JP2004147433A - インバータ出力電圧補正方法およびその装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】3相電圧不平衡、コンデンサ容量低減などによる直流電圧リプルに起因する出力電圧脈動を十分に抑制する。
【解決手段】前回の直流電圧検出値および今回の直流電圧検出値から波形出力タイミング時の直流電圧検出値を推定する電圧推定部15と、電圧制御量制限部13から出力される電圧制御量Volt#Dutyおよび推定された直流電圧VDCを入力として、予め設定された直流電圧補正係数Kを用いて、所定の補正演算を行う出力電圧補正部16とを有する。
【選択図】 図1
【解決手段】前回の直流電圧検出値および今回の直流電圧検出値から波形出力タイミング時の直流電圧検出値を推定する電圧推定部15と、電圧制御量制限部13から出力される電圧制御量Volt#Dutyおよび推定された直流電圧VDCを入力として、予め設定された直流電圧補正係数Kを用いて、所定の補正演算を行う出力電圧補正部16とを有する。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、インバータ出力電圧の脈動を低減すべくインバータ出力電圧を補正するための方法およびその装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、直流電圧検出部から得られた直流電圧情報を用いてインバータ出力電圧の補正を行い、直流電圧の周期的脈動に起因するインバータ出力電圧の脈動を抑えることが行われていた。
【0003】
図5は従来のインバータ制御装置の構成を示すブロック図であり、ブラシレスDCモータを駆動するためのものである。
【0004】
3相電圧および中性点電圧を入力としてブラシレスDC モータ78の回転子の磁極位置を検出して位置検出信号を出力する位置検出器61と、位置検出信号のレベルを検出するレベル検出器62と、直流部の電圧を検出する直流電圧検出器63と、マイコン64とを有している。なお、レベル検出器62には、後述する最大効率制御部71からの出力信号が供給されている。
【0005】
前記マイコン64は、位置検出信号を入力として、位置検出信号の間隔に対応する周期を測定する周期測定タイマ65と、周期測定タイマ65からの出力タイマ値を入力として周期演算を行う周期演算部66と、周期演算出力を入力として速度を演算する速度演算部67と、速度演算出力と速度指令とを入力として位相制御演算を行う位相制御部68と、位相制御演算出力を入力として位相指令を演算する角度演算部69と、レベル検出器62からの出力を入力としてレベル検出を行うレベル検出部70と、レベル検出部70からの出力を入力として、先行する出力をも考慮して、最大効率制御を行う最大効率制御部71と、最大効率制御部71からの出力を入力として電圧制御演算を行う電圧制御部72と、電圧制御演算出力を入力として所定の限界値に基づく制限処理を行う電圧制御量制限部73と、直流電圧検出器63からの出力を入力として直流電圧VDCを検出する直流電圧検出部74と、電圧制御量制限部73から出力される電圧制御量Volt#Dutyおよび直流電圧VDCを入力として、予め設定された直流電圧補正係数Kを用いて、所定の補正演算を行う出力電圧補正部75と、出力電圧補正部75からの出力を入力として所定の限界値に基づく制限処理を行って電圧指令を出力する出力電圧制限部76と、位相指令および電圧指令を入力としてパルス幅変調制御演算を行ってインバータ79の各トランジスタに対するスイッチング指令を出力するPWM制御部77とを有している。
【0006】
図6は図5のインバータ制御装置の作用を説明するフローチャートである。
【0007】
キャリア割り込み処理毎に、ステップSP1において位相制御部68により電圧位相を算出し、ステップSP2において角度演算部69により出力電圧位相を算出し、ステップSP3において直流電圧検出器63により直流電圧検出処理を行って直流電圧VDCを検出し、ステップSP4において直流電圧検出部74により直流電圧演算処理を行って直流電圧VDCを算出し、ステップSP5において出力電圧補正処理を行って出力電圧指令値Out#Dutyを算出する。即ちOut#Duty=K/VDC*Volt#Dutyの演算によってインバータ出力電圧補正を行っている。そして、ステップSP6において出力電圧指令値Out#Dutyが予め設定された最大値を超過しているか否かを判定し、出力電圧指令値Out#Dutyが予め設定された最大値を超過していなければ、ステップSP7において出力電圧指令値Out#Dutyが予め設定された最小値未満であるか否かを判定する。
【0008】
ステップSP6において出力電圧指令値Out#Dutyが予め設定された最大値を超過していると判定された場合には、ステップSP8において出力電圧指令最大制限処理を行う。
