JP2005110394A - Inverter control method and device - Google Patents

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Takuya Noro
拓哉 野呂
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve a problem wherein a complicated and high-speed operation is required for generating a switching pattern by a control part 8, an expensive high-speed operation element such as DVD is necessary for use, and the use of the other circuit must be taken into account for high-speed operation, in a conventional manner. <P>SOLUTION: An inverter that converts DC power to three-phase or multi-phase AC power comprises: a switching part that is arranged so as to correspond to the AC power at each phase, and converts the DC power to the AC power by chopping; and the control part that controls the switching operation of the switching part by creating a control indication value of each phase on the basis of a result obtained by measuring a phase current of each phase of the AC power, and drive-controls the switching part of the inverter on the basis of the control indication value. The control part operates the difference of the control indication value of each phase that is created on the basis of the phase current, and when the control indication value reaches a prescribed value or below, the control part changes the control indication values of two phases reaching the prescribed value or below to fixed values, thus drive-controlling the switching part on the basis of the control indication value. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、永久磁石同期モータなどに駆動電力を供給するインバータ装置に及びインバータ制御方法に関する。   The present invention relates to an inverter device that supplies driving power to a permanent magnet synchronous motor or the like and an inverter control method.

一般に、三相電動機を効率的に制御するためには、三相電流を用いる制御アルゴリズムを使用する必要がある。ほとんどのインバータ装置では、相電流に関する情報が必要である。これらの電流を得る第1の方法は、それらを直接検出することである。このためには、少なくとも2つのセンサが必要となり、電動機の巻線の接続に応じて、その位相を直接検出しなければならない。この種のセンサは、その精巧さ及び絶縁性能を向上させる必要があるので、通常高価である。   Generally, in order to efficiently control a three-phase motor, it is necessary to use a control algorithm that uses a three-phase current. Most inverter devices need information about the phase current. The first way to obtain these currents is to detect them directly. For this purpose, at least two sensors are required, and the phase must be detected directly according to the connection of the windings of the motor. This type of sensor is usually expensive because of the need to improve its sophistication and insulation performance.

また、第2の方法では、線電流のみを検出し、この線電流に基づいて3つの相電流を測定するというものがある。この方法は、センサとして単純で安価な抵抗があればよく、しかも分離する必要もない。   In the second method, only a line current is detected, and three phase currents are measured based on the line current. This method only requires a simple and inexpensive resistance as a sensor and does not need to be separated.

インバータのスイッチング状態は、デジタル信号プロセッサ(以下DSPと呼ぶ)を用いて、直接制御されるので、入力電流がインバータを通過して各位相に至る正確な電気的経路を把握することは可能である。こうすれば、相電流を直接線電流に連結することができる。得られる相電流は、実際の電流検出によるものであり、出力回路のモデルを必要とするシミュレーションの結果ではない。したがって、予測の手段は、インバータの入力および出力回路とは完全に独立している。   Since the switching state of the inverter is directly controlled using a digital signal processor (hereinafter referred to as DSP), it is possible to grasp the exact electrical path through which the input current passes through the inverter and reaches each phase. . In this way, the phase current can be directly coupled to the line current. The resulting phase current is due to actual current detection and is not the result of a simulation that requires a model of the output circuit. Thus, the means of prediction is completely independent of the inverter input and output circuits.

相電流は、インバータの状態の関数として、直流線電流に基づいて予測される。ある状態では、インバータの2状態間の時間差が非常に小さくなる。この場合、インバータの構造に関係するトランジスタのスイッチング時間、不感帯の存在、および電子処理回路の応答遅延のために、相信号が処理対象の線電流上で見えなくなる。その結果、この期間中、電流測定が不可能となる。   The phase current is predicted based on the DC line current as a function of the inverter state. In some states, the time difference between the two states of the inverter is very small. In this case, the phase signal becomes invisible on the line current to be processed due to the switching time of the transistors related to the structure of the inverter, the presence of the dead band, and the response delay of the electronic processing circuit. As a result, current measurement is not possible during this period.

この状態を解決する方法も既に知られている。   A method for solving this situation is already known.

このものは、直流電源とインバータとの間のラインに抵抗を挿入し、線電流を検出するとともに、インバータのトランジスタ間のスイッチング時間間隔から電流の測定が不可能かどうか判断し、測定が不可能な場合に新たなトランジスタのスイッチングパターンをDSPで生成し、制御するものである(例えば、特許文献1参照。)。   In this product, a resistance is inserted in the line between the DC power supply and the inverter to detect the line current, and it is judged whether the current cannot be measured from the switching time interval between the transistors of the inverter. In such a case, a switching pattern of a new transistor is generated and controlled by the DSP (see, for example, Patent Document 1).

詳述すると、図1において、1は直流電源、2は該直流電源1の直流電力を三相電力に変換して出力するインバータ、3は該インバータ2の三相電力の供給を受けて駆動する同期モータなどの電動機、4は直流電源1とインバータ2との間のラインに挿入した線電流検出用のシャント抵抗である。   More specifically, in FIG. 1, 1 is a DC power source, 2 is an inverter that converts DC power of the DC power source 1 into three-phase power and outputs it, and 3 is driven by receiving the three-phase power supplied from the inverter 2. An electric motor 4 such as a synchronous motor is a shunt resistor for detecting a line current inserted in a line between the DC power source 1 and the inverter 2.

