JP2002291285A - Pwm current detection device - Google Patents

Pwm current detection device

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JP2002291285A
JP2002291285A JP2001087391A JP2001087391A JP2002291285A JP 2002291285 A JP2002291285 A JP 2002291285A JP 2001087391 A JP2001087391 A JP 2001087391A JP 2001087391 A JP2001087391 A JP 2001087391A JP 2002291285 A JP2002291285 A JP 2002291285A
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JP
Japan
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current
load
value
pwm
detection
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JP2001087391A
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Japanese (ja)
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Naoyoshi Uesugi
杉 通 可 植
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Toshiba Carrier Corp
Original Assignee
Toshiba Carrier Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a PWM current detection device for obtaining an instantaneous value of an alternative current waveform superimposing a direct current component by precisely estimating and calculating by means of the output waveform, not using a direct current magnetic flux detection means such as a Hall element. SOLUTION: The device is provided with a pressing element series circuit to be energized in one way by on-off control, an encirculating element to be energized in one way and connected in reverse-parallel to the pressing element, a current transformer for detecting only the alternating component of current flowing to load, for detecting the current flowing to load when the pressing element is PWM controlled, by connecting DC power source to both ends of the pressing element series circuit, connecting one end of the load to the mutual connecting points of the pressing element, and connecting the other end of the load to a prescribed point regarded as the voltage range of the DC power source, and a detected value correction means for correcting the detected value of the current transformer to be output, executing semidriven PWM control for a prescribed region including the region where current flows to the encirculating element by the induction of load and regarding the detected value of which the absolute value of the time variation rate of the current transformer is regarded substantially zero to be a zero level of the current flowing to load.

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、直流を交流に変換
する電力変換部を介して負荷に供給されるPWM(Puls
e Width Modulation:パルス幅変調)電流を、変流器を
用いて検出するPWM電流検出装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a PWM (Puls) supplied to a load via a power converter for converting DC to AC.
The present invention relates to a PWM current detection device that detects current using a current transformer.

【0002】[0002]

【従来の技術】例えば、圧縮機を駆動する電動機におい
ては、負荷トルクが周期的に変化し、これに応じて巻線
電流に直流成分(以下、オフセット電流とも言う)が重
畳する。このような電動機をベクトル制御するには、交
流の基本波成分に重畳した電流の瞬時値を高精度にて検
出する必要がある。このような電流の瞬時値を、電動機
の巻線又は電動機への電力供給線とは絶縁した状態で検
出し得るものとして、ホール素子を用いたDCCTと称
される電流トランスがある。
2. Description of the Related Art For example, in a motor for driving a compressor, a load torque changes periodically, and a DC component (hereinafter, also referred to as an offset current) is superimposed on a winding current in accordance with the load torque. In order to perform vector control of such a motor, it is necessary to detect an instantaneous value of a current superimposed on an AC fundamental wave component with high accuracy. A current transformer called a DCCT using a Hall element can detect such an instantaneous value of the current while being insulated from a winding of a motor or a power supply line to the motor.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たホール素子を用いた電流トランスでは、ホール素子の
温度による特性変化や、これを動作させる磁界や電流
等、外部条件による歪の存在などにより、高精度にて電
流波形を取り出すためには様々な補正を必要とした。ま
た、個々の組立構造や素子のバラツキ等により、一品毎
の調整をも必要とした。さらに、コスト的にも高価であ
るため、一般の家電製品への適用は困難であるという問
題もあった。
However, in the above-described current transformer using the Hall element, the characteristics change due to the temperature of the Hall element and the presence of distortion due to external conditions such as a magnetic field and current for operating the Hall element cause a high level. Various corrections were required to extract the current waveform with high accuracy. In addition, adjustments have to be made for each product due to variations in individual assembly structures and elements. Further, there is also a problem that it is difficult to apply to general home electric appliances because it is expensive.

【0004】本発明は上記の事情を考慮してなされたも
ので、ホール素子などの直流磁束検出手段を用いること
なく、従来から一般に使用されていた変流器により、直
流成分が重畳された交流電流波形の瞬時値を、その出力
波形から正確に推定、演算によって求めるPWM電流検
出装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and does not use a DC magnetic flux detecting means such as a Hall element, but uses a current transformer conventionally used in general to obtain an AC current in which a DC component is superimposed. It is an object of the present invention to provide a PWM current detecting device that accurately estimates and calculates an instantaneous value of a current waveform from its output waveform.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】請求項1に係る発明は、
オン、オフ制御により片方向の通電が可能な付勢素子を
直列接続してなる付勢素子直列回路と、片方向の通電が
可能で、付勢素子にそれぞれ逆並列接続された還流素子
とを備える電力変換部のうち、付勢素子直列回路の正極
端に直流電源の正極を接続し、負極端に直流電源の負極
を接続し、付勢素子の相互接続点に負荷の一端を接続
し、直流電源の電圧範囲と見なされる所定点に負荷の他
端を接続し、付勢素子をPWM制御したときに負荷に流
れる電流を検出するPWM電流検出装置において、負荷
に流れる電流の交流成分のみを、直流的に絶縁した状態
で検出する変流器と、負荷の誘導作用によって還流素子
に電流が流れる区間を含む所定の区間に、この還流素子
に逆並列接続された付勢素子をオフ状態に保持する半駆
動PWM制御を実行し、その保持区間に変流器の時間変
化率の絶対値が略ゼロと見なされる検出値を、負荷に流
れる電流のゼロレベル見なして、変流器の検出値を補正
して出力する検出値補正手段と、を備えたことを特徴と
する。
Means for Solving the Problems According to claim 1 of the present invention,
An energizing element series circuit formed by serially connecting energizing elements that can be energized in one direction by ON / OFF control, and a reflux element that can be energized in one direction and connected in anti-parallel to the energizing element. Among the power conversion units provided, the positive terminal of the DC power supply is connected to the positive terminal of the energizing element series circuit, the negative terminal of the DC power source is connected to the negative terminal, and one end of the load is connected to the interconnection point of the energizing elements, The other end of the load is connected to a predetermined point regarded as a voltage range of the DC power supply, and in a PWM current detection device that detects a current flowing to the load when the energizing element is PWM-controlled, only an AC component of a current flowing to the load is detected. In a predetermined section including a section in which a current flows through the return element due to the induction action of a current transformer and a current inductively detected in a DC state, the biasing element connected in anti-parallel to the return element is turned off. Executes half-drive PWM control In the holding section, a detection value in which the absolute value of the time change rate of the current transformer is regarded as substantially zero is regarded as a zero level of the current flowing through the load, and the detection value of the current transformer is corrected and output. Means.

