JP2008113494A - Three-phase pwm signal generator and three-phase voltage-type inverter device - Google Patents
Three-phase pwm signal generator and three-phase voltage-type inverter device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2008113494A JP2008113494A JP2006294128A JP2006294128A JP2008113494A JP 2008113494 A JP2008113494 A JP 2008113494A JP 2006294128 A JP2006294128 A JP 2006294128A JP 2006294128 A JP2006294128 A JP 2006294128A JP 2008113494 A JP2008113494 A JP 2008113494A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- vector
- vectors
- pwm signal
- basic voltage
- basic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000013598 vector Substances 0.000 claims abstract description 431
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 34
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 claims description 14
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 15
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 20
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 13
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 12
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 9
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Abstract
Description
本発明は、例えば半導体スイッチング素子を用いた3相電圧型インバータ装置に係わり、さらに詳しくは、その半導体スイッチング素子のスイッチングパターンを規定する3相のPWM(Pulse Width Modulation:パルス幅変調)信号を発生する3相PWM信号発生装置および3相電圧型インバータ装置に関するものである。 The present invention relates to, for example, a three-phase voltage type inverter device using a semiconductor switching element, and more specifically, generates a three-phase PWM (Pulse Width Modulation) signal that defines a switching pattern of the semiconductor switching element. The present invention relates to a three-phase PWM signal generating device and a three-phase voltage type inverter device.
従来、3相電圧型インバータ装置のスイッチング方式として、60度位相差のある2種類の基本電圧ベクトルおよび大きさを持たない2種類のゼロベクトルを用いてPWM信号を発生する3相変調方式と、60度位相差のある2種類の基本電圧ベクトルおよび大きさを持たない1種類のゼロベクトルを用いてPWM信号を発生する2相変調方式とがある。 Conventionally, as a switching method of a three-phase voltage type inverter device, a three-phase modulation method for generating a PWM signal using two types of basic voltage vectors having a phase difference of 60 degrees and two types of zero vectors having no magnitude, There is a two-phase modulation system that generates a PWM signal using two types of basic voltage vectors having a phase difference of 60 degrees and one type of zero vector having no magnitude.
また、近年、3相電圧型インバータ装置では、電流検出をCT(Current Trans)ではなく、インバータ主回路上へ搭載している過電流を検知するための抵抗(以下、シャント抵抗と称す)を用いて電流検出を行うことも多くなった。 In recent years, in a three-phase voltage type inverter device, current detection is not performed by CT (Current Trans), but a resistor (hereinafter referred to as a shunt resistor) for detecting an overcurrent mounted on the inverter main circuit is used. In many cases, current detection is performed.
しかし、シャント抵抗を用いて電流検出を行う場合、3相変調方式または2相変調方式では、出力電圧が低い場合(変調率が低い場合)、半導体スイッチング素子のスイッチングパターンの保持時間が短くなる。また、位相角が基本電圧ベクトルに近い場合にも、電圧指令ベクトルから遠い方の基本電圧ベクトルを発生させるためのスイッチングパターンの保持時間が短くなっていた。スイッチングパターンの保持時間が短くなった場合、シャント抵抗上で電流を検出できる期間が短くなるため、電流検出が正しく行えず、制御性が悪化するということがあった。 However, when current detection is performed using a shunt resistor, in the three-phase modulation method or the two-phase modulation method, when the output voltage is low (when the modulation factor is low), the holding time of the switching pattern of the semiconductor switching element is shortened. Even when the phase angle is close to the basic voltage vector, the holding time of the switching pattern for generating the basic voltage vector far from the voltage command vector has been shortened. When the holding time of the switching pattern is shortened, the period in which the current can be detected on the shunt resistor is shortened, so that the current detection cannot be performed correctly, and the controllability may be deteriorated.
そこで、スイッチングパターンの保持時間を長くするために、120度位相差のある2種類の基本電圧ベクトルと、それらの基本電圧ベクトルのスイッチング状態の1相のみをスイッチングして得られる大きさを持たないゼロベクトルとの合計3種類の電圧ベクトルを用いて3相PWM信号を発生させる装置や、各々60度ずつ位相差のある3種類の基本電圧ベクトルを用いて3相PWM信号を発生させる装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。また、連続する2つのPWM周期で異なるPWM信号を出力することによって、前述した問題を解決する装置が提案されている(例えば、特許文献2参照)。 Therefore, in order to lengthen the holding time of the switching pattern, there is no size obtained by switching only two types of basic voltage vectors having a phase difference of 120 degrees and the switching state of these basic voltage vectors. Proposal of a device that generates three-phase PWM signals using a total of three types of voltage vectors with a zero vector, and a device that generates three-phase PWM signals using three types of basic voltage vectors each having a phase difference of 60 degrees (For example, refer to Patent Document 1). In addition, a device that solves the above-described problem by outputting different PWM signals at two consecutive PWM periods has been proposed (see, for example, Patent Document 2).
しかしながら、前述した従来の装置では、次のような課題があった。つまり、120度位相差のある2種類の基本電圧ベクトルと、それらの基本電圧ベクトルのスイッチング状態の1相のみをスイッチングして得られる大きさを持たないゼロベクトルとの合計3種類の電圧ベクトルを用いるようにした装置では、作製できる電圧指令ベクトルの大きさに制約があり、変調率の低い範囲にしか適用できなかった。また、60度の位相差を持つ基本電圧ベクトルを使用していないため、必要以上に有効電流を流すことになり、インバータ効率が落ち、さらには、モータ電流に高調波が増加し、振動や騒音が増加する傾向にあった。 However, the above-described conventional apparatus has the following problems. That is, a total of three types of voltage vectors including two types of basic voltage vectors having a phase difference of 120 degrees and a zero vector having no magnitude obtained by switching only one phase of the switching state of the basic voltage vectors. In the apparatus to be used, the size of the voltage command vector that can be produced is limited, and can be applied only to a low modulation rate range. In addition, since a basic voltage vector having a phase difference of 60 degrees is not used, an effective current is caused to flow more than necessary, the inverter efficiency is reduced, and further, harmonics are increased in the motor current, resulting in vibration and noise. Tended to increase.
また、各々60度ずつ位相差のある3種類の基本電圧ベクトルを用いるようにした装置では、ゼロベクトルを用いないため効率の悪化が大きい。また、この装置では、実使用上、変調率あるいは空間ベクトル回転角の制約が多いため、ソフトウェアでの負荷が大きくなり、結果として、高いパフォーマンスのハードウェアが必要になっていた。 Further, in an apparatus that uses three types of basic voltage vectors each having a phase difference of 60 degrees, efficiency is greatly deteriorated because zero vectors are not used. Further, in this apparatus, since there are many restrictions on the modulation rate or space vector rotation angle in actual use, the load on software becomes large, and as a result, hardware with high performance is required.
一方、連続する2つのPWM周期で異なるPWM信号を出力するようにした装置では、周期毎に出力される基本電圧ベクトルが変わるため、音や効率が悪化しやすい。また、周期毎にPWM信号を作製し直さなければならないため、ソフトウェアが複雑で負荷が大きくなり、結果として、前記と同様に高いパフォーマンスのハードウェアが必要であった。 On the other hand, in a device that outputs different PWM signals in two consecutive PWM cycles, the basic voltage vector that is output for each cycle changes, so the sound and efficiency are likely to deteriorate. In addition, since the PWM signal must be recreated for each period, the software is complicated and the load becomes large. As a result, hardware with high performance as described above is required.
本発明は、前記のような課題を解決するためになされたもので、新たな装置を付加せずに、出力電圧範囲の制約が少なく、簡易な方法でスイッチングパターンの保持時間を長くすることが可能な3相PWM信号発生装置および3相電圧型インバータ装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and without adding a new device, there are few restrictions on the output voltage range, and the holding time of the switching pattern can be extended by a simple method. An object of the present invention is to provide a possible three-phase PWM signal generator and a three-phase voltage type inverter device.
