U *, V *, and W *. That is, in the flowchart shown in FIG. 22, the command value converter 21 determines the voltage command value U as in step A1.
When *, V *, and W * are read (step C1), the voltage command values U *, V are determined in the subsequent determination steps C2 to C7.
It is determined whether or not the respective relationships are established between * and W *. Step C2: (W *> U *) · (U * ≧ 0) Step C3: (W *> V *) · (W * ≦ 0) Step C4: (U *> V *) · (V * ≧ 0) ) Step C5: (U *> W *) · (U * ≦ 0) Step C6: (V *> W *) · (W * ≧ 0) Step C7: (V *> U *) · (V * ≦ 0)

【0092】ここで、各判断ステップC2〜C7におい
て夫々の条件が成り立つ場合(「YES」)は、図23
に示す電圧指令値U*,V*,W*のパターンに示す位
相期間〜に対応しており、各位相期間〜は、電
圧指令値U*の位相θを基準として以下に示す期間とな
っている。
Here, when the respective conditions are satisfied in each of the determination steps C2 to C7 ("YES"), FIG.
Correspond to the phase periods に shown in the pattern of the voltage command values U *, V *, and W *, and each phase period と is a period shown below based on the phase θ of the voltage command value U *. I have.

【0093】 位相期間 : 0 <θ< π/6 位相期間 : π/3<θ< π/2 位相期間 : 2π/3<θ< 5π/6 位相期間 : π <θ< 7π/6 位相期間 : 4π/3<θ< 3π/2 位相期間 : 5π/3<θ<11π/6Phase period: 0 <θ <π / 6 Phase period: π / 3 <θ <π / 2 Phase period: 2π / 3 <θ <5π / 6 Phase period: π <θ <7π / 6 Phase period: 4π / 3 <θ <3π / 2 Phase period: 5π / 3 <θ <11π / 6

【0094】そして、各判断ステップC2〜C7におい
て夫々の条件が成り立つ場合(「YES」)は、第6実
施例のステップB8〜B13と同内容のステップC8〜
C13に移行する。その後は、また、何れの判断ステッ
プC2〜C7においても夫々の条件が成り立たなかった
場合(「NO」)は、ステップB14と同内容のステッ
プC14を実行する。尚、図22に示す各相電圧指令値
U*,V*,W*を示す式に示されている“Va ”は、
電圧指令値の振幅レベルを変化させるためのパラメータ
である。
If the respective conditions are satisfied in each of the determination steps C2 to C7 ("YES"), steps C8 to B13 having the same contents as steps B8 to B13 of the sixth embodiment are performed.
The process proceeds to C13. Thereafter, if the respective conditions are not satisfied in any of the determination steps C2 to C7 ("NO"), step C14 having the same contents as step B14 is executed. It should be noted that “Va” shown in the equations showing the phase voltage command values U *, V *, W * shown in FIG.
This is a parameter for changing the amplitude level of the voltage command value.

【0095】以上のように処理を行った結果、三相の電
圧指令値U*,V*,W*の内二相を固定して一相のみ
PWM変調を行う期間は、第1実施例の期間に対してπ
/12(15°)進むことになる。この場合、出力電流
波形の歪みは若干大きくなるが、例えば、交流モータ9
の振動等が多少大きくても問題がないようなアプリケー
ションについては適用が可能である。
As a result of the above-described processing, the period in which two phases of the three-phase voltage command values U *, V *, and W * are fixed and only one phase is subjected to PWM modulation is equal to that of the first embodiment. Π for the period
/ 12 (15 °). In this case, the distortion of the output current waveform is slightly increased.
It can be applied to an application in which there is no problem even if the vibration or the like is somewhat large.