【0006】請求項2に係る発明は、請求項1に記載の
PWM電流検出装置において、付勢素子をオフ状態に保
持しても、変流器の時間変化率の絶対値が略ゼロになら
ないと予測される区間は、還流素子に電流が流れている
区間を含む所定の区間においても、この還流素子に逆並
列接続されている付勢素子のオン状態を可能にする全駆
動PWM制御を行うことを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the PWM current detecting device according to the first aspect, the absolute value of the time change rate of the current transformer does not become substantially zero even when the energizing element is kept in the off state. In the section predicted to be, even in a predetermined section including a section in which current flows through the reflux element, full drive PWM control for enabling the energizing element connected in anti-parallel to the reflux element to be turned on is performed. It is characterized by the following.

【0007】請求項3に係る発明は、請求項1又は2に
記載のPWM電流検出装置において、変流器の時間変化
率の絶対値が略ゼロと見なされる検出値のうち、負荷に
流れる電流の基本波成分が正から負に変化するときの検
出値と、負から正に変化するときの検出値とをそれぞれ
分別して平均値を演算し、得られた値をそれぞれ負荷に
流れる電流の基本波成分が正から負に変化するとき、及
び、負から正に変化するときの電流のゼロレベルとする
ことを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, in the PWM current detecting device according to the first or second aspect, the current flowing through the load among the detected values in which the absolute value of the time change rate of the current transformer is considered to be substantially zero. The detection value when the fundamental wave component changes from positive to negative and the detection value when the fundamental wave component changes from negative to positive are calculated separately, and the average value is calculated. When the wave component changes from positive to negative and when the wave component changes from negative to positive, the current is set to the zero level.

【0008】請求項4に係る発明は、請求項1乃至3の
いずれか1項に記載のPWM電流検出装置において、変
流器の時間変化率の絶対値が略ゼロと見なされる検出値
のうち、最新の複数個の検出値の平均値を補正値とする
ことを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, in the PWM current detecting apparatus according to any one of the first to third aspects, the absolute value of the time rate of change of the current transformer is one of the detected values considered to be substantially zero. The average value of the latest plurality of detection values is used as the correction value.

【0009】請求項5に係る発明は、請求項1乃至3の
いずれか1項に記載のPWM電流検出装置において、負
荷に流れる電流の基本波成分の複数のサイクル間隔又は
複数のサイクルに対応する時間間隔で変流器の検出値を
補正することを特徴とする。
According to a fifth aspect of the present invention, in the PWM current detecting device according to any one of the first to third aspects, the PWM current detecting device corresponds to a plurality of cycle intervals or a plurality of cycles of a fundamental component of a current flowing through a load. The detection value of the current transformer is corrected at time intervals.

【0010】請求項6に係る発明は、請求項1乃至5の
いずれか1項に記載のPWM電流検出装置において、検
出値補正手段の出力を、3相直流ブラシレス電動機をベ
クトル制御するための入力情報とすることを特徴とす
る。
According to a sixth aspect of the present invention, in the PWM current detector according to any one of the first to fifth aspects, an output of the detection value correction means is an input for vector-controlling a three-phase DC brushless motor. It is characterized by information.

【0011】請求項7に係る発明は、請求項1乃至6の
いずれか1項に記載のPWM電流検出装置において、変
流器の検出値をA−D変換し、コンピュータ等のデータ
処理装置によって補正演算を実行することを特徴とす
る。
According to a seventh aspect of the present invention, in the PWM current detector according to any one of the first to sixth aspects, the detected value of the current transformer is A / D converted, and the data is processed by a data processing device such as a computer. The correction operation is performed.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示す好適な
実施形態に基づいて詳細に説明する。図1は本発明に係
るPWM電流検出装置の一実施形態の構成を、適用対象
の被検出回路と併せて示したブロック図である。同図に
おいて、オン、オフ制御可能で、片方のみに電流を流す
ことが可能なトランジスタやIGBTに代表されるスイ
ッチング素子でなる付勢素子11Pと11nとが直列接
続された付勢素子直列回路を含んでいる。これらの付勢
素子11P,11nには、片方のみに電流を流すことが
可能なダイオードで代表される片方通電素子でなる還流
素子12p,12nが逆並列に接続されている。また、
直流電源14pと14nとが直列接続され、その正極が
付勢素子直列回路の正極端に接続され、その負極が付勢
素子直列回路の負極端に接続されている。さらに、付勢
素子11P及び11nの相互接続点と直流電源14p及
び14nの相互接続点との間に、誘導性の負荷13が接
続されている。これらが被検出回路1を構成している。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail based on preferred embodiments shown in the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an embodiment of a PWM current detection device according to the present invention, together with a circuit to be detected to which the present invention is applied. In the figure, an energizing element series circuit in which energizing elements 11P and 11n, which are transistors that can be turned on and off and allow a current to flow through only one of them and a switching element represented by an IGBT, are connected in series is shown. Contains. These energizing elements 11P and 11n are connected in anti-parallel to reflux elements 12p and 12n, each of which is a one-way energizing element typified by a diode capable of flowing a current to only one of them. Also,
The DC power supplies 14p and 14n are connected in series, the positive electrode is connected to the positive terminal of the energizing element series circuit, and the negative electrode is connected to the negative terminal of the energizing element series circuit. Further, an inductive load 13 is connected between the interconnection point of the biasing elements 11P and 11n and the interconnection point of the DC power supplies 14p and 14n. These constitute the circuit 1 to be detected.

【0013】被検出回路1中の負荷13に流れる電流を
検出するために、一般にACCTと呼ばれる変流器2が
設けられ、この変流器2の出力端には、電流値に対応す
る電圧値をサンプリングするサンプリング手段3aが接
続され、このサンプリング手段3aには、その出力を記
憶し、所定の時間遅延させて出力する遅延サンプリング
手段3bが接続されている。また、サンプリング手段3
aの出力と遅延サンプリング手段3bの出力との差を演
算する差分出力手段4が設けられている。この差分出力
手段4は負荷13に流れる電流の変化率に対応する信号
を出力する。そして、この差分出力手段4にはその出
力、すなわち、負荷電流の変化率が実質的にゼロになっ
たことを検出する絶対値比較手段5が接続されている。
また、変流器2の出力端には、絶対値比較手段5から信
号が出力された時にその値を保持するサンプル・ホール
ド手段6が接続され、さらに、一方の入力端子(+)が
変流器2の出力端に接続され、他方の入力端子(−)が
サンプル・ホールド手段6の出力端に接続され、加算器
の機能を有するアナログ演算手段7を備えている。
In order to detect a current flowing through the load 13 in the circuit 1 to be detected, a current transformer 2 generally called ACCT is provided, and an output terminal of the current transformer 2 has a voltage value corresponding to the current value. The sampling means 3a is connected to the sampling means 3a, and the sampling means 3a is connected to a delay sampling means 3b for storing the output of the sampling means 3a and delaying the output for a predetermined time and outputting the result. Also, sampling means 3
There is provided a difference output means 4 for calculating a difference between the output of a and the output of the delay sampling means 3b. The difference output means 4 outputs a signal corresponding to the rate of change of the current flowing through the load 13. The difference output means 4 is connected to an absolute value comparison means 5 for detecting that the output, that is, the rate of change of the load current has become substantially zero.
The output terminal of the current transformer 2 is connected to a sample-and-hold means 6 for holding the value when a signal is output from the absolute value comparing means 5, and one input terminal (+) is connected to the The input terminal (-) is connected to the output terminal of the sampler 2 and the other input terminal (-) is connected to the output terminal of the sample-and-hold means 6, and has an analog operation means 7 having the function of an adder.

