JP2005117869A - Two-phase modulation control inverter device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a two-phase modulation control inverter device that can perform two-phase modulation control properly, even if a three-phase modulation voltage command value is small and extensively distorted by the effect of a counter electromotive force and the like, in such cases as slow revolutions and low torque in a power state and a regeneration state. <P>SOLUTION: A two-phase modulation voltage command value generating means 74 is made up of a fixed mode calculating means 742 that calculates a fixed mode based on a three-phase modulation voltage command value, a mode counter 743 that determines whether the fixed mode calculated by the fixed mode calculating means 742 complies with ideal change order or not, and a voltage command value calculating means 744 that calculates a two-phase modulation voltage command value based on the fixed mode that is changed when a coincidence signal is outputted from the mode counter 743. As a result, since the fixed mode is changed in accordance with the ideal change order, the two-phase modulation control can be performed properly. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、二相変調制御式インバータ装置に関するものである。   The present invention relates to a two-phase modulation control type inverter device.

近年の環境問題を背景に、様々な分野において、損失低減の要求が高まっており、インバータ装置も例外ではない。三相交流モータを駆動する一般的なインバータ装置は三相変調制御式インバータ装置であるが、損失低減できるインバータ装置として二相変調制御式インバータ装置が知られている。ここで、三相変調制御式インバータ装置とは、三相全ての周波数を逐次変調させながら制御するインバータ装置である。二相変調制御式インバータ装置とは、二相変調と称される三相のうち何れか一相を順次固定させると同時に、他の二相のみを変調させながら制御する方式で制御されるインバータ装置であり、二相変調については、1987年3月の社団法人電気学会発行の書物「半導体電力変換回路」の第110、111、125頁等に解説が述べられている。なお、一相を固定させるとは、該当する相のスイッチング素子を常にオン状態又はオフ状態にすることである。   Against the background of environmental problems in recent years, there is an increasing demand for loss reduction in various fields, and inverter devices are no exception. A general inverter device for driving a three-phase AC motor is a three-phase modulation control type inverter device, but a two-phase modulation control type inverter device is known as an inverter device capable of reducing loss. Here, the three-phase modulation control type inverter device is an inverter device that performs control while sequentially modulating the frequencies of all three phases. The two-phase modulation control type inverter device is an inverter device controlled by a system in which any one of the three phases called two-phase modulation is sequentially fixed, and at the same time, only the other two phases are modulated. The two-phase modulation is described in pages 110, 111, 125, etc. of the book “Semiconductor Power Conversion Circuit” published by the Institute of Electrical Engineers of Japan in March 1987. Note that fixing one phase means that the switching element of the corresponding phase is always turned on or off.

そして、従来のインバータ装置としては、例えば、特許第3395920号公報に三相交流モータが力行状態時に二相変調制御を行うインバータ装置が開示されている。これは、力行状態時に、三相変調電圧指令値に基づき二相変調電圧指令値を算出してインバータ回路を制御している。   As a conventional inverter device, for example, Japanese Patent No. 3395920 discloses an inverter device that performs two-phase modulation control when a three-phase AC motor is in a power running state. This controls the inverter circuit by calculating the two-phase modulation voltage command value based on the three-phase modulation voltage command value in the power running state.

ところで、二相変調制御を行う場合には、三相変調電圧指令値に基づき何れの相を固定相とするかを決定して何れの二相を変調相とするかを示すいわゆる固定モードを決定する必要がある。この固定モードは、例えば三相電圧指令値の各相の指令値がゼロクロス点を通過するたび毎に変更する等している。
特許第3395920号公報
By the way, when performing two-phase modulation control, a so-called fixed mode indicating which phase is set as a modulation phase is determined based on a three-phase modulation voltage command value. There is a need to. For example, the fixed mode is changed every time the command value of each phase of the three-phase voltage command value passes through the zero cross point.
Japanese Patent No. 3395920

このように、例えばゼロクロス点に基づき固定モードを変更するとき、三相変調電圧指令値が比較的大きな値の場合には、固定モードは適切な順序に従って変更される。しかし、三相変調電圧指令値が小さい場合には、固定モードは適切な順序に従って変更されない場合が生じる。これは、例えば、逆起電力等の影響により、三相変調電圧指令値に大きな歪みが生じて、三相電圧指令のゼロクロスを正確に検出することが困難であり、ゼロクロス点を通過する各相の順序が異なる場合が生じるからである。そして、このような固定モードが適切な順序に従って変更されない場合には、二相変調制御を行うことができない。固定モードが適切な順序に従って変更されないと、例えば相電流が急変し、三相交流モータから異音を発生させる等することにより、三相交流モータを適切に制御することができないからである。   Thus, for example, when the fixed mode is changed based on the zero cross point, if the three-phase modulation voltage command value is a relatively large value, the fixed mode is changed according to an appropriate order. However, when the three-phase modulation voltage command value is small, the fixed mode may not be changed according to an appropriate order. This is because, for example, a large distortion occurs in the three-phase modulation voltage command value due to the influence of the back electromotive force or the like, and it is difficult to accurately detect the zero cross of the three-phase voltage command. This is because there is a case where the order of is different. If such a fixed mode is not changed according to an appropriate order, two-phase modulation control cannot be performed. This is because if the fixed mode is not changed according to an appropriate order, the three-phase AC motor cannot be appropriately controlled, for example, by suddenly changing the phase current and generating abnormal noise from the three-phase AC motor.

ここで、力行状態時においては、特にモータの動作点が低回転かつ低トルクの場合に、三相変調電圧指令値は小さな値となる。これは、モータの出力が小さいため、dq軸電流指令値も小さくなるからである。さらに、回生状態時においては、モータの動作点のほぼ全領域において、三相変調電圧指令値は小さな値となる。これは、例えば、磁石式三相交流モータを回生状態で駆動する場合は、モータの電圧方程式から判るように力行状態と同一電流振幅で駆動した場合において、回生状態の方が三相電圧指令値の振幅は小さくなるという特徴があるからである。   Here, in the power running state, especially when the operating point of the motor is low rotation and low torque, the three-phase modulation voltage command value is a small value. This is because the dq axis current command value is also small because the motor output is small. Further, in the regenerative state, the three-phase modulation voltage command value is a small value in almost the entire region of the motor operating point. This is because, for example, when driving a magnet type three-phase AC motor in a regenerative state, the regenerative state has a three-phase voltage command value when driven with the same current amplitude as the power running state as can be seen from the voltage equation of the motor. This is because the amplitude of is small.

つまり、力行状態における特に低回転かつ低トルクの場合、及び、回生状態の場合には、三相電圧指令値が小さな値となるため、二相変調制御を行うことができないという問題があった。   That is, there is a problem that the two-phase modulation control cannot be performed because the three-phase voltage command value is small in the power running state, particularly in the case of low rotation and low torque and in the regenerative state.

本発明は、このような事情に鑑みて為されたものであり、力行状態における低回転かつ低トルクの場合、及び、回生状態の場合においても、適切な二相変調制御を行うことができる二相変調制御式インバータ装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and can perform appropriate two-phase modulation control even in the case of low rotation and low torque in a power running state and in the case of a regenerative state. An object is to provide a phase modulation control type inverter device.

そこで、本発明者はこの課題を解決すべく鋭意研究し、試行錯誤を重ねた結果、固定モードの順序を理想的な順序と一致させるように変更させることを思いつき、本発明を完成するに至った。   Therefore, the present inventor has intensively studied to solve this problem, and as a result of repeated trial and error, has come up with the idea of changing the order of the fixed modes to match the ideal order, and has completed the present invention. It was.

すなわち、本発明の二相変調制御式インバータ装置は、三相交流モータを駆動制御する三相インバータ回路と、前記三相交流モータに印加する三相変調電圧指令値を発生する三相変調電圧指令値発生手段と、前記三相変調電圧指令値に基づき前記三相インバータ回路の所定の一相のスイッチング素子のオンオフ状態を固定させると共に他の二相のスイッチング素子のオンオフ状態を変調させる二相変調電圧指令値を発生する二相変調電圧指令値発生手段と、前記二相変調電圧指令値に基づき前記三相インバータ回路をPWM制御するPWM信号を発生するPWM信号発生手段と、を備えた二相変調制御式インバータ装置において、前記二相変調電圧指令値発生手段は、三相のうち何れの一相を前記スイッチング素子のオン状態又はオフ状態に固定させる固定相として何れの二相を変調させる変調相とするかを示す固定モードを複数記憶する固定モード記憶手段と、それぞれの前記固定モードの理想的変更順序を記憶する固定モード変更順序記憶手段と、前記三相変調電圧指令値及び予め記憶された所定条件に基づき前記固定モードを算出する固定モード算出手段と、算出された前記固定モードが変更された場合に変更前の前記固定モードから変更後の前記固定モードへの順序が前記理想的変更順序に一致するか否かを判断する変更順序判断手段と、変更順序判断手段により前記理想的変更順序に一致すると判断された場合に、前記三相変調電圧指令値及び前記固定モード算出手段により算出された変更後の前記固定モードに基づき前記二相変調電圧指令値を算出する二相変調電圧指令値算出手段と、を備えたことを特徴とする(請求項1)。   That is, the two-phase modulation control type inverter device of the present invention includes a three-phase inverter circuit that drives and controls a three-phase AC motor, and a three-phase modulation voltage command that generates a three-phase modulation voltage command value to be applied to the three-phase AC motor. Two-phase modulation for fixing an on / off state of a predetermined one-phase switching element of the three-phase inverter circuit and modulating an on / off state of another two-phase switching element based on the value generation means and the three-phase modulation voltage command value Two-phase modulation voltage command value generating means for generating a voltage command value and PWM signal generating means for generating a PWM signal for PWM control of the three-phase inverter circuit based on the two-phase modulation voltage command value In the modulation control type inverter device, the two-phase modulation voltage command value generating means sets any one of the three phases to an on state or an off state of the switching element. Fixed mode storage means for storing a plurality of fixed modes indicating which two phases are to be modulated as fixed phases to be fixed, and fixed mode change order storage means for storing the ideal change order of each of the fixed modes And a fixed mode calculation means for calculating the fixed mode based on the three-phase modulation voltage command value and a predetermined condition stored in advance, and when the calculated fixed mode is changed, the fixed mode before the change is changed A change order determining means for determining whether or not a subsequent order to the fixed mode matches the ideal change order; and a change order determining means that determines that the order matches the ideal change order. A two-phase modulation voltage instruction for calculating the two-phase modulation voltage command value based on a phase modulation voltage command value and the changed fixed mode calculated by the fixed mode calculation means Characterized by comprising a value calculating means, the (claim 1).

なお、前記二相変調制御式インバータ装置は、さらに、前記三相交流モータの少なくとも二つの電流を検出する電流検出手段と、前記三相交流モータの電気角を検出する電気角検出手段と、前記三相交流モータのdq軸電流指令値を発生させるdq軸電流指令値発生手段とを備え、前記三相変調電圧指令値発生手段により発生される前記三相電圧指令値は、前記電流検出手段により検出された電流及び前記電気角検出手段により検出された電気角及び前記dq軸電流指令値発生手段により発生させたdq軸電流に基づき算出されるようにしてもよい。   The two-phase modulation control type inverter device further includes current detection means for detecting at least two currents of the three-phase AC motor, electric angle detection means for detecting an electric angle of the three-phase AC motor, Dq-axis current command value generating means for generating a dq-axis current command value for a three-phase AC motor, and the three-phase voltage command value generated by the three-phase modulation voltage command value generating means is generated by the current detecting means. It may be calculated based on the detected current, the electrical angle detected by the electrical angle detection means, and the dq-axis current generated by the dq-axis current command value generation means.

本発明の二相変調制御式インバータ装置によれば、固定モードを理想的変更順序に従って変更させることができる。これは、二相変調電圧指令値算出手段が、変更順序判断手段により理想的変更順序に一致すると判断された場合にのみ、固定モードを次の固定モードに変更することにより達成される。具体的には、固定モード算出手段から固定モードの変更が出力された場合に、変更後の固定モードが理想的変更順序に従った固定モードである場合には固定モードを変更し、変更後の固定モードが理想的変更順序に従っていない固定モードである場合には変更前の固定モードを維持させる。   According to the two-phase modulation control type inverter device of the present invention, the fixed mode can be changed according to an ideal change order. This is achieved by changing the fixed mode to the next fixed mode only when the two-phase modulation voltage command value calculating means determines that the change order determining means matches the ideal change order. Specifically, when the change of the fixed mode is output from the fixed mode calculation means, if the fixed mode after the change is a fixed mode according to the ideal change order, the fixed mode is changed, and the changed When the fixed mode is a fixed mode that does not follow the ideal change order, the fixed mode before the change is maintained.

つまり、本発明によれば、三相変調電圧指令値が小さな値の場合であっても、理想的変更順序に従って固定モードが変更されるので、適切な二相変調制御を行うことができる。すなわち、三相交流モータが力行状態における低回転かつ低トルクの場合、及び、回生状態の場合であっても、適切な二相変調制御を行うことができる。その結果、確実に低損失化を図ることができるインバータ装置を提供することができる。   That is, according to the present invention, even if the three-phase modulation voltage command value is a small value, the fixed mode is changed according to the ideal change order, so that appropriate two-phase modulation control can be performed. That is, appropriate two-phase modulation control can be performed even when the three-phase AC motor has a low rotation and low torque in a power running state and a regenerative state. As a result, it is possible to provide an inverter device that can reliably reduce the loss.

次に、実施形態を挙げ、本発明をより詳しく説明する。   Next, the present invention will be described in more detail with reference to embodiments.

前記三相交流モータが正回転の場合における前記理想的変更順序は、前記三相交流モータが逆回転の場合における前記理想的変更順序に対して反対順序であるようにするとよい。例えば、正回転の場合の理想的変更順序が、A→B→C→Dの順序とすると、逆回転の場合の理想的変更順序は、D→C→B→Aの順序となる。これにより、三相交流モータが正回転の場合であっても逆回転の場合であっても、確実に二相変調制御を行うことができる。また、固定モード変更順序記憶手段には、正回転の場合と逆回転の場合の何れか一方の理想的変更順序を記憶しておけばよい(請求項2)。   The ideal change order when the three-phase AC motor rotates in the forward direction may be opposite to the ideal change order when the three-phase AC motor rotates in the reverse direction. For example, if the ideal change order in the forward rotation is the order of A → B → C → D, the ideal change order in the reverse rotation is the order of D → C → B → A. Thus, the two-phase modulation control can be reliably performed regardless of whether the three-phase AC motor is rotating forward or rotating backward. The fixed mode change order storage means may store the ideal change order of either the forward rotation or the reverse rotation (Claim 2).

固定モード算出手段における前記所定条件は、前記三相変調電圧指令値のゼロクロス点に基づき変更するようにしてもよい。たとえば、三相変調電圧指令値がゼロクロス点を通過するたび毎に固定モードを変更するようにした場合には、固定モードの変更順序が理想的変更順序に一致しない場合が発生しやすい。このようにゼロクロス点に基づき固定モードを変更する場合であっても、本発明によれば固定モードの変更順序を確実に理想的変更順序に一致させることができる(請求項3)。   The predetermined condition in the fixed mode calculation means may be changed based on a zero cross point of the three-phase modulation voltage command value. For example, if the fixed mode is changed every time the three-phase modulation voltage command value passes the zero cross point, the change order of the fixed mode may not match the ideal change order. As described above, even when the fixed mode is changed based on the zero cross point, according to the present invention, the change order of the fixed mode can be surely matched with the ideal change order.

前記固定モード記憶手段は、それぞれの前記固定モードを対応するモード番号として記憶し、前記固定モード変更順序記憶手段に記憶された前記理想的変更順序は、それぞれの前記モード番号の変更順序であり、前記変更順序判断手段は、前記固定モード算出手段により算出された前記固定モードが変更された場合に前記モード番号を増減させるカウンタであって、変更後のモード番号が前記理想的変更順序に一致するか否かを判断するようにしてもよい(請求項4)。   The fixed mode storage means stores each of the fixed modes as a corresponding mode number, and the ideal change order stored in the fixed mode change order storage means is a change order of each of the mode numbers, The change order determination means is a counter that increases or decreases the mode number when the fixed mode calculated by the fixed mode calculation means is changed, and the changed mode number matches the ideal change order. It may be determined whether or not (Claim 4).

つまり、固定モード記憶手段に記憶しているモード番号が理想的変更順序に従って増減するように付されている。この場合、固定モード記憶手段と固定モード変更順序記憶手段とは、一体的に構成される。例えば、固定モードがA→B→C→Dの変更順序が理想的変更順序の場合には、固定モードAのモード番号を1とし、固定モードBのモード番号を2とし、固定モードCのモード番号を3とし、固定モードDのモード番号を4として、固定モード記憶手段に記憶されている。そして、変更順序判断手段が、モード番号を増減するカウンタであるので、例えば、固定モード算出手段により固定モードが変更されようとするとき、カウンタが例えば1増加させる。そして、固定モード算出手段から出力された変更後の固定モードのモード番号が、カウンタのモード番号と一致するか否かを判断することになる。つまり、固定モードを番号化したモード番号と、カウンタを用いることで、容易に理想的変更順序であるか否かを判断することができるようになる。   That is, the mode numbers stored in the fixed mode storage means are added or decreased according to the ideal change order. In this case, the fixed mode storage unit and the fixed mode change order storage unit are integrally configured. For example, when the change mode of the fixed mode is A → B → C → D is an ideal change order, the mode number of the fixed mode A is set to 1, the mode number of the fixed mode B is set to 2, and the mode of the fixed mode C is set. The number is 3, and the mode number of the fixed mode D is 4, which is stored in the fixed mode storage means. Since the change order determination unit is a counter that increases or decreases the mode number, for example, when the fixed mode is to be changed by the fixed mode calculation unit, the counter is increased by, for example, one. Then, it is determined whether or not the mode number of the changed fixed mode output from the fixed mode calculation means matches the mode number of the counter. That is, by using the mode number obtained by numbering the fixed mode and the counter, it is possible to easily determine whether or not it is the ideal change order.

また、前記二相変調電圧指令値算出手段は、前記三相交流モータが回生状態のときに前記二相変調電圧指令値を算出するようにするとよい。上述したように、回生状態時には力行状態時に比べて三相変調電圧値が小さくなる。つまり、回生状態時に二相変調制御を行おうとすると、固定モードの変更順序が理想的変更順序と一致しない場合が発生する可能性が非常に高い。そこで、特に回生状態時に本発明を適用することにより、従来二相変調制御が困難であった回生状態時においても二相変調制御を行うことができるようになり、より高効率化を図ることができる。さらに、従来のように、力行状態時と回生状態時とにより、三相変調制御と二相変調制御とを変更する必要もないので、制御性も向上させることができる(請求項5)。   The two-phase modulation voltage command value calculating means may calculate the two-phase modulation voltage command value when the three-phase AC motor is in a regenerative state. As described above, the three-phase modulation voltage value is smaller in the regenerative state than in the powering state. That is, if two-phase modulation control is performed in the regenerative state, there is a high possibility that the change order of the fixed mode does not match the ideal change order. Therefore, by applying the present invention especially in the regenerative state, it becomes possible to perform the two-phase modulation control even in the regenerative state where the conventional two-phase modulation control has been difficult, thereby achieving higher efficiency. it can. Further, unlike the prior art, it is not necessary to change the three-phase modulation control and the two-phase modulation control between the power running state and the regenerative state, so that controllability can be improved (claim 5).

また、前記固定モード記憶手段に記憶される前記固定モードは、6種類、12種類、3種類の何れかとしてもよい。固定モードが6種類の場合とは、例えば、三相変調電圧がゼロクロス点を通過する場合にのみ固定モードを切り替える等により行う。例えば、U相の電圧値が正の場合で、V相及びW相の電圧値が負の場合に、U相を正極側の固定相とする等である。また、固定モードが12種類の場合とは、例えば、三相変調電圧がゼロクロス点を通過する場合、及び、三相の電圧がそれぞれ交差する点を通過する場合に固定モードを切り替える等により行う。また、固定モードが3種類の場合とは、例えば、正極側において三相の電圧がそれぞれ交差する点を通過する場合に固定モードを切り替える等により行う(請求項6、請求項7、請求項8)。   Further, the fixed mode stored in the fixed mode storage means may be any of six types, twelve types, and three types. The case where there are six types of fixed modes is performed, for example, by switching the fixed mode only when the three-phase modulation voltage passes through the zero cross point. For example, when the U-phase voltage value is positive and the V-phase and W-phase voltage values are negative, the U-phase is set as the positive phase on the positive side. The case where there are 12 types of fixed modes is performed, for example, by switching the fixed mode when the three-phase modulation voltage passes through the zero-cross point and when the three-phase voltage passes through the intersecting points. The case where there are three types of fixed modes is performed, for example, by switching the fixed mode when passing through a point where three-phase voltages cross each other on the positive electrode side (claims 6, 7, and 8). ).

また、前記二相変調制御式インバータ装置は、自動車に搭載される三相交流モータに用いてもよい。前記二相変調制御式インバータを自動車に搭載される前記三相交流モータに用いると、前記三相交流モータの全動作領域において、特に、回生状態の場合において、確実に低損失化を図ることができる(請求項9)。   The two-phase modulation control type inverter device may be used for a three-phase AC motor mounted on an automobile. When the two-phase modulation control type inverter is used for the three-phase AC motor mounted on an automobile, the loss can be surely reduced in the entire operation region of the three-phase AC motor, particularly in the regenerative state. (Claim 9).

次に、実施例を挙げて、本発明をより具体的に説明する。   Next, an Example is given and this invention is demonstrated more concretely.

(二相変調制御式インバータ装置の全体構成)
本実施形態における二相変調制御式インバータ装置1を用いたモータ駆動装置について、図1を参照して説明する。なお、ここに示すモータ駆動装置は、自動車に搭載する三相交流モータを駆動する装置である。
(Overall configuration of two-phase modulation control type inverter device)
A motor drive device using the two-phase modulation control type inverter device 1 in the present embodiment will be described with reference to FIG. In addition, the motor drive apparatus shown here is an apparatus which drives the three-phase alternating current motor mounted in a motor vehicle.

図1に示すように、モータ駆動装置は、二相変調制御式インバータ装置1と、三相交流モータ2と、直流電源(バッテリ)3と、電流センサ4と、回転位置検出センサ5とから構成されている。電流センサ4は、三相交流モータ1の電機子コイルのうちの少なくとも二相の電流(例えば、V相及びW相に流れる電流Iv,Iw)を検出するセンサである。回転位置検出センサ5は、三相交流モータ1の回転子の回転位置を検出するセンサである。なお、この回転位置検出センサ5は、前記電流Iv,Iw等に基づき電気角θ(位相)を算出することにより、省略することができる。   As shown in FIG. 1, the motor drive device includes a two-phase modulation control type inverter device 1, a three-phase AC motor 2, a DC power source (battery) 3, a current sensor 4, and a rotational position detection sensor 5. Has been. The current sensor 4 is a sensor that detects at least two-phase currents (for example, currents Iv and Iw flowing in the V phase and the W phase) of the armature coils of the three-phase AC motor 1. The rotational position detection sensor 5 is a sensor that detects the rotational position of the rotor of the three-phase AC motor 1. The rotational position detection sensor 5 can be omitted by calculating the electrical angle θ (phase) based on the currents Iv, Iw and the like.

二相変調制御式インバータ装置1は、三相インバータ回路6と、制御回路7と、平滑コンデンサ8とから構成される。三相インバータ回路(以下、単に「インバータ回路」という。)6は、直流電圧を三相交流電圧に変換して三相交流モータ2の電機子コイルに印加する回路である。このインバータ回路6は、U相インバータ61、V相インバータ62、W相インバータ63をもち、各相インバータ61〜63はそれぞれ、上アーム側スイッチング素子としてIGBT素子601〜603を、下アーム側スイッチング素子としてIGBT素子604〜606を個別に有している。さらに、各IGBT素子601〜606には、それぞれフライホイールダイオード64が逆並列に接続されている。   The two-phase modulation control type inverter device 1 includes a three-phase inverter circuit 6, a control circuit 7, and a smoothing capacitor 8. A three-phase inverter circuit (hereinafter simply referred to as “inverter circuit”) 6 is a circuit that converts a DC voltage into a three-phase AC voltage and applies it to an armature coil of the three-phase AC motor 2. This inverter circuit 6 has a U-phase inverter 61, a V-phase inverter 62, and a W-phase inverter 63. Each of the phase inverters 61 to 63 includes IGBT elements 601 to 603 as upper arm side switching elements, and lower arm side switching elements. IGBT elements 604 to 606 are individually provided. Further, flywheel diodes 64 are connected to the IGBT elements 601 to 606 in antiparallel.

そして、インバータ回路6の上アーム側スイッチング素子601〜603の上端側は、直流電源3及び平滑コンデンサ8の正極側に接続されている。一方、インバータ回路6の下アーム側スイッチング素子604〜606の下端側は、直流電源3及び平滑コンデンサ8の負極側に接続されている。そして、U相インバータ61の上アーム側スイッチング素子601と下アーム側スイッチング素子604との間は、三相交流モータ2のU相の電機子コイルに接続されている。V相インバータ62の上アーム側スイッチング素子602と下アーム側スイッチング素子605との間は、三相交流モータ2のV相の電機子コイルに接続されている。W相インバータ63の上アーム側スイッチング素子603と下アーム側スイッチング素子606との間は、三相交流モータ2のW相の電機子コイルに接続されている。   The upper end sides of the upper arm side switching elements 601 to 603 of the inverter circuit 6 are connected to the DC power source 3 and the positive side of the smoothing capacitor 8. On the other hand, the lower end sides of the lower arm side switching elements 604 to 606 of the inverter circuit 6 are connected to the DC power supply 3 and the negative side of the smoothing capacitor 8. And between the upper arm side switching element 601 and the lower arm side switching element 604 of the U-phase inverter 61 is connected to the U-phase armature coil of the three-phase AC motor 2. A space between the upper arm side switching element 602 and the lower arm side switching element 605 of the V phase inverter 62 is connected to a V phase armature coil of the three-phase AC motor 2. A space between the upper arm side switching element 603 and the lower arm side switching element 606 of the W phase inverter 63 is connected to a W phase armature coil of the three-phase AC motor 2.

(制御回路の構成)
制御回路7は、車両ECUからトルク指令値trq*を入力し、電流センサ4からV相及びW相の電流Iv,Iwを入力し、さらに、回転位置検出センサ5から三相交流モータ2の回転子の回転位置信号を入力する。そして、これら入力信号に基づき、インバータ回路6の各スイッチング素子601〜606のオンオフ状態を制御している。具体的には、各スイッチング素子601〜606のゲート端子に印加するゲート電圧を制御している。
(Configuration of control circuit)
The control circuit 7 inputs a torque command value trq * from the vehicle ECU, inputs V-phase and W-phase currents Iv and Iw from the current sensor 4, and further rotates the three-phase AC motor 2 from the rotational position detection sensor 5. The child rotation position signal is input. Based on these input signals, the on / off states of the switching elements 601 to 606 of the inverter circuit 6 are controlled. Specifically, the gate voltage applied to the gate terminals of the switching elements 601 to 606 is controlled.

この制御回路7について、図2を参照して詳細に説明する。図2に示すように、制御回路7は、モータ回転位置検出手段71と、dq軸電流指令発生手段72と、三相電圧指令発生手段73と、二相変調電圧指令発生手段74と、PWM信号発生手段75と、スイッチングゲートドライバ76と、モータ回転方向検出手段77とから構成される。   The control circuit 7 will be described in detail with reference to FIG. As shown in FIG. 2, the control circuit 7 includes a motor rotational position detecting means 71, a dq-axis current command generating means 72, a three-phase voltage command generating means 73, a two-phase modulation voltage command generating means 74, and a PWM signal. The generating unit 75, the switching gate driver 76, and the motor rotation direction detecting unit 77 are configured.

モータ回転位置検出手段71は、回転位置検出センサ5から入力した三相交流モータ2の回転子の回転位置信号に基づき、三相交流モータ2の電気角θとモータ回転数Nmotとを算出する。dq軸電流指令発生手段72は、車両ECUから入力されるトルク指令値trq*及びモータ回転位置検出手段71で算出されたモータ回転数Nmotに基づき、dq軸電流指令値Id,Iqを算出する。三相電圧指令発生手段(三相変調電圧指令値発生手段)73は、モータ回転位置検出手段71により算出された電気角θとdq軸電流指令発生手段72により算出されたdq軸電流指令値Id,Iqと電流センサ4により検出されたモータ電流Iv,Iwとに基づき、三相交流モータ2の各相の電機子コイルに印加される三相変調電圧指令値U,V,Wを算出する。この三相変調電圧指令値U,V,Wとは、三相変調制御を行う場合における電圧指令値となる。二相変調電圧指令発生手段(二相変調電圧指令値発生手段)74は、三相電圧指令発生手段73により算出された三相変調電圧指令値U,V,Wに基づき、二相変調させる場合における電圧指令値U’,V’,W’を算出する。なお、二相変調電圧指令発生手段74についての詳細は後述する。   The motor rotational position detection means 71 calculates the electrical angle θ of the three-phase AC motor 2 and the motor rotational speed Nmot based on the rotational position signal of the rotor of the three-phase AC motor 2 input from the rotational position detection sensor 5. The dq-axis current command generating means 72 calculates dq-axis current command values Id and Iq based on the torque command value trq * input from the vehicle ECU and the motor rotational speed Nmot calculated by the motor rotation position detecting means 71. The three-phase voltage command generation means (three-phase modulation voltage command value generation means) 73 has an electrical angle θ calculated by the motor rotation position detection means 71 and a dq-axis current command value Id calculated by the dq-axis current command generation means 72. , Iq and the motor currents Iv, Iw detected by the current sensor 4, the three-phase modulation voltage command values U, V, W applied to the armature coils of the respective phases of the three-phase AC motor 2 are calculated. The three-phase modulation voltage command values U, V, and W are voltage command values when performing three-phase modulation control. The two-phase modulation voltage command generation means (two-phase modulation voltage command value generation means) 74 performs two-phase modulation based on the three-phase modulation voltage command values U, V, and W calculated by the three-phase voltage command generation means 73 Voltage command values U ′, V ′, and W ′ at are calculated. Details of the two-phase modulation voltage command generation means 74 will be described later.

PWM信号発生手段75は、二相変調電圧指令発生手段74により算出された二相変調の電圧指令値U’,V’,W’に基づき、インバータ回路6のU相インバータ61,V相インバータ62,W相インバータ63の駆動指令信号となるPWM信号Vu,Vv,Vwを、搬送波(三角波)と大小を比較させることにより発生させる。   The PWM signal generation means 75 is based on the two-phase modulation voltage command values U ′, V ′, W ′ calculated by the two-phase modulation voltage command generation means 74, and the U-phase inverter 61 and the V-phase inverter 62 of the inverter circuit 6. , PWM signals Vu, Vv, and Vw serving as drive command signals for the W-phase inverter 63 are generated by comparing the carrier wave (triangular wave) with the magnitude.

スイッチングゲートドライバ(ドライブ回路)76は、PWM信号発生手段75から出力されるPWM信号Vu,Vv,Vwに基づき、U相インバータ61のスイッチング素子601,604のゲート電圧Uu,Ulと、V相インバータ62のスイッチング素子602,605のゲート電圧Vu,Vlと、W相インバータ63のスイッチング素子603,606のゲート電圧Wu,Wlとを発生させる。これらのゲート電圧Uu,Ul,Vu,Vl,Wu,Wlは、所定時間におけるオン状態の時間割合であるデューティにて表すことができる。そして、インバータ回路6の各スイッチング素子601〜606は、スイッチングゲートドライバ76から出力されるゲート電圧Uu,Ul,Vu,Vl,Wu,Wlに基づき、オンオフ駆動される。つまり、ゲート電圧がオン状態(所定電圧値)となるとトランジスタがオン動作し、ゲート電圧がオフ状態(零)となるとトランジスタがオフ動作する。このスイッチングゲートドライバ76は、例えばスイッチング素子601〜606がIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)である場合には、PWM(Pulse Width Modulation)信号に基づきゲート電圧をIGBTに印加するための回路で、フォトカプラ、ロジックIC、トランジスタ等から構成される。   The switching gate driver (drive circuit) 76 is based on the PWM signals Vu, Vv, and Vw output from the PWM signal generating means 75, and the gate voltages Uu and Ul of the switching elements 601 and 604 of the U-phase inverter 61 and the V-phase inverter. 62, the gate voltages Vu and Vl of the switching elements 602 and 605 and the gate voltages Wu and Wl of the switching elements 603 and 606 of the W-phase inverter 63 are generated. These gate voltages Uu, Ul, Vu, Vl, Wu, and Wl can be expressed by a duty that is a time ratio of an ON state in a predetermined time. The switching elements 601 to 606 of the inverter circuit 6 are driven on and off based on the gate voltages Uu, Ul, Vu, Vl, Wu, and Wl output from the switching gate driver 76. That is, when the gate voltage is turned on (predetermined voltage value), the transistor is turned on, and when the gate voltage is turned off (zero), the transistor is turned off. The switching gate driver 76 is a circuit for applying a gate voltage to the IGBT based on a PWM (Pulse Width Modulation) signal when the switching elements 601 to 606 are IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistors), for example. , Logic ICs, transistors and the like.

モータ回転方向検出手段77は、モータ回転位置検出手段71から出力された三相交流モータ2の電気角の変化Δθに基づき、三相交流モータ2の回転方向R/Lを検出する。すなわち、三相交流モータ2が、正回転をしているか、若しくは、逆回転をしているかを検出する。この回転方向R/Lは、二相変調電圧指令発生手段74にて用いる。   The motor rotation direction detection unit 77 detects the rotation direction R / L of the three-phase AC motor 2 based on the electrical angle change Δθ of the three-phase AC motor 2 output from the motor rotation position detection unit 71. That is, it detects whether the three-phase AC motor 2 is rotating forward or reversely. This rotational direction R / L is used by the two-phase modulation voltage command generation means 74.

(二相変調電圧指令発生手段)
(第1実施例)
二相変調電圧指令発生手段74は、固定モード記憶手段(固定モード記憶手段、固定モード変更順序記憶手段)741と、固定モード演算手段(固定モード算出手段)742と、モードカウンタ(変更順序判断手段)743と、電圧指令演算手段(二相変調電圧指令値算出手段)744とから構成される。
(Two-phase modulation voltage command generation means)
(First embodiment)
The two-phase modulation voltage command generation means 74 includes a fixed mode storage means (fixed mode storage means, fixed mode change order storage means) 741, a fixed mode calculation means (fixed mode calculation means) 742, and a mode counter (change order determination means). 743 and voltage command calculation means (two-phase modulation voltage command value calculation means) 744.

固定モード記憶手段741は、三相のうち何れの一相を固定相とし何れの二相を変調相とするかを示す固定モードを複数記憶している。ここで、固定相とは、各相インバータ61〜63のうちの何れか一相のスイッチング素子をオン状態又はオフ状態に固定させる相をいう。また、変調相は、固定相以外の残りの二相をいい、この変調相のスイッチング素子はオンオフ状態を変調させる。   The fixed mode storage unit 741 stores a plurality of fixed modes indicating which one of the three phases is a fixed phase and which two phases are modulation phases. Here, the stationary phase refers to a phase that fixes any one of the phase inverters 61 to 63 to the on state or the off state. The modulation phase refers to the remaining two phases other than the stationary phase, and the switching element of this modulation phase modulates the on / off state.

固定モード記憶手段741が記憶する固定モードについて、図3を参照してより詳しく説明する。第1実施例における固定モードは、6種類の固定モードからなる。図3(a)は、三相電圧指令発生手段73が出力する三相変調電圧指令値U,V,Wの理想的な状態図を示す。図3(b)は、三相変調電圧指令値が理想的状態における固定モードを説明する図である。この図3(b)は、上方側にモード番号の数値を示し、下方側に各相の電圧指令値を示す。図3(c)については、後述する。   The fixed mode stored in the fixed mode storage unit 741 will be described in more detail with reference to FIG. The fixed mode in the first embodiment consists of six types of fixed modes. FIG. 3A shows an ideal state diagram of the three-phase modulation voltage command values U, V, and W output from the three-phase voltage command generation means 73. FIG. 3B is a diagram for explaining the fixed mode when the three-phase modulation voltage command value is in an ideal state. In FIG. 3 (b), the numerical value of the mode number is shown on the upper side, and the voltage command value for each phase is shown on the lower side. FIG. 3C will be described later.

図3(a)に示すように、理想的状態における三相変調電圧指令値U,V,Wは、それぞれの相が電気角60°毎ずれた正弦波により表される。そして、第1実施例における固定モードは、図3(b)に示すように、極性が異なる一相をその極性側に固定するようにしている。具体的には、固定モードのモード番号1では、図3(a)よりV相のみが負の極性であって、U相及びW相は正の極性である。この場合(モード番号1の場合)の固定モードは、図3(b)に示すように、V相をマイナス側電圧(−VDC/2)として固定し、U相及びW相を変調するモードとなる。固定モードのモード番号2では、図3(a)よりU相のみが正の極性であって、V相及びW相は負の極性である。この場合(モード番号2の場合)の固定モードは、図3(b)に示すように、U相をプラス側電圧(+VDC/2)として固定し、V相及びW相を変調するモードとなる。固定モードのモード番号3では、図3(a)よりW相のみが負の極性であって、U相及びV相は正の極性である。この場合(モード番号3の場合)の固定モードは、図3(b)に示すように、W相をマイナス側電圧(−VDC/2)として固定し、U相及びV相を変調するモードとなる。固定モードのモード番号4では、図3(a)よりV相のみが正の極性であって、U相及びW相は負の極性である。この場合(モード番号4の場合)の固定モードは、図3(b)に示すように、V相をプラス側電圧(+VDC/2)として固定し、U相及びW相を変調するモードとなる。固定モードのモード番号5では、図3(a)よりU相のみが負の極性であって、V相及びW相は正の極性である。この場合(モード番号5の場合)の固定モードは、図3(b)に示すように、U相をマイナス側電圧(−VDC/2)として固定し、V相及びW相を変調するモードとなる。固定モードのモード番号6では、図3(a)よりW相のみが正の極性であって、U相及びV相は負の極性である。この場合(モード番号6の場合)の固定モードは、図3(b)に示すように、W相をプラス側電圧(+VDC/2)として固定し、U相及びV相を変調するモードとなる。   As shown in FIG. 3A, the three-phase modulation voltage command values U, V, and W in the ideal state are represented by sine waves whose phases are shifted by an electrical angle of 60 °. In the fixing mode in the first embodiment, as shown in FIG. 3B, one phase having a different polarity is fixed to the polarity side. Specifically, in the mode number 1 of the fixed mode, only the V phase has a negative polarity and the U phase and the W phase have a positive polarity as shown in FIG. In this case (in the case of mode number 1), as shown in FIG. 3B, the fixed mode is a mode in which the V phase is fixed as a negative voltage (−VDC / 2) and the U phase and the W phase are modulated. Become. In mode number 2 of the fixed mode, as shown in FIG. 3A, only the U phase has a positive polarity, and the V phase and the W phase have a negative polarity. In this case (in the case of mode number 2), as shown in FIG. 3B, the fixed mode is a mode in which the U phase is fixed as a positive voltage (+ VDC / 2) and the V phase and the W phase are modulated. . In the mode number 3 of the fixed mode, as shown in FIG. 3A, only the W phase has a negative polarity, and the U phase and the V phase have a positive polarity. In this case (in the case of mode number 3), as shown in FIG. 3B, the fixed mode is a mode in which the W phase is fixed as a negative voltage (−VDC / 2) and the U phase and the V phase are modulated. Become. In the mode number 4 of the fixed mode, as shown in FIG. 3A, only the V phase has a positive polarity, and the U phase and the W phase have a negative polarity. In this case (in the case of mode number 4), as shown in FIG. 3B, the fixed mode is a mode in which the V phase is fixed as a positive voltage (+ VDC / 2) and the U phase and the W phase are modulated. . In mode number 5 of the fixed mode, as shown in FIG. 3A, only the U phase has a negative polarity, and the V phase and the W phase have a positive polarity. In this case (in the case of mode number 5), as shown in FIG. 3B, the fixed mode is a mode in which the U phase is fixed as a negative voltage (−VDC / 2) and the V phase and the W phase are modulated. Become. In the mode number 6 of the fixed mode, as shown in FIG. 3A, only the W phase has a positive polarity, and the U phase and the V phase have a negative polarity. In this case (mode number 6), the fixed mode is a mode in which the W phase is fixed as a positive voltage (+ VDC / 2) and the U phase and the V phase are modulated as shown in FIG. .

さらに、モード番号は、上述したように、1から6までの数値としている。ここで、この数値の順序は、理想的な変更順序としている。すなわち、固定モードが上述した6種類からなる場合には、固定相が「V−」「U+」「W−」「V+」「U−」「W+」の順序が理想的変更順序となる。そして、この理想的変更順序に従って、モード番号が増加するようにしている。つまり、固定モード記憶手段741は、固定モードの理想的な変更順序をも記憶していることになる。   Furthermore, the mode number is a numerical value from 1 to 6, as described above. Here, this numerical order is an ideal change order. That is, when the fixed modes are composed of the six types described above, the order of the stationary phases “V−”, “U +”, “W−”, “V +”, “U−”, and “W +” is the ideal change order. Then, the mode number is increased in accordance with this ideal change order. That is, the fixed mode storage unit 741 also stores an ideal change order of the fixed mode.

固定モード演算手段742は、三相電圧指令発生手段73から出力された三相変調電圧指令値U,V,Wと、予め設定された所定条件と、固定モード記憶手段741に記憶された固定モードとに基づき、固定モードを算出する。ここでは、図3(a)(b)を参照して、固定モードの算出処理について説明する。   The fixed mode calculation unit 742 includes the three-phase modulation voltage command values U, V, and W output from the three-phase voltage command generation unit 73, preset predetermined conditions, and a fixed mode stored in the fixed mode storage unit 741. Based on the above, the fixed mode is calculated. Here, the calculation process of the fixed mode will be described with reference to FIGS.

図3(a)に示す三相変調電圧指令値が三相電圧発生手段73から出力されたとして説明する。そして、第1実施例における上記所定条件とは、三相のうち何れか一相のみの極性が異なる状態となったか否かである。つまり、三相変調電圧指令値U,V,Wのゼロクロス点を通過したか否か、及び、各相の極性が正負の何れであるかを判断することになる。   A description will be given assuming that the three-phase modulation voltage command value shown in FIG. The predetermined condition in the first embodiment is whether or not only one of the three phases has a different polarity. That is, it is determined whether or not the zero-cross point of the three-phase modulation voltage command values U, V, and W has passed, and whether the polarity of each phase is positive or negative.

詳細には、図3(a)に示すように、まずU相の電圧指令値がゼロクロス点を通過している。このときの各相の極性は、U相及びW相が正極で、V相が負極である。従って、この場合には、固定モードのモード番号1が選択されて出力される。続いて、所定角度回転すると、W相がゼロクロス点を通過している。このときの各相の極性は、U相が正極で、V相及びW相が負極である。従って、固定モードのモード番号2が選択されて出力される。続いて、所定角度回転すると、V相がゼロクロス点を通過している。このときの各相の極性は、U相及びV相が正極で、W相が負極である。従って、固定モードのモード番号3が選択されて出力される。   Specifically, as shown in FIG. 3A, first, the U-phase voltage command value passes through the zero cross point. As for the polarities of the respective phases at this time, the U phase and the W phase are positive electrodes, and the V phase is a negative electrode. Therefore, in this case, the mode number 1 of the fixed mode is selected and output. Subsequently, when rotating by a predetermined angle, the W phase passes through the zero cross point. As for the polarities of the respective phases at this time, the U phase is a positive electrode, and the V phase and the W phase are negative electrodes. Therefore, the mode number 2 of the fixed mode is selected and output. Subsequently, when rotating by a predetermined angle, the V phase passes through the zero cross point. As for the polarities of each phase at this time, the U phase and the V phase are positive electrodes, and the W phase is a negative electrode. Therefore, the mode number 3 of the fixed mode is selected and output.

次に、モードカウンタ743について図3を参照して説明する。モードカウンタ743は、固定モード演算手段742から出力される変更後の固定モードのモード番号に基づき、変更前のモード番号から変更後のモード番号への変更順序が理想的変更順序に一致するか否かを判断する。   Next, the mode counter 743 will be described with reference to FIG. The mode counter 743 determines whether or not the change order from the mode number before change to the mode number after change matches the ideal change order based on the mode number of the fixed mode after change output from the fixed mode calculation means 742. Determine whether.

ここで、三相変調電圧指令値が理想的状態である図3を参照して説明する。そして、モードカウンタ743は、三相交流モータ2の回転方向をモータ回転方向検出手段77から出力された回転方向R/Lに基づき、カウンタ値を増加させるかそれとも減少させるかを決定する。例えば、三相交流モータ2の回転方向が正回転の場合にカウント値を増加させるようにし、逆回転の場合にカウント値を減少させるようにする。   Here, a description will be given with reference to FIG. 3 in which the three-phase modulation voltage command value is an ideal state. Then, the mode counter 743 determines whether to increase or decrease the counter value based on the rotation direction R / L output from the motor rotation direction detection unit 77 for the rotation direction of the three-phase AC motor 2. For example, the count value is increased when the rotation direction of the three-phase AC motor 2 is forward rotation, and the count value is decreased when the rotation direction is reverse.

ここで、現在、固定モードのモード番号「1」の状態で二相変調電圧指令発生手段74がPWM信号発生手段75に出力しているとし、三相交流モータ2の回転方向は正回転とする。従って、モードカウンタ743は、現在実行されているモード番号に1増加させた「2」がカウント値として記憶されている。   Here, it is assumed that the two-phase modulation voltage command generation means 74 is currently outputting to the PWM signal generation means 75 in the state of the mode number “1” in the fixed mode, and the rotation direction of the three-phase AC motor 2 is positive rotation. . Therefore, the mode counter 743 stores “2”, which is incremented by 1 to the currently executed mode number, as a count value.

そして、三相交流モータ2が所定角度(電気角60°)正回転すると、固定モード演算手段742から固定モードのモード番号「2」が出力される。続いて、固定モード演算手段742から出力されたモード番号とモードカウンタ743が現在記憶しているカウント値とが一致するか否かを判断する。ここでは、上述したように、固定モード演算手段742から出力されるモード番号とモードカウンタ743のカウント値は、共に「2」であるので一致する。続いて、モード番号とカウント値とが一致すると、後述する電圧指令演算手段744に一致信号を出力すると共に、モードカウンタ743が現在記憶しているカウント値を「1」増加させる。つまり、モードカウンタ743が現在記憶しているカウント値は「3」となる。なお、モード番号とカウント値とが一致しない場合には、一致するまで電圧指令演算手段744へは一致信号を出力せず、さらに、カウント値もそのまま維持しておく。   When the three-phase AC motor 2 rotates positively by a predetermined angle (electrical angle 60 °), the fixed mode calculation unit 742 outputs the mode number “2” of the fixed mode. Subsequently, it is determined whether or not the mode number output from the fixed mode calculation means 742 matches the count value currently stored in the mode counter 743. Here, as described above, the mode number output from the fixed mode computing means 742 and the count value of the mode counter 743 are both “2”, and therefore coincide. Subsequently, when the mode number and the count value match, a match signal is output to a voltage command calculation means 744 described later, and the mode counter 743 currently increments the count value stored by “1”. That is, the count value currently stored in the mode counter 743 is “3”. If the mode number and the count value do not match, a match signal is not output to the voltage command calculation means 744 until they match, and the count value is also maintained as it is.

続いて、三相交流モータ2が所定角度(電気角60°)正回転すると、固定モード演算手段742から固定モードのモード番号「3」が出力される。続いて、固定モード演算手段742から出力されるモード番号とモードカウンタ743が現在記憶しているカウント値とが一致するか否かを判断する。ここでは、上述したように、固定モード演算手段742から出力されるモード番号とモードカウンタ743のカウント値とは、共に「3」であるので一致する。続いて、電圧指令演算手段744に一致信号を出力すると共に、モードカウンタ743が現在記憶しているカウント値を「1」増加させる。   Subsequently, when the three-phase AC motor 2 rotates positively by a predetermined angle (electrical angle 60 °), the fixed mode calculation unit 742 outputs the mode number “3” of the fixed mode. Subsequently, it is determined whether or not the mode number output from the fixed mode calculation means 742 matches the count value currently stored in the mode counter 743. Here, as described above, the mode number output from the fixed mode computing means 742 and the count value of the mode counter 743 are both “3”, and therefore match. Subsequently, the coincidence signal is output to the voltage command calculation means 744 and the count value currently stored in the mode counter 743 is incremented by “1”.

このようにして、固定モード演算手段742から出力される固定モードのモード番号と増加されたカウント値とが一致するか否かを判断している。なお、図3に示す理想的な三相変調電圧指令値の場合には、常に固定モード演算手段742から出力される固定モードのモード番号とモードカウンタ743が現在記憶しているカウント値とは一致する。   In this way, it is determined whether or not the mode number of the fixed mode output from the fixed mode calculation means 742 matches the increased count value. In the case of the ideal three-phase modulation voltage command value shown in FIG. 3, the mode number of the fixed mode always output from the fixed mode calculation means 742 matches the count value currently stored in the mode counter 743. To do.

なお、モードカウンタ743が記憶するカウント値が「6」になると、次にカウント値が増加されると「1」に戻る。また、三相交流モータ2が逆回転の場合には、モードカウンタ743はカウント値を減少させる。すなわち、カウント値が「1→6→5→4→3→2→1」と順次変更される。   When the count value stored in the mode counter 743 is “6”, the count value is increased to “1” next time. When the three-phase AC motor 2 rotates in the reverse direction, the mode counter 743 decreases the count value. That is, the count value is sequentially changed as “1 → 6 → 5 → 4 → 3 → 2 → 1”.

電圧指令演算手段744は、三相電圧指令発生手段73から出力された三相変調電圧指令値U,V,Wと、固定モード演算手段742から出力された固定モードと、モードカウンタ743から出力される一致信号とに基づき、二相変調電圧指令値U’,V’,W’を算出する。すなわち、モードカウンタ743から出力される一致信号が出力された場合の固定モード演算手段742から出力される固定モードとなるように、二相変調電圧指令値が算出される。   The voltage command calculation means 744 outputs the three-phase modulation voltage command values U, V, W output from the three-phase voltage command generation means 73, the fixed mode output from the fixed mode calculation means 742, and the mode counter 743. The two-phase modulation voltage command values U ′, V ′, W ′ are calculated based on the coincidence signal. That is, the two-phase modulation voltage command value is calculated so that the fixed mode output from the fixed mode calculation means 742 when the coincidence signal output from the mode counter 743 is output.

ここで、三相変調電圧指令値が理想的状態である図3を参照して説明する。そして、モードカウンタ743において固定モード演算手段742から出力されるモード番号とモードカウンタ743が現在記憶しているカウント値とが「2」で一致した場合に、電圧指令演算手段744はモードカウンタ743から一致信号を入力する。   Here, a description will be given with reference to FIG. 3 in which the three-phase modulation voltage command value is an ideal state. When the mode number output from the fixed mode calculation means 742 in the mode counter 743 matches the count value currently stored in the mode counter 743 by “2”, the voltage command calculation means 744 returns from the mode counter 743. Input a coincidence signal.

そして、一致信号が入力されたときにおける固定モード演算手段742から出力される固定モードを入力する。ここでは、モード番号及びカウント値が「2」であるので、固定モード演算手段742から出力される固定モードは、U相をプラス側に固定し、V相及びW相を変調させるモードである。   Then, the fixed mode output from the fixed mode calculation means 742 when the coincidence signal is input is input. Here, since the mode number and the count value are “2”, the fixed mode output from the fixed mode calculation unit 742 is a mode in which the U phase is fixed to the plus side and the V phase and the W phase are modulated.

そして、この固定モードとなるように、三相電圧指令発生手段73から出力された三相変調電圧指令値U,V,Wに基づき、二相変調電圧指令値U’,V’,W’を算出する。つまり、この場合に電圧指令発生手段744から出力される二相変調電圧指令値U’,V’,W’は、U相がプラス側に固定された各相の電圧指令値となる。   Then, based on the three-phase modulation voltage command values U, V, W output from the three-phase voltage command generation means 73 so that the fixed mode is set, the two-phase modulation voltage command values U ′, V ′, W ′ are calculate. That is, in this case, the two-phase modulated voltage command values U ′, V ′, and W ′ output from the voltage command generation unit 744 are the voltage command values of the respective phases with the U phase fixed to the plus side.

なお、モードカウンタ743から一致信号が出力されない間は、現在実行している固定モードを維持する。すなわち、固定モード演算手段742から固定モードを変更する信号が出力された場合であっても、モードカウンタ743から一致信号が出力されない場合には、固定モードは変更されない。   Note that while the coincidence signal is not output from the mode counter 743, the currently executed fixed mode is maintained. That is, even if a signal for changing the fixed mode is output from the fixed mode calculation means 742, if the coincidence signal is not output from the mode counter 743, the fixed mode is not changed.

これまでは、図3(a)の理想的な三相変調電圧指令値に基づき説明したが、次は、実際の三相変調電圧指令値の波形である図4を参照して説明する。図4(a)は、理想的な三相変調電圧指令値を示し、図4(b)は、三相交流モータ2が力行状態における低回転かつ低トルクの場合の三相変調電圧指令値を示す。力行状態における低回転かつ低トルクの場合には、三相変調電圧指令値が小さくなり、さらに逆起電力等の影響により、大きな歪みを有している。また、図4(a)の下方側には、理想状態における固定相について示す。図4(b)の下方側には、固定モード演算手段742の出力情報の固定相を示し、図4(b)の上方側には、電圧指令演算手段744の入力情報の固定相を示す。   Up to this point, the description has been made based on the ideal three-phase modulation voltage command value of FIG. 3A, but the following description will be given with reference to FIG. 4 which is the actual waveform of the three-phase modulation voltage command value. FIG. 4A shows an ideal three-phase modulation voltage command value, and FIG. 4B shows a three-phase modulation voltage command value when the three-phase AC motor 2 has low rotation and low torque in a power running state. Show. In the case of low rotation and low torque in the power running state, the three-phase modulation voltage command value becomes small and further has a large distortion due to the influence of the counter electromotive force and the like. Moreover, it shows about the stationary phase in an ideal state in the lower side of Fig.4 (a). 4B shows the fixed phase of the output information of the fixed mode calculation means 742, and the upper side of FIG. 4B shows the fixed phase of the input information of the voltage command calculation means 744.

図4(a)については、比較のために理想的状態を示したものであり、上述の図3についての説明と同様であるので詳細な説明を省略する。ここで、現在、図4(b)における最も左側に示す電気角0°から電気角約100°の範囲とする。つまり、固定モードのモード番号「1」の状態で二相変調電圧指令発生手段74がPWM信号発生手段75に出力しているとし、また、三相交流モータ2の回転方向は正回転とする。従って、モードカウンタ743は、現在実行されているモード番号に1増加させた「2」がカウント値として記憶されている。   FIG. 4A shows an ideal state for comparison and is the same as that described above with reference to FIG. Here, it is assumed that the electrical angle shown in the leftmost part of FIG. That is, it is assumed that the two-phase modulation voltage command generation means 74 outputs to the PWM signal generation means 75 in the state of the mode number “1” in the fixed mode, and the rotation direction of the three-phase AC motor 2 is positive rotation. Therefore, the mode counter 743 stores “2”, which is incremented by 1 to the currently executed mode number, as a count value.

そして、三相交流モータ2が所定角度(図4(b)の電気角約100°付近まで)正回転すると、W相がゼロクロス点を通過している。このときの各相の極性は、U相が正極で、V相及びW相が負極である。従って、固定モード演算手段742は、固定モードのモード番号「2」を選択して出力する。続いて、モードカウンタ743は、固定モード演算手段742から出力されたモード番号と、モードカウンタ743が現在記憶しているカウント値とが一致するか否かを判断する。ここでは、固定モード演算手段742から出力されるモード番号とモードカウンタ743のカウント値とは、共に「2」であるので一致する。モード番号とカウント値とが一致すると、モードカウンタ743は、電圧指令演算手段744に一致信号を出力すると共に、モードカウンタ743が現在記憶しているカウント値を「1」増加させる。つまり、モードカウンタ743が現在記憶しているカウント値は「3」となる。続いて、電圧指令演算手段744は、モードカウンタ743から一致信号を入力する。そうすると、電圧指令演算手段744は、固定モード演算手段742から出力される固定モードを入力する。つまり、この間は、図4(b)に示すように、固定モード演算手段742の出力される固定モードの固定相は「U+」であって、電圧指令発生手段744が入力される固定モードの固定相も「U+」である。   Then, when the three-phase AC motor 2 rotates forward by a predetermined angle (up to about an electrical angle of about 100 ° in FIG. 4B), the W phase passes through the zero cross point. As for the polarities of the respective phases at this time, the U phase is a positive electrode, and the V phase and the W phase are negative electrodes. Accordingly, the fixed mode calculation means 742 selects and outputs the mode number “2” of the fixed mode. Subsequently, the mode counter 743 determines whether or not the mode number output from the fixed mode calculation unit 742 matches the count value currently stored in the mode counter 743. Here, since the mode number output from the fixed mode calculation means 742 and the count value of the mode counter 743 are both “2”, they coincide. When the mode number and the count value match, the mode counter 743 outputs a match signal to the voltage command calculation means 744 and increases the count value currently stored in the mode counter 743 by “1”. That is, the count value currently stored in the mode counter 743 is “3”. Subsequently, the voltage command calculation unit 744 inputs a coincidence signal from the mode counter 743. Then, the voltage command calculation unit 744 inputs the fixed mode output from the fixed mode calculation unit 742. That is, during this period, as shown in FIG. 4B, the fixed phase of the fixed mode output from the fixed mode calculation unit 742 is “U +”, and the fixed mode fixed to which the voltage command generating unit 744 is input is fixed. The phase is also “U +”.

続いて、三相交流モータ2が所定角度(図4(b)の電気角約115°付近まで)正回転すると、V相がゼロクロス点を通過している。このときの各相の極性は、U相及びV相が正極で、W相が負極である。従って、固定モード演算手段742は、固定モードのモード番号「3」を選択して出力する。続いて、モードカウンタ743は、固定モード演算手段742から出力されたモード番号と、モードカウンタ743が現在記憶しているカウント値とが一致するか否かを判断する。ここでは、固定モード演算手段742から出力されるモード番号とモードカウンタ743のカウント値とは、共に「3」であるので一致する。モード番号とカウント値とが一致すると、モードカウンタ743は、電圧指令演算手段744に一致信号を出力すると共に、モードカウンタ743が現在記憶しているカウント値を「1」増加させる。つまり、モードカウンタ743が現在記憶しているカウント値は「4」となる。続いて、電圧指令演算手段744は、モードカウンタ743から一致信号を入力する。そうすると、電圧指令演算手段744は、固定モード演算手段742から出力される固定モードを入力する。つまり、この間は、図4(b)に示すように、固定モード演算手段742の出力される固定モードの固定相は「W−」であって、電圧指令発生手段744が入力される固定モードの固定相も「W−」である。   Subsequently, when the three-phase AC motor 2 is rotated forward by a predetermined angle (up to about 115 ° electrical angle in FIG. 4B), the V phase passes through the zero cross point. As for the polarities of each phase at this time, the U phase and the V phase are positive electrodes, and the W phase is a negative electrode. Accordingly, the fixed mode calculation means 742 selects and outputs the mode number “3” of the fixed mode. Subsequently, the mode counter 743 determines whether or not the mode number output from the fixed mode calculation unit 742 matches the count value currently stored in the mode counter 743. Here, since the mode number output from the fixed mode calculation means 742 and the count value of the mode counter 743 are both “3”, they match. When the mode number and the count value match, the mode counter 743 outputs a match signal to the voltage command calculation means 744 and increases the count value currently stored in the mode counter 743 by “1”. That is, the count value currently stored in the mode counter 743 is “4”. Subsequently, the voltage command calculation unit 744 inputs a coincidence signal from the mode counter 743. Then, the voltage command calculation unit 744 inputs the fixed mode output from the fixed mode calculation unit 742. That is, during this period, as shown in FIG. 4B, the fixed phase of the fixed mode output from the fixed mode calculating unit 742 is “W−”, and the fixed mode of the fixed mode in which the voltage command generating unit 744 is input. The stationary phase is also “W−”.

続いて、三相交流モータ2が所定角度(図4(b)の電気角約130°付近まで)正回転すると、再びV相がゼロクロス点を通過している。このときの各相の極性は、U相が正極で、V相及びW相が負極である。従って、固定モード演算手段742は、固定モードのモード番号「2」を選択して出力する。続いて、モードカウンタ743は、固定モード演算手段742から出力されたモード番号と、モードカウンタ743が現在記憶しているカウント値とが一致するか否かを判断する。ここでは、固定モード演算手段742から出力されるモード番号は「2」であるのに対し、モードカウンタ743のカウント値は「4」であるので、両者は一致しない。モード番号とカウント値とが一致しないと、モードカウンタ743は、電圧指令演算手段744に一致信号を出力せずに、モードカウンタ743が現在記憶しているカウント値を維持する。つまり、モードカウンタ743が現在記憶しているカウント値は「4」のままとなる。このとき、電圧指令演算手段744は、モードカウンタ743から一致信号を入力しない。そうすると、電圧指令演算手段744は、固定モード演算手段742から出力される固定モードを入力しない。つまり、この間は、図4(b)に示すように、固定モード演算手段742の出力される固定モードの固定相は「U+」であるが、電圧指令発生手段744の固定モードの固定相は「W−」のままとなる。   Subsequently, when the three-phase AC motor 2 is rotated forward by a predetermined angle (up to about an electrical angle of about 130 ° in FIG. 4B), the V phase passes through the zero cross point again. As for the polarities of the respective phases at this time, the U phase is a positive electrode, and the V phase and the W phase are negative electrodes. Accordingly, the fixed mode calculation means 742 selects and outputs the mode number “2” of the fixed mode. Subsequently, the mode counter 743 determines whether or not the mode number output from the fixed mode calculation unit 742 matches the count value currently stored in the mode counter 743. Here, while the mode number output from the fixed mode calculation means 742 is “2”, the count value of the mode counter 743 is “4”, so they do not match. If the mode number does not match the count value, the mode counter 743 maintains the count value currently stored in the mode counter 743 without outputting a match signal to the voltage command calculation means 744. That is, the count value currently stored in the mode counter 743 remains “4”. At this time, the voltage command calculation means 744 does not input a coincidence signal from the mode counter 743. Then, the voltage command calculation unit 744 does not input the fixed mode output from the fixed mode calculation unit 742. In other words, during this period, as shown in FIG. 4B, the fixed phase of the fixed mode output from the fixed mode calculating unit 742 is “U +”, but the fixed phase of the fixed mode of the voltage command generating unit 744 is “ "W-" remains.

続いて、三相交流モータ2が所定角度(図4(b)の電気角約155°付近まで)正回転すると、さらに再びV相がゼロクロス点を通過している。このときの各相の極性は、U相及びV相が正極で、W相が負極である。従って、固定モード演算手段742は、固定モードのモード番号「3」を選択して出力する。続いて、モードカウンタ743は、固定モード演算手段742から出力されたモード番号と、モードカウンタ743が現在記憶しているカウント値とが一致するか否かを判断する。ここでは、固定モード演算手段742から出力されるモード番号は「3」であるのに対し、モードカウンタ743のカウント値は「4」であるので、両者は一致しない。モード番号とカウント値とが一致しないと、モードカウンタ743は、電圧指令演算手段744に一致信号を出力せずに、モードカウンタ743が現在記憶しているカウント値を維持する。つまり、モードカウンタ743が現在記憶しているカウント値は「4」のままとなる。このとき、電圧指令演算手段744は、モードカウンタ743から一致信号を入力しない。そうすると、電圧指令演算手段744は、固定モード演算手段742から出力される固定モードを入力しない。つまり、この間は、図4(b)に示すように、固定モード演算手段742の出力される固定モードの固定相は「W−」となり、電圧指令発生手段744の固定モードの固定相は「W−」のままとなる。   Subsequently, when the three-phase AC motor 2 rotates forward by a predetermined angle (up to about an electric angle of about 155 ° in FIG. 4B), the V phase passes through the zero cross point again. As for the polarities of each phase at this time, the U phase and the V phase are positive electrodes, and the W phase is a negative electrode. Accordingly, the fixed mode calculation means 742 selects and outputs the mode number “3” of the fixed mode. Subsequently, the mode counter 743 determines whether or not the mode number output from the fixed mode calculation unit 742 matches the count value currently stored in the mode counter 743. Here, while the mode number output from the fixed mode calculation means 742 is “3”, the count value of the mode counter 743 is “4”, so they do not match. If the mode number and the count value do not match, the mode counter 743 maintains the count value currently stored in the mode counter 743 without outputting a match signal to the voltage command calculation means 744. That is, the count value currently stored in the mode counter 743 remains “4”. At this time, the voltage command calculation means 744 does not input a coincidence signal from the mode counter 743. Then, the voltage command calculation unit 744 does not input the fixed mode output from the fixed mode calculation unit 742. That is, during this period, as shown in FIG. 4B, the fixed phase of the fixed mode output from the fixed mode calculation unit 742 is “W−”, and the fixed phase of the fixed mode of the voltage command generating unit 744 is “W”. -".

続いて、三相交流モータ2が所定角度(図4(b)の電気角約180°付近まで)正回転すると、U相がゼロクロス点を通過している。このときの各相の極性は、V相が正極で、U相及びW相が負極である。従って、固定モード演算手段742は、固定モードのモード番号「4」を選択して出力する。続いて、モードカウンタ743は、固定モード演算手段742から出力されたモード番号と、モードカウンタ743が現在記憶しているカウント値とが一致するか否かを判断する。ここでは、固定モード演算手段742から出力されるモード番号とモードカウンタ743のカウント値とは、共に「4」であるので一致する。モード番号とカウント値とが一致すると、モードカウンタ743は、電圧指令演算手段744に一致信号を出力すると共に、モードカウンタ743が現在記憶しているカウント値を「1」増加させる。つまり、モードカウンタ743が現在記憶しているカウント値は「5」となる。続いて、電圧指令演算手段744は、モードカウンタ743から一致信号を入力する。そうすると、電圧指令演算手段744は、固定モード演算手段742から出力される固定モードを入力する。つまり、この間は、図4(b)に示すように、固定モード演算手段742の出力される固定モードの固定相は「V+」であって、電圧指令発生手段744が入力される固定モードの固定相も「V+」である。   Subsequently, when the three-phase AC motor 2 rotates forward by a predetermined angle (up to about an electrical angle of about 180 ° in FIG. 4B), the U phase passes through the zero cross point. As for the polarities of the respective phases at this time, the V phase is a positive electrode, and the U phase and the W phase are negative electrodes. Therefore, the fixed mode calculation means 742 selects and outputs the mode number “4” of the fixed mode. Subsequently, the mode counter 743 determines whether or not the mode number output from the fixed mode calculation unit 742 matches the count value currently stored in the mode counter 743. Here, since the mode number output from the fixed mode calculation means 742 and the count value of the mode counter 743 are both “4”, they match. When the mode number and the count value match, the mode counter 743 outputs a match signal to the voltage command calculation means 744 and increases the count value currently stored in the mode counter 743 by “1”. That is, the count value currently stored in the mode counter 743 is “5”. Subsequently, the voltage command calculation unit 744 inputs a coincidence signal from the mode counter 743. Then, the voltage command calculation unit 744 inputs the fixed mode output from the fixed mode calculation unit 742. That is, during this period, as shown in FIG. 4B, the fixed phase of the fixed mode output from the fixed mode calculation unit 742 is “V +”, and the fixed mode fixed to which the voltage command generating unit 744 is input is fixed. The phase is also “V +”.

つまり、固定モード演算手段から出力される固定モードのモード番号は、「1→2→3→2→3→4→3→4→5→4」の順に変更されるのに対して、電圧指令発生手段744が入力する固定モードのモード番号は「1→2→3→4→5→6→1」の順に変更される。すなわち、固定モード演算手段から出力される固定モードのモード番号は、理想的変更順序に一致しないが、電圧指令発生手段744が入力する固定モードのモード番号の変更順序は、理想的変更順序と一致している。   That is, the mode number of the fixed mode output from the fixed mode calculation means is changed in the order of “1 → 2 → 3 → 2 → 3 → 4 → 3 → 4 → 5 → 4”, whereas the voltage command The mode number of the fixed mode input by the generating means 744 is changed in the order of “1 → 2 → 3 → 4 → 5 → 6 → 1”. That is, the mode number of the fixed mode output from the fixed mode calculation means does not match the ideal change order, but the change order of the mode number of the fixed mode input by the voltage command generation means 744 is the same as the ideal change order. I'm doing it.

従って、力行状態における低回転かつ低トルクの場合や回生状態の場合のように、三相変調電圧指令値が小さな値となり、逆起電力等の影響により三相変調電圧指令値が大きく歪む場合であっても、固定モードの変更順序を理想的変更順序に一致させることができる。その結果、三相変調電圧指令値が小さな値となった場合であっても、二相変調制御を行うことができる。   Therefore, when the three-phase modulation voltage command value is a small value and the three-phase modulation voltage command value is greatly distorted due to the influence of the counter electromotive force, as in the case of low rotation and low torque in the power running state or the regenerative state. Even in this case, the change order of the fixed mode can be matched with the ideal change order. As a result, even when the three-phase modulation voltage command value becomes a small value, the two-phase modulation control can be performed.

(第2実施例)
第2実施例における固定モード記憶手段741が記憶する固定モードについて、図5を参照して説明する。第2実施例における固定モードは、3種類の固定モードからなる。図5は、三相変調電圧指令値が理想的状態における固定モードを説明する図である。
(Second embodiment)
The fixed mode stored in the fixed mode storage unit 741 in the second embodiment will be described with reference to FIG. The fixed mode in the second embodiment consists of three types of fixed modes. FIG. 5 is a diagram for explaining the fixed mode when the three-phase modulation voltage command value is ideal.

第2実施例における固定モードは、図5に示すように、三相変調電圧指令値の各相の電圧指令値U,V,Wのうち最も高い電圧値である相を固定相としている。すなわち、三相変調電圧指令値の各相の電圧指令値が交差する点を通過するたび毎に固定モードが変更される。   In the fixed mode in the second embodiment, as shown in FIG. 5, the phase having the highest voltage value among the voltage command values U, V, W of each phase of the three-phase modulation voltage command value is set as the fixed phase. That is, the fixed mode is changed every time the voltage command value of each phase of the three-phase modulation voltage command value passes through the intersection.

具体的には、固定モードのモード番号1では、U相が他の二相であるV相及びW相よりも大きな電圧値である場合である。この場合(モード番号1の場合)の固定モードは、図5に示すように、U相をプラス側電圧(+VDC/2)として固定し、V相及びW相を変調するモードとなる。固定モードのモード番号2では、V相が他の二相であるU相及びW相よりも大きな電圧値である場合である。この場合(モード番号2の場合)の固定モードは、図5に示すように、V相をプラス側電圧(+VDC/2)として固定し、U相及びW相を変調するモードとなる。固定モードのモード番号3では、W相が他の二相であるU相及びV相よりも大きな電圧値である場合である。この場合(モード番号3の場合)の固定モードは、図5に示すように、W相をプラス側電圧(+VDC/2)として固定し、U相及びV相を変調するモードとなる。   Specifically, in the mode number 1 of the fixed mode, the U phase has a larger voltage value than the other two phases, the V phase and the W phase. The fixed mode in this case (in the case of mode number 1) is a mode in which the U phase is fixed as a positive voltage (+ VDC / 2) and the V phase and the W phase are modulated as shown in FIG. In the mode number 2 of the fixed mode, the V phase has a larger voltage value than the other two phases U and W. The fixed mode in this case (in the case of mode number 2) is a mode in which the V phase is fixed as a positive voltage (+ VDC / 2) and the U phase and the W phase are modulated, as shown in FIG. In the mode number 3 of the fixed mode, the W phase has a larger voltage value than the other two phases U and V. The fixed mode in this case (in the case of mode number 3) is a mode in which the W phase is fixed as a positive voltage (+ VDC / 2) and the U phase and V phase are modulated, as shown in FIG.

さらに、モード番号は、上述したように、1から3までの数値としている。ここで、この数値の順序は、理想的な変更順序としている。すなわち、固定モードが上述した3種類からなる場合には、固定相が「U+」「V+」「W+」の順序が理想的変更順序となる。そして、この理想的変更順序に従って、モード番号が増加又は減少するようにしている。   Further, the mode number is a numerical value from 1 to 3 as described above. Here, this numerical order is an ideal change order. That is, when the fixed modes are the above-described three types, the order of the stationary phases “U +”, “V +”, and “W +” is the ideal change order. The mode number is increased or decreased according to this ideal change order.

(第3実施例)
第3実施例における固定モード記憶手段741が記憶する固定モードについて、図6を参照して説明する。第3実施例における固定モードは、3種類の固定モードからなる。図6は、三相変調電圧指令値が理想的状態における固定モードを説明する図である。
(Third embodiment)
The fixed mode stored in the fixed mode storage means 741 in the third embodiment will be described with reference to FIG. The fixed mode in the third embodiment includes three types of fixed modes. FIG. 6 is a diagram for explaining the fixed mode when the three-phase modulation voltage command value is in an ideal state.

第3実施例における固定モードは、図6に示すように、三相変調電圧指令値の各相の電圧指令値U,V,Wのうち最も低い電圧値である相を固定相としている。すなわち、三相変調電圧指令値の各相の電圧指令値が交差する点を通過するたび毎に固定モードが変更される。   In the fixed mode in the third embodiment, as shown in FIG. 6, the phase having the lowest voltage value among the voltage command values U, V, W of each phase of the three-phase modulation voltage command value is set as the fixed phase. That is, the fixed mode is changed every time the voltage command value of each phase of the three-phase modulation voltage command value passes through the intersection.

具体的には、固定モードのモード番号1では、U相が他の二相であるV相及びW相よりも小さな電圧値である場合である。この場合(モード番号1の場合)の固定モードは、図6に示すように、U相をマイナス側電圧(−VDC/2)として固定し、V相及びW相を変調するモードとなる。固定モードのモード番号2では、V相が他の二相であるU相及びW相よりも小さな電圧値である場合である。この場合(モード番号2の場合)の固定モードは、図6に示すように、V相をマイナス側電圧(−VDC/2)として固定し、U相及びW相を変調するモードとなる。固定モードのモード番号3では、W相が他の二相であるU相及びV相よりも小さな電圧値である場合である。この場合(モード番号3の場合)の固定モードは、図6に示すように、W相をマイナス側電圧(−VDC/2)として固定し、U相及びV相を変調するモードとなる。   Specifically, in the mode number 1 of the fixed mode, the U phase has a smaller voltage value than the other two phases, the V phase and the W phase. In this case (in the case of mode number 1), the fixed mode is a mode in which the U phase is fixed as a negative voltage (−VDC / 2) and the V phase and the W phase are modulated, as shown in FIG. In the mode number 2 of the fixed mode, the V phase has a smaller voltage value than the other two phases U phase and W phase. In this case (in the case of mode number 2), as shown in FIG. 6, the fixed mode is a mode in which the V phase is fixed as a negative voltage (−VDC / 2) and the U phase and the W phase are modulated. In the mode number 3 of the fixed mode, the W phase has a smaller voltage value than the other two phases, the U phase and the V phase. In this case (mode number 3), the fixed mode is a mode in which the W phase is fixed as a negative voltage (−VDC / 2) and the U phase and the V phase are modulated, as shown in FIG.

さらに、モード番号は、上述したように、1から3までの数値としている。ここで、この数値の順序は、理想的な変更順序としている。すなわち、固定モードが上述した3種類からなる場合には、固定相が「U−」「V−」「W−」の順序が理想的変更順序となる。そして、この理想的変更順序に従って、モード番号が増加又は減少するようにしている。   Further, the mode number is a numerical value from 1 to 3 as described above. Here, this numerical order is an ideal change order. That is, when the fixed modes are the above-described three types, the order of the stationary phases “U−”, “V−”, and “W−” is the ideal change order. The mode number is increased or decreased according to this ideal change order.

(第4実施例)
第4実施例における固定モード記憶手段741が記憶する固定モードについて、図7を参照して説明する。第4実施例における固定モードは、12種類の固定モードからなる。図7は、三相変調電圧指令値が理想的状態における固定モードを説明する図である。
(Fourth embodiment)
The fixed mode stored in the fixed mode storage means 741 in the fourth embodiment will be described with reference to FIG. The fixed mode in the fourth embodiment includes 12 types of fixed modes. FIG. 7 is a diagram for explaining the fixed mode when the three-phase modulation voltage command value is in an ideal state.

第4実施例における固定モードは、図7に示すように、極性が共通する二相のうち三相変調電圧指令値の絶対値が大きな電圧値である相を固定相としている。すなわち、三相変調電圧指令値の各相の電圧指令値が交差する点及びゼロクロス点を通過するたび毎に固定モードが変更される。   In the fixed mode in the fourth embodiment, as shown in FIG. 7, the phase having a large absolute value of the three-phase modulation voltage command value is set as the fixed phase among the two phases having the same polarity. That is, the fixed mode is changed each time the voltage command value of each phase of the three-phase modulation voltage command value crosses the zero cross point.

具体的には、固定モードのモード番号1では、U相及びW相の二相の極性が共通し、W相電圧値の絶対値がU相電圧値の絶対値よりも大きい場合である。この場合(モード番号1の場合)の固定モードは、図7に示すように、W相をプラス側電圧(+VDC/2)として固定し、V相及びW相を変調するモードとなる。固定モードのモード番号2では、U相及びW相の二相の極性が共通し、U相電圧値の絶対値がW相電圧値の絶対値よりも大きい場合である。この場合(モード番号2の場合)の固定モードは、図7に示すように、U相をプラス側電圧(+VDC/2)として固定し、V相及びW相を変調するモードとなる。固定モードのモード番号3では、V相及びW相の二相の極性が共通し、V相電圧値の絶対値がW相電圧値の絶対値よりも大きい場合である。この場合(モード番号3の場合)の固定モードは、図7に示すように、V相をマイナス側電圧(−VDC/2)として固定し、U相及びW相を変調するモードとなる。   Specifically, in mode number 1 in the fixed mode, the U-phase and W-phase two phases have the same polarity, and the absolute value of the W-phase voltage value is larger than the absolute value of the U-phase voltage value. In this case (in the case of mode number 1), as shown in FIG. 7, the fixed mode is a mode in which the W phase is fixed as a positive voltage (+ VDC / 2) and the V phase and the W phase are modulated. In the mode number 2 of the fixed mode, the U-phase and W-phase two phases have the same polarity, and the absolute value of the U-phase voltage value is larger than the absolute value of the W-phase voltage value. The fixed mode in this case (in the case of mode number 2) is a mode in which the U phase is fixed as a positive voltage (+ VDC / 2) and the V phase and the W phase are modulated as shown in FIG. In the mode number 3 in the fixed mode, the two-phase polarities of the V-phase and the W-phase are common, and the absolute value of the V-phase voltage value is larger than the absolute value of the W-phase voltage value. In this case (in the case of mode number 3), as shown in FIG. 7, the fixed mode is a mode in which the V phase is fixed as a negative voltage (−VDC / 2) and the U phase and the W phase are modulated.

固定モードのモード番号4では、V相及びW相の二相の極性が共通し、W相電圧値の絶対値がV相電圧値の絶対値よりも大きい場合である。この場合(モード番号4の場合)の固定モードは、図7に示すように、W相をマイナス側電圧(−VDC/2)として固定し、U相及びV相を変調するモードとなる。固定モードのモード番号5では、U相及びV相の二相の極性が共通し、U相電圧値の絶対値がV相電圧値の絶対値よりも大きい場合である。この場合(モード番号5の場合)の固定モードは、図7に示すように、U相をプラス側電圧(+VDC/2)として固定し、V相及びW相を変調するモードとなる。固定モードのモード番号6では、U相及びV相の二相の極性が共通し、V相電圧値の絶対値がU相電圧値の絶対値よりも大きい場合である。この場合(モード番号6の場合)の固定モードは、図7に示すように、V相をプラス側電圧(+VDC/2)として固定し、U相及びW相を変調するモードとなる。   In the fixed mode mode number 4, the two-phase polarities of the V-phase and the W-phase are common, and the absolute value of the W-phase voltage value is larger than the absolute value of the V-phase voltage value. The fixed mode in this case (in the case of mode number 4) is a mode in which the W phase is fixed as a negative voltage (−VDC / 2) and the U phase and the V phase are modulated as shown in FIG. In the mode number 5 of the fixed mode, the U-phase and V-phase two-phase polarities are common, and the absolute value of the U-phase voltage value is larger than the absolute value of the V-phase voltage value. In this case (in the case of mode number 5), as shown in FIG. 7, the fixed mode is a mode in which the U phase is fixed as a positive voltage (+ VDC / 2) and the V phase and the W phase are modulated. In the mode number 6 of the fixed mode, the U-phase and V-phase two-phase polarities are common, and the absolute value of the V-phase voltage value is larger than the absolute value of the U-phase voltage value. In this case (in the case of mode number 6), as shown in FIG. 7, the fixed mode is a mode in which the V phase is fixed as a plus voltage (+ VDC / 2) and the U phase and the W phase are modulated.

さらに、モード番号は、上述したように、1から12までの数値としている。ここで、この数値の順序は、理想的な変更順序としている。すなわち、固定モードが上述した12種類からなる場合には、固定相が「W+」「U+」「V−」「W−」「U+」「V+」・・・の順序が理想的変更順序となる。そして、この理想的変更順序に従って、モード番号が増加又は減少するようにしている。   Furthermore, the mode number is a numerical value from 1 to 12, as described above. Here, this numerical order is an ideal change order. That is, when the fixed modes are the above-described 12 types, the order of the stationary phases “W +” “U +” “V−” “W−” “U +” “V +”. . The mode number is increased or decreased according to this ideal change order.

二相変調制御式インバータ装置を示す図である。It is a figure which shows a two-phase modulation control type inverter apparatus. 制御回路を示すブロック図である。It is a block diagram which shows a control circuit. 第1実施例の固定モードを示す図である。It is a figure which shows the fixed mode of 1st Example. 実際の三相変調電圧指令値に基づき第1実施例の固定モードを説明する図である。It is a figure explaining the fixed mode of 1st Example based on an actual three-phase modulation voltage command value. 第2実施例の固定モードを示す図である。It is a figure which shows the fixed mode of 2nd Example. 第3実施例の固定モードを示す図である。It is a figure which shows the fixed mode of 3rd Example. 第4実施例の固定モードを示す図である。It is a figure which shows the fixed mode of 4th Example.

符号の説明Explanation of symbols

1:二相変調制御式インバータ装置, 2:三相交流モータ, 3:直流電源, 4:電流センサ, 5:回転位置検出センサ, 6:三相インバータ回路, 7:制御回路, 8:平滑コンデンサ, 61:U相インバータ, 62:V相インバータ, 63:W相インバータ, 64:フライホイールダイオード, 71:モータ回転位置検出手段, 72:dq軸電流指令発生手段, 73:三相電圧指令発生手段, 74:二相変調電圧指令発生手段, 75:PWM信号発生手段, 76:スイッチングゲートドライバ, 601〜603:上アーム側スイッチング素子, 604〜606:下アーム側スイッチング素子, 741:固定モード記憶手段, 742:固定モード演算手段, 743:モードカウンタ, 744:電圧指令演算手段(補償二相電圧指令値算出手段) 1: two-phase modulation control type inverter device, 2: three-phase AC motor, 3: DC power supply, 4: current sensor, 5: rotational position detection sensor, 6: three-phase inverter circuit, 7: control circuit, 8: smoothing capacitor 61: U-phase inverter, 62: V-phase inverter, 63: W-phase inverter, 64: flywheel diode, 71: motor rotation position detection means, 72: dq-axis current command generation means, 73: three-phase voltage command generation means 74: Two-phase modulation voltage command generation means, 75: PWM signal generation means, 76: Switching gate driver, 601 to 603: Upper arm side switching element, 604 to 606: Lower arm side switching element, 741: Fixed mode storage means , 742: Fixed mode calculation means, 743: Mode counter, 744: Voltage command calculation means (Compensated two-phase voltage command value calculation means)

Claims (9)

三相交流モータを駆動制御する三相インバータ回路と、
前記三相交流モータに印加する三相変調電圧指令値を発生する三相変調電圧指令値発生手段と、
前記三相変調電圧指令値に基づき前記三相インバータ回路の所定の一相のスイッチング素子のオンオフ状態を固定させると共に他の二相のスイッチング素子のオンオフ状態を変調させる二相変調電圧指令値を発生する二相変調電圧指令値発生手段と、
前記二相変調電圧指令値に基づき前記三相インバータ回路をPWM制御するPWM信号を発生するPWM信号発生手段と、
を備えた二相変調制御式インバータ装置において、
前記二相変調電圧指令値発生手段は、
三相のうち何れの一相を前記スイッチング素子のオン状態又はオフ状態に固定させる固定相として何れの二相を変調させる変調相とするかを示す固定モードを複数記憶する固定モード記憶手段と、
それぞれの前記固定モードの理想的変更順序を記憶する固定モード変更順序記憶手段と、
前記三相変調電圧指令値及び予め記憶された所定条件に基づき前記固定モードを算出する固定モード算出手段と、
算出された前記固定モードが変更された場合に変更前の前記固定モードから変更後の前記固定モードへの順序が前記理想的変更順序に一致するか否かを判断する変更順序判断手段と、
変更順序判断手段により前記理想的変更順序に一致すると判断された場合に、前記三相変調電圧指令値及び前記固定モード算出手段により算出された変更後の前記固定モードに基づき前記二相変調電圧指令値を算出する二相変調電圧指令値算出手段と、
を備えたことを特徴とする二相変調制御式インバータ装置。
A three-phase inverter circuit for driving and controlling a three-phase AC motor;
Three-phase modulation voltage command value generating means for generating a three-phase modulation voltage command value to be applied to the three-phase AC motor;
Based on the three-phase modulation voltage command value, generates a two-phase modulation voltage command value for fixing the on / off state of a predetermined one-phase switching element of the three-phase inverter circuit and modulating the on / off state of another two-phase switching element. Two-phase modulation voltage command value generating means,
PWM signal generating means for generating a PWM signal for PWM control of the three-phase inverter circuit based on the two-phase modulation voltage command value;
In the two-phase modulation control type inverter device provided with
The two-phase modulation voltage command value generating means is
Fixed mode storage means for storing a plurality of fixed modes indicating which one of three phases is a modulation phase for modulating which two phases are fixed as a fixed phase for fixing the switching element to an on state or an off state;
Fixed mode change order storage means for storing an ideal change order of each of the fixed modes;
Fixed mode calculation means for calculating the fixed mode based on the three-phase modulation voltage command value and a predetermined condition stored in advance;
A change order determination means for determining whether the order from the fixed mode before change to the fixed mode after change matches the ideal change order when the calculated fixed mode is changed;
The two-phase modulation voltage command based on the three-phase modulation voltage command value and the fixed mode after the change calculated by the fixed mode calculation device when the change order determination unit determines that the ideal change order is matched. Two-phase modulation voltage command value calculation means for calculating a value;
A two-phase modulation control type inverter device comprising:
前記三相交流モータが正回転の場合における前記理想的変更順序は、前記三相交流モータが逆回転の場合における前記理想的変更順序に対して反対順序であることを特徴とする請求項1記載の二相変調制御式インバータ装置。   2. The ideal change order when the three-phase AC motor rotates in the forward direction is opposite to the ideal change order when the three-phase AC motor rotates in the reverse direction. Two-phase modulation control type inverter device. 前記所定条件は、前記三相変調電圧指令値のゼロクロス点に基づき変更することを特徴とする請求項1記載の二相変調制御式インバータ装置。   2. The two-phase modulation control type inverter device according to claim 1, wherein the predetermined condition is changed based on a zero cross point of the three-phase modulation voltage command value. 前記固定モード記憶手段は、それぞれの前記固定モードを対応するモード番号として記憶し、
前記固定モード変更順序記憶手段に記憶された前記理想的変更順序は、それぞれの前記モード番号の変更順序であり、
前記変更順序判断手段は、前記固定モード算出手段により算出された前記固定モードが変更された場合に前記モード番号を増減させるカウンタであって、変更後のモード番号が前記理想的変更順序に一致するか否かを判断することを特徴とする請求項1記載の二相変調制御式インバータ装置。
The fixed mode storage means stores each of the fixed modes as a corresponding mode number,
The ideal change order stored in the fixed mode change order storage means is a change order of each mode number,
The change order determination means is a counter that increases or decreases the mode number when the fixed mode calculated by the fixed mode calculation means is changed, and the changed mode number matches the ideal change order. 2. The two-phase modulation control type inverter device according to claim 1, wherein it is determined whether or not.
前記二相変調電圧指令値算出手段は、前記三相交流モータが回生状態のときに前記二相変調電圧指令値を算出することを特徴とする請求項1記載の二相変調制御式インバータ装置。   2. The two-phase modulation control type inverter device according to claim 1, wherein the two-phase modulation voltage command value calculation means calculates the two-phase modulation voltage command value when the three-phase AC motor is in a regenerative state. 前記固定モード記憶手段に記憶される前記固定モードは、6種類であることを特徴とする請求項1記載の二相変調制御式インバータ装置。   The two-phase modulation control type inverter device according to claim 1, wherein the fixed modes stored in the fixed mode storage means are of six types. 前記固定モード記憶手段に記憶される前記固定モードは、12種類であることを特徴とする請求項1記載の二相変調制御式インバータ装置。   The two-phase modulation control type inverter device according to claim 1, wherein the fixed modes stored in the fixed mode storage means are 12 types. 前記固定モード記憶手段に記憶される前記固定モードは、3種類であることを特徴とする請求項1記載の二相変調制御式インバータ装置。   2. The two-phase modulation control type inverter device according to claim 1, wherein the fixed modes stored in the fixed mode storage means are of three types. 前記二相変調制御式インバータ装置は、自動車に搭載される前記三相交流モータに用いられることを特徴とする請求項1記載の二相変調制御式インバータ装置。   2. The two-phase modulation control type inverter device according to claim 1, wherein the two-phase modulation control type inverter device is used for the three-phase AC motor mounted in an automobile.
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