JP2005269880A - Three-phase voltage type pwm inverter device - Google Patents

Three-phase voltage type pwm inverter device Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a three-phase voltage type PWM inverter device which can detect each phase current based on the detected value of a DC bus line current by a simple and inexpensive constitution. <P>SOLUTION: A current detection circuit 8 detects the DC bus line current applied to a shunt resistor 1 of an inverter main circuit 2. A sample hold circuit 9 samples and holds a current value detected by the current detection circuit 8. A micro computer 4 detects the current value held by a capacitor 9c of the sample hold circuit 9 as a phase current of a particular phase determined by switching patterns of switching elements 2u to 2z, at the timing of the mountain vicinity or the valley vicinity of a PWM carrier signal. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、3相電圧型PWMインバータ装置に関し、特に、インバータ主回路の直流母線電流の検出値に基づいて各相の相電流を検出するようにした3相電圧型PWMインバータ装置に関するものである。   The present invention relates to a three-phase voltage type PWM inverter device, and more particularly to a three-phase voltage type PWM inverter device that detects a phase current of each phase based on a detected value of a DC bus current of an inverter main circuit. .

従来、3相電圧型PWMインバータ装置では、半導体スイッチング素子への過電流安全対策としてインバータ主回路にシャント抵抗を設け、その両端の電圧を検出することにより直流母線電流を検出する直流電流検出器が設けられると共に、2相の相電流を検出するために二つの電流センサが設けられる構成が採用されていた。しかし、上述した従来のPWMインバータ装置は、相電流を検出するために二つの電流センサを設けることで装置が大型化するだけでなく、製造コストも高くなるという欠点がある。   Conventionally, in a three-phase voltage type PWM inverter device, a DC current detector that detects a DC bus current by providing a shunt resistor in an inverter main circuit and detecting a voltage at both ends thereof as a countermeasure against overcurrent to a semiconductor switching element. In addition, a configuration in which two current sensors are provided to detect a two-phase phase current has been adopted. However, the above-described conventional PWM inverter device has a drawback that not only the device is increased in size but also the manufacturing cost is increased by providing two current sensors for detecting the phase current.

このような従来技術の欠点に鑑みて、従来、インバータ主回路の直流母線電流を検出するために1つの電流検出器を設けると共に、その検出値と各相のスイッチング素子のスイッチングパターンとに基づいて相電流を検出する旨の技術が提案されている(例えば、特許文献1及び特許文献2参照。)。   In view of the drawbacks of the prior art, conventionally, a single current detector is provided to detect the DC bus current of the inverter main circuit, and based on the detected value and the switching pattern of the switching element of each phase. A technique for detecting a phase current has been proposed (see, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2).

一方、3相電圧型PWMインバータ装置において、3相交流電流線の1つに相電流検出器を設け交流電流ゼロクロスタイミング時に印加電圧位相を基準とする電流位相を求め、この電流位相を所望の値となるように制御することにより動作の安定化等を図る旨の技術が提案されている(例えば、特許文献3参照。)。   On the other hand, in the three-phase voltage type PWM inverter device, a phase current detector is provided on one of the three-phase alternating current lines to obtain a current phase based on the applied voltage phase at the alternating current zero cross timing, and this current phase is set to a desired value. There has been proposed a technique for stabilizing the operation or the like by controlling so as to be (see, for example, Patent Document 3).

また、直流母線から給電され制御回路により制御されるスイッチング素子を有するインバータを備えると共に、前記直流母線にその直流母線を通流する直流電流を測定する分流器を備え、出力電圧ベクトルの2つの成分のうちの少なくとも一方が所定値未満であるとき、2つの成分の各々が前記所定値と少なくとも等しい2つのベクトルを、これらのベクトル平均が前記出力電圧ベクトルと等しくなるように計算する手段を具備し、特に、前記2つのベクトルが2つの連続した対称なPWM周期の間に適用されることを特徴とする交流電動機用周波数変換器が提案されている(例えば、特許文献4参照。)。
特許第2712470号公報 特許第2563226号公報 特開平5−236789号公報 特開平11−4594号公報
In addition, an inverter having a switching element fed from a DC bus and controlled by a control circuit is provided, and a shunt for measuring a DC current flowing through the DC bus is supplied to the DC bus, and two components of an output voltage vector Means for calculating two vectors, each of which has at least one equal to the predetermined value, such that an average of these vectors is equal to the output voltage vector when at least one of the two is less than the predetermined value. In particular, a frequency converter for an AC motor has been proposed in which the two vectors are applied between two consecutive symmetrical PWM periods (see, for example, Patent Document 4).
Japanese Patent No. 2712470 Japanese Patent No. 2563226 JP-A-5-236789 Japanese Patent Laid-Open No. 11-4594

しかしながら、特許文献1に記載された従来技術では、相数分のサンプルホールド回路を用いて個別に各相の相電流を検出するため、構成が複雑になるという問題がある。   However, the conventional technique described in Patent Document 1 has a problem that the configuration is complicated because the phase current of each phase is individually detected using the sample-and-hold circuit for the number of phases.

また、特許文献2に記載された従来技術では、PWM周期内の任意の2つのタイミングで電流を検出する必要があるため、一般的なマイコンを用いて相電流検出のためのA/D変換を行うことが困難であるという問題がある。   In the prior art described in Patent Document 2, it is necessary to detect the current at any two timings within the PWM cycle. Therefore, A / D conversion for phase current detection is performed using a general microcomputer. There is a problem that it is difficult to do.

さらに、特許文献3に記載された従来技術では、相電流検出器が一般的に高価であり体格が大きく、インバータ装置の低コスト、小型化という市場ニーズに合致しないという問題がある。また、電流ゼロクロスタイミングで電流位相を検出するため、180度毎での位相検出となり、瞬時位相の検出ができないという問題がある。また、電流振幅が小さい場合において、ゼロクロスを検出できないために位相検出を行えないという問題もある。   Further, the conventional technique described in Patent Document 3 has a problem that the phase current detector is generally expensive and large in size, and does not meet the market needs of low cost and downsizing of the inverter device. In addition, since the current phase is detected at the current zero cross timing, the phase is detected every 180 degrees, and there is a problem that the instantaneous phase cannot be detected. In addition, when the current amplitude is small, there is also a problem that phase detection cannot be performed because zero cross cannot be detected.

また、特許文献4に記載された従来技術では、2つのパルス幅を所定時間以上にする第1PWM期間で、2つの電圧ベクトルの内の1つの電圧ベクトルが2分割されてパルス幅が短くなり、高精度な相電流検出を行えない場合があるという問題がある。例えば、図30(a)は単一のPWM期間で指令電圧ベクトルを発生させる場合におけるベクトル図及びスイッチングパターン図の一例であり、(b)は2つのPWM期間で指令電圧ベクトルを発生させる場合におけるベクトル図及びスイッチングパターン図の一例である。図30(b)では、第1PWM期間において電圧ベクトルV1及びV2のパルス期間を所定幅以上として電流検出されるのであるが、一方の電圧ベクトルV2が2分割されてパルス幅が短くなっている。   Further, in the prior art described in Patent Document 4, in the first PWM period in which two pulse widths are set to be equal to or longer than a predetermined time, one of the two voltage vectors is divided into two to shorten the pulse width, There is a problem that phase current detection with high accuracy may not be performed. For example, FIG. 30A is an example of a vector diagram and a switching pattern diagram when a command voltage vector is generated in a single PWM period, and FIG. 30B is a case when a command voltage vector is generated in two PWM periods. It is an example of a vector diagram and a switching pattern diagram. In FIG. 30B, current detection is performed with the pulse periods of the voltage vectors V1 and V2 being equal to or greater than a predetermined width in the first PWM period, but one voltage vector V2 is divided into two to shorten the pulse width.

本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであり、簡単且つ安価な構成で直流母線電流の検出値に基づいて各相の相電流を検出可能な3相電圧型PWMインバータ装置を提供することを解決すべき課題とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and provides a three-phase voltage type PWM inverter device capable of detecting the phase current of each phase based on the detected value of the DC bus current with a simple and inexpensive configuration. It is a problem to be solved.

以下、上記課題を解決するのに適した各手段につき、必要に応じて作用効果等を付記しつつ説明する。   Hereinafter, each means suitable for solving the above-described problems will be described with additional effects and the like as necessary.

本発明の3相電圧型PWMインバータ装置は、半導体スイッチング素子を用いたインバータ主回路を有する3相電圧型PWMインバータ装置において、前記インバータ主回路における直流母線電流を検出する直流母線電流検出手段と、その直流母線電流検出手段にて検出した電流値をサンプルホールドするサンプルホールド手段と、そのサンプルホールド手段にて保持された電流値を、PWMキャリア信号の山近傍又は谷近傍のタイミングで、前記半導体スイッチング素子のスイッチングパターンによって決まる特定相の相電流として検出する相電流検出手段と、を備えたことを特徴とする。   The three-phase voltage type PWM inverter device of the present invention is a three-phase voltage type PWM inverter device having an inverter main circuit using a semiconductor switching element, a DC bus current detecting means for detecting a DC bus current in the inverter main circuit, Sample hold means for sampling and holding the current value detected by the DC bus current detection means, and the current value held by the sample hold means at the timing near the peak or valley of the PWM carrier signal. Phase current detecting means for detecting a phase current of a specific phase determined by the switching pattern of the element.

従って、直流母線電流検出手段は、インバータ主回路における直流母線電流を検出し、サンプルホールド手段は、直流母線電流検出手段にて検出した電流値をサンプルホールドし、相電流検出手段は、サンプルホールド手段にて保持された電流値を、PWMキャリア信号の山近傍又は谷近傍のタイミングで、半導体スイッチング素子のスイッチングパターンによって決まる特定相の相電流として検出する。よって、PWM信号を作成するためのPWMキャリア信号の山又は谷となるタイミングでA/D変換を行う一般的且つ安価なマイコンを相電流検出手段として用いることが可能であると共に、サンプルホールド手段を1箇所に設けるだけで相電流の検出を行うことができるため、3相電圧型PWMインバータ装置を簡単且つ安価な構成とすることができる。   Therefore, the DC bus current detecting means detects the DC bus current in the inverter main circuit, the sample hold means samples and holds the current value detected by the DC bus current detecting means, and the phase current detecting means is the sample hold means. Is detected as a phase current of a specific phase determined by the switching pattern of the semiconductor switching element at a timing near the peak or valley of the PWM carrier signal. Therefore, it is possible to use a general and inexpensive microcomputer that performs A / D conversion at the timing of the peak or valley of the PWM carrier signal for creating the PWM signal as the phase current detection means, and the sample hold means. Since the phase current can be detected only by providing it at one place, the three-phase voltage type PWM inverter device can be made simple and inexpensive.

また、前記3相電圧型PWMインバータ装置の好ましい態様は、前記PWMキャリア信号の山近傍のタイミングで一の特定相の相電流を検出し、前記PWMキャリア信号の山に隣接する谷近傍のタイミングで他の一の特定相の相電流を検出することを特徴とする。   In a preferred aspect of the three-phase voltage type PWM inverter device, a phase current of one specific phase is detected at a timing near the peak of the PWM carrier signal, and at a timing near a valley adjacent to the peak of the PWM carrier signal. It is characterized by detecting a phase current of another specific phase.

従って、PWMキャリア信号の山近傍のタイミングと隣接する谷近傍のタイミングとで連続して2相の相電流を検出するので、瞬時電流を高精度に検出することができる。   Therefore, since the two-phase phase current is detected continuously at the timing near the peak of the PWM carrier signal and the timing near the adjacent valley, the instantaneous current can be detected with high accuracy.

また、前記3相電圧型PWMインバータ装置の好ましい態様は、前記サンプルホールド手段は、前記インバータ主回路を構成する複数のスイッチング素子の駆動信号の組み合わせに基づいて前記電流値のサンプル信号を生成するサンプル信号発生手段を備えたことを特徴とする。   In a preferred aspect of the three-phase voltage type PWM inverter device, the sample hold means generates a sample signal of the current value based on a combination of drive signals of a plurality of switching elements constituting the inverter main circuit. A signal generation means is provided.

従って、サンプル信号発生手段によって複数の半導体スイッチング素子の駆動信号の組み合わせに基づいてサンプル信号が生成され、そのサンプル信号に基づいて電流値がサンプルホールドされるため、各相の上下アームのスイッチング素子が共にオフとなるデッドタイム期間では、確実にサンプルホールドの実行が停止されるので、検出電流値の精度が悪化することがない。   Therefore, the sample signal is generated by the sample signal generating means based on the combination of the drive signals of the plurality of semiconductor switching elements, and the current value is sampled and held based on the sample signal. In the dead time period in which both are turned off, the execution of the sample hold is surely stopped, so that the accuracy of the detected current value does not deteriorate.

また、本発明の3相電圧型PWMインバータ装置は、半導体スイッチング素子を用いたインバータ主回路を有する3相電圧型PWMインバータ装置において、前記インバータ主回路の直流母線電流を検出する直流母線電流検出手段と、前記直流母線電流検出手段にて検出した電流値をピークホールドするピークホールド手段と、そのピークホールド手段にて保持された電流値を前記半導体スイッチング素子のスイッチングパターンによって決まる特定相の相電流として検出する相電流検出手段と、を備えたことを特徴とする。   Also, the three-phase voltage type PWM inverter device of the present invention is a three-phase voltage type PWM inverter device having an inverter main circuit using a semiconductor switching element, and a DC bus current detecting means for detecting a DC bus current of the inverter main circuit. And peak hold means for peak-holding the current value detected by the DC bus current detection means, and the current value held by the peak hold means as a phase current of a specific phase determined by the switching pattern of the semiconductor switching element Phase current detection means for detecting.

従って、直流母線電流検出手段は、インバータ主回路の直流母線電流を検出し、ピークホールド手段は、直流母線電流検出手段にて検出した電流値をピークホールドし、相電流検出手段は、ピークホールド手段にて保持された電流値を前記半導体スイッチング素子のスイッチングパターンによって決まる特定相の相電流として検出する。よって、ピークホールド手段によって検出されたピークレベルの電流値の取り込みとピークホールド手段のリセットとを行うだけで相電流の検出を行うことができるため、3相電圧型PWMインバータ装置を簡単且つ安価な構成とすることができる。   Therefore, the DC bus current detecting means detects the DC bus current of the inverter main circuit, the peak holding means peaks the current value detected by the DC bus current detecting means, and the phase current detecting means is the peak holding means. Is detected as a phase current of a specific phase determined by the switching pattern of the semiconductor switching element. Therefore, the phase current can be detected simply by taking in the peak level current value detected by the peak hold means and resetting the peak hold means, so that the three-phase voltage type PWM inverter device is simple and inexpensive. It can be configured.

また、前記3相電圧型PWMインバータ装置の好ましい態様は、3つのPWM変調信号のうちで中間レベルの変調信号とPWMキャリア信号とが交差するタイミング付近で前記ピークホールド手段のリセットを終了させるように構成されたことを特徴とする。   Further, in a preferable aspect of the three-phase voltage type PWM inverter device, the reset of the peak hold means is terminated in the vicinity of the timing at which the intermediate level modulation signal and the PWM carrier signal intersect among the three PWM modulation signals. It is structured.

従って、3つのPWM変調信号のうちで中間レベルの変調信号とPWMキャリア信号とが交差するタイミングで半導体スイッチング素子のスイッチングパターンが切り替わるので、このタイミング付近でピークホールド手段のリセットを終了させることにより、各相の相電流を順次検出することができる。   Therefore, since the switching pattern of the semiconductor switching element is switched at the timing at which the intermediate level modulation signal and the PWM carrier signal among the three PWM modulation signals intersect, by terminating the reset of the peak hold means around this timing, The phase current of each phase can be detected sequentially.

また、前記3相電圧型PWMインバータ装置の好ましい態様は、前記ピークホールド手段にて保持された電流値の取り込み完了後に前記ピークホールド手段のリセットを開始させるように構成されたことを特徴とする。   In a preferred aspect of the three-phase voltage type PWM inverter device, the reset of the peak hold means is started after completion of taking in the current value held by the peak hold means.

従って、ピークホールド手段にて保持された電流値の取り込みにより一の特定相の相電流を確実に検出した後にピークホールド手段のリセットを開始させて、他の一の特定相の相電流検出の準備状態とすることができる。   Therefore, after the phase current of one specific phase is reliably detected by taking in the current value held by the peak hold means, the reset of the peak hold means is started to prepare for the detection of the phase current of the other specific phase. State.

また、本発明の3相電圧型PWMインバータ装置は、半導体スイッチング素子を用いたインバータ主回路を有し、3相中の2相の半導体スイッチング素子のみを所定のPWMキャリア周期でスイッチングする2相変調制御式の3相電圧型PWMインバータ装置において、連続する2つのPWM期間で各PWM期間の中心部の電圧ベクトル発生期間が所定幅以上となるようにパルス幅を変調するPWM変調手段と、前記インバータ主回路の直流母線電流を検出する直流母線電流検出手段と、その直流母線電流検出手段によって前記各PWM期間の中心部の電圧ベクトル発生期間において検出された電流値を、前記半導体スイッチング素子のスイッチングパターンによって決まる特定相の相電流として検出する相電流検出手段と、を備えたことを特徴とする。   Further, the three-phase voltage type PWM inverter device of the present invention has an inverter main circuit using semiconductor switching elements, and two-phase modulation for switching only two-phase semiconductor switching elements among the three phases with a predetermined PWM carrier cycle. In the control-type three-phase voltage type PWM inverter device, the PWM modulation means for modulating the pulse width so that the voltage vector generation period at the center of each PWM period becomes a predetermined width or more in two consecutive PWM periods, and the inverter DC bus current detection means for detecting the DC bus current of the main circuit, and the current value detected by the DC bus current detection means in the voltage vector generation period at the center of each PWM period, the switching pattern of the semiconductor switching element Phase current detection means for detecting as a phase current of a specific phase determined by And butterflies.

従って、PWM変調手段は、連続する2つのPWM期間で各PWM期間の中心部の電圧ベクトル発生期間が所定幅以上となるようにパルス幅を変調し、直流母線電流検出手段は、インバータ主回路の直流母線電流を検出し、相電流検出手段は、直流母線電流検出手段によって各PWM期間の中心部の電圧ベクトル発生期間において検出された電流値を、半導体スイッチング素子のスイッチングパターンによって決まる特定相の相電流として検出する。よって、二分割されないPWM期間中心部において所定幅以上のパルスを検出できるので、電流検出の精度低下を回避することができる。   Therefore, the PWM modulation means modulates the pulse width so that the voltage vector generation period at the center of each PWM period is equal to or greater than a predetermined width in two consecutive PWM periods, and the DC bus current detection means The DC bus current is detected, and the phase current detecting means detects the current value detected by the DC bus current detecting means during the voltage vector generation period at the center of each PWM period in the phase of a specific phase determined by the switching pattern of the semiconductor switching element. Detect as current. Accordingly, since a pulse having a predetermined width or more can be detected in the central part of the PWM period that is not divided into two, it is possible to avoid a decrease in accuracy of current detection.