【0014】また、絶対値比較手段5から信号が出力さ
れた時に、詳細を後述する全駆動信号を出力するための
全駆動信号出力手段8が設けられ、さらに、絶対値比較
手段5の出力信号を一方入力、全駆動信号出力手段8の
出力信号を他方入力とする素子選択手段9が設けられ、
この素子選択手段9の出力信号に従って駆動手段10が
付勢素子11P及び11nをオン、オフ制御する構成に
なっている。
Further, when a signal is output from the absolute value comparing means 5, an all driving signal output means 8 for outputting all driving signals, which will be described in detail later, is provided. Is provided as one input and the output signal of all drive signal output means 8 as the other input.
In accordance with the output signal of the element selecting means 9, the driving means 10 controls on and off of the biasing elements 11P and 11n.

【0015】上記のように構成された本実施形態につい
て、先ず、本発明に関係する全駆動PWM制御及び半駆
動PWM制御について説明し、続いてその動作を説明す
ることとする。
Regarding the present embodiment configured as described above, first, full drive PWM control and half drive PWM control related to the present invention will be described, and then the operation thereof will be described.

【0016】図5(a)は図1に示した被検出回路1の
負荷13に流れる電流の状態を示したもので、付勢素子
11P及び11nのオン、オフ制御により実線の矢印で
示した方向に電流が流れたり、破線の矢印で示した方向
に電流が流れたりする。従って、付勢素子11P及び1
1nをPWM制御することによって負荷13に正弦波電
流を流すことができる。図5(b)は付勢素子11P及
び11nをPWM制御した場合に、基本波成分が正から
負に変化するゼロクロス点の近傍の電流波形と、付勢素
子11P及び11nのオン、オフの状態を示した図であ
る。
FIG. 5A shows the state of the current flowing to the load 13 of the circuit 1 to be detected shown in FIG. 1, and is indicated by the solid arrow by the on / off control of the biasing elements 11P and 11n. The current flows in the direction, or the current flows in the direction indicated by the dashed arrow. Therefore, the biasing elements 11P and 1
By performing PWM control on 1n, a sine-wave current can flow through the load 13. FIG. 5B shows a current waveform near a zero-crossing point where the fundamental component changes from positive to negative when the energizing elements 11P and 11n are subjected to PWM control, and states of ON and OFF of the energizing elements 11P and 11n. FIG.

【0017】ここで、付勢素子11Pをオン状態とし、
付勢素子11nをオフ状態とすれぱ、実線の矢印で示す
方向の電流は増加し、反対に、付勢素子11Pをオフ状
態とし、付勢素子11nをオン状態にすれば破線の矢印
で示す方向の電流は増加する。以下の説明では、実線の
矢印で示す方向の電流の増加を負荷電流の増加と呼び、
破線の矢印で示す方向電流の増加を負荷電流の減少と呼
ぶこととする。従って、負荷電流の増加、減少を繰り返
すことによって基本波成分は正方向のピーク値に到達し
たり、負方向のピーク値に到達したりする。
Here, the urging element 11P is turned on,
When the biasing element 11n is turned off, the current in the direction indicated by the solid arrow increases, and conversely, when the biasing element 11P is turned off and the biasing element 11n is turned on, the current is indicated by the broken arrow. The current in the direction increases. In the following description, an increase in current in the direction indicated by the solid arrow is called an increase in load current,
An increase in the directional current indicated by the dashed arrow is referred to as a decrease in the load current. Therefore, the fundamental wave component reaches a peak value in the positive direction or a peak value in the negative direction by repeatedly increasing and decreasing the load current.

【0018】いま、基本波成分のゼロクロス点の近傍で
付勢素子11Pがターンオフした区間aにおいては、そ
の直前に付勢素子11Pに流れていた電流を保持するよ
うに還流素子12nに電流が流れるため、負荷電流は次
第に減少する。続いて、負荷電流がゼロに到達する以前
の区間bにおいて付勢素子11Pをオン状態にすれば負
荷電流は次第に増加する。次に、付勢素子11Pをター
ンオフさせると同時に付勢素子11nをターンオンさせ
た後の区間cにおいて、その直前の負荷電流を維持する
方向の電流が還流素子12nに流れて負荷電流はゼロに
到達する。その後、区間dにおいて、付勢素子11nに
電流が流れて負荷電流はなおも減少を続ける。すなわ
ち、区間cと区間dとの境界が負荷電流のゼロクロス点
となる。
Now, in the section a in which the biasing element 11P is turned off near the zero-cross point of the fundamental wave component, a current flows through the reflux element 12n so as to retain the current that has been flowing through the biasing element 11P immediately before. Therefore, the load current gradually decreases. Subsequently, if the energizing element 11P is turned on in a section b before the load current reaches zero, the load current gradually increases. Next, in the section c after the energizing element 11P is turned off and the energizing element 11n is turned on at the same time, the current in the direction for maintaining the immediately preceding load current flows through the reflux element 12n, and the load current reaches zero. I do. Thereafter, in section d, a current flows through the biasing element 11n, and the load current continues to decrease. That is, the boundary between the section c and the section d is the zero cross point of the load current.

【0019】次に、付勢素子11Pをターンオンさせる
と共に、付勢素子11nをターンオフさせたとすれば、
区間eにて負荷電流は付勢素子11Pに流れ、この間に
負の値からゼロに向かって次第に増加し、ゼロ点を過ぎ
た区間fにおいても、負荷電流は次第に増加する。すな
わち、区間eと区間fとの境界が負荷電流のゼロクロス
点となる。このような直列接続された付勢素子11p、
11nを相補的、すなわち一方の素子がONの時に他方
の素子がOFF、一方がOFFの時に他方がONとなる
ように付勢素子を駆動する制御を本明細書では全駆動P
WM制御と称する。
Next, assuming that the biasing element 11P is turned on and the biasing element 11n is turned off,
In section e, the load current flows through the biasing element 11P, during which the load current gradually increases from a negative value toward zero, and also in section f past the zero point, the load current gradually increases. That is, the boundary between the section e and the section f is the zero cross point of the load current. Such biasing elements 11p connected in series,
In this specification, the control of driving the biasing element so that 11n is complementary, that is, when one element is ON, the other element is OFF, and when one element is OFF, the other is ON,
This is referred to as WM control.

【0020】これに対して、図6は半駆動PWM制御を
説明するために説明図であり、図中(a)は図1に示し
た被検出回路1の負荷13に流れる電流の状態を示した
もので、付勢素子11P及び11nのオン、オフ制御に
より実線の矢印で示した方向に電流が流れたり、破線の
矢印で示した方向に電流が流れたりする。従って、付勢
素子11P及び11nをPWM制御することによって負
荷13に正弦波電流を流すことができる。図中(b)は
付勢素子11P及び11nをPWM制御した場合に、基
本波成分が正から負に変化するゼロクロス点の近傍の電
流波形と、付勢素子11P及び11nのオン、オフの状
態を示した図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining the half-drive PWM control. FIG. 6A shows the state of the current flowing through the load 13 of the detected circuit 1 shown in FIG. Therefore, a current flows in a direction indicated by a solid-line arrow or a current flows in a direction indicated by a dashed-line arrow by ON / OFF control of the urging elements 11P and 11n. Therefore, a sinusoidal current can be supplied to the load 13 by performing PWM control on the urging elements 11P and 11n. In the figure, (b) shows the current waveform near the zero-cross point where the fundamental component changes from positive to negative when the energizing elements 11P and 11n are subjected to PWM control, and the on / off state of the energizing elements 11P and 11n. FIG.

【0021】前述した通り、付勢素子11Pをオン状態
とし、付勢素子11nをオフ状態とすれぱ、実線の矢印
で示す方向の電流は増加し、反対に、付勢素子11Pを
オフ状態とし、付勢素子11nをオン状態にすれば破線
の矢印で示す方向の電流は増加する。従って、負荷電流
の増加、減少を繰り返すことによって基本波成分は正方
向のピーク値に到達したり、負方向のピーク値に到達し
たりする。
As described above, when the biasing element 11P is turned on and the biasing element 11n is turned off, the current in the direction indicated by the solid arrow increases, and conversely, the biasing element 11P is turned off. When the biasing element 11n is turned on, the current in the direction indicated by the broken arrow increases. Therefore, the fundamental wave component reaches a peak value in the positive direction or a peak value in the negative direction by repeatedly increasing and decreasing the load current.

【0022】いま、基本波成分のゼロクロス点の近傍で
付勢素子11Pがオフ状態の区間a′においては、その
直前に付勢素子11Pに流れていた電流を保持するよう
に還流素子12nに電流が流れるため、負荷電流は次第
に減少する。続いて、負荷電流がゼロに到達する以前の
区間b′において付勢素子11Pをオン状態にすれば負
荷電流は次第に増加する。次に、付勢素子11Pをター
ンオフさせた後の区間c′,d′に付勢素子11nをオ
フ状態に保持したとすれば、区間c′において、還流素
子12nに電流が流れて次第に減少し、続いて付勢素子
11nをオフ状態に保持すれば、負荷電流はこの点をゼ
ロクロス点として検出し、続く区間e′に前述した全駆
動PWM制御に移行して、付勢素子11nをオン状態に
保持すれば、負荷電流はゼロから迅速に減少し、その
後、付勢素子11Pをターンオンさせると共に、付勢素
子11nをターンオフさせたとすれば、区間f′におい
て負荷電流はゼロに向かって増加し、区間g′において
ゼロからさらに増加する。すなわち、区間f′と区間
g′との境界が負荷電流のゼロクロス点となる。
Now, in the section a 'where the energizing element 11P is off near the zero-cross point of the fundamental wave component, the current flowing through the recirculating element 12n is held so as to retain the current flowing in the energizing element 11P immediately before. , The load current gradually decreases. Subsequently, if the energizing element 11P is turned on in a section b 'before the load current reaches zero, the load current gradually increases. Next, assuming that the biasing element 11n is kept in the off state in the sections c 'and d' after the biasing element 11P is turned off, in the section c ', a current flows through the reflux element 12n and gradually decreases. Subsequently, if the biasing element 11n is held in the off state, the load current detects this point as a zero-cross point, and in the subsequent section e ', the control shifts to the above-described full drive PWM control to turn the biasing element 11n on. , The load current rapidly decreases from zero, and then, if the biasing element 11P is turned on and the biasing element 11n is turned off, the load current increases toward zero in the section f ′. , Further increases from zero in the section g ′. That is, the boundary between the section f 'and the section g' is the zero cross point of the load current.

【0023】次に、付勢素子11Pをターンオフさせる
と共に、付勢素子11nをターンオンさせたとすれば、
区間h′にて負荷電流は還流素子12nに流れ、この間
に正の値からゼロに向かって次第に減少し、ゼロ点を過
ぎた区間i′において、負荷電流は付勢素子11nを通
って流れると共に、次第に減少する。すなわち、区間
h′と区間i′との境界が負荷電流のゼロクロス点とな
る。その後、付勢素子11Pをターンオンさせると共
に、付勢素子11nをターンオフさせたとすれば、区間
j′において負荷電流は増加する。上述した、区間
a′,c′,d′のように、付勢素子11Pをオフ状態
に保持し、その時の電流値を維持しょうとする電流が還
流素子12nに流れる区間を含む付勢素子11nをオン
状態にすべき区間に、この付勢素子11nをオフ状態に
保持する制御を本明細書では半駆動PWM制御と称す
る。すなわち、正側の電流が流れている区間において高
電圧側の付勢素子11pがOFFの時も低電圧側の付勢
素子11pをOFFに保持し、逆に負側の電流が流れて
いる区間において低電圧側の付勢素子11pがOFFの
時も高電圧側の付勢素子11pをOFFに保持する制御
が半駆動PWM制御である。
Next, assuming that the urging element 11P is turned off and the urging element 11n is turned on,
In section h ', the load current flows through the freewheeling element 12n, during which time it gradually decreases from a positive value toward zero, and in section i' past the zero point, the load current flows through the energizing element 11n and , Gradually decrease. That is, the boundary between the section h 'and the section i' is the zero cross point of the load current. Thereafter, if the energizing element 11P is turned on and the energizing element 11n is turned off, the load current increases in the section j '. As described above, the energizing element 11n includes the energizing element 11P in a state in which the energizing element 11P is kept in the OFF state and the current for maintaining the current value flows through the recirculating element 12n. In this specification, the control for keeping the biasing element 11n in the off state in the section in which is to be turned on is referred to as half-drive PWM control. That is, even when the high-voltage-side energizing element 11p is OFF in the section in which the positive-side current flows, the low-voltage-side energizing element 11p is kept OFF, and conversely, the section in which the negative-side current flows. In the above, half-drive PWM control is a control for keeping the high-voltage-side energizing element 11p OFF even when the low-voltage-side energizing element 11p is OFF.

【0024】このように、基本波電流成分のゼロクロス
点の近傍にて、還流電流が流れる還流素子12n又は1
2pに逆並列接続された付勢素子11n又は12pをオ
フ状態に保持すると、電流がゼロになると共に、電流変
化率が略ゼロとなる。従って、この電流変化率の絶対値
が略ゼロとなったとき、実際の負荷電流はゼロであると
言える。
As described above, in the vicinity of the zero cross point of the fundamental wave current component, the return element 12n or 1
When the biasing element 11n or 12p connected in anti-parallel to 2p is kept in the off state, the current becomes zero and the current change rate becomes substantially zero. Therefore, when the absolute value of the current change rate becomes substantially zero, it can be said that the actual load current is zero.

【0025】次に、図1に示した本発明の一実施形態の
動作について、図2のタイムチャート、及び、その一部
の区間を拡大して示した図3をも参照して以下に説明す
る。図1中の被検出回路1は、例えば、3相直流ブラシ
レス電動機の一つの巻線に対応する駆動系統を示したも
ので、素子選択手段9から図2(d)に示す正極側駆動
信号f、及び、図2(e)に示す負極側駆動信号gが駆
動手段10に加えられると、駆動手段10は付勢素子1
1P及び11nをオン、オフ制御することによって、負
荷13に、基本波成分が正弦波をなす周知のPWM電流
を流す。前述した如く、圧縮機を駆動する電動機におい
ては、負荷トルクが周期的に変化すると、これに応じて
巻線電流に直流成分が重畳する。しかし、負荷13に流
れる電流を変流器2で検出したとしても直流成分を検出
することはできない。区間T1では、半駆動PWM制御
が行われる。
Next, the operation of the embodiment of the present invention shown in FIG. 1 will be described with reference to the time chart of FIG. 2 and also to FIG. I do. The detected circuit 1 in FIG. 1 shows, for example, a driving system corresponding to one winding of a three-phase DC brushless motor, and the element selecting means 9 outputs a positive side driving signal f shown in FIG. When the negative drive signal g shown in FIG. 2E is applied to the drive means 10, the drive means 10
By controlling the 1P and 11n to be turned on and off, a well-known PWM current having a sine wave of a fundamental component flows through the load 13. As described above, in the motor that drives the compressor, when the load torque changes periodically, the DC component is superimposed on the winding current in accordance with the change. However, even if the current flowing through the load 13 is detected by the current transformer 2, the DC component cannot be detected. In the section T1, half-drive PWM control is performed.

【0026】すなわち、負荷13に、図2(a)に示し
たように、本来は正の直流成分dと交流成分b(図中の
下側のPWM電流波形)との和の電流が実際に流れてい
たとしても、変流器2には交流成分bに対応する信号が
得られるだけである。なお、直流成分dがステップ状に
僅かに変化している部分は、後述するように、前回に検
出した直流成分が、例えば、半サイクルを経過した時点
で実際値からずれた誤差分を示している。
That is, as shown in FIG. 2A, the load 13 actually supplies the current of the sum of the positive DC component d and the AC component b (the lower PWM current waveform in the figure). Even if it is flowing, the current transformer 2 only obtains a signal corresponding to the AC component b. The portion where the DC component d slightly changes in a step-like manner indicates, as will be described later, an error that the previously detected DC component has deviated from the actual value, for example, at the time when a half cycle has elapsed. I have.

【0027】次に、電流の基本波成分のゼロクロス点の
近傍にて、上述した半駆動PWM制御を継続すると、電
流の変化率の絶対値は略ゼロになる。図2(a)の区間
T2はこの状態を表している。
Next, when the above-described half-drive PWM control is continued near the zero-cross point of the fundamental wave component of the current, the absolute value of the rate of change of the current becomes substantially zero. Section T2 in FIG. 2A shows this state.

【0028】この電流の変化率の絶対値が略ゼロである
ことを検出するために、サンプリング手段3aが変流器
2の出力を、キヤリア信号よりも短い周期でサンプリン
グし、遅延サンプリング手段3bが少なくともサンプリ
ング周期だけ遅延させて出力し、差分出力手段4が両サ
ンプリング値を比較し、その比較結果に基づいて絶対値
比較手段5が、電流の変化率の絶対値が略ゼロになった
ことを検出し、図2(b)に示すように、ゼロ電流検出
信号cを出力する。このとき、サンプル・ホールド手段
6は変流器2の出力信号bの値を保持する。この直流成
分はその後にゼロ電流検出信号cが出力されるまでアナ
ログ演算手段7の負(−)側端子に加えられる。従っ
て、アナログ演算手段7から正の直流成分が重畳された
検出信号hが得られる。
In order to detect that the absolute value of the rate of change of the current is substantially zero, the sampling means 3a samples the output of the current transformer 2 at a shorter cycle than the carrier signal, and the delay sampling means 3b The output is delayed at least by the sampling period, the difference output means 4 compares the two sampled values, and based on the comparison result, the absolute value comparison means 5 determines that the absolute value of the current change rate is substantially zero. And outputs a zero current detection signal c as shown in FIG. At this time, the sample and hold means 6 holds the value of the output signal b of the current transformer 2. This DC component is thereafter applied to the negative (-) terminal of the analog operation means 7 until the zero current detection signal c is output. Therefore, a detection signal h on which the positive DC component is superimposed is obtained from the analog operation means 7.

【0029】一方、図2(b)に示すゼロ電流検出信号
cが出力されたとき、全駆動信号出力手段8は所定の期
間、すなわち負荷電流がその増減によってゼロクロスを
公差する可能性のある期間だけ全駆動信号eを出力し、
これに応じて素子選択手段9は内部極性と全駆動信号e
との論理和によって、正極側駆動信号f及び負極側駆動
信号gが出力され、これによって被検出回路1の負荷電
流は反対方向に流れ始める。図2(a)の区間T3は全
駆動PWM制御区間を示している。この全駆動PWM制
御区間は例えば30度分だけの期間に設定され、それを
超えると再び半駆動PWM制御となり次のゼロクロス点
を検出する。
On the other hand, when the zero current detection signal c shown in FIG. 2 (b) is output, the entire drive signal output means 8 operates for a predetermined period, that is, a period during which the load current may have a zero crossing tolerance due to the increase or decrease of the load current. Only outputs the entire drive signal e,
In response to this, the element selecting means 9 determines the internal polarity and the total drive signal e.
As a result, the positive drive signal f and the negative drive signal g are output, and the load current of the detected circuit 1 starts flowing in the opposite direction. A section T3 in FIG. 2A shows a full drive PWM control section. This full-drive PWM control section is set to a period of, for example, 30 degrees, and when it exceeds that, half-drive PWM control is performed again to detect the next zero-cross point.

【0030】図3は図2に示した時刻380msを僅か
に過ぎた区間を拡大して示しており、前回の検出から半
サイクルを経過したために、直流成分が補正値に対して
ΔIだけずれている場合でも、その誤差分の補正も行わ
れる。すなわち、直流成分のΔIの誤差に対応して、ア
ナログ演算手段7の出力信号hが実際の電流値aに対し
てΔIだけ小さくなっていたとしても、ゼロ電流検出信
号cが出力された段階で補正されて、負荷13に流れる
真の電流aに対応する検出信号hが得られる。これによ
って、直流電流の誤差ΔIに基づいて算出されるゼロク
ロス点t1がt2に補正される。
FIG. 3 is an enlarged view of a section slightly after 380 ms shown in FIG. 2, and since a half cycle has elapsed since the previous detection, the DC component is shifted from the correction value by ΔI. Even if there is, the error is also corrected. That is, even if the output signal h of the analog operation means 7 is smaller than the actual current value a by ΔI in accordance with the error of ΔI of the DC component, at the stage when the zero current detection signal c is output. The corrected detection signal h corresponding to the true current a flowing through the load 13 is obtained. Thus, the zero-cross point t1 calculated based on the DC current error ΔI is corrected to t2.

【0031】かくして、この実施形態によれば、ホール
素子などの直流磁束検出手段を用いることなく、従来か
ら一般に使用されていた変流器により、直流成分が重畳
された交流電流波形の瞬時値を、その出力波形から正確
に推定、演算によって求めることができる。
Thus, according to this embodiment, the instantaneous value of the AC current waveform on which the DC component is superimposed can be obtained by a current transformer generally used without using a DC magnetic flux detecting means such as a Hall element. Can be accurately estimated and calculated from the output waveform.

【0032】また、負荷を駆動する駆動電流を低く抑え
ることができ、さらに、電流波形への影響を最小限に抑
えることができる。以上をまとめると、ゼロクロス検出
から30度までの区間において全駆動PWM制御が実施
され、30度を過ぎた時点から半駆動PWM制御とな
り、再びゼロクロスを検出すると全駆動PWM制御とな
る制御が繰り返される。なお、ゼロクロスによって流す
べき電流の方向は反転しているため、半駆動PWM制御
においてOFF状態に維持される付勢素子はゼロクロス
の都度切り換えられる。
Further, the drive current for driving the load can be kept low, and the influence on the current waveform can be kept to a minimum. To summarize the above, the full-drive PWM control is performed in the section from the zero-cross detection to 30 degrees, the half-drive PWM control is performed after 30 degrees, and the control that becomes the full-drive PWM control when the zero cross is detected again is repeated. . Since the direction of the current to be flown is reversed by the zero cross, the biasing element maintained in the OFF state in the half-drive PWM control is switched every time the zero cross occurs.

【0033】なお、上記実施形態では、全駆動信号出力
手段8を設けてゼロ電流検出信号の発生直後に全駆動P
WM制御に切り換えたが、この全駆動信号出力手段8を
除去した場合、基本波成分のゼロクロス点の近傍でゼロ
電流区間が複数個存在する場合があるため、電流波形の
乱れは大きくなり、交流波形としては好ましくないが、
オフセット電流については上記の実施形態と同様に検出
することができる。また、本実施形態においては180
度の各半波区間においてゼロクロスの検出から30度の
区間を全駆動PWM制御、残りの150度の区間を半駆
動PWM制御としたが、複数の周期中、ゼロクロスを検
出したい時の半波区間においてのみ半駆動PWM制御を
行い、それ以外の周期では全駆動PWM制御を継続する
ようにしても良い。
In the above-described embodiment, the all drive signal output means 8 is provided so that all drive signals are output immediately after generation of the zero current detection signal.
Although switching to the WM control is performed, if the entire drive signal output means 8 is removed, there may be a plurality of zero current sections near the zero crossing point of the fundamental wave component. Although it is not desirable as a waveform,
The offset current can be detected in the same manner as in the above embodiment. In the present embodiment, 180
In each half-wave section of the degree, the 30-degree section from the detection of the zero-cross is set to the full drive PWM control, and the remaining 150-degree section is set to the half-drive PWM control. , The half-drive PWM control may be performed, and in other periods, the full-drive PWM control may be continued.

【0034】さらに、低周波特性を十分に改善した変流
器であっても、オフセット電流の他に若干の位相ずれ
(一般的には進み)が検出波形に含まれる。この影響は
ゼロクロス点の検出時の位相によるオフセット電流の検
出値のずれとして現れる。すなわち、図2(a)に示す
直流成分のうち、基本波成分が正から負に変化する場合
と、負から正に変化する場合とで誤差ΔIの符号が異な
ったものになる。従って、基本波成分が正から負に変化
する場合の誤差ΔIと、負から正に変化する場合の誤差
ΔIとの平均値をオフセット電流とすれば、電流検出波
形の不連続性が改善される。
Furthermore, even in a current transformer having sufficiently improved low-frequency characteristics, a slight phase shift (generally leading) is included in the detected waveform in addition to the offset current. This effect appears as a shift in the detected value of the offset current due to the phase at the time of detecting the zero cross point. That is, among the DC components shown in FIG. 2A, the sign of the error ΔI differs between the case where the fundamental wave component changes from positive to negative and the case where the fundamental wave component changes from negative to positive. Accordingly, if the average value of the error ΔI when the fundamental wave component changes from positive to negative and the error ΔI when the fundamental wave component changes from negative to positive is set as the offset current, the discontinuity of the current detection waveform is improved. .

【0035】また、オフセット電流の変動は、キヤリア
周波数(駆動周波数)と比較して十分に遅いものであ
り、複数サイクル分の検出値を平均してオフセット電流
値とした方がより高い精度が得られる場合がある。この
場合、2個の検出値の平均値に限らず、より多くの検出
値の移動平均値を採用することもできる。
Further, the fluctuation of the offset current is sufficiently slow as compared with the carrier frequency (drive frequency), and higher accuracy can be obtained by averaging the detected values for a plurality of cycles to obtain the offset current value. May be In this case, not only the average value of the two detected values, but also a moving average value of more detected values can be adopted.

【0036】さらに、交流周波数が高い場合、半駆動P
WM波形に対するサンプリングによる電流の立ち上がり
波形の遅延が、電流検出波形及びベクトル制御に及ぼす
影響は大きくなる。そこで、オフセット電流を1サイク
ル毎に検出せずに、回転数又は時間の間隔をおいて検出
すれば、電動機の高速運転時も運転に及ぼす影響を抑え
ながらオフセット電流を検出することができる。
Further, when the AC frequency is high, the half-drive P
The effect of the delay of the rising waveform of the current due to sampling on the WM waveform has a large effect on the current detection waveform and vector control. Therefore, if the offset current is not detected every cycle but detected at intervals of the number of rotations or time, the offset current can be detected while suppressing the influence on the operation even at the time of high-speed operation of the motor.

【0037】上記実施形態に係るPWM電流検出装置
を、圧縮機駆動電動機のように、回転位置によって負荷
トルクが変化し、電動機の相によって電流の平均値が異
なるようなベクトル制御に適用することによって、最適
な制御を行わせることができる。
By applying the PWM current detection device according to the above embodiment to vector control in which the load torque changes depending on the rotational position and the average value of the current differs depending on the phase of the motor, like a compressor drive motor. , Optimal control can be performed.

【0038】また、図1に示した実施形態中、サンプリ
ング手段3a、遅延サンプリング手段3b、差分出力手
段4、絶対値比較手段5、サンプル・ホールド手段6、
アナログ演算手段7及び全駆動信号出力手段8の各機能
をマイクロプロセッサ等のディジタル信号処理装置に持
たせることができる。
In the embodiment shown in FIG. 1, the sampling means 3a, the delay sampling means 3b, the difference output means 4, the absolute value comparing means 5, the sample and hold means 6,
Each function of the analog operation means 7 and the entire drive signal output means 8 can be provided in a digital signal processing device such as a microprocessor.

【0039】図4は図1に示した実施形態の適用例であ
る。同図において、交流電源21にコンバータ回路22
が接続され、これによって交流が直流に変換される。こ
のコンバータ回路22の直流出力端子に、付勢素子とし
ての6個のトランジスタがブリッジ接続され、これらの
トランジスタに還流素子としてのダイオードが逆並列接
続されてなるインバータ回路23の直流入力端子が接続
されている。このインバータ回路23の交流出力端子に
は永久磁石電動機24が接続されている。この永久磁石
電動機24の接続経路のU相及びW相の各電流を検出す
るために、変流器25U及び25Wが設けられている。
これらの変流器25U及び25Wには、オフセット電流
を加味して各相の電流を検出する電流補正手段26U及
び26Wが接続されている。
FIG. 4 shows an application example of the embodiment shown in FIG. In FIG. 1, a converter circuit 22 is connected to an AC power supply 21.
Are connected, whereby AC is converted to DC. A DC output terminal of the converter circuit 22 is connected with six transistors as energizing elements in a bridge connection, and a DC input terminal of an inverter circuit 23 in which diodes as recirculation elements are connected in anti-parallel to these transistors is connected. ing. A permanent magnet motor 24 is connected to an AC output terminal of the inverter circuit 23. Current transformers 25U and 25W are provided to detect the U-phase and W-phase currents of the connection path of the permanent magnet motor 24.
These current transformers 25U and 25W are connected to current correction means 26U and 26W for detecting the current of each phase in consideration of the offset current.

【0040】これらの電流補正手段26U及び26Wは
それぞれ図1に示すサンプリング手段3a、遅延サンプ
リング手段3b、差分出力手段4、絶対値比較手段5、
サンプル・ホールド手段6及びアナログ演算手段7を備
えている。電流補正手段26U及び26Wには3相電流
算出手段27が接続されている。この3相電流算出手段
27はU,V,W各相の電流の和がゼロであることを利
用してV相電流を演算し、U,V,W各相の電流検出値
としてベクトル演算手段28に加える。ベクトル演算手
段28は周知の如く、トルク成分電流と磁束成分電流及
びすべり周波数の各指令値を求め、次いで、ベクトル直
交成分で扱って3相の電流指令を出力する。全駆動・半
駆動演算手段29は3相の電流指令に基づいて、インバ
ータ回路23を構成するトランジスタのオン、オフ信号
を生成すると共に、上述した全駆動PWM制御及び半駆
動PWM制御を実行するようにトランジスタのオン信号
の一部をオフ信号に変換して駆動回路30に加える。こ
の駆動回路30はオン信号の一部がオフ信号に変換され
たオン、オフ信号に従ってトランジスタを制御する。
The current correction means 26U and 26W are respectively composed of the sampling means 3a, the delay sampling means 3b, the difference output means 4, the absolute value comparison means 5,
A sample and hold unit 6 and an analog operation unit 7 are provided. The three-phase current calculation means 27 is connected to the current correction means 26U and 26W. The three-phase current calculation means 27 calculates the V-phase current using the fact that the sum of the currents of the U, V, and W phases is zero, and calculates the vector calculation means as the current detection values of the U, V, and W phases. Add to 28. As is well known, the vector calculation means 28 obtains respective command values of the torque component current, the magnetic flux component current, and the slip frequency, and then outputs three-phase current commands by treating them with vector orthogonal components. The full-drive / half-drive calculating means 29 generates on / off signals for the transistors constituting the inverter circuit 23 based on the three-phase current command, and executes the full-drive PWM control and the half-drive PWM control described above. Then, a part of the ON signal of the transistor is converted into an OFF signal and applied to the drive circuit 30. The drive circuit 30 controls the transistor in accordance with the on / off signal obtained by converting a part of the on signal into an off signal.

【0041】上記のように構成された制御装置を用いる
ことによって、空気調和機等、圧縮機を駆動する永久磁
石電動機24を高精度にてベクトル制御することができ
る。
By using the control device configured as described above, the vector control of the permanent magnet motor 24 that drives the compressor such as an air conditioner can be performed with high accuracy.

【発明の効果】以上の説明によって明らかなように、本
発明によれば、ホール素子などの直流磁束検出手段を用
いることなく、従来から一般に使用されていた変流器に
より、直流成分が重畳された交流電流波形の瞬時値を、
その出力波形から正確に推定、演算によって求めるPW
M電流検出装置を提供することができる。
As is apparent from the above description, according to the present invention, the DC component is superimposed by the current transformer generally used without using the DC magnetic flux detecting means such as the Hall element. The instantaneous value of the AC current waveform
PW accurately estimated and calculated from the output waveform
An M current detection device can be provided.

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

【図1】本発明に係るPWM電流検出装置の一実施形態
の構成を、適用対象の被検出回路と併せて示したブロッ
ク図。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an embodiment of a PWM current detecting device according to the present invention, together with a circuit to be detected to which the present invention is applied.

【図2】図1に示した実施形態の動作を説明するため
に、各部の電圧または電流波形を示したタイムチャー
ト。
FIG. 2 is a time chart showing a voltage or current waveform of each unit for explaining the operation of the embodiment shown in FIG. 1;

【図3】図1に示した実施形態の動作を説明するため
に、図2の一部の区間を拡大して示したタイムチヤー
ト。
FIG. 3 is a time chart showing an enlarged part of a section shown in FIG. 2 to explain the operation of the embodiment shown in FIG. 1;

【図4】本発明に係るPWM電流検出装置を、永久磁石
電動機の制御装置に適用した制御回路の構成を示すブロ
ック図。
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a control circuit in which the PWM current detection device according to the present invention is applied to a control device of a permanent magnet motor.

【図5】本発明に関係する全駆動PWM制御を説明する
ための説明図。
FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining full drive PWM control related to the present invention.