【0009】
ステップSP7において出力電圧指令値Out#Dutyが予め設定された最小値未満であると判定された場合には、ステップSP9において出力電圧指令最小制限処理を行う。
【0010】
ステップSP7において出力電圧指令値Out#Dutyが予め設定された最小値未満でないと判定された場合、ステップSP8の処理が行われた場合、またはステップSP9の処理が行われた場合には、ステップSP10において出力波形の演算、設定処理を行い、そのまま一連の処理を行う。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
上記のインバータ出力電圧補正を行うに当たって、マイコン64の波形出力遅れが存在しないと仮定すれば、3相電圧不平衡、コンデンサ容量低減などに起因する直流電圧リプルを含む直流電圧VDCとリプルを含む出力電圧指令値Out#Dutyとが図7に示すように、互いに逆位相になり、電圧制御量Volt#Dutyにはリプルが含まれない状態になる。
【0012】
しかし、実際には、図8に示すように、マイコン64の波形出力は1サンプル遅れで波形に反映されることになるので、3相電圧不平衡、コンデンサ容量低減などによる直流電圧リプルに起因する出力電圧脈動を十分には抑制することができず、中性点信号およぴインバータ出力電流の脈動が発生してしまう。
【0013】
【発明の目的】
この発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、3相電圧不平衡、コンデンサ容量低減などによる直流電圧リプルに起因する出力電圧脈動を十分に抑制することができるインバータ出力電圧補正方法およびその装置を提供することを目的としている。
【0014】
【課題を解決するための手段】
請求項1のインバータ出力電圧補正方法は、直流電圧を用いて出力電圧指令値を補正し、補正された出力電圧指令値を用いて出力電圧脈動を抑制すべくインバータを制御するに当たって、
少なくとも前回キャリア割込み時と今回キャリア割込み時の直流電圧検出値とから波形出力タイミング時の直流電圧検出値を堆定する方法である。
【0015】
請求項2のインバータ出力電圧補正方法は、今回キャリア割込み時の直流電圧検出値と前回キャリア割込み時の直流電圧検出値との差を今回キャリア割込み時の直流電圧検出値に加算することにより波形出力タイミング時の直流電圧検出値を堆定する方法である。
【0016】
請求項3のインバータ出力電圧補正方法は、今回キャリア割込み時の直流電圧検出値と前回キャリア割込み時の直流電圧検出値との差の限界値を設定しておき、差が限界値を超えたことを条件として差に代えて限界値を採用する方法である。
【0017】
請求項4のインバータ出力電圧補正装置は、直流電圧を用いて出力電圧指令値を補正し、補正された出力電圧指令値を用いて出力電圧脈動を抑制すべくインバータを制御するものであって、
少なくとも前回キャリア割込み時と今回キャリア割込み時の直流電圧検出値とから波形出力タイミング時の直流電圧検出値を堆定する直流電圧検出値推定手段を含むものである。
【0018】
請求項5のインバータ出力電圧補正装置は、直流電圧検出値推定手段として、今回キャリア割込み時の直流電圧検出値と前回キャリア割込み時の直流電圧検出値との差を今回キャリア割込み時の直流電圧検出値に加算することにより波形出力タイミング時の直流電圧検出値を堆定するものを採用するものである。
【0019】
請求項6のインバータ出力電圧補正装置は、直流電圧検出値推定手段として、今回キャリア割込み時の直流電圧検出値と前回キャリア割込み時の直流電圧検出値との差の限界値を設定しておき、差が限界値を超えたことを条件として差に代えて限界値を採用するものを採用するものである。
【0020】
【作用】
請求項1のインバータ出力電圧補正方法であれば、直流電圧を用いて出力電圧指令値を補正し、補正された出力電圧指令値を用いて出力電圧脈動を抑制すべくインバータを制御するに当たって、
少なくとも前回キャリア割込み時と今回キャリア割込み時の直流電圧検出値とから波形出力タイミング時の直流電圧検出値を堆定するのであるから、直流電圧リプル成分によるインバータ出力電圧の脈動を低減することにより、電流脈動を抑制し、負荷の運転エリア拡大、負荷の異常停止回避を達成することができる。
【0021】
請求項2のインバータ出力電圧補正方法であれば、今回キャリア割込み時の直流電圧検出値と前回キャリア割込み時との差を今回キャリア割込み時の直流電圧検出値に加算することにより波形出力タイミング時の直流電圧検出値を堆定するのであるから、簡単な演算で請求項1と同様の作用を達成することができる。
【0022】
請求項3のインバータ出力電圧補正方法であれば、今回キャリア割込み時の直流電圧検出値と前回キャリア割込み時の直流電圧検出値との差の限界値を設定しておき、差が限界値を超えたことを条件として差に代えて限界値を採用するのであるから、瞬時電圧低下などの急激な直流電圧変化に対応できるほか、請求項2と同様の作用を達成することができる。