また、前記3相電圧型PWMインバータ装置の好ましい態様は、前記PWM変調手段が、前記連続する2つのPWM期間のそれぞれ中心部で発生する電圧ベクトルの位相差が120度となるようにパルス幅を変調することを特徴とする。   Further, in a preferred aspect of the three-phase voltage type PWM inverter device, the PWM modulation means sets the pulse width so that the phase difference between the voltage vectors generated at the center of each of the two consecutive PWM periods is 120 degrees. It is characterized by modulating.

従って、連続する2つのPWM期間のそれぞれ中心部で発生する電圧ベクトルの位相差が180度でないので、異なる2つの相の電流検出が可能となり、さらにパルス幅を拡げることも可能となる。   Therefore, since the phase difference between the voltage vectors generated at the center of each of the two consecutive PWM periods is not 180 degrees, it is possible to detect currents in two different phases and further increase the pulse width.

また、前記3相電圧型PWMインバータ装置の好ましい態様は、前記PWM変調手段が、前記位相差が120度異なる2つの電圧ベクトル及び前記電圧ベクトルに対し180度位相の異なる2つの電圧ベクトルを2つの連続するPWM期間で使用するとともに、前記4つの電圧ベクトルのうち60度位相の異なる2つの電圧ベクトルを第1のPWM期間で、残りの2つの電圧ベクトルを第2のPWM期間でそれぞれ発生させることを特徴とする。   Further, in a preferred aspect of the three-phase voltage type PWM inverter device, the PWM modulation means is configured to provide two voltage vectors having a phase difference of 120 degrees and two voltage vectors having a phase difference of 180 degrees with respect to the voltage vector. Use in successive PWM periods, and generate two voltage vectors having a phase difference of 60 degrees out of the four voltage vectors in the first PWM period and the remaining two voltage vectors in the second PWM period, respectively. It is characterized by.

従って、低変調度であっても対向する(180度位相の異なる)ベクトル成分を持たせることができるため、長いパルス幅を発生させることができる。   Accordingly, even when the degree of modulation is low, opposing vector components (with a phase difference of 180 degrees) can be provided, so that a long pulse width can be generated.

また、前記3相電圧型PWMインバータ装置の好ましい態様は、今回のPWM期間に検出された電流値Ia(n)と2回前のPWM期間に検出された電流値Ia(n−2)との平均値及び1回前のPWM期間に検出された電流値Ib(n−1)に基づいて、電流振幅、電流位相、回転座標軸上のd軸電流Id,q軸電流Iqの内、少なくとも1つを算出するように構成されたことを特徴とする。   In addition, a preferable aspect of the three-phase voltage type PWM inverter device is that the current value Ia (n) detected during the current PWM period and the current value Ia (n−2) detected during the previous PWM period. Based on the average value and the current value Ib (n-1) detected in the previous PWM period, at least one of current amplitude, current phase, d-axis current Id on the rotation coordinate axis, and q-axis current Iq. It is characterized by calculating.

従って、電流検出の同時性が確保できるため、電流位相、電流振幅、d軸電流Id,q軸電流の検出精度が向上する。   Therefore, since the current detection simultaneity can be ensured, the detection accuracy of the current phase, current amplitude, d-axis current Id, and q-axis current is improved.

また、本発明の3相電圧型PWMインバータ装置は、半導体スイッチング素子を用いたインバータ主回路を有し、3相中の2相の半導体スイッチング素子のみを所定のPWMキャリア周期でスイッチングする2相変調制御式の3相電圧型PWMインバータ装置において、前記インバータ主回路の直流母線電流を検出する直流母線電流検出手段と、その直流母線電流検出手段によって検出された電流値を、PWMキャリア信号の山近傍又は谷近傍のタイミングで、前記半導体スイッチング素子のスイッチングパターンによって決まる特定相の相電流として検出する相電流検出手段と、を備えたことを特徴とする。   Further, the three-phase voltage type PWM inverter device of the present invention has an inverter main circuit using semiconductor switching elements, and two-phase modulation for switching only two-phase semiconductor switching elements among the three phases with a predetermined PWM carrier cycle. In the control-type three-phase voltage type PWM inverter device, the DC bus current detection means for detecting the DC bus current of the inverter main circuit, and the current value detected by the DC bus current detection means are set near the peak of the PWM carrier signal. Or a phase current detection means for detecting a phase current of a specific phase determined by a switching pattern of the semiconductor switching element at a timing near the valley.

従って、直流母線電流検出手段は、インバータ主回路の直流母線電流を検出し、相電流検出手段は、直流母線電流検出手段によって検出された電流値を、PWMキャリア信号の山近傍又は谷近傍のタイミングで、半導体スイッチング素子のスイッチングパターンによって決まる特定相の相電流として検出する。すなわち、2相変調制御では大きさを有する2つの異なる基本電圧ベクトルの発生期間の中心がPWMキャリア信号の山近傍又は谷近傍となるため、PWM信号を作成するためのPWMキャリア信号の山又は谷となるタイミングでA/D変換を行う一般的且つ安価なマイコンを相電流検出手段として用いることができると共に、サンプルホールド回路、ピークホールド回路、論理回路等を設けることなく相電流の検出を行うことができるため、3相電圧型PWMインバータ装置を極めて簡単且つ安価な構成とすることができる。   Therefore, the DC bus current detection means detects the DC bus current of the inverter main circuit, and the phase current detection means uses the current value detected by the DC bus current detection means as a timing near the peak or valley of the PWM carrier signal. Thus, it is detected as a phase current of a specific phase determined by the switching pattern of the semiconductor switching element. That is, in the two-phase modulation control, the center of the generation period of two different basic voltage vectors having a magnitude is near the peak or valley of the PWM carrier signal, so the peak or valley of the PWM carrier signal for creating the PWM signal It is possible to use a general and inexpensive microcomputer that performs A / D conversion at the timing as the phase current detection means, and to detect the phase current without providing a sample hold circuit, a peak hold circuit, a logic circuit, etc. Therefore, the three-phase voltage type PWM inverter device can be made very simple and inexpensive.

また、前記3相電圧型PWMインバータ装置の好ましい態様は、2以上のPWMキャリア周期からなる特定期間で1つの指令電圧ベクトルを作成すると共に、前記特定期間内の各PWMキャリア周期で前記指令電圧ベクトルの基本電圧ベクトル成分を変更することを特徴とする。   In a preferred aspect of the three-phase voltage type PWM inverter device, one command voltage vector is created in a specific period composed of two or more PWM carrier periods, and the command voltage vector is generated in each PWM carrier period in the specific period. The basic voltage vector component is changed.

従って、例えば、指令電圧ベクトルが単一の基本電圧ベクトルに近い場合や変調度が低い場合等、電流値の正確な検出が困難な場合でも、特定期間内の各PWMキャリア周期で通常よりも大きな基本電圧ベクトルを発生させると共に、それらの平均が指令電圧ベクトルとなるように各PWMキャリア周期で基本電圧ベクトル成分の変更を行うことにより、電流値の取り込みに必要な時間幅が十分に確保されるので、高精度に相電流を検出することができる。   Therefore, for example, even when it is difficult to accurately detect the current value, for example, when the command voltage vector is close to a single basic voltage vector or when the modulation degree is low, the PWM carrier period within a specific period is larger than usual. By generating the basic voltage vector and changing the basic voltage vector component in each PWM carrier cycle so that the average of them becomes the command voltage vector, a sufficient time width for capturing the current value is secured. Therefore, the phase current can be detected with high accuracy.

また、前記3相電圧型PWMインバータ装置の好ましい態様は、前記特定期間の各PWMキャリア周期では、大きさを持たないゼロ電圧ベクトルと大きさを持つ単一の基本電圧ベクトルとを発生させることを特徴とする。   In a preferred aspect of the three-phase voltage type PWM inverter device, a zero voltage vector having no magnitude and a single basic voltage vector having a magnitude are generated in each PWM carrier cycle of the specific period. Features.

従って、指令電圧ベクトルが単一の基本電圧ベクトルに近い場合や変調度が低い場合等、電流値の正確な検出が困難な場合でも、例えば、各PWMキャリア周期においてPWMキャリア信号の山又は谷が発生中心となる通常よりも大きな単一の基本電圧ベクトルを発生させ、且つそれらの平均が指令電圧ベクトルとなるように基本電圧ベクトル成分の変更を行うことにより、電流値の取り込みに必要な時間が十分に確保されるので、高精度に相電流を検出することができる。   Therefore, even when it is difficult to accurately detect the current value, for example, when the command voltage vector is close to a single basic voltage vector or when the modulation factor is low, for example, the peaks or valleys of the PWM carrier signal in each PWM carrier cycle By generating a single basic voltage vector that is larger than normal, which is the generation center, and changing the basic voltage vector component so that the average thereof becomes the command voltage vector, the time required for capturing the current value Since the phase current is sufficiently secured, the phase current can be detected with high accuracy.

また、前記3相電圧型PWMインバータ装置の好ましい態様は、前記特定期間が、それぞれ1PWMキャリア周期をなす第1の期間と第2の期間とからなり、3相中の1相の変調度が前記第1の期間及び前記第2の期間で略100%であり且つ他の2相中の1相の変調度が前記第1の期間で略0%である、又は3相中の1相の変調度が前記第1の期間及び前記第2の期間で略0%であり且つ他の2相中の1相の変調度が前記第1の期間で略100%であることを特徴とする。   Further, in a preferable aspect of the three-phase voltage type PWM inverter device, the specific period includes a first period and a second period each having one PWM carrier cycle, and a modulation degree of one phase in three phases is It is approximately 100% in the first period and the second period, and the modulation degree of one phase in the other two phases is approximately 0% in the first period, or the modulation of one phase in the three phases The degree is approximately 0% in the first period and the second period, and the degree of modulation of one phase in the other two phases is approximately 100% in the first period.

従って、第1の期間と第2の期間との境界でPWMキャリア信号が谷の場合は、変調度が略0%となっている相の変調度を、そのまま第2の期間においても略0%とし、第1の期間と第2の期間との境界でPWMキャリア信号が山の場合は、変調度が略100%となっている相の変調度を、そのまま第2の期間でも略100%とすることにより、PWMキャリア信号の連続する山、谷で異なる電圧ベクトルの発生中心とすることができるので、短い期間で2相の電流値を取り込むことができ、高精度に瞬時電流を取り込むことができる。   Therefore, when the PWM carrier signal is a valley at the boundary between the first period and the second period, the modulation degree of the phase where the modulation degree is approximately 0% is set to approximately 0% in the second period as it is. When the PWM carrier signal has a peak at the boundary between the first period and the second period, the modulation degree of the phase where the modulation degree is approximately 100% is approximately 100% even in the second period. By doing this, it is possible to use different voltage vector generation centers at successive peaks and troughs of the PWM carrier signal, so that it is possible to capture two-phase current values in a short period of time and capture instantaneous current with high accuracy. it can.

また、前記3相電圧型PWMインバータ装置の好ましい態様は、前記特定期間内の各PWMキャリア周期がPWMキャリア信号の山又は谷で変更されるとともに、各PWMキャリア周期内で単一の基本電圧ベクトルを発生させることを特徴とする。   In a preferred aspect of the three-phase voltage type PWM inverter device, each PWM carrier cycle in the specific period is changed at a peak or valley of the PWM carrier signal, and a single basic voltage vector in each PWM carrier cycle Is generated.

従って、特定期間内でPWMキャリア周期を短縮する変更を行うことで2相の電流取り込みタイミング差が縮小すると共に、各PWMキャリア周期内で単一の基本電圧ベクトルが発生することにより、高精度に瞬時電流の検出を行うことができる。   Therefore, by making a change that shortens the PWM carrier cycle within a specific period, the difference between the two-phase current capture timings is reduced, and a single basic voltage vector is generated within each PWM carrier cycle, resulting in high accuracy. Instantaneous current can be detected.

また、前記3相電圧型PWMインバータ装置の好ましい態様は、通常のPWM変調を行う期間と前記特定期間とを切り換える制御を行うように構成したことを特徴とする。   Further, a preferred aspect of the three-phase voltage type PWM inverter device is configured to perform control for switching between a period in which normal PWM modulation is performed and the specific period.

従って、通常のPWM変調を行う期間と特定期間とを所定のタイミングで切り替えて併用することにより、特定期間におけるPWM変調制御が間引かれて実行されるので、特定期間内に行われるキャリア周期毎のマイコンへのPWMタイマの設定回数を減らすことができ、マイコンにおけるソフトウェア処理の負荷を軽減させることができる。   Therefore, since the PWM modulation control in the specific period is thinned and executed by switching the period for performing the normal PWM modulation and the specific period at a predetermined timing and using them together, every carrier cycle performed in the specific period The number of times the PWM timer is set in the microcomputer can be reduced, and the load of software processing in the microcomputer can be reduced.

また、前記3相電圧型PWMインバータ装置の好ましい態様は、大きさを持つ基本電圧ベクトルが出力される各PWMキャリア周期の各々の時間幅がそれぞれ所定値以上である第1の状態では、前記各PWMキャリア周期で電流値の検出を行い、前記各PWMキャリア周期のいずれかの時間幅が所定値未満である第2の状態では、電流値の検出を禁止したことを特徴とする。   In addition, in a preferable aspect of the three-phase voltage type PWM inverter device, in each of the first states in which each time width of each PWM carrier cycle in which a basic voltage vector having a magnitude is output is equal to or greater than a predetermined value, The current value is detected in the PWM carrier cycle, and the detection of the current value is prohibited in the second state in which the time width of any one of the PWM carrier cycles is less than a predetermined value.

従って、出力電圧ベクトルの位相が基本電圧ベクトルに近い位相となるPWMキャリア周期の時間幅が小さい状態では電流値が誤検出されやすいため、各PWMキャリア周期の各々の時間幅がそれぞれ所定値以上である第1の状態においてのみ電流値の検出を行い、各PWMキャリア周期のいずれかの時間幅が所定値未満である第2の状態では電流値の検出を禁止することにより電流値の誤検出を防止することができる。   Therefore, since the current value is likely to be erroneously detected when the time width of the PWM carrier cycle in which the phase of the output voltage vector is close to the basic voltage vector is small, each time width of each PWM carrier cycle is a predetermined value or more. The current value is detected only in a certain first state, and the detection of the current value is prohibited in the second state in which any time width of each PWM carrier cycle is less than a predetermined value, thereby detecting the current value incorrectly. Can be prevented.

また、前記3相電圧型PWMインバータ装置の好ましい態様は、前記第1の状態で各PWMキャリア周期において検出した各電流値及びロータ位置情報より算出した回転座標軸上のq軸電流、d軸電流、特定相の印加電圧位相を基準とする電流位相、又は電流振幅の内、少なくとも1つの情報をメモリに保存するように構成されたことを特徴とする。   In addition, a preferable aspect of the three-phase voltage type PWM inverter device is a q-axis current on a rotational coordinate axis, a d-axis current calculated from each current value and rotor position information detected in each PWM carrier cycle in the first state, It is characterized in that at least one information of a current phase or a current amplitude based on an applied voltage phase of a specific phase is stored in a memory.

従って、電流値の検出が禁止される第2の状態においては、メモリに保存されたq軸電流、d軸電流、特定相の印加電圧を基準にした電流位相、電流振幅の内、少なくとも1つの情報を読み出してモータ制御に使用することが可能となる。   Therefore, in the second state in which the detection of the current value is prohibited, at least one of the q-axis current, the d-axis current, the current phase based on the applied voltage of the specific phase, and the current amplitude stored in the memory. Information can be read and used for motor control.

また、本発明の3相電圧型PWMインバータ装置は、半導体スイッチング素子を用いたインバータ主回路を有する3相電圧型PWMインバータ装置において、前記インバータ主回路における直流母線電流を検出する直流母線電流検出手段と、大きさを持つ6種類の基本電圧ベクトルV1(1,0,0)、V2(1,1,0)、V3(0,1,0)、V4(0,1,1)、V5(0,0,1)、V6(1,0,1)の少なくとも1つと、大きさを持たない2種類の零電圧ベクトルV0(0,0,0)、V7(1,1,1)の少なくとも1つとを合成して指令電圧ベクトルを発生させる方式によって前記半導体スイッチング素子の駆動信号を発生させる駆動信号発生手段と、前記直流母線電流検出手段にて検出した電流値を、前記半導体スイッチング素子のスイッチングパターンによって決まる特定相の相電流として検出する相電流検出手段と、を備え、前記駆動信号発生手段は、奇数番号の前記基本電圧ベクトルV1、V3、V5の各発生期間の略中央部では前記零電圧ベクトルV7を選択し、偶数番号の前記基本電圧ベクトルV2、V4、V6の各発生期間の略中央部では前記零電圧ベクトルV0を選択するように構成されたことを特徴とする。   Further, the three-phase voltage type PWM inverter device of the present invention is a three-phase voltage type PWM inverter device having an inverter main circuit using a semiconductor switching element, and a DC bus current detecting means for detecting a DC bus current in the inverter main circuit. And six types of basic voltage vectors V1 (1, 0, 0), V2 (1, 1, 0), V3 (0, 1, 0), V4 (0, 1, 1), V5 ( 0, 0, 1), at least one of V6 (1, 0, 1) and at least one of two types of zero voltage vectors V0 (0, 0, 0), V7 (1, 1, 1) having no magnitude. Drive signal generating means for generating a drive signal for the semiconductor switching element by a method of generating a command voltage vector by combining them, and a current value detected by the DC bus current detecting means in the semiconductor switch Phase current detection means for detecting a phase current of a specific phase determined by the switching pattern of the switching element, wherein the drive signal generation means is substantially in the middle of each generation period of the odd-numbered basic voltage vectors V1, V3, V5. Is configured to select the zero voltage vector V7, and to select the zero voltage vector V0 at substantially the center of each generation period of the even-numbered basic voltage vectors V2, V4, and V6. .

従って、駆動信号発生手段が、大きさを持つ6種類の基本電圧ベクトルV1〜V6の少なくとも1つと、大きさを持たない2種類の零電圧ベクトルV0、V7の少なくとも1つとを合成して指令電圧ベクトルを発生させる方式によって半導体スイッチング素子の駆動信号を発生させると、直流母線電流検出手段は、インバータ主回路の直流母線電流を検出し、相電流検出手段は、直流母線電流検出手段によって検出された電流値を、半導体スイッチング素子のスイッチングパターンによって決まる特定相の相電流として検出する。ここで、駆動信号発生手段は、奇数番号の基本電圧ベクトルV1、V3、V5の各発生期間の略中央部では零電圧ベクトルV7を選択するので、奇数番号の基本電圧ベクトルV1、V3、V5がそれぞれ1つの長いパルスで構成される。一方、偶数番号の基本電圧ベクトルV2、V4、V6の各発生期間の略中央部では零電圧ベクトルV0を選択するので、偶数番号の基本電圧ベクトルV2、V4、V6がそれぞれ1つの長いパルスで構成される。よって、常時、パルス幅の大きな電圧ベクトルを発生させることができるので、直流母線電流検出手段による直流母線電流の検出精度の向上及び検出可能領域の拡大を図ることができる。   Accordingly, the drive signal generating means synthesizes at least one of the six types of basic voltage vectors V1 to V6 having a magnitude and at least one of the two types of zero voltage vectors V0 and V7 having no magnitude to generate a command voltage. When the drive signal of the semiconductor switching element is generated by the method of generating the vector, the DC bus current detecting means detects the DC bus current of the inverter main circuit, and the phase current detecting means is detected by the DC bus current detecting means. The current value is detected as a phase current of a specific phase determined by the switching pattern of the semiconductor switching element. Here, since the drive signal generating means selects the zero voltage vector V7 in the substantially central part of each generation period of the odd-numbered basic voltage vectors V1, V3, V5, the odd-numbered basic voltage vectors V1, V3, V5 are Each consists of one long pulse. On the other hand, since the zero voltage vector V0 is selected at substantially the center of each generation period of the even-numbered basic voltage vectors V2, V4, and V6, the even-numbered basic voltage vectors V2, V4, and V6 are each composed of one long pulse. Is done. Therefore, since a voltage vector having a large pulse width can be generated at all times, it is possible to improve the detection accuracy of the DC bus current by the DC bus current detecting means and expand the detectable region.