インバータ2は、U相を生成するアーム5と、V相を生成するアーム6と、W相を生成するアーム7とを有し、各アームは直流電源1に対し並列に接続されている。そして、各アーム5、6、7は、それぞれトランジスタS1とS2、S3とS4、S5とS6を直列に接続し構成している。さらに前記アーム5のトランジスタS1とS2との接続点は電動機3のU相に接続され、前記アーム6のトランジスタS3とS4との接続点は電動機3のV相に接続され、前記アーム7のトランジスタS5とS6との接続点は電動機3のW相に接続されている。これら各対のトランジスタは、相補的に駆動される。   The inverter 2 has an arm 5 that generates a U-phase, an arm 6 that generates a V-phase, and an arm 7 that generates a W-phase, and each arm is connected in parallel to the DC power supply 1. The arms 5, 6, and 7 are configured by connecting transistors S1 and S2, S3 and S4, and S5 and S6 in series, respectively. Further, the connection point between the transistors S1 and S2 of the arm 5 is connected to the U phase of the electric motor 3, the connection point between the transistors S3 and S4 of the arm 6 is connected to the V phase of the electric motor 3, and the transistor of the arm 7 The connection point between S5 and S6 is connected to the W phase of the electric motor 3. Each of these pairs of transistors is driven in a complementary manner.

また、前記インバータ2は、シャント抵抗4の電圧降下を検出し、該検出値に応じて前記各トランジスタS1〜S6に駆動信号を出力する制御部8も有している。該制御部8は、DSPを中心に構成されている。   The inverter 2 also has a control unit 8 that detects a voltage drop of the shunt resistor 4 and outputs a drive signal to the transistors S1 to S6 according to the detected value. The control unit 8 is configured around a DSP.

斯かる動作を図2、図3以下に説明する。   Such an operation will be described with reference to FIGS.

トランジスタS1からS6が取りうるオンまたはオフのパターンは、以下の通り全てで8通りである。   There are eight on / off patterns that can be taken by the transistors S1 to S6 as follows.

まず、第1のパターンP1は、トランジスタS1をオン、トランジスタS3及びS5をオフすると(それぞれ対となるトランジスタは相補的に駆動するので、トランジスタS2はオフ、トランジスタS4及びS6はオンとなる。)である。このとき、シャント抵抗4に流れる電流Idcは、U相に流れる線電流Iuのみとなる。これは、トランジスタS1のみがオンとなり、このトランジスタを経由してU相のみにしか流れ込まないからである。   First, in the first pattern P1, when the transistor S1 is turned on and the transistors S3 and S5 are turned off (the paired transistors are driven complementarily, the transistor S2 is turned off and the transistors S4 and S6 are turned on). It is. At this time, the current Idc flowing through the shunt resistor 4 is only the line current Iu flowing through the U phase. This is because only the transistor S1 is turned on and flows only into the U phase via this transistor.

次に、第2のパターンP2は、トランジスタS1オフ、トランジスタS3をオン、トランジスタS5をオフすると(それぞれ対となるトランジスタは相補的に駆動するので、トランジスタS2はオン、トランジスタS4はオフ、トランジスタS6はオンとなる。)である。このとき、シャント抵抗4に流れる電流Idcは、V相に流れる線電流Ivのみとなる。   Next, in the second pattern P2, when the transistor S1 is turned off, the transistor S3 is turned on, and the transistor S5 is turned off (the paired transistors are driven complementarily, the transistor S2 is turned on, the transistor S4 is turned off, the transistor S6 Is on.) At this time, the current Idc flowing through the shunt resistor 4 is only the line current Iv flowing through the V phase.

第3のパターンP3は、トランジスタS1及びS3はオフ、トランジスタS5はオン(それぞれ対となるトランジスタは相補的に駆動するので、トランジスタS2及びS4はオン、トランジスタS6はオフとなる。)である。このとき、シャント抵抗4に流れる電流Idcは、W相に流れる線電流Iwのみとなる。   In the third pattern P3, the transistors S1 and S3 are off, and the transistor S5 is on (the paired transistors are driven complementarily, so that the transistors S2 and S4 are on and the transistor S6 is off). At this time, the current Idc flowing through the shunt resistor 4 is only the line current Iw flowing through the W phase.