本発明に係る3相PWM信号発生装置は、3相電圧型インバータ装置の半導体スイッチング素子をPWM信号により駆動し、3相電圧型インバータ装置の母線に流れる電流を検出する3相PWM信号発生装置において、電圧指令ベクトルを挟む60度の位相差を持つ2種類の基本電圧ベクトル、および前記2種類の基本電圧ベクトルのうち電圧指令ベクトルに近い基本電圧ベクトルと60度の位相差を持ち前記2種類の基本電圧ベクトルと異なる3種類目の基本電圧ベクトルをそれぞれ用いてPWM信号を作製するPWM信号作製手段が設けられ、PWM信号作製手段は、中央の基本電圧ベクトルを除く2種類の基本電圧ベクトルのうち、電圧指令ベクトルから遠い基本電圧ベクトルに発生時間比率として与える値を、電流の検出可能な最低限の発生時間比率に基づいて決定する値決定手段を備えたものである。 A three-phase PWM signal generator according to the present invention is a three-phase PWM signal generator that detects a current flowing through a bus of a three-phase voltage type inverter device by driving a semiconductor switching element of the three-phase voltage type inverter device with a PWM signal. Two types of basic voltage vectors having a phase difference of 60 degrees across the voltage command vector, and the two types of basic voltage vectors having a phase difference of 60 degrees with a basic voltage vector close to the voltage command vector A PWM signal generating means for generating a PWM signal by using a third basic voltage vector different from the basic voltage vector is provided, and the PWM signal generating means includes two basic voltage vectors excluding the central basic voltage vector. The value given as the generation time ratio to the basic voltage vector far from the voltage command vector is the lowest current detectable value. Those having a value determination means for determining based on the generation time ratio.
本発明によれば、電圧指令ベクトルを挟む60度の位相差を持つ2種類の基本電圧ベクトル、および2種類の基本電圧ベクトルのうち電圧指令ベクトルに近い基本電圧ベクトルと60度の位相差を持ち前記2種類の基本電圧ベクトルと異なる3種類目の基本電圧ベクトルをそれぞれ用いてPWM信号を作製する際、中央の基本電圧ベクトルを除く2種類の基本電圧ベクトルのうち、電圧指令ベクトルから遠い基本電圧ベクトルに発生時間比率として与える値を、電流の検出可能な最低限の発生時間比率に基づいて決定するようにしたので、新たな装置を付加せずに、出力電圧範囲の制約が少なくなり、また、簡易な方法でスイッチングパターンの保持時間を長くすることが可能であるため、シャント抵抗上での電流検出可能範囲を広くできるという効果がある。また、騒音や効率の極端な悪化を防ぐPWM信号の作製も可能となる。 According to the present invention, there are two basic voltage vectors having a phase difference of 60 degrees across the voltage command vector, and a basic voltage vector close to the voltage command vector of the two basic voltage vectors and a phase difference of 60 degrees. When generating a PWM signal using a third basic voltage vector different from the two basic voltage vectors, the basic voltage far from the voltage command vector among the two basic voltage vectors excluding the central basic voltage vector. Since the value given to the vector as the generation time ratio is determined based on the minimum generation time ratio at which current can be detected, there is less restriction on the output voltage range without adding a new device, and Since the holding time of the switching pattern can be extended by a simple method, the current detectable range on the shunt resistor can be widened. There is an effect that. In addition, it is possible to produce a PWM signal that prevents noise and extreme deterioration in efficiency.
実施の形態1.
図1は本発明の実施の形態1に係る3相PWM信号発生装置が適用された3相電圧型インバータ装置の構成を示すブロック図、図2は基本電圧ベクトル、スイッチングパターンおよび検出相電流の関係を示す図、図3は基本電圧ベクトルの位相関係およびインバータ回転角と電圧指令ベクトルとの関係を示す図、図4は実施の形態1に係る3相PWM信号発生装置のPWM信号作製部の構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a three-phase voltage type inverter device to which a three-phase PWM signal generating device according to
図1に示す3相電圧型インバータ装置は、インバータ主回路1と、インバータ主回路1が備える半導体スイッチング素子4a〜4fを駆動する3相のPWM信号を発生および制御する3相PWM信号発生装置8とを備えている。インバータ主回路1は、母線電圧Vdcを与える直流電源2と、直流電源2の正極端に接続された直流母線3aおよび負極端に接続された直流母線3bの間に直列接続された3組の半導体スイッチング素子(4a、4b)、(4c、4d)、(4e、4f)と、この6個の半導体スイッチング素子4a〜4fにそれぞれ並列に接続されたフライホイールダイオード5a〜5fとを備え、3組の半導体スイッチング素子(4a、4b)、(4c、4d)、(4e、4f)の各接続点に電動機6が接続されている。また、直流母線3bには、3相PWM信号発生装置8で用いる直流母線電流Idcを検出する直流電流検出部7が設けられている。この直流電流検出部7は、直流母線3bに挿入された検出素子(抵抗器等)と、その検出素子の両端電圧を増幅する増幅器とを備え、この増幅器の出力電圧を電流換算して直流母線電流Idcを検出する。
A three-phase voltage type inverter device shown in FIG. 1 generates and controls a three-phase PWM signal for driving an inverter
3相PWM信号発生装置8は、直流電流検出部7によって検出された直流母線電流Idcから相電流Iu 、Iv 、Iw を判別する相電流判別部9と、相電流Iu 、Iv 、Iw から励磁電流Iγ(γ軸電流)およびトルク電流Iδ(δ軸電流)を算出する励磁電流・トルク電流演算部10と、励磁電流Iγおよびトルク電流Iδから次の制御で使用する電圧指令ベクトルV* を演算する電圧指令ベクトル演算部11と、電圧指令ベクトルV* から1キャリア周期中での3相PWM信号の通電時間信号Tup、Tun、Tvp、Tvn、Twp、Twnを作製するPWM信号作製部12と、通電時間信号Tup、Tun、Tvp、Tvn、Twp、Twnに基づいて3相PWM信号Up、Un、Vp、Vn、Wp、Wnを生成し、半導体スイッチング素子4a〜4fに出力するPWM信号発生部13とを備えている。なお、添え字の「p」は正極側を、「n」は負極側を指している。
The three-phase PWM signal generator 8 includes a phase current determination unit 9 that determines the phase currents Iu, Iv, and Iw from the DC bus current Idc detected by the DC
次に、3相PWM信号発生装置8を構成する各部について詳述する。
インバータ主回路1のスイッチング素子4a〜4fは、各相において、正極側および負極側のスイッチング素子(4a、4b)、(4c、4d)、(4e、4f)の何れか一方がオン状態のときもう一方がオフ状態となるため、8(=23 )通りのスイッチングパターンが存在する。各スイッチングパターンによる出力電圧は電動機6に印加される。
Next, each part which comprises the three-phase PWM signal generator 8 is explained in full detail.
When each of the
そこで、直流母線3aに接続される正極側の半導体スイッチング素子4a、4c、4eの状態表記として、オン状態を論理値1と表記し、オフ状態を論理値0と表記し、電動機6への8通りの出力状態をV0 〜V7 の8種類の電圧ベクトルに対応付ける。この8種類の電圧ベクトルのうち、V1 〜V6 はベクトル長を持つ6つのスイッチングパターンに対応した電圧ベクトルであり、残りのV0 とV7 はベクトル長を持たない2つのスイッチングパターンに対応した電圧ベクトルである。この電圧ベクトルV0 とV7 は特別に「ゼロベクトル」と称され、電圧ベクトルV1 〜V6 は「基本電圧ベクトル」と称され「ゼロベクトル」と区別されている。
Therefore, as the state notation of the positive-side
すなわち、正極側の半導体スイッチング素子4a、4c、4eのスイッチングパターンと基本電圧ベクトルV1 〜V6 の対応関係では、例えば図2に示すように、直流母線3aに接続される、W相正極側の半導体スイッチング素子4eの論理状態、V相正極側の半導体スイッチング素子4cの論理状態、U相正極側の半導体スイッチング素子4aの論理状態が(0、0、1)の場合を基本電圧ベクトルV1 とし、(0、1、0)を基本電圧ベクトルV2 とし、(0、1、1)を基本電圧ベクトルV3 とし、(1、0、0)を基本電圧ベクトルV4 とし、さらに、(1、0、1)を基本電圧ベクトルV5 とし、(1、1、0)を基本電圧ベクトルV6 とする。また、正極側の半導体スイッチング素子4a、4c、4eのスイッチングパターンとゼロベクトルV0 、V7 の対応関係では、(0、0、0)をゼロベクトルV0 とし、(1、1、1)をゼロベクトルV7 とする。なお、ゼロベクトルV0 時の負極側の半導体スイッチング素子4b、4d、4fの論理状態は前記と逆に(1、1、1)となり、基本電圧ベクトルV1 時の負極側の半導体スイッチング素子4b、4d、4fの論理状態は前記と逆に(1、1、0)となり、他の基本電圧ベクトルV2 〜V6 およびゼロベクトルV7 においても、負極側の半導体スイッチング素子4b、4d、4fの論理状態はそれぞれ逆になる。
That is, in the correspondence relationship between the switching patterns of the positive-side
また、6つの基本電圧ベクトルV1 〜V6 の発生中においては、電動機6の巻線に流れる電流は、直流母線3a、3bに流れるので、直流電流検出手段7にて検出することが可能で、直流母線電流Idcとして観測できる。一方、ゼロベクトルV0 、V7 については、直流母線電流Idcとして観測することはできない。図2に示すように、相電流は、ゼロベクトルV0 、V7 では観測不可であるが、例えば、基本電圧ベクトルV1 では「Iu (U相電流)」として観測される。以下、他の基本電圧ベクトルV2 〜V6 も同じように相電流を観測することができる。
Further, during the generation of the six basic voltage vectors V1 to V6, the current flowing through the windings of the motor 6 flows through the
さて、電動機6を円滑に回転させるためには、所望の電圧・周波数に対応した磁束を得る必要がある。これは、前述した8種類の電圧ベクトルを適当に組み合わせることで実現することができる。図3に示すように、インバータ回転方向が時計回りである場合に6つの基本電圧ベクトルV1 〜V6 は、位相平面上に、時計回りにV1 、V3 、V2 、V6 、V4 、V5 の順序で60度の位相差を持って配置され、原点位置に2つのゼロベクトルV0 、V7 が示されている。また、基本電圧ベクトルV1 (U相)の方向を初期位相としたインバータ回転角θが電圧指令ベクトルV* の位相を与えることが示されている。そして、インバータ回転方向において生ずる前記した6つの基本電圧ベクトルV1 〜V6 の中の1つと電圧指令ベクトルV* との間の位相角は空間ベクトル回転角θ* と称される。なお、空間ベクトル回転角θ* の角度範囲は0度≦θ* ≦60度である。 Now, in order to rotate the electric motor 6 smoothly, it is necessary to obtain the magnetic flux corresponding to a desired voltage and frequency. This can be realized by appropriately combining the eight types of voltage vectors described above. As shown in FIG. 3, when the inverter rotation direction is clockwise, the six basic voltage vectors V1 to V6 are 60 in the order of V1, V3, V2, V6, V4, V5 in the clockwise direction on the phase plane. Two zero vectors V0 and V7 are shown at the origin position. It is also shown that the inverter rotation angle θ with the direction of the basic voltage vector V1 (U phase) as the initial phase gives the phase of the voltage command vector V * . The phase angle is referred to as space vector rotation angle theta * between the inverter one voltage vector in six fundamental voltage vectors V1 to V6 that aforementioned occurring in the rotation direction V *. The angle range of the space vector rotation angle θ * is 0 degree ≦ θ * ≦ 60 degrees.