また、前記3相電圧型PWMインバータ装置の好ましい態様は、前記駆動信号発生手段は、前記零電圧ベクトルV0とV7とを電気角で略60度毎に切り替えて使用するように構成されたことを特徴とする。   Further, in a preferred aspect of the three-phase voltage type PWM inverter device, the drive signal generating means is configured to use the zero voltage vectors V0 and V7 by switching the electrical angle approximately every 60 degrees. Features.

従って、パルス幅の大きな電圧ベクトルを常時発生させるための零電圧ベクトルの選択を極めて簡単なロジックで実現することができる。   Therefore, selection of a zero voltage vector for constantly generating a voltage vector having a large pulse width can be realized with extremely simple logic.

また、前記3相電圧型PWMインバータ装置の好ましい態様は、前記駆動信号発生手段が、奇数番号の前記基本電圧ベクトルV1、V3、V5が偶数番号の前記基本電圧ベクトルV2、V4、V6よりもサイズが大きいときは前記零電圧ベクトルV7を選択し、偶数番号の前記基本電圧ベクトルV2、V4、V6が奇数番号の前記基本電圧ベクトルV1、V3、V5よりもサイズが大きいときは前記零電圧ベクトルV0を選択するように構成されたことを特徴とする。   Further, in a preferred aspect of the three-phase voltage type PWM inverter device, the drive signal generating means is larger in size than the basic voltage vectors V2, V4, V6 in which the odd-numbered basic voltage vectors V1, V3, V5 are even-numbered. Is greater than zero voltage vector V7, and even-numbered basic voltage vectors V2, V4, and V6 are larger than odd-numbered basic voltage vectors V1, V3, and V5, and zero-voltage vector V0 is selected. It is characterized by selecting.

従って、奇数番号の基本電圧ベクトル及び偶数番号の基本電圧ベクトルの内、相対的にサイズが大きな基本電圧ベクトルを1つの長いパルスで構成することができるので、直流母線電流検出手段は直流母線電流をより高い精度で検出することができる。   Accordingly, among the odd-numbered basic voltage vector and the even-numbered basic voltage vector, a relatively large basic voltage vector can be formed by one long pulse, so that the DC bus current detecting means can detect the DC bus current. It can be detected with higher accuracy.

また、前記3相電圧型PWMインバータ装置の好ましい態様は、前記駆動信号発生手段が、回転数に応じてPWM周波数を変化させることを特徴とする。   Further, a preferred aspect of the three-phase voltage type PWM inverter device is characterized in that the drive signal generating means changes the PWM frequency in accordance with the rotational speed.

従って、回転数に応じてPWM周波数を変化させることにより、直流母線電流検出手段による直流母線電流の検出可能領域を拡大することができる。例えば、低回転領域におけるPWM周波数を小さくすることにより、力率角検出可能領域の拡大を図ることができる。   Therefore, by changing the PWM frequency according to the rotational speed, it is possible to expand the area where the DC bus current can be detected by the DC bus current detecting means. For example, the power factor angle detectable region can be expanded by reducing the PWM frequency in the low rotation region.

また、本発明の3相電圧型PWMインバータ装置は、半導体スイッチング素子を用いたインバータ主回路を有する3相電圧型PWMインバータ装置において、前記インバータ主回路における直流母線電流を検出する直流母線電流検出手段と、前記半導体スイッチング素子の駆動信号を発生させる駆動信号発生手段と、前記直流母線電流検出手段にて検出した電流値を、前記半導体スイッチング素子のスイッチングパターンによって決まる特定相の相電流として検出する相電流検出手段と、その相電流検出手段によって検出された任意のタイミングθ1における相電流値と前記θ1よりΔθ経過後のタイミングθ1+Δθにおける相電流値とから電流位相及び電流振幅を算出する電流位相・振幅検出手段とを備えたことを特徴とする。   Further, the three-phase voltage type PWM inverter device of the present invention is a three-phase voltage type PWM inverter device having an inverter main circuit using a semiconductor switching element, and a DC bus current detecting means for detecting a DC bus current in the inverter main circuit. Driving signal generating means for generating a driving signal for the semiconductor switching element, and a phase value for detecting a current value detected by the DC bus current detecting means as a phase current of a specific phase determined by a switching pattern of the semiconductor switching element. Current phase and amplitude for calculating the current phase and current amplitude from the current detection means, the phase current value at an arbitrary timing θ1 detected by the phase current detection means, and the phase current value at timing θ1 + Δθ after lapse of Δθ from the θ1 And detecting means.

従って、駆動信号発生手段が、半導体スイッチング素子の駆動信号を発生させると、直流母線電流検出手段は、インバータ主回路の直流母線電流を検出し、相電流検出手段は、直流母線電流検出手段によって検出された電流値を、半導体スイッチング素子のスイッチングパターンによって決まる特定相の相電流として検出する。そして、電流位相・振幅検出手段は、相電流検出手段によって検出された任意のタイミングθ1における相電流値と前記θ1よりΔθ経過後のタイミングθ1+Δθにおける相電流値とから電流位相及び電流振幅を算出する。よって、タイミングの異なる2つの相電流値を用いて、任意のタイミングで確実に電流位相及び電流振幅を算出することができる。   Therefore, when the drive signal generating means generates a drive signal for the semiconductor switching element, the DC bus current detecting means detects the DC bus current of the inverter main circuit, and the phase current detecting means is detected by the DC bus current detecting means. The detected current value is detected as a phase current of a specific phase determined by the switching pattern of the semiconductor switching element. The current phase / amplitude detection means calculates the current phase and current amplitude from the phase current value at an arbitrary timing θ1 detected by the phase current detection means and the phase current value at timing θ1 + Δθ after the lapse of Δθ from the θ1. . Therefore, the current phase and current amplitude can be reliably calculated at an arbitrary timing using two phase current values having different timings.

また、前記3相電圧型PWMインバータ装置の好ましい態様は、前記Δθが電気角で略60度に設定されたことを特徴とする。   Also, a preferred aspect of the three-phase voltage type PWM inverter device is characterized in that the Δθ is set to approximately 60 degrees in electrical angle.

従って、一定周期で電流位相及び電流振幅を算出することで、計算回数の低減及び計算マップの縮小化を図り、計算処理を実行するマイコンの負荷を低減することができる。   Therefore, by calculating the current phase and current amplitude at a constant period, the number of calculations can be reduced and the calculation map can be reduced, and the load on the microcomputer executing the calculation process can be reduced.

本発明の3相電圧型PWMインバータ装置によれば、PWM信号を作成するためのPWMキャリア信号の山又は谷となるタイミングでA/D変換を行う一般的且つ安価なマイコンを用いた簡単且つ安価な構成で確実に相電流を検出することができる。   According to the three-phase voltage type PWM inverter device of the present invention, it is simple and inexpensive using a general and inexpensive microcomputer that performs A / D conversion at the timing of a peak or valley of a PWM carrier signal for generating a PWM signal. The phase current can be reliably detected with a simple configuration.

また、本発明の3相電圧型PWMインバータ装置によれば、直流母線電流の検出に基づくタイミングの異なる2つの相電流値を用いて、任意のタイミングで確実に電流位相及び電流振幅を算出することができる。   In addition, according to the three-phase voltage type PWM inverter device of the present invention, the current phase and current amplitude can be reliably calculated at arbitrary timing using two phase current values having different timings based on detection of the DC bus current. Can do.

以下、本発明を具体化した3相電圧型PWMインバータ装置の各実施形態について図面を参照しつつ説明する。   Embodiments of a three-phase voltage type PWM inverter device embodying the present invention will be described below with reference to the drawings.

まず、第一の実施形態の3相電圧型PWMインバータ装置(以下、インバータ装置と称する)1の全体構成について、図1の回路図を参照しつつ説明する。   First, an overall configuration of a three-phase voltage type PWM inverter device (hereinafter referred to as an inverter device) 1 of the first embodiment will be described with reference to the circuit diagram of FIG.

インバータ装置1は、PWMスイッチング信号に基づいて三相交流電動機(以下、モータと称する)MのU相,V相,W相の各相へ駆動電力を供給するインバータ主回路2と、インバータ主回路2を介してモータMへ電力を供給する直流電源3と、インバータの出力電圧指令に比例したデューティ比のPWM信号を生成すると共に相電流検出のためのA/D変換器(ADC)を内蔵したマイコン4と、マイコン4から入力されたPWM信号に基づいてPWMスイッチング信号を発生するデッドタイム発生回路5と、PWMスイッチング信号に基づいてインバータ主回路2の上アームの各スイッチング素子2u,2v,2wをオンオフする上段ゲートドライブ回路6と、PWMスイッチング信号に基づいてインバータ主回路2の下アームの各スイッチング素子2x,2y,2zをオンオフする下段ゲートドライブ回路7と、電流検出回路8と、サンプルホールド回路9とから構成されている。尚、マイコン4が、本発明の相電流検出手段を、サンプルホールド回路9がサンプルホールド手段をそれぞれ構成するものである。   The inverter device 1 includes an inverter main circuit 2 that supplies driving power to the U-phase, V-phase, and W-phase of a three-phase AC motor (hereinafter referred to as a motor) M based on a PWM switching signal, and an inverter main circuit DC power supply 3 for supplying power to motor M via 2 and a PWM signal having a duty ratio proportional to the output voltage command of the inverter and an A / D converter (ADC) for phase current detection are incorporated. The microcomputer 4, the dead time generating circuit 5 for generating a PWM switching signal based on the PWM signal inputted from the microcomputer 4, and the switching elements 2u, 2v, 2w of the upper arm of the inverter main circuit 2 based on the PWM switching signal The upper gate drive circuit 6 for turning on / off the inverter and each of the lower arms of the inverter main circuit 2 based on the PWM switching signal Switching element 2x, 2y, and lower gate drive circuit 7 for turning on and off the 2z, a current detecting circuit 8, and a sample-and-hold circuit 9. The microcomputer 4 constitutes the phase current detection means of the present invention, and the sample hold circuit 9 constitutes the sample hold means.

インバータ主回路2は、直流母線2a,2b間に、U相上段のスイッチング素子2u、U相下段のスイッチング素子2x、V相上段のスイッチング素子2v、V相下段のスイッチング素子2y、W相上段のスイッチング素子2w、及びW相下段のスイッチング素子2zからなる6個のスイッチング素子をブリッジ接続した周知構成の三相インバータ回路である。また、インバータ主回路2の直流母線2b上には電流検出用のシャント抵抗10が設けられている。   The inverter main circuit 2 includes a U-phase upper switching element 2u, a U-phase lower switching element 2x, a V-phase upper switching element 2v, a V-phase lower switching element 2y, and a W-phase upper stage between the DC buses 2a and 2b. This is a three-phase inverter circuit having a well-known configuration in which six switching elements including a switching element 2w and a W-phase lower switching element 2z are bridge-connected. A shunt resistor 10 for current detection is provided on the DC bus 2b of the inverter main circuit 2.

デッドタイム発生回路5は、マイコン4から入力されたPWM信号に対し短絡防止のデッドタイムを設けてインバータ主回路2のアーム上下のスイッチング素子2u,2v,2w,2x,2y,2zへの駆動信号(オンオフ指令)としてのPWMスイッチング信号を発生する。   The dead time generating circuit 5 provides a dead time for preventing a short circuit with respect to the PWM signal input from the microcomputer 4, and drives the switching elements 2u, 2v, 2w, 2x, 2y and 2z above and below the arm of the inverter main circuit 2. A PWM switching signal is generated as an (on / off command).

電流検出回路8は、オペアンプと2個の抵抗とからなり、シャント抵抗10の一端側の電圧を検出することによって、直流母線2bを流れる直流母線電流を検出する回路である。尚、シャント抵抗10及び電流検出回路8が本発明の直流母線電流検出手段を構成するものである。   The current detection circuit 8 includes an operational amplifier and two resistors. The current detection circuit 8 detects a DC bus current flowing through the DC bus 2b by detecting a voltage at one end of the shunt resistor 10. The shunt resistor 10 and the current detection circuit 8 constitute the DC bus current detection means of the present invention.

サンプルホールド回路9は、電流検出回路8による直線母線電流の検出値をサンプルホールドするための回路であり、サンプル信号発生回路9aと、アナログスイッチ9bと、コンデンサ9cとから構成される。サンプル信号発生回路9aは、デッドタイム発生回路5より出力されるPWMスイッチング信号に基づいてサンプル信号を発生させるための論理回路であり、アナログスイッチ9bはサンプル信号発生回路9aによって入力されたサンプル信号によってオンオフされる。また、アナログスイッチ9bがオンされることによって、電流検出回路8にて検出された直線母線電流の電流値がコンデンサ9cにてサンプルホールドされる。尚、サンプル信号発生回路9aが、本発明のサンプル信号発生手段を構成するものである。   The sample hold circuit 9 is a circuit for sample-holding the detected value of the linear bus current by the current detection circuit 8, and includes a sample signal generation circuit 9a, an analog switch 9b, and a capacitor 9c. The sample signal generation circuit 9a is a logic circuit for generating a sample signal based on the PWM switching signal output from the dead time generation circuit 5, and the analog switch 9b is based on the sample signal input by the sample signal generation circuit 9a. On / off. Further, when the analog switch 9b is turned on, the current value of the linear bus current detected by the current detection circuit 8 is sampled and held by the capacitor 9c. The sample signal generation circuit 9a constitutes the sample signal generation means of the present invention.

次に、シャント抵抗10を流れる直流母線電流の検出によって各相の相電流の検出が可能となる原理について説明する。   Next, the principle by which the phase current of each phase can be detected by detecting the DC bus current flowing through the shunt resistor 10 will be described.

始めに、PWMスイッチング信号の生成方式について空間ベクトル法を用いて説明する。空間ベクトル法とは、指令電圧ベクトルを8個の基本電圧ベクトルで表現し、時間に換算して6個のスイッチング素子のオン/オフを決定するものである。基本電圧ベクトルとは、電圧型インバータにおいて6個のスイッチング素子のオン/オフの組合わせで決まる23 =8種類の電圧ベクトルである。また、8種類の基本電圧ベクトルV0〜V7は、図2に示すように、互いに60度だけ位相が異なり且つ大きさの等しい6種の電圧ベクトルV1〜V6と、大きさを持たない2種のゼロ電圧ベクトルV0及びV7とからなる。ここで、8種のベクトル(Sa,Sb,Sc)は、8通りのスイッチングモードに対応し、各相の正側のスイッチング素子2u,2v,2wがオンであるときに、Sa,Sb,Scを「1」と表し、逆に負側のスイッチング素子2x,2y,2zがオンであるときに「0」と表したものである。そして、本実施形態では、8種の基本電圧ベクトルを任意の組合わせで合成することにより3相PWM電圧を発生させる。 First, a method for generating a PWM switching signal will be described using a space vector method. In the space vector method, a command voltage vector is expressed by eight basic voltage vectors, and is converted into time to determine on / off of six switching elements. The basic voltage vectors are 2 3 = 8 kinds of voltage vectors determined by a combination of on / off of six switching elements in the voltage type inverter. In addition, as shown in FIG. 2, the eight types of basic voltage vectors V0 to V7 have six types of voltage vectors V1 to V6 that are different in phase by 60 degrees and have the same magnitude, and two types that have no magnitude. It consists of zero voltage vectors V0 and V7. Here, the eight types of vectors (Sa, Sb, Sc) correspond to eight switching modes, and when the positive-side switching elements 2u, 2v, 2w of each phase are on, Sa, Sb, Sc Is represented as “1”, and conversely, “0” is represented when the negative-side switching elements 2x, 2y, and 2z are on. In this embodiment, a three-phase PWM voltage is generated by synthesizing eight types of basic voltage vectors in any combination.

次に、図3に示す表を参照しつつ、基本電圧ベクトルV1〜V6と、各基本電圧ベクトルに対応する各スイッチング素子のスイッチングパターンと、直流母線電流の検出値によって検出される相電流の種類との関係について説明する。尚、図3の表ではゼロ電圧ベクトルV0及びV7が除外されているのは、ゼロ電圧ベクトルV0又はV7時は還流モードが発生するため相電流の検出を行わないからである。   Next, referring to the table shown in FIG. 3, the types of phase currents detected by the basic voltage vectors V1 to V6, the switching patterns of the switching elements corresponding to the basic voltage vectors, and the detected value of the DC bus current. Will be described. The reason why the zero voltage vectors V0 and V7 are excluded in the table of FIG. 3 is that the phase current is not detected because the reflux mode occurs at the zero voltage vector V0 or V7.

図3の表で、U相アーム,V相アーム,W相アームの各欄は、表の左端に示した各基本電圧ベクトルV1〜V6を発生させる場合にオンされるU,V,W各相のスイッチング素子の上下アームのいずれかを表しており、「High」は上アームのスイッチング素子が、「Low」は下アームのスイッチング素子がそれぞれオンされることを表している。また、検出相電流(Idc)の欄は、左端に示した各基本電圧ベクトルV1〜V6発生時における直流母線電流の検出値Idcに等しい相電流の種類を表しており、Iu,Iv,Iwは、それぞれインバータ主回路2からモータMのU相,V相,W相へ流れる相電流を、−Iu,−Iv,−Iwは、それぞれモータMのU相,V相,W相からインバータ主回路2へ流れる相電流を表している。   In the table of FIG. 3, each column of the U-phase arm, the V-phase arm, and the W-phase arm indicates the U, V, and W phases that are turned on when the basic voltage vectors V1 to V6 shown at the left end of the table are generated. The “High” indicates that the switching element of the upper arm is turned on, and “Low” indicates that the switching element of the lower arm is turned on. The column of the detected phase current (Idc) indicates the type of phase current equal to the detected value Idc of the DC bus current when each of the basic voltage vectors V1 to V6 shown at the left end is generated, and Iu, Iv, and Iw are The phase currents flowing from the inverter main circuit 2 to the U phase, V phase, and W phase of the motor M are respectively represented as -Iu, -Iv, and -Iw from the U phase, V phase, and W phase of the motor M, respectively. 2 represents the phase current that flows to 2.

例えば、基本電圧ベクトルV2の発生時は、図4に示すように、U相上アームのスイッチング素子2u、V相上アームのスイッチング素子2v及びW相下アームのスイッチング素子2zがそれぞれオンされ、その瞬間にシャント抵抗10を流れる直流母線電流IdcはW相の相電流−Iwと等しくなっている。   For example, when the basic voltage vector V2 is generated, as shown in FIG. 4, the switching element 2u of the U-phase upper arm, the switching element 2v of the V-phase upper arm, and the switching element 2z of the W-phase lower arm are turned on. The DC bus current Idc flowing through the shunt resistor 10 instantaneously is equal to the W-phase current -Iw.

次に、本実施形態における相電流検出処理の流れについて、図5のタイミングチャートを参照しつつ説明する。図5は、各相のPWM変調度信号、PWMキャリア信号、PWMスイッチング信号、基本電圧ベクトル、直流母線電流、サンプルホールド値及びサンプル信号の一例及びA/D変換割り込みのタイミングを表すタイミングチャートである。   Next, the flow of the phase current detection process in the present embodiment will be described with reference to the timing chart of FIG. FIG. 5 is a timing chart showing an example of each phase of PWM modulation degree signal, PWM carrier signal, PWM switching signal, basic voltage vector, DC bus current, sample hold value, sample signal, and A / D conversion interrupt timing. .

基本電圧ベクトルV4が発生すると、シャント抵抗10に流れる直流母線電流Idcが電流検出回路8によって検出される。一方、デッドタイム発生回路5より出力されるPWMスイッチング信号に基づいてサンプル信号発生回路9aによってサンプル信号が発生する。サンプル信号の入力によりアナログスイッチ9bがオンされると、電流検出回路8における電流検出値がコンデンサ9cにてサンプルホールドされる。そして、マイコン4は、PWMキャリア信号の山近傍のタイミングでA/D変換割り込みを発生し、コンデンサ9cにてサンプルホールドされた電流検出値を取り込んでA/D変換する。ここで、基本電圧ベクトルV4発生時は、図3の表より明らかなように、U相下アーム、V相上アーム、W相上アームがそれぞれオンされ、シャント抵抗10には相電流−Iuに等しい直流母線電流Idcが流れているため、コンデンサ9cにてサンプルホールドされた電流検出値をA/D変換することによってU相の相電流−Iuを検出することができる。   When the basic voltage vector V4 is generated, the DC bus current Idc flowing through the shunt resistor 10 is detected by the current detection circuit 8. On the other hand, a sample signal is generated by the sample signal generation circuit 9a based on the PWM switching signal output from the dead time generation circuit 5. When the analog switch 9b is turned on by the input of the sample signal, the current detection value in the current detection circuit 8 is sampled and held by the capacitor 9c. Then, the microcomputer 4 generates an A / D conversion interrupt at a timing near the peak of the PWM carrier signal, takes in the current detection value sampled and held by the capacitor 9c, and performs A / D conversion. Here, when the basic voltage vector V4 is generated, the U-phase lower arm, the V-phase upper arm, and the W-phase upper arm are turned on, as is apparent from the table of FIG. 3, and the shunt resistor 10 has the phase current −Iu. Since the equal DC bus current Idc flows, the U-phase current -Iu can be detected by A / D converting the detected current value sampled and held by the capacitor 9c.

続いて、基本電圧ベクトルV5が発生すると、シャント抵抗10に流れる直流母線電流Idcが電流検出回路8によって検出される。一方、デッドタイム発生回路5より出力されるPWMスイッチング信号に基づいてサンプル信号発生回路9aによってサンプル信号が発生する。そして、マイコン4は、PWMキャリア信号の谷近傍のタイミングでA/D変換割り込みを発生し、コンデンサ9cにてサンプルホールドされた電流検出値を取り込んでA/D変換する。ここで、基本電圧ベクトルV5発生時は、図3の表より明らかなように、U相下アーム、V相下アーム、W相上アームがそれぞれオンされ、シャント抵抗10には相電流Iwに等しい直流母線電流が流れているため、コンデンサ9cにてサンプルホールドされた電流検出値をA/D変換することによってW相の相電流Iwを検出することができる。   Subsequently, when the basic voltage vector V <b> 5 is generated, the DC bus current Idc flowing through the shunt resistor 10 is detected by the current detection circuit 8. On the other hand, a sample signal is generated by the sample signal generation circuit 9a based on the PWM switching signal output from the dead time generation circuit 5. Then, the microcomputer 4 generates an A / D conversion interrupt at a timing near the valley of the PWM carrier signal, takes in a current detection value sampled and held by the capacitor 9c, and performs A / D conversion. Here, when the basic voltage vector V5 is generated, as apparent from the table of FIG. 3, the U-phase lower arm, the V-phase lower arm, and the W-phase upper arm are turned on, and the shunt resistor 10 is equal to the phase current Iw. Since the DC bus current is flowing, the W-phase current Iw can be detected by A / D converting the current detection value sampled and held by the capacitor 9c.

以上詳述したことから明らかなように、本実施形態によれば、電流検出回路8がインバータ主回路2のシャント抵抗1を流れる直流母線電流を検出し、サンプルホールド回路9が電流検出回路8にて検出した電流値をサンプルホールドし、マイコン4は、サンプルホールド回路9のコンデンサ9cにて保持された電流値を、PWMキャリア信号の山近傍又は谷近傍のタイミングで、スイッチング素子のスイッチングパターンによって決まる特定相の相電流として検出する。よって、PWM信号を作成するためのPWMキャリア信号の山又は谷となるタイミングでA/D変換を行う一般的且つ安価なマイコンを用いることが可能であると共に、サンプルホールド回路を1箇所に設けるだけで各相の相電流検出を行うことができるので、3相電圧型PWMインバータ装置を簡単且つ安価な構成とすることができる。   As is clear from the above detailed description, according to the present embodiment, the current detection circuit 8 detects the DC bus current flowing through the shunt resistor 1 of the inverter main circuit 2, and the sample hold circuit 9 is connected to the current detection circuit 8. The microcomputer 4 samples and holds the detected current value, and the microcomputer 4 determines the current value held by the capacitor 9c of the sample hold circuit 9 according to the switching pattern of the switching element at the timing near the peak or the valley of the PWM carrier signal. Detect as phase current of specific phase. Therefore, it is possible to use a general and inexpensive microcomputer that performs A / D conversion at the timing of the peak or valley of the PWM carrier signal for generating the PWM signal, and only provides a sample hold circuit in one place. Thus, the phase current of each phase can be detected, so that the three-phase voltage type PWM inverter device can be configured simply and inexpensively.

また、PWMキャリア信号の山近傍のタイミングと、PWMキャリア信号の山に隣接する谷近傍のタイミングとで連続して2相の相電流を検出するので、瞬時電流を高精度に検出することができる。   Further, since the two-phase phase current is detected continuously at the timing near the peak of the PWM carrier signal and the timing near the valley adjacent to the peak of the PWM carrier signal, the instantaneous current can be detected with high accuracy. .

また、サンプル信号発生回路9aによってスイッチング素子の駆動信号の組み合わせに基づいてサンプル信号が生成されるため、各相の上下のスイッチング素子が共にオフされるデッドタイム期間では、確実にサンプルホールドの実行が停止されるので、検出電流値の精度が悪化することがない。   In addition, since the sample signal is generated by the sample signal generation circuit 9a based on the combination of the driving signals of the switching elements, the sample hold is surely executed in the dead time period in which the upper and lower switching elements of each phase are turned off. Since it is stopped, the accuracy of the detected current value does not deteriorate.

次に、本発明の第二の実施形態の3相電圧型PWMインバータ装置21について、図面を参照しつつ説明する。まず、3相電圧型PWMインバータ装置21の全体構成について、図6の回路図を参照しつつ説明する。尚、上述した第一の実施形態と同一の構成については同一符号を付し、それらについての詳細な説明を省略する。   Next, a three-phase voltage type PWM inverter device 21 according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. First, the overall configuration of the three-phase voltage type PWM inverter device 21 will be described with reference to the circuit diagram of FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the structure same as 1st embodiment mentioned above, and detailed description about them is abbreviate | omitted.

インバータ装置21は、インバータ主回路2と、直流電源3と、マイコン4と、デッドタイム発生回路5と、上段ゲートドライブ回路6と、下段ゲートドライブ回路7と、電流検出回路8と、ピークホールド回路29とから構成されている。尚、ピークホールド回路29が、本発明のピークホールド手段を構成するものである。   The inverter device 21 includes an inverter main circuit 2, a DC power source 3, a microcomputer 4, a dead time generation circuit 5, an upper gate drive circuit 6, a lower gate drive circuit 7, a current detection circuit 8, and a peak hold circuit. 29. The peak hold circuit 29 constitutes the peak hold means of the present invention.

ピークホールド回路29は、電流検出回路8によって検出された直線母線電流の電流値のピークレベルの値を保持(ピークホールド)するための回路であり、オペアンプ29aと、ダイオード29bと、抵抗と、コンデンサ29cと、リセット回路29dとから構成される。リセット回路29dは、エミッタが接地され且つベースがマイコン4に接続されたトランジスタによって構成され、マイコン4からベースへリセット信号が入力されることにより、コンデンサ29cに溜まった電荷が放電されてリセットされる。   The peak hold circuit 29 is a circuit for holding (peak hold) the peak level value of the current value of the linear bus current detected by the current detection circuit 8, and includes an operational amplifier 29a, a diode 29b, a resistor, and a capacitor. 29c and a reset circuit 29d. The reset circuit 29d is composed of a transistor whose emitter is grounded and whose base is connected to the microcomputer 4. When a reset signal is input from the microcomputer 4 to the base, the charge accumulated in the capacitor 29c is discharged and reset. .

次に、本実施形態における相電流検出処理の流れについて、図7を参照しつつ説明する。図7は、各相のPWM変調度信号、PWMキャリア信号、直流母線電流、ピークホールド値及びリセット信号の一例とA/D変換割り込みのタイミングとを表すタイミングチャートである。   Next, the flow of the phase current detection process in the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a timing chart showing an example of each phase of the PWM modulation degree signal, PWM carrier signal, DC bus current, peak hold value, reset signal, and A / D conversion interrupt timing.

基本電圧ベクトルV4が発生すると、シャント抵抗10に流れる直流母線電流Idcが電流検出回路8によって検出される。一方、ピークホールド回路29によって電流検出回路8における電流検出値のピークレベルがコンデンサ29cにて保持(ピークホールド)される。そして、マイコン4は、PWMキャリア信号の山近傍のタイミングでA/D変換割り込みを発生し、コンデンサ29cにてピークホールドされた電流検出値を取り込んでA/D変換する。ここで、基本電圧ベクトルV4発生時は、図3の表より明らかなように、U相下アーム、V相上アーム、W相上アームがそれぞれオンされ、シャント抵抗10には相電流−Iuに等しい直流母線電流Idcが流れているため、コンデンサ29cにて保持された電流値(ピークホールド値)をA/D変換することによってU相の相電流−Iuを検出することができる。   When the basic voltage vector V4 is generated, the DC bus current Idc flowing through the shunt resistor 10 is detected by the current detection circuit 8. On the other hand, the peak level of the current detection value in the current detection circuit 8 is held (peak hold) by the capacitor 29c by the peak hold circuit 29. Then, the microcomputer 4 generates an A / D conversion interrupt at a timing near the peak of the PWM carrier signal, takes in the current detection value peak-held by the capacitor 29c, and performs A / D conversion. Here, when the basic voltage vector V4 is generated, the U-phase lower arm, the V-phase upper arm, and the W-phase upper arm are turned on, as is apparent from the table of FIG. 3, and the shunt resistor 10 has the phase current −Iu. Since the equal DC bus current Idc flows, the U-phase phase current -Iu can be detected by A / D converting the current value (peak hold value) held by the capacitor 29c.

続いて、マイコン4によってピークホールド値の取り込みが完了した後に、マイコン4からリセット回路29dへリセット信号が入力され、ピークホールド回路29のリセットが開始される。そして、3つのPWM変調信号のうちで中間レベルの変調信号とPWMキャリア信号とが交差するタイミング付近でピークホールド回路29のリセットを終了させる。例えば、図7では、V相の変調度信号が中間レベルであるため、V相の変調度信号とPWMキャリア信号とが交差するタイミング付近でリセットを終了する。   Subsequently, after the microcomputer 4 completes the acquisition of the peak hold value, a reset signal is input from the microcomputer 4 to the reset circuit 29d, and the reset of the peak hold circuit 29 is started. Then, the resetting of the peak hold circuit 29 is completed in the vicinity of the timing at which the intermediate level modulation signal and the PWM carrier signal among the three PWM modulation signals intersect. For example, in FIG. 7, since the V-phase modulation degree signal is at an intermediate level, the reset is completed near the timing at which the V-phase modulation degree signal and the PWM carrier signal intersect.

次に、基本電圧ベクトルV5が発生すると、シャント抵抗10に流れる直流母線電流Idcが電流検出回路8によって検出される。一方、ピークホールド回路29によって電流検出回路8における電流検出値のピークレベルがコンデンサ29cにて保持(ピークホールド)される。そして、マイコン4は、PWMキャリア信号の谷近傍のタイミングでA/D変換割り込みを発生し、コンデンサ29cにてピークホールドされた電流検出値を取り込んでA/D変換する。ここで、基本電圧ベクトルV5発生時は、図3の表より明らかなように、U相下アーム、V相下アーム、W相上アームがそれぞれオンされ、シャント抵抗10には相電流Iwに等しい直流母線電流が流れているため、コンデンサ29cにて保持された電流値(ピークホールド値)をA/D変換することによってW相の相電流Iwを検出することができる。   Next, when the basic voltage vector V5 is generated, the DC bus current Idc flowing through the shunt resistor 10 is detected by the current detection circuit 8. On the other hand, the peak level of the current detection value in the current detection circuit 8 is held (peak hold) by the capacitor 29c by the peak hold circuit 29. Then, the microcomputer 4 generates an A / D conversion interrupt at a timing near the valley of the PWM carrier signal, takes in the current detection value peak-held by the capacitor 29c, and performs A / D conversion. Here, when the basic voltage vector V5 is generated, as apparent from the table of FIG. 3, the U-phase lower arm, the V-phase lower arm, and the W-phase upper arm are turned on, and the shunt resistor 10 is equal to the phase current Iw. Since the DC bus current flows, the W-phase current Iw can be detected by A / D converting the current value (peak hold value) held by the capacitor 29c.

以上詳述したことから明らかなように、本実施形態によれば、電流検出回路8が、インバータ主回路2のシャント抵抗10を流れる直流母線電流を検出し、ピークホールド回路29が、電流検出回路8にて検出した電流値をピークホールドし、マイコン4が、ピークホールド回路29にて保持されたピークホールド値をスイッチング素子のスイッチングパターンによって決まる特定相の相電流として検出する。よって、ピークホールド回路29によって検出されたピークレベルの電流値の取り込みとピークホールド回路29のリセットとを行うだけで相電流の検出を行うことができるため、3相電圧型PWMインバータ装置を簡単且つ安価な構成とすることができる。   As is clear from the above detailed description, according to the present embodiment, the current detection circuit 8 detects the DC bus current flowing through the shunt resistor 10 of the inverter main circuit 2, and the peak hold circuit 29 includes the current detection circuit. The microcomputer 4 detects the peak hold value held by the peak hold circuit 29 as a phase current of a specific phase determined by the switching pattern of the switching element. Therefore, since the phase current can be detected only by taking in the current value of the peak level detected by the peak hold circuit 29 and resetting the peak hold circuit 29, the three-phase voltage type PWM inverter device can be simply and An inexpensive configuration can be obtained.

また、3つのPWM変調信号のうちで中間レベルの変調信号とPWMキャリア信号とが交差するタイミングでスイッチング素子のスイッチングパターンが切り替わるので、このタイミング付近でピークホールド回路29のリセットを終了させることにより、各相の相電流を順次検出することができる。   Further, since the switching pattern of the switching element is switched at the timing at which the intermediate level modulation signal and the PWM carrier signal among the three PWM modulation signals cross, by terminating the reset of the peak hold circuit 29 around this timing, The phase current of each phase can be detected sequentially.

また、ピークホールド回路29にて保持された電流値の取り込みにより一の特定相の相電流を確実に検出した後にピークホールド回路29のリセットを開始させて、他の一の特定相の相電流検出の準備状態とするので、連続して複数相の相電流検出を行うことができる。   Further, after the current value held in the peak hold circuit 29 is taken in, the phase current of one specific phase is reliably detected, and then the reset of the peak hold circuit 29 is started to detect the phase current of the other specific phase. Therefore, a plurality of phase currents can be detected continuously.

次に、本発明の第三の実施形態の3相電圧型PWMインバータ装置41について、図面を参照しつつ説明する。尚、3相電圧型PWMインバータ装置41は、3相中の2相の半導体スイッチング素子のみを所定のPWMキャリア周期でスイッチングする2相変調制御式の3相電圧型PWMインバータ装置である。まず、3相電圧型PWMインバータ装置41の全体構成について、図8の回路図を参照しつつ説明する。尚、上述した第一,第二の実施形態と同一の構成については同一符号を付し、それらについての詳細な説明を省略する。   Next, a three-phase voltage type PWM inverter device 41 according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The three-phase voltage type PWM inverter device 41 is a two-phase modulation control type three-phase voltage type PWM inverter device that switches only two-phase semiconductor switching elements in three phases at a predetermined PWM carrier cycle. First, the overall configuration of the three-phase voltage type PWM inverter device 41 will be described with reference to the circuit diagram of FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the structure same as 1st, 2nd embodiment mentioned above, and detailed description about them is abbreviate | omitted.

インバータ装置41は、インバータ主回路2と、直流電源3と、マイコン4と、デッドタイム発生回路5と、上段ゲートドライブ回路6と、下段ゲートドライブ回路7と、電流検出回路8とから構成されている。   The inverter device 41 includes an inverter main circuit 2, a DC power supply 3, a microcomputer 4, a dead time generation circuit 5, an upper stage gate drive circuit 6, a lower stage gate drive circuit 7, and a current detection circuit 8. Yes.

次に、本実施形態における相電流検出処理の流れについて、図9を参照しつつ説明する。図9は、PWMキャリア信号、基本電圧ベクトル及びA/D変換割り込みのタイミングの一例を表すタイミングチャートである。   Next, the flow of the phase current detection process in the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a timing chart showing an example of the timing of the PWM carrier signal, basic voltage vector, and A / D conversion interrupt.

基本電圧ベクトルV5が発生すると、シャント抵抗10に流れる直流母線電流Idcが電流検出回路8によって検出される。ここで、本実施形態では上述したとおり2相変調制御が行われるため、基本電圧ベクトルの発生期間の中心がPWMキャリア信号の山近傍又は谷近傍となっている。このため、図9の例では、PWMキャリア信号の谷近傍のタイミングでマイコン4がA/D変換割り込みを発生することにより、電流検出回路8によって検出された電流検出値を取り込んでA/D変換することができる。ここで、基本電圧ベクトルV5発生時は、図3の表より明らかなように、U相下アーム、V相下アーム、W相上アームがそれぞれオンされ、シャント抵抗10には相電流Iwに等しい直流母線電流が流れているため、電流検出回路8によって検出された電流検出値を取り込んでA/D変換することによってW相の相電流Iwを検出することができる。   When the basic voltage vector V5 is generated, the DC bus current Idc flowing through the shunt resistor 10 is detected by the current detection circuit 8. Here, since the two-phase modulation control is performed as described above in the present embodiment, the center of the generation period of the basic voltage vector is near the peak or valley of the PWM carrier signal. For this reason, in the example of FIG. 9, when the microcomputer 4 generates an A / D conversion interrupt at a timing near the valley of the PWM carrier signal, the current detection value detected by the current detection circuit 8 is captured and A / D conversion is performed. can do. Here, when the basic voltage vector V5 is generated, as apparent from the table of FIG. 3, the U-phase lower arm, the V-phase lower arm, and the W-phase upper arm are turned on, and the shunt resistor 10 is equal to the phase current Iw. Since the DC bus current is flowing, the W-phase current Iw can be detected by taking the current detection value detected by the current detection circuit 8 and performing A / D conversion.

続いて、基本電圧ベクトルV4が発生すると、シャント抵抗10に流れる直流母線電流Idcが電流検出回路8によって検出される。このとき、基本電圧ベクトルV4の発生期間の中心がPWMキャリア信号の谷近傍となっているため、このタイミングでマイコン4がA/D変換割り込みを発生することにより、電流検出回路8によって検出された電流検出値を取り込んでA/D変換することができる。ここで、基本電圧ベクトルV4発生時は、図3の表より明らかなように、U相下アーム、V相下アーム、W相上アームがそれぞれオンされ、シャント抵抗10には相電流−Iuに等しい直流母線電流Idcが流れているため、電流検出回路8によって検出された電流検出値をA/D変換することによってU相の相電流−Iuを検出することができる。   Subsequently, when the basic voltage vector V4 is generated, the DC bus current Idc flowing through the shunt resistor 10 is detected by the current detection circuit 8. At this time, since the center of the generation period of the basic voltage vector V4 is near the valley of the PWM carrier signal, the microcomputer 4 generates an A / D conversion interrupt at this timing, and is detected by the current detection circuit 8. The current detection value can be taken in and A / D converted. Here, when the basic voltage vector V4 is generated, as apparent from the table of FIG. 3, the U-phase lower arm, the V-phase lower arm, and the W-phase upper arm are turned on, and the shunt resistor 10 has the phase current −Iu. Since the equal DC bus current Idc flows, the U-phase phase current -Iu can be detected by A / D converting the current detection value detected by the current detection circuit 8.

以上詳述したことから明らかなように、本実施形態によれば、2相変調制御では大きさを有する2つの異なる基本電圧ベクトルの発生期間の中心がPWMキャリア信号の山近傍又は谷近傍となるため、PWM信号を作成するためのPWMキャリア信号の山又は谷となるタイミングでA/D変換を行う一般的且つ安価なマイコンを用いることが可能であると共に、サンプルホールド回路、ピークホールド回路、論理回路等を設けることなく相電流の検出を行うことができ、3相電圧型PWMインバータ装置を極めて簡単且つ安価な構成とすることができる。   As is clear from the above detailed description, according to this embodiment, in the two-phase modulation control, the center of the generation period of two different basic voltage vectors having a magnitude is near the peak or valley of the PWM carrier signal. Therefore, it is possible to use a general and inexpensive microcomputer that performs A / D conversion at the timing of the peak or valley of the PWM carrier signal for creating the PWM signal, as well as the sample hold circuit, peak hold circuit, logic The phase current can be detected without providing a circuit or the like, and the three-phase voltage type PWM inverter device can be made extremely simple and inexpensive.

次に、第三の実施形態の第一の変形例について、図面を参照しつつ説明する。まず、第一の変形例について、図10及び図11を参照しつつ説明する。図10(a)は、通常の変調期間における指令電圧ベクトルの基本電圧ベクトル成分を、図10(b)は、特定期間における指令電圧ベクトルの基本電圧ベクトル成分をそれぞれ表している。   Next, a first modification of the third embodiment will be described with reference to the drawings. First, a first modification will be described with reference to FIGS. 10 and 11. FIG. 10A shows the basic voltage vector component of the command voltage vector in the normal modulation period, and FIG. 10B shows the basic voltage vector component of the command voltage vector in the specific period.

通常の変調期間では、図10(a)に示すように、指令電圧ベクトルを挟む通常の長さの基本電圧ベクトルV4とV5とを合成することにより指令電圧ベクトルが作成される。   In the normal modulation period, as shown in FIG. 10A, a command voltage vector is created by synthesizing basic voltage vectors V4 and V5 having a normal length sandwiching the command voltage vector.

一方、特定期間では、それぞれ1PWMキャリア周期をなす第1の期間と第2の期間とで基本電圧ベクトル成分を変更することによって指令電圧ベクトルを作成する。すなわち、第1の期間では、基本電圧ベクトルV4を通常の長さとし、且つV5を通常の2倍の長さとすると共に、第2の期間では、3相の変調度を変更して、通常の長さの基本電圧ベクトルV4のみを発生させる。   On the other hand, in the specific period, the command voltage vector is created by changing the basic voltage vector component between the first period and the second period each having one PWM carrier cycle. That is, in the first period, the basic voltage vector V4 is set to a normal length and V5 is set to a length twice the normal length, and in the second period, the three-phase modulation degree is changed to change the normal length. Only the basic voltage vector V4 is generated.

図11は、図10(b)に示す特定期間における各相の変調度信号、PWMキャリア信号、基本電圧ベクトル、直流母線電流及びA/D変換割り込みのタイミングを示すタイミングチャートである。   FIG. 11 is a timing chart showing the modulation degree signal, PWM carrier signal, basic voltage vector, DC bus current, and A / D conversion interrupt timing for each phase in the specific period shown in FIG.

まず、PWMキャリア信号の最初の谷のタイミングで、マイコン4によって電流取り込みのための割り込みが発生する。このとき、基本電圧ベクトルV5の発生期間の中心がPWMキャリア信号の谷近傍となっているため、電流検出回路8によって検出された電流検出値を確実に取り込んでA/D変換することができる。ここで、基本電圧ベクトルV5発生時は、図3の表より明らかなように、U相下アーム、V相下アーム、W相上アームがそれぞれオンされ、シャント抵抗10には相電流Iwに等しい直流母線電流が流れているため、電流検出回路8によって検出された電流検出値をA/D変換することによってW相の相電流Iwを検出することができる。   First, at the timing of the first valley of the PWM carrier signal, the microcomputer 4 generates an interrupt for taking in current. At this time, since the center of the generation period of the basic voltage vector V5 is in the vicinity of the valley of the PWM carrier signal, the current detection value detected by the current detection circuit 8 can be reliably captured and A / D converted. Here, when the basic voltage vector V5 is generated, as apparent from the table of FIG. 3, the U-phase lower arm, the V-phase lower arm, and the W-phase upper arm are turned on, and the shunt resistor 10 is equal to the phase current Iw. Since the DC bus current flows, the W-phase current Iw can be detected by A / D converting the current detection value detected by the current detection circuit 8.

次に、PWMキャリア信号の山のタイミングで3相の変調度を変更する。続いて、PWMキャリア信号の谷のタイミングで、マイコン4によって電流取り込みのための割り込みが発生する。このとき、基本電圧ベクトルV4の発生期間の中心がPWMキャリア信号の谷近傍となっているため、電流検出回路8によって検出された電流検出値を確実に取り込んでA/D変換することができる。ここで、基本電圧ベクトルV4発生時は、図3の表より明らかなように、U相下アーム、V相下アーム、W相上アームがそれぞれオンされ、シャント抵抗10には相電流−Iuに等しい直流母線電流Idcが流れているため、電流検出回路8によって検出された電流検出値をA/D変換することによってU相の相電流−Iuを検出することができる。   Next, the modulation degree of the three phases is changed at the timing of the peak of the PWM carrier signal. Subsequently, an interrupt for current capture is generated by the microcomputer 4 at the timing of the valley of the PWM carrier signal. At this time, since the center of the generation period of the basic voltage vector V4 is in the vicinity of the valley of the PWM carrier signal, the current detection value detected by the current detection circuit 8 can be reliably captured and A / D converted. Here, when the basic voltage vector V4 is generated, as apparent from the table of FIG. 3, the U-phase lower arm, the V-phase lower arm, and the W-phase upper arm are turned on, and the shunt resistor 10 has the phase current −Iu. Since the equal DC bus current Idc flows, the U-phase phase current -Iu can be detected by A / D converting the current detection value detected by the current detection circuit 8.

図12は、上述した特定期間におけるA/D変換のための割り込み処理の流れを示すフローチャートである。図12に示すように、PWMキャリア信号の山又は谷のタイミングでA/D変換のための割り込みが発生すると、PWMキャリア信号が山のタイミングであるか否かが判定される(ステップ1。以下、S1と略記する。他のステップも同様。)。谷のタイミングである場合は(S1:No)、電流値のA/D変換による取り込みが行われ(S5)、割り込み処理を終了する。S1で、山のタイミングである場合は(S1:Yes)、第1の期間であるか否かが判定される(S2)。第1の期間である場合は(S2:Yes)、3つの相の変調度が第1の期間用の変調度に変更される(S3)。一方、第2の期間である場合は(S2:No)、3つの相の変調度が第2の期間用の変調度に変更される(S4)。   FIG. 12 is a flowchart showing a flow of interrupt processing for A / D conversion in the specific period described above. As shown in FIG. 12, when an interrupt for A / D conversion occurs at the peak or valley timing of the PWM carrier signal, it is determined whether or not the PWM carrier signal is at the peak timing (step 1; hereinafter). , Abbreviated as S1, and other steps are the same). If it is the valley timing (S1: No), the current value is taken in by A / D conversion (S5), and the interrupt process is terminated. In S1, when it is a mountain timing (S1: Yes), it is determined whether it is the first period (S2). If it is the first period (S2: Yes), the modulation degree of the three phases is changed to the modulation degree for the first period (S3). On the other hand, when it is the second period (S2: No), the modulation degree of the three phases is changed to the modulation degree for the second period (S4).

従って、本変形例によれば、例えば、指令電圧ベクトルが単一の基本電圧ベクトルに近い場合や変調度が低い場合等、電流値の正確な検出が困難な場合でも、特定期間内の各PWMキャリア周期で通常よりも大きな基本電圧ベクトルを発生させると共に、それらの平均が指令電圧ベクトルとなるように各PWMキャリア周期毎に基本電圧ベクトル成分の変更を行うことにより、電流値の取り込みに必要な時間幅が十分に確保されるので、高精度に相電流を検出することができる。   Therefore, according to this modification example, each PWM within a specific period is difficult even when accurate detection of the current value is difficult, for example, when the command voltage vector is close to a single basic voltage vector or when the modulation degree is low. A basic voltage vector larger than normal is generated in the carrier cycle, and the basic voltage vector component is changed for each PWM carrier cycle so that the average of them becomes the command voltage vector. Since a sufficient time width is ensured, the phase current can be detected with high accuracy.

次に、第三の実施形態の第二の変形例について、図面を参照しつつ説明する。第二の変形例は、特定期間の各PWMキャリア周期では、大きさを持たないゼロ電圧ベクトルと大きさを持つ単一の基本電圧ベクトルとを発生させることを特徴とする。   Next, a second modification of the third embodiment will be described with reference to the drawings. The second modification is characterized in that a zero voltage vector having no magnitude and a single basic voltage vector having a magnitude are generated in each PWM carrier cycle in a specific period.

例えば、図13(a)は、通常期間における1PWM周期における各相の変調度信号、PWMキャリア信号、基本電圧ベクトル、直流母線電流及びA/D変換割り込みタイミングの一例を表すタイミングチャートであり、1PWM周期の基本電圧ベクトル成分が、大きさを持つ基本電圧ベクトルV4、V5及びゼロ電圧ベクトルV7によって構成されている。一方、図13(b)は本変形例の特定期間におけるタイミングチャートを表しており、第1の期間における基本電圧ベクトル成分は、通常よりも長い基本電圧ベクトルV4及びゼロ電圧ベクトルV7により、第2の期間における基本電圧ベクトル成分は、通常よりも長い基本電圧ベクトルV5及びゼロ電圧ベクトルV7によって構成されている。   For example, FIG. 13A is a timing chart showing an example of the modulation degree signal of each phase, the PWM carrier signal, the basic voltage vector, the DC bus current, and the A / D conversion interrupt timing in one PWM cycle in the normal period. The basic voltage vector component of the period is constituted by basic voltage vectors V4 and V5 having a magnitude and a zero voltage vector V7. On the other hand, FIG. 13B shows a timing chart in the specific period of the present modified example, and the basic voltage vector component in the first period is the second voltage based on the basic voltage vector V4 and the zero voltage vector V7 which are longer than usual. The basic voltage vector component in this period is composed of a basic voltage vector V5 and a zero voltage vector V7 which are longer than usual.

従って、本変形例によれば、指令電圧ベクトルが単一の基本電圧ベクトルに近い場合や変調度が低い場合等、電流値の正確な検出が困難な場合でも、例えば、各PWMキャリア周期においてPWMキャリア信号の山又は谷が発生中心となる通常よりも大きな単一の基本電圧ベクトルを発生させ、且つそれらの平均が指令電圧ベクトルとなるように基本電圧ベクトル成分の変更を行うことにより、電流値の取り込みに必要な時間が十分に確保されるので、高精度に相電流を検出することができる。   Therefore, according to the present modification, even when it is difficult to accurately detect the current value, such as when the command voltage vector is close to a single basic voltage vector or when the modulation degree is low, for example, PWM is performed in each PWM carrier cycle. A basic voltage vector component is changed so that a single basic voltage vector larger than usual with a peak or valley of the carrier signal as a generation center is generated, and the average of them is a command voltage vector. Since a sufficient time required for capturing the phase current is ensured, the phase current can be detected with high accuracy.

次に、第三の実施形態の第三の変形例について、図面を参照しつつ説明する。第三の変形例は、3相中の1相の変調度が第1の期間及び第2の期間で略100%であり且つ他の2相中の1相の変調度が第1の期間で略0%である、又は3相中の1相の変調度が第1の期間及び第2の期間で略0%であり且つ他の2相中の1相の変調度が第1の期間で略100%であることを特徴とする。   Next, a third modification of the third embodiment will be described with reference to the drawings. In the third modification, the modulation degree of one phase in the three phases is approximately 100% in the first period and the second period, and the modulation degree of one phase in the other two phases is in the first period. The modulation degree of one phase in three phases is substantially 0% in the first period and the second period, and the modulation degree of one phase in the other two phases is in the first period. It is approximately 100%.

例えば、通常の変調期間では、図14(a)に示すように、基本電圧ベクトルV4及びV5の合成により指令電圧ベクトルを作成し、特定期間では、図14(b)に示すように、第1の期間では基本電圧ベクトルV4及び(通常よりも長い)V5を合成すると共に、第2の期間では基本電圧ベクトルV4及びV3を合成することにより指令電圧ベクトルを作成する。ここで、図14(a)に示す通常の変調期間における1PWM周期における各相の変調度信号、PWMキャリア信号、基本電圧ベクトル、直流母線電流のタイミングチャートは図15(a)のように表される。一方、図14(b)の特定期間におけるタイミングチャートは図15(b)のように表される。すなわち、第1の期間では、U相の変調度が略100、W相の変調度が略0%となっており、第1の期間におけるPWMキャリア信号の谷のタイミングで相電流Iwが取り込まれる。次に、U相の変調度はそのまま第2の期間でも略100%が維持されてV相とW相の変調度が変更されると共に、第1の期間と第2の期間との境界であるPWMキャリア信号の隣接する山のタイミングで相電流−Iuが取り込まれる。   For example, in the normal modulation period, as shown in FIG. 14A, the command voltage vector is created by combining the basic voltage vectors V4 and V5. In the specific period, as shown in FIG. During this period, the basic voltage vector V4 and V5 (which is longer than normal) are combined, and in the second period, the basic voltage vectors V4 and V3 are combined to create a command voltage vector. Here, a timing chart of the modulation degree signal, the PWM carrier signal, the basic voltage vector, and the DC bus current in each phase in one PWM cycle in the normal modulation period shown in FIG. 14A is expressed as shown in FIG. The On the other hand, the timing chart in the specific period of FIG. 14B is expressed as shown in FIG. That is, in the first period, the U-phase modulation factor is approximately 100 and the W-phase modulation factor is approximately 0%, and the phase current Iw is captured at the timing of the valley of the PWM carrier signal in the first period. . Next, the modulation degree of the U phase is maintained almost 100% even in the second period, and the modulation degree of the V phase and the W phase is changed, and is a boundary between the first period and the second period. The phase current -Iu is captured at the timing of the adjacent peaks of the PWM carrier signal.

従って、本変形例によれば、第1の期間と第2の期間との境界でPWMキャリア信号が谷の場合は、変調度が略0%となっている相の変調度を、そのまま第2の期間においても略0%とし、第1の期間と第2の期間との境界でPWMキャリア信号が山の場合は、変調度が略100%となっている相の変調度を、そのまま第2の期間でも略100%とすることにより、PWMキャリア信号の連続する山、谷で異なる電圧ベクトルの発生中心とすることができるので、短い期間で2相の電流値を取り込むことができ、高精度に瞬時電流を取り込むことができる。   Therefore, according to this modification, when the PWM carrier signal is a valley at the boundary between the first period and the second period, the modulation degree of the phase where the modulation degree is approximately 0% is directly used as the second modulation degree. In this period, when the PWM carrier signal has a peak at the boundary between the first period and the second period, the modulation degree of the phase having the modulation degree of approximately 100% is directly set to the second degree. By setting the ratio to approximately 100% even during the period of time, it is possible to set the generation center of different voltage vectors at successive peaks and valleys of the PWM carrier signal, so that two-phase current values can be captured in a short period of time and high accuracy. Instantaneous current can be captured.

次に、第三の実施形態の第四の変形例について、図面を参照しつつ説明する。第四の変形例は、特定期間内のPWMキャリア周期がPWMキャリア信号の山又は谷で変更されるとともに、各PWMキャリア周期内で単一の基本電圧ベクトルを発生させることを特徴とする。   Next, a fourth modification of the third embodiment will be described with reference to the drawings. The fourth modification is characterized in that the PWM carrier period within a specific period is changed at the peak or valley of the PWM carrier signal, and a single basic voltage vector is generated within each PWM carrier period.

例えば、図16(a)に示す通常の変調期間における1PWM周期における各相の変調度信号、PWMキャリア信号、基本電圧ベクトル、直流母線電流の一例に対して、本変形例の特定期間におけるタイミングチャートは図16(b)のように表される。すなわち、特定期間は通常よりも短い3つのPWMキャリア周期(第1の期間、第2の期間及び第3の期間)からなり、第1の期間で基本電圧ベクトルV4のみを、第2の期間で基本電圧ベクトルV5のみを、第3の期間でゼロ電圧ベクトルV7のみをそれぞれ発生させることによって指令電圧ベクトルを作成する。   For example, with respect to an example of the modulation degree signal, the PWM carrier signal, the basic voltage vector, and the DC bus current of each phase in one PWM cycle in the normal modulation period shown in FIG. Is represented as shown in FIG. That is, the specific period is composed of three PWM carrier periods (first period, second period, and third period) that are shorter than usual. In the first period, only the basic voltage vector V4 is used in the second period. A command voltage vector is created by generating only the basic voltage vector V5 and only the zero voltage vector V7 in the third period.

従って、本変形例によれば、PWMキャリア周期を短縮する変更を行うことで2相の電流取り込みタイミング差が縮小すると共に、各PWMキャリア周期内で単一の基本電圧ベクトルが発生することにより、高精度に瞬時電流の検出を行うことができる。   Therefore, according to the present modification, the change in shortening the PWM carrier cycle reduces the difference between the two-phase current capture timing, and a single basic voltage vector is generated in each PWM carrier cycle. Instantaneous current can be detected with high accuracy.

次に、第三の実施形態の第五の変形例について、図面を参照しつつ説明する。本変形例は、上述した第四の変形例における特定期間と通常のPWM変調を行う期間とを切り換える制御を行うように構成したことを特徴とする。例えば、図17に示すように、通常のPWM変調を行う期間が5〜6回連続する毎に特定期間のPWM変調を1回行うように変調方法の切り替えを行う。   Next, a fifth modification of the third embodiment will be described with reference to the drawings. This modification is characterized in that control is performed to switch between the specific period in the fourth modification described above and the period during which normal PWM modulation is performed. For example, as shown in FIG. 17, the modulation method is switched so that the PWM modulation in the specific period is performed once every time the normal PWM modulation period is continued 5 to 6 times.

従って、本変形例によれば、特定期間と通常の変調期間とを所定のタイミングで切り換えて併用することにより特定期間におけるPWM変調制御が間引かれて実行されるので、特定期間内に行われるキャリア周期毎のマイコンへのPWMタイマの設定回数を減らすことができ、マイコン4におけるソフトウェア処理の負荷を軽減させることができる。   Therefore, according to the present modification, the PWM modulation control in the specific period is thinned out and executed by switching and using the specific period and the normal modulation period at a predetermined timing. The number of times the PWM timer is set in the microcomputer for each carrier cycle can be reduced, and the load of software processing in the microcomputer 4 can be reduced.

次に、第三の実施形態の第六の変形例について、図面を参照しつつ説明する。本変形例は、マイコン4が、連続する2つのPWM期間で各PWM期間の中心部の電圧ベクトル発生期間が所定幅以上となるようにパルス幅を変調し、電流検出回路8によって各PWM期間の中心部の電圧ベクトル発生期間において検出されたインバータ主回路2の直流母線電流Idcを、半導体スイッチング素子のスイッチングパターンによって決まる特定相の相電流として検出する。尚、マイコン4が、本発明のPWM変調手段を構成するものである。   Next, a sixth modification of the third embodiment will be described with reference to the drawings. In the present modification, the microcomputer 4 modulates the pulse width so that the voltage vector generation period at the center of each PWM period is equal to or greater than a predetermined width in two consecutive PWM periods, and the current detection circuit 8 The DC bus current Idc of the inverter main circuit 2 detected during the voltage vector generation period in the center is detected as a phase current of a specific phase determined by the switching pattern of the semiconductor switching element. The microcomputer 4 constitutes the PWM modulation means of the present invention.

図18(a)は、単一のPWM期間で指令電圧ベクトルを発生させた一例におけるベクトル図及び各相のスイッチングパターン図であり、(b)は本変形例において第1と第2のPWM期間で指令電圧ベクトルを発生させた一例におけるベクトル図及び各相のスイッチングパターン図である。図18(b)に示すように、2分割されることがないPWM期間の中心部で発生する電圧ベクトル発生期間で電流検出される。具体的には、第1PWM期間では、電圧ベクトルV1発生期間で、第2PWM期間では、電圧ベクトルV3発生期間でそれぞれ電流検出を行う。また、これら連続する2つのPWM期間で、中心部の電圧ベクトル発生期間が所定幅以上となるようにPWM変調される。本変形例によれば、二分割されないPWM期間中心部において所定幅以上のパルスを検出できるので、電流検出の精度低下を回避することができる。   FIG. 18A is a vector diagram and a switching pattern diagram of each phase in an example in which a command voltage vector is generated in a single PWM period, and FIG. 18B is a diagram illustrating first and second PWM periods in the present modification. FIG. 5 is a vector diagram and an example of switching pattern of each phase in an example in which a command voltage vector is generated in FIG. As shown in FIG. 18B, current detection is performed in a voltage vector generation period that occurs in the center of the PWM period that is not divided into two. Specifically, current detection is performed in the voltage vector V1 generation period in the first PWM period, and in the voltage vector V3 generation period in the second PWM period. In addition, during these two consecutive PWM periods, PWM modulation is performed so that the voltage vector generation period at the center portion is not less than a predetermined width. According to this modification, since a pulse having a predetermined width or more can be detected in the central part of the PWM period that is not divided into two, a decrease in accuracy of current detection can be avoided.

次に、第三の実施形態の第七の変形例について、図面を参照しつつ説明する。本変形例は、第六の変形例において、マイコン4が、連続する2つのPWM期間のそれぞれ中心部で発生する電圧ベクトルの位相差が120度となるようにパルス幅を変調することを特徴とする。   Next, a seventh modification of the third embodiment will be described with reference to the drawings. This modification is characterized in that, in the sixth modification, the microcomputer 4 modulates the pulse width so that the phase difference of the voltage vector generated at the center of each of the two consecutive PWM periods becomes 120 degrees. To do.

図19(a)は、単一のPWM期間で指令電圧ベクトルを発生させた一例におけるベクトル図及び各相のスイッチングパターン図であり、(b)は本変形例において第1と第2のPWM期間で指令電圧ベクトルを発生させた一例におけるベクトル図及び各相のスイッチングパターン図である。図19(b)に示すように、第1PWM期間では電圧ベクトルV1発生期間で電流検出を行い、第2PWM期間では電圧ベクトルV1と120度の位相差を持つ電圧ベクトルV3発生期間で電流検出を行う。本変形例によれば、連続する2つのPWM期間のそれぞれ中心部で発生する電圧ベクトルの位相差が180度でないので、異なる2つの相の電流検出が可能となり、さらにパルス幅を拡げることも可能となる。   FIG. 19A is a vector diagram and a switching pattern diagram of each phase in an example in which a command voltage vector is generated in a single PWM period, and FIG. 19B is a diagram illustrating first and second PWM periods in this modification. FIG. 5 is a vector diagram and an example of switching pattern of each phase in an example in which a command voltage vector is generated in FIG. As shown in FIG. 19B, current detection is performed in the voltage vector V1 generation period in the first PWM period, and current detection is performed in the voltage vector V3 generation period having a phase difference of 120 degrees from the voltage vector V1 in the second PWM period. . According to this modification, the phase difference between the voltage vectors generated at the center of each of the two consecutive PWM periods is not 180 degrees, so that it is possible to detect the currents of two different phases and further expand the pulse width. It becomes.

尚、上述した図18(b)の例は、図19(b)の例と同様に連続する2つのPWM期間のそれぞれ中心部で発生する電圧ベクトルの位相差が120度となるようにパルス幅を変調するものであって、特に、位相差が120度異なる2つの電圧ベクトル及び前記電圧ベクトルに対し180度位相の異なる2つの電圧ベクトルを2つの連続するPWM期間で使用するとともに、これら4つの電圧ベクトルのうち60度位相の異なる2つの電圧ベクトルを第1のPWM期間で、残りの2つの電圧ベクトルを第2のPWM期間でそれぞれ発生させている。すなわち、2分割されない電圧ベクトルV1とV3との位相差は120度であり、第1PWM期間で発生する60度の位相差を持つ電圧ベクトルV1,V6と第2PWM期間で発生する60度の位相差を持つ電圧ベクトルV3,V4とは180度位相が異なっている。図18(b)の例では、より低変調度であっても、対向する(180度位相の異なる)ベクトル成分を持たせることができるため長いパルス幅を発生させることができるという利点がある。   Note that, in the example of FIG. 18B described above, the pulse width is set so that the phase difference of the voltage vector generated at the center of each of the two consecutive PWM periods is 120 degrees as in the example of FIG. 19B. In particular, two voltage vectors having a phase difference of 120 degrees and two voltage vectors having a phase difference of 180 degrees with respect to the voltage vector are used in two consecutive PWM periods. Of the voltage vectors, two voltage vectors having a phase difference of 60 degrees are generated in the first PWM period, and the remaining two voltage vectors are generated in the second PWM period. That is, the phase difference between the voltage vectors V1 and V3 not divided into two is 120 degrees, and the voltage vectors V1 and V6 having a phase difference of 60 degrees generated in the first PWM period and the phase difference of 60 degrees generated in the second PWM period. Are 180 degrees out of phase with voltage vectors V3 and V4. The example of FIG. 18B has an advantage that a long pulse width can be generated because it is possible to have opposing vector components (different in phase by 180 degrees) even at a lower modulation degree.

次に、第三の実施形態の第八の変形例について、図面を参照しつつ説明する。本変形例は、駆動信号発生手段としてのマイコン4が、大きさを持つ6種類の基本電圧ベクトルV1〜V6の少なくとも1つと、大きさを持たない2種類の零電圧ベクトルV0、V7の少なくとも1つとを合成して指令電圧ベクトルを発生させる方式において、奇数番号の基本電圧ベクトルV1、V3、V5の各発生期間の略中央部では零電圧ベクトルV7を選択し、偶数番号の基本電圧ベクトルV2、V4、V6の各発生期間の略中央部では零電圧ベクトルV0を選択するように構成されたことを特徴とする。   Next, an eighth modification of the third embodiment will be described with reference to the drawings. In this modification, the microcomputer 4 as the drive signal generating means has at least one of six kinds of basic voltage vectors V1 to V6 having a magnitude and at least one of two kinds of zero voltage vectors V0 and V7 having no magnitude. In the method of generating the command voltage vector by combining the two, the zero voltage vector V7 is selected at substantially the center of each generation period of the odd-numbered basic voltage vectors V1, V3, V5, and the even-numbered basic voltage vector V2, The zero voltage vector V0 is selected at substantially the center of each generation period of V4 and V6.

図20は、本変形例の実施例における電圧ベクトルの選択パターンを示す図である。図20(a)では、V1パルス幅(T1A+T1B)<V2パルス幅(T2)であるので、零電圧ベクトルとして零電圧ベクトルV0が選択されることにより、偶数電圧ベクトルV2が一つの長いパルスで構成されている。図20(b)では、V1パルス幅(T1)>V2パルス幅(T2A+T2B)であるので、零電圧ベクトルとして零電圧ベクトルV7が選択されることにより、奇数電圧ベクトルV1が一つの長いパルスで構成されている。   FIG. 20 is a diagram showing a voltage vector selection pattern in an example of the present modification. In FIG. 20A, since V1 pulse width (T1A + T1B) <V2 pulse width (T2), the zero voltage vector V0 is selected as the zero voltage vector, so that the even voltage vector V2 is composed of one long pulse. Has been. In FIG. 20B, since V1 pulse width (T1)> V2 pulse width (T2A + T2B), when the zero voltage vector V7 is selected as the zero voltage vector, the odd voltage vector V1 is composed of one long pulse. Has been.

一方、図21は、サイズが大きい電圧ベクトルのパルスが2つに分かれている比較例を示す図である。比較例では、V1パルス幅はV2パルス幅よりも大きいが、零電圧ベクトルとしてV0が選択されているので、基本電圧ベクトルV1のパルスが2つに分かれて存在し、各パルス幅はそれぞれ二分の一となっている。   On the other hand, FIG. 21 is a diagram illustrating a comparative example in which a large voltage vector pulse is divided into two. In the comparative example, the V1 pulse width is larger than the V2 pulse width, but V0 is selected as the zero voltage vector, so the pulse of the basic voltage vector V1 exists in two, and each pulse width is halved. It is one.

次に、本変形例における零電圧ベクトルV0とV7とを切り換えることによって基本電圧ベクトルを長いパルスで構成することによって得られる効果について説明する。まず、シャント検出相電流値(シャント抵抗10を流れる直流母線電流の検出に基づく相電流値)の実相電流値に対する合致率とパルス幅との関係を説明する。図22は、シンクロナスリラクタンスモータ(定格0.53Nm−2000rpm)を、トルク0.137Nm、回転数500rpmでベクトル制御により駆動した場合の相電流値合致率の計測結果を示すグラフである。但し、相電流値合致率=シャント検出相電流値/実相電流値であり、合致率の値が「1」に近いほど、シャント検出相電流値に精度が高いことを示すものである。図20のグラフより明らかなように、パルス幅10μs未満では合致率が1よりも小さい場合又は大きい場合等があり、値にばらつきが見られるのに対し、パルス幅10μs以上では合致率がほぼ「1」となっている。このことから、パルス幅を10μs以上とすることで合致率を向上させることができることがわかる。   Next, an effect obtained by configuring the basic voltage vector with a long pulse by switching the zero voltage vectors V0 and V7 in the present modification will be described. First, the relationship between the match rate of the shunt detection phase current value (phase current value based on detection of the DC bus current flowing through the shunt resistor 10) with respect to the actual phase current value and the pulse width will be described. FIG. 22 is a graph showing the measurement results of the phase current value match rate when a synchronous reluctance motor (rated 0.53 Nm-2000 rpm) is driven by vector control at a torque of 0.137 Nm and a rotation speed of 500 rpm. However, the phase current value match rate = shunt detection phase current value / actual phase current value. The closer the match rate value is to “1”, the higher the accuracy of the shunt detection phase current value. As apparent from the graph of FIG. 20, there are cases where the coincidence rate is smaller or larger than 1 when the pulse width is less than 10 μs, and there are variations in the values, whereas the coincidence rate is almost “when the pulse width is 10 μs or more. 1 ”. From this, it is understood that the coincidence rate can be improved by setting the pulse width to 10 μs or more.

尚、パルス幅10μs未満で相電流値の検出誤差が大きくなるのは、パルス幅10μs未満ではA/D変換タイミングが母線電流のリンギング領域に入るからであると考えられる。図23は、電圧ベクトルの切り換えとそれに伴う母線電流の変化の一例を示す図である。図23より明らかなように、電圧ベクトルの切り換えによって、母線電流に所定時間のリンギングが発生している。また、デッドタイムが3.5μs、リンギング時間5μsであり、A/D変換のサンプリング時間(Tsmp)は1μsである。マイコン4内部では、パルス幅=デッドタイム+電圧ベクトル発生期間、と定義されるため、パルス幅が10μs未満ではA/D変換タイミングが母線電流のリンギング領域に入ってしまうことがわかる。   The reason why the detection error of the phase current value becomes large when the pulse width is less than 10 μs is considered that the A / D conversion timing enters the ringing region of the bus current when the pulse width is less than 10 μs. FIG. 23 is a diagram illustrating an example of switching of voltage vectors and a change in bus current associated therewith. As is clear from FIG. 23, ringing for a predetermined time occurs in the bus current by switching the voltage vector. The dead time is 3.5 μs, the ringing time is 5 μs, and the sampling time (Tsmp) for A / D conversion is 1 μs. Since the microcomputer 4 is defined as pulse width = dead time + voltage vector generation period, it can be seen that if the pulse width is less than 10 μs, the A / D conversion timing enters the ringing region of the bus current.

図24は、ある運転条件での零電圧ベクトルV0及びV7を、電気角で60度毎に切り換えた本変形例の実施例における変調パターン及びパルス幅を示す図である。図24より、実施例では、全ての基本電圧ベクトルにおいて、パルス幅が常時10μsとなっていることがわかる。一方、図25は、常に零電圧ベクトルV0が選択された比較例における変調パターン及びパルス幅を示す図である。図25より、比較例では、奇数番号の電圧基本ベクトルV1,V3,V5においてパルス幅が10μsとなっているが、偶数番号の電圧基本ベクトルV2,V4,V6においてパルス幅が10μs未満となっていることがわかる。   FIG. 24 is a diagram showing a modulation pattern and a pulse width in an example of this modification in which zero voltage vectors V0 and V7 under a certain operating condition are switched every 60 degrees in electrical angle. FIG. 24 shows that in the example, the pulse width is always 10 μs in all the basic voltage vectors. On the other hand, FIG. 25 is a diagram showing a modulation pattern and a pulse width in the comparative example in which the zero voltage vector V0 is always selected. From FIG. 25, in the comparative example, the pulse width is 10 μs in the odd-numbered voltage basic vectors V1, V3, and V5, but the pulse width is less than 10 μs in the even-numbered voltage basic vectors V2, V4, and V6. I understand that.

上述したことから明らかなように、本変形例によれば、常時、パルス幅の大きな電圧ベクトルを発生させることができるので、電流検出回路8による直流母線電流Idcの検出精度が向上され、これにより相電流の検出を高精度に行うことができる。   As is clear from the above, according to the present modification, a voltage vector having a large pulse width can be generated at all times, so that the detection accuracy of the DC bus current Idc by the current detection circuit 8 is improved, thereby The phase current can be detected with high accuracy.

また、零電圧ベクトルV0とV7とを電気角で略60度毎に切り替えて使用するように構成したので、パルス幅の大きな電圧ベクトルを常時発生させるための零電圧ベクトルの選択を極めて簡単なロジックで実現することができる。尚、零電圧ベクトルV0とV7との切り換え方式として、奇数番号の基本電圧ベクトルV1、V3、V5が偶数番号の基本電圧ベクトルV2、V4、V6よりもサイズが大きいときは零電圧ベクトルV7を選択し、偶数番号の基本電圧ベクトルV2、V4、V6が奇数番号の基本電圧ベクトルV1、V3、V5よりもサイズが大きいときは零電圧ベクトルV0を選択する方式を採用してもよい。この方式によれば、奇数番号の基本電圧ベクトル及び偶数番号の基本電圧ベクトルの内、相対的に大きいサイズの基本電圧ベクトルを1つの長いパルスで構成することができるので、直流母線電流をより高い精度で検出することができる。   In addition, since the zero voltage vectors V0 and V7 are configured to be used by switching the electrical angle approximately every 60 degrees, the selection of the zero voltage vector for constantly generating a voltage vector having a large pulse width is very simple logic. Can be realized. As the switching method between the zero voltage vectors V0 and V7, the zero voltage vector V7 is selected when the odd numbered basic voltage vectors V1, V3 and V5 are larger than the even numbered basic voltage vectors V2, V4 and V6. If the even-numbered basic voltage vectors V2, V4, and V6 are larger in size than the odd-numbered basic voltage vectors V1, V3, and V5, a method of selecting the zero voltage vector V0 may be employed. According to this method, among the odd-numbered basic voltage vector and the even-numbered basic voltage vector, a relatively large basic voltage vector can be configured by one long pulse, so that the DC bus current is higher. It can be detected with accuracy.

