JP2010142022A - 電力変換装置 - Google Patents
電力変換装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2010142022A JP2010142022A JP2008315790A JP2008315790A JP2010142022A JP 2010142022 A JP2010142022 A JP 2010142022A JP 2008315790 A JP2008315790 A JP 2008315790A JP 2008315790 A JP2008315790 A JP 2008315790A JP 2010142022 A JP2010142022 A JP 2010142022A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- voltage command
- current
- phase
- voltage
- command
- 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.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Abstract
【課題】簡易な構成で確実に三相電流を検出することができる電力変換装置を得る。
【解決手段】電流指令と電流検出器4が検出した電流から、第一の電圧指令作成部7により第一の電圧指令が演算される。第二の電圧指令は、予め用意した各相間が所定間隔以上で周期的に変化する指令である。PWM制御部9では、第一と第二の電圧指令を交互に用いて、インバータ主回路の半導体スイッチング素子を駆動するゲート信号を作成する。第一の電圧指令は、通常のPWMで使用する三相で位相が120度ずつずれた交流波形である。第二の電圧指令の各相の電圧指令が所定間隔以上あるので、電流検出期間が確実に確保されるので、電流演算部10において第二の電圧指令によるPWM信号と直流電流idcから、三相電流を確実に演算できる。例えば、半導体スイッチング素子5yだけがオンしているときの直流電流idcをV相電流とする。
【選択図】図1
【解決手段】電流指令と電流検出器4が検出した電流から、第一の電圧指令作成部7により第一の電圧指令が演算される。第二の電圧指令は、予め用意した各相間が所定間隔以上で周期的に変化する指令である。PWM制御部9では、第一と第二の電圧指令を交互に用いて、インバータ主回路の半導体スイッチング素子を駆動するゲート信号を作成する。第一の電圧指令は、通常のPWMで使用する三相で位相が120度ずつずれた交流波形である。第二の電圧指令の各相の電圧指令が所定間隔以上あるので、電流検出期間が確実に確保されるので、電流演算部10において第二の電圧指令によるPWM信号と直流電流idcから、三相電流を確実に演算できる。例えば、半導体スイッチング素子5yだけがオンしているときの直流電流idcをV相電流とする。
【選択図】図1
Description
この発明は、複数のスイッチング手段、例えば半導体スイッチング素子を用いて直流電力を交流電力に変換する電力変換装置に関するものである。
電力変換装置としての三相インバータ(以下、単にインバータと称する)において三相の電流を検出するには、三相のうち二相に電流検出装置を設けてそれら二相の電流を検出し、三相電流の和がゼロであることを利用して残りの一相の電流を演算することにより、三相電流を検出する方法が一般的であった。
しかしながら、二つの電流検出装置を設けるのはコストと体積が増加するため、インバータの直流母線に電流検出装置を一つ設けて、母線電流とインバータの半導体スイッチング素子のスイッチング状態とから三相電流を再生する方法が開発された。具体的には、異なる二つの相電流が母線電流に流れるスイッチングパターンにおいて電流を検出すれば、三相電流の和がゼロであることを利用して三相電流を検出することができる。しかし、上記の方法において三相電圧指令が小さくその差が小さい場合は、スイッチングパターンの継続時間が短くなり、検出が困難になる。
そこで、スイッチング周期前半において三相電圧指令の位相差が電流を検出するのに十分な大きさになるよう補正し、スイッチング周期後半において、前半と後半の電圧指令の平均が元の電圧指令と等しくなるように補正する方法が開発された(例えば、特許文献1参照)。
従来の電力変換装置は以上のように構成され、スイッチング半周期毎に電圧指令を補正するために高性能なPWM信号生成手段、例えばマイクロコンピュータが必要であった。
この発明は、簡易な構成で確実に電流を検出することができる電力変換装置を得ることを目的とする。
この発明は、簡易な構成で確実に電流を検出することができる電力変換装置を得ることを目的とする。
この発明に係る電力変換装置においては、
電圧指令作成部とPWM制御部とインバータ主回路と相電流算出部とを有し、モータを駆動する電力変換装置であって、
電圧指令作成部は、第一及び第二の電圧指令作成手段を有し、第一の電圧指令作成手段はモータを所望の状態に制御するための電流指令とモータの相電流とに基づいて三相の第一の電圧指令を作成し、第二の電圧指令作成手段は三相で各相間の差が所定値以上でかつ周期的に変化する第二の電圧指令を作成するものであり、
PWM制御部は、第一の電圧指令に基づいた第一のPWM信号と第二の電圧指令に基づいた第二のPWM信号とを交互に出力するものであり、
インバータ主回路は、直流母線を介して直流電源に接続される複数のスイッチング手段を有し、第一及び第二のPWM信号に基づいてスイッチング手段を開閉制御して直流電源の直流電力を三相交流電力に変換してモータを駆動するものであり、
相電流算出部は、電流センサと相電流演算手段とを有し、電流センサは直流母線に流れる直流母線電流を検出するものであり、相電流演算手段は直流母線電流と第二のPWM信号とに基づいて相電流を演算するものである。
電圧指令作成部とPWM制御部とインバータ主回路と相電流算出部とを有し、モータを駆動する電力変換装置であって、
電圧指令作成部は、第一及び第二の電圧指令作成手段を有し、第一の電圧指令作成手段はモータを所望の状態に制御するための電流指令とモータの相電流とに基づいて三相の第一の電圧指令を作成し、第二の電圧指令作成手段は三相で各相間の差が所定値以上でかつ周期的に変化する第二の電圧指令を作成するものであり、
PWM制御部は、第一の電圧指令に基づいた第一のPWM信号と第二の電圧指令に基づいた第二のPWM信号とを交互に出力するものであり、
インバータ主回路は、直流母線を介して直流電源に接続される複数のスイッチング手段を有し、第一及び第二のPWM信号に基づいてスイッチング手段を開閉制御して直流電源の直流電力を三相交流電力に変換してモータを駆動するものであり、
相電流算出部は、電流センサと相電流演算手段とを有し、電流センサは直流母線に流れる直流母線電流を検出するものであり、相電流演算手段は直流母線電流と第二のPWM信号とに基づいて相電流を演算するものである。
この発明は、
電圧指令作成部とPWM制御部とインバータ主回路と相電流算出部とを有し、モータを駆動する電力変換装置であって、
電圧指令作成部は、第一及び第二の電圧指令作成手段を有し、第一の電圧指令作成手段はモータを所望の状態に制御するための電流指令とモータの相電流とに基づいて三相の第一の電圧指令を作成し、第二の電圧指令作成手段は三相で各相間の差が所定値以上でかつ周期的に変化する第二の電圧指令を作成するものであり、
PWM制御部は、第一の電圧指令に基づいた第一のPWM信号と第二の電圧指令に基づいた第二のPWM信号とを交互に出力するものであり、
インバータ主回路は、直流母線を介して直流電源に接続される複数のスイッチング手段を有し、第一及び第二のPWM信号に基づいてスイッチング手段を開閉制御して直流電源の直流電力を三相交流電力に変換してモータを駆動するものであり、
相電流算出部は、電流センサと相電流演算手段とを有し、電流センサは直流母線に流れる直流母線電流を検出するものであり、相電流演算手段は直流母線電流と第二のPWM信号とに基づいて相電流を演算するものであるので、
簡易な構成で確実に三相電流を検出することができる。
電圧指令作成部とPWM制御部とインバータ主回路と相電流算出部とを有し、モータを駆動する電力変換装置であって、
電圧指令作成部は、第一及び第二の電圧指令作成手段を有し、第一の電圧指令作成手段はモータを所望の状態に制御するための電流指令とモータの相電流とに基づいて三相の第一の電圧指令を作成し、第二の電圧指令作成手段は三相で各相間の差が所定値以上でかつ周期的に変化する第二の電圧指令を作成するものであり、
PWM制御部は、第一の電圧指令に基づいた第一のPWM信号と第二の電圧指令に基づいた第二のPWM信号とを交互に出力するものであり、
インバータ主回路は、直流母線を介して直流電源に接続される複数のスイッチング手段を有し、第一及び第二のPWM信号に基づいてスイッチング手段を開閉制御して直流電源の直流電力を三相交流電力に変換してモータを駆動するものであり、
相電流算出部は、電流センサと相電流演算手段とを有し、電流センサは直流母線に流れる直流母線電流を検出するものであり、相電流演算手段は直流母線電流と第二のPWM信号とに基づいて相電流を演算するものであるので、
簡易な構成で確実に三相電流を検出することができる。
実施の形態1.
図1〜図7は、この発明を実施するための実施の形態1を示すものであり、図1は電力変換装置の構成を示す構成図、図2は第一の電圧指令を示す説明図、図3は第二の電圧指令を示す説明図、図4(a)は図1におけるPWM制御部の動作を示す説明図、図4(b)は図4(a)の部分拡大図、図5はPWM制御部の変形例の動作を示す説明図、図6及び図7はそれぞれ第二の電圧指令の変形例を示す説明図である。なお、PWM制御部は、パルス幅変調(Pulse Width Modulation)制御部のことである。
図1〜図7は、この発明を実施するための実施の形態1を示すものであり、図1は電力変換装置の構成を示す構成図、図2は第一の電圧指令を示す説明図、図3は第二の電圧指令を示す説明図、図4(a)は図1におけるPWM制御部の動作を示す説明図、図4(b)は図4(a)の部分拡大図、図5はPWM制御部の変形例の動作を示す説明図、図6及び図7はそれぞれ第二の電圧指令の変形例を示す説明図である。なお、PWM制御部は、パルス幅変調(Pulse Width Modulation)制御部のことである。
図1において、直流電源1に平滑コンデンサ2が並列に接続されている。直流電源1には、モータ3がインバータ主回路6を介して接続されている。また、電流検出器4が直流電源1とインバータ主回路6との間に設けられている。インバータ主回路6は、スイッチング手段としての半導体スイッチング素子5u,5v,5w,5x,5y,5zが三相ブリッジ回路に接続されて構成され、直流母線18を介して直流電源1に接続されている。直流母線18の一方側に電流検出器4が設けられている。電力変換装置11は、電流センサとしての電流検出器4、インバータ主回路6、電圧指令作成部としての第一の電圧指令作成手段7及び第二の電圧指令作成手段8、PWM制御部9及び相電流演算手段としての相電流演算部10により構成される。電流検出器4と相電流演算部10とにより相電流算出部を構成している。
次に、動作について説明する。
図1において、モータ3に対する周波数指令やトルク指令などを所望の値にすなわちモータ3を所定の状態に制御するための電流指令と電流検出器4によって検出された直流電流idcに基づいて相電流演算部10によって算出された三相電流iu,iv,iwとから、第一の電圧指令作成手段7により第一の電圧指令vu1,vv1,vw1が演算される。なお、モータ3の起動時には、直流電流idcは0であり、三相電流iu,iv,iwも0であるため、上記電流指令によって第一の電圧指令vu1,vv1,vw1が演算される。そして、第二の電圧指令作成手段8により第二の電圧指令vu2,vv2,vw2が出力される。PWM制御部9では、第一の電圧指令vu1,vv1,vw1と第二の電圧指令vu2,vv2,vw2(詳細後述)を交互に用いて、インバータ主回路6の半導体スイッチング素子5u,5v,5w,5x,5y,5zを駆動するゲート信号Gu,Gv,Gw,Gx,Gy,Gzを作成する。
図1において、モータ3に対する周波数指令やトルク指令などを所望の値にすなわちモータ3を所定の状態に制御するための電流指令と電流検出器4によって検出された直流電流idcに基づいて相電流演算部10によって算出された三相電流iu,iv,iwとから、第一の電圧指令作成手段7により第一の電圧指令vu1,vv1,vw1が演算される。なお、モータ3の起動時には、直流電流idcは0であり、三相電流iu,iv,iwも0であるため、上記電流指令によって第一の電圧指令vu1,vv1,vw1が演算される。そして、第二の電圧指令作成手段8により第二の電圧指令vu2,vv2,vw2が出力される。PWM制御部9では、第一の電圧指令vu1,vv1,vw1と第二の電圧指令vu2,vv2,vw2(詳細後述)を交互に用いて、インバータ主回路6の半導体スイッチング素子5u,5v,5w,5x,5y,5zを駆動するゲート信号Gu,Gv,Gw,Gx,Gy,Gzを作成する。
ゲート信号GuがHレベルの時は半導体スイッチング素子5uはオン、ゲート信号GuがLレベルの時は5uはオフである。ゲート信号Gv,Gw,Gx,Gy,Gzに対するゲート信号5v,5w,5x,5y,5zの関係も同様である。第一の電圧指令vu1,vv1,vw1が図2に示すようなものであり、第二の電圧指令vu2,vv2,vw2が図3に示すようなものである場合の、PWM制御部9の動作を図4(a)及び図4(a)部分拡大図である図4(b)に示す。ただし、第二の電圧指令vu2,vv2,vw2は第一の電圧指令vu1,vv1,vw1に対して十分高い周波数であるとしている。
なお、第一の電圧指令vu1,vv1,vw1は、通常のPWMで使用する三相で位相が120度ずつずれた交流波形であり、図2にある時刻における第一の電圧指令vu1,vv1,vw1の電圧関係を示す。第二の電圧指令vu2,vv2,vw2は第一の電圧指令vu1,vv1,vw1に対して十分高い周波数であるため、図4では、vu1,vv1,vw1がほとんど変化していないように見える。一方、第二の電圧指令vu2,vv2,vw2は、図3に示されるようなパルス状の波形が繰り返される。
図4において、PWMキャリアをC、PWMキャリア周期つまりスイッチング周期をTcで示した。図4において、PWMキャリアCのスイッチングの一周期毎に、第一の電圧指令vu1,vv1,vw1と第二の電