【0096】また、例えば電気自動車に適用することを
想定すると、電気自動車が比較的低速で走行する場合
は、出力電流波形の歪みが大きくなると交流モータ9の
振動レベルが高くなり、乗員の乗り心地に大きく影響を
及ぼす。しかし、電気自動車が比較的高速で走行する場
合は出力電流波形の歪みが多少大きくなったとしても、
その歪みに基づく交流モータ9の振動が乗員の乗り心地
に大きく影響を及ぼすことはない。そして、第9実施例
は、電圧指令値U*,V*,W*間の大小関係のみによ
って一相変調を行う期間の判定を短時間に行うことがで
きるため、交流モータ9の駆動周波数が高い領域におい
て実行するには極めて有効である。
Further, assuming that the present invention is applied to an electric vehicle, for example, when the electric vehicle runs at a relatively low speed, if the distortion of the output current waveform increases, the vibration level of the AC motor 9 increases and the ride comfort of the occupant increases. Has a significant effect. However, when the electric vehicle runs at a relatively high speed, even if the distortion of the output current waveform is slightly larger,
The vibration of the AC motor 9 based on the distortion does not significantly affect the riding comfort of the occupant. In the ninth embodiment, the period during which the one-phase modulation is performed can be determined in a short time based only on the magnitude relationship between the voltage command values U *, V *, and W *. It is extremely effective to perform in high areas.

【0097】(第10実施例)図24は本発明の第10
実施例を示すものである。第10実施例は、第7実施例
と第9実施例とを組み合わせた例である。即ち、第7実
施例において図20に示した部分については、ステップ
B7及びA16に代えてステップC7及びC7′を配置
している。ステップC7′は、以下の条件が成立するか
否かを判断するステップである。 (V*≦U*)・(U*<0) そして、ステップC7において「YES」と判断した場
合はステップA17に移行し、ステップC7で「N
O」,ステップC7′で「YES」と判断した場合はス
テップA20に移行する。また、ステップC7′で「N
O」と判断した場合はステップB14(C14)に移行
する。
(Tenth Embodiment) FIG. 24 shows a tenth embodiment of the present invention.
It shows an embodiment. The tenth embodiment is an example in which the seventh embodiment and the ninth embodiment are combined. That is, for the portion shown in FIG. 20 in the seventh embodiment, steps C7 and C7 'are arranged instead of steps B7 and A16. Step C7 'is a step for determining whether or not the following condition is satisfied. (V * ≦ U *) · (U * <0) If “YES” is determined in the step C7, the process shifts to the step A17, and “N” is determined in the step C7.
If "O" and "YES" in step C7 ', the process proceeds to step A20. In step C7 ', "N
If it is determined to be "O", the process proceeds to step B14 (C14).

【0098】また、第7実施例において図20のように
第2実施例からの置き換えを行うその他の部分について
も、図24に示すものと同様にして各相電圧指令値を入
れ替えて実施すれば良い。
Further, in the seventh embodiment, the other parts which replace the second embodiment as shown in FIG. 20 can be implemented by replacing the phase voltage command values in the same manner as shown in FIG. good.

【0099】本発明は上記し且つ図面に記載した実施例
にのみ限定されるものではなく、次のような変形または
拡張が可能である。第6実施例において、指令値出力手
段と指令値変換手段とを一体に構成しても良い。第8実
施例において、非干渉化部30は必要に応じて設ければ
良い。また、第8実施例の電流制御に限ることなく、速
度制御や位置制御、またはブラシレスモータに対するも
のとは全く異なる制御方式でも、最終的に電圧指令値を
出力するものであれば適用できる。第9実施例におい
て、位相期間〜を夫々π/6遅れ方向にずらして実
施しても良い。また、第6実施例と同様に位相指令値θ
*または位相θを読み込んで、その値に応じて同様の位
相期間を判定しても良い。
The present invention is not limited to the embodiment described above and shown in the drawings, and the following modifications or extensions are possible. In the sixth embodiment, the command value output means and the command value conversion means may be configured integrally. In the eighth embodiment, the decoupling unit 30 may be provided as needed. Further, the present invention is not limited to the current control of the eighth embodiment, but may be applied to a speed control, a position control, or a control method completely different from that for a brushless motor as long as it finally outputs a voltage command value. In the ninth embodiment, the phase periods may be shifted in the π / 6 delay direction. Further, similarly to the sixth embodiment, the phase command value θ
* Or the phase θ may be read, and a similar phase period may be determined according to the value.