また、本変形例によれば、上述した効果に加えて、力率角検出可能領域が拡大されるという効果が奏される。図26は、図24に示す実施例と図25に示す比較例とについて、直流電圧Vdc=390V、トルクT=0.5Nmで、各回転数におけるパルス幅を計測し、120度期間中で10μs以上のパルス幅が確保できる領域を算出した結果を示すグラフである。各回転数において、本変形例における検出可能領域の値が比較例における検出可能領域の値を上回っていることがわかる。例えば、回転数4000rpmでは、比較例で0%であるのに対し、本変形例では58%と大幅に拡大されている。   Moreover, according to this modification, in addition to the effect mentioned above, the effect that a power factor angle detectable region is expanded is produced. FIG. 26 shows the pulse width at each rotation speed with the DC voltage Vdc = 390 V and the torque T = 0.5 Nm for the example shown in FIG. 24 and the comparative example shown in FIG. It is a graph which shows the result of having calculated the field which can secure the above pulse width. It can be seen that at each number of rotations, the value of the detectable region in the present modification exceeds the value of the detectable region in the comparative example. For example, at a rotational speed of 4000 rpm, it is 0% in the comparative example, while it is greatly expanded to 58% in the present modification.

さらに、本変形例において、回転数に応じてPWM周波数を変化させることにより、直流母線電流の検出可能領域を拡大することができる。例えば、図27は、図24に示す本変形例でPWM周波数を10kHz、5kHz、2.5kHzとし、直流電圧Vdc=390V、トルクT=0.5Nmで、各回転数におけるパルス幅を計測し、120度期間中で10μs以上のパルス幅が確保できる領域を算出した結果を示すグラフである。図27より、低回転領域ではPWM周波数を小さくすることにより、力率角検出可能領域の拡大を図ることができることがわかる。例えば、回転数500rpmの場合、PWM周波数10kHz、5kHzでは検出可能領域が0%であったが、PWM周波数を2.5kHzとすることにより、検出可能領域が21%に拡大されている。   Furthermore, in this modification, the detectable region of the DC bus current can be expanded by changing the PWM frequency according to the rotational speed. For example, FIG. 27 measures the pulse width at each rotation speed with a PWM frequency of 10 kHz, 5 kHz, 2.5 kHz, a DC voltage Vdc = 390 V, and a torque T = 0.5 Nm in the present modification shown in FIG. It is a graph which shows the result of having calculated the field which can secure the pulse width of 10 microseconds or more in a 120 degree period. FIG. 27 shows that the power factor angle detectable region can be expanded by reducing the PWM frequency in the low rotation region. For example, when the rotational speed is 500 rpm, the detectable region is 0% at the PWM frequencies of 10 kHz and 5 kHz. However, by setting the PWM frequency to 2.5 kHz, the detectable region is expanded to 21%.

次に、第三の実施形態の第九の変形例について、図面を参照しつつ説明する。本変形例は、上述した第三の実施形態において、マイコン4が、任意のタイミングθ1における相電流値と前記θ1よりΔθ経過後のタイミングθ1+Δθにおける相電流値とから電流位相及び電流振幅を算出するように構成されたことを特徴とする。   Next, a ninth modification of the third embodiment will be described with reference to the drawings. In the present modification, in the third embodiment described above, the microcomputer 4 calculates the current phase and current amplitude from the phase current value at an arbitrary timing θ1 and the phase current value at timing θ1 + Δθ after the passage of Δθ from the θ1. It was configured as described above.

以下、電流位相及び電流振幅の算出方法について、具体的に説明する。図28に示すように、任意のロータ位置θ1におけるシャント検出相電流が+Iu(U相電流)であり、Δθ経過後のロータ位置θ1+Δθにおけるシャント検出相電流が−Iw(W相電流)であるとき、Iu、Iwは、それぞれ以下の数式1、数式2によって表わされる。ここで、αは電流位相であり、Iaは電流振幅である。   Hereinafter, a method for calculating the current phase and the current amplitude will be specifically described. As shown in FIG. 28, when the shunt detection phase current at an arbitrary rotor position θ1 is + Iu (U-phase current) and the shunt detection phase current at rotor position θ1 + Δθ after the lapse of Δθ is −Iw (W-phase current). , Iu, and Iw are expressed by the following formulas 1 and 2, respectively. Here, α is the current phase, and Ia is the current amplitude.

Figure 2005269880
Figure 2005269880

Figure 2005269880
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上記の2式より、電流位相α及び電流振幅Iaは、それぞれ数式3、数式4により算出される。   From the above two formulas, the current phase α and the current amplitude Ia are calculated by Formula 3 and Formula 4, respectively.

Figure 2005269880
Figure 2005269880

Figure 2005269880
Figure 2005269880

また、ロータ位置θ1及びΔθ経過後のシャント検出相電流の組合わせには、表1左欄に示す6パターンがあり、各パターン毎の電流位相α及び電流振幅Iaの算出式は表1右欄に示す通りである。尚、Iu’,Iw’,Iv’は、θ1における検出相電流(Iu,Iw,Iv)とΔθ経過後の検出相電流とが同一相である場合の相電流値である。   Further, there are six patterns shown in the left column of Table 1 for combinations of shunt detection phase currents after the rotor positions θ1 and Δθ have elapsed, and the calculation formulas of current phase α and current amplitude Ia for each pattern are shown in the right column of Table 1. As shown in Note that Iu ′, Iw ′, and Iv ′ are phase current values when the detected phase current (Iu, Iw, Iv) at θ1 and the detected phase current after the lapse of Δθ are in the same phase.

Figure 2005269880
Figure 2005269880

本変形例によれば、タイミングの異なる2つの相電流値を用いて、任意のタイミングで確実に電流位相及び電流振幅を算出することができる。そして、電流位相及び電流振幅の算出値を用いてモータ制御を行うことにより動作の安定化、運転効率の最適化等を図ることができる。尚、上述したΔθは電気角で略60度に設定されることが好ましい。これにより、一定周期で電流位相及び電流振幅を算出することで、計算回数の低減及び計算マップの縮小化を図り、計算処理を実行するマイコン4の負荷を低減することができる。   According to this modification, it is possible to reliably calculate the current phase and current amplitude at an arbitrary timing by using two phase current values at different timings. Then, by performing motor control using the calculated values of the current phase and current amplitude, it is possible to stabilize the operation and optimize the operation efficiency. Note that Δθ described above is preferably set to approximately 60 degrees in electrical angle. Thus, by calculating the current phase and current amplitude at a constant period, the number of calculations can be reduced and the calculation map can be reduced, and the load on the microcomputer 4 that executes the calculation process can be reduced.

尚、本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を施すことが可能である。   In addition, this invention is not limited to each embodiment mentioned above, A various change is possible in the range which does not deviate from the main point of this invention.

例えば、前記各実施形態の3相電圧型PWMインバータ装置1,21,41において、大きさを持つ基本電圧ベクトルが出力される各PWMキャリア周期の各々の時間幅がそれぞれ所定値以上である第1の状態では、各PWMキャリア周期で電流値の検出を行い、各PWMキャリア周期のいずれかの時間幅が所定値未満である第2の状態では、電流値の検出を禁止するように構成してもよい。本変形例によれば、出力電圧ベクトルの位相が基本電圧ベクトルに近い位相となるPWMキャリア周期の時間幅が小さい状態では電流値が誤検出されやすいため、各PWMキャリア周期の各々の時間幅がそれぞれ所定値以上である第1の状態においてのみ電流値の検出を行い、各PWMキャリア周期のいずれかの時間幅が所定値未満である第2の状態では電流値の検出を禁止することにより電流値の誤検出を防止することができる。   For example, in the three-phase voltage type PWM inverter devices 1, 21, 41 of each of the embodiments, the time width of each PWM carrier cycle in which a basic voltage vector having a magnitude is output is a predetermined value or more. In this state, the current value is detected in each PWM carrier cycle, and in the second state in which any time width of each PWM carrier cycle is less than a predetermined value, detection of the current value is prohibited. Also good. According to this modification, since the current value is likely to be erroneously detected in a state where the time width of the PWM carrier cycle in which the phase of the output voltage vector is close to the basic voltage vector is small, the time width of each PWM carrier cycle is The current value is detected only in the first state that is equal to or greater than the predetermined value, and the current value is prohibited by detecting the current value in the second state in which any time width of each PWM carrier cycle is less than the predetermined value. It is possible to prevent erroneous detection of values.

また、上述した変形例において、第1の状態で各PWMキャリア周期において検出した各電流値及びロータ位置情報より算出した回転座標軸上のq軸電流、d軸電流、特定相の印加電圧位相を基準とする電流位相、又は電流振幅の内、少なくとも1つの情報をメモリに保存するように構成してもよい。本変形例によれば、電流値の検出が禁止される第2の状態においては、メモリに保存されたq軸電流、d軸電流、特定相の印加電圧を基準にした電流位相、電流振幅の内、少なくとも1つの情報を読み出してモータ制御に使用することが可能となる。   In the above-described modification, the q-axis current, d-axis current on the rotation coordinate axis calculated from each current value and rotor position information detected in each PWM carrier period in the first state, and the applied voltage phase of the specific phase are used as a reference. The current phase or the current amplitude may be configured to be stored in a memory. According to this modification, in the second state where the detection of the current value is prohibited, the q-axis current, the d-axis current, the current phase based on the applied voltage of the specific phase, and the current amplitude are stored in the memory. Of these, at least one piece of information can be read out and used for motor control.

さらに、上述した第三の実施形態の第6又は第7の変形例において、今回のPWM期間に検出された電流値Ia(n)と2回前のPWM期間に検出された電流値Ia(n−2)との平均値及び1回前のPWM期間に検出された電流値Ib(n−1)に基づいて、電流振幅、電流位相、回転座標軸上のd軸電流Id,q軸電流Iqの内、少なくとも1つを算出するように構成してもよい。図29は、2回前のPWM期間から今回のPWM期間までの各相の変調度及び電流検出タイミングを示す図であり、3つの電流値Ia(n−2),Ib(n−1),Ia(n)の検出タイミングを示している。本変形例によれば、電流検出の同時性が確保できるため、電流位相、電流振幅、d軸電流Id,q軸電流の検出精度が向上する。   Furthermore, in the sixth or seventh modified example of the third embodiment described above, the current value Ia (n) detected during the current PWM period and the current value Ia (n) detected during the previous PWM period. -2) and the current value Ib (n-1) detected in the previous PWM period, current amplitude, current phase, d-axis current Id on the rotation coordinate axis, and q-axis current Iq Of these, at least one may be calculated. FIG. 29 is a diagram showing the modulation degree and current detection timing of each phase from the PWM period two times before to the current PWM period, and shows three current values Ia (n−2), Ib (n−1), The detection timing of Ia (n) is shown. According to this modification, since the current detection can be ensured simultaneously, the detection accuracy of the current phase, current amplitude, d-axis current Id, and q-axis current is improved.

本発明は、モータの電力制御に使用される半導体スイッチング素子を用いたインバータ主回路を有する3相電圧型PWMインバータ装置に適用可能である。   The present invention is applicable to a three-phase voltage type PWM inverter device having an inverter main circuit using a semiconductor switching element used for motor power control.

本発明の第一の実施形態の3相電圧型PWMインバータ装置の電気的回路構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the electrical circuit structure of the three-phase voltage type | mold PWM inverter apparatus of 1st embodiment of this invention. 基本電圧ベクトルを示す図である。It is a figure which shows a basic voltage vector. 基本電圧ベクトル、スイッチングパターン及び検出相電流の関係を示す表である。It is a table | surface which shows the relationship between a basic voltage vector, a switching pattern, and a detection phase current. 基本電圧ベクトルV2発生時における直流母線電流の検出によって相電流−Iwが検出される原理を説明する図である。It is a figure explaining the principle by which phase current -Iw is detected by detection of DC bus current at the time of basic voltage vector V2 generation. 第一の実施形態におけるサンプルホールド値の取り込みタイミング及び各信号の一例を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows an example of a sample hold value capturing timing and each signal in the first embodiment. 第二の実施形態の3相電圧型PWMインバータ装置の電気的回路構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the electrical circuit structure of the three-phase voltage type PWM inverter apparatus of 2nd embodiment. 第二の実施形態におけるピークホールド値の取り込み及びリセットのタイミングと各信号の一例とを示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows the timing of taking in and holding a peak hold value and an example of each signal in the second embodiment. 第三の実施形態の3相電圧型PWMインバータ装置の電気的回路構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the electrical circuit structure of the three-phase voltage type PWM inverter apparatus of 3rd embodiment. 第三の実施形態における電流値の取り込みタイミング及び各信号の一例を示すタイミングチャートである。It is a timing chart which shows an example of an electric current value taking-in timing in a third embodiment, and each signal. 第三の実施形態の第一の変形例における指令電圧ベクトルの基本電圧ベクトル成分を表す図であり、(a)は、通常の変調期間における基本電圧ベクトル成分を、(b)は、特定期間における基本電圧ベクトル成分をそれぞれ表している。It is a figure showing the basic voltage vector component of the command voltage vector in the 1st modification of 3rd embodiment, (a) is a basic voltage vector component in a normal modulation period, (b) is in a specific period. Each of the basic voltage vector components is represented. 図10(b)に示す特定期間における電流値の取り込みタイミング及び各信号の一例を示すタイミングチャートである。FIG. 11 is a timing chart illustrating an example of a current value capturing timing and each signal in a specific period illustrated in FIG. 第三の実施形態の第一の変形例における特定期間におけるA/D変換のための割り込み処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of the interruption process for A / D conversion in the specific period in the 1st modification of 3rd embodiment. (a)は、通常の変調期間における1PWM周期における各信号の一例を示すタイミングチャートであり、(b)は第三の実施形態の第二の変形例の特定期間における電流値の取り込みタイミング及び各信号の一例を示すタイミングチャートを表している。(A) is a timing chart which shows an example of each signal in 1 PWM period in a normal modulation period, (b) is the electric current value taking-in timing in the specific period of the 2nd modification of 3rd Embodiment, and each 3 shows a timing chart showing an example of a signal. 第三の実施形態の第三の変形例における指令電圧ベクトルの基本電圧ベクトル成分を表す図であり、(a)は、通常の変調期間における基本電圧ベクトル成分を、(b)は、特定期間における基本電圧ベクトル成分をそれぞれ表している。It is a figure showing the basic voltage vector component of the command voltage vector in the 3rd modification of 3rd embodiment, (a) is a basic voltage vector component in a normal modulation period, (b) is in a specific period. Each of the basic voltage vector components is represented. (a)は、通常の変調期間における1PWM周期における各信号の一例を示すタイミングチャートであり、(b)は、図14(b)に示す特定期間における電流値の取り込みタイミング及び各信号の一例を示すタイミングチャートである。(A) is a timing chart which shows an example of each signal in 1PWM period in a normal modulation period, (b) is an example of a current value taking-in timing and each signal in a specific period shown in FIG. 14 (b). It is a timing chart which shows. (a)は、通常の変調期間における1PWM周期における各信号の一例を示すタイミングチャートであり、(b)は、第三の実施形態の第四の変形例の特定期間における電流値の取り込みタイミング及び各信号の一例を示すタイミングチャートである。(A) is a timing chart which shows an example of each signal in 1 PWM period in a normal modulation period, (b) is a current value taking-in timing in a specific period of the fourth modification of the third embodiment, and It is a timing chart which shows an example of each signal. 第三の実施形態の第五の変形例において、通常の変調期間と特定期間とを切り換える制御を行う場合におけるPWMキャリア信号の波形例を示す図である。It is a figure which shows the example of a waveform of the PWM carrier signal in the case of performing control which switches a normal modulation period and a specific period in the 5th modification of 3rd embodiment. (a)は、単一のPWM期間で指令電圧ベクトルを発生させた一例におけるベクトル図及び各相のスイッチングパターン図であり、(b)は第三の実施形態の第六の変形例において連続する2つのPWM期間で指令電圧ベクトルを発生させた一例におけるベクトル図及び各相のスイッチングパターン図である。(A) is the vector diagram in the example which generated the command voltage vector in the single PWM period, and the switching pattern figure of each phase, (b) continues in the 6th modification of a 3rd embodiment. It is the vector diagram in an example which generated the command voltage vector in two PWM periods, and the switching pattern figure of each phase. (a)は、単一のPWM期間で指令電圧ベクトルを発生させた一例におけるベクトル図及び各相のスイッチングパターン図であり、(b)は第三の実施形態の第七の変形例において連続する2つのPWM期間で指令電圧ベクトルを発生させた一例におけるベクトル図及び各相のスイッチングパターン図である。(A) is the vector diagram in the example which generated the command voltage vector in the single PWM period, and the switching pattern figure of each phase, (b) continues in the 7th modification of a 3rd embodiment. It is the vector diagram in an example which generated the command voltage vector in two PWM periods, and the switching pattern figure of each phase. 第三の実施形態の第八の変形例において、(a)は零電圧ベクトルV0が選択される例を、(b)は零電圧ベクトルV7が選択される例をそれぞれ示す図である。In the eighth modification of the third embodiment, (a) shows an example in which the zero voltage vector V0 is selected, and (b) shows an example in which the zero voltage vector V7 is selected. 電圧ベクトルのパルスが2つに分かれた比較例を示す図である。It is a figure which shows the comparative example into which the pulse of the voltage vector was divided into two. 相電流値合致率とパルス幅との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between a phase current value agreement rate and a pulse width. 電圧ベクトルの切り換えと母線電流変化との関係の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the relationship between switching of a voltage vector and a bus current change. 零電圧ベクトルV0とV7との切り換えを行う実施例における変調パターンとパルス幅とを示す図である。It is a figure which shows the modulation pattern and pulse width in the Example which switches the zero voltage vectors V0 and V7. 零電圧ベクトルとして常にV0を使用した比較例における変調パターンとパルス幅とを示す図である。It is a figure which shows the modulation pattern and pulse width in the comparative example which always uses V0 as a zero voltage vector. 第八の変形例の実施例及び比較例において回転数を変化させた場合における力率角検出可能領域を示すグラフである。It is a graph which shows the power factor angle detectable area | region when changing the rotation speed in the Example and comparative example of an 8th modification. 第八の変形例において各PWM周波数における力率角検出可能領域を示すグラフである。It is a graph which shows the power factor angle detectable region in each PWM frequency in the 8th modification. 第三の実施形態の第九の変形例における相電流の検出タイミングを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the detection timing of the phase current in the 9th modification of 3rd embodiment. 変形例における2回前のPWM期間から今回のPWM期間までの各相の変調度及び電流検出タイミングを示す図である。It is a figure which shows the modulation degree and electric current detection timing of each phase from the PWM period 2 times before in a modification to this PWM period. (a)は単一のPWM期間で指令電圧ベクトルを発生させる場合におけるベクトル図及びスイッチングパターン図の一例であり、(b)は従来技術において2つのPWM期間で指令電圧ベクトルを発生させる場合におけるベクトル図及びスイッチングパターン図の一例である。(A) is an example of a vector diagram and a switching pattern diagram when a command voltage vector is generated in a single PWM period, and (b) is a vector when a command voltage vector is generated in two PWM periods in the prior art. It is an example of a figure and a switching pattern figure.