各電圧ベクトルの発生割合は、母線電圧Vdcに対する出力電圧の割合である変調率によって定まる。また、各電圧ベクトルの発生時間は、電圧指令ベクトルV* と空間ベクトル回転角θ* とによって決定される。そこで、相電流判別部9では、各電圧ベクトルの発生中に図2に示す一覧テーブルに従って直流母線電流Idcを読み込み、相電流Iu 、Iv 、Iw を求める。 The generation ratio of each voltage vector is determined by the modulation ratio that is the ratio of the output voltage to the bus voltage Vdc. The generation time of each voltage vector is determined by the voltage command vector V * and the space vector rotation angle θ * . Therefore, the phase current discriminating section 9 reads the DC bus current Idc according to the list table shown in FIG. 2 during the generation of each voltage vector, and obtains the phase currents Iu, Iv, Iw.
次いで、励磁電流・トルク電流演算部10は、例えば、式(1)に示すような3相2相変換行列[C1]および式(2)に示すような回転行列[C2]を用いて、相電流判別部9により求められた相電流Iu 、Iv 、Iw を励磁電流Iγ(γ軸電流)およびトルク電流Iδ(δ軸電流)に変換する。なお、式(2)において、θはインバータ回転角であり、回転方向が時計回りの場合を示す。
Next, the excitation current / torque
ここで、励磁電流・トルク電流演算部10が準拠する座標系が、d−q軸ではなく、γ−δ軸となっている点について説明する。すなわち、電動機6の回転子上でN極側をd軸とし、回転方向に90度(電気角)進んだ位相をq軸とする。しかし、同期電動機の駆動にパルスエンコーダ等の回転子位置を検出するセンサを用いない場合には、3相PWM信号発生装置8では、回転子のd−q軸座標を正確に捉えることができず、実際にはd−q軸座標系と位相差Δθだけずれて制御している。この位相差Δθだけずれた座標系は、一般にγ−δ軸座標と称され、これを用いるのが慣例となっている。本実施の形態1においては、これに準じる。
Here, the point that the coordinate system to which the excitation current / torque
次に、電圧指令ベクトル演算部11は、励磁電流・トルク電流演算部10により求められた励磁電流Iγ(γ軸電流)およびトルク電流Iδ(δ軸電流)に基づき速度制御を含む各種ベクトル制御演算を行い、次の制御に用いる電圧指令ベクトルV* の大きさと位相を求める。この位相角は、インバータ回転角θである。
Next, the voltage command
PWM信号作製部12は、後述する方法によって、電圧指令ベクトルV* に基づき通電時間信号Tup、Tun、Tvp、Tvn、Twp、Twnを作製する。これによって、PWM信号発生部13が、通電時間信号Tup、Tun、Tvp、Tvn、Twp、Twnから半導体スイッチング素子4a〜4fに印加する3相PWM信号Up、Un、Vp、Vn、Wp、Wnを生成し、半導体スイッチング素子4a〜4fに出力して電動機6を駆動させる。
The
続いて、本実施の形態1におけるPWM信号作製部12について図4を用いて説明する。PWM信号作製部12は、電圧指令ベクトル演算部11から電圧指令ベクトルV* を受けてベクトルを作製し直すベクトル作製部14と、ベクトル作製部14の出力を受けてPWM信号のデューティを再配分し直し、通電時間信号Tup、Tun、Tvp、Tvn、Twp、Twnに変え、それらをPWM信号発生部13に出力するPWM信号デューティ再配分設定部15とで構成されている。
Next, the PWM
ベクトル作製部14は、3相変調のベクトルを作製する3相変調用ベクトル作製部16と、少なくとも1つの基本電圧ベクトルの大きさを所定の値として指定する所定値決定部18と、3相変調用ベクトル作製部16からのベクトル情報と所定値決定部18からの所定値とを基にベクトルを再分配するベクトル再分配部17とからなっている。また、PWM信号デューティ再配分設定部15は、必要に応じて基本電圧ベクトルV1 〜V6 、またはゼロベクトルV0 、V7 のデューティを分割するデューティ分割部19と、分割されたデューティを基にデューティの配置を再配置するデューティ配置決定部20とから構成されている。
The
PWM信号作製部12の動作について図5〜図14を用いて説明する。図5〜図8はベクトル作製部14により作製されたベクトルの一例を示す図、図9〜図14はPWM信号デューティ再配分設定部15にて作製された正極側の半導体スイッチング素子4a、4c、4eのスイッチングパターンを示すタイムチャートである。
The operation of the PWM
PWM信号作製部12においては、電圧指令ベクトル演算部11からの電圧指令ベクトルV* をベクトル作製部14の3相変調用ベクトル作製部16が受け取る。この3相変調用ベクトル作製部16は、受け取った電圧指令ベクトルV* を、それを挟む2つの基本電圧ベクトルの方向に分解し、従来の3相変調方式と同じように各基本電圧ベクトルの発生時間比率を作製する。例えば電圧指令ベクトルV* が基本電圧ベクトルV1 とV3 の間にある場合、図5に示すように、電圧指令ベクトルV* を基本電圧ベクトルV1 と基本電圧ベクトルV3 の2方向にベクトル分解して、基本電圧ベクトルV1 とV3 の発生時間比率を作製する。
In the PWM
この場合、電圧指令ベクトルV* が基本電圧ベクトルV1 の近傍にあり、基本電圧ベクトルV1 の発生時間比率は長く、基本電圧ベクトルV3 の発生時間比率は短くなっている。そのため、従来の3相変調方式では、基本電圧ベクトルV3 が発生している時の電流検出が難しいという問題がある。 In this case, the voltage command vector V * is in the vicinity of the basic voltage vector V1, the generation time ratio of the basic voltage vector V1 is long, and the generation time ratio of the basic voltage vector V3 is short. Therefore, the conventional three-phase modulation method has a problem that current detection is difficult when the basic voltage vector V3 is generated.
そこで、3相変調用ベクトル作製部16から結果を受け取るベクトル再分配部17において、発生時間比率の長い基本電圧ベクトルV1 の成分の一部を、図6に示すように120度位相差のある2つのベクトルへ分解する。分解した2つのベクトルは、それぞれ基本電圧ベクトルV3 とV5 の成分となり、その成分は3相変調用ベクトル作製部16が作製したベクトルにそれぞれ加算される。その結果、基本電圧ベクトルV3 とV5 の発生時間比率が長くなる。
Therefore, in the
所定値決定部18では、ベクトル再分配部17において、基本電圧ベクトルV1 からどの程度の成分を分解に回すかを決定する。基本電圧ベクトルV3 またはV5 が発生している時の電流を検出できれば良いので、電流検出可能な最低限の時間を基本電圧ベクトルV3 またはV5 に割り振るようにすれば良い。図7は基本電圧ベクトルV5 の発生時間比率が電流検出可能な最低限の時間になるように所定値を決定した場合を示している。また、図8は基本電圧ベクトルV3 の発生時間比率が電流検出可能な最低限の時間になるように所定値を決定した場合を示している。
なお、電流を検出できる最低限の時間はシステムによって異なってくる。また、基本電圧ベクトルV3 を基に所定値を決定するのか、基本電圧ベクトルV5 を基に所定値を決定するのか、ということもシステムによって異なるため、その判断も所定値決定部18で行うことになる。
In the predetermined
Note that the minimum time during which current can be detected varies depending on the system. Whether the predetermined value is determined based on the basic voltage vector V3 or whether the predetermined value is determined based on the basic voltage vector V5 differs depending on the system. Become.
このようにして作製されたベクトルはPWM信号デューティ再配分設定部15へ渡される。このPWM信号デューティ再配分設定部15では、ベクトルを基に発生時間比率を算出し、3相PWM信号を作製する。デューティ配置決定部20により、電圧指令ベクトルV* を発生させる場合のスイッチングパターンの発生順が決定される。例えば、図7に示す電圧指令ベクトルV* の分解結果を基にすると、図9に示すようにV0 →V1 →V3 →V7 →V5 の順に切り替えることで電圧指令ベクトルV* を発生することができる。このタイムチャートより、各半導体スイッチング素子4a〜4fの通電時間信号Tup、Tun、Tvp、Tvn、Twp、Twnを作製することが可能となる。なお、基本電圧ベクトルV1 、V3 、V5 の発生時間比率さえ合っていれば、順番は問わないので、図9とは逆にV5 →V7 →V3 →V1 →V0 の順に切り替えても良い。
The vector thus created is transferred to the PWM signal duty
しかしながら、図9に示すように電圧ベクトルの切り替えを行うと仮定した場合、最後のV5 から次の周期の先頭のV0 へ切り替えが発生する時に、U相とW相の半導体スイッチング素子(4a、4b)(4e、4f)が同時にスイッチングを行うことになる。この同時スイッチングが発生すると騒音や振動の原因となる。 However, if it is assumed that the voltage vectors are switched as shown in FIG. 9, when switching from the last V5 to the first V0 of the next period occurs, the U-phase and W-phase semiconductor switching elements (4a, 4b) ) (4e, 4f) perform switching at the same time. If this simultaneous switching occurs, it causes noise and vibration.
そこで、デューティ分割手段19で、基本電圧ベクトルの1つを2つに分割し、それを利用して、同時スイッチングを無くすような切り替え順を作製する。例えば、図9の場合を考えると、デューティ分割部19において、基本電圧ベクトルV1 の発生時間比率を2分割し、その片方を図9と同じ場所(1周期内の前半)に配置し、もう片方を基本電圧ベクトルV5 の後ろ(1周期内の後半)に配置し、図10のようにV0 →V1 →V3 →V7 →V5 →V1 の順に切り替えるようにする。このようにすることで、同時スイッチングが発生しないことになる。
なお、分割することにより、基本電圧ベクトルV1 の発生時間比率は短くなるが、前半に配置された方を電流検出可能な最低限の長さにして、残りの発生時間比率を後半に持っていくことで、基本電圧ベクトルV1 に対応する電流を検知可能となる。また、前記条件で分割するのに十分に長さがない場合には、電流を検出する基本電圧ベクトルをV1 、V3 からV3 、V5 に変更することにより、電動機6を制御するのに必要な2相分の電流の検知が可能となる。
Therefore, the duty dividing means 19 divides one of the basic voltage vectors into two, and uses this to create a switching order that eliminates simultaneous switching. For example, in the case of FIG. 9, the
By dividing, the generation time ratio of the basic voltage vector V1 is shortened, but the one arranged in the first half is made the minimum length capable of current detection, and the remaining generation time ratio is brought into the second half. As a result, the current corresponding to the basic voltage vector V1 can be detected. If the length is not long enough to divide under the above conditions, the basic voltage vector for detecting the current is changed from V1, V3 to V3, V5, so that 2 required for controlling the motor 6 is obtained. The phase current can be detected.
また、他の変調方式(例えば3相変調方式や2相変調方式)と併用するような場合、他の変調方式が1キャリア周期の中央付近(または両端)に、その1周期内で使用する基本電圧ベクトルのうち、正極側のスイッチング素子4a、4c、4eがオンとなる数が多い基本電圧ベクトル(V7 を使用しているならば、V7 )を配置し、1キャリア周期の両端(または中央付近)に、その1周期内で使用する基本電圧ベクトルのうち、正極側の半導体スイッチング素子4a、4c、4eがオフとなる数が多い電圧ベクトル(V0 を使用しているならば、V0 )を配置しているのに対し、図9の基本電圧ベクトルの切り替えでは、1周期の終りが、1周期内で使用する電圧ベクトルのうち、正極側の半導体スイッチング素子4a、4c、4eがオフとなる数が多い電圧ベクトル(V0 )を配置していない。他の変調方式と併用を考えた場合、1周期の終りのパターンが異なることになり、騒音や振動の原因となる。
Further, when used in combination with other modulation schemes (for example, three-phase modulation scheme and two-phase modulation scheme), other modulation schemes are used in the vicinity of the center of one carrier period (or both ends) within the one period. Among the voltage vectors, a basic voltage vector (V7 if V7 is used) in which the
そこで、デューティ分割部19で、ゼロベクトルの1つを2つに分割し、それを利用して、他の変調方式と同じ形状にする。例えば、図9の場合を考えると、デューティ分割部19において、ゼロベクトルV7 の発生時間比率を2分割する。続いて、デューティ配置決定部20により、片方を図9と同じ場所に配置し、もう片方をV5 の後ろに配置する。この場合、図11に示すようになる。この時、ゼロベクトルはV7 でもV0 でも意味は同じなので、V5 の後ろへ配置する時にはV0 として配置する(ゼロベクトルV0 が1周期内の前半と後半にそれぞれ配置される形となる)。図10にも同じことを実施すると、図12のようになる。
Therefore, the
さらに、図9、10のように基本電圧ベクトルの切り替えを行うと、1キャリア周期の中央と両端で、必ずスイッチングが発生することになる。つまり、1キャリア周期毎(半周期毎)に必ずスイッチングは発生することになり、騒音の原因となる。 Furthermore, when the basic voltage vector is switched as shown in FIGS. 9 and 10, switching always occurs at the center and both ends of one carrier cycle. That is, switching always occurs every carrier cycle (every half cycle), which causes noise.
そこで、デューティ分割部19で、ゼロベクトルの分割の際、ゼロベクトルV7 の中心が1周期のほぼ中央になるように分割する。例えば、図9の場合を考えると、デューティ分割部19において、ゼロベクトルV0 のデューティを2つに分割する。その時、1周期の前半部分では、基本電圧ベクトルV1 とV3 のデューティと、ゼロベクトルV7 のデューティの1/2を1キャリア周期の1/2から引くことで、ゼロベクトルV0 の前半部分に配置するデューティを求める。後半部分のゼロベクトルV0 は残りとなる。それを、デューティ配置決定部20により、図13のように配置し、ゼロベクトルV7 の中央が1周期のほぼ中央にくるようする。図10にも同じことを実施すると、図14のようになる。
Therefore, the
このようにすることにより、新たな装置を付加せずに、出力電圧範囲の制約が少なく、簡易な方法でスイッチングパターンの保持時間を長くすることが可能になる。また、シャント抵抗上での電流検出可能時間を長く取れるようにしたにもかかわらず、騒音や効率の極端な悪化を防いだPWM信号の作製が可能となる。 By doing so, it is possible to extend the holding time of the switching pattern by a simple method without adding a new device, with few restrictions on the output voltage range. Further, it is possible to produce a PWM signal that prevents the noise and the efficiency from deteriorating drastically despite the fact that the current detectable time on the shunt resistor can be increased.
実施の形態2.
図15は本発明の実施の形態2に係る3相PWM信号発生装置のPWM信号作製部の構成を示すブロック図である。このPWM信号作製部が搭載されている3相PWM信号発生装置を備えたインバータ装置については、実施の形態1と同じであるため、説明を省略する。
図中に示すPWM信号作製部12は、電圧指令ベクトル演算部11から電圧指令ベクトルV* を受けてベクトルを作製し直すベクトル作製部14と、ベクトル作製部14の出力を受けてPWM信号のデューティを再配分し直し、通電時間信号Tup、Tun、Tvp、Tvn、Twp、Twnに変え、それらをPWM信号発生部13に出力するPWM信号デューティ再配分設定部15とで構成されている。
FIG. 15 is a block diagram showing a configuration of a PWM signal generation unit of the three-phase PWM signal generator according to
The
ベクトル作製部14は、3相変調のベクトルを作製する3相変調用ベクトル作製部16と、少なくとも1つの基本電圧ベクトルの大きさを所定の値として指定する所定値決定部18と、3相変調用ベクトル作製部16からのベクトル情報と所定値決定部18からの所定値とを基にベクトルを再分配するベクトル再分配部17と、基本電圧ベクトルを3本から4本へ増やす変形を行うベクトル変形部21とからなっている。また、PWM信号デューティ再配分設定部15は、必要に応じて基本電圧ベクトルV1 〜V6 、またはゼロベクトルV0 、V7 のデューティを分割するデューティ分割部19と、分割されたデューティを基にデューティの配置を再配置するデューティ配置決定部20とから構成されている。
The
次に、PWM信号作製部12の動作について、図16〜図21を用いて説明する。図16および図17はベクトル作製部14により作製されたベクトルの一例を示す図、図18〜図21はPWM信号デューティ再配分設定部15にて作製された正極側の半導体スイッチング素子4a、4c、4eのスイッチングパターンを示すタイムチャートである。
Next, the operation of the PWM
PWM信号作製部12においては、電圧指令ベクトル演算部11からの電圧指令ベクトルV* をベクトル作製部14の3相変調用ベクトル作製部16が受け取る。この3相変調用ベクトル作製部16は、実施の形態1と同様に、受け取った電圧指令ベクトルV* を、それを挟む2つの基本電圧ベクトルの方向に分解し、従来の3相変調方式と同じように各基本電圧ベクトルの発生時間比率を作製する(図5参照)。
In the PWM
実施の形態1と同じ様に、3相変調用ベクトル作製部16から結果を受け取るベクトル再分配部17において、発生時間比率が長い基本電圧ベクトルV1 の成分の一部を、図6に示すように120度位相差のある2つのベクトルへ分解する。基本電圧ベクトルV1 からどの程度の成分を分解に回すかは、前述したように所定値決定部18で決定する。所定値は基本電圧ベクトルV3 またはV5 が発生している時の電流を検出できれば良いので、電流検出可能な最低限の時間を基本電圧ベクトルV3 またはV5 に割り振る。図7は基本電圧ベクトルV5 の発生時間比率が電流検出可能な最低限の時間になるように所定値を決定した場合を示している。
なお、電流を検出できる最低限の時間はシステムによって異なってくる。また、基本電圧ベクトルV3 を基に所定値を決定するのか、基本電圧ベクトルV5 を基に所定値を決定するのか、ということもシステムによって異なるため、その判断も所定値決定部18で行うことになる。
As in the first embodiment, in the
Note that the minimum time during which current can be detected varies depending on the system. Whether the predetermined value is determined based on the basic voltage vector V3 or whether the predetermined value is determined based on the basic voltage vector V5 differs depending on the system. Become.
実施の形態1でも述べたように半導体スイッチング素子が同時にスイッチングを行うと騒音や振動の原因となる。それを避けるために、実施の形態2では、ベクトル変形部21を用いる。ベクトル変形部21では、ベクトル再分配部17により作製された3つの基本電圧ベクトルのうち、中央の基本電圧ベクトルを除く両側の基本電圧ベクトルのうち、片方の基本電圧ベクトルとそのベクトルと180度位相差をもつ基本電圧ベクトルとの両方に同じ所定値を加える。180度位相差があるベクトルに同じ所定値を加えるので、全ベクトルを加えた結果である電圧指令ベクトルV* は変化しない。
As described in the first embodiment, if the semiconductor switching elements are simultaneously switched, it causes noise and vibration. In order to avoid this, the
図16は中央の基本電圧ベクトルV1 を除く両側の基本電圧ベクトルV3 、V5 のうち、電圧指令ベクトルV* から遠い方の基本電圧ベクトルV5 とそのベクトルV5 と180度位相差のある基本電圧ベクトルV2 との両方に所定値を加えた後のベクトルの様子を示している。また、図17は前記と同様に両側の基本電圧ベクトルV3 、V5 のうち、電圧指令ベクトルV* に近い方の基本電圧ベクトルV3 とそのベクトルV3 と180度位相差のある基本電圧ベクトルV4 との両方に所定値を加えた後のベクトルの様子を示している。 FIG. 16 shows a basic voltage vector V5 far from the voltage command vector V * out of the basic voltage vectors V3 and V5 on both sides except the central basic voltage vector V1, and a basic voltage vector V2 having a phase difference of 180 degrees from the vector V5. The state of the vector after adding a predetermined value to both is shown. FIG. 17 shows a basic voltage vector V3 closer to the voltage command vector V * of the basic voltage vectors V3 and V5 on both sides in the same manner as described above, and a basic voltage vector V4 having a 180-degree phase difference from the vector V3. The state of the vector after adding a predetermined value to both is shown.
このようにして作製されたベクトルはPWM信号デューティ再配分設定部15へ渡される。PWM信号デューティ再配分設定部15では、ベクトルを基に発生時間比率を算出し、3相PWM信号を作製する。デューティ配置決定部20により、電圧指令ベクトルV* を発生させる場合のスイッチングパターンの発生順が決定される。例えば、図16に示す電圧指令ベクトルV* の分解結果を基にすると、図18に示すようにV0 →V1 →V5 →V7 →V3 →V2 と切り替えることで電圧指令ベクトルV* を発生することができる。このタイムチャートより、各半導体スイッチング素子14a〜14fの通電時間信号Tup、Tun、Tvp、Tvn、Twp、Twnを作製することが可能となる。なお、基本電圧ベクトルV1 、V2 、V3 、V5 の発生時間比率さえ合っていれば、順番は問わないので、図18とは逆にV2 →V3 →V7 →V5 →V1 →V0 の順に切り替えても良い。
The vector thus created is transferred to the PWM signal duty
一方、図17で示されたベクトルは図21に示すように切り替わる。しかしながら、この図17を作製したルールで電圧指令ベクトルV* を回した場合、基本電圧ベクトルV1 とV3 の間の領域内で、電圧指令ベクトルV* がV1 側からV3 側へ移動した場合、使用するベクトルは図17に示した基本電圧ベクトルV1 、V3 、V4 、V5 の4つから、基本電圧ベクトルV1 、V2 、V3 、V6 の4つに切り替わる。切り替わるタイミングで基本電圧ベクトルの2つが入れ替わるため、騒音や振動に繋がる。そこで、電圧指令ベクトルV* がV1 側からV3 側へ移動する周辺領域に、図16のベクトルパターンを配置するようにデューティ配置決定部20の切替手段で設定する。このようにすることにより、基本電圧ベクトルV1 、V3 、V4 、V5 の4つから、基本電圧ベクトルV1 、V2 、V3 、V5 の4つを経由し、基本電圧ベクトルV1 、V2 、V3 、V6 の4つへ、1つの基本電圧ベクトルの入れ替えですむため、騒音や振動が抑えられる。
On the other hand, the vectors shown in FIG. 17 are switched as shown in FIG. However, when the voltage command vector V * is rotated according to the rule shown in FIG. 17, the voltage command vector V * moves from the V1 side to the V3 side within the region between the basic voltage vectors V1 and V3. The vectors to be switched are switched from the four basic voltage vectors V1, V3, V4 and V5 shown in FIG. 17 to the four basic voltage vectors V1, V2, V3 and V6. Since two of the basic voltage vectors are switched at the switching timing, it leads to noise and vibration. Therefore, the switching unit of the duty
さて、図18に示すように電圧ベクトルの切り替えを行うと仮定すると、他の変調方式(例えば3相変調方式や2相変調方式)と併用するような場合、他の変調方式が1キャリア周期の中央付近(または両端)に、その1周期内で使用する電圧ベクトルのうち、正極側の半導体スイッチング素子4a、4c、4eがオンとなる数が多い電圧ベクトル(V7 を使用しているならば、V7 )を配置し、1キャリア周期の両端(または中央付近)に、その1周期内で使用する電圧ベクトルのうち、正極側の半導体スイッチング素子4a、4c、4eがオフとなる数が多い電圧ベクトル(V0 を使用しているならば、V0 )を配置しているのに対し、図18の電圧ベクトルの切り替えでは、1周期の終りが、1周期内で使用する電圧ベクトルのうち、正極側の半導体スイッチング素子4a、4c、4eがオフとなる数が多い電圧ベクトル(V0 )を配置していない。他の変調方式と併用を考えた場合、1周期の終りのパターンが異なることになり、騒音や振動の原因となる。
Assuming that voltage vectors are switched as shown in FIG. 18, when using in combination with other modulation schemes (for example, a three-phase modulation scheme or a two-phase modulation scheme), the other modulation schemes have one carrier period. Near the center (or both ends), among the voltage vectors used within one period, if a voltage vector (V7) having a large number of positive-side
そこで、前述したようにデューティ分割部19で、ゼロベクトルの1つを2つに分割し、それを利用して、他の変調方式と同じ形状にする。例えば、図18の場合、デューティ分割部19において、ゼロベクトルV7 の発生時間比率を2分割する。続いて、デューティ配置決定部20により、片方は図18と同じ場所に配置し、もう片方をV2 の後ろに配置する。この場合、図19に示すようになる。この時、ゼロベクトルはV7 でもV0 でも意味は同じなので、V5 の後ろへ配置する時にはV0 として配置する(ゼロベクトルV0 が1周期内の前半と後半にそれぞれ配置される形となる)。
Therefore, as described above, the
さらに、図19のように電圧ベクトルの切り替えを行うと、1キャリア周期の中央と両端で、必ずスイッチングが発生することになる。つまり、1キャリア周期毎(半周期毎)に必ずスイッチングは発生することになり、騒音の原因となる。 Further, when the voltage vector is switched as shown in FIG. 19, switching always occurs at the center and both ends of one carrier cycle. That is, switching always occurs every carrier cycle (every half cycle), which causes noise.
そこで、デューティ分割部19で、ゼロベクトルの分割の際、ゼロベクトルV7 の中心が1周期のほぼ中央になるように分割する。例えば、図19の場合を考えると、デューティ分割部19において、ゼロベクトルV0 のデューティを2つに分割する。その時、1周期の前半部分では、基本電圧ベクトルV1 とV5 のデューティと、ゼロベクトルV7 のデューティの1/2を1キャリア周期の1/2から引くことで、ゼロベクトルV0 の前半部分に配置するデューティを求める。後半部分のゼロベクトルV0 は残りとなる。それを、デューティ配置決定部20により、図20のように配置し、ゼロベクトルV7 の中心が1周期のほぼ中央にくるようする。
Therefore, the
このようにすることにより、新たな装置を付加せずに、出力電圧範囲の制約が少なく、簡易な方法でスイッチングパターンの保持時間を長くすることが可能になる。また、シャント抵抗上での電流検出可能時間を長く取れるようにしたにもかかわらず、騒音や効率の極端な悪化を防いだPWM信号の作製が可能となる。 By doing so, it is possible to extend the holding time of the switching pattern by a simple method without adding a new device, with few restrictions on the output voltage range. Further, it is possible to produce a PWM signal that prevents the noise and the efficiency from deteriorating drastically despite the fact that the current detectable time on the shunt resistor can be increased.
なお、基本電圧ベクトルが5つの場合や6つの場合でも同様に電圧指令ベクトルV* を表現できるが、ソフトウェアでの処理が複雑になり、また、PWM波形も歪み騒音や振動の悪化に繋がるため、実使用上問題が多いため、使用できない。 Note that the voltage command vector V * can be expressed in the same way even when there are five or six basic voltage vectors, but the processing by software becomes complicated, and the PWM waveform also leads to distortion noise and deterioration of vibration. Cannot be used because there are many problems in actual use.
1 インバータ主回路、2 直流電源、3a,3b 直流母線、4a〜4f 半導体スイッチング素子、5a〜5f フライホイールダイオード、6 電動機、7 直流電流検出部、8 3相PWM信号発生装置、9 相電流判別部、10 励磁電流・トルク電流演算部、11 電圧指令ベクトル演算部、12 PWM信号作製部、13 PWM信号発生部、14 ベクトル作製部、15 PWM信号デューティ再配分設定部、16 3相変調用ベクトル作製部、17 ベクトル再分配部、18 所定値決定部、19 デューティ分割部、20 デューティ配置決定部、21 ベクトル変形部。
DESCRIPTION OF
Claims (15)
電圧指令ベクトルを挟む60度の位相差を持つ2種類の基本電圧ベクトル、および前記2種類の基本電圧ベクトルのうち電圧指令ベクトルに近い基本電圧ベクトルと60度の位相差を持ち前記2種類の基本電圧ベクトルと異なる3種類目の基本電圧ベクトルをそれぞれ用いてPWM信号を作製するPWM信号作製手段が設けられ、
前記PWM信号作製手段は、中央の基本電圧ベクトルを除く2種類の基本電圧ベクトルのうち、電圧指令ベクトルから遠い基本電圧ベクトルに発生時間比率として与える値を、電流の検出可能な最低限の発生時間比率に基づいて決定する値決定手段を備えたことを特徴とする3相PWM信号発生装置。 In the three-phase PWM signal generator for detecting the current flowing in the bus of the three-phase voltage type inverter device by driving the semiconductor switching element of the three-phase voltage type inverter device by the PWM signal,
Two types of basic voltage vectors having a phase difference of 60 degrees sandwiching the voltage command vector, and the two types of basic voltages having a phase difference of 60 degrees with a basic voltage vector close to the voltage command vector among the two types of basic voltage vectors. PWM signal generating means for generating a PWM signal using a third type of basic voltage vector different from the voltage vector is provided,
The PWM signal generating means is a minimum generation time that can detect a current, which is a value given as a generation time ratio to a basic voltage vector far from the voltage command vector out of two types of basic voltage vectors excluding the central basic voltage vector. A three-phase PWM signal generator comprising a value determining means for determining based on a ratio.
電圧指令ベクトルを挟む60度の位相差を持つ2種類の基本電圧ベクトルにそれぞれ与える発生時間比率を前記電圧指令ベクトルに基づいて割り付け、60度の位相差を持つ2種類の基本電圧ベクトルを作製する作製手段と、
前記2種類の基本電圧ベクトルのうち電圧指令ベクトルに近い基本電圧ベクトルの成分の一部を、その電圧指令ベクトルに近い基本電圧ベクトルを中央として両側に60度の位相差をそれぞれ持つ2種類の基本電圧ベクトルに振り分ける再分配手段と
を備えたことを特徴とする請求項1又は2記載の3相PWM信号発生装置。 The PWM signal generating means includes:
An occurrence time ratio to be given to each of two types of basic voltage vectors having a phase difference of 60 degrees sandwiching the voltage command vector is assigned based on the voltage command vector, and two types of basic voltage vectors having a phase difference of 60 degrees are produced. Production means;
Among the two types of basic voltage vectors, two basic types having a basic voltage vector component close to the voltage command vector and a phase difference of 60 degrees on both sides centered on the basic voltage vector close to the voltage command vector. 3. The three-phase PWM signal generator according to claim 1, further comprising a redistribution unit that distributes the voltage vector.
中央の基本電圧ベクトルの発生時間比率を2つに分ける分割手段と、
分けられた2つの発生時間比率をPWM信号の1キャリア周期内で前半と後半にそれぞれ配置させる配置決定手段と
を備えたことを特徴とする請求項1乃至3の何れかに記載の3相PWM信号発生装置。 The PWM signal generating means includes:
A dividing means for dividing the generation time ratio of the central basic voltage vector into two;
The three-phase PWM according to any one of claims 1 to 3, further comprising arrangement determining means for arranging two divided generation time ratios in the first half and the second half within one carrier period of the PWM signal. Signal generator.
基本電圧ベクトルの発生時間比率に基づくスイッチングにより得られるゼロベクトルを2種類のゼロベクトルに分け、かつ1種類のゼロベクトルの発生期間を2つに分ける分割手段と、
分けられた前記ゼロベクトルの2つの発生期間を1キャリア周期内で前半と後半にそれぞれ配置させる配置決定手段と
を備えたことを特徴とする請求項1乃至3の何れかに記載の3相PWM信号発生装置。 The PWM signal generating means includes:
A dividing means for dividing a zero vector obtained by switching based on a generation time ratio of a basic voltage vector into two types of zero vectors, and dividing a generation period of one type of zero vector into two;
The three-phase PWM according to any one of claims 1 to 3, further comprising arrangement determining means for arranging two generation periods of the divided zero vectors in the first half and the second half in one carrier cycle, respectively. Signal generator.
中央の基本電圧ベクトルの発生時間比率を2つに分けると共に、基本電圧ベクトルの発生時間比率に基づくスイッチングにより得られるゼロベクトルを2種類のゼロベクトルに分け、かつ1種類のゼロベクトルの発生期間を2つに分ける分割手段と、
分けられた2つの基本電圧ベクトルの発生時間比率および2つのゼロベクトルの発生期間を1キャリア周期内の前半と後半にそれぞれ配置させる配置決定手段と
を備えたことを特徴とする請求項1乃至3の何れかに記載の3相PWM信号発生装置。 The PWM signal generating means includes:
The generation time ratio of the central basic voltage vector is divided into two, the zero vector obtained by switching based on the generation time ratio of the basic voltage vector is divided into two types of zero vectors, and the generation period of one type of zero vector is Dividing means to divide into two,
4. Arrangement determining means for arranging the generation time ratio of two divided basic voltage vectors and the generation period of two zero vectors in the first half and the second half in one carrier cycle, respectively. The three-phase PWM signal generator according to any one of the above.
基本電圧ベクトルの発生時間比率に基づくスイッチングにより得られるゼロベクトルをほぼ2等分して2種類のゼロベクトルに分け、かつ1種類のゼロベクトルの発生期間を2つに分ける分割手段と、
分けられた2つのゼロベクトルの発生期間を1キャリア周期内の前半と後半にそれぞれ配置させ、もう1種類のゼロベクトルの発生期間の中心を1キャリア周期の中心に合わせるように配置させる配置決定手段と
を備えたことを特徴とする請求項1乃至3の何れかに記載の3相PWM信号発生装置。 The PWM signal generating means includes:
A dividing unit that divides the zero vector obtained by switching based on the generation time ratio of the basic voltage vector into approximately two equal parts and divides the zero vector into two types of zero vectors, and divides the generation period of one type of zero vector into two;
Arrangement determining means for arranging two divided zero vector generation periods in the first half and second half in one carrier cycle, and arranging the other zero vector generation periods in the center of one carrier cycle. 4. The three-phase PWM signal generator according to claim 1, comprising:
中央の基本電圧ベクトルの発生時間比率を2つに分けると共に、基本電圧ベクトルの発生時間比率に基づくスイッチングにより得られるゼロベクトルをほぼ2等分して2種類のゼロベクトルに分け、かつ1種類のゼロベクトルの発生期間を2つに分ける分割手段と、
分けられた2つの基本電圧ベクトルの発生時間比率および2つのゼロベクトルの発生期間を1キャリア周期内の前半と後半にそれぞれ配置させ、もう1種類のゼロベクトルの発生期間の中心を1キャリア周期の中心に合わせるように配置させる配置決定手段と
を備えたことを特徴とする請求項1乃至3の何れかに記載の3相PWM信号発生装置。 The PWM signal generating means includes:
The generation time ratio of the central basic voltage vector is divided into two, the zero vector obtained by switching based on the generation time ratio of the basic voltage vector is divided into almost two equal parts and divided into two types of zero vectors, and one kind of A dividing means for dividing the zero vector generation period into two;
The divided generation time ratios of two basic voltage vectors and the generation periods of two zero vectors are respectively arranged in the first half and the latter half of one carrier period, and the center of the generation period of another type of zero vector is the one carrier period. The three-phase PWM signal generator according to any one of claims 1 to 3, further comprising an arrangement determining unit arranged to be aligned with the center.
電圧指令ベクトルを挟む60度の位相差を持つ2種類の基本電圧ベクトルに与える発生時間比率を前記電圧指令ベクトルに基づいて割り付け、60度の位相差を持つ2種類の基本電圧ベクトルを作製する作製手段と、
前記2種類の基本電圧ベクトルのうち電圧指令ベクトルに近い基本電圧ベクトルの成分の一部を、その電圧指令ベクトルに近い基本電圧ベクトルを中央として両側に60度の位相差をそれぞれ持つ2種類の基本電圧ベクトルに振り分ける再分配手段と、
中央の基本電圧ベクトルを除く2種類の基本電圧ベクトルのうち、片方の基本電圧ベクトル、およびその基本電圧ベクトルと180度の位相差のある基本電圧ベクトルにそれぞれ同じ値を加えてベクトルを変形させる変形手段と
を備えたことを特徴とする請求項9記載の3相PWM信号発生装置。 The PWM signal generating means includes:
Production of generating two types of basic voltage vectors having a phase difference of 60 degrees by assigning generation time ratios to two types of basic voltage vectors having a phase difference of 60 degrees across the voltage command vector based on the voltage command vectors Means,
Among the two types of basic voltage vectors, two basic types having a basic voltage vector component close to the voltage command vector and a phase difference of 60 degrees on both sides centered on the basic voltage vector close to the voltage command vector. Redistribution means for distributing to voltage vectors;
Deformation of a vector by adding the same value to one of the two basic voltage vectors excluding the central basic voltage vector and the basic voltage vector having a phase difference of 180 degrees from the basic voltage vector. 10. The three-phase PWM signal generator according to claim 9, further comprising: means.
電圧指令ベクトルを挟む60度の位相差を持つ2種類の基本電圧ベクトルに与える発生時間比率を前記電圧指令ベクトルに基づいて割り付け、60度の位相差を持つ2種類の基本電圧ベクトルを作製する作製手段と、
前記2種類の基本電圧ベクトルのうち電圧指令ベクトルに近い基本電圧ベクトルの成分の一部を、その電圧指令ベクトルに近い基本電圧ベクトルを中央として両側に60度の位相差をそれぞれ持つ2種類の基本電圧ベクトルに振り分ける再分配手段と、
中央の基本電圧ベクトルを除く2種類の基本電圧ベクトルのうち、片方の基本電圧ベクトル、およびその基本電圧ベクトルと180度の位相差のある基本電圧ベクトルにそれぞれ同じ値を加えてベクトルを変形させる変形手段と、
前記3相電圧型インバータ装置が駆動する電動機のインバータ回転角の角度範囲に基づき、前記変形手段で値を与えるベクトルを切り替える切替手段と
を備えたことを特徴とする請求項9に記載の3相PWM信号発生装置。 The PWM signal generating means includes:
Production of generating two types of basic voltage vectors having a phase difference of 60 degrees by assigning generation time ratios to two types of basic voltage vectors having a phase difference of 60 degrees across the voltage command vector based on the voltage command vectors Means,
Among the two types of basic voltage vectors, two basic types having a basic voltage vector component close to the voltage command vector and a phase difference of 60 degrees on both sides centered on the basic voltage vector close to the voltage command vector. Redistribution means for distributing to voltage vectors;
Deformation of a vector by adding the same value to one of the two basic voltage vectors excluding the central basic voltage vector and the basic voltage vector having a phase difference of 180 degrees from the basic voltage vector. Means,
The three-phase according to claim 9, further comprising switching means for switching a vector to which a value is given by the deformation means based on an inverter rotation angle range of an electric motor driven by the three-phase voltage type inverter device. PWM signal generator.
4種類の基本ベクトルを2つずつの基本ベクトルの組に分ける分割手段と、
分けられた2つの基本電圧ベクトルの組を1キャリア周期内の前半と後半にそれぞれ配置させる配置決定手段と
を備えたことを特徴とする請求項9乃至11の何れかに記載の3相PWM信号発生装置。 The PWM signal generating means includes:
A dividing means for dividing the four types of basic vectors into two sets of basic vectors;
The three-phase PWM signal according to any one of claims 9 to 11, further comprising arrangement determining means for arranging two divided sets of basic voltage vectors in the first half and the second half in one carrier period, respectively. Generator.
4種類の基本ベクトルを2つずつの基本ベクトルの組に分ると共に、基本電圧ベクトルの発生時間比率に基づくスイッチングにより得られるゼロベクトルを2種類のゼロベクトルに分け、かつ1種類のゼロベクトルの発生期間を2つに分ける分割手段と、
分けられた2つの基本電圧ベクトルの組を1キャリア周期内の前半と後半にそれぞれ配置させ、分けられた2つのゼロベクトルの発生期間を1キャリア周期内の前半と後半にそれぞれ配置させる配置決定手段と
を備えたことを特徴とする請求項9乃至11の何れかに記載の3相PWM信号発生装置。 The PWM signal generating means includes:
The four basic vectors are divided into two basic vector sets, and the zero vector obtained by switching based on the generation time ratio of the basic voltage vector is divided into two types of zero vectors. A dividing means for dividing the generation period into two;
Arrangement determining means for arranging a set of two divided basic voltage vectors in the first half and the second half in one carrier cycle, and arranging a generation period of two divided zero vectors in the first half and the second half in one carrier cycle, respectively. The three-phase PWM signal generator according to claim 9, wherein the three-phase PWM signal generator is provided.
4種類の基本ベクトルを2つずつの基本ベクトルの組に分けると共に、基本電圧ベクトルの発生時間比率に基づくスイッチングにより得られるゼロベクトルをほぼ2等分して2種類のゼロベクトルに分け、かつ1種類のゼロベクトルの発生期間を2つに分ける分割手段と、
分けられた2つの基本電圧ベクトルの組を1キャリア周期内の前半と後半にそれぞれ配置させ、かつ分けられた2つのゼロベクトルの発生期間を1キャリア周期内の前半と後半にそれぞれ配置させ、もう1種類のゼロベクトルの発生期間の中心を1キャリア周期の中心に合わせるように配置させる配置決定手段と
を備えたことを特徴とする請求項9乃至11の何れかに記載の3相PWM信号発生装置。 The PWM signal generating means includes:
The four types of basic vectors are divided into two sets of basic vectors, the zero vector obtained by switching based on the generation time ratio of the basic voltage vector is divided into almost two equal parts and divided into two types of zero vectors, and 1 A dividing means for dividing the generation period of the zero vector of the type into two;
A set of two divided basic voltage vectors is arranged in the first half and the second half in one carrier cycle, and a generation period of two divided zero vectors is arranged in the first half and the second half in one carrier cycle, respectively. The three-phase PWM signal generation according to any one of claims 9 to 11, further comprising arrangement determining means for arranging the generation period of one kind of zero vector so as to be aligned with the center of one carrier cycle. apparatus.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006294128A JP4703537B2 (en) | 2006-10-30 | 2006-10-30 | Three-phase PWM signal generator and three-phase voltage type inverter device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006294128A JP4703537B2 (en) | 2006-10-30 | 2006-10-30 | Three-phase PWM signal generator and three-phase voltage type inverter device |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010276263A Division JP5274541B2 (en) | 2010-12-10 | 2010-12-10 | Three-phase PWM signal generator and three-phase voltage type inverter device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008113494A true JP2008113494A (en) | 2008-05-15 |
JP4703537B2 JP4703537B2 (en) | 2011-06-15 |
Family
ID=39445700
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006294128A Active JP4703537B2 (en) | 2006-10-30 | 2006-10-30 | Three-phase PWM signal generator and three-phase voltage type inverter device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4703537B2 (en) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008263667A (en) * | 2007-04-10 | 2008-10-30 | Mitsubishi Electric Corp | Inverter controller and freezing air conditioner |
JP2010119227A (en) * | 2008-11-13 | 2010-05-27 | Honda Motor Co Ltd | Phase current estimation apparatus of electric motor, and magnetic pole position estimation apparatus of electric motor |
WO2012039094A1 (en) * | 2010-09-24 | 2012-03-29 | 富士電機株式会社 | Power conversion apparatus and method of controlling thereof |
WO2016117047A1 (en) * | 2015-01-21 | 2016-07-28 | 三菱電機株式会社 | Control device for ac rotator and control device for electric power steering |
JP2020162230A (en) * | 2019-03-25 | 2020-10-01 | ミネベアミツミ株式会社 | Motor controller, motor system and motor control method |
JP2020198724A (en) * | 2019-06-04 | 2020-12-10 | サンデン・アドバンストテクノロジー株式会社 | Power conversion device |
CN113597736A (en) * | 2019-03-25 | 2021-11-02 | 美蓓亚三美株式会社 | Motor control device, motor system, and motor control method |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05292752A (en) * | 1992-04-14 | 1993-11-05 | Meidensha Corp | Pwm pattern operating method |
JPH114594A (en) * | 1996-03-28 | 1999-01-06 | Schneider Electric Sa | Frequency converter for ac motor |
JP2005020816A (en) * | 2003-06-23 | 2005-01-20 | Yaskawa Electric Corp | Output current detecting method of three-phase pwm inverter, and three-phase pwm inverter device using the same |
WO2006022142A1 (en) * | 2004-08-27 | 2006-03-02 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Three-phase pwm signal generator |
-
2006
- 2006-10-30 JP JP2006294128A patent/JP4703537B2/en active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05292752A (en) * | 1992-04-14 | 1993-11-05 | Meidensha Corp | Pwm pattern operating method |
JPH114594A (en) * | 1996-03-28 | 1999-01-06 | Schneider Electric Sa | Frequency converter for ac motor |
JP2005020816A (en) * | 2003-06-23 | 2005-01-20 | Yaskawa Electric Corp | Output current detecting method of three-phase pwm inverter, and three-phase pwm inverter device using the same |
WO2006022142A1 (en) * | 2004-08-27 | 2006-03-02 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Three-phase pwm signal generator |
Cited By (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4578500B2 (en) * | 2007-04-10 | 2010-11-10 | 三菱電機株式会社 | Inverter control device and refrigeration air conditioner |
JP2008263667A (en) * | 2007-04-10 | 2008-10-30 | Mitsubishi Electric Corp | Inverter controller and freezing air conditioner |
JP2010119227A (en) * | 2008-11-13 | 2010-05-27 | Honda Motor Co Ltd | Phase current estimation apparatus of electric motor, and magnetic pole position estimation apparatus of electric motor |
US9520807B2 (en) | 2010-09-24 | 2016-12-13 | Fuji Electric Co., Ltd. | Power converter that delays state changes of on/off pulses and control method thereof |
WO2012039094A1 (en) * | 2010-09-24 | 2012-03-29 | 富士電機株式会社 | Power conversion apparatus and method of controlling thereof |
CN103069707A (en) * | 2010-09-24 | 2013-04-24 | 富士电机株式会社 | Power conversion apparatus and method of controlling thereof |
JP5617926B2 (en) * | 2010-09-24 | 2014-11-05 | 富士電機株式会社 | Power converter and control method thereof |
JPWO2016117047A1 (en) * | 2015-01-21 | 2017-04-27 | 三菱電機株式会社 | AC rotating machine control device and electric power steering control device |
WO2016117047A1 (en) * | 2015-01-21 | 2016-07-28 | 三菱電機株式会社 | Control device for ac rotator and control device for electric power steering |
US9923504B2 (en) | 2015-01-21 | 2018-03-20 | Mitsubishi Electric Corporation | Control device for AC rotary machine and control device for electric power steering |
JP2020162230A (en) * | 2019-03-25 | 2020-10-01 | ミネベアミツミ株式会社 | Motor controller, motor system and motor control method |
WO2020196390A1 (en) * | 2019-03-25 | 2020-10-01 | ミネベアミツミ株式会社 | Motor control device, motor system, and motor control method |
CN113597736A (en) * | 2019-03-25 | 2021-11-02 | 美蓓亚三美株式会社 | Motor control device, motor system, and motor control method |
JP7249841B2 (en) | 2019-03-25 | 2023-03-31 | ミネベアミツミ株式会社 | MOTOR CONTROL DEVICE, MOTOR SYSTEM AND MOTOR CONTROL METHOD |
US11804797B2 (en) | 2019-03-25 | 2023-10-31 | Minebea Mitsumi Inc. | Motor controller, motor system and method for controlling motor |
JP2020198724A (en) * | 2019-06-04 | 2020-12-10 | サンデン・アドバンストテクノロジー株式会社 | Power conversion device |
WO2020246355A1 (en) * | 2019-06-04 | 2020-12-10 | サンデン・アドバンストテクノロジー株式会社 | Power conversion device |
JP7221802B2 (en) | 2019-06-04 | 2023-02-14 | サンデン株式会社 | power converter |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4703537B2 (en) | 2011-06-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4675902B2 (en) | 3-phase PWM signal generator | |
US8278865B2 (en) | Control device | |
US8390223B2 (en) | Control device for electric motor drive device | |
JP4703537B2 (en) | Three-phase PWM signal generator and three-phase voltage type inverter device | |
US8232753B2 (en) | Control device for electric motor drive apparatus | |
JP4961292B2 (en) | Motor control device | |
US10199979B2 (en) | Power conversion device | |
JP2007336641A (en) | Position sensorless driving device for synchronous motor | |
JP5321530B2 (en) | Three-phase voltage type PWM inverter control device | |
CN102195551A (en) | Methods, systems and apparatus for synchronous current regulation of a five-phase machine | |
US10312850B2 (en) | Semiconductor device and power conversion device | |
JP5300944B2 (en) | Power converter, refrigeration air conditioner, and control method for power converter | |
CN108633323B (en) | Power conversion device and rotating electric machine drive device | |
JP2006230049A (en) | Motor control device and motor current detector | |
JP5511700B2 (en) | Inverter device, fan drive device, compressor drive device, and air conditioner | |
JP2015109777A (en) | Motor control device | |
US9030146B2 (en) | Driving apparatus and motor | |
JP5274541B2 (en) | Three-phase PWM signal generator and three-phase voltage type inverter device | |
US20200091845A1 (en) | Rotor position estimation device, motor control device, and recording medium | |
JP2010088262A (en) | Apparatus for estimating phase current in motor | |
JP4143918B2 (en) | Two-phase modulation control type inverter device | |
CN111869089A (en) | Method and device for operating a polyphase machine | |
JP7294982B2 (en) | motor controller | |
JP4140500B2 (en) | Two-phase modulation control type inverter device | |
JP2002209386A (en) | Power conversion device and drive control method for polyphase load |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20101007 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20101012 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20101213 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20110301 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20110308 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4703537 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |