JP2003052190A - Resonant inverter controller, and vehicle device using inverter - Google Patents

Resonant inverter controller, and vehicle device using inverter

Info

Publication number
JP2003052190A
JP2003052190A JP2001201049A JP2001201049A JP2003052190A JP 2003052190 A JP2003052190 A JP 2003052190A JP 2001201049 A JP2001201049 A JP 2001201049A JP 2001201049 A JP2001201049 A JP 2001201049A JP 2003052190 A JP2003052190 A JP 2003052190A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
voltage vector
phase
output voltage
switching
output
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2001201049A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Katsuhiko Furukawa
勝彦 古川
Sadao Shinohara
貞夫 篠原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Honda Motor Co Ltd filed Critical Honda Motor Co Ltd
Priority to JP2001201049A priority Critical patent/JP2003052190A/en
Publication of JP2003052190A publication Critical patent/JP2003052190A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72Electric energy management in electromobility

Landscapes

  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inverter controller, which controls a resonant soft- switching inverter circuit having reduced inductance for resonance, according to its principle of operation. SOLUTION: When a rotational angle θ of a motor exists, for example, in the area 1 of a space vector, a control CPU 5 outputs an output voltage vector V1 at the time t00 for an interval (T1); and next at a time t01, it transits to an output voltage vector V4 and outputs the vector for a time (T3/4), and at the time t02, it transits to an output voltage vector V3 and outputs the vector for a time (T2+T3/2). After outputting the output voltage vector V3, it retransits to an output voltage vector V4 at a time t03 and outputs the vector for an interval (T3/4), and then it repeats the output, in order of output voltage vectors V1, V4, V3, and V4. Since the zero vector is a value obtained by subtracting the output time of the output voltage vector from the output time of the output voltage vector V3, it follows that T2+T3/2-(T3/4+T3/4)=T2.

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、モータを駆動する
ためのインバータ回路を制御するインバータ制御装置に
関し、特にソフトスイッチングを行うための緩衝用コン
デンサを備えたインバータ回路を制御する共振形インバ
ータ制御装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an inverter controller for controlling an inverter circuit for driving a motor, and more particularly, a resonance type inverter controller for controlling an inverter circuit having a buffer capacitor for soft switching. Regarding

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、モータ等の負荷を駆動するための
インバータ回路にあっては、米国特許第5710698
号公報、米国特許第5642273号公報、米国特許第
5047913号公報等に記載の技術がある。これらに
よると、例えば、図15に示すように、従来例のソフト
スイッチングインバータは、負荷として3相の誘導電動
機や直流ブラシレスモータ等からなるモータ1が接続さ
れた、例えばIGBT(Insulated Gate Bipolar Trans
istor:絶縁ゲート型バイポーラ・トランジスタ)Q1
〜Q6をスイッチング素子として用いたインバータ部か
ら構成される。インバータ部は、直流電源3の両端に、
IGBTQ1〜Q6をU相、V相、W相からなる3相ブ
リッジ構造に接続したものであって、各IGBTのコレ
クタ端子とエミッタ端子間には、モータ1等の誘導性の
負荷が発生する回生エネルギーや誘導性の負荷に蓄えら
れた電流エネルギーを循環させる目的で、転流ダイオー
ド(FWD:Free Wheeling Diode )D1〜D6が接続
される。また、各IGBTのコレクタ端子とエミッタ端
子間には、IGBTのターンON時やターンOFF時
に、IGBTのコレクタ端子とエミッタ端子間に印加さ
れるサージ電圧を吸収するための緩衝用コンデンサC1
〜C6も接続される。
2. Description of the Related Art Conventionally, an inverter circuit for driving a load such as a motor is disclosed in US Pat. No. 5,710,698.
There are techniques described in Japanese Patent No. 5,642,273, US Pat. No. 5,047,913, and the like. According to these, for example, as shown in FIG. 15, the soft switching inverter of the conventional example has, for example, an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) to which a motor 1 including a three-phase induction motor or a DC brushless motor is connected as a load.
istor: insulated gate bipolar transistor) Q1
To Q6 are used as switching elements. The inverter section is provided at both ends of the DC power supply 3,
The IGBTs Q1 to Q6 are connected in a three-phase bridge structure composed of U-phase, V-phase, and W-phase, and a regenerative motor 1 or other inductive load is generated between the collector and emitter terminals of each IGBT. Commutation diodes (FWD: Free Wheeling Diodes) D1 to D6 are connected for the purpose of circulating energy or current energy stored in an inductive load. A buffer capacitor C1 is provided between the collector terminal and the emitter terminal of each IGBT to absorb a surge voltage applied between the collector terminal and the emitter terminal of the IGBT when the IGBT is turned on or turned off.
~ C6 are also connected.

【0003】更に、インバータ部のU相の緩衝用コンデ
ンサC1とC2の接続点、V相の緩衝用コンデンサC3
とC4の接続点、W相の緩衝用コンデンサC5とC6の
接続点のそれぞれの間に、緩衝用コンデンサC1、C2
と共振するインダクタンスL4、緩衝用コンデンサC
3、C4と共振するインダクタンスL5、緩衝用コンデ
ンサC5、C6と共振するインダクタンスL6のそれぞ
れと、インダクタンスを介して共振電流を流すための双
方向スイッチユニットSU4〜SU6が接続されてい
る。また、直流電源3には平滑コンデンサC9が接続さ
れている。
Further, the connection point between the U-phase buffer capacitors C1 and C2 of the inverter section, and the V-phase buffer capacitor C3.
And C4, and between the W-phase buffer capacitors C5 and C6, respectively, between the buffer capacitors C1 and C2.
Inductance L4 and buffer capacitor C that resonate with
3, an inductance L5 that resonates with C4, an inductance L6 that resonates with the buffer capacitors C5 and C6, and bidirectional switch units SU4 to SU6 for flowing a resonance current through the inductances are connected. A smoothing capacitor C9 is connected to the DC power supply 3.

【0004】上述のような構成は一般に補助共振ACリ
ンク式スナバインバータとも称されるものであり、図1
5のソフトスイッチングインバータでは、例えばU相の
IGBTQ1がターンOFFし、少し遅れてIGBTQ
2をターンONしたい時の、緩衝用コンデンサC1の充
電電流と緩衝用コンデンサC2の放電電流は、インダク
タンスL4、もしくはL6を通してV相、もしくはW相
へ流し、同時に、IGBTQ4とQ6がターンOFF
し、少し遅れてIGBTQ3とQ5をターンONしたい
時の、緩衝用コンデンサC4とC6の充電電流と緩衝用
コンデンサC3とC5の放電電流は、インダクタンスL
4、L6を通してU相から供給する。
The above-described structure is generally called an auxiliary resonance AC link type snubber inverter.
In the soft switching inverter of 5, for example, the IGBT Q1 of the U phase is turned off, and the IGBTQ1
The charge current of the buffer capacitor C1 and the discharge current of the buffer capacitor C2 when it is desired to turn on 2 are made to flow to the V phase or the W phase through the inductance L4 or L6, and at the same time, the IGBT Q4 and Q6 are turned off.
However, when it is desired to turn on the IGBTs Q3 and Q5 with a slight delay, the charging current of the buffer capacitors C4 and C6 and the discharging current of the buffer capacitors C3 and C5 are the inductance L
Supply from U phase through L4 and L6.

【0005】従って、このように緩衝用コンデンサとイ
ンダクタンスとの共振電流によって、緩衝用コンデンサ
を充放電することで、IGBTがターンOFFし、緩衝
用コンデンサが充電する場合、緩衝用コンデンサが与え
る時定数によるIGBTの飽和電圧の上昇の遅れから、
IGBTのZVS(Zero Voltage Switching:ゼロ電圧
スイッチング)が実現し、逆にIGBTがターンONす
る前に、緩衝用コンデンサを放電する場合、転流ダイオ
ードが導通することによりIGBTへ加えられる電圧、
電流が”ゼロ”となることから、IGBTのZVS(Ze
ro Voltage Switching:ゼロ電圧スイッチング)、及び
ZCS(Zero current Switching:ゼロ電流スイッチン
グ)が実現するため、スイッチング素子のターンOF
F、またはターンON時に発生する損失を少なくするこ
とができる。
Therefore, when the IGBT is turned off and the buffer capacitor is charged by charging and discharging the buffer capacitor by the resonance current of the buffer capacitor and the inductance as described above, the time constant given by the buffer capacitor is given. From the delay in the rise in the saturation voltage of the IGBT due to
When the ZVS (Zero Voltage Switching) of the IGBT is realized and, conversely, the buffer capacitor is discharged before the IGBT is turned ON, the voltage applied to the IGBT by the conduction of the commutation diode,
Since the current becomes "zero", the IGBT ZVS (Ze
Since ro voltage switching (Zero current switching) and ZCS (Zero current Switching) are realized, the turn-off of the switching element is achieved.
It is possible to reduce the loss generated at F or turn-on.

【0006】また、特公平6−69305号公報、特許
第2689575号公報、特許第3115795号公報
等には、上述のようなインバータ回路を制御する空間ベ
クトルPWM(Pulse Width Modulation)制御方法に関
する技術が開示されている。空間ベクトルPWM制御に
おいては、インバータ回路を構成する各相のスイッチン
グ素子のソフトスイッチングを成立させるため、各相の
スイッチング素子をON、OFFするタイミングを生成
するのに、空間ベクトルによる時分割PWM制御手法が
使いやすい制御方法として用いられており、図15に示
すようなソフトスイッチングインバータに用いることも
可能である。
Further, Japanese Patent Publication No. 6-69305, Japanese Patent No. 2689575, Japanese Patent No. 3115795, etc. disclose techniques relating to a space vector PWM (Pulse Width Modulation) control method for controlling an inverter circuit as described above. It is disclosed. In the space vector PWM control, in order to establish the soft switching of the switching elements of each phase forming the inverter circuit, a time-division PWM control method using a space vector is used to generate timings for turning on and off the switching elements of each phase. Is used as an easy-to-use control method, and can also be used for a soft switching inverter as shown in FIG.

【0007】そこで、一般的な空間ベクトルによる時分
割PWM制御手法を図面を用いて説明する。まず、図1
5のインバータ回路の3相ブリッジを構成するIGBT
Q1、Q3、Q5が導通状態にあるとき、その相の状態
を論理値の”1”で表し、また、IGBTQ2、Q4、
Q6が導通状態にあるとき、その相の状態を論理値の”
0”で表すとすると、3相の各状態を組み合わせると表
1のように8通りの組み合わせができ、それぞれの状態
をベクトルV0〜V7で表す。
Therefore, a general time-division PWM control method using a space vector will be described with reference to the drawings. First, Fig. 1
IGBT forming a three-phase bridge of inverter circuit 5
When Q1, Q3, and Q5 are in a conductive state, the state of that phase is represented by a logical value "1", and IGBTs Q2, Q4, and
When Q6 is in the conductive state, the state of that phase is changed to the logical value "
Assuming that it is represented by "0", eight states can be combined as shown in Table 1 by combining the states of the three phases, and each state is represented by vectors V0 to V7.

【表1】 更に、モータの回転角θ(回転位置)に対する3相イン
バータの出力電圧ベクトル表現は図16のような空間ベ
クトルで表現されることが知られている。
[Table 1] Furthermore, it is known that the output voltage vector expression of the three-phase inverter with respect to the rotation angle θ (rotation position) of the motor is expressed by a space vector as shown in FIG.

【0008】このような前提において、空間ベクトルに
よる時分割PWM制御とは、例えばモータの回転角θ
(回転位置)が、図16のエリア1内にあるとき、ある
一定時間内にエリア1をはさむ両端のベクトルV1、V
3およびゼロベクトルであるV0またはV7を時間を分
割して出力するPWM制御方式である。このときこの一
定時間は回転速度の一周期より十分短い値に設定される
のが一般的である。ここで、図17に、空間ベクトルに
よる時分割PWM制御の一例を示す。この例においては
エリア経過時間をサンプリング時間Tsの4倍にしてい
るが、実際にはサンプリング時間Tsを短くし、エリア
経過時間内でのスイッチング回数は多くなるように制御
される。このように、空間ベクトルによる時分割PWM
制御は、例えばモータの回転角θがエリア1内にある時
は、このサンプリング時間Tsを時間分割して、エリア
1において出力電圧ベクトルをV1−>V3−>V0
(V7)と順次出力し、次に、モータの回転角θがエリ
ア2内にある時は、エリア2において出力電圧ベクトル
をV3−>V2−>V0(V7)と順次出力するPWM
出力方法である。
Under such a premise, the time-division PWM control by the space vector is, for example, the rotation angle θ of the motor.
When the (rotation position) is within the area 1 in FIG. 16, the vectors V1 and V at both ends sandwiching the area 1 within a certain fixed time.
This is a PWM control method in which 3 and the zero vector V0 or V7 are divided and output. At this time, this fixed time is generally set to a value sufficiently shorter than one cycle of the rotation speed. Here, FIG. 17 shows an example of time-division PWM control by a space vector. In this example, the area elapsed time is set to be four times the sampling time Ts. However, in practice, the sampling time Ts is shortened and the number of switching operations within the area elapsed time is controlled to increase. In this way, time-division PWM using space vectors
In the control, for example, when the rotation angle θ of the motor is within the area 1, this sampling time Ts is time-divided and the output voltage vector in the area 1 is V1->V3-> V0.
PWM that sequentially outputs (V7) and then sequentially outputs the output voltage vector in the area 2 as V3->V2-> V0 (V7) when the rotation angle θ of the motor is within the area 2.
This is the output method.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】上述のような従来例の
ソフトスイッチングインバータにおいては、緩衝用コン
デンサと各インダクタンスによる共振回路を形成するこ
とは、IGBT(スイッチング素子)に流れる電流と印
加される電圧を制御できるため、スイッチング素子にお
いて発生するターンON、またはターンOFF時の損失
を少なくするために有効である。しかし、インダクタン
スに要求されるコア容積が、導通ピーク電流により決定
されるため、制御する負荷電流が増大するに伴い、イン
ダクタンスの重量、及び容積が増大し、特に負荷電流と
同等以上の電流を流すインダクタンスを3個必要とする
従来例のソフトスイッチングインバータでは、インダク
タンスによる重量と容積の増加により、軽量化、及び小
型化ができないという問題があった。また、軽量化、小
型化するには、インダクタンスを削減することが一番効
果があることは明らかであるが、インダクタンスを削減
した上でソフトスイッチングを行うには、従来と異なる
インバータの制御が必要となるため、その制御手段も明
らかにしなければならないという問題があった。
In the conventional soft switching inverter as described above, forming the resonance circuit by the buffer capacitor and each inductance is performed by the current flowing through the IGBT (switching element) and the applied voltage. Is effective for reducing the loss at the time of turn-on or turn-off that occurs in the switching element. However, since the core volume required for the inductance is determined by the conduction peak current, the weight and volume of the inductance increase as the load current to be controlled increases, and a current equal to or greater than the load current flows. In the conventional soft switching inverter that requires three inductances, there is a problem in that the weight and volume cannot be reduced and the size cannot be reduced due to the inductance. In addition, it is clear that reducing the inductance is the most effective for reducing the weight and size, but in order to perform the soft switching after reducing the inductance, it is necessary to control the inverter different from the conventional one. Therefore, there is a problem that the control means must be clarified.

【0010】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
で、共振用のインダクタンスを削減した共振形のインバ
ータ回路を、その動作原理に従って具体的に制御し、ソ
フトスイッチングを実現するインバータ制御装置を提供
することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above problems, and provides an inverter control device for realizing soft switching by concretely controlling a resonance type inverter circuit having reduced resonance inductance according to its operating principle. The purpose is to provide.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項1に記載の発明は、3相ブリッジ接続された
6個の主スイッチング素子(例えば実施の形態のIGB
TQ1〜Q6)と、スイッチング制御により導通または
遮断される主スイッチング素子の2端子間にそれぞれ並
列に接続された6個の転流ダイオード(例えば実施の形
態の転流ダイオードD1〜D6)、及び6個の緩衝用コ
ンデンサ(例えば実施の形態の緩衝用コンデンサC1〜
C6)と、電源の両端に2個ずつ直列に接続された、3
相ブリッジの各相を構成する3組の主スイッチング素子
同士の各接続点を、3相モータ(例えば実施の形態のモ
ータ1)を接続するための3相出力端子とし、3相ブリ
ッジ接続した3組の補助スイッチング素子同士の各接続
点を、3相出力端子にそれぞれ接続する、単一方向に電
流を通過させる6個の補助スイッチング素子(例えば実
施の形態のIGBTQ7〜Q12)からなるブリッジ回
路と、ブリッジ回路の3組の補助スイッチング素子同士
の接続点の反対側に接続された共振用のインダクタンス
(例えば実施の形態の共振用インダクタンスLr)とを
具備するインバータ回路を制御するインバータ制御装置
であって、インバータ回路のスイッチング制御のパター
ンに応じてπ/3[rad]ずつ角度が異なる、スイッ
チング制御のパターンに応じた3相制御信号で表される
6個の出力電圧ベクトルを切替えて出力する3相制御手
段(例えば実施の形態の制御CPU5)を有し、該3相
制御手段は、出力電圧ベクトルの切替え時に、切替え前
の出力電圧ベクトルと角度がπ[rad]異なる逆電圧
ベクトルを所定の時間出力し、その後に切替え後の出力
電圧ベクトルを出力することを特徴とする。このような
構成により、緩衝用コンデンサの充放電電流を発生させ
るための共振用インダクタンスの個数を削減でき、更
に、ソフトスイッチング動作に必ず2相以上の同時スイ
ッチングが生じるために、空間ベクトルによる時分割P
WM制御を行う際に制約を受ける3相制御信号(出力電
圧ベクトル)の制御条件(ゼロベクトルを出力できな
い、連続して隣り合うベクトルを出力できない)を解決
するように、非ゼロベクトル(任意の出力電圧ベクトル
とその逆電圧ベクトル)の組み合わせを用いて、隣り合
うベクトルを出力する際に、隣り合うベクトルのどちら
か一方の逆電圧ベクトルを出力してから隣のベクトルへ
遷移することで、従来のゼロベクトルを出力したり、連
続して隣り合うベクトルを出力する制御と同等に空間ベ
クトルによる時分割PWM制御を用いたソフトスイッチ
ング動作を実現させることができる。
In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to claim 1 proposes six main switching elements (for example, the IGBT of the embodiment) connected in a three-phase bridge.
TQ1 to Q6) and six commutation diodes (for example, the commutation diodes D1 to D6 of the embodiment) connected in parallel between the two terminals of the main switching element that are turned on or off by switching control, and 6 Individual buffer capacitors (for example, the buffer capacitors C1 to C1 of the embodiment)
C6) and 2 connected in series at each end of the power supply, 3
Three connection points between the three sets of main switching elements forming each phase of the phase bridge are used as three-phase output terminals for connecting a three-phase motor (for example, the motor 1 of the embodiment), and three-phase bridge connection is performed. A bridge circuit composed of six auxiliary switching elements (for example, IGBTs Q7 to Q12 of the embodiment) that connect the respective connection points of the pair of auxiliary switching elements to the three-phase output terminals and pass current in a single direction. An inverter control device for controlling an inverter circuit having a resonance inductance (for example, the resonance inductance Lr of the embodiment) connected to the opposite side of the connection point between the three sets of auxiliary switching elements of the bridge circuit. The pattern of switching control is such that the angle differs by π / 3 [rad] depending on the switching control pattern of the inverter circuit. The three-phase control means (for example, the control CPU 5 of the embodiment) that switches and outputs six output voltage vectors represented by the three-phase control signal according to the output voltage vector. At the time of switching, a reverse voltage vector whose angle is π [rad] different from the output voltage vector before switching is output for a predetermined time, and then the output voltage vector after switching is output. With such a configuration, the number of resonance inductances for generating the charging / discharging current of the buffer capacitor can be reduced, and moreover, simultaneous switching of two or more phases always occurs in the soft switching operation. P
In order to solve the control condition of the three-phase control signal (output voltage vector) that is restricted when performing WM control (zero vector cannot be output, consecutive adjacent vectors cannot be output), non-zero vector (arbitrary When a neighboring vector is output by using a combination of the output voltage vector and its reverse voltage vector), the reverse voltage vector of either one of the neighboring vectors is output and then the transition to the adjacent vector is performed. It is possible to realize the soft switching operation using the time-division PWM control by the space vector, which is equivalent to the control of outputting the zero vector of 1 or outputting the adjacent vector continuously.

【0012】請求項2に記載の発明は、3相制御手段
が、出力電圧ベクトルで表された6個の領域に対して、
該領域の始点からモータの回転方向に所定角だけ進めた
点を始点とする進角領域を定義し、各進角領域に最適な
単一の出力電圧ベクトルを割り当て、モータの回転角が
進角領域内のいずれかに存在する間、該進角領域に割り
当てた出力電圧ベクトルを継続して出力し、モータの回
転に合わせて、回転角が他の進角領域へ移動した場合、
移動した先の進角領域に割り当てられた出力電圧ベクト
ルに切替え、前記進角領域の切替え時に所定時間、前記
出力電圧ベクトルの出力を停止して、その停止期間中に
切替え前または切替え後の出力電圧ベクトルとπ[ra
d]角度が異なる逆電圧ベクトルを出力することを特徴
とする。
According to a second aspect of the present invention, the three-phase control means controls the six regions represented by the output voltage vector,
Define a lead angle region starting from a point advanced by a predetermined angle in the motor rotation direction from the start point of the region, assigning an optimum single output voltage vector to each lead angle region, and setting the motor rotation angle to the lead angle. While existing in any of the regions, the output voltage vector assigned to the advance region is continuously output, and the rotation angle moves to another advance region in accordance with the rotation of the motor,
Switching to the output voltage vector assigned to the advanced angle region that has moved, stopping the output of the output voltage vector for a predetermined time when switching the advanced angle region, and outputting before or after switching during the stop period. Voltage vector and π [ra
d] It is characterized by outputting reverse voltage vectors having different angles.

【0013】請求項3に記載の発明は、請求項2に記載
のインバータ制御装置において、3相制御手段は、進角
領域の切替え時点から所定時間前に、出力電圧ベクトル
の出力を停止し、該停止時点から進角領域の切替え時点
までの間、逆電圧ベクトルを出力することを特徴とす
る。
According to a third aspect of the present invention, in the inverter control device according to the second aspect, the three-phase control means stops the output of the output voltage vector a predetermined time before the switching of the advance angle region, The reverse voltage vector is output from the stop time to the advance angle switching time.

【0014】請求項4に記載の発明は、請求項2に記載
のインバータ制御装置において、3相制御手段は、進角
領域の切替え時点で、出力電圧ベクトルの出力を停止
し、該切替え時点から所定時間だけ逆電圧ベクトルを出
力し、該所定時間後に次の進角領域の出力電圧ベクトル
を出力することを特徴とする。上記請求項2から請求項
4の発明では、従来のゼロベクトルを出力したり、連続
して隣り合うベクトルを出力する制御と同等に空間ベク
トルによる時分割PWM制御を用いたソフトスイッチン
グ動作を実現させることができ、更に、インバータ回路
でのスイッチング動作を低減し、インバータ回路の最大
出力を上げることが可能である。
According to a fourth aspect of the present invention, in the inverter control device according to the second aspect, the three-phase control means stops the output of the output voltage vector at the time of switching the advance region, and from the switching time. The reverse voltage vector is output for a predetermined time, and the output voltage vector of the next advance angle region is output after the predetermined time. In the inventions of claims 2 to 4, the soft switching operation using the time-division PWM control by the space vector is realized in the same manner as the conventional control of outputting the zero vector or continuously outputting the adjacent vector. Further, it is possible to reduce the switching operation in the inverter circuit and increase the maximum output of the inverter circuit.

【0015】請求項5に記載の発明は、請求項3、また
は請求項4に記載のインバータ制御装置において、所定
時間は、補助スイッチング素子の1回あたりのスイッチ
ング動作の開始から終了までの時間以上とすることを特
徴とする。このような構成により、逆電圧ベクトルを出
力する制御において、十分、共振インダクタンスによる
ソフトスイッチング効果を得ることを可能とする。
According to a fifth aspect of the present invention, in the inverter control device according to the third or fourth aspect, the predetermined time is equal to or longer than the time from the start to the end of the switching operation per auxiliary switching element. It is characterized by With such a configuration, it is possible to sufficiently obtain the soft switching effect by the resonance inductance in the control of outputting the reverse voltage vector.

【0016】請求項6に記載の発明は、請求項2から請
求項5のいずれかに記載のインバータ制御装置におい
て、3相制御手段は、モータの回転数が所定の回転数以
上で、進角領域による出力電圧ベクトルの制御を行うこ
とを特徴とする。このような構成により、モータの回転
動作が安定してから上述の請求項2から請求項5におけ
るインバータ制御装置の制御を適用することで、その動
作が安定してから進角領域による出力電圧ベクトルの制
御を行うことにより、より安定かつ効率良くモータを回
転させることを可能とする。
According to a sixth aspect of the present invention, in the inverter control device according to any of the second to fifth aspects, the three-phase control means has a motor rotation speed of a predetermined rotation speed or more and an advance angle. It is characterized in that the output voltage vector is controlled by the region. With such a configuration, by applying the control of the inverter control device according to the above-mentioned claim 2 to claim 5 after the rotation operation of the motor is stabilized, the output voltage vector in the advance region is stabilized after the operation is stabilized. It is possible to rotate the motor more stably and efficiently by performing the control of.

【0017】請求項7に記載の発明は、車両の駆動軸を
駆動する電動機に、電気エネルギーを供給する蓄電装置
と、蓄電装置から電動機へ供給される電気エネルギーの
供給量を調整するインバータとを備えた車両装置におい
て、インバータは、3相ブリッジ接続された6個の主ス
イッチング素子と、スイッチング制御により導通または
遮断される主スイッチング素子の2端子間にそれぞれ並
列に接続された6個の転流ダイオード、及び6個の緩衝
用コンデンサと、電源の両端に2個ずつ直列に接続され
た、3相ブリッジの各相を構成する3組の主スイッチン
グ素子同士の各接続点を、3相モータを接続するための
3相出力端子とし、3相ブリッジ接続した3組の補助ス
イッチング素子同士の各接続点を、3相出力端子にそれ
ぞれ接続する、単一方向に電流を通過させる6個の補助
スイッチング素子からなるブリッジ回路と、ブリッジ回
路の3組の補助スイッチング素子同士の接続点の反対側
に接続された共振用のインダクタンスとを具備するイン
バータ回路と、インバータ回路のスイッチング制御のパ
ターンに応じてπ/3[rad]ずつ角度が異なる、ス
イッチング制御のパターンに応じた3相制御信号で表さ
れる6個の出力電圧ベクトルを切替えて出力する3相制
御手段を有し、3相制御手段は、出力電圧ベクトルで表
された6個の領域に対して、該領域の始点からモータの
回転方向に所定角だけ進めた点を始点とする進角領域を
定義し、各進角領域に最適な単一の出力電圧ベクトルを
割り当て、モータの回転角が進角領域内のいずれかに存
在する間、該進角領域に割り当てた出力電圧ベクトルを
継続して出力し、モータの回転に合わせて、回転角が他
の進角領域へ移動した場合、移動した先の進角領域に割
り当てられた出力電圧ベクトルに切替え、出力電圧ベク
トルの切替え時に、切替え前の出力電圧ベクトルと角度
がπ[rad]異なる逆電圧ベクトルか、切替え後の出
力電圧ベクトルと角度がπ[rad]異なる逆電圧ベク
トルのいずれかの逆電圧ベクトルを所定の時間出力し、
その後に切替え後の出力電圧ベクトルを出力するインバ
ータ制御装置とから構成され、該インバータは、逆電圧
ベクトルの出力時に電動機から生じる回生エネルギーを
蓄電装置に充電することを特徴とする。このような構成
により、本発明のインバータ回路とインバータ制御装置
を車両装置の電動機の駆動装置として用いると、非ゼロ
ベクトルの組み合わせを用いて空間ベクトルによる時分
割PWM制御を用いたソフトスイッチング動作を実現で
き、そのスイッチング動作における逆電圧ベクトルの出
力時に回生エネルギーが蓄電装置に充電されるので、車
両装置の電動機を効率良く駆動することができる。
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided an electric storage device for supplying electric energy to an electric motor driving a drive shaft of a vehicle, and an inverter for adjusting an electric energy supply amount supplied from the electric storage device to the electric motor. In the equipped vehicle device, the inverter includes six main switching elements connected in three-phase bridge and six commutations connected in parallel between the two terminals of the main switching elements that are turned on or off by switching control. Connect a diode, six buffer capacitors, and two connection points at each end of the power supply in series to each of the three sets of main switching elements forming each phase of the three-phase bridge. As a three-phase output terminal for connection, each connection point of three sets of auxiliary switching elements connected in a three-phase bridge is connected to the three-phase output terminal, respectively. An inverter circuit including a bridge circuit composed of six auxiliary switching elements for passing a current in a direction, and a resonance inductance connected to a side opposite to a connection point between the three sets of auxiliary switching elements of the bridge circuit, Three-phase control for switching and outputting six output voltage vectors represented by three-phase control signals according to the switching control pattern, the angles of which differ by π / 3 [rad] according to the switching control pattern of the inverter circuit. The three-phase control means has means, and with respect to the six regions represented by the output voltage vector, an advance angle region whose start point is a point advanced from the start point of the region by a predetermined angle in the rotation direction of the motor. Defined and assigned a single optimum output voltage vector to each advance region, and the output assigned to that advance region while the rotation angle of the motor exists in any of the advance regions. If the rotation angle moves to another advance angle region in accordance with the rotation of the motor, the force voltage vector is continuously output, and the output voltage vector is switched to the output voltage vector assigned to the advance angle region after the movement. At the time of switching, a reverse voltage vector whose output angle vector is different from the output voltage vector before switching by π [rad] or which is different from the output voltage vector after switching by π [rad] Time output,
Then, the inverter control device outputs the switched output voltage vector, and the inverter charges the power storage device with regenerative energy generated from the electric motor when the reverse voltage vector is output. With such a configuration, when the inverter circuit and the inverter control device of the present invention are used as a drive device for an electric motor of a vehicle device, a soft switching operation using time-division PWM control by a space vector is realized by using a combination of non-zero vectors. Since the regenerative energy is charged to the power storage device when the reverse voltage vector is output in the switching operation, the electric motor of the vehicle device can be efficiently driven.

【0018】請求項8に記載の発明は、請求項7に記載
の車両装置において、インバータは、電動機から生じる
回生エネルギーを蓄電装置に充電する時の逆電圧ベクト
ルを、電動機の駆動時の逆電圧ベクトルよりも長い時間
出力することを特徴とする。このような構成により、回
生エネルギーを効率よく取得して、蓄電装置を充電する
ことを可能とする。
According to an eighth aspect of the invention, in the vehicle apparatus according to the seventh aspect, the inverter uses a reverse voltage vector when the regenerative energy generated from the electric motor is charged into the power storage device as a reverse voltage vector when the electric motor is driven. It is characterized by outputting for a longer time than the vector. With such a configuration, it is possible to efficiently acquire regenerative energy and charge the power storage device.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。図1は、本発明の実施の形
態を示す回路図である。図1において、本実施の形態の
インバータ制御装置が制御するインバータ回路は、負荷
として3相のモータ1が接続された、例えばIGBTQ
1〜Q6を主スイッチング素子として用いたインバータ
部を構成する主スイッチング回路2Aと、例えばIGB
TQ7〜Q12を単方向スイッチング素子として用いた
補助スイッチング素子と共振用インダクタンスLrから
なる共振部を構成する補助スイッチング回路2Bとから
構成される。なお、スイッチング素子としてQ1〜Q1
2に用いる素子は、IGBTに限らず、逆阻止サイリス
タ、GTO(Gate Turn Off thyristor )、バイポーラ
トランジスタ、MOSFET等を用いても良く、モータ
1には誘導電動機や直流ブラシレスモータ等を用いる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention. In FIG. 1, an inverter circuit controlled by the inverter control device according to the present embodiment has, for example, an IGBTQ to which a three-phase motor 1 is connected as a load.
A main switching circuit 2A that constitutes an inverter unit using 1 to Q6 as main switching elements, and an IGB, for example.
It is composed of an auxiliary switching element that uses TQ7 to Q12 as a unidirectional switching element and an auxiliary switching circuit 2B that constitutes a resonance section composed of a resonance inductance Lr. In addition, as a switching element, Q1 to Q1
The element used for 2 is not limited to an IGBT, but a reverse blocking thyristor, a GTO (Gate Turn Off Thyristor), a bipolar transistor, a MOSFET, or the like may be used, and an induction motor or a DC brushless motor is used for the motor 1.