符号の説明Explanation of symbols

1,21,41…3相電圧型PWMインバータ装置、2…インバータ主回路、2u,2v,2w,2x,2y,2z…半導体スイッチング素子、4…マイコン(相電流検出手段、駆動信号発生手段、PWM変調手段)、8…電流検出回路(直流母線電流検出手段)、9…サンプルホールド回路(サンプルホールド手段)、9a…サンプル信号発生回路(サンプル信号発生手段)、9c…コンデンサ(サンプルホールド手段)、10…シャント抵抗(直流母線電流検出手段)、29…ピークホールド回路(ピークホールド手段)、29c…コンデンサ(ピークホールド手段)。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,21,41 ... Three-phase voltage type PWM inverter apparatus, 2 ... Inverter main circuit, 2u, 2v, 2w, 2x, 2y, 2z ... Semiconductor switching element, 4 ... Microcomputer (phase current detection means, drive signal generation means, PWM modulation means) 8 Current detection circuit (DC bus current detection means) 9 Sample hold circuit (sample hold means) 9a Sample signal generation circuit (sample signal generation means) 9c Capacitor (sample hold means) DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Shunt resistance (DC bus current detection means) 29 ... Peak hold circuit (peak hold means), 29c ... Capacitor (peak hold means)

Claims (24)

半導体スイッチング素子を用いたインバータ主回路を有する3相電圧型PWMインバータ装置において、
前記インバータ主回路における直流母線電流を検出する直流母線電流検出手段と、
その直流母線電流検出手段にて検出した電流値をサンプルホールドするサンプルホールド手段と、
そのサンプルホールド手段にて保持された電流値を、PWMキャリア信号の山近傍又は谷近傍のタイミングで、前記半導体スイッチング素子のスイッチングパターンによって決まる特定相の相電流として検出する相電流検出手段と、
を備えたことを特徴とする3相電圧型PWMインバータ装置。
In a three-phase voltage type PWM inverter device having an inverter main circuit using a semiconductor switching element,
DC bus current detection means for detecting a DC bus current in the inverter main circuit;
Sample hold means for sample holding the current value detected by the DC bus current detection means;
Phase current detection means for detecting the current value held by the sample hold means as a phase current of a specific phase determined by the switching pattern of the semiconductor switching element at a timing near the peak or valley of the PWM carrier signal;
A three-phase voltage type PWM inverter device comprising:
前記PWMキャリア信号の山近傍のタイミングで一の特定相の相電流を検出すると共に、前記PWMキャリア信号の山に隣接する谷近傍のタイミングで他の一の特定相の相電流を検出することを特徴とする請求項1に記載の3相電圧型PWMインバータ装置。   Detecting a phase current of one specific phase at a timing near the peak of the PWM carrier signal and detecting a phase current of another specific phase at a timing near the valley adjacent to the peak of the PWM carrier signal. The three-phase voltage type PWM inverter device according to claim 1, wherein 前記サンプルホールド手段は、前記インバータ主回路を構成する複数のスイッチング素子の駆動信号の組み合わせに基づいて前記電流値のサンプル信号を生成するサンプル信号発生手段を有することを特徴とする請求項1又は2に記載の3相電圧型PWMインバータ装置。   3. The sample hold means includes sample signal generation means for generating a sample signal of the current value based on a combination of drive signals of a plurality of switching elements constituting the inverter main circuit. 3 phase voltage type PWM inverter device. 半導体スイッチング素子を用いたインバータ主回路を有する3相電圧型PWMインバータ装置において、
前記インバータ主回路の直流母線電流を検出する直流母線電流検出手段と、
前記直流母線電流検出手段にて検出した電流値をピークホールドするピークホールド手段と、
そのピークホールド手段にて保持された電流値を前記半導体スイッチング素子のスイッチングパターンによって決まる特定相の相電流として検出する相電流検出手段と、
を備えたことを特徴とする3相電圧型PWMインバータ装置。
In a three-phase voltage type PWM inverter device having an inverter main circuit using a semiconductor switching element,
DC bus current detection means for detecting a DC bus current of the inverter main circuit;
Peak hold means for peak-holding the current value detected by the DC bus current detection means;
Phase current detection means for detecting a current value held by the peak hold means as a phase current of a specific phase determined by a switching pattern of the semiconductor switching element;
A three-phase voltage type PWM inverter device comprising:
3つのPWM変調信号のうちで中間レベルの変調信号とPWMキャリア信号とが交差するタイミング付近で前記ピークホールド手段のリセットを終了させるように構成されたことを特徴とする請求項4に記載の3相電圧型PWMインバータ装置。   5. The configuration according to claim 4, wherein the resetting of the peak hold means is terminated in the vicinity of the timing at which the intermediate level modulation signal and the PWM carrier signal intersect among the three PWM modulation signals. Phase voltage type PWM inverter device. 前記ピークホールド手段にて保持された電流値の取り込み完了後に前記ピークホールド手段のリセットを開始させるように構成されたことを特徴とする請求項4又は5に記載の3相電圧型PWMインバータ装置。   6. The three-phase voltage type PWM inverter device according to claim 4, wherein resetting of the peak hold means is started after completion of taking in the current value held by the peak hold means. 半導体スイッチング素子を用いたインバータ主回路を有し、3相中の2相の半導体スイッチング素子のみを所定のPWMキャリア周期でスイッチングする2相変調制御式の3相電圧型PWMインバータ装置において、
連続する2つのPWM期間で各PWM期間の中心部の電圧ベクトル発生期間が所定幅以上となるようにパルス幅を変調するPWM変調手段と、
前記インバータ主回路の直流母線電流を検出する直流母線電流検出手段と、
その直流母線電流検出手段によって前記各PWM期間の中心部の電圧ベクトル発生期間において検出された電流値を、前記半導体スイッチング素子のスイッチングパターンによって決まる特定相の相電流として検出する相電流検出手段と、
を備えたことを特徴とする3相電圧型PWMインバータ装置。
In a two-phase modulation control type three-phase voltage type PWM inverter device having an inverter main circuit using a semiconductor switching element and switching only two-phase semiconductor switching elements in three phases at a predetermined PWM carrier cycle,
PWM modulation means for modulating the pulse width so that the voltage vector generation period at the center of each PWM period is equal to or greater than a predetermined width in two consecutive PWM periods;
DC bus current detection means for detecting a DC bus current of the inverter main circuit;
Phase current detection means for detecting a current value detected by the DC bus current detection means in a voltage vector generation period at the center of each PWM period as a phase current of a specific phase determined by a switching pattern of the semiconductor switching element;
A three-phase voltage type PWM inverter device comprising:
前記PWM変調手段は、前記連続する2つのPWM期間のそれぞれ中心部で発生する電圧ベクトルの位相差が120度となるようにパルス幅を変調することを特徴とする請求項7に記載の3相電圧型PWMインバータ装置。   8. The three-phase according to claim 7, wherein the PWM modulation unit modulates a pulse width so that a phase difference between voltage vectors generated at the center of each of the two consecutive PWM periods becomes 120 degrees. Voltage type PWM inverter device. 前記PWM変調手段は、前記位相差が120度異なる2つの電圧ベクトル及び前記電圧ベクトルに対し180度位相の異なる2つの電圧ベクトルを2つの連続するPWM期間で使用するとともに、前記4つの電圧ベクトルのうち60度位相の異なる2つの電圧ベクトルを第1のPWM期間で、残りの2つの電圧ベクトルを第2のPWM期間でそれぞれ発生させることを特徴とする請求項8に記載の3相電圧型PWMインバータ装置。   The PWM modulation means uses two voltage vectors having a phase difference of 120 degrees and two voltage vectors having a phase difference of 180 degrees with respect to the voltage vector in two consecutive PWM periods, and 9. The three-phase voltage type PWM according to claim 8, wherein two voltage vectors having a phase difference of 60 degrees are generated in the first PWM period, and the remaining two voltage vectors are generated in the second PWM period. Inverter device. 今回のPWM期間に検出された電流値Ia(n)と2回前のPWM期間に検出された電流値Ia(n−2)との平均値及び1回前のPWM期間に検出された電流値Ib(n−1)に基づいて、電流振幅、電流位相、回転座標軸上のd軸電流Id,q軸電流Iqの内、少なくとも1つを算出するように構成されたことを特徴とする請求項7乃至9のいずれかに記載の3相電圧型PWMインバータ装置。   Average value of current value Ia (n) detected during the current PWM period and current value Ia (n-2) detected during the previous PWM period, and current value detected during the previous PWM period The apparatus is configured to calculate at least one of a current amplitude, a current phase, a d-axis current Id on a rotation coordinate axis, and a q-axis current Iq based on Ib (n-1). The three-phase voltage type PWM inverter device according to any one of 7 to 9. 半導体スイッチング素子を用いたインバータ主回路を有し、3相中の2相の半導体スイッチング素子のみを所定のPWMキャリア周期でスイッチングする2相変調制御式の3相電圧型PWMインバータ装置において、
前記インバータ主回路の直流母線電流を検出する直流母線電流検出手段と、
その直流母線電流検出手段によって検出された電流値を、PWMキャリア信号の山近傍又は谷近傍のタイミングで、前記半導体スイッチング素子のスイッチングパターンによって決まる特定相の相電流として検出する相電流検出手段と、
を備えたことを特徴とする3相電圧型PWMインバータ装置。
In a two-phase modulation control type three-phase voltage type PWM inverter device having an inverter main circuit using a semiconductor switching element and switching only two-phase semiconductor switching elements in three phases at a predetermined PWM carrier cycle,
DC bus current detection means for detecting a DC bus current of the inverter main circuit;
Phase current detection means for detecting the current value detected by the DC bus current detection means as a phase current of a specific phase determined by the switching pattern of the semiconductor switching element at a timing near the peak or valley of the PWM carrier signal;
A three-phase voltage type PWM inverter device comprising:
2以上のPWMキャリア周期からなる特定期間で1つの指令電圧ベクトルを作成すると共に、前記特定期間内の各PWMキャリア周期で前記指令電圧ベクトルの基本電圧ベクトル成分を変更することを特徴とする請求項11に記載の3相電圧型PWMインバータ装置。   The command voltage vector is generated in a specific period including two or more PWM carrier periods, and the basic voltage vector component of the command voltage vector is changed in each PWM carrier period in the specific period. 11 is a three-phase voltage type PWM inverter device. 前記特定期間の各PWMキャリア周期では、大きさを持たないゼロ電圧ベクトルと大きさを持つ単一の基本電圧ベクトルとを発生させることを特徴とする請求項12に記載の3相電圧型PWMインバータ装置。   The three-phase voltage type PWM inverter according to claim 12, wherein a zero voltage vector having no magnitude and a single basic voltage vector having a magnitude are generated in each PWM carrier cycle of the specific period. apparatus. 前記特定期間は、それぞれ1PWMキャリア周期をなす第1の期間と第2の期間とからなり、
3相中の1相の変調度が前記第1の期間及び前記第2の期間で略100%であり且つ他の2相中の1相の変調度が前記第1の期間で略0%である、又は3相中の1相の変調度が前記第1の期間及び前記第2の期間で略0%であり且つ他の2相中の1相の変調度が前記第1の期間で略100%であることを特徴とする請求項12又は13に記載の3相電圧型PWMインバータ装置。
The specific period is composed of a first period and a second period each having a 1 PWM carrier period,
The modulation degree of one phase in three phases is approximately 100% in the first period and the second period, and the modulation degree of one phase in the other two phases is approximately 0% in the first period. A modulation degree of one phase in three or three phases is substantially 0% in the first period and the second period, and a modulation degree of one phase in the other two phases is substantially in the first period. The three-phase voltage type PWM inverter device according to claim 12 or 13, characterized in that it is 100%.
前記特定期間内の各PWMキャリア周期がPWMキャリア信号の山又は谷で変更されるとともに、各PWMキャリア周期内で単一の基本電圧ベクトルを用いることを特徴とする請求項12乃至14のいずれかに記載の3相電圧型PWMインバータ装置。   15. Each PWM carrier period in the specific period is changed at a peak or valley of a PWM carrier signal, and a single basic voltage vector is used in each PWM carrier period. 3 phase voltage type PWM inverter device. 通常のPWM変調を行う期間と前記特定期間とを切り換える制御を行うように構成したことを特徴とする請求項12乃至15のいずれかに記載の3相電圧型PWMインバータ装置。   16. The three-phase voltage type PWM inverter device according to claim 12, wherein control is performed to switch between a period in which normal PWM modulation is performed and the specific period. 大きさを持つ基本電圧ベクトルが出力される各PWMキャリア周期の各々の時間幅がそれぞれ所定値以上である第1の状態では、前記各PWMキャリア周期で電流値の検出を行い、前記各PWMキャリア周期のいずれかの時間幅が所定値未満である第2の状態では、電流値の検出を禁止したことを特徴とする請求項1乃至16のいずれかに記載の3相電圧型PWMインバータ装置。   In a first state in which each time width of each PWM carrier cycle in which a basic voltage vector having a magnitude is output is a predetermined value or more, a current value is detected in each PWM carrier cycle, and each PWM carrier is The three-phase voltage type PWM inverter device according to any one of claims 1 to 16, wherein detection of a current value is prohibited in a second state in which any time width of the cycle is less than a predetermined value. 前記第1の状態において検出した各々の相電流値及びロータ位置情報より算出した回転座標軸上のq軸電流、d軸電流、特定相の印加電圧位相を基準とする電流位相、又は電流振幅の内、少なくとも1つの情報をメモリに保存するように構成されたことを特徴とする請求項17に記載の3相電圧型PWMインバータ装置。   Of the phase current value detected in the first state and the q-axis current on the rotational coordinate axis calculated from the rotor position information, the d-axis current, the current phase based on the applied voltage phase of the specific phase, or the current amplitude The three-phase voltage type PWM inverter device according to claim 17, wherein at least one piece of information is stored in a memory. 半導体スイッチング素子を用いたインバータ主回路を有する3相電圧型PWMインバータ装置において、
前記インバータ主回路における直流母線電流を検出する直流母線電流検出手段と、
大きさを持つ6種類の基本電圧ベクトルV1(1,0,0)、V2(1,1,0)、V3(0,1,0)、V4(0,1,1)、V5(0,0,1)、V6(1,0,1)の少なくとも1つと、大きさを持たない2種類の零電圧ベクトルV0(0,0,0)、V7(1,1,1)の少なくとも1つとを合成して指令電圧ベクトルを発生させる方式によって前記半導体スイッチング素子の駆動信号を発生させる駆動信号発生手段と、
前記直流母線電流検出手段にて検出した電流値を、前記半導体スイッチング素子のスイッチングパターンによって決まる特定相の相電流として検出する相電流検出手段と、
を備え、
前記駆動信号発生手段は、奇数番号の前記基本電圧ベクトルV1、V3、V5の各発生期間の略中央部では前記零電圧ベクトルV7を選択し、偶数番号の前記基本電圧ベクトルV2、V4、V6の各発生期間の略中央部では前記零電圧ベクトルV0を選択するように構成されたことを特徴とする3相電圧型PWMインバータ装置。
In a three-phase voltage type PWM inverter device having an inverter main circuit using a semiconductor switching element,
DC bus current detection means for detecting a DC bus current in the inverter main circuit;
Six types of basic voltage vectors V1 (1, 0, 0), V2 (1, 1, 0), V3 (0, 1, 0), V4 (0, 1, 1), V5 (0, 0) having magnitudes 0, 1), at least one of V6 (1, 0, 1) and at least one of two types of zero voltage vectors V0 (0, 0, 0), V7 (1, 1, 1) having no magnitude Drive signal generating means for generating a drive signal of the semiconductor switching element by a method of generating a command voltage vector by combining
Phase current detection means for detecting a current value detected by the DC bus current detection means as a phase current of a specific phase determined by a switching pattern of the semiconductor switching element;
With
The drive signal generating means selects the zero voltage vector V7 at substantially the center of each generation period of the odd-numbered basic voltage vectors V1, V3, V5, and the even-numbered basic voltage vectors V2, V4, V6. A three-phase voltage type PWM inverter device configured to select the zero voltage vector V0 in a substantially central portion of each generation period.
前記駆動信号発生手段は、前記零電圧ベクトルV0とV7とを電気角で略60度毎に切り替えて使用するように構成されたことを特徴とする請求項19に記載の3相電圧型PWMインバータ装置。   20. The three-phase voltage type PWM inverter according to claim 19, wherein the drive signal generating means is configured to use the zero voltage vectors V0 and V7 by switching the electrical angle approximately every 60 degrees. apparatus. 前記駆動信号発生手段は、奇数番号の前記基本電圧ベクトルV1、V3、V5が偶数番号の前記基本電圧ベクトルV2、V4、V6よりもサイズが大きいときは前記零電圧ベクトルV7を選択し、偶数番号の前記基本電圧ベクトルV2、V4、V6が奇数番号の前記基本電圧ベクトルV1、V3、V5よりもサイズが大きいときは前記零電圧ベクトルV0を選択するように構成されたことを特徴とする請求項19又は20に記載の3相電圧型PWMインバータ装置。   The drive signal generating means selects the zero voltage vector V7 when the odd numbered basic voltage vectors V1, V3, V5 are larger in size than the even numbered basic voltage vectors V2, V4, V6. The zero voltage vector V0 is selected when the basic voltage vectors V2, V4, V6 are larger in size than the odd numbered basic voltage vectors V1, V3, V5. The three-phase voltage type PWM inverter device according to 19 or 20. 前記駆動信号発生手段は、回転数に応じてPWM周波数を変化させることを特徴とする請求項19乃至21のいずれかに記載の3相電圧型PWMインバータ装置。   The three-phase voltage type PWM inverter device according to any one of claims 19 to 21, wherein the drive signal generating means changes the PWM frequency in accordance with the rotational speed. 半導体スイッチング素子を用いたインバータ主回路を有する3相電圧型PWMインバータ装置において、
前記インバータ主回路における直流母線電流を検出する直流母線電流検出手段と、
前記半導体スイッチング素子の駆動信号を発生させる駆動信号発生手段と、
前記直流母線電流検出手段にて検出した電流値を、前記半導体スイッチング素子のスイッチングパターンによって決まる特定相の相電流として検出する相電流検出手段と、
その相電流検出手段によって検出された任意のタイミングθ1における相電流値と前記θ1よりΔθ経過後のタイミングθ1+Δθにおける相電流値とから電流位相及び電流振幅を算出する電流位相・振幅検出手段と
を備えたことを特徴とする3相電圧型PWMインバータ装置。
In a three-phase voltage type PWM inverter device having an inverter main circuit using a semiconductor switching element,
DC bus current detection means for detecting a DC bus current in the inverter main circuit;
Drive signal generating means for generating a drive signal for the semiconductor switching element;
Phase current detection means for detecting a current value detected by the DC bus current detection means as a phase current of a specific phase determined by a switching pattern of the semiconductor switching element;
Current phase / amplitude detection means for calculating a current phase and current amplitude from a phase current value at an arbitrary timing θ1 detected by the phase current detection means and a phase current value at a timing θ1 + Δθ after lapse of Δθ from the θ1. A three-phase voltage type PWM inverter device characterized by that.
前記Δθが電気角で略60度に設定されたことを特徴とする請求項23に記載の3相電圧型PWMインバータ装置。   24. The three-phase voltage type PWM inverter device according to claim 23, wherein the [Delta] [theta] is set to approximately 60 degrees in electrical angle.
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