【0023】
請求項4のインバータ出力電圧補正装置であれば、直流電圧を用いて出力電圧指令値を補正し、補正された出力電圧指令値を用いて出力電圧脈動を抑制すべくインバータを制御するに当たって、
直流電圧検出値推定手段によって、少なくとも前回キャリア割込み時と今回キャリア割込み時の直流電圧検出値とから波形出力タイミング時の直流電圧検出値を堆定ことができる。
【0024】
したがって、直流電圧リプル成分によるインバータ出力電圧の脈動を低減することにより、電流脈動を抑制し、負荷の運転エリア拡大、負荷の異常停止回避を達成することができる。
【0025】
請求項5のインバータ出力電圧補正装置であれば、直流電圧検出値推定手段として、今回キャリア割込み時の直流電圧検出値と前回キャリア割込み時との差を今回キャリア割込み時の直流電圧検出値に加算することにより波形出力タイミング時の直流電圧検出値を堆定するものを採用するのであるから、簡単な推定手段で請求項4と同様の作用を達成することができる。
【0026】
請求項6のインバータ出力電圧補正装置であれば、直流電圧検出値推定手段として、今回キャリア割込み時の直流電圧検出値と前回キャリア割込み時の直流電圧検出値との差の限界値を設定しておき、差が限界値を超えたことを条件として差に代えて限界値を採用するものを採用するのであるから、瞬時電圧低下などの急激な直流電圧変化に対応できるほか、請求項5と同様の作用を達成することができる。
【0027】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、この発明のインバータ出力電圧補正方法およびその装置の実施の形態を詳細に説明する。
【0028】
図1はこの発明のインバータ出力電圧補正方法が適用されるインバータ制御装置の構成の一例を示すブロック図である。なお、このインバータ制御装置は、ブラシレスDCモータを駆動するためのものである。
【0029】
このインバータ制御装置は、3相電圧および中性点電圧を入力としてブラシレスDC モータ19の回転子の磁極位置を検出して位置検出信号を出力する位置検出器1と、位置検出信号のレベルを検出するレベル検出器2と、直流部の電圧を検出する直流電圧検出器3と、マイコン4とを有している。なお、レベル検出器2には、後述する最大効率制御部11からの出力信号が供給されている。
【0030】
前記マイコン4は、位置検出信号を入力として、位置検出信号の間隔に対応する周期を測定する周期測定タイマ5と、周期測定タイマ5からの出力タイマ値を入力として周期演算を行う周期演算部6と、周期演算出力を入力として速度を演算する速度演算部7と、速度演算出力と速度指令とを入力として位相制御演算を行う位相制御部8と、位相制御演算出力を入力として位相指令を演算する角度演算部9と、レベル検出器2からの出力を入力としてレベル検出を行うレベル検出部10と、レベル検出部10からの出力を入力として、先行する出力をも考慮して、最大効率制御を行う最大効率制御部11と、最大効率制御部11からの出力を入力として電圧制御演算を行う電圧制御部12と、電圧制御演算出力を入力として所定の限界値に基づく制限処理を行う電圧制御量制限部13と、直流電圧検出器3からの出力を入力として直流電圧VDCを検出する直流電圧検出部14と、前回の直流電圧検出値および今回の直流電圧検出値から波形出力タイミング時の直流電圧検出値を推定する電圧推定部15と、電圧制御量制限部13から出力される電圧制御量Volt#Dutyおよび推定された直流電圧VDCを入力として、予め設定された直流電圧補正係数Kを用いて、所定の補正演算を行う出力電圧補正部16と、出力電圧補正部16からの出力を入力として所定の限界値に基づく制限処理を行って電圧指令を出力する出力電圧制限部17と、位相指令および電圧指令を入力としてパルス幅変調制御演算を行ってインバータ20の各トランジスタに対するスイッチング指令を出力するPWM制御部18とを有している。
【0031】
前記電圧推定部15においては、前回の直流電圧検出値VDC1および今回の直流電圧検出値VDC2から、VDC3=VDC2+(VDC2−VDC1)の演算を行って波形出力タイミング時の直流電圧検出値VDC3を推定する(図3参照)。
【0032】
図2は図1のインバータ制御装置の作用を説明するフローチャートである。
【0033】