第4のパターンP4は、トランジスタS1はオフ、トランジスタS3及びS5はオン(それぞれ対となるトランジスタは相補的に駆動するので、トランジスタS2はオン、トランジスタS4及びS6はオフとなる。)である。このとき、シャント抵抗4に流れる電流Idcは、V相及びW相に流れる線電流の和Iv+Iwとなる。なお、通常モータ結線では、各相電流の総和は零、すなわちIu+Iv+Iw=0という関係が成り立つので、シャント抵抗4に流れる電流Idcは、U相と逆方向に流れる線電流−Iuと等しいともいえる。   In the fourth pattern P4, the transistor S1 is off, and the transistors S3 and S5 are on (each paired transistor is driven complementarily, so that the transistor S2 is on and the transistors S4 and S6 are off). At this time, the current Idc flowing through the shunt resistor 4 is the sum Iv + Iw of the line currents flowing through the V phase and the W phase. In normal motor connection, since the sum of the phase currents is zero, that is, a relationship of Iu + Iv + Iw = 0 holds, it can be said that the current Idc flowing through the shunt resistor 4 is equal to the line current −Iu flowing in the opposite direction to the U phase.

第5のパターンP5は、トランジスタS1はオン、トランジスタS3はオフ、及びトランジスタS5はオン(それぞれ対となるトランジスタは相補的に駆動するので、トランジスタS2はオフ、トランジスタS4はオン、及びトランジスタS6はオフとなる。)である。このとき、シャント抵抗4に流れる電流Idcは、U相及びW相に流れる線電流の和Iu+Iw、すなわちV相と逆方向に流れる線電流−Ivとなる。   In the fifth pattern P5, the transistor S1 is on, the transistor S3 is off, and the transistor S5 is on (each paired transistor is driven in a complementary manner, so that the transistor S2 is off, the transistor S4 is on, and the transistor S6 is Off.) At this time, the current Idc flowing through the shunt resistor 4 becomes the sum Iu + Iw of the line currents flowing in the U phase and the W phase, that is, the line current −Iv flowing in the direction opposite to the V phase.

第6のパターンP6は、トランジスタS1及びS3はオン、トランジスタS5はオフ(それぞれ対となるトランジスタは相補的に駆動するので、トランジスタS2及びS4はオフ、トランジスタS6はオンとなる。)である。このとき、シャント抵抗4に流れる電流Idcは、U相及びV相に流れる線電流の和Iu+Iv、すなわちW相と逆方向に流れる線電流−Iwとなる。   In the sixth pattern P6, the transistors S1 and S3 are on, and the transistor S5 is off (the paired transistors are driven complementarily, so that the transistors S2 and S4 are off and the transistor S6 is on). At this time, the current Idc flowing through the shunt resistor 4 becomes the sum Iu + Iv of the line currents flowing in the U phase and the V phase, that is, the line current −Iw flowing in the opposite direction to the W phase.

第7のパターンP7は、トランジスタS1、S3及びS5全てオフ(それぞれ対となるトランジスタは相補的に駆動するので、トランジスタS2、S4及びS6全てオンとなる。)である。このとき、シャント抵抗4に流れる電流Idcは流れず、零となる。   The seventh pattern P7 is that all of the transistors S1, S3, and S5 are off (the transistors S2, S4, and S6 are all on because the paired transistors are complementarily driven). At this time, the current Idc flowing through the shunt resistor 4 does not flow and becomes zero.

最後に、第8のパターンP8は、トランジスタS1、S3及びS5全てオン(それぞれ対となるトランジスタは相補的に駆動するので、トランジスタS2、S4及びS6全てオフとなる。)である。このとき、シャント抵抗4に流れる電流Idcは、Iu+Iv+Iw=0という関係より零となる。   Finally, in the eighth pattern P8, the transistors S1, S3 and S5 are all on (the transistors S2, S4 and S6 are all off because the paired transistors are driven complementarily). At this time, the current Idc flowing through the shunt resistor 4 becomes zero due to the relationship of Iu + Iv + Iw = 0.

以上8パターンを組み合わせて、各トランジスタをチョッピングし、三相電源を形成し、三相モータを駆動する。各トランジスタS1からS6には、制御部8からドライブ信号を送信することになる。制御部8内では、キャリア信号、U相制御指示信号、V相制御指示信号、およびW相制御指示信号を生成する。ここで、U相制御指示信号は所定の振幅値Eにsinθを乗算した信号であり、またV相制御指示信号は所定の振幅値Eにsin(θ―120°)を乗算した信号であり、さらにW相制御指示信号は所定の振幅値Eにsin(θ+120°)を乗算した信号である。振幅値E及び角度θは制御部内の演算により決定される。   Combining the above 8 patterns, each transistor is chopped to form a three-phase power source, and a three-phase motor is driven. A drive signal is transmitted from the control unit 8 to each of the transistors S1 to S6. In the control unit 8, a carrier signal, a U-phase control instruction signal, a V-phase control instruction signal, and a W-phase control instruction signal are generated. Here, the U-phase control instruction signal is a signal obtained by multiplying a predetermined amplitude value E by sin θ, and the V-phase control instruction signal is a signal obtained by multiplying the predetermined amplitude value E by sin (θ−120 °), Further, the W-phase control instruction signal is a signal obtained by multiplying a predetermined amplitude value E by sin (θ + 120 °). The amplitude value E and the angle θ are determined by calculation in the control unit.

そして、キャリア信号とU制御指示信号、V相制御指示信号及びW相制御指示信号とを各時点で比較し、その結果に基づいて各トランジスタS1からS6のドライブ信号を生成して各トランジスタS1からS6に供給する。   Then, the carrier signal, the U control instruction signal, the V phase control instruction signal, and the W phase control instruction signal are compared at each time point, and based on the result, the drive signals of the transistors S1 to S6 are generated to generate the drive signals from the transistors S1. Supply to S6.

ここで、各制御指示信号の大きさがU>V>Wとなる時点でのスイッチングパターンを図3に基づいて詳細に見ると、キャリア信号がピーク値からボトム値に向かう期間(以後PWM前半周期と呼ぶ)では、スイッチングパターンがP7−P1−P6−P8の順で遷移する。このPWM前半周期の第1のパターンP1の期間をt1とし、第6のパターンP6の期間をt2とすると、シャント抵抗4に流れる電流Idcは、それぞれIdc=Iu、Idc=−Iwとなる。また、他の期間においても、同様にして他の線電流が独立して検出できる。   Here, when the switching pattern at the time when the magnitude of each control instruction signal satisfies U> V> W is seen in detail with reference to FIG. 3, the period during which the carrier signal goes from the peak value to the bottom value (hereinafter referred to as PWM first half cycle). The switching pattern changes in the order of P7-P1-P6-P8. When the period of the first pattern P1 in the first half cycle of PWM is t1, and the period of the sixth pattern P6 is t2, the currents Idc flowing through the shunt resistor 4 are Idc = Iu and Idc = −Iw, respectively. Similarly, other line currents can be detected independently in other periods.

例えば、位相角Θが0=<Θ<30°ならスイッチングパターンの遷移はP7−P3−P5−P8、位相角Θが30°=<Θ<90°ならP7−P1−P5−P8、位相角Θが90°=<Θ<150°ならP7−P1−P6−P8、位相角Θが150°=<Θ<210°ならP7−P2−P6−P8、位相角Θが210°=<Θ<270°ならP7−P2−P4−P8、位相角Θが270°=<Θ<330°ならP7−P3−P4−P8、位相角Θが330°=<Θ<360°ならP7−P3−P5−P8となる。   For example, if the phase angle Θ is 0 = <Θ <30 °, the switching pattern transition is P7-P3-P5-P8, and if the phase angle Θ is 30 ° = <Θ <90 °, the phase angle is P7-P1-P5-P8. P7-P1-P6-P8 if Θ is 90 ° = <Θ <150 °, P7-P2-P6-P8 if phase angle Θ is 150 ° = <Θ <210 °, and phase angle Θ is 210 ° = <Θ <. P7-P2-P4-P8 if 270 °, P7-P3-P4-P8 if phase angle Θ = 270 ° = <Θ <330 °, P7-P3-P5 if phase angle Θ = 330 ° = <Θ <360 ° −P8.

したがって、シャント抵抗4に流れる電流を検出することで、各線電流の検出が可能となるのである。(例えば、特許文献1を参照。)
前述の構成において、前述の位相角Θが30°、90°、150°、210°、270°及び330°近傍においては、各U、V、W相制御指示値のうち、2つの指示値が近接し、電流検知期間が非常に短くなって、電流検出不可能となる。そのため、制御部8では、制御指示値から測定可能かどうかの判断を行って、不可能と判断したとき、測定可能となる新たなスイッチングパターンを生成して、この生成したパターンに基づいて電流検知を行うよう制御している。
特開平10−155278号公報
Therefore, by detecting the current flowing through the shunt resistor 4, each line current can be detected. (For example, see Patent Document 1.)
In the configuration described above, when the phase angle Θ is in the vicinity of 30 °, 90 °, 150 °, 210 °, 270 °, and 330 °, two indication values of the U, V, and W phase control indication values are obtained. The current detection period becomes very short, and current detection becomes impossible. Therefore, the control unit 8 determines whether or not measurement is possible from the control instruction value, and when it is determined that the measurement is impossible, generates a new switching pattern that can be measured, and detects current based on the generated pattern. It is controlled to do.
JP-A-10-155278

しかしながら、前述の制御部8でのスイッチングパターン生成のためには、複雑でかつ高速な演算が必要となり、DSPなど高価な高速演算素子を使用したり、高速動作のための他の回路上での配慮などしなければならず、コストアップの要因となっていた。   However, in order to generate the switching pattern in the control unit 8 described above, complicated and high-speed calculation is required, and an expensive high-speed calculation element such as a DSP is used, or on other circuits for high-speed operation. It had to be taken into consideration, which was a factor in increasing costs.

本発明はかかる課題を解決するためのものである。   The present invention is intended to solve such problems.