【0100】電圧指令値は必ずしも正弦波の振幅変化に
基づくものでなくても良く、その他の電圧波形でも良
い。また、以上の各実施例では、三角波比較PWMで説
明したが、変調方式はこのような搬送波をベースにした
ものに限ることはなく、スイッチングによってパルス幅
を変えることで電力を変換するものであれば他の変調方
式でも良い。デジタル制御する場合は、二相を固定する
ことによる線間電圧の不足分をメモリに蓄えておき、1
相のみ固定する期間にリアルタイムで重畳させるように
しても良い。スイッチング素子はIGBTに限ることな
く、例えばパワートランジスタやパワーMOSFETな
どでも良い。電流センサやホールIC,ロータリエンコ
ーダやレゾルバなどを用いてモータ9のロータの位置情
報を得るものに限らず、例えばモータ9の誘起電圧を分
圧抵抗やコンパレータなどにより検出してロータの位置
情報を得る、所謂センサレス駆動方式を採用しても良
い。
The voltage command value does not necessarily have to be based on the change in the amplitude of the sine wave, but may be another voltage waveform. In each of the above embodiments, the description has been made of the triangular wave comparison PWM. However, the modulation method is not limited to the method based on such a carrier wave, and may be any method that converts power by changing a pulse width by switching. Any other modulation method may be used. In the case of digital control, shortage of line voltage due to fixing two phases is stored in a memory, and
It may be superimposed in real time during the period in which only the phase is fixed. The switching element is not limited to the IGBT, but may be, for example, a power transistor or a power MOSFET. The position information of the rotor of the motor 9 is not limited to the one that obtains the position information of the rotor of the motor 9 using a current sensor, a Hall IC, a rotary encoder, a resolver, or the like. A so-called sensorless driving method may be adopted.

【0101】n=1,2に限ることなく、nは正の実数
に適宜設定すれば良い。また、mについても同様であ
り、m,nは、損失,歪み等、状況に応じて適宜設定す
れば良い。指令値変換手段を中心とする構成は、DSP
を用いるものに限らず、CPUを用いて構成するもので
も良い。例えば、三相交流モータにおいて何れか一相の
みを固定し、二相だけで変調を行う二相変調方式を常時
行っているものについて、その状態から更に一相を固定
することにより、上記各実施例と同様に所定の期間だけ
二相を固定するようにしても良い。この場合、スイッチ
ング回数を更に低減することができる。四相以上の多相
交流モータに適用しても良い。電気自動車やハイブリッ
ド電気自動車などに使用される多相交流モータに限るこ
と無く、UPS(Uninterruptible Power Supply :無停
電電源) など多相の線間電圧を出力するものであれば適
用が可能である。
It is not limited to n = 1 and 2, and n may be appropriately set to a positive real number. The same applies to m, and m and n may be appropriately set according to the situation such as loss and distortion. The configuration centering on the command value conversion means is a DSP
However, the present invention is not limited to the configuration using a CPU, and may be configured using a CPU. For example, for a three-phase AC motor in which only one phase is fixed and a two-phase modulation method in which modulation is performed only in two phases is always performed, one phase is further fixed from that state, thereby implementing each of the above-described embodiments. As in the example, two phases may be fixed for a predetermined period. In this case, the number of times of switching can be further reduced. The present invention may be applied to a four-phase or more polyphase AC motor. The present invention is not limited to a polyphase AC motor used for an electric vehicle or a hybrid electric vehicle, but may be applied to any device that outputs a polyphase line voltage such as a UPS (Uninterruptible Power Supply).

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1実施例であり、電力変換装置の電
気的構成を示す機能ブロック図
FIG. 1 is a functional block diagram showing an electric configuration of a power converter according to a first embodiment of the present invention.

【図2】指令値変換器の制御内容を示すフローチャートFIG. 2 is a flowchart showing control contents of a command value converter.