キャリア割り込み処理毎に、ステップSP1において位相制御部8により電圧位相を算出し、ステップSP2において角度演算部9により出力電圧位相を算出し、ステップSP3において直流電圧検出器3により直流電圧値検出処理を行って直流電圧VDCを検出し、ステップSP4において直流電圧検出部74により直流電圧演算処理を行って直流電圧VDCを算出し、ステップSP5において前回の直流電圧検出値VDC1および今回の直流電圧検出値VDC2から、VDC3=VDC2+(VDC2−VDC1)の演算を行って波形出力タイミング時の直流電圧検出値VDC3を推定し、ステップSP6において出力電圧補正処理(例えば、Out#Duty=K/VDC3*Volt#Dutyの演算)を行って出力電圧指令値Out#Dutyを算出し、ステップSP7において出力電圧指令値Out#Dutyが予め設定された最大値を超過しているか否かを判定し、出力電圧指令値Out#Dutyが予め設定された最大値を超過していなければ、ステップSP8において出力電圧指令値Out#Dutyが予め設定された最小値未満であるか否かを判定する。
【0034】
ステップSP7において出力電圧指令値Out#Dutyが予め設定された最大値を超過していると判定された場合には、ステップSP9において出力電圧指令最大制限処理を行う。
【0035】
ステップSP8において出力電圧指令値Out#Dutyが予め設定された最小値未満であると判定された場合には、ステップSP10において出力電圧指令最小制限処理を行う。
【0036】
ステップSP8において出力電圧指令値Out#Dutyが予め設定された最小値未満でないと判定された場合、ステップSP9の処理が行われた場合、またはステップSP10の処理が行われた場合には、ステップSP11において出力波形の演算、設定処理を行い、そのまま一連の処理を行う。
【0037】
したがって、今回の直流電圧検出値VDC2をそのまま採用して出力電圧補正処理を行う従来の方法と異なり、より誤差が少ない直流電圧検出値VDC3を推定し、この推定値に基づいて出力電圧補正処理を行うことができ、ひいては、電流脈動を抑制し、運転エリア拡大、異常停止(脱調、出力過電流停止等)の回避を達成することができる。
【0038】
また、上記の実施の形態において、推定検出値の算出時に、今回の直流電圧検出値VDC2と前回の直流電圧検出値VDC1との差に制限を設けることが好ましい。
例えば、単相入力のコンバータを持つインバータの場合、直流電圧のリプル周波数は100Hz又は120Hzであるから、電圧リプルの絶対値が分かれば1キャリアで増減する直流電圧の最大値が分かる。したがって、この最大値でVDC2−VDC1を制限すればよく、瞬時電圧低下などの急激な直流電圧変化に対応できる。
【0039】
さらに、図4に示すように、前々回の直流電圧検出値VDC0をも用い、VDC3=VDC2+[(VDC2−VDC1)−(VDC1−VDC0)]の演算を行って波形出力タイミング時の直流電圧検出値VDC3を推定することが可能である。
【0040】
【発明の効果】
請求項1の発明は、直流電圧リプル成分によるインバータ出力電圧の脈動を低減することにより、電流脈動を抑制し、負荷の運転エリア拡大、負荷の異常停止回避を達成することができるという特有の効果を奏する。
【0041】
請求項2の発明は、簡単な演算で請求項1と同様の効果を奏する。
【0042】
請求項3の発明は、瞬時電圧低下などの急激な直流電圧変化に対応できるほか、請求項2と同様の効果を奏する。
【0043】
請求項4の発明は、直流電圧リプル成分によるインバータ出力電圧の脈動を低減することにより、電流脈動を抑制し、負荷の運転エリア拡大、負荷の異常停止回避を達成することができるという特有の効果を奏する。
【0044】
請求項5の発明は、簡単な推定手段で請求項4と同様の効果を奏する。
【0045】
請求項6の発明は、瞬時電圧低下などの急激な直流電圧変化に対応できるほか、請求項5と同様の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明のインバータ出力電圧補正方法が適用されるインバータ制御装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図2】図1のインバータ制御装置の作用を説明するフローチャートである。
【図3】直流電圧推定処理の一例を説明する図である。
【図4】直流電圧推定処理の他の例を説明する図である。
【図5】従来のインバータ制御装置の構成を示すブロック図である。
【図6】図5のインバータ制御装置の作用を説明するフローチャートである。
【図7】インバータ出力電圧補正の理想例を示す図である。
【図8】マイコンの波形出力遅れを説明する図である。
【符号の説明】
15 電圧推定部 20 インバータ
【発明の属する技術分野】
この発明は、インバータ出力電圧の脈動を低減すべくインバータ出力電圧を補正するための方法およびその装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、直流電圧検出部から得られた直流電圧情報を用いてインバータ出力電圧の補正を行い、直流電圧の周期的脈動に起因するインバータ出力電圧の脈動を抑えることが行われていた。