本発明のインバータ制御方法は、直流電源を三相または多相交流電源に変換するインバータの制御方法であって、前記インバータは、前記交流電源の各相ごとに対応して設けられ、チョッピングして前記直流電源を交流電源に変換するスイッチング部と、該スイッチング部のスイッチング動作を、前記交流電源の各相の相電流を測定した結果に基づいて各相の制御指示値を作成し、該制御指示値に基づいて前記インバータのスイッチング部を駆動制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記各相の制御指示値間の差が所定値以下となったとき、所定値以下となった2相の制御指示値を予め定めた固定値にして前記インバータのスイッチング部を駆動制御することを特徴とする。   The inverter control method of the present invention is a control method of an inverter that converts a DC power source into a three-phase or multi-phase AC power source, and the inverter is provided corresponding to each phase of the AC power source and chopped. A switching unit that converts the DC power source into an AC power source, and a switching operation of the switching unit, a control instruction value for each phase is created based on a result of measuring a phase current of each phase of the AC power source, and the control instruction A control unit that drives and controls the switching unit of the inverter based on the value, and the control unit becomes equal to or less than the predetermined value when a difference between the control instruction values of the respective phases is equal to or less than the predetermined value. The control instruction value of the phase is set to a predetermined fixed value to drive-control the switching unit of the inverter.

また、本発明のインバータ制御装置は、直流電源と、該直流電源出力を三相または多相交流電源に変換するインバータと、前記交流電源の各相の相電流を検出する相電流検出部と、を備え、前記インバータは、前記交流電源の各相ごとに対応して設けられ、チョッピングして前記直流電源を交流電源に変換するスイッチング部と、該スイッチング部のスイッチング動作を、前記相電流検出部で測定した各相の相電流に基づいて制御する制御部とを有し、該制御部は、前記相電流検出部で測定した各相の相電流に基づいて各相の制御指示値を演算する演算部と、該演算部での各相の制御指示値間の差が所定値以下となったとき、所定値以下となった2相の制御指示値が予め定めた固定値に変更する駆動補助部と、前記演算部及び前記駆動補助部からの信号に基づいて前記スイッチング部の駆動信号を作成し、出力する駆動信号出力部と、を有することを特徴とする。   Moreover, the inverter control device of the present invention includes a DC power supply, an inverter that converts the DC power supply output to a three-phase or multiphase AC power supply, a phase current detection unit that detects a phase current of each phase of the AC power supply, The inverter is provided corresponding to each phase of the AC power supply, and a switching unit that performs chopping to convert the DC power supply to an AC power supply; and a switching operation of the switching unit, the phase current detection unit And a control unit that controls based on the phase current of each phase measured in step (b), and the control unit calculates a control instruction value for each phase based on the phase current of each phase measured by the phase current detection unit. When the difference between the calculation unit and the control instruction value of each phase at the calculation unit becomes a predetermined value or less, the two-phase control instruction value that becomes the predetermined value or less changes to a predetermined fixed value. Unit, the calculation unit, and the drive auxiliary unit Create a drive signal of the switching unit based on al signal, and having a drive signal output unit for outputting.

本発明によれば、簡単な構成により高速化が実現可能となったので、電動機のトルク脈動を低減しつつ、コスト上昇も抑制できるものである。   According to the present invention, since a high speed can be realized with a simple configuration, an increase in cost can be suppressed while reducing torque pulsation of the electric motor.

本発明の構成は、制御部8の構成のほかは、従来の技術構成と同じであるので、説明を省略する。本発明の特徴となる制御部8について、以下の説明する。   Since the configuration of the present invention is the same as the conventional technical configuration except for the configuration of the control unit 8, the description thereof will be omitted. The control unit 8 that is a feature of the present invention will be described below.

図4において、81は後述する演算部82で演算し、また駆動補助部83で変更された制御指示値に基づいて各スイッチング素子へ駆動信号を出力する駆動信号出力部、82はシャント抵抗4で検出した各相電流から各相の制御指示値を演算する演算部、83は該演算部82で演算した各相の制御指示値間の差が所定値以下となた時、所定値以下となった2相の制御指示値があらかじめ定めた固定値に変更する駆動補助部である。   In FIG. 4, 81 is a drive signal output unit that outputs a drive signal to each switching element based on the control instruction value changed by the drive auxiliary unit 83 and 81 is a shunt resistor 4. A calculation unit 83 calculates a control instruction value of each phase from the detected current of each phase. When the difference between the control instruction values of each phase calculated by the calculation unit 82 becomes a predetermined value or less, the calculation unit 83 becomes a predetermined value or less. The two-phase control instruction value is a drive assist unit that changes to a predetermined fixed value.

かかる構成の動作を図5に基づいて説明する。   The operation of this configuration will be described with reference to FIG.

まず、ステップS1では演算部82で演算したU相とV相との各制御指示値の差の2乗値が予め定められた閾値gの2乗値より小さいかどうか判断する。該ステップS1で小さいと判断すると、ステップS2に移行して、駆動補助部83がU相制御指示値=(U相制御指示値+V相制御指示値+閾値g)÷2とV相制御指示値=(U相制御指示値+V相制御指示値―閾値g)÷2とを演算する。   First, in step S1, it is determined whether or not the square value of the difference between the control instruction values of the U phase and the V phase calculated by the calculation unit 82 is smaller than the predetermined square value of the threshold value g. If it is determined in step S1 that the value is small, the process proceeds to step S2, where the drive assisting unit 83 determines that the U-phase control command value = (U-phase control command value + V-phase control command value + threshold g) / 2 and the V-phase control command value. = (U-phase control instruction value + V-phase control instruction value-threshold value g) / 2.