【図3】(a)〜(c)は電圧指令値U*,V*,W*
を示し、(d)〜(f)は電圧指令値U**,V**,W**
を示す
3 (a) to 3 (c) are voltage command values U *, V *, W *
(D) to (f) indicate voltage command values U **, V **, W **
Show

【図4】(a)は電圧指令値U*,V*,W*を重ね合
わせて示す図、(b)は(a)の一部を拡大して示す
図、(c)は(b)に対応する電圧指令値U**,V**,
W**を示す図
4A is a diagram showing voltage command values U *, V * and W * superimposed, FIG. 4B is a diagram showing a part of FIG. Command values U **, V **,
Diagram showing W **

【図5】本発明の第2実施例であり、要部の電気的構成
FIG. 5 is a second embodiment of the present invention, and is an electrical configuration diagram of a main part.

【図6】(a)はPWM変調の搬送波、(b)は搬送波
に同期したクロック信号ck1、(c)はクロック信号
ck1に対して90°遅れ位相のクロック信号ck2を
示す
6 (a) shows a carrier wave of PWM modulation, FIG. 6 (b) shows a clock signal ck1 synchronized with the carrier wave, and FIG. 6 (c) shows a clock signal ck2 delayed by 90 ° from the clock signal ck1.

【図7】要部の図2相当図(その1)FIG. 7 is a diagram corresponding to FIG. 2 of a main part (part 1);

【図8】要部の図2相当図(その2)FIG. 8 is a diagram corresponding to FIG. 2 of a main part (part 2);

【図9】要部の図2相当図(その3)FIG. 9 is a view corresponding to FIG. 2 of a main part (part 3).

【図10】図4(c)相当図FIG. 10 is a diagram corresponding to FIG.

【図11】図3相当図FIG. 11 is a diagram corresponding to FIG. 3;

【図12】(a)は第1実施例,(b)は第2実施例に
よる相電流波形のシミュレーション結果を示す
12A shows a simulation result of a phase current waveform according to the first embodiment, and FIG. 12B shows a simulation result of a phase current waveform according to the second embodiment.

【図13】本発明の第3実施例を示す図4(c)相当図FIG. 13 is a view corresponding to FIG. 4C showing a third embodiment of the present invention.

【図14】本発明の第4実施例を示す図4(c)相当図FIG. 14 is a view corresponding to FIG. 4C showing a fourth embodiment of the present invention.

【図15】本発明の第5実施例を示す図4(c)相当図FIG. 15 is a view corresponding to FIG. 4C showing a fifth embodiment of the present invention.

【図16】本発明の第6実施例を示す図1相当図FIG. 16 is a view corresponding to FIG. 1, showing a sixth embodiment of the present invention;

【図17】図2相当図FIG. 17 is a diagram corresponding to FIG. 2;

【図18】図4相当図FIG. 18 is a diagram corresponding to FIG. 4;

【図19】本発明の第7実施例を示す図1相当図FIG. 19 is a view corresponding to FIG. 1, showing a seventh embodiment of the present invention.

【図20】要部を示す図17相当図FIG. 20 is a view corresponding to FIG. 17 showing a main part.

【図21】本発明の第8実施例であり、電気自動車の駆
動用に用いられるブラシレスモータを駆動制御する制御
系に本発明を適用した場合の機能ブロック図
FIG. 21 is an eighth embodiment of the present invention, and is a functional block diagram in a case where the present invention is applied to a control system for driving and controlling a brushless motor used for driving an electric vehicle.

【図22】本発明の第9実施例を示す図1相当図FIG. 22 is a view corresponding to FIG. 1, showing a ninth embodiment of the present invention;

【図23】図17相当図FIG. 23 is a diagram corresponding to FIG. 17;

【図24】本発明の第10実施例を示す図20相当図FIG. 24 is a view corresponding to FIG. 20, showing a tenth embodiment of the present invention;

【図25】従来技術を示す図1相当図FIG. 25 is a diagram corresponding to FIG. 1 showing a conventional technique.

【図26】図5相当図FIG. 26 is a diagram corresponding to FIG. 5;

【図27】図4(a),(b)相当図FIG. 27 is a view corresponding to FIGS.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1〜6はIGBT(スイッチング素子)、7はインバー
タ主回路、9は多相交流モータ、10は指令値発生器
(指令値出力手段)、11はPWM波形発生器(制御信
号出力手段)、21は指令値変換器(指令値変換手
段)、22はPWM波形発生器(制御信号出力手段)、
23,24,25及び32は指令値変換器(指令値変換
手段)を示す。
1 to 6 are IGBTs (switching elements), 7 is an inverter main circuit, 9 is a polyphase AC motor, 10 is a command value generator (command value output means), 11 is a PWM waveform generator (control signal output means), 21 Is a command value converter (command value conversion means), 22 is a PWM waveform generator (control signal output means),
Reference numerals 23, 24, 25 and 32 denote command value converters (command value converters).

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5H007 AA03 BB06 CA01 CB05 CC03 DA05 DA06 DB02 DC02 EA02 5H576 AA15 BB02 BB03 BB04 CC04 DD02 DD04 DD05 EE01 EE14 EE15 GG01 GG04 HA03 HA04 HB01 JJ03 JJ17 JJ29 LL05 LL07 LL10 LL15 LL22 LL25 LL39 LL41 LL58  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) LL41 LL58

Claims (28)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 多相負荷にスイッチング素子を介して相
電圧を印加するインバータ主回路と、 各相毎に電圧指令値を出力する指令値出力手段と、 この指令値出力手段によって出力される電圧指令値の
内、少なくとも何れか二相の電圧指令値がほぼ等しくな
る期間において、当該少なくとも何れか二相の電圧指令
値が等しく最大または最小となるように変換して出力す
る指令値変換手段と、 この指令値変換手段により出力される電圧指令値によっ
て搬送波をパルス幅変調することで、前記インバータ主
回路にスイッチング制御信号を出力する制御信号出力手
段とを備えてなることを特徴とする電力変換装置。
1. An inverter main circuit for applying a phase voltage to a polyphase load via a switching element, command value output means for outputting a voltage command value for each phase, and a voltage output by the command value output means. Command value conversion means for converting and outputting such that at least one of the two-phase voltage command values becomes equal to the maximum or the minimum during a period in which at least one of the two-phase voltage command values is substantially equal; And a control signal output means for outputting a switching control signal to the inverter main circuit by pulse width modulating the carrier with the voltage command value output by the command value conversion means. apparatus.
【請求項2】 前記指令値変換手段は、変換対象外の相
についての電圧指令値を、変換対象とする相の電圧指令
値夫々との線間電圧の平均値として出力することを特徴
とする請求項1記載の電力変換装置。
2. The method according to claim 1, wherein the command value conversion means outputs a voltage command value for a phase not to be converted as an average value of line voltages of the voltage command values of the phases to be converted. The power converter according to claim 1.
【請求項3】 前記多相負荷は多相交流モータであるこ
とを特徴とする請求項1または2記載の電力変換装置。
3. The power converter according to claim 1, wherein the polyphase load is a polyphase AC motor.
【請求項4】 前記多相交流モータの相数は三であるこ
とを特徴とする請求項3記載の電力変換装置。
4. The power converter according to claim 3, wherein the number of phases of the polyphase AC motor is three.
【請求項5】 多相負荷にスイッチング素子を介して相
電圧を印加するインバータ主回路と、 各相毎に電圧指令値を出力する指令値出力手段と、 この指令値出力手段によって出力される電圧指令値の
内、少なくとも何れか二相の電圧指令値がほぼ等しくな
る期間において、 当該少なくとも何れか二相の電圧指令値が等しく最大ま
たは最小となるように変換する第1変換期間と、その内
の一相の電圧指令値のみを最大または最小となるように
変換する第2変換期間とを交互に繰り返すように出力す
る指令値変換手段と、 この指令値変換手段により出力される電圧指令値によっ
て搬送波をパルス幅変調することで、前記インバータ主
回路にスイッチング制御信号を出力する制御信号出力手
段とを備えていることを特徴とする電力変換装置。
5. An inverter main circuit for applying a phase voltage to a polyphase load via a switching element, command value output means for outputting a voltage command value for each phase, and a voltage output by the command value output means. A first conversion period in which at least one of the two-phase voltage command values is substantially equal to each other during the period in which the at least one of the two-phase voltage command values is substantially the same; Command value conversion means for outputting a second conversion period for converting only the one-phase voltage command value to a maximum or a minimum, and a voltage command value output by the command value conversion means. A power converter, comprising: control signal output means for outputting a switching control signal to the inverter main circuit by pulse width modulating a carrier.
【請求項6】 前記指令値変換手段は、前記変換期間を
前記搬送波周期の整数倍に設定することを特徴とする請
求項5記載の電力変換装置。
6. The power conversion device according to claim 5, wherein said command value conversion means sets said conversion period to an integral multiple of said carrier wave period.
【請求項7】 前記指令値変換手段は、前記第2変換期
間において変換対象とする相を、変換対象以外の相につ
いての電圧指令値との線間電圧が最大となる相に設定す
ることを特徴とする請求項5または6記載の電力変換装
置。
7. The command value converting means sets a phase to be converted in the second conversion period to a phase in which a line voltage with a voltage command value for a phase other than the conversion target is the maximum. The power converter according to claim 5 or 6, wherein
【請求項8】 前記指令値変換手段は、前記第2変換期
間を前記第1変換期間のn(nは、正の実数)倍とし、 前記第1変換期間においては、変換対象以外の相につい
ての電圧指令値を、前記第2変換期間において変換対象
とする相の電圧指令値との線間電圧を維持するようにレ
ベルシフトし、 前記第2変換期間においては、前記第1変換期間におい
てのみ変換対象となる相についての電圧指令値を、第2
変換期間において変換対象とする相の電圧指令値との線
間電圧を(1+1/n)倍とするようにレベルシフトす
ることを特徴とする請求項5乃至7の何れかに記載の電
力変換装置。
8. The command value conversion means sets the second conversion period to n times (n is a positive real number) times the first conversion period, and in the first conversion period, a phase other than a phase to be converted is set. Is shifted in the second conversion period so as to maintain the line voltage with the voltage command value of the phase to be converted in the second conversion period. In the second conversion period, only during the first conversion period The voltage command value for the phase to be converted is