【0020】また、主スイッチング回路2Aは、直流電
源3の両端に、IGBTQ1〜Q6をU相、V相、W相
からなる3相ブリッジ構造に接続したものであって、各
IGBTのコレクタ端子とエミッタ端子間には、モータ
1等の誘導性の負荷が発生する回生エネルギーや誘導性
の負荷に蓄えられた電流エネルギーを循環させる目的
で、転流ダイオードD1〜D6が、IGBTのコレクタ
端子と転流ダイオードのアノード端子、IGBTのエミ
ッタ端子と転流ダイオードのカソード端子がそれぞれ接
続される形で接続される。また、各IGBTのコレクタ
端子とエミッタ端子間には、IGBTのターンON時や
ターンOFF時に、IGBTのコレクタ端子とエミッタ
端子間に印加されるサージ電圧を吸収するための緩衝用
コンデンサC1〜C6も接続される。
The main switching circuit 2A has IGBTs Q1 to Q6 connected to both ends of a DC power source 3 in a three-phase bridge structure composed of U-phase, V-phase and W-phase, and has collector terminals of each IGBT. Between the emitter terminals, the commutation diodes D1 to D6 are connected to the collector terminals of the IGBT in order to circulate the regenerative energy generated by the inductive load such as the motor 1 and the current energy stored in the inductive load. The anode terminal of the current diode, the emitter terminal of the IGBT and the cathode terminal of the commutation diode are connected to each other. Further, between the collector terminal and the emitter terminal of each IGBT, there are also buffer capacitors C1 to C6 for absorbing a surge voltage applied between the collector terminal and the emitter terminal of the IGBT when the IGBT is turned on or turned off. Connected.

【0021】また、主スイッチング回路2AにおけるI
GBTQ1のエミッタ端子とIGBTQ2のコレクタ端
子、IGBTQ3のエミッタ端子とIGBTQ4のコレ
クタ端子、IGBTQ5のエミッタ端子とIGBTQ6
のコレクタ端子のそれぞれの接続点は、本実施の形態の
インバータ回路のU相、V相、W相の3相出力端子であ
って、モータ1のU相、V相、W相の各端子がそれぞれ
接続され、更に、主スイッチング回路2Aの3相出力端
子には、補助スイッチング回路2Bが接続される。補助
スイッチング回路2Bは、主スイッチング回路に用いら
れた緩衝用コンデンサC1〜C6と共振回路を形成する
ための共振用インダクタンスLrの両端に、IGBTQ
7〜Q12をU’相、V’相、W’相からなる3相ブリ
ッジ構造に接続したブリッジ回路2B1を接続したもの
(換言すると、ブリッジ回路2B1の3組の補助スイッ
チング素子同士の接続点の反対側に共振インダクタンス
Lrを接続したもの)であって、IGBTQ7、Q9、
Q11のコレクタ端子側には、保護ダイオードD7、D
9、D11が、IGBTのコレクタ端子と保護ダイオー
ドのアノード端子とが接続される形でそれぞれ直列に接
続される。同様に、IGBTQ8、Q10、Q12のエ
ミッタ端子側には、保護ダイオードD8、D10、D1
2がIGBTのエミッタ端子と保護ダイオードのカソー
ド端子とが接続される形でそれぞれ直列に接続される。
I in the main switching circuit 2A
The emitter terminal of the GBQQ1 and the collector terminal of the IGBTQ2, the emitter terminal of the IGBTQ3 and the collector terminal of the IGBTQ4, the emitter terminal of the IGBTQ5 and the IGBTQ6.
Each of the connection points of the collector terminals of the motors is a three-phase output terminal of U phase, V phase, W phase of the inverter circuit of the present embodiment, and each terminal of U phase, V phase, W phase of the motor 1 is The main switching circuit 2A is connected to each other, and the auxiliary switching circuit 2B is connected to the three-phase output terminal of the main switching circuit 2A. The auxiliary switching circuit 2B has an IGBTQ at both ends of a resonance inductance Lr for forming a resonance circuit together with the buffer capacitors C1 to C6 used in the main switching circuit.
A circuit in which a bridge circuit 2B1 in which 7 to Q12 are connected to a three-phase bridge structure composed of a U ′ phase, a V ′ phase, and a W ′ phase is connected (in other words, a connection point between three sets of auxiliary switching elements of the bridge circuit 2B1 (Where the resonance inductance Lr is connected to the opposite side), the IGBTs Q7, Q9,
On the collector terminal side of Q11, protection diodes D7 and D
9, D11 are connected in series so that the collector terminal of the IGBT and the anode terminal of the protection diode are connected. Similarly, the protection diodes D8, D10, D1 are connected to the emitter terminals of the IGBTs Q8, Q10, Q12.
2 are connected in series so that the emitter terminal of the IGBT and the cathode terminal of the protection diode are connected.

【0022】また、主スイッチング回路2Aの3相出力
端子と補助スイッチング回路2Bとの接続は、3相出力
端子のU相の端子と、補助スイッチング回路2BのU’
相の接続点となるIGBTQ7とIGBTQ8の接続点
とを接続し、同様に、3相出力端子のV相の端子と、補
助スイッチング回路2BのV’相の接続点となるIGB
TQ9とIGBTQ10の接続点、更に3相出力端子の
W相の端子と、補助スイッチング回路2BのW’相の接
続点となるIGBTQ11とIGBTQ12の接続点と
を、それぞれ接続する。また、直流電源3には平滑コン
デンサC9が接続されている。
The connection between the three-phase output terminal of the main switching circuit 2A and the auxiliary switching circuit 2B is such that the U-phase terminal of the three-phase output terminal and U'of the auxiliary switching circuit 2B.
The IGBT Q7 and the IGBT Q8, which are the connection points of the phases, are connected to each other, and similarly, the V phase terminal of the three-phase output terminal and the V'phase of the auxiliary switching circuit 2B are the connection points of the IGBTs.
The connection point of TQ9 and IGBTQ10, the W-phase terminal of the three-phase output terminal, and the connection point of IGBTQ11 and IGBTQ12, which is the connection point of W'phase of the auxiliary switching circuit 2B, are connected to each other. A smoothing capacitor C9 is connected to the DC power supply 3.

【0023】以上が、ソフトスイッチング用の共振用イ
ンダクタンスを従来の3相分の3個から1個に省略した
インバータ回路の構成であって、本実施の形態のインバ
ータ制御装置は、上述のインバータ回路を制御するため
に、インバータ回路に接続されたモータ1の回転角(回
転位置)や回転速度を計測する回転センサ4と、回転セ
ンサ4で計測されたモータ1の回転角や回転速度Ps
と、出力制御信号Osに従って、空間ベクトルによる時
分割PWM制御手法による3相制御信号(PWM信号)
を生成する制御CPU5と、制御CPU5の出力するU
s、Vs、Wsからなる3相制御信号に基づいて、イン
バータ回路の各スイッチング素子IGBTQ1〜Q12
のスイッチング制御信号S1〜S12を生成する駆動信
号生成手段6と、駆動信号生成手段6に対して、インバ
ータ回路の主スイッチング回路2Aの各スイッチング素
子IGBTQ1〜Q6のターンOFFのタイミングを供
給する共振電流到達判定手段7と、同じく、駆動信号生
成手段6に対して、インバータ回路の主スイッチング回
路2Aの各スイッチング素子IGBTQ1〜Q6のター
ンONのタイミングを供給するゼロ電圧検出手段8と、
更に、駆動信号生成手段6が出力するインバータ回路の
各スイッチング素子IGBTQ1〜Q12のスイッチン
グ制御信号S1〜S12を、IGBTを駆動するための
駆動信号へ変換する駆動回路9とから構成されている。
The above is the configuration of the inverter circuit in which the resonance inductance for soft switching is omitted from the conventional three for three phases to one, and the inverter control device of the present embodiment has the above-mentioned inverter circuit. In order to control the rotation speed, a rotation sensor 4 for measuring the rotation angle (rotational position) and the rotation speed of the motor 1 connected to the inverter circuit, and the rotation angle and the rotation speed Ps of the motor 1 measured by the rotation sensor 4.
And a three-phase control signal (PWM signal) by a time-division PWM control method using a space vector according to the output control signal Os.
And a U output from the control CPU 5
Each switching element IGBTQ1 to Q12 of the inverter circuit is based on the three-phase control signal composed of s, Vs, and Ws.
Drive signal generating means 6 for generating the switching control signals S1 to S12, and a resonance current for supplying the drive signal generating means 6 with the turn-off timing of each switching element IGBTQ1 to Q6 of the main switching circuit 2A of the inverter circuit. Similarly to the arrival determination means 7, a zero voltage detection means 8 for supplying the drive signal generation means 6 with the turn-on timing of each of the switching elements IGBTQ1 to Q6 of the main switching circuit 2A of the inverter circuit,
Further, it is composed of a drive circuit 9 which converts the switching control signals S1 to S12 of the switching elements IGBTQ1 to Q12 of the inverter circuit output from the drive signal generating means 6 into drive signals for driving the IGBT.

【0024】また、共振電流到達判定手段7へインバー
タ回路の負荷に流れる電流を測定して通知するため、電
流センサIs1が、負荷であるモータ1のU相端子とイ
ンバータ回路のU相出力端子間に挿入され、電流センサ
Is1の測定値I1が共振電流到達判定手段7へ入力さ
れている。同様に、電流センサIs2、Is3が、それ
ぞれ負荷であるモータ1のV相端子とV相出力端子間、
W相端子とW相出力端子間へそれぞれ挿入され、電流セ
ンサIs2の測定値I2と、電流センサIs3の測定値
I3とが共振電流到達判定手段7へ入力されている。ま
た、インバータ回路の補助スイッチング回路2Bの共振
用インダクタンスLrに流れる電流を測定して通知する
ため、電流センサIs4が、共振用インダクタンスLr
に直列に挿入され、電流センサIs4の測定値I4が共
振電流到達判定手段7へ入力されている。更に、ゼロ電
圧検出手段8へインバータ回路の主スイッチング素子の
動作状態を通知するため、インバータ回路の主スイッチ
ング回路2Aを構成するIGBTQ1〜Q6のそれぞれ
のコレクタ端子とエミッタ端子間には、コレクタ端子と
エミッタ端子間の電圧を測定して通知する電圧センサV
s1〜Vs6が接続され、電圧センサVs1〜Vs6の
各測定値V1〜V6がゼロ電圧検出手段8へ入力されて
いる。
Further, since the current flowing through the load of the inverter circuit is measured and notified to the resonance current arrival determination means 7, the current sensor Is1 is provided between the U-phase terminal of the motor 1, which is the load, and the U-phase output terminal of the inverter circuit. The measured value I1 of the current sensor Is1 is input to the resonance current arrival determination means 7. Similarly, the current sensors Is2 and Is3 are respectively connected between the V phase terminal and the V phase output terminal of the motor 1 which is a load,
The measured value I2 of the current sensor Is2 and the measured value I3 of the current sensor Is3 are inserted between the W-phase terminal and the W-phase output terminal, respectively, and are input to the resonance current arrival determination means 7. Further, since the current flowing through the resonance inductance Lr of the auxiliary switching circuit 2B of the inverter circuit is measured and notified, the current sensor Is4 causes the resonance inductance Lr to be measured.
The measured value I4 of the current sensor Is4 is input to the resonance current arrival determination means 7. Further, in order to notify the zero voltage detecting means 8 of the operating state of the main switching element of the inverter circuit, a collector terminal is provided between the collector terminals and the emitter terminals of the IGBTs Q1 to Q6 forming the main switching circuit 2A of the inverter circuit. Voltage sensor V for measuring and notifying the voltage between emitter terminals
s1 to Vs6 are connected, and the measured values V1 to V6 of the voltage sensors Vs1 to Vs6 are input to the zero voltage detecting means 8.

【0025】なお、共振電流到達判定手段7は、入力さ
れたI1、I2、I3の各負荷電流の中で最大値を示す
電流より共振用インダクタンスLrに流れるインダクタ
ンス電流I4が大きくなったことを、指示値Iとして駆
動用信号生成手段へ通知する。また、3相の負荷に流れ
る電流I1、I2、I3は、電流の流れる向きが変化し
て、電流センサIs1、Is2、Is3の指示値の符号
は正と負の両方の値を出力するため、共振電流到達判定
手段7では、入力されたI1、I2、I3の絶対値を取
ってインダクタンス電流I4と比較する。また、ゼロ電
圧検出手段8は、入力された電圧センサV1〜V6の各
電圧値において電圧がゼロになったことを、それぞれZ
1〜Z6の各指示値により、駆動信号生成手段6へ通知
する。なお、各部の詳細な動作は後述する。
The resonance current arrival judging means 7 confirms that the inductance current I4 flowing through the resonance inductance Lr becomes larger than the current showing the maximum value among the input load currents I1, I2 and I3. The drive signal generating means is notified as the instruction value I. Further, the currents I1, I2, and I3 flowing through the three-phase load change the direction of current flow, and the signs of the indicated values of the current sensors Is1, Is2, and Is3 output both positive and negative values. The resonance current arrival determination means 7 takes the absolute values of the input I1, I2, I3 and compares them with the inductance current I4. Further, the zero voltage detecting means 8 indicates that the voltage becomes zero at each voltage value of the input voltage sensors V1 to V6 by Z
The drive signal generation means 6 is notified by each instruction value of 1 to Z6. The detailed operation of each unit will be described later.

【0026】更に、駆動回路9は、インバータ回路の各
スイッチング素子を制御する制御信号を、実際にスイッ
チング素子の制御端子を駆動する(ドライブする)ため
に、駆動信号生成手段6の出力するスイッチング制御信
号を、インバータ回路を構成するスイッチング素子が、
逆阻止サイリスタやGTO、バイポーラトランジスタの
ように電流駆動である場合、スイッチング素子の制御端
子を十分駆動できるような電流へ変換し、同様に、駆動
信号生成手段6の出力するスイッチング制御信号を、イ
ンバータ回路を構成するスイッチング素子が、IGBT
やMOSFETのように電圧駆動である場合、スイッチ
ング素子の制御端子を十分駆動できるような電圧へ変換
する。
Further, the driving circuit 9 outputs the control signal for controlling each switching element of the inverter circuit to the switching control output from the driving signal generating means 6 in order to actually drive (drive) the control terminal of the switching element. The switching elements that make up the inverter circuit
In the case of current drive such as reverse blocking thyristor, GTO, and bipolar transistor, the control terminal of the switching element is converted into a current that can be sufficiently driven, and similarly, the switching control signal output from the drive signal generating means 6 is converted into an inverter. The switching element that constitutes the circuit is an IGBT
In the case of voltage drive such as a MOSFET or MOSFET, the voltage is converted into a voltage that can sufficiently drive the control terminal of the switching element.

【0027】次に、図面を用いて本実施の形態のインバ
ータ回路の動作を説明する。回路の動作を説明するにあ
たっては、図1の回路図における各部分の電圧や電流、
各スイッチング素子のON/OFFの表記を先に定義す
る。まず、各部分の電圧や電流について、 (1)IGBTQ1、転流ダイオードD1、緩衝用コン
デンサC1の並列回路の両端に加わるQ1のコレクタ側
を正方向とする電圧をV1同様に、 (2)Q2、D2、C2の並列回路の両端に加わるQ2
のコレクタ側を正方向とする電圧をV2 (3)Q3、D3、C3の並列回路の両端に加わるQ3
のコレクタ側を正方向とする電圧をV3 (4)Q4、D4、C4の並列回路の両端に加わるQ4
のコレクタ側を正方向とする電圧をV4 (5)Q5、D5、C5の並列回路の両端に加わるQ5
のコレクタ側を正方向とする電圧をV5 (6)Q6、D6、C6の並列回路の両端に加わるQ6
のコレクタ側を正方向とする電圧をV6 と定義する。更に、負荷に流れる3相の電流I1、I
2、I3を、負荷へ流れ込む方向を正方向として定義す
る。
Next, the operation of the inverter circuit of this embodiment will be described with reference to the drawings. In explaining the operation of the circuit, the voltage and current of each part in the circuit diagram of FIG.
The notation of ON / OFF of each switching element is defined first. First, regarding the voltage and current of each part, (1) the voltage with the collector side of Q1 applied to both ends of the parallel circuit of the IGBT Q1, the commutation diode D1, and the buffer capacitor C1 in the positive direction is the same as V1, and (2) Q2 , Q2 added to both ends of the parallel circuit of D2, C2
A voltage with the collector side of V3 in the positive direction is applied to both ends of the parallel circuit of V2 (3) Q3, D3, and C3.
A voltage with the collector side of V4 as the positive direction is applied to both ends of the parallel circuit of V3 (4) Q4, D4, and C4.
A voltage with the collector side of V5 in the positive direction is applied to both ends of the parallel circuit of V4 (5) Q5, D5, and C5.
A voltage with the collector side of V6 in the positive direction is applied to both ends of the parallel circuit of V5 (6) Q6, D6, and C6.
A voltage whose positive side is the collector side of is defined as V6. Furthermore, three-phase currents I1 and I flowing through the load
2 and I3 are defined as the direction in which the load flows.

【0028】また、IGBTQ1〜Q6のON/OFF
の定義については、主スイッチング回路2AのU相の上
段側(プラス側)のIGBTQ1がONで下段側(マイ
ナス側)のIGBTQ2がOFFの状態を”1”、U相
の上段側のIGBTQ1がOFFで下段側のIGBTQ
2がONの状態を”0”と表し、同様にV相の上段側の
IGBTQ3がONで下段側のIGBTQ4がOFFの
状態を”1”、V相の上段側のIGBTQ3がOFFで
下段側のIGBTQ4がONの状態を”0”とする。W
相も上段側のIGBTQ5がONで下段側のIGBTQ
6がOFFの状態を”1”、W相の上段側のIGBTQ
5がOFFで下段側のIGBTQ6がONの状態を”
0”とする。また、補助回路2BのU’相の上段側のI
GBTQ7がONで下段側のIGBTQ8がOFFの状
態を”1”、U’相の下段側のIGBTQ8がONで上
段側のIGBTQ7がOFFの状態を”0”と表し、同
様にV’相は上段側のIGBTQ9がONで下段側のI
GBTQ10がOFFの状態を”1”、V’相の下段側
のIGBTQ10がONで上段側のIGBTQ11がO
FFの状態を”0”とする。W’相も上段側のIGBT
Q11がONで下段側のIGBTQ12のOFFの状態
を”1”、W’相の下段側のIGBTQ12がONで上
段側のIGBTQ11がOFFの状態を”0”とする。
従って、例えば制御CPU5の出力する3相制御信号
(Us、Vs、Ws)=(1、0、0):出力電圧ベク
トルV1と表した場合、IGBTQ1がON、IGBT
Q2がOFF、IGBTQ3がOFF、IGBTQ4が
ON、IGBTQ5がOFF、IGBTQ6がONの状
態を示す。
Further, ON / OFF of the IGBTs Q1 to Q6
For the definition of, the state in which the IGBT Q1 on the upper side (plus side) of the U phase of the main switching circuit 2A is ON and the IGBTQ2 on the lower side (minus side) is OFF is "1", and the IGBT Q1 on the upper side of the U phase is OFF. And the lower IGBTQ
When 2 is ON, “0” is indicated. Similarly, when the IGBT Q3 on the upper side of the V phase is ON and the IGBTQ4 on the lower side is OFF, it is “1”, and the IGBTQ3 on the upper side of the V phase is OFF and the lower side IGBTQ3 is The state in which the IGBT Q4 is ON is set to "0". W
The upper phase IGBTQ5 is ON and the lower phase IGBTQ
6 is OFF, "1", WQ phase upper side IGBTQ
When 5 is OFF and the lower IGBT Q6 is ON "
0 ". Also, I on the upper side of the U'phase of the auxiliary circuit 2B
The state where the IGBTQ7 is ON and the lower IGBTQ8 is OFF is "1", and the lower IGBTQ8 of the U'phase is ON and the upper IGBTQ7 is OFF is "0". Similarly, the V'phase is the upper stage. Side IGBT Q9 is ON and the lower side I
When the IGBTQ10 is OFF, the IGBTQ10 on the lower stage side of the V'phase is ON and the IGBTQ11 on the upper stage side is O.
The state of FF is set to "0". W'phase is also the upper IGBT
When Q11 is ON and the lower IGBT Q12 is OFF, the state is "1", and when the W'phase lower IGBT Q12 is ON and the upper IGBT Q11 is OFF, the state is "0".
Therefore, for example, when the three-phase control signal (Us, Vs, Ws) output by the control CPU 5 is expressed as (1, 0, 0): output voltage vector V1, the IGBTQ1 is ON, and the IGBT is ON.
Q2 is OFF, IGBTQ3 is OFF, IGBTQ4 is ON, IGBTQ5 is OFF, and IGBTQ6 is ON.

【0029】また、駆動信号生成手段6の出力するイン
バータ回路の各スイッチング素子に対するスイッチング
制御信号は、論理値”0”を遮断、”1”を導通とす
る。更に、図2に示した動作は、本実施の形態のインバ
ータ回路の制御モードを説明する一例として、3相制御
信号(Us、Vs、Ws)を(1、0、0):出力電圧
ベクトルV1−>(0、0、1):出力電圧ベクトルV
4−>(1、1、0):出力電圧ベクトルV3と制御す
る場合を説明する。なお、上記以外の制御の場合も、回
路の動作は同様である。
Further, the switching control signal for each switching element of the inverter circuit output from the drive signal generating means 6 turns off the logical value "0" and turns on "1". Further, the operation shown in FIG. 2 is performed by setting the three-phase control signals (Us, Vs, Ws) to (1, 0, 0): output voltage vector V1 as an example for explaining the control mode of the inverter circuit of the present embodiment. -> (0, 0, 1): Output voltage vector V
4-> (1,1,0): The case of controlling with the output voltage vector V3 will be described. The operation of the circuit is the same for controls other than the above.

【0030】次に、上記で定義した各部分の電圧と電
流、各スイッチング素子のON/OFFの定義に基づい
て、図2、図3〜図6を用いて本実施の形態のインバー
タ制御装置の動作を説明する。まず、時刻t1では、
(U、V、W)=(1、0、0)の定常状態であるか
ら、(a)モード1に示すように、直流電源3からIG
BTQ1を経てモータ1のU相端子に向けて流れた電流
は、モータ1のV相端子とW相端子から、それぞれIG
BTQ4とQ6を流れて直流電源3へ戻る。また、モー
ド1の定常状態では、補助回路2Bの上段側(プラス
側)スイッチング素子のIGBTQ7、Q9、Q12が
ON状態で、下段側(マイナス側)スイッチング素子の
IGBTQ8、Q10、Q11がOFF状態であるが、
共振用インダクタンスLrにエネルギーの蓄積がないの
で、共振用インダクタンスLrには電流は流れていな
い。
Next, based on the definitions of voltage and current of each portion and ON / OFF of each switching element defined above, the inverter control device of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 2 and 3 to 6. The operation will be described. First, at time t1,
Since the steady state of (U, V, W) = (1, 0, 0), as shown in (a) Mode 1, the DC power supply 3 to the IG
The current that has flowed toward the U-phase terminal of the motor 1 via the BTQ1 is IG from the V-phase terminal and the W-phase terminal of the motor 1, respectively.
It flows through BTQ4 and Q6 and returns to the DC power supply 3. In the steady state of mode 1, the upper side (plus side) switching elements IGBTQ7, Q9, Q12 of the auxiliary circuit 2B are in the ON state, and the lower side (minus side) switching elements IGBTQ8, Q10, Q11 are in the OFF state. But
Since no energy is stored in the resonance inductance Lr, no current flows in the resonance inductance Lr.

【0031】この(Us、Vs、Ws)=(1、0、
0):出力電圧ベクトルV1の定常状態から、制御CP
U5が(Us、Vs、Ws)=(0、0、1):出力電
圧ベクトルV4の状態へ、3相制御信号を変化させる
と、(b)モード2に示すように、駆動信号生成手段6
は、補助スイッチング回路2BのIGBTQ8とQ11
に対するスイッチング制御信号S8とS11の論理値
を”0”から”1”に切替えてIGBTQ8とQ11を
ターンONする。このとき、IGBTQ1からモータ1
のU相端子へ流れる電流の一部が共振用インダクタンス
Lrを流れ、IGBTQ4とQ6を介して直流電源3へ
戻り、共振用インダクタンスLrに電流ILrを初期電
流とするエネルギーを蓄積するようになる。
This (Us, Vs, Ws) = (1, 0,
0): From the steady state of the output voltage vector V1, the control CP
When U5 changes the three-phase control signal to the state of (Us, Vs, Ws) = (0, 0, 1): output voltage vector V4, as shown in (b) mode 2, the drive signal generation means 6
Are the IGBTs Q8 and Q11 of the auxiliary switching circuit 2B.
The switching control signals S8 and S11 for the above are switched from "0" to "1" to turn on the IGBTs Q8 and Q11. At this time, from the IGBT Q1 to the motor 1
A part of the current flowing to the U-phase terminal flows through the resonance inductance Lr and returns to the DC power supply 3 via the IGBTs Q4 and Q6, and energy having the current ILr as an initial current is accumulated in the resonance inductance Lr.

【0032】IGBTQ8とQ11がターンONされ
て、インダクタンス電流I4が流れ出し、時刻t2にお
いて、インダクタンス電流I4が負荷電流の絶対値の最
大値(図2の例ではI1)より大きくなると、共振電流
到達判定手段7の出力Iが論理値”0”から”1”に出
力が変わり、これを受けて、駆動信号生成手段6は、
(c)モード3に示すように、主スイッチング回路2A
のIGBTQ1とQ6に対するスイッチング制御信号S
1とS6を論理値”1”から”0”に切替えて、IGB
TQ1とQ6をターンOFFする。この時、IGBTQ
1とQ6では、緩衝用コンデンサC1とC6のそれぞれ
の時定数により、IGBTQ1とQ6のコレクタ端子と
エミッタ端子間の電圧V1、及びV6は急激には上昇で
きないので、IGBTQ1とQ6におけるZVSが実現
する。
When the IGBTs Q8 and Q11 are turned on and the inductance current I4 begins to flow, and the inductance current I4 becomes larger than the maximum absolute value of the load current (I1 in the example of FIG. 2) at the time t2, the resonance current arrival determination is made. The output I of the means 7 changes from the logical value "0" to "1", and in response to this, the drive signal generating means 6
(C) As shown in mode 3, the main switching circuit 2A
Switching control signal S for the IGBTs Q1 and Q6 of
1 and S6 are switched from the logical value "1" to "0", and the IGB
Turn off TQ1 and Q6. At this time, IGBTQ
In 1 and Q6, the voltages V1 and V6 between the collector and emitter terminals of the IGBTs Q1 and Q6 cannot be rapidly increased due to the time constants of the buffer capacitors C1 and C6, so that ZVS in the IGBTs Q1 and Q6 is realized. .

【0033】また、IGBTQ1とQ6がターンOFF
されると、緩衝用コンデンサC1とC6の充電と共に、
今まで電源電圧VBに近い電圧が加わっていた緩衝用コ
ンデンサC2、C5の両端電圧V2、V5は、緩衝用コ
ンデンサC1とC6が接続されることにより緩衝用コン
デンサC2とC5の放電が始まり、従って降下する。こ
れらの緩衝用コンデンサC1とC6の充電電流とC2と
C5の放電電流は、共振電流として共振用インダクタン
スLrを流れて回路内を循環する共振モードとなる。更
に、この共振モードを続けると、共振用インダクタンス
Lrに蓄積されたエネルギーにより更に共振電流が流れ
て、緩衝用コンデンサC2とC5の両端電圧V2とV5
がほぼ”ゼロ”となった時点で、共振用インダクタンス
Lrに蓄積されたエネルギーは、転流ダイオードD2と
D5を介して流れるようになる。
The IGBTs Q1 and Q6 are turned off.
Then, along with charging the buffer capacitors C1 and C6,
The voltages V2 and V5 across the buffer capacitors C2 and C5, which have been supplied with a voltage close to the power supply voltage VB, start discharging the buffer capacitors C2 and C5 by connecting the buffer capacitors C1 and C6, and To descend. The charging currents of the buffer capacitors C1 and C6 and the discharging currents of C2 and C5 flow as resonance currents through the resonance inductance Lr and become a resonance mode in which they circulate in the circuit. Further, when this resonance mode is continued, the resonance current further flows due to the energy accumulated in the resonance inductance Lr, and the voltages V2 and V5 across the buffer capacitors C2 and C5 are applied.
Energy becomes almost "zero", the energy stored in the resonance inductance Lr flows through the commutation diodes D2 and D5.

【0034】次に、時刻t3において、主スイッチング
回路2AのIGBTQ2とQ5のコレクタ端子とエミッ
タ端子間の電圧を測定する電圧センサVs2とVs5
が、IGBTQ2とQ5のコレクタ端子とエミッタ端子
間の電圧が”ゼロ”になったことを検出し、ゼロ電圧検
出手段8の出力Z2とZ5が、それぞれ論理値”0”か
ら”1”に出力を切替える。これを受けて、駆動信号生
成手段6は、主スイッチング回路2AのIGBTQ2と
Q5に対するスイッチング制御信号S2とS5を論理
値”0”から”1”に切替えて、IGBTQ2とQ5を
ターンONし、(Us、Vs、Ws)=(0、0、
1):出力電圧ベクトルV4の(d)モード4で示す回
生モードに移行する。この時、IGBTQ2とQ5で
は、IGBTQ2とQ5のコレクタ端子とエミッタ端子
間の電圧V2、及びV5が”ゼロ”で、かつ転流ダイオ
ードD2とD5にそれぞれ電流が流れている状態なた
め、IGBTQ2とQ5におけるZVS、及びZCSが
実現する。
Next, at time t3, voltage sensors Vs2 and Vs5 for measuring the voltage between the collector and emitter terminals of the IGBTs Q2 and Q5 of the main switching circuit 2A.
Detects that the voltage between the collector terminal and the emitter terminal of the IGBTs Q2 and Q5 has become "zero", and the outputs Z2 and Z5 of the zero voltage detection means 8 are output from the logical values "0" to "1", respectively. Switch. In response to this, the drive signal generating means 6 switches the switching control signals S2 and S5 for the IGBTs Q2 and Q5 of the main switching circuit 2A from the logical value "0" to "1" to turn ON the IGBTs Q2 and Q5, Us, Vs, Ws) = (0, 0,
1): The output voltage vector V4 shifts to the regeneration mode shown in (d) mode 4. At this time, in the IGBTs Q2 and Q5, the voltages V2 and V5 between the collector terminals and the emitter terminals of the IGBTs Q2 and Q5 are "zero", and the currents are flowing through the commutation diodes D2 and D5, respectively. ZVS and ZCS in Q5 are realized.

【0035】また、モード4の回生モードでは、モータ
1の回生エネルギーと共振用インダクタンスLrに蓄積
されたエネルギーとで、モータ1のW相端子からIGB
TQ5を介して直流電源3のプラス側へ流れる回生電流
と、モータ1のV相端子からIGBTQ4を介して直流
電源3のマイナス側へ流れる回生電流、IGBTQ2を
流れてモータ1のU相端子へ流れる回生電流、更にはI
GBTQ8、共振用インダクタンスLr、IGBTQ1
1と流れる電流が発生する。しかし、共振用インダクタ
ンスLrには直流電源3の電源電圧が逆電圧として電流
ILrを減少させる向きに印加されるため、電流ILr
は次第に減少しゼロになる。電流ILrがゼロになると
保護ダイオードD8、D11により直流電源3の電源電
圧によるIGBTQ8とQ11へのエミッタ側に流れよ
うとする電流は阻止され、(e)モード5の定常モード
へ移行する。
In the regenerative mode of the mode 4, the regenerative energy of the motor 1 and the energy stored in the resonance inductance Lr are applied from the W-phase terminal of the motor 1 to the IGBT.
The regenerative current flowing to the positive side of the DC power supply 3 via the TQ5, the regenerative current flowing from the V-phase terminal of the motor 1 to the negative side of the DC power supply 3 via the IGBTQ4, the IGBTQ2 flowing to the U-phase terminal of the motor 1. Regenerative current, and further I
GBTQ8, resonance inductance Lr, IGBTQ1
A current flowing with 1 is generated. However, since the power supply voltage of the DC power supply 3 is applied as a reverse voltage to the resonance inductance Lr in the direction of decreasing the current ILr, the current ILr is reduced.
Gradually decreases to zero. When the current ILr becomes zero, the protection diodes D8 and D11 block the currents flowing to the emitter side to the IGBTs Q8 and Q11 due to the power supply voltage of the DC power supply 3, and shift to the steady mode (e) mode 5.

【0036】次に、上述の動作と同様に、時刻t4にお
いて、(Us、Vs、Ws)=(0、0、1):出力電
圧ベクトルV4の定常状態から、制御CPU5が(U
s、Vs、Ws)=(1、1、0):出力電圧ベクトル
V3の状態へ、3相制御信号を変化させると、(f)モ
ード6で示すように、駆動信号生成手段6は、補助スイ
ッチング回路2BのIGBTQ7とQ9とQ12に対す
るスイッチング制御信号S7とS9とS12を論理値”
0”から”1”に切替えて、IGBTQ7とQ9とQ1
2をターンONする。IGBTQ7とQ9とQ12がタ
ーンONされて、インダクタンス電流I4が流れ出し、
時刻t5において、インダクタンス電流I4が負荷電流
の絶対値の最大値(図2の例ではI1)より大きくなり
(g)モード7の状態になると、共振電流到達判定手段
7の出力Iが論理値”0”から”1”に出力が切り替わ
り、これを受けて、駆動信号生成手段6は、主スイッチ
ング回路2AのIGBTQ2とQ4とQ5に対するスイ
ッチング制御信号S2とS4とS5を論理値”1”か
ら”0”に切替えて、IGBTQ2とQ4とQ5をター
ンOFFし(h)モード8に移行する。この時、IGB
TQ2とQ4とQ5では、緩衝用コンデンサC2とC4
とC5のそれぞれの時定数により、IGBTQ2とQ4
とQ5のコレクタ端子とエミッタ端子間の電圧V2、V
4、及びV5は急激には上昇できないので、IGBTQ
2とQ4とQ5におけるZVSが実現する。
Next, as in the above-described operation, at time t4, (Us, Vs, Ws) = (0, 0, 1): From the steady state of the output voltage vector V4, the control CPU 5 (U
s, Vs, Ws) = (1,1,0): When the three-phase control signal is changed to the state of the output voltage vector V3, (f) the drive signal generation means 6 is an auxiliary device as shown in mode 6. The logic values of the switching control signals S7, S9 and S12 for the IGBTs Q7, Q9 and Q12 of the switching circuit 2B
Switching from 0 "to" 1 ", IGBTs Q7, Q9 and Q1
Turn 2 on. The IGBTs Q7, Q9 and Q12 are turned on, and the inductance current I4 flows out,
At time t5, when the inductance current I4 becomes larger than the maximum value of the absolute value of the load current (I1 in the example of FIG. 2) and the state of (g) mode 7 is reached, the output I of the resonance current arrival determination means 7 is a logical value " The output is switched from 0 "to" 1 ", and in response to this, the drive signal generation means 6 sets the switching control signals S2, S4 and S5 for the IGBTs Q2, Q4 and Q5 of the main switching circuit 2A from" 1 "to" logical value ". Switching to 0 ", the IGBTs Q2, Q4 and Q5 are turned off (h) and the mode 8 is entered. At this time, IGB
For TQ2, Q4 and Q5, buffer capacitors C2 and C4
IGBTs Q2 and Q4 depend on the time constants of C5 and C5.
And V5 between collector and emitter terminals V2, V
4 and V5 cannot rise rapidly, so IGBTQ
ZVS in 2 and Q4 and Q5 is realized.

【0037】また、IGBTQ2とQ4とQ5がターン
OFFされると、緩衝用コンデンサC2とC4とC5の
充電と共に、今まで電源電圧VBに近い電圧が加わって
いた緩衝用コンデンサC1とC3とC6の両端電圧V1
とV3とV6は、緩衝用コンデンサC2とC4とC5が
接続されることにより緩衝用コンデンサC1とC3とC
6の放電が始まり、従って降下する。これらの緩衝用コ
ンデンサC2、C4、C5の充電電流とC1とC3とC
6の放電電流は、共振電流として共振用インダクタンス
Lrを流れて回路内を循環する共振モードとなる。更
に、この共振モードを続けると、共振用インダクタンス
Lrに蓄積されたエネルギーにより更に共振電流が流れ
て、緩衝用コンデンサC1とC3とC6の両端電圧V1
とV3とV6が”ゼロ”となった時点で、共振用インダ
クタンスLrに蓄積されたエネルギーは、(i)モード
9に示すように、転流ダイオードD1とD3とD6を介
して流れるようになる。
When the IGBTs Q2, Q4, and Q5 are turned off, the buffer capacitors C2, C4, and C5 are charged, and the buffer capacitors C1, C3, and C6, to which a voltage close to the power supply voltage VB has been applied, have been applied. Both end voltage V1
And V3 and V6 are connected to the buffer capacitors C1, C3 and C5 by connecting the buffer capacitors C2, C4 and C5.
The discharge of 6 begins and therefore drops. The charging current of these buffer capacitors C2, C4, C5 and C1, C3 and C
The discharge current of No. 6 flows in the resonance inductance Lr as a resonance current and becomes a resonance mode in which it circulates in the circuit. Further, when this resonance mode is continued, the resonance current further flows due to the energy accumulated in the resonance inductance Lr, and the voltage V1 across the buffer capacitors C1, C3, and C6.
When V3 and V6 become "zero", the energy stored in the resonance inductance Lr flows through the commutation diodes D1, D3 and D6 as shown in (i) Mode 9. .

【0038】次に、時刻t6において、主スイッチング
回路2AのIGBTQ1とQ3とQ6のコレクタ端子と
エミッタ端子間の電圧を測定する電圧センサVs1とV
s3とVs6が、IGBTQ1とQ3とQ6のコレクタ
端子とエミッタ端子間の電圧が”ゼロ”になったことを
検出し、ゼロ電圧検出手段8の出力Z1とZ3とZ6
が、それぞれ論理値”0”から”1”に出力を切替え
る。これを受けて、駆動信号生成手段6は、主スイッチ
ング回路2AのIGBTQ1とQ3とQ6に対するスイ
ッチング制御信号S1とS3とS6を論理値”1”にし
て、IGBTQ1とQ3とQ6をターンONし、(U
s、Vs、Ws)=(1、1、0):出力電圧ベクトル
V3の(j)モード10に示す定常状態へ移行する。こ
の時、IGBTQ1とQ3とQ6では、IGBTQ1と
Q3とQ6のコレクタ端子とエミッタ端子間の電圧V
1、V3、及びV6が”ゼロ”で、かつインダクタンス
に蓄積されたエネルギーは、転流ダイオードD1とD3
とD6にそれぞれ電流として流れている状態にあるた
め、IGBTQ1とQ3とQ6には電流が流れておら
ず、従って、IGBTQ1とQ3とQ6におけるZV
S、及びZCSが実現する。
Next, at time t6, voltage sensors Vs1 and Vs for measuring the voltage between the collector and emitter terminals of the IGBTs Q1, Q3 and Q6 of the main switching circuit 2A.
s3 and Vs6 detect that the voltage between the collector terminal and the emitter terminal of the IGBTQ1, Q3 and Q6 has become "zero", and the outputs Z1, Z3 and Z6 of the zero voltage detecting means 8 are detected.
, Respectively, switch the output from the logical value "0" to "1". In response to this, the drive signal generating means 6 sets the switching control signals S1, S3 and S6 for the IGBTs Q1, Q3 and Q6 of the main switching circuit 2A to the logical value "1" to turn on the IGBTs Q1, Q3 and Q6, (U
s, Vs, Ws) = (1,1,0): The output voltage vector V3 shifts to the steady state shown in the (j) mode 10. At this time, in the IGBTs Q1, Q3 and Q6, the voltage V between the collector and emitter terminals of the IGBTs Q1, Q3 and Q6 is
1, V3, and V6 are "zero", and the energy stored in the inductance is commutation diodes D1 and D3.
No current flows in the IGBTs Q1 and Q3 and Q6 because they are flowing as currents in D6 and D6, respectively.
S and ZCS are realized.

【0039】以上、本実施の形態のインバータ制御装置
において、インバータ回路を図2に示した時刻t1から
時刻t6までの、(Us、Vs、Ws)を(1、0、
0):出力電圧ベクトルV1−>(0、0、1):出力
電圧ベクトルV4−>(1、1、0):出力電圧ベクト
ルV3と制御する場合のインバータ回路の動作を説明し
たが、インバータ回路に空間ベクトルPWM制御を行う
にあたり、他の制御ベクトル間の遷移におけるインバー
タ回路の動作も、上述の(Us、Vs、Ws)を(1、
0、0)−>(0、0、1)−>(1、1、0)と制御
する場合と同様である。
As described above, in the inverter control device of the present embodiment, (Us, Vs, Ws) from the time t1 to the time t6 shown in FIG. 2 is (1, 0,
0): output voltage vector V1-> (0, 0, 1): output voltage vector V4-> (1, 1, 0): the operation of the inverter circuit when controlling with the output voltage vector V3 has been described. In performing the space vector PWM control on the circuit, the operation of the inverter circuit at the transition between other control vectors is also the above (Us, Vs, Ws) (1,
This is the same as the case of controlling 0,0)->(0,0,1)-> (1,1,0).

【0040】尚、上記主スイッチング素子が、主スイッ
チング素子同士の各接続点に電流を流し入れる方向にの
み導通する、3相ブリッジの各相に対応した上段側の第
1、第2、第3のスイッチング素子(IGBTQ1、Q
3、Q5)と、主スイッチング素子同士の各接続点から
電流を流し出す方向にのみ導通する、3相ブリッジの各
相に対応した下段側の第4、第5、第6のスイッチング
素子(IGBTQ2、Q4、Q6)に分類され、補助ス
イッチング素子が、補助スイッチング素子同士の各接続
点に電流を流し入れる方向にのみ導通する3相出力端子
にそれぞれ接続された上段側の第7、第8、第9のスイ
ッチング素子(IGBTQ7、Q9、Q11)と、補助
スイッチング素子同士の各接続点から電流を流し出す方
向にのみ導通する3相出力端子にそれぞれ接続された下
段側の第10、第11、第12のスイッチング素子(I
GBTQ8、Q10、Q12)に分類される時、駆動信
号生成手段6は、第1、第2、第3のスイッチング素子
(IGBTQ1、Q3、Q5)を導通させるスイッチン
グ制御信号の出力を指示する3相制御信号に同期して、
前記第7、第8、第9のスイッチング素子(IGBTQ
7、Q9、Q11)を導通させるスイッチング制御信号
を出力し、第4、第5、第6のスイッチング素子(IG
BTQ2、Q4、Q6)を導通させるスイッチング制御
信号の出力を指示する前記3相制御信号に同期して、前
記第10、第11、第12のスイッチング素子(IGB
TQ8、Q10、Q12)を導通させるスイッチング制
御信号を出力するようになっている。
It should be noted that the main switching element is electrically connected only in the direction in which a current is passed to each connection point between the main switching elements, and the first, second and third upper stages corresponding to the respective phases of the three-phase bridge are connected. Switching element (IGBTQ1, Q
3, Q5) and the fourth, fifth, and sixth switching elements (IGBTQ2) on the lower side corresponding to each phase of the three-phase bridge, which conducts only in the direction in which current flows from each connection point between the main switching elements. , Q4, Q6), and the auxiliary switching elements are connected to the three-phase output terminals that conduct only in the direction in which the current flows to the connection points of the auxiliary switching elements, respectively 9 switching elements (IGBT Q7, Q9, Q11) and the 10th, 11th, and 11th lower-stage sides respectively connected to the three-phase output terminals that conduct only in the direction in which current flows from each connection point between the auxiliary switching elements. 12 switching elements (I
When classified into GBQQ8, Q10, Q12), the drive signal generation means 6 is a three-phase instructing output of a switching control signal for conducting the first, second and third switching elements (IGBTQ1, Q3, Q5). In synchronization with the control signal,
The seventh, eighth, and ninth switching elements (IGBTQ
7, Q9, Q11) to turn on the switching control signal, and the fourth, fifth, and sixth switching elements (IG
BTQ2, Q4, Q6) in synchronization with the three-phase control signal for instructing the output of a switching control signal to turn on the tenth, eleventh, and twelfth switching elements (IGBs).
A switching control signal for making TQ8, Q10, Q12) conductive is output.

【0041】次に、インバータ回路に空間ベクトルによ
る時分割PWM制御を行うにあたり、すべての出力電圧
ベクトルの出力の組み合わせにおいて、インバータ回路
のソフトスイッチングを実現するための制御方法を、図
面を用いて説明する。まず、IGBTQ1、Q3、Q5
がすべて導通、あるいはIGBTQ2、Q4、Q6がす
べて導通の状態では、共振用インダクタンスLrに電流
を流せないため、ソフトスイッチングを行えない。従っ
て、図7(a)に示すように、3相制御信号(Us、V
s、Ws)の出力の可否は、制御信号のUs、Vs、W
sそれぞれを論理値の”0”、”1”で表した場合、U
s、Vs、Wsの排他的論理和が論理値の”1”である
時のみ出力するとする。
Next, a description will be given of a control method for realizing soft switching of an inverter circuit in all combinations of outputs of output voltage vectors when performing time-division PWM control by a space vector in an inverter circuit, with reference to the drawings. To do. First, the IGBTs Q1, Q3, Q5
Is all conductive, or the IGBTs Q2, Q4, Q6 are all conductive, no current can flow through the resonance inductance Lr, and soft switching cannot be performed. Therefore, as shown in FIG. 7A, the three-phase control signals (Us, V
s, Ws) can be output based on whether the control signals Us, Vs, W
If each s is represented by a logical value "0" or "1", U
It is output only when the exclusive OR of s, Vs, and Ws has a logical value of "1".

【0042】また、ソフトスイッチングを行うには、共
振用インダクタンスLrに電流を流し入れる相と、それ
を流し出す相の2相が必要なため、必ず2相以上の状態
遷移が起こらなければならないので、3相の内、1相だ
け状態が変わるベクトル間の状態遷移を除く。従って、
3相制御信号(Us、Vs、Ws)の遷移は、図7
(b)に示すように、制御信号のUs、Vs、Wsそれ
ぞれを論理値の”0”、”1”で表した場合、Us、V
s、Wsの論理和が同一の場合のみ遷移できるものとす
る。例えば、3相制御信号 (1)(0、0、1):出力電圧ベクトルV4 (2)(1、0、0):出力電圧ベクトルV1 (3)(0、1、0):出力電圧ベクトルV2 は、お互いの間で遷移可能であり、同様に、3相制御信
号 (4)(0、1、1):出力電圧ベクトルV6 (5)(1、1、0):出力電圧ベクトルV3 (6)(1、0、1):出力電圧ベクトルV5 は、お互いの間で遷移可能である。
In order to perform soft switching, two phases, that is, a phase for supplying a current to the resonance inductance Lr and a phase for discharging the current are required. Therefore, a state transition of two or more phases must occur. Of the three phases, state transitions between vectors whose states change only in one phase are excluded. Therefore,
The transition of the three-phase control signals (Us, Vs, Ws) is shown in FIG.
As shown in (b), when the control signals Us, Vs, and Ws are represented by logical values “0” and “1”, respectively, Us and V
The transition can be made only when the logical sum of s and Ws is the same. For example, three-phase control signal (1) (0, 0, 1): output voltage vector V4 (2) (1, 0, 0): output voltage vector V1 (3) (0, 1, 0): output voltage vector V2 can transit between each other, and similarly, three-phase control signal (4) (0, 1, 1): output voltage vector V6 (5) (1, 1, 0): output voltage vector V3 ( 6) (1, 0, 1): The output voltage vector V5 can transit between each other.

【0043】また、3相制御信号(Us、Vs、Ws)
の遷移は、図7(c)に示すように、制御信号のUs、
Vs、Wsそれぞれを論理値の”0”、”1”で表した
場合、Us、Vs、Wsの論理反転で表される信号にも
遷移できるものとする。例えば、3相制御信号 (a)(0、0、1):出力電圧ベクトルV4と (1、1、0):出力電圧ベクトルV3 (b)(0、1、0):出力電圧ベクトルV2と (1、0、1):出力電圧ベクトルV5 (c)(1、0、0):出力電圧ベクトルV1と (0、1、1):出力電圧ベクトルV6 は、それぞれお互いの間で遷移可能である。
Three-phase control signals (Us, Vs, Ws)
The transition of the control signal Us, as shown in FIG.
When Vs and Ws are represented by logical values “0” and “1”, it is possible to transit to signals represented by logical inversion of Us, Vs, and Ws. For example, three-phase control signal (a) (0, 0, 1): output voltage vector V4 and (1, 1, 0): output voltage vector V3 (b) (0, 1, 0): output voltage vector V2 (1, 0, 1): output voltage vector V5 (c) (1, 0, 0): output voltage vector V1 and (0, 1, 1): output voltage vector V6 can transit between each other. is there.

【0044】従って、図1に示したインバータ回路の制
御CPU5は、上述のような空間ベクトルによる時分割
PWM制御を行う際に制約を受ける3相制御信号(出力
電圧ベクトル)の、ゼロベクトルを出力できない、ある
いは、連続して隣り合うベクトルを出力できないという
制御条件を解決し、非ゼロベクトルの組み合わせでゼロ
ベクトルを表現したり、隣り合うベクトルを出力する際
に、隣り合うベクトルのどちらか一方の逆電圧ベクトル
を出力してから隣のベクトルへ遷移することで、ゼロベ
クトルを出力したり、連続して隣り合うベクトルを出力
するのと同等の制御を行う。
Therefore, the control CPU 5 of the inverter circuit shown in FIG. 1 outputs the zero vector of the three-phase control signal (output voltage vector) which is restricted when performing the time division PWM control by the space vector as described above. It is not possible, or solves the control condition that consecutive adjacent vectors cannot be output, and when expressing a zero vector with a combination of non-zero vectors or when outputting adjacent vectors, either one of the adjacent vectors By outputting the reverse voltage vector and then transiting to the adjacent vector, the same control as outputting the zero vector or continuously outputting the adjacent vector is performed.

【0045】次に、この制御CPU5によるそれぞれの
出力電圧ベクトルの制御の一例を、図8を用いて具体的
に説明する。なお、図8も図17と同様に、空間ベクト
ルによる時分割PWM制御のエリア経過時間をサンプリ
ング時間Tsの4倍にして説明しているが、実際にはサ
ンプリング時間Tsを短くし、エリア経過時間内でのス
イッチング回数は多くなるように制御される。図8にお
いて、制御CPU5は、モータの回転角θが、図16に
示した空間ベクトルのエリア1に存在する時に、まず時
刻t00において出力電圧ベクトルV1を時間(T1)
出力し、次に時刻t01において出力電圧ベクトルV4
へ遷移して時間(T3/4)出力し、そして時刻t02
において出力電圧ベクトルV3へ遷移して時間(T2+
T3/2)出力する。出力電圧ベクトルV3を出力した
後は、再度時刻t03に出力電圧ベクトルV4へ遷移し
て時間(T3/4)出力し、この後は出力電圧ベクトル
V1、V4、V3、V4の出力の順で繰り返す。
Next, an example of the control of each output voltage vector by the control CPU 5 will be specifically described with reference to FIG. Note that, in FIG. 8 as well, as in FIG. 17, the area elapsed time of the time division PWM control by the space vector is described as being four times the sampling time Ts. However, in reality, the sampling time Ts is shortened and the area elapsed time is reduced. The number of times of switching within is controlled to be large. In FIG. 8, when the rotation angle θ of the motor exists in the area 1 of the space vector shown in FIG. 16, the control CPU 5 first sets the output voltage vector V1 at time (T1) at time t00.
Then, at time t01, the output voltage vector V4 is output.
Transition to and output time (T3 / 4), and time t02
At the output voltage vector V3 at time (T2 +
T3 / 2) Output. After outputting the output voltage vector V3, the output voltage vector V4 again transits to the output voltage vector V4 at time t03 and outputs for a time (T3 / 4). After that, the output voltage vectors V1, V4, V3, and V4 are output in this order. .

【0046】また、同様に、モータの回転角θが、図1
6に示した空間ベクトルのエリア2に存在する時は、ま
ず出力電圧ベクトルV3を出力し、次に出力電圧ベクト
ルV5、そして出力電圧ベクトルV2を出力する。出力
電圧ベクトルV2を出力した後は、再度出力電圧ベクト
ルV5を出力し、この後は出力電圧ベクトルV3、V
5、V2、V5の出力の順で繰り返す。
Similarly, the rotation angle θ of the motor is shown in FIG.
When it exists in the area 2 of the space vector shown in 6, the output voltage vector V3 is first output, then the output voltage vector V5, and then the output voltage vector V2. After the output voltage vector V2 is output, the output voltage vector V5 is output again, and thereafter the output voltage vectors V3, V
Repeat in the order of 5, V2 and V5 output.

【0047】このように、本実施の形態のインバータ制
御装置の制御CPU5は、例えば隣り合うベクトルであ
る出力電圧ベクトルV1とV3の間を遷移したい時に
は、遷移後の出力電圧ベクトルV3と角度がπ[ra
d]異なる、出力電圧ベクトルV3の逆電圧ベクトルで
ある出力電圧ベクトルV4を、出力電圧ベクトルV1と
V3の間に所定時間出力することで、ソフトスイッチン
グ用の共振用インダクタンスの個数を削減した本実施の
形態のインバータ回路において、ソフトスイッチング動
作に必ず2相以上の同時スイッチングが生じるために、
空間ベクトルによる時分割PWM制御を行う際に、連続
して隣り合うベクトルを出力できないという制約を受け
る3相制御信号(出力電圧ベクトル)の制御条件を解決
し、連続して隣り合うベクトルを出力するのと同等の制
御を行う。
As described above, when the control CPU 5 of the inverter control device of the present embodiment wants to make a transition between the output voltage vectors V1 and V3 which are adjacent vectors, the angle with the output voltage vector V3 after the transition is π. [Ra
d] This embodiment reduces the number of resonance inductances for soft switching by outputting different output voltage vectors V4, which are reverse voltage vectors of the output voltage vector V3, between the output voltage vectors V1 and V3. In the inverter circuit of the form, since the simultaneous switching of two or more phases always occurs in the soft switching operation,
When performing time-division PWM control with a space vector, solve the control condition of a three-phase control signal (output voltage vector), which is constrained to be unable to output adjacent vectors in succession, and output adjacent vectors in succession. Performs control equivalent to.

【0048】また、例えば出力電圧ベクトルV3とV4
を連続して出力することは、ゼロベクトルを出力したこ
とと同様の効果が得られる。例えば、図8に示した例で
は、ゼロベクトルは出力電圧ベクトルV3出力時間から
出力電圧ベクトルV4出力時時間を引いた値であるた
め、 T2+T3/2−(T3/4+T3/4)=T2 となり、それぞれの時間を回転角θの位置により変化さ
せることで、PWM制御が可能となる。従って、上述の
隣り合うベクトルの出力と同様に、空間ベクトルによる
時分割PWM制御を行う際に、ゼロベクトルを出力でき
ないという制約を受ける3相制御信号(出力電圧ベクト
ル)の制御条件を解決し、ゼロベクトルを出力するのと
同等の制御を行う。
Further, for example, output voltage vectors V3 and V4
Is continuously output, the same effect as the output of the zero vector is obtained. For example, in the example shown in FIG. 8, since the zero vector is a value obtained by subtracting the output voltage vector V4 output time from the output voltage vector V3 output time, T2 + T3 / 2− (T3 / 4 + T3 / 4) = T2, By changing each time depending on the position of the rotation angle θ, PWM control becomes possible. Therefore, similar to the above-mentioned output of adjacent vectors, when performing the time-division PWM control by the space vector, the control condition of the three-phase control signal (output voltage vector) subject to the constraint that the zero vector cannot be output is solved, Performs the same control as outputting a zero vector.

【0049】なお、例えば隣り合うベクトルである出力
電圧ベクトルV1とV3の間を遷移したい時には、遷移
後の出力電圧ベクトルV3の逆電圧ベクトルである出力
電圧ベクトルV4を出力すると説明したが、出力電圧ベ
クトルV1とV3の間に所定時間出力する出力電圧ベク
トルは、遷移前の出力電圧ベクトルV1の逆電圧ベクト
ルである出力電圧ベクトルV6を出力しても良い。この
場合、出力電圧ベクトルの遷移は、V1−>V6−>V
3−>V6となり、これをエリア1内で繰り返すことに
なる。
Incidentally, for example, when it is desired to make a transition between the adjacent output voltage vectors V1 and V3, the output voltage vector V4, which is the reverse voltage vector of the output voltage vector V3 after the transition, is output. An output voltage vector V6 that is an inverse voltage vector of the output voltage vector V1 before the transition may be output as the output voltage vector output for a predetermined time between the vectors V1 and V3. In this case, the transition of the output voltage vector is V1->V6-> V
3-> V6, and this is repeated in area 1.

【0050】また、このような出力電圧ベクトルの制御
をおこなった場合、図9に示すように、3相制御信号
(Us、Vs、Ws)によるスイッチング素子のスイッ
チング制御は、 (1)出力電圧ベクトルV1(1、0、0)から出力電
圧ベクトルV4(0、0、1)への変化時に2相同時ス
イッチング (2)出力電圧ベクトルV4(0、0、1)から出力電
圧ベクトルV3(1、1、0)への変化時に3相同時ス
イッチング (3)出力電圧ベクトルV3(1、1、0)から出力電
圧ベクトルV4(0、0、1)への変化時に3相同時ス
イッチング (4)出力電圧ベクトルV4(0、0、1)から出力電
圧ベクトルV1(1、0、0)への変化時に2相同時ス
イッチング というように、必ず2相もしくは3相の同時スイッチン
グが発生する。
When such output voltage vector control is performed, the switching control of the switching element by the three-phase control signals (Us, Vs, Ws) is performed as shown in FIG. Two-phase simultaneous switching when changing from V1 (1, 0, 0) to output voltage vector V4 (0, 0, 1) (2) Output voltage vector V4 (0, 0, 1) to output voltage vector V3 (1, 3-phase simultaneous switching when changing to 1, 0) (3) 3-phase simultaneous switching (4) output when changing from output voltage vector V3 (1, 1, 0) to output voltage vector V4 (0, 0, 1) When the voltage vector V4 (0, 0, 1) changes to the output voltage vector V1 (1, 0, 0), two-phase or three-phase simultaneous switching always occurs, such as two-phase simultaneous switching.

【0051】通常、インバータ回路ではPWM制御を行
う場合には時比率(デューティ比)100%の場合がス
イッチング損失がなくなるため、最も効率が高くなるこ
とが知られている。ところが、これまでの時分割PWM
制御においては、出力波形の整形がPWM時比率の飽和
により制御不可能にならないように、1サンプリング以
内にエリアをはさむどちらかのベクトルを出力するよう
に制御されている。このため、時比率100%制御は考
慮に入れられていない。また、交流出力波形の整形制御
を無視し、時比率飽和を可能にする制御を行うことも可
能であるが、その時比率飽和させる処理を行うために制
御CPU5の処理時間が長くなり、サンプリング時間の
増大が考えられ、また、PWM周波数が可聴領域に入る
可能性がある。従って、この問題を解決するため、制御
CPU5は、更に時分割によるPWM出力を改良し、効
率向上およびサンプリング時間Tsの増大を行わない制
御を行うことが好ましい。
It is generally known that in the inverter circuit, when PWM control is performed, the efficiency is highest when the duty ratio is 100% because the switching loss is eliminated. However, the conventional time-division PWM
In the control, the output waveform is controlled to output one of the vectors sandwiching the area within one sampling so that the shaping of the output waveform does not become uncontrollable due to the saturation of the PWM duty ratio. For this reason, 100% duty ratio control is not taken into consideration. Further, it is possible to ignore the shaping control of the AC output waveform and perform the control for enabling the time ratio saturation, but the processing time of the control CPU 5 becomes long because of the process for the time ratio saturation, and the sampling time An increase is possible and the PWM frequency may be in the audible range. Therefore, in order to solve this problem, it is preferable that the control CPU 5 further improve the PWM output by time division so as to perform control without increasing efficiency and increasing the sampling time Ts.

【0052】以下、この制御CPU5のサンプリング時
間Tsの増大を抑制する出力電圧ベクトルの制御方法
を、図10を用いて具体的に説明する。図10(a)
は、図16で示した従来の時分割PWM制御の空間ベク
トルで表されたエリア1〜エリア6の6個の領域を、新
しい制御方法に合わせて定義し直した領域を示してお
り、新しい領域は、従来の領域に対して、従来の空間ベ
クトルの始点からモータの回転方向に所定角φだけ進め
た点を始点とする領域としている。また、図10(b)
は、進角領域における出力電圧ベクトルの制御方法を示
した図であって、制御CPU5は、例えばモータの回転
角θが、上述の所定角φだけ進めた点を始点とする新し
い領域のエリア1’にある場合、モータの回転角θが、
新しい領域エリア1’にある間中、この新しい領域のエ
リア1’に存在する出力電圧ベクトルV3を継続して出
力し続ける。
Hereinafter, a method of controlling the output voltage vector for suppressing the increase of the sampling time Ts of the control CPU 5 will be specifically described with reference to FIG. Figure 10 (a)
Shows a region in which the six regions of area 1 to area 6 represented by the space vector of the conventional time division PWM control shown in FIG. 16 are redefined in accordance with the new control method. Is an area starting from a point which is advanced by a predetermined angle φ in the rotation direction of the motor from the conventional space vector starting point. In addition, FIG.
FIG. 4 is a diagram showing a method of controlling the output voltage vector in the advance angle region, in which the control CPU 5 starts the area 1 of a new region starting from the point where the rotation angle θ of the motor is advanced by the above-mentioned predetermined angle φ. ', The rotation angle θ of the motor is
While in the new area area 1 ', the output voltage vector V3 existing in the new area area 1'is continuously output.

【0053】このような制御を、前述の図8に示した、
本実施の形態のインバータ回路において、空間ベクトル
による時分割PWM制御を行う際に制約を受ける3相制
御信号(出力電圧ベクトル)の制御条件を解決する制御
と合わせて行う場合の例を、図11と図12に示す。
Such control is shown in FIG.
FIG. 11 shows an example of the case where the inverter circuit of this embodiment is combined with the control for solving the control condition of the three-phase control signal (output voltage vector) which is restricted when performing the time division PWM control by the space vector. And shown in FIG.

【0054】図11は、例えばモータの回転角θが、新
しい領域のエリア6’からエリア1’へ移動する際に、
エリア6’とエリア1’との境界から所定の時間前の時
刻t06において、それまで出力していたエリア6’に
おける出力電圧ベクトルV1から、次のエリア1’にお
ける出力電圧ベクトルV3の逆電圧ベクトルV4へ遷移
し、出力電圧ベクトルV4を所定の時間出力した後、エ
リア6’とエリア1’との境界である時刻t07におい
て、次のエリア1’における出力電圧ベクトルV3へ遷
移する。
FIG. 11 shows that, for example, when the rotation angle θ of the motor moves from the area 6'of a new area to the area 1 ',
At time t06, which is a predetermined time before the boundary between the area 6'and the area 1 ', the output voltage vector V1 in the area 6'which has been output until then is the reverse voltage vector of the output voltage vector V3 in the next area 1'. After transitioning to V4 and outputting the output voltage vector V4 for a predetermined time, at time t07 which is the boundary between the area 6 ′ and the area 1 ′, the transition is made to the output voltage vector V3 in the next area 1 ′.

【0055】すなわち、図11に示すような制御では、
出力電圧ベクトルの切替え時に、切替え前の出力電圧ベ
クトルV1と角度がπ[rad]異なる逆電圧ベクトル
V6を所定の時間出力し、その後に切替え後の出力電圧
ベクトルV3を出力するような制御において、新しい領
域の切替え時点から所定時間前の、切替え前の出力電圧
ベクトルV1出力中に逆電圧ベクトルV6の出力を制御
するようになっている。なお、上述の出力電圧ベクトル
の遷移はV1−>V4−>V3であったが、出力電圧ベ
クトルV1とV3の間に、出力電圧V1の逆電圧ベクト
ルV6を出力しても良い。
That is, in the control as shown in FIG.
In the control such that when the output voltage vector is switched, the reverse voltage vector V6 whose angle is π [rad] different from the output voltage vector V1 before switching is output for a predetermined time, and then the output voltage vector V3 after switching is output. The output of the reverse voltage vector V6 is controlled during the output voltage vector V1 before switching, which is a predetermined time before the switching of the new region. Although the above-mentioned transition of the output voltage vector is V1->V4-> V3, the inverse voltage vector V6 of the output voltage V1 may be output between the output voltage vectors V1 and V3.

【0056】図12は、例えばモータの回転角θが、新
しい領域のエリア6’からエリア1’へ移動する際に、
エリア6’とエリア1’との境界の時刻t09におい
て、それまで出力していたエリア6’における出力電圧
ベクトルV1から、次のエリア1’における出力電圧ベ
クトルV3の逆電圧ベクトルV4へ遷移し、出力電圧ベ
クトルV4を所定の時間出力した後、時刻t10におい
て、次のエリア1’における出力電圧ベクトルV3へ遷
移する。
FIG. 12 shows that, for example, when the rotation angle θ of the motor moves from the area 6'of a new area to the area 1 ',
At time t09 at the boundary between the area 6 ′ and the area 1 ′, the output voltage vector V1 in the area 6 ′ that has been output until then transits to the reverse voltage vector V4 of the output voltage vector V3 in the next area 1 ′, After outputting the output voltage vector V4 for a predetermined time, at time t10, the output voltage vector V4 transits to the output voltage vector V3 in the next area 1 ′.