また、ステップS1で小さくないと判断すると、ステップS3に移行して、演算部82でV相とW相との各制御指示値の差の2乗値が予め定められた閾値gの2乗値より小さいかどうか判断する。該ステップS3で小さいと判断すると、ステップS4に移行して、駆動補助部83がV相制御指示値=(V相制御指示値+W相制御指示値+閾値g)÷2とW相制御指示値=(V相制御指示値+W相制御指示値―閾値g)÷2とを演算する。   If it is determined in step S1 that it is not small, the process proceeds to step S3, and the square value of the difference between the control instruction values of the V phase and the W phase is calculated by the calculation unit 82 as the square value of the predetermined threshold value g. Determine if it is less. If it is determined in step S3 that the value is smaller, the process proceeds to step S4, where the drive assisting unit 83 determines that the V-phase control command value = (V-phase control command value + W-phase control command value + threshold g) / 2 and the W-phase control command value. = (V-phase control instruction value + W-phase control instruction value-threshold value g) / 2.

さらに、ステップS3で小さくないと判断すると、ステップS5に移行して演算部82で演算したW相とU相との制御指示値の差の2乗値が予め定められた閾値gの2乗値より小さいかどうか判断する。該ステップS5で小さいと判断すると、ステップS6に移行して、駆動補助部83がW相制御指示値=(W相制御指示値+U相制御指示値+閾値g)÷2とU相制御指示値=(W相制御指示値+U相制御指示値―閾値g)÷2とを演算する。   Further, if it is determined in step S3 that it is not small, the process proceeds to step S5 and the square value of the difference between the control instruction values of the W phase and the U phase calculated by the calculation unit 82 is a square value of a predetermined threshold value g. Determine if it is less. If it is determined in step S5 that the value is smaller, the process proceeds to step S6, where the driving assist unit 83 determines that the W-phase control command value = (W-phase control command value + U-phase control command value + threshold g) / 2 and the U-phase control command value. = (W-phase control instruction value + U-phase control instruction value-threshold g) / 2 is calculated.

そして、ステップS5で小さくないと判断したり、また各ステップS2、S4、S6の実行後、ステップS7に移行する。ステップS7では、駆動信号出力部81で各U相、V相およびW相制御指示値とキャリア信号との比較によりスイッチング素子の駆動信号を生成し、インバータ2の各スイッチング素子に駆動信号を与えてインバータ2を駆動する。   And it judges that it is not small at step S5, and after execution of each step S2, S4, S6, it transfers to step S7. In step S7, the drive signal output unit 81 generates a drive signal for the switching element by comparing each U-phase, V-phase, and W-phase control instruction value with the carrier signal, and gives the drive signal to each switching element of the inverter 2. The inverter 2 is driven.

以上、ステップS1からステップS7の動作を繰り返すことで、電動機3の駆動を制御するのである。   As described above, the driving of the electric motor 3 is controlled by repeating the operations from step S1 to step S7.

次に、前述の制御部8について、他の駆動方法について図6に基づいて説明する。   Next, another driving method for the control unit 8 will be described with reference to FIG.

かかる制御では、各相制御指示値の大小関係を考慮し、前述の制御よりさらに滑らかな制御を実現するものである。   In such control, in consideration of the magnitude relationship between the phase control instruction values, smoother control than that described above is realized.

まず、ステップS10では、演算部82で夫々演算したU相制御指示値−V相制御指示値が0より大きいかどうか判断する。もし大きいと判断すればステップS11へ、また大きくないと判断すればステップS12へ移行する。ステップS11ではU相制御指示値−V相制御指示値の演算結果が閾値gより小さいかどうか判断し、小さいと判断すればステップS13へ移行する。ステップS13では、駆動補助部83がU相制御指示値=(U相制御指示値+V相制御指示値+閾値g)÷2とV相制御指示値=(U相制御指示値+V相制御指示値−閾値g)÷2とを演算する。   First, in step S10, it is determined whether or not the U-phase control instruction value−V-phase control instruction value calculated by the calculation unit 82 is greater than zero. If it is determined that it is large, the process proceeds to step S11. If it is determined that it is not large, the process proceeds to step S12. In step S11, it is determined whether or not the calculation result of the U-phase control instruction value−V-phase control instruction value is smaller than the threshold value g. In step S13, the drive assisting unit 83 determines that the U-phase control instruction value = (U-phase control instruction value + V-phase control instruction value + threshold g) / 2 and V-phase control instruction value = (U-phase control instruction value + V-phase control instruction value). Calculate the threshold g) ÷ 2.

また、ステップS12では、演算部82で演算したU相制御指示値−V相制御指示値の演算結果が閾値gより大きいかどうか判断し、大きいと判断すればステップS14へ移行する。ステップS14では、駆動補助部83がU相制御指示値=(U相制御指示値+V相制御指示値−閾値g)÷2とV相制御指示値=(U相制御指示値+V相制御指示値+閾値g)÷2とを演算する。   In step S12, it is determined whether the calculation result of the U-phase control instruction value−V-phase control instruction value calculated by the calculation unit 82 is larger than the threshold value g. If it is determined that the calculation result is larger, the process proceeds to step S14. In step S14, the driving assist unit 83 determines that the U-phase control instruction value = (U-phase control instruction value + V-phase control instruction value−threshold g) / 2 and V-phase control instruction value = (U-phase control instruction value + V-phase control instruction value). + Threshold g) ÷ 2.