The power converter according to any one of claims 5 to 7, wherein a level shift is performed so that a line voltage with a voltage command value of a phase to be converted becomes (1 + 1 / n) times in a conversion period. .
【請求項9】 前記指令値変換手段は、n=1に設定す
ることを特徴とする請求項8記載の電力変換装置。
9. The power converter according to claim 8, wherein said command value converter sets n = 1.
【請求項10】 前記指令値変換手段は、前記第1変換
期間と第2変換期間との比を変化させることを特徴とす
る請求項5乃至8の何れかに記載の電力変換装置。
10. The power converter according to claim 5, wherein the command value converter changes a ratio between the first conversion period and the second conversion period.
【請求項11】 前記指令値変換手段は、前記指令値出
力手段によって出力される、前記第1変換期間の変換対
象の変換前の電圧指令値の差が大となるにつれて、前記
第2変換期間を相対的に長く設定することを特徴とする
請求項10記載の電力変換装置。
11. The method according to claim 1, wherein the command value conversion unit outputs the second conversion period as the difference between the voltage command values before conversion to be converted in the first conversion period, which is output by the command value output unit, increases. The power converter according to claim 10, wherein is set relatively long.
【請求項12】 前記多相負荷の相数は三であることを
特徴とする請求項5乃至11の何れかに記載の電力変換
装置。
12. The power converter according to claim 5, wherein the number of phases of the polyphase load is three.
【請求項13】 多相負荷にスイッチング素子を介して
相電圧を印加するインバータ主回路と、 各相毎に電圧指令値を出力する指令値出力手段と、 この指令値出力手段によって出力される電圧指令値の大
小関係に基づいて、少なくとも何れか二相の電圧指令値
が等しくなる時点を含む特定の期間において、当該少な
くとも何れか二相の電圧指令値が等しく最大または最小
となるように変換して出力する指令値変換手段と、 この指令値変換手段により出力される電圧指令値によっ
て搬送波をパルス幅変調することで、前記インバータ主
回路にスイッチング制御信号を出力する制御信号出力手
段とを備えてなることを特徴とする電力変換装置。
13. An inverter main circuit for applying a phase voltage to a polyphase load via a switching element, command value output means for outputting a voltage command value for each phase, and a voltage output by the command value output means. Based on the magnitude relationship between the command values, conversion is performed such that at least one of the two-phase voltage command values is equal to the maximum or the minimum during a specific period including a time point when at least one of the two-phase voltage command values is equal. Command value converting means for outputting a switching control signal to the inverter main circuit by pulse width modulating the carrier with the voltage command value output from the command value converting means. A power converter, comprising:
【請求項14】 前記指令値出力手段は、正弦波の振幅
変化に基づく電圧指令値を出力することを特徴とする請
求項1乃至13の何れかに記載の電力変換装置。
14. The power converter according to claim 1, wherein the command value output unit outputs a voltage command value based on a change in amplitude of a sine wave.
【請求項15】 多相負荷に対して各相毎に電圧指令値
を出力し、 これらの電圧指令値の内、少なくとも何れか二相の電圧
指令値がほぼ等しくなる期間において、当該少なくとも
何れか二相の電圧指令値が等しく最大または最小となる
ように変換し、 前記電圧指令値によって搬送波をパルス幅変調すること
で、前記多相負荷にスイッチング素子を介して相電圧を
印加するインバータ主回路にスイッチング制御信号を出
力することを特徴とする多相負荷の駆動制御方法。
15. A voltage command value is output for each phase with respect to a polyphase load, and at least one of the voltage command values is output during a period in which at least any two-phase voltage command values are substantially equal. Inverter main circuit that converts a two-phase voltage command value so that it becomes equal to maximum or minimum, and that applies a phase voltage to the polyphase load via a switching element by performing pulse width modulation on a carrier with the voltage command value. And a switching control signal.
【請求項16】 変換対象以外の相についての電圧指令
値を、変換対象とする相の電圧指令値夫々との線間電圧
の平均値として出力することを特徴とする請求項15記
載の多相負荷の駆動制御方法。
16. The multi-phase device according to claim 15, wherein a voltage command value for a phase other than the conversion target is output as an average value of line voltages with the voltage command values of the phase to be converted. Load drive control method.
【請求項17】 前記多相負荷は多相交流モータである
ことを特徴とする請求項15または16記載の多相負荷
の駆動制御方法。
17. The drive control method for a polyphase load according to claim 15, wherein the polyphase load is a polyphase AC motor.
【請求項18】 前記多相交流モータの相数を三とする
ことを特徴とする請求項17記載の多相負荷の駆動制御
方法。
18. The drive control method for a polyphase load according to claim 17, wherein the number of phases of the polyphase AC motor is three.
【請求項19】 多相負荷に対して各相毎に電圧指令値
を出力し、 前記電圧指令値の内、少なくとも何れか二相の電圧指令
値がほぼ等しくなる期間において、当該少なくとも何れ
か二相の電圧指令値が等しく一定となるように変換する
第1変換期間と、その内の一相の電圧指令値のみを一定
となるように変換する第2変換期間とを交互に繰り返す
ように出力し、 前記電圧指令値によって搬送波を変調することで、前記
多相負荷にスイッチング素子を介して相電圧を印加する
インバータ主回路にスイッチング制御信号を出力するこ
とを特徴とする多相負荷の駆動制御方法。