【0057】すなわち、図12に示すような制御では、
出力電圧ベクトルの切替え時に、切替え後の出力電圧ベ
クトルV3と角度がπ[rad]異なる逆電圧ベクトル
を所定の時間出力し、その後に切替え後の出力電圧ベク
トルを出力するような制御において、新しい領域の切替
え時点から所定時間だけ逆電圧ベクトルを出力するよう
になっている。なお、上述の出力電圧ベクトルの遷移も
V1−>V4−>V3であったが、出力電圧ベクトルV
1とV3の間に、出力電圧V1の逆電圧ベクトルV6を
出力しても良い。なお、上記進角領域の所定角φは、通
常運転では、例えば、25°〜35°とし、所定角φを
例えば、15°程度にすると弱め界磁制御となり、所定
角φを例えば、45°程度にすると遅角通電制御とな
る。
That is, in the control shown in FIG.
When the output voltage vector is switched, a new region is output in the control in which an inverse voltage vector whose angle is π [rad] different from the output voltage vector V3 after switching is output for a predetermined time, and then the output voltage vector after switching is output. The reverse voltage vector is output only for a predetermined time from the switching point of. The transition of the output voltage vector described above was also V1->V4-> V3, but the output voltage vector V
The reverse voltage vector V6 of the output voltage V1 may be output between 1 and V3. The predetermined angle φ of the advance angle region is, for example, 25 ° to 35 ° in normal operation. When the predetermined angle φ is, for example, about 15 °, field weakening control is performed, and the predetermined angle φ is, for example, about 45 °. Then, the retard angle energization control is performed.

【0058】上述した新しい領域のエリアに存在する出
力電圧ベクトルを継続して出力し続けることにより効率
向上およびサンプリング時間Tsの増大を行わないよう
にした進角領域を用いた制御は、モータの回転数が所定
の回転数以上で、進角領域制御による出力電圧ベクトル
の制御を行うようにすると良い。このように、モータの
回転数が所定回転数以上でモータ回転動作が安定する状
態に移行してから上述の進角領域による制御を行うこと
で、より安定かつ効率良くモータを回転させることがで
きる。
The control using the advance angle region in which the efficiency is not improved and the sampling time Ts is not increased by continuously outputting the output voltage vector existing in the area of the above-mentioned new region is the rotation of the motor. It is advisable to control the output voltage vector by the advance angle region control when the number of revolutions is equal to or higher than a predetermined value. In this way, the motor can be rotated more stably and efficiently by performing the control in the advance angle region after the motor rotation operation is stable when the rotation speed of the motor is equal to or higher than the predetermined rotation speed. .

【0059】以上説明した、本実施の形態のインバータ
制御装置では、3相の各相を切替える切替えタイミング
時の逆電圧ベクトル出力時間を制御することで、負荷と
してかご形回転子を有する誘導電動機或いは永久磁石回
転子を有する直流ブラシレスモータのような発電可能な
モータを駆動する際に、モータでの回生エネルギーを制
御することが可能であり、これにより蓄電装置への充電
を制御することができる。図13(a)は、モータ駆動
時の3相のモータ電流を、図13(b)は、モータ駆動
時の電源電流を、図13(c)は、モータ駆動時の駆動
信号の状態を、それぞれ示し、図13(b)によれば、
電源電流は、プラス方向(電源からモータ)へ流れてお
り、モータが駆動されていることがわかる。
In the above-described inverter control device of the present embodiment, by controlling the reverse voltage vector output time at the switching timing for switching each of the three phases, an induction motor having a squirrel-cage rotor as a load or When driving a motor capable of generating electricity, such as a DC brushless motor having a permanent magnet rotor, it is possible to control regenerative energy in the motor, and thereby control charging of the power storage device. 13A shows the three-phase motor current during motor driving, FIG. 13B shows the power supply current during motor driving, and FIG. 13C shows the state of the driving signal during motor driving. Each is shown, and according to FIG. 13 (b),
It can be seen that the power supply current is flowing in the positive direction (from the power supply to the motor) and the motor is being driven.

【0060】また、図14(a)は、回生(蓄電装置充
電)時の3相のモータ電流を、図14(b)は、回生時
の電源電流を、図14(c)は、回生時の駆動信号の状
態を、それぞれ示し、図14(b)によれば、電源電流
は、マイナス方向(モータから電源)へ流れており、蓄
電装置が充電されていることがわかる。また、図13
(c)と図14(c)との比較により、特に非ゼロベク
トルの組み合わせにより表現された逆電圧ベクトルの出
力時間を、モータ駆動時より回生時の方を長くすること
で、回生エネルギーが発生することがわかる。すなわ
ち、本実施の形態のインバータ回路において、空間ベク
トルによる時分割PWM制御を行う際に、ゼロベクトル
を出力できない、あるいは、連続して隣り合うベクトル
を出力できないという制約を受ける3相制御信号(出力
電圧ベクトル)の制御条件を解決するために、非ゼロベ
クトルの組み合わせにより表現されたゼロベクトルを出
力する時に、上述した逆電圧ベクトルの出力時間を制御
するだけで、効率良く回生エネルギーを回収することが
できる。
Further, FIG. 14A shows the three-phase motor current during regeneration (charge of the power storage device), FIG. 14B shows the power supply current during regeneration, and FIG. 14C shows the time during regeneration. 14B respectively show the states of the drive signals of the above, and according to FIG. 14B, the power supply current is flowing in the negative direction (from the motor to the power supply), and the power storage device is being charged. In addition, FIG.
By comparing (c) and FIG. 14 (c), regenerative energy is generated by making the output time of the reverse voltage vector represented by the combination of non-zero vectors longer during regeneration than during motor driving. I understand that That is, in the inverter circuit of the present embodiment, when performing the time-division PWM control by the space vector, the three-phase control signal (output In order to solve the control condition of (voltage vector), when outputting a zero vector represented by a combination of non-zero vectors, it is possible to recover regenerative energy efficiently only by controlling the output time of the reverse voltage vector described above. You can

【0061】従って、本実施の形態に示したインバータ
回路と、インバータ回路を制御するインバータ制御装
置、発電可能なモータと、電源として蓄電装置を用いる
ことで、効率良く電動機の駆動と、蓄電装置の充電を行
いながら走行する、EV(Electric Vehicles)やHE
V(Hybrid Electric Vehicles )等の車両装置を実現
することができる。
Therefore, by using the inverter circuit shown in this embodiment, the inverter control device for controlling the inverter circuit, the motor capable of generating power, and the power storage device as the power source, the electric motor can be efficiently driven and the power storage device can be operated. EVs (Electric Vehicles) and HEs that run while charging
It is possible to realize a vehicle device such as a V (Hybrid Electric Vehicles).

【0062】[0062]

【発明の効果】以上の如く、本発明によれば、従来より
共振用インダクタンスの個数を削減したインバータ回路
を制御する制御装置において、ソフトスイッチング動作
に必ず2相以上の同時スイッチングが生じるために、空
間ベクトルによる時分割PWM制御を行う際に制約を受
ける3相制御信号(出力電圧ベクトル)の、ゼロベクト
ルを出力できない、あるいは、連続して隣り合うベクト
ルを出力できないという制御条件を解決し、隣り合う出
力電圧ベクトルを出力する際に、隣り合うベクトルのど
ちらか一方の逆電圧ベクトルを出力してから隣のベクト
ルへ遷移することで、ゼロベクトルを出力したり、連続
して隣り合うベクトルを出力するのと同等の制御が可能
となる。
As described above, according to the present invention, in a control device for controlling an inverter circuit in which the number of resonance inductances is reduced as compared with the prior art, simultaneous switching of two or more phases always occurs in soft switching operation. Solved the control condition of the three-phase control signal (output voltage vector) that is restricted when performing the time-division PWM control by the space vector, that is, the zero vector cannot be output or the adjacent vector cannot be output continuously. When outputting the matching output voltage vector, output the zero voltage vector or continuously output the adjacent vector by outputting the reverse voltage vector of either one of the adjacent vectors and then transiting to the adjacent vector. It is possible to perform the same control as that performed.

【0063】更に、モータの回転数が安定する回転数以
上で、進角領域において一定の出力電圧ベクトルを出力
し続ける制御を行うことで、常にPWM制御を行った場
合にくらべ、最大出力が増加し、また、スイッチング回
数を大幅に低減することが可能であることから、インバ
ータ回路の効率を向上することができるという効果が得
られる。
Further, the maximum output is increased as compared with the case where the PWM control is always performed by performing the control of continuously outputting the constant output voltage vector in the advance angle region when the rotation number of the motor is stable or more. Moreover, since the number of times of switching can be significantly reduced, the effect of improving the efficiency of the inverter circuit can be obtained.

【0064】また、本実施の形態の制御装置は、3相の
モータの相切り替え時に、隣り合う出力電圧ベクトル、
及びそのどちらかの逆電圧ベクトルを出力する出力時間
の比率を調整することにより、インバータ回路の出力を
調整することが可能である。更に、その逆電圧ベクトル
の出力時間を長くとることにより、回生電流を流すこと
が可能であるという効果が得られる。従って、モータで
走行駆動する電気自動車(EV)やエンジンとモータを
併用して走行駆動するハイブリッド自動車(HEV)
等、モータを用いて走行駆動を行う車両装置に、本実施
の形態のインバータ回路、及びインバータ制御装置を用
いる場合には、駆動・回生の切り替えがPWM制御の時
比率の調整だけで実現可能である。特にHEVにおいて
は、自動車がクルーズ状態のときに回生も駆動も行わな
い零電力制御を逆電圧ベクトル出力時間の制御だけで実
現することが可能であり、例えば、時比率を50%〜6
0%に調整することで回生も駆動も行わないようにする
ことが可能である。
Further, the control device of the present embodiment, when switching the phases of the three-phase motor,
It is possible to adjust the output of the inverter circuit by adjusting the ratio of the output time for outputting the reverse voltage vector of either of them and the output voltage. Further, by making the output time of the reverse voltage vector long, the effect that the regenerative current can flow can be obtained. Therefore, an electric vehicle (EV) driven by a motor or a hybrid vehicle (HEV) driven by a combination of an engine and a motor
When the inverter circuit and the inverter control device of the present embodiment are used in a vehicle device that uses a motor to drive and drive, switching between driving and regeneration can be realized only by adjusting the PWM control duty ratio. is there. Particularly in the HEV, it is possible to realize the zero power control that does not perform regeneration or driving when the vehicle is in a cruise state only by controlling the reverse voltage vector output time. For example, the duty ratio is 50% to 6%.
By adjusting it to 0%, it is possible to prevent regeneration and driving.

【0065】よって、複雑な制御を行う必要がなくな
り、制御回路の簡素化および低コスト化が可能となると
いう効果が得られる。
Therefore, it is not necessary to perform complicated control, and the control circuit can be simplified and the cost can be reduced.

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

【図1】 本発明の実施の形態を示す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention.

【図2】 同実施の形態のインバータ制御装置の時間に
対する各部分の波形の変化を示す波形図である。
FIG. 2 is a waveform diagram showing changes in the waveform of each portion with respect to time of the inverter control device of the same embodiment.

【図3】 同実施の形態のインバータ回路の各モード毎
の動作を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing an operation in each mode of the inverter circuit according to the same embodiment.

【図4】 同実施の形態のインバータ回路の各モード毎
の動作を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing an operation of each mode of the inverter circuit according to the same embodiment.

【図5】 同実施の形態のインバータ回路の各モード毎
の動作を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing an operation of each mode of the inverter circuit according to the same embodiment.

【図6】 同実施の形態のインバータ回路の各モード毎
の動作を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing an operation in each mode of the inverter circuit according to the same embodiment.

【図7】 同実施の形態のインバータ制御装置の3相制
御信号の状態遷移を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a state transition of a three-phase control signal of the inverter control device of the embodiment.

【図8】 同実施の形態のインバータ制御装置の制御信
号の時間関係を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing a time relationship of control signals of the inverter control device of the embodiment.

【図9】 同実施の形態のインバータ制御装置の制御に
おける、出力電圧ベクトルと各相の状態遷移を示す図で
ある。
FIG. 9 is a diagram showing an output voltage vector and a state transition of each phase in the control of the inverter control device of the embodiment.

【図10】 同実施の形態のインバータ制御装置の新し
い領域を定義した出力電圧ベクトルの新しい制御方法を
示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing a new control method of an output voltage vector defining a new region of the inverter control device of the embodiment.

【図11】 同実施の形態のインバータ制御装置の新し
い制御方法における、出力電圧ベクトルの切替えタイミ
ングの一例を示す図である。
FIG. 11 is a diagram showing an example of output voltage vector switching timing in the new control method for the inverter control device of the embodiment.

【図12】 同実施の形態のインバータ制御装置の新し
い制御方法における、出力電圧ベクトルの切替えタイミ
ングの一例を示す図である。
FIG. 12 is a diagram showing an example of output voltage vector switching timing in the new control method for the inverter control device of the embodiment.

【図13】 同実施の形態のインバータ制御装置におい
て負荷がモータの場合の、駆動時のモータ電流と電源電
流と駆動信号の状態をそれぞれ示す図である。
FIG. 13 is a diagram showing states of a motor current, a power supply current, and a drive signal during driving when a load is a motor in the inverter control device of the embodiment.

【図14】 同実施の形態のインバータ制御装置におい
て負荷がモータの場合の、回生時のモータ電流と電源電
流と駆動信号の状態をそれぞれ示す図である。
FIG. 14 is a diagram showing states of a motor current, a power supply current, and a drive signal at the time of regeneration when the load is a motor in the inverter control device of the embodiment.

【図15】 従来例のソフトスイッチングインバータを
示す回路図である。
FIG. 15 is a circuit diagram showing a conventional soft switching inverter.

【図16】 モータの回転角θに対する3相インバータ
の出力電圧ベクトルを示した図である。
FIG. 16 is a diagram showing an output voltage vector of a three-phase inverter with respect to a rotation angle θ of a motor.

【図17】 従来の空間ベクトルによる時分割PWM制
御の例を示す図である。
FIG. 17 is a diagram showing an example of conventional time division PWM control using a space vector.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 モータ 2A 主スイッチング回路 2B 補助スイッチング回路 2B1 ブリッジ回路 3 直流電源(VB) 4 回転センサ 5 制御CPU 6 駆動信号生成手段 7 共振電流到達判定手段 8 ゼロ電圧検出手段 9 駆動回路 Q1〜Q6 IGBT D1〜D6 転流ダイオード C1〜C6 緩衝用コンデンサ C9 平滑コンデンサ Q7〜Q12 IGBT D7〜D12 保護ダイオード Lr 共振用インダクタンス Vs1〜Vs6 電圧センサ Is1〜Is4 電流センサ 1 motor 2A Main switching circuit 2B auxiliary switching circuit 2B1 bridge circuit 3 DC power supply (VB) 4 Rotation sensor 5 control CPU 6 Drive signal generating means 7 Resonance current arrival determination means 8 Zero voltage detection means 9 drive circuit Q1-Q6 IGBT D1 to D6 commutation diode C1 to C6 buffer capacitors C9 smoothing capacitor Q7-Q12 IGBT D7-D12 protection diode Lr Resonance inductance Vs1 to Vs6 voltage sensor Is1 to Is4 current sensor

フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) B60R 16/02 670 B60R 16/02 670Z H02M 7/48 H02M 7/48 P W 7/72 7/72 H02P 6/06 H02P 6/02 341J Fターム(参考) 5H007 AA00 BB01 BB06 CA01 CB02 CB05 CB09 CC05 CC23 DA06 DB13 DC02 DC05 EA05 5H115 PA12 PG04 PI16 PO17 PU10 PU11 PV09 QI04 RB22 RB26 5H560 AA08 BB04 DC12 DC13 EB01 EB07 EC10 GG04 RR10 SS02 TT15 UA06 XA03 XA04 5H576 AA01 BB02 BB03 CC02 DD02 DD04 DD07 EE09 EE16 GG02 GG04 GG05 HA04 HB02 JJ03 LL01 LL22 LL24 Front page continuation (51) Int.Cl. 7 identification code FI theme code (reference) B60R 16/02 670 B60R 16/02 670Z H02M 7/48 H02M 7/48 P W 7/72 7/72 H02P 6/06 H02P 6/02 341J F term (reference) 5H007 AA00 BB01 BB06 CA01 CB02 CB05 CB09 CC05 CC23 DA06 DB13 DC02 DC05 EA05 5H115 PA12 PG04 PI16 PO17 PU10 PU11 PV09 QI04 RB22 TT02 EB02 RR10 EB02 EC10 RR10 EB02 EC13 RR10 EB02 EC13 RR10 EB02 EC10 RR10 EB02 RR10 EB02 EC13 RR01 XA04 5H576 AA01 BB02 BB03 CC02 DD02 DD04 DD07 EE09 EE16 GG02 GG04 GG05 HA04 HB02 JJ03 LL01 LL22 LL24

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 3相ブリッジ接続された6個の主スイッ
チング素子と、 スイッチング制御により導通または遮断される前記主ス
イッチング素子の2端子間にそれぞれ並列に接続された
6個の転流ダイオード、及び6個の緩衝用コンデンサ
と、 電源の両端に2個ずつ直列に接続された、3相ブリッジ
の各相を構成する3組の前記主スイッチング素子同士の
各接続点を、3相モータを接続するための3相出力端子
とし、3相ブリッジ接続した3組の補助スイッチング素
子同士の各接続点を、前記3相出力端子にそれぞれ接続
する、単一方向に電流を通過させる6個の前記補助スイ
ッチング素子からなるブリッジ回路と、 前記ブリッジ回路の3組の補助スイッチング素子同士の
接続点の反対側に接続された共振用のインダクタンス
と、 を具備するインバータ回路を制御する共振形インバータ
制御装置であって、 前記インバータ回路のスイッチング制御のパターンに応
じてπ/3[rad]ずつ角度が異なる、スイッチング
制御のパターンに応じた3相制御信号で表される6個の
出力電圧ベクトルを切替えて出力する3相制御手段を有
し、 該3相制御手段は、 前記出力電圧ベクトルの切替え時に、切替え前または切
替え後の出力電圧ベクトルとπ[rad]角度が異なる
逆電圧ベクトルを所定の時間出力し、その後に切替え後
の出力電圧ベクトルを出力することを特徴とする共振形
インバータ制御装置。
1. Six main switching elements connected in a three-phase bridge, and six commutation diodes each connected in parallel between two terminals of the main switching element that are turned on or off by switching control, and A three-phase motor is connected to each of the connection points between the six buffer capacitors and the three sets of the main switching elements forming the respective phases of the three-phase bridge, which are connected in series at two ends of the power source. As the three-phase output terminals for connecting the three connection points of the three pairs of auxiliary switching elements connected in a three-phase bridge to the three-phase output terminals, respectively, and six auxiliary switching elements for passing a current in a single direction. A bridge circuit composed of elements; and a resonance inductance connected to the opposite side of the connection point between the three sets of auxiliary switching elements of the bridge circuit. A resonance type inverter control device for controlling an inverter circuit, which is represented by a three-phase control signal according to a switching control pattern, the angle of which differs by π / 3 [rad] according to the switching control pattern of the inverter circuit. And a three-phase control means for switching and outputting six output voltage vectors, the three-phase control means, when the output voltage vector is switched, the output voltage vector before or after the switching and the π [rad] angle. A reverse-type inverter control device which outputs different reverse voltage vectors for a predetermined time and then outputs the output voltage vector after switching.
【請求項2】 3相ブリッジ接続された6個の主スイッ
チング素子と、 スイッチング制御により導通または遮断される前記主ス
イッチング素子の2端子間にそれぞれ並列に接続された
6個の転流ダイオード、及び6個の緩衝用コンデンサ
と、 電源の両端に2個ずつ直列に接続された、3相ブリッジ
の各相を構成する3組の前記主スイッチング素子同士の
各接続点を、3相モータを接続するための3相出力端子
とし、3相ブリッジ接続した3組の補助スイッチング素
子同士の各接続点を、前記3相出力端子にそれぞれ接続
する、単一方向に電流を通過させる6個の前記補助スイ
ッチング素子からなるブリッジ回路と、 前記ブリッジ回路の3組の補助スイッチング素子同士の
接続点の反対側に接続された共振用のインダクタンス
と、 を具備するインバータ回路を制御する共振形インバータ
制御装置であって、 前記インバータ回路のスイッチング制御のパターンに応
じてπ/3[rad]ずつ角度が異なる、スイッチング
制御のパターンに応じた3相制御信号で表される6個の
出力電圧ベクトルを切替えて出力する3相制御手段を有
し、該3相制御手段は、 前記出力電圧ベクトルで表された6個の領域に対して、
該領域の始点から前記モータの回転方向に所定角だけ進
めた点を始点とする進角領域を定義し、各進角領域に最
適な単一の出力電圧ベクトルを割り当て、 前記モータの回転角が前記進角領域内のいずれかに存在
する間、該進角領域に割り当てた出力電圧ベクトルを継
続して出力し、前記進角領域の切替え時に所定時間、前
記出力電圧ベクトルの出力を停止して、その停止期間中
に切替え前または切替え後の出力電圧ベクトルとπ[r
ad]角度が異なる逆電圧ベクトルを出力することを特
徴とする共振形インバータ制御装置。
2. Six main switching elements connected in a three-phase bridge, and six commutation diodes each connected in parallel between two terminals of the main switching element, which are turned on or off by switching control, A three-phase motor is connected to each of the connection points between the six buffer capacitors and the three sets of the main switching elements forming the respective phases of the three-phase bridge, which are connected in series at two ends of the power source. As the three-phase output terminals for connecting the three connection points of the three pairs of auxiliary switching elements connected in a three-phase bridge to the three-phase output terminals, respectively, and six auxiliary switching elements for passing a current in a single direction. A bridge circuit composed of elements; and a resonance inductance connected to the opposite side of the connection point between the three sets of auxiliary switching elements of the bridge circuit. A resonance type inverter control device for controlling an inverter circuit, which is represented by a three-phase control signal according to a switching control pattern, the angle of which differs by π / 3 [rad] according to the switching control pattern of the inverter circuit. A three-phase control means for switching and outputting six output voltage vectors, and the three-phase control means, for the six regions represented by the output voltage vector,
The advance angle region starting from a point advanced by a predetermined angle in the rotation direction of the motor from the start point of the region is defined, and an optimum single output voltage vector is assigned to each advance angle region, and the rotation angle of the motor is While present in any of the advance regions, the output voltage vector assigned to the advance region is continuously output, and the output of the output voltage vector is stopped for a predetermined time when the advance region is switched. , And the output voltage vector before or after switching and π [r
ad] A resonance type inverter controller characterized by outputting reverse voltage vectors having different angles.
【請求項3】 前記3相制御手段は、 前記進角領域の切替え時点から所定時間前に、前記出力
電圧ベクトルの出力を停止し、該停止時点から前記進角
領域の切替え時点までの間、前記逆電圧ベクトルを出力
することを特徴とする請求項2に記載の共振形インバー
タ制御装置。
3. The three-phase control means stops the output of the output voltage vector at a predetermined time before the switching time point of the advance angle region, and from the stop time point to the switching time point of the advance angle region, The resonant inverter control device according to claim 2, wherein the reverse voltage vector is output.
【請求項4】 前記3相制御手段は、 前記進角領域の切替え時点で、前記出力電圧ベクトルの
出力を停止し、該切替え時点から所定時間だけ前記逆電
圧ベクトルを出力し、該所定時間後に次の進角領域の出
力電圧ベクトルを出力することを特徴とする請求項2に
記載の共振形インバータ制御装置。
4. The three-phase control means stops the output of the output voltage vector at the switching time point of the advance angle region, outputs the reverse voltage vector for a predetermined time from the switching time point, and after the predetermined time period. The resonance type inverter control device according to claim 2, which outputs an output voltage vector in the next advanced angle region.
【請求項5】 前記所定時間は、 前記補助スイッチング素子の1回あたりのスイッチング
動作の開始から終了までの時間以上とすることを特徴と
する請求項3、または請求項4に記載の共振形インバー
タ制御装置。
5. The resonant inverter according to claim 3, wherein the predetermined time is equal to or longer than a time from the start to the end of one switching operation of the auxiliary switching element. Control device.
【請求項6】 前記3相制御手段は、 前記モータの回転数が所定の回転数以上で、前記進角領
域による出力電圧ベクトルの制御を行うことを特徴とす
る請求項2から請求項5のいずれかに記載の共振形イン
バータ制御装置。
6. The method according to claim 2, wherein the three-phase control means controls the output voltage vector in the advance region when the rotation speed of the motor is a predetermined rotation speed or more. The resonant inverter control device according to any one of claims.
【請求項7】 車両の駆動軸を駆動する電動機に、電気
エネルギーを供給する蓄電装置と、 前記蓄電装置から前記電動機へ供給される前記電気エネ
ルギーの供給量を調整するインバータと、 を備えた車両装置において、 前記インバータは、 3相ブリッジ接続された6個の主スイッチング素子と、
スイッチング制御により導通または遮断される前記主ス
イッチング素子の2端子間にそれぞれ並列に接続された
6個の転流ダイオード、及び6個の緩衝用コンデンサ
と、電源の両端に2個ずつ直列に接続された、3相ブリ
ッジの各相を構成する3組の前記主スイッチング素子同
士の各接続点を、3相モータを接続するための3相出力
端子とし、3相ブリッジ接続した3組の補助スイッチン
グ素子同士の各接続点を、前記3相出力端子にそれぞれ
接続する、単一方向に電流を通過させる6個の前記補助
スイッチング素子からなるブリッジ回路と、前記ブリッ
ジ回路の3組の補助スイッチング素子同士の接続点の反
対側に接続された共振用のインダクタンスと、 を具備するインバータ回路と、 前記インバータ回路のスイッチング制御のパターンに応
じてπ/3[rad]ずつ角度が異なる、スイッチング
制御のパターンに応じた3相制御信号で表される6個の
出力電圧ベクトルを切替えて出力する3相制御手段を有
し、前記3相制御手段は、前記出力電圧ベクトルで表さ
れた6個の領域に対して、該領域の始点から前記モータ
の回転方向に所定角だけ進めた点を始点とする進角領域
を定義し、各進角領域に最適な単一の出力電圧ベクトル
を割り当て、前記モータの回転角が前記進角領域内のい
ずれかに存在する間、該進角領域に割り当てた出力電圧
ベクトルを継続して出力し、前記モータの回転に合わせ
て、前記回転角が他の前記進角領域へ移動した場合、移
動した先の前記進角領域に割り当てられた出力電圧ベク
トルに切替え、前記出力電圧ベクトルの切替え時に、切
替え前の出力電圧ベクトルと角度がπ[rad]異なる
逆電圧ベクトルか、切替え後の出力電圧ベクトルと角度
がπ[rad]異なる逆電圧ベクトルのいずれかの逆電
圧ベクトルを所定の時間出力し、その後に切替え後の出
力電圧ベクトルを出力するインバータ制御装置と、 から構成され、 該インバータは、前記逆電圧ベクトルの出力時に前記電
動機から生じる回生エネルギーを前記蓄電装置に充電す
ることを特徴とする車両装置。
7. A vehicle comprising: a power storage device that supplies electric energy to an electric motor that drives a drive shaft of the vehicle; and an inverter that adjusts a supply amount of the electric energy supplied from the power storage device to the electric motor. In the device, the inverter includes six main switching elements connected in a three-phase bridge,
Six commutation diodes and six buffer capacitors connected in parallel between the two terminals of the main switching element, which are turned on or off by switching control, and two buffer capacitors connected in series at both ends of the power source. In addition, the connection points between the three sets of main switching elements forming each phase of the three-phase bridge are used as three-phase output terminals for connecting the three-phase motor, and three sets of three-phase bridge-connected auxiliary switching elements A bridge circuit consisting of six auxiliary switching elements that pass a current in a single direction and that connect the respective connection points to each other to the three-phase output terminals; and three sets of auxiliary switching elements of the bridge circuit. An inverter circuit having a resonance inductance connected to the opposite side of the connection point, and a switching control pattern of the inverter circuit. The three-phase control means for switching and outputting six output voltage vectors represented by three-phase control signals corresponding to the switching control pattern, the angles of which differ by π / 3 [rad]. The control means defines, for each of the six areas represented by the output voltage vector, an advance area having a start point that is a point advanced by a predetermined angle in the rotation direction of the motor from the start point of the area, and each advance area. An optimal single output voltage vector is assigned to the angle region, and while the rotation angle of the motor exists in any of the advance regions, the output voltage vector assigned to the advance region is continuously output. When the rotation angle moves to another advance angle region in accordance with the rotation of the motor, the output voltage vector is switched to the output voltage vector assigned to the advance angle region to which the motor has moved, and the output voltage vector is switched when the output voltage vector is switched. Previous output power A reverse voltage vector whose vector and angle are different by π [rad], or an output voltage vector after switching and a reverse voltage vector whose angle is different by π [rad] are output for a predetermined time and then after switching. An inverter control device that outputs an output voltage vector, wherein the inverter charges the power storage device with regenerative energy generated from the electric motor when the reverse voltage vector is output.
【請求項8】 前記インバータは、 前記電動機から生じる回生エネルギーを前記蓄電装置に
充電する時の前記逆電圧ベクトルを、前記電動機の駆動
時の前記逆電圧ベクトルよりも長い時間出力することを
特徴とする請求項7に記載の車両装置。
8. The inverter outputs the reverse voltage vector when charging the power storage device with regenerative energy generated from the electric motor, for a longer time than the reverse voltage vector when driving the electric motor. The vehicle device according to claim 7.
JP2001201049A 2001-05-30 2001-07-02 Resonant inverter controller, and vehicle device using inverter Withdrawn JP2003052190A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001201049A JP2003052190A (en) 2001-05-30 2001-07-02 Resonant inverter controller, and vehicle device using inverter

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001-162836 2001-05-30
JP2001162836 2001-05-30
JP2001201049A JP2003052190A (en) 2001-05-30 2001-07-02 Resonant inverter controller, and vehicle device using inverter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2003052190A true JP2003052190A (en) 2003-02-21

Family

ID=26615990

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001201049A Withdrawn JP2003052190A (en) 2001-05-30 2001-07-02 Resonant inverter controller, and vehicle device using inverter

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2003052190A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111193451A (en) * 2019-09-09 2020-05-22 格至控智能动力科技(上海)有限公司 Method for judging starting time and position of three-phase motor
CN114056131A (en) * 2020-08-05 2022-02-18 比亚迪股份有限公司 Charge-discharge control method, vehicle-mounted charging system and vehicle

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111193451A (en) * 2019-09-09 2020-05-22 格至控智能动力科技(上海)有限公司 Method for judging starting time and position of three-phase motor
CN114056131A (en) * 2020-08-05 2022-02-18 比亚迪股份有限公司 Charge-discharge control method, vehicle-mounted charging system and vehicle
CN114056131B (en) * 2020-08-05 2023-05-05 比亚迪股份有限公司 Charging and discharging control method, vehicle-mounted charging system and vehicle

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6577087B2 (en) Multilevel DC link inverter
US6069809A (en) Resonant inverter apparatus
US6570780B2 (en) Resonant inverter control system
Su et al. Multilevel DC link inverter for brushless permanent magnet motors with very low inductance
KR100991923B1 (en) Passive converter for driver of Switched Reluctance Motor
EP2566034A1 (en) Switching circuit
WO2017219706A1 (en) Drive system and drive method for electric vehicle
US8390241B2 (en) Motor drive based on III-nitride devices
JP2006149153A (en) Controller for motor
JP2010081786A (en) Power switching circuit
CN112997398B (en) Driving device for rotary electric machine
JP6201867B2 (en) Inverter control device
CN105474530A (en) Method of controlling brushless permanent-magnet motor
US20150097505A1 (en) Current source inverter device
CN103236813A (en) Control system of permanent magnet brushless direct current motor
CN104079227A (en) Motor system with common-mode interference reduction capacity
US6528964B2 (en) Method and system of reducing turn-off loss and noise in a switched reluctance motor drive
JP4300209B2 (en) Inverter device
JP2001045740A (en) Drive circuit of power semiconductor element
JP2003052190A (en) Resonant inverter controller, and vehicle device using inverter
JP7386192B2 (en) power converter
JP2003018876A (en) Resonance inverter
JP2010166681A (en) Ac machine controller
JP2005065460A (en) Vehicular dynamotor control device
JP4097998B2 (en) Resonant type inverter

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20080902