また、ステップS11で小さくないと判断またはステップS12で大きくないと判断すればステップS15に移行する。   If it is determined in step S11 that it is not small or it is determined that it is not large in step S12, the process proceeds to step S15.

ステップS15では、演算部82で夫々演算したV相制御指示値−W相制御指示値が0より大きいかどうか判断する。もし大きいと判断すればステップS16へ、また大きくないと判断すればステップS17へ移行する。ステップS16では演算部82で夫々演算したV相制御指示値−W相制御指示値の演算結果が閾値gより小さいかどうか判断し、小さいと判断すればステップS18へ移行する。ステップS18では、駆動補助部83がV相制御指示値=(V相制御指示値+W相制御指示値+閾値g)÷2とW相制御指示値=(V相制御指示値+W相制御指示値−閾値g)÷2とを演算する。   In step S15, it is determined whether or not the V-phase control instruction value-W-phase control instruction value calculated by the calculation unit 82 is greater than zero. If it is determined that it is large, the process proceeds to step S16, and if it is not large, the process proceeds to step S17. In step S16, it is determined whether the calculation result of the V-phase control instruction value-W-phase control instruction value calculated by the calculation unit 82 is smaller than the threshold value g. If it is determined that the calculation result is smaller, the process proceeds to step S18. In step S18, the drive assisting unit 83 determines that the V-phase control command value = (V-phase control command value + W-phase control command value + threshold g) / 2 and the W-phase control command value = (V-phase control command value + W-phase control command value). Calculate the threshold g) ÷ 2.

また、ステップS17では、演算部82で演算したV相制御指示値−W相制御指示値の演算結果が閾値gより大きいかどうか判断し、大きいと判断すればステップS19へ移行する。ステップS19では、駆動補助部83がV相制御指示値=(V相制御指示値+W相制御指示値−閾値g)÷2とW相制御指示値=(V相制御指示値+W相制御指示値+閾値g)÷2とを演算する。   In step S17, it is determined whether the calculation result of the V-phase control instruction value-W-phase control instruction value calculated by the calculation unit 82 is larger than the threshold value g. If it is determined that the calculation result is larger, the process proceeds to step S19. In step S19, the driving assist unit 83 determines that the V-phase control command value = (V-phase control command value + W-phase control command value−threshold g) / 2 and the W-phase control command value = (V-phase control command value + W-phase control command value). + Threshold g) ÷ 2.

また、ステップS16で小さくないと判断またはステップS17で大きくないと判断すればステップS20に移行する。   If it is determined in step S16 that it is not small or it is determined that it is not large in step S17, the process proceeds to step S20.

ステップS20では、演算部82で演算したW相制御指示値−U相制御指示値が0より大きいかどうか判断する。もし大きいと判断すればステップS21へ、また大きくないと判断すればステップS22へ移行する。ステップS21では演算部82で演算したW相制御指示値−U相制御指示値の演算結果が閾値gより小さいかどうか判断し、小さいと判断すればステップS23へ移行する。ステップS23では、駆動補助部83がW相制御指示値=(W相制御指示値+U相制御指示値+閾値g)÷2とU相制御指示値=(W相制御指示値+U相制御指示値−閾値g)÷2とを演算する。   In step S20, it is determined whether or not the W-phase control instruction value-U-phase control instruction value calculated by the calculation unit 82 is greater than zero. If it is determined that it is large, the process proceeds to step S21. If it is determined that it is not large, the process proceeds to step S22. In step S21, it is determined whether the calculation result of the W-phase control instruction value-U-phase control instruction value calculated by the calculation unit 82 is smaller than the threshold value g. If it is determined that the calculation result is smaller, the process proceeds to step S23. In step S23, the drive assisting unit 83 determines that the W-phase control command value = (W-phase control command value + U-phase control command value + threshold g) / 2 and the U-phase control command value = (W-phase control command value + U-phase control command value). Calculate the threshold g) ÷ 2.

また、ステップS22では、演算部82で演算したW相制御指示値−U相制御指示値の演算結果が閾値gより大きいかどうか判断し、大きいと判断すればステップS24へ移行する。ステップS24では、駆動補助部83がW相制御指示値=(W相制御指示値+U相制御指示値−閾値g)÷2とU相制御指示値=(W相制御指示値+U相制御指示値+閾値g)÷2とを演算する。   In step S22, it is determined whether the calculation result of the W-phase control instruction value-U-phase control instruction value calculated by the calculation unit 82 is larger than the threshold value g. If it is determined that the calculation result is larger, the process proceeds to step S24. In step S24, the drive assisting unit 83 determines that the W-phase control command value = (W-phase control command value + U-phase control command value−threshold g) / 2 and the U-phase control command value = (W-phase control command value + U-phase control command value). + Threshold g) ÷ 2.

前述のステップS21で小さくないと判断またはステップS22で大きくないと判断、またはステップS13、S14、S18、S19、S23、S24の実行後、ステップS25へ移行する。ステップS25では、駆動信号出力部で各U相、V相およびW相制御指示値とキャリア信号との比較によりスイッチング素子の駆動信号を生成、インバータ2の各スイッチング素子に駆動信号を与えてインバータ2を駆動する。   After determining that it is not small in step S21 or not large in step S22, or after executing steps S13, S14, S18, S19, S23, and S24, the process proceeds to step S25. In step S25, the drive signal output unit generates a drive signal for the switching element by comparing each U-phase, V-phase, and W-phase control instruction value with the carrier signal, and gives the drive signal to each switching element of the inverter 2 to generate the inverter 2 Drive.

以上、ステップS10からステップS25の動作を繰り返すことで、電動機3の駆動を制御するのである。   As described above, the driving of the electric motor 3 is controlled by repeating the operations from step S10 to step S25.

一般的な三相電動機を駆動するインバータ回路を示す。An inverter circuit for driving a general three-phase motor is shown. 図1中の各スイッチング素子のスイッチングパターンを示す表である。It is a table | surface which shows the switching pattern of each switching element in FIG. 各相の制御指示値、キャリア信号及びスイッチングパターンの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship of the control instruction value of each phase, a carrier signal, and a switching pattern. 図1中の制御部の制御ブロックを示す図である。It is a figure which shows the control block of the control part in FIG. 制御部の一実施例の動作フローチャートを示す図である。It is a figure which shows the operation | movement flowchart of one Example of a control part. 制御部の他の実施例の制御フローチャートを示す図である。It is a figure which shows the control flowchart of the other Example of a control part.

符号の説明Explanation of symbols

3 三相電動機
4 シャント抵抗
5、6、7 アーム
8 制御部
81 駆動信号出力部
82 演算部
83 駆動補助部
3 Three-phase motor 4 Shunt resistor 5, 6, 7 Arm 8 Control unit 81 Drive signal output unit 82 Calculation unit 83 Drive auxiliary unit

Claims (2)

直流電源を三相または多相交流電源に変換するインバータの制御方法であって、前記インバータは、前記交流電源の各相ごとに対応して設けられ、チョッピングして前記直流電源を交流電源に変換するスイッチング部と、該スイッチング部のスイッチング動作を、前記交流電源の各相の相電流を測定した結果に基づいて各相の制御指示値を作成し、該制御指示値に基づいて前記インバータのスイッチング部を駆動制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記各相の制御指示値間の差が所定値以下となったとき、所定値以下となった2相の制御指示値を予め定めた固定値に変更して前記インバータのスイッチング部を駆動制御することを特徴とするインバータ制御方法。 An inverter control method for converting a DC power source into a three-phase or multi-phase AC power source, wherein the inverter is provided for each phase of the AC power source, and chops to convert the DC power source into an AC power source. And switching operation of the switching unit, and a control instruction value for each phase is created based on a result of measuring a phase current of each phase of the AC power supply, and switching of the inverter is performed based on the control instruction value A control unit that drives and controls the control unit, and the control unit determines in advance a control instruction value for two phases that is less than or equal to a predetermined value when a difference between the control instruction values for each phase is less than or equal to a predetermined value. An inverter control method characterized in that the switching unit of the inverter is driven and controlled by changing to a fixed value. 直流電源と、該直流電源出力を三相または多相交流電源に変換するインバータと、前記交流電源の各相の相電流を検出する相電流検出部と、を備え、前記インバータは、前記交流電源の各相ごとに対応して設けられ、チョッピングして前記直流電源を交流電源に変換するスイッチング部と、該スイッチング部のスイッチング動作を、前記相電流検出部で測定した各相の相電流に基づいて制御する制御部とを有し、該制御部は、前記相電流検出部で測定した各相の相電流に基づいて各相の制御指示値を演算する演算部と、該演算部での各相の制御指示値間の差が所定値以下となったとき、所定値以下となった2相の制御指示値が予め定めた固定値に変更する駆動補助部と、前記演算部及び前記駆動補助部からの信号に基づいて前記スイッチング部の駆動信号を作成し、出力する駆動信号出力部と、を有することを特徴とするインバータ装置。 A DC power supply, an inverter that converts the DC power supply output into a three-phase or multiphase AC power supply, and a phase current detection unit that detects a phase current of each phase of the AC power supply, the inverter including the AC power supply A switching unit that is provided corresponding to each phase of the chopping to convert the DC power source into an AC power source, and the switching operation of the switching unit is based on the phase current of each phase measured by the phase current detection unit A control unit for controlling each phase based on the phase current of each phase measured by the phase current detection unit, and each control unit in the calculation unit. When the difference between the control instruction values of the phase is less than or equal to a predetermined value, the drive assist unit that changes the control instruction value of the two phases that is less than or equal to the predetermined value to a predetermined fixed value, the arithmetic unit, and the drive assist Switching based on the signal from the unit The inverter device of creating a drive signal, and having a drive signal output unit for outputting.
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