19. A voltage command value is output for each phase with respect to a multi-phase load, and at least one of the two or more phase command values is substantially equal during the period when the voltage command values are substantially equal. Output is performed so that a first conversion period for converting the voltage command values of the phases to be equal and constant and a second conversion period for converting only the voltage command value of one phase thereof to be constant are alternately repeated. Modulating a carrier with the voltage command value to output a switching control signal to an inverter main circuit that applies a phase voltage to the polyphase load via a switching element; Method.
【請求項20】 前記変換期間を前記搬送波周期の整数
倍に設定することを特徴とする請求項19記載の多相負
荷の駆動制御方法。
20. The drive control method for a polyphase load according to claim 19, wherein the conversion period is set to an integral multiple of the carrier wave period.
【請求項21】 前記第2変換期間において変換対象と
する相を、変換対象以外の相についての電圧指令値との
線間電圧が最大となる相に設定することを特徴とする請
求項19または20記載の多相負荷の駆動制御方法。
21. The method according to claim 19, wherein a phase to be converted in the second conversion period is set to a phase in which a line voltage with a voltage command value of a phase other than the conversion target is maximized. 21. The drive control method for a polyphase load according to claim 20.
【請求項22】 前記第2変換期間を前記第1変換期間
のn(nは、正の実数)倍とし、 前記第1変換期間においては、変換対象以外の相につい
ての電圧指令値を、前記第2変換期間において変換対象
とする相の電圧指令値との線間電圧を維持するようにレ
ベルシフトし、 前記第2変換期間においては、前記第1変換期間におい
てのみ変換対象となる相についての電圧指令値を、第2
変換期間において変換対象とする相の電圧指令値との線
間電圧を(1+1/n)倍とするようにレベルシフトす
ることを特徴とする請求項19乃至21の何れかに記載
の多相負荷の駆動制御方法。
22. The second conversion period is set to be n times (n is a positive real number) times the first conversion period. In the first conversion period, a voltage command value for a phase other than a conversion target is In the second conversion period, the level is shifted so as to maintain the line voltage with the voltage command value of the phase to be converted. The voltage command value is
22. The multi-phase load according to claim 19, wherein a level shift is performed so that a line voltage with a voltage command value of a phase to be converted becomes (1 + 1 / n) times in a conversion period. Drive control method.
【請求項23】 n=1に設定することを特徴とする請
求項22記載の多相負荷の駆動制御方法。
23. The method according to claim 22, wherein n = 1 is set.
【請求項24】 変換対象の二相について、前記第1変
換期間と第2変換期間との比を変化させることを特徴と
する請求項19乃至22の何れかに記載の多相負荷の駆
動制御方法。
24. The drive control of a multi-phase load according to claim 19, wherein a ratio between the first conversion period and the second conversion period is changed for two phases to be converted. Method.
【請求項25】 変換対象の二相について変換前の電圧
指令値の差が大となるにつれて、前記第2変換期間を相
対的に長く設定することを特徴とする請求項24記載の
多相負荷の駆動制御方法。
25. The multi-phase load according to claim 24, wherein the second conversion period is set relatively long as the difference between the voltage command values before conversion for the two phases to be converted becomes large. Drive control method.
【請求項26】 前記多相負荷の相数は三であることを
特徴とする請求項19乃至25の何れかに記載の多相負
荷の駆動制御方法。
26. The driving control method for a polyphase load according to claim 19, wherein the number of phases of the polyphase load is three.
【請求項27】 多相負荷の各相に対応する電圧指令値
を出力し、 これらの電圧指令値の大小関係に基づいて、少なくとも
何れか二相の電圧指令値が等しくなる時点を含む特定の
期間において、当該少なくとも何れか二相の電圧指令値
が等しく最大または最小となるように変換し、 前記電圧指令値によって搬送波をパルス幅変調すること
で、前記多相負荷にスイッチング素子を介して相電圧を
印加するインバータ主回路にスイッチング制御信号を出
力することを特徴とする多相負荷の駆動制御方法。
A voltage command value corresponding to each phase of the polyphase load is output, and a specific value including a time point at which at least one of the two phase voltage command values becomes equal is determined based on a magnitude relationship between the voltage command values. During the period, the voltage command value of at least one of the two phases is converted so as to be equal to the maximum or the minimum, and the carrier is pulse-width-modulated by the voltage command value, so that the multi-phase load is phase-changeable via a switching element. A driving control method for a polyphase load, comprising: outputting a switching control signal to an inverter main circuit that applies a voltage.
【請求項28】 前記指令値出力手段は、正弦波の振幅
変化に基づく電圧指令値を出力することを特徴とする請
求項15乃至27の何れかに記載の多相負荷の駆動制御
方法。
28. The drive control method for a multi-phase load according to claim 15, wherein said command value output means outputs a voltage command value based on a change in amplitude of a sine wave.
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