【0003】
図5は従来のインバータ制御装置の構成を示すブロック図であり、ブラシレスDCモータを駆動するためのものである。
【0004】
3相電圧および中性点電圧を入力としてブラシレスDC モータ78の回転子の磁極位置を検出して位置検出信号を出力する位置検出器61と、位置検出信号のレベルを検出するレベル検出器62と、直流部の電圧を検出する直流電圧検出器63と、マイコン64とを有している。なお、レベル検出器62には、後述する最大効率制御部71からの出力信号が供給されている。
【0005】
前記マイコン64は、位置検出信号を入力として、位置検出信号の間隔に対応する周期を測定する周期測定タイマ65と、周期測定タイマ65からの出力タイマ値を入力として周期演算を行う周期演算部66と、周期演算出力を入力として速度を演算する速度演算部67と、速度演算出力と速度指令とを入力として位相制御演算を行う位相制御部68と、位相制御演算出力を入力として位相指令を演算する角度演算部69と、レベル検出器62からの出力を入力としてレベル検出を行うレベル検出部70と、レベル検出部70からの出力を入力として、先行する出力をも考慮して、最大効率制御を行う最大効率制御部71と、最大効率制御部71からの出力を入力として電圧制御演算を行う電圧制御部72と、電圧制御演算出力を入力として所定の限界値に基づく制限処理を行う電圧制御量制限部73と、直流電圧検出器63からの出力を入力として直流電圧VDCを検出する直流電圧検出部74と、電圧制御量制限部73から出力される電圧制御量Volt#Dutyおよび直流電圧VDCを入力として、予め設定された直流電圧補正係数Kを用いて、所定の補正演算を行う出力電圧補正部75と、出力電圧補正部75からの出力を入力として所定の限界値に基づく制限処理を行って電圧指令を出力する出力電圧制限部76と、位相指令および電圧指令を入力としてパルス幅変調制御演算を行ってインバータ79の各トランジスタに対するスイッチング指令を出力するPWM制御部77とを有している。
【0006】
図6は図5のインバータ制御装置の作用を説明するフローチャートである。
【0007】
キャリア割り込み処理毎に、ステップSP1において位相制御部68により電圧位相を算出し、ステップSP2において角度演算部69により出力電圧位相を算出し、ステップSP3において直流電圧検出器63により直流電圧検出処理を行って直流電圧VDCを検出し、ステップSP4において直流電圧検出部74により直流電圧演算処理を行って直流電圧VDCを算出し、ステップSP5において出力電圧補正処理を行って出力電圧指令値Out#Dutyを算出する。即ちOut#Duty=K/VDC*Volt#Dutyの演算によってインバータ出力電圧補正を行っている。そして、ステップSP6において出力電圧指令値Out#Dutyが予め設定された最大値を超過しているか否かを判定し、出力電圧指令値Out#Dutyが予め設定された最大値を超過していなければ、ステップSP7において出力電圧指令値Out#Dutyが予め設定された最小値未満であるか否かを判定する。
【0008】
ステップSP6において出力電圧指令値Out#Dutyが予め設定された最大値を超過していると判定された場合には、ステップSP8において出力電圧指令最大制限処理を行う。
【0009】
ステップSP7において出力電圧指令値Out#Dutyが予め設定された最小値未満であると判定された場合には、ステップSP9において出力電圧指令最小制限処理を行う。
【0010】
ステップSP7において出力電圧指令値Out#Dutyが予め設定された最小値未満でないと判定された場合、ステップSP8の処理が行われた場合、またはステップSP9の処理が行われた場合には、ステップSP10において出力波形の演算、設定処理を行い、そのまま一連の処理を行う。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
上記のインバータ出力電圧補正を行うに当たって、マイコン64の波形出力遅れが存在しないと仮定すれば、3相電圧不平衡、コンデンサ容量低減などに起因する直流電圧リプルを含む直流電圧VDCとリプルを含む出力電圧指令値Out#Dutyとが図7に示すように、互いに逆位相になり、電圧制御量Volt#Dutyにはリプルが含まれない状態になる。
【0012】
しかし、実際には、図8に示すように、マイコン64の波形出力は1サンプル遅れで波形に反映されることになるので、3相電圧不平衡、コンデンサ容量低減などによる直流電圧リプルに起因する出力電圧脈動を十分には抑制することができず、中性点信号およぴインバータ出力電流の脈動が発生してしまう。
【0013】
【発明の目的】
この発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、3相電圧不平衡、コンデンサ容量低減などによる直流電圧リプルに起因する出力電圧脈動を十分に抑制することができるインバータ出力電圧補正方法およびその装置を提供することを目的としている。
【0014】
【課題を解決するための手段】
請求項1のインバータ出力電圧補正方法は、直流電圧を用いて出力電圧指令値を補正し、補正された出力電圧指令値を用いて出力電圧脈動を抑制すべくインバータを制御するに当たって、
少なくとも前回キャリア割込み時と今回キャリア割込み時の直流電圧検出値とから波形出力タイミング時の直流電圧検出値を堆定する方法である。
【0015】
請求項2のインバータ出力電圧補正方法は、今回キャリア割込み時の直流電圧検出値と前回キャリア割込み時の直流電圧検出値との差を今回キャリア割込み時の直流電圧検出値に加算することにより波形出力タイミング時の直流電圧検出値を堆定する方法である。
【0016】
請求項3のインバータ出力電圧補正方法は、今回キャリア割込み時の直流電圧検出値と前回キャリア割込み時の直流電圧検出値との差の限界値を設定しておき、差が限界値を超えたことを条件として差に代えて限界値を採用する方法である。
【0017】
請求項4のインバータ出力電圧補正装置は、直流電圧を用いて出力電圧指令値を補正し、補正された出力電圧指令値を用いて出力電圧脈動を抑制すべくインバータを制御するものであって、
少なくとも前回キャリア割込み時と今回キャリア割込み時の直流電圧検出値とから波形出力タイミング時の直流電圧検出値を堆定する直流電圧検出値推定手段を含むものである。
【0018】
請求項5のインバータ出力電圧補正装置は、直流電圧検出値推定手段として、今回キャリア割込み時の直流電圧検出値と前回キャリア割込み時の直流電圧検出値との差を今回キャリア割込み時の直流電圧検出値に加算することにより波形出力タイミング時の直流電圧検出値を堆定するものを採用するものである。
【0019】
請求項6のインバータ出力電圧補正装置は、直流電圧検出値推定手段として、今回キャリア割込み時の直流電圧検出値と前回キャリア割込み時の直流電圧検出値との差の限界値を設定しておき、差が限界値を超えたことを条件として差に代えて限界値を採用するものを採用するものである。
【0020】
【作用】
請求項1のインバータ出力電圧補正方法であれば、直流電圧を用いて出力電圧指令値を補正し、補正された出力電圧指令値を用いて出力電圧脈動を抑制すべくインバータを制御するに当たって、
少なくとも前回キャリア割込み時と今回キャリア割込み時の直流電圧検出値とから波形出力タイミング時の直流電圧検出値を堆定するのであるから、直流電圧リプル成分によるインバータ出力電圧の脈動を低減することにより、電流脈動を抑制し、負荷の運転エリア拡大、負荷の異常停止回避を達成することができる。
【0021】
請求項2のインバータ出力電圧補正方法であれば、今回キャリア割込み時の直流電圧検出値と前回キャリア割込み時との差を今回キャリア割込み時の直流電圧検出値に加算することにより波形出力タイミング時の直流電圧検出値を堆定するのであるから、簡単な演算で請求項1と同様の作用を達成することができる。
【0022】
請求項3のインバータ出力電圧補正方法であれば、今回キャリア割込み時の直流電圧検出値と前回キャリア割込み時の直流電圧検出値との差の限界値を設定しておき、差が限界値を超えたことを条件として差に代えて限界値を採用するのであるから、瞬時電圧低下などの急激な直流電圧変化に対応できるほか、請求項2と同様の作用を達成することができる。
【0023】
請求項4のインバータ出力電圧補正装置であれば、直流電圧を用いて出力電圧指令値を補正し、補正された出力電圧指令値を用いて出力電圧脈動を抑制すべくインバータを制御するに当たって、
直流電圧検出値推定手段によって、少なくとも前回キャリア割込み時と今回キャリア割込み時の直流電圧検出値とから波形出力タイミング時の直流電圧検出値を堆定ことができる。
【0024】
したがって、直流電圧リプル成分によるインバータ出力電圧の脈動を低減することにより、電流脈動を抑制し、負荷の運転エリア拡大、負荷の異常停止回避を達成することができる。
【0025】
請求項5のインバータ出力電圧補正装置であれば、直流電圧検出値推定手段として、今回キャリア割込み時の直流電圧検出値と前回キャリア割込み時との差を今回キャリア割込み時の直流電圧検出値に加算することにより波形出力タイミング時の直流電圧検出値を堆定するものを採用するのであるから、簡単な推定手段で請求項4と同様の作用を達成することができる。
【0026】
請求項6のインバータ出力電圧補正装置であれば、直流電圧検出値推定手段として、今回キャリア割込み時の直流電圧検出値と前回キャリア割込み時の直流電圧検出値との差の限界値を設定しておき、差が限界値を超えたことを条件として差に代えて限界値を採用するものを採用するのであるから、瞬時電圧低下などの急激な直流電圧変化に対応できるほか、請求項5と同様の作用を達成することができる。