【図6】本発明に関係する半駆動PWM制御を説明する
ための説明図。
FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining half-drive PWM control related to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 被検出回路 2 変流器 3a サンプリング手段 3b 遅延サンプリング手段 4 差分出力手段 5 絶対値比較手段 6 サンプル・ホールド手段 7 アナログ演算手段 8 全駆動信号出力手段 9 素子選択手段 11P,11n 付勢素子 12p,12n 還流素子 13 負荷 14p,14n 直流電源直流電源 25U,25W 変流器 26U,26W 電流補正手段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Circuit to be detected 2 Current transformer 3a Sampling means 3b Delay sampling means 4 Difference output means 5 Absolute value comparison means 6 Sample hold means 7 Analog operation means 8 All drive signal output means 9 Element selection means 11P, 11n Energizing element 12p , 12n Reflux element 13 Load 14p, 14n DC power supply DC power supply 25U, 25W Current transformer 26U, 26W Current correction means

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2G035 AA00 AB07 AB08 AC02 AC13 AC24 AD19 AD48 5H007 AA07 BB06 CA01 CB02 CB05 CC23 DA05 DB13 DC02 EA04 5H560 AA02 BB04 BB12 DC12 EB01 EC01 EC10 RR03 SS01 TT15 UA03 XA02 XA12 XA13 XB05 5H576 AA10 CC05 DD02 DD07 EE01 EE14 GG04 HA04 HB01 JJ03 JJ08 LL22  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 2G035 AA00 AB07 AB08 AC02 AC13 AC24 AD19 AD48 5H007 AA07 BB06 CA01 CB02 CB05 CC23 DA05 DB13 DC02 EA04 5H560 AA02 BB04 BB12 DC12 EB01 EC01 EC10 RR03 SS01 TT15 UA03 XA02 XA02 CC05 DD02 DD07 EE01 EE14 GG04 HA04 HB01 JJ03 JJ08 LL22

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】オン、オフ制御により片方向の通電が可能
な付勢素子を直列接続してなる付勢素子直列回路と、片
方向の通電が可能で、前記付勢素子にそれぞれ逆並列接
続された還流素子とを備える電力変換部のうち、前記付
勢素子直列回路の正極端に直流電源の正極を接続し、負
極端に前記直流電源の負極を接続し、前記付勢素子の相
互接続点に負荷の一端を接続し、前記直流電源の電圧範
囲と見なされる所定点に負荷の他端を接続し、前記付勢
素子をPWM制御したときに前記負荷に流れる電流を検
出するPWM電流検出装置において、 前記負荷に流れる電流の交流成分のみを、直流的に絶縁
した状態で検出する変流器と、 前記負荷の誘導作用によって前記還流素子に電流が流れ
る区間を含む所定の区間に、この還流素子に逆並列接続
された前記付勢素子をオフ状態に保持する半駆動PWM
制御を実行し、その保持区間に前記変流器の時間変化率
の絶対値が略ゼロと見なされる検出値を、前記負荷に流
れる電流のゼロレベルと見なして、前記変流器の検出値
を補正して出力する検出値補正手段と、 を備えたことを特徴とするPWM電流検出装置。
An energizing element series circuit in which energizing elements capable of one-way energization by on / off control are connected in series, and an energizing element capable of unidirectional energization and antiparallel connected to the energizing elements, respectively. And a return element connected to the power supply unit, a positive terminal of the DC power supply is connected to a positive terminal of the energizing element series circuit, a negative terminal of the DC power supply is connected to a negative terminal, and the energizing elements are interconnected. PWM current detection for connecting one end of a load to a point, connecting the other end of the load to a predetermined point regarded as a voltage range of the DC power supply, and detecting a current flowing to the load when the energizing element is PWM-controlled. In the device, a current transformer that detects only an AC component of the current flowing through the load in a DC-insulated state, and a predetermined section including a section in which current flows through the freewheel element due to the inductive action of the load. Anti-parallel connected to the reflux element Half driving PWM for holding the biasing element off state
Execute the control, the absolute value of the time rate of change of the current transformer in the holding section of the detection value is considered to be substantially zero, assuming the zero level of the current flowing to the load, the detection value of the current transformer And a detection value correcting means for correcting and outputting the detected value.
【請求項2】前記保持区間において、前記変流器の時間
変化率の絶対値が略ゼロと見なされる検出値を検出した
後、前記付勢素子をオフ状態に保持した場合、前記負荷
に流れる電流がゼロになると予測される区間は、前記還
流素子に電流が流れている区間を含む所定の区間におい
ても、この還流素子に逆並列接続されている前記付勢素
子のオン状態を可能にする全駆動PWM制御を行うこと
を特徴とする請求項1に記載のPWM電流検出装置。
2. When the biasing element is held in an off state after detecting a detection value in which the absolute value of the time rate of change of the current transformer is substantially zero in the holding section, the current flows to the load. The section in which the current is predicted to be zero enables the energizing element connected in anti-parallel to the freewheel element to be in the on state even in a predetermined section including the section in which the current flows through the freewheel element. The PWM current detection device according to claim 1, wherein full-drive PWM control is performed.
【請求項3】前記変流器の時間変化率の絶対値が略ゼロ
と見なされる検出値のうち、前記負荷に流れる電流の基
本波成分が正から負に変化するときの検出値と、負から
正に変化するときの検出値とをそれぞれ分別して平均値
を演算し、得られた値をそれぞれ前記負荷に流れる電流
の基本波成分が正から負に変化するとき、及び、負から
正に変化するときの電流のゼロレベルとすることを特徴
とする請求項1又は2に記載のPWM電流検出装置。
3. A detection value when a fundamental component of a current flowing through the load changes from positive to negative, among detection values for which an absolute value of a time rate of change of the current transformer is considered to be substantially zero, From the detected value when it changes to positive, calculate the average value, and calculate the obtained value when the fundamental component of the current flowing through the load changes from positive to negative, and from negative to positive. The PWM current detection device according to claim 1 or 2, wherein the current is set to a zero level when the current changes.
【請求項4】前記変流器の時間変化率の絶対値が略ゼロ
と見なされる検出値のうち、最新の複数個の検出値の平
均値を補正値とすることを特徴とする請求項1乃至3の
いずれか1項に記載のPWM電流検出装置。
4. An apparatus according to claim 1, wherein an average value of a plurality of latest detection values among the detection values for which the absolute value of the time change rate of the current transformer is considered to be substantially zero is used as the correction value. The PWM current detection device according to any one of claims 1 to 3.
【請求項5】前記負荷に流れる電流の基本波成分の複数
のサイクル間隔又は複数のサイクルに対応する時間間隔
で前記変流器の検出値を補正することを特徴とする請求
項1乃至3のいずれか1項に記載のPWM電流検出装
置。
5. The current transformer according to claim 1, wherein the detected value of the current transformer is corrected at a plurality of cycle intervals of a fundamental wave component of the current flowing through the load or at a time interval corresponding to a plurality of cycles. The PWM current detection device according to any one of the preceding claims.
【請求項6】前記検出値補正手段の出力を、3相直流ブ
ラシレス電動機をベクトル制御するための入力情報とす
ることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記
載のPWM電流検出装置。
6. The PWM current detection according to claim 1, wherein an output of said detection value correction means is used as input information for vector control of a three-phase DC brushless motor. apparatus.
【請求項7】前記変流器の検出値をA−D変換し、コン
ピュータ等のデータ処理装置によって補正演算を実行す
ることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記
載のPWM電流検出装置。
7. The PWM according to claim 1, wherein a detection value of the current transformer is A / D converted, and a correction operation is executed by a data processing device such as a computer. Current detector.
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