JP2003274692A - Ａｃモータ制御用のインバータ装置 - Google Patents

Ａｃモータ制御用のインバータ装置

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JP2003274692A JP2002070031A JP2002070031A JP2003274692A JP 2003274692 A JP2003274692 A JP 2003274692A JP 2002070031 A JP2002070031 A JP 2002070031A JP 2002070031 A JP2002070031 A JP 2002070031A JP 2003274692 A JP2003274692 A JP 2003274692A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 インバータ装置運転時やインバータ装置交換
時のゲインアンバランス調整の必要を無くしたＡＣモー
タ制御用のインバータ装置を提供する。 【解決手段】 インバータ装置１０に２相以上の各相の
電流検出を行なうための電流検出器４ｒ，４ｓ、Ａ／Ｄ
変換器５ｒ，５ｓを組み込み一体化する。ＥＥＰＲＯＭ
７にゲインアンバランスを補正するための補正値を格納
する。該補正値をＲ相の検出電流値に乗じてゲインアン
バランスを補正し、Ｒ相、Ｓ相の電流フィードバックゲ
インを同じにする。インバータ装置に電流検出手段（４
ｒ，４ｓ、５ｒ，５ｓ）が組み込まれているから、すで
にゲインアンバランスは確定しており、この情報がＥＥ
ＰＲＯＭ７に格納されているから、モータにこのインバ
ータを組み付けたとき直ちにインバータ運転ができ、組
み付け現場でゲインアンバランス調整を必要とせず現場
作業が容易となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】ＡＣモータの制御に使用され
るインバータ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＡＣモータを駆動するインバータ装置
は、該インバータ装置からＡＣモータに出力される各相
の電流を検出しフィードバックし、電流のフィードバッ
ク制御を行っている。例えば、三相ＡＣモータに取り付
けられるインバータ装置においては２相の各電流を検出
する電流検出器を設け、各相の電流のフィードバック制
御を行っている。
【０００３】この場合、電流検出器のゲインに差がある
とトルクリップルが発生し、ＡＣモータの回転むらが生
じる。この不具合を避けるために、従来は、インバータ
装置運転前ないし運転中に、インバータ装置の電流検出
器の検出値やモータの速度・位置・トルク情報から、イ
ンバータ装置毎に手動もしくは自動によるゲインアンバ
ランスの調整を行っていた。例えば、特開平６−１２１
５６９号公報参照。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来技術では、インバ
ータ装置の電流検出器のゲインアンバランスを補正する
ために、インバータ装置運転前ないし運転中に、モータ
を回転させたり、インバータ装置の出力電流を流す等の
処理が必要であった。また、インバータ装置を交換し、
該インバータをモータや電流検出器に接続したとき、再
度同じ調整を行う必要があった。
【０００５】そこで、本発明は、従来技術の問題点を改
善し、インバータ装置運転時における調整、もしくはイ
ンバータ装置のモータへの組み付け時、またはインバー
タ装置交換時のゲインアンバランス再調整の必要を無く
したインバータ装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、ＡＣモータ制
御用のインバータ装置に２相以上の各相の電流検出を行
なうための各電流検出手段と、前記各電流検出手段のゲ
インアンバランスを補正するための補正情報を記憶する
記憶手段と、前記モータの駆動時に前記記憶手段に記憶
した前記補正情報に基づき前記ゲインアンバランスを補
正する手段とを設けることによって、インバータ装置運
転時における調整、インバータ装置のモータへの組み付
け交換時のゲインアンバランス調整の必要をなくした。
そして、このゲインアンバランスを補正するための補正
情報は、各電流検出手段がインバータ装置に組み付けら
れ、各電流検出手段からインバータ装置の電流制御回路
にフィードバックされるフィードバック値に基づいて求
めて、前記記憶手段に格納するようにする。また、この
補正情報は、２相以上の電流検出手段のゲインの比率又
はゲイン自体とするか、さらには、２相出力に同じ電流
が流れる状態で２パターン以上の出力電流を流し、この
時得られる各相の電流検出回路の出力値の差分の比率と
する。
【０００７】
【発明の実施の形態】図１は本発明のＡＣモータ制御用
に使用されるインバータ装置の一実施形態のブロック図
である。本実施形態のインバータ装置１０は、図１に示
すように、トランジスタ等のスイッチング素子とダイオ
ード等からなるインバータ自体を構成するブリッジ回路
１と、該ブリッジ回路１を駆動制御するＰＷＭ指令を作
成するＰＷＭ指令発生部２、上位制御装置からの電流指
令（トルク指令）と電流フィードバック値により電流の
フィードバック制御を行いＰＷＭ指令発生部２へ指令信
号を出力する電流制御回路３、電流検出器４ｒ，４ｓ
（この実施形態ではＲ相とＳ相の電流を検出するように
している）、Ａ／Ｄ変換器５ｒ，５ｓ、乗算器６、ＥＥ
ＰＲＯＭ７で構成されている。
【０００８】本発明においては、この図１に示すよう
に、インバータ装置１０内に電流検出器４ｒ，４ｓ及び
Ａ／Ｄ変換器５ｒ，５ｓの電流検出手段がすでに組み込
まれて構成されていること、乗算器６、ＥＥＰＲＯＭ７
を備える点に特徴を有する。
【０００９】インバータ装置１０の出力、すなわちブリ
ッジ回路１のＲ相，Ｓ相，Ｔ相の出力はＡＣモータに接
続され、上位制御装置からの電流指令（トルク指令）と
電流検出器電流４ｒ，４ｓで検出されＡ／Ｄ変換器５
ｒ，５ｓにディジタル信号に変換された電流フィードバ
ック値により電流制御回路３が電流のフィードバック制
御を行いＰＷＭ指令発生部２へ指令信号を出力し、この
指令信号によりＰＷＭ指令発生部２は、ブリッジ回路１
のスイッチング素子をオン／オフさせるＰＷＭ指令を出
力し、ブリッジ回路１を制御する。
【００１０】２つの電流検出手段のゲイン（電流検出器
のゲインとＡ／Ｄ変換器のゲインをも含めて電流検出手
段のゲインという）が同一であれば問題はないが、通常
は異なるので、このゲインアンバランスを調整するため
に乗算器６、ＥＥＰＲＯＭ７が設けられている。これら
の手段でＲ相、Ｓ相の電流検出手段のゲイン（電流帰還
のゲイン）が同一となるように調整されている。この実
施形態ではＲ相の電流帰還信号にＥＥＰＲＯＭ７に格納
された補正値Ｈが乗じられて、Ｒ相の電流検出手段（４
ｒ，５ｒ）のゲイン（電流帰還のゲインであり、電流検
出器４ｒとＡ／Ｄ変換器５ｒのゲインを含む）がＳ相の
電流検出手段（４ｓ，５ｓ）のゲイン（電流検出器４ｓ
とＡ／Ｄ変換器５ｓのゲインを含む）と等しくなるよう
に調整される。
【００１１】従来は、インバータ装置内にゲインアンバ
ランスを格納するためのＲＯＭが内蔵されていなかっ
た。そのため電流検出器のゲインアンバランス調整は、
モータにインバータ装置及び電流検出器を組み付けた後
にしか行うことができず、インバータ装置を作動させモ
ータ駆動している途中に行うか、モータ駆動前にモータ
の回転をロックしてインバータ装置に電流を流して電流
検出手段のゲインアンバランスを検出して調整してい
た。
【００１２】本発明は、インバータ装置として電流検出
器４ｒ，４ｓさらにはＡ／Ｄ変換器５ｒ，５ｓをも組み
込み一体化していることから、すでに電流検出手段の特
性が決まり、電流検出手段（電流帰還）のゲインアンバ
ランスも確定している。そこで、インバータ装置１０を
構成したとき、この電流検出手段のゲインアンバランス
を測定し、ＥＥＰＲＯＭ７に補正値Ｈを格納することが
できる。
【００１３】その結果、インバータ装置をモータに組み
付ける現場でゲインアンバランスの調整を行う必要がな
く、当然インバータ装置を交換したときもこの調整を行
う必要がないので、モータ制御装置の構築が容易とな
る。
【００１４】図２は、この電流検出手段のゲインアンバ
ランスの測定と、このアンバランスを調整するための補
正値ＨをＥＥＰＲＯＭ７への書き込みの説明図である。
該インバータ装置１０をモータに組み付ける前、すなわ
ちこのインバータ装置１０を構成した時（例えば出荷
時）に、電流検出を行う２相分の出力端子を負荷抵抗２
１で短絡する。この実施形態では、Ｒ相，Ｓ相に電流検
出器４ｒ，４ｓが取り付けられていることから、Ｒ相，
Ｓ相の出力端子に負荷抵抗２１を接続する。また、Ａ／
Ｄ変換器５ｒ，５ｓの出力を演算装置２２に接続する。
このＲ相とＳ相間に直流電流Ｉoを流す。この場合、大
きさと方向を変えて、例えばＩo＝Ａ（Ａ），方向を変
えてＩo＝Ｂ（Ａ）を流す。電流Ａ（Ａ）を流したと
き、電流検出器４ｒで検出された値がＩrd1、電流検出
器４ｓで検出された値がＩsd2であったとする。また、
電流電流Ｂ（Ａ）を流したとき、電流検出器４ｒで検出
された値がＩrd2、電流検出器４ｓで検出された値がＩs
d1であったとする。
【００１５】その結果、図３に示すように、Ｒ相では流
れる電流が−Ｂ（Ａ）からＡ（Ａ）まで変化する間に電
流検出器４ｒで検出される検出値がＩrd2からＩrd1に変
化しているものであるから、電流検出器４ｒのゲインＧ
ｒは図３の点（−Ｂ，Ｉrd2）と点（Ａ，Ｉrd1）を結ぶ
直線の傾きとして求められる。
【００１６】 Ｇｒ＝（Ｉrd1−Ｉrd2）／（Ａ＋Ｂ） …・（１） また、同様に、Ｓ相では流れる電流が−Ｂ（Ａ）からＡ
（Ａ）まで変化する間に電流検出器４ｓで検出される検
出値がＩsd1からＩsd2に変化しているものであるから、
電流検出器４ｓのゲインＧｓは図４の点（−Ｂ，Ｉsd
1）と点（Ａ，Ｉsd2）を結ぶ直線の傾きとして求められ
る。
【００１７】 Ｇｓ＝（Ｉsd1−Ｉsd2）／（Ａ＋Ｂ） …・（２） ゲインアンバランスＧｕｂは上記１式、２式より、次の
３式によって求められる。
【００１８】 Ｇｕｂ＝(Ｇｒ／Ｇｓ)−１＝［(Ｉrd1−Ｉrd2)／(Ｉsd1−Ｉsd2)］−１ …・（３） またこの実施形態においては、Ｒ相の検出電流値に補正
値Ｈを乗じてこのゲインアンバランスを解消させようと
するものであるから、補正値Ｈは、 Ｈ＝１／(Ｇｕｂ＋１) ＝(Ｇｓ／Ｇｒ) ＝１／［(Ｉrd1−Ｉrd2)／(Ｉsd1−Ｉsd2)］ …・（４） となる。
【００１９】そこで、電流検出器４ｒ，４ｓで検出した
Ｉrd1，Ｉrd2，Ｉsd1，Ｉsd2をＡ／Ｄ変換器５ｒ，５ｓ
を介して演算装置２２に入力し上記４式の演算を該演算
装置２２で実行して、補正値Ｈを求めロムライタ２３で
インバータ装置１０内のＥＥＰＲＯＭ７に書き込む。
【００２０】こうして、インバータ装置１０内に２相分
の電流検出手段（電流検出器４ｒ，４ｓ、Ａ／Ｄ変換器
５ｒ，５ｓ）が組み込まれ、かつ、この電流検出手段の
ゲインアンバランスを補正するための情報Ｈが格納さ
れ、ゲインアンバランスを補正できるように一体的に構
成されることになるから、このインバータ装置１０をモ
ータに組み付けたときには直ちにインバータ運転を開始
できるものである。
【００２１】この場合、例えばＳ相に電流Ｉが流れた
時、電流検出器４ｓで検出されＡ／Ｄ変換器５ｓでディ
ジタル信号に変換され、電流制御回路３にフィードバッ
クされる検出電流値Ｉsdは、 Ｉsd＝Ｇｓ・Ｉ となる。
【００２２】同様にＳ相に電流Ｉが流れた時、電流検出
器４ｒで検出されＡ／Ｄ変換器５ｒでディジタル信号に
変換され、さらに乗算器６で補正値Ｈが乗じられ、電流
制御回路３にフィードバックされる検出電流値Ｉrdは、 Ｉrd＝Ｇｒ・Ｉ・Ｈ＝Ｇｒ・Ｉ・(Ｇｓ／Ｇｒ)＝Ｇｓ・
Ｉ となり、Ｒ，Ｓ相の電流検出手段で検出で同じ大きさの
電流を検出したとき、電流制御回路３にフィードバック
される検出電流値は、同じ大きさの検出電流値となり、
ゲインアンバランスは調整されている。
【００２３】なお、上述した、ゲインアンバランスＧｕ
ｂ、補正値Ｈを求める方法として、電流の大きさ、方向
を変えてＡ（Ａ），Ｂ（Ａ）の電流を流し、そのとき検
出される検出電流値に基づいて、ゲインアンバランスＧ
ｕｂ、補正値Ｈを求めたが、これは、電流オフセットを
排除するためのもので、このオフセットがなければ、単
に所定量の電流を流し、検出される検出電流値より各電
流検出手段のゲインを求めてもよい。
【００２４】また、電流検出器４ｒ，４ｓ、Ａ／Ｄ変換
器５ｒ，５ｓの個々のゲインを個別に求めて、ゲインア
ンバランスを求めてもよい。しかし、本発明は、電流検
出器４ｒ，４ｓ、Ａ／Ｄ変換器５ｒ，５ｓ等の電流検出
手段がインバータに組み込まれているものであり、この
組み込まれた状態で、電流制御回路にフィードバックさ
れる検出電流値に基づいて、ゲインアンバランスを求め
ることによって、より正確に電流検出手段をも含めた電
流フィードバックゲインのゲインアンバランスを求める
ことができる。
【００２５】なお、補正値ＨはＥＥＰＲＯＭ７等の書き
換え可能な不揮発性メモリに格納されていることから、
ゲインアンバランスが変わったときには、この補正値Ｈ
を変更することもできる。
【００２６】また電流制御回路３は、通常プロセッサで
構成されこの電流制御をソフトウエアで制御するのが一
般的である。この場合、乗算器６の処理をこの電流制御
回路３のプロセッサでソフトウエア処理するようにす
る。また、ソフトウエア処理であることから、ＥＥＰＲ
ＯＭ７等の書き換え可能な不揮発性メモリに記憶される
情報は、補正値Ｈでも、又は、ゲインアンバランスＧｕ
ｂでも、さらには、各電流検出手段のそれぞれのゲイン
又はそのゲインの比率でもよい。
【００２７】
【発明の効果】本発明は、インバータ装置に２相以上の
電流検出手段が組み込まれ一体化されているので、該イ
ンバータ装置が製造された時点で電流検出手段のゲイン
アンバランスを求めることができ、ゲインアンバランス
を補正するための補正情報を記憶手段に設定格納される
から、該インバータ装置をモータに組み付けたとき、ゲ
インアンバランス調整を行う必要がなく直ちにインバー
タ運転を行うことができる。またインバータ装置を交換
するときもゲインアンバランスの調整は必要がない。よ
って、インバータ装置をモータに組み付ける現場での作
業が容易となる。しかも、記憶手段に格納するゲインア
ンバランスを補正するための補正情報を、電流制御回路
にフィードバックされる電流フィードバック値に基づい
て求めることができ、より正確な情報を得ることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のインバータ装置の一実施形態のブロッ
ク図である。
【図２】同実施形態におけるゲインアンバランスの測定
方法及び補正値の設定方法の説明図である。
【図３】同実施形態におけるゲインアンバランスの測定
方法でのＲ相の検出結果の説明図である。
【図４】同実施形態におけるゲインアンバランスの測定
方法でのＳ相の検出結果の説明図である。
【符号の説明】
４ｒ Ｒ相電流検出器 ４ｓ Ｓ相電流検出器 ６ 乗算器 １０ インバータ装置 ２１ 負荷抵抗
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 堀越 眞一 山梨県南都留郡忍野村忍草字古馬場3580番 地 ファナック株式会社内 (72)発明者 杉山 和之 山梨県南都留郡忍野村忍草字古馬場3580番 地 ファナック株式会社内 Ｆターム(参考） 5H007 AA08 AA12 BB06 CA01 CB02 CB05 DB12 DC02 EA02 5H576 BB04 BB07 DD02 EE11 GG04 HA02 HB02 JJ02 JJ16 JJ17 KK06 LL22

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ＡＣモータ制御用のインバータ装置であ
    って、２相以上の各相の電流検出を行なうための各電流
    検出手段と、前記各電流検出手段のゲインアンバランス
    を補正するための補正情報を記憶する記憶手段と、前記
    モータの駆動時に前記記憶手段に記憶した前記補正情報
    に基づき前記ゲインアンバランスを補正する手段とを備
    えたことを特徴とするＡＣモータ制御用のインバータ装
    置。
  2. 【請求項２】 前記ゲインアンバランスを補正するため
    の補正情報は、各電流検出手段がインバータ装置に組み
    付けられ、各電流検出手段からインバータ装置の電流制
    御回路にフィードバックされるフィードバック値に基づ
    いて求められ、前記記憶手段に格納されている請求項１
    記載のＡＣモータ制御用のインバータ装置。
  3. 【請求項３】 前記ゲインアンバランスを補正するため
    の補正情報は、該インバータ装置をモータに取り付ける
    前に前記記憶手段に格納されていることを特徴とする請
    求項１又は請求項２記載のＡＣモータ制御用のインバー
    タ装置。
  4. 【請求項４】 前記記憶手段に格納されたゲインアンバ
    ランスを補正するための補正情報は、２相以上の電流検
    出手段のゲインの比率である請求項１、請求項２又は請
    求項３記載のＡＣモータ制御用のインバータ装置。
  5. 【請求項５】 前記記憶手段に格納されたゲインアンバ
    ランスを補正するための補正情報は、２相以上の電流検
    出回路のゲインである請求項１、請求項２又は請求項３
    記載のＡＣモータ制御用のインバータ装置。
  6. 【請求項６】 前記記憶手段に格納されたゲインアンバ
    ランスを補正するための補正情報は、前記２相出力に同
    じ電流が流れる状態で２パターン以上の出力電流を流
    し、この時得られる各相の電流検出回路の出力値の差分
    の比率である請求項１、請求項２又は請求項３記載のＡ
    Ｃモータ制御用のインバータ装置。
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