【0027】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、この発明のインバータ出力電圧補正方法およびその装置の実施の形態を詳細に説明する。
【0028】
図1はこの発明のインバータ出力電圧補正方法が適用されるインバータ制御装置の構成の一例を示すブロック図である。なお、このインバータ制御装置は、ブラシレスDCモータを駆動するためのものである。
【0029】
このインバータ制御装置は、3相電圧および中性点電圧を入力としてブラシレスDC モータ19の回転子の磁極位置を検出して位置検出信号を出力する位置検出器1と、位置検出信号のレベルを検出するレベル検出器2と、直流部の電圧を検出する直流電圧検出器3と、マイコン4とを有している。なお、レベル検出器2には、後述する最大効率制御部11からの出力信号が供給されている。
【0030】
前記マイコン4は、位置検出信号を入力として、位置検出信号の間隔に対応する周期を測定する周期測定タイマ5と、周期測定タイマ5からの出力タイマ値を入力として周期演算を行う周期演算部6と、周期演算出力を入力として速度を演算する速度演算部7と、速度演算出力と速度指令とを入力として位相制御演算を行う位相制御部8と、位相制御演算出力を入力として位相指令を演算する角度演算部9と、レベル検出器2からの出力を入力としてレベル検出を行うレベル検出部10と、レベル検出部10からの出力を入力として、先行する出力をも考慮して、最大効率制御を行う最大効率制御部11と、最大効率制御部11からの出力を入力として電圧制御演算を行う電圧制御部12と、電圧制御演算出力を入力として所定の限界値に基づく制限処理を行う電圧制御量制限部13と、直流電圧検出器3からの出力を入力として直流電圧VDCを検出する直流電圧検出部14と、前回の直流電圧検出値および今回の直流電圧検出値から波形出力タイミング時の直流電圧検出値を推定する電圧推定部15と、電圧制御量制限部13から出力される電圧制御量Volt#Dutyおよび推定された直流電圧VDCを入力として、予め設定された直流電圧補正係数Kを用いて、所定の補正演算を行う出力電圧補正部16と、出力電圧補正部16からの出力を入力として所定の限界値に基づく制限処理を行って電圧指令を出力する出力電圧制限部17と、位相指令および電圧指令を入力としてパルス幅変調制御演算を行ってインバータ20の各トランジスタに対するスイッチング指令を出力するPWM制御部18とを有している。
【0031】
前記電圧推定部15においては、前回の直流電圧検出値VDC1および今回の直流電圧検出値VDC2から、VDC3=VDC2+(VDC2−VDC1)の演算を行って波形出力タイミング時の直流電圧検出値VDC3を推定する(図3参照)。
【0032】
図2は図1のインバータ制御装置の作用を説明するフローチャートである。
【0033】
キャリア割り込み処理毎に、ステップSP1において位相制御部8により電圧位相を算出し、ステップSP2において角度演算部9により出力電圧位相を算出し、ステップSP3において直流電圧検出器3により直流電圧値検出処理を行って直流電圧VDCを検出し、ステップSP4において直流電圧検出部74により直流電圧演算処理を行って直流電圧VDCを算出し、ステップSP5において前回の直流電圧検出値VDC1および今回の直流電圧検出値VDC2から、VDC3=VDC2+(VDC2−VDC1)の演算を行って波形出力タイミング時の直流電圧検出値VDC3を推定し、ステップSP6において出力電圧補正処理(例えば、Out#Duty=K/VDC3*Volt#Dutyの演算)を行って出力電圧指令値Out#Dutyを算出し、ステップSP7において出力電圧指令値Out#Dutyが予め設定された最大値を超過しているか否かを判定し、出力電圧指令値Out#Dutyが予め設定された最大値を超過していなければ、ステップSP8において出力電圧指令値Out#Dutyが予め設定された最小値未満であるか否かを判定する。
【0034】
ステップSP7において出力電圧指令値Out#Dutyが予め設定された最大値を超過していると判定された場合には、ステップSP9において出力電圧指令最大制限処理を行う。
【0035】
ステップSP8において出力電圧指令値Out#Dutyが予め設定された最小値未満であると判定された場合には、ステップSP10において出力電圧指令最小制限処理を行う。
【0036】
ステップSP8において出力電圧指令値Out#Dutyが予め設定された最小値未満でないと判定された場合、ステップSP9の処理が行われた場合、またはステップSP10の処理が行われた場合には、ステップSP11において出力波形の演算、設定処理を行い、そのまま一連の処理を行う。
【0037】
したがって、今回の直流電圧検出値VDC2をそのまま採用して出力電圧補正処理を行う従来の方法と異なり、より誤差が少ない直流電圧検出値VDC3を推定し、この推定値に基づいて出力電圧補正処理を行うことができ、ひいては、電流脈動を抑制し、運転エリア拡大、異常停止(脱調、出力過電流停止等)の回避を達成することができる。
【0038】
また、上記の実施の形態において、推定検出値の算出時に、今回の直流電圧検出値VDC2と前回の直流電圧検出値VDC1との差に制限を設けることが好ましい。
例えば、単相入力のコンバータを持つインバータの場合、直流電圧のリプル周波数は100Hz又は120Hzであるから、電圧リプルの絶対値が分かれば1キャリアで増減する直流電圧の最大値が分かる。したがって、この最大値でVDC2−VDC1を制限すればよく、瞬時電圧低下などの急激な直流電圧変化に対応できる。
【0039】
さらに、図4に示すように、前々回の直流電圧検出値VDC0をも用い、VDC3=VDC2+[(VDC2−VDC1)−(VDC1−VDC0)]の演算を行って波形出力タイミング時の直流電圧検出値VDC3を推定することが可能である。
【0040】
【発明の効果】
請求項1の発明は、直流電圧リプル成分によるインバータ出力電圧の脈動を低減することにより、電流脈動を抑制し、負荷の運転エリア拡大、負荷の異常停止回避を達成することができるという特有の効果を奏する。
【0041】
請求項2の発明は、簡単な演算で請求項1と同様の効果を奏する。
【0042】
請求項3の発明は、瞬時電圧低下などの急激な直流電圧変化に対応できるほか、請求項2と同様の効果を奏する。
【0043】
請求項4の発明は、直流電圧リプル成分によるインバータ出力電圧の脈動を低減することにより、電流脈動を抑制し、負荷の運転エリア拡大、負荷の異常停止回避を達成することができるという特有の効果を奏する。
【0044】
請求項5の発明は、簡単な推定手段で請求項4と同様の効果を奏する。
【0045】
請求項6の発明は、瞬時電圧低下などの急激な直流電圧変化に対応できるほか、請求項5と同様の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明のインバータ出力電圧補正方法が適用されるインバータ制御装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図2】図1のインバータ制御装置の作用を説明するフローチャートである。
【図3】直流電圧推定処理の一例を説明する図である。
【図4】直流電圧推定処理の他の例を説明する図である。
【図5】従来のインバータ制御装置の構成を示すブロック図である。
【図6】図5のインバータ制御装置の作用を説明するフローチャートである。
【図7】インバータ出力電圧補正の理想例を示す図である。
【図8】マイコンの波形出力遅れを説明する図である。
【符号の説明】
15 電圧推定部 20 インバータ
Claims (6)
- 直流電圧を用いて出力電圧指令値を補正し、補正された出力電圧指令値を用いて出力電圧脈動を抑制すべくインバータ(20)を制御するインバータ出力電圧補正方法であって、
少なくとも前回キャリア割込み時と今回キャリア割込み時の直流電圧検出値とから波形出力タイミング時の直流電圧検出値を堆定することを特徴とするインバータ出力電圧補正方法。 - 今回キャリア割込み時の直流電圧検出値と前回キャリア割込み時の直流電圧検出値との差を今回キャリア割込み時の直流電圧検出値に加算することにより波形出力タイミング時の直流電圧検出値を堆定する請求項1に記載のインバータ出力電圧補正方法。
- 今回キャリア割込み時の直流電圧検出値と前回キャリア割込み時の直流電圧検出値との差の限界値を設定しておき、差が限界値を超えたことを条件として差に代えて限界値を採用する請求項2に記載のインバータ出力電圧補正方法。
- 直流電圧を用いて出力電圧指令値を補正し、補正された出力電圧指令値を用いて出力電圧脈動を抑制すべくインバータ(20)を制御するインバータ出力電圧補正装置であって、
少なくとも前回キャリア割込み時と今回キャリア割込み時の直流電圧検出値とから波形出力タイミング時の直流電圧検出値を堆定する直流電圧検出値推定手段(15)を含むことを特徴とするインバータ出力電圧補正装置。 - 直流電圧検出値推定手段(15)は、今回キャリア割込み時の直流電圧検出値と前回キャリア割込み時の直流電圧検出値との差を今回キャリア割込み時の直流電圧検出値に加算することにより波形出力タイミング時の直流電圧検出値を堆定するものである請求項4に記載のインバータ出力電圧補正装置。
- 直流電圧検出値推定手段(15)は、今回キャリア割込み時の直流電圧検出値と前回キャリア割込み時の直流電圧検出値との差の限界値を設定しておき、差が限界値を超えたことを条件として差に代えて限界値を採用するものである請求項5に記載のインバータ出力電圧補正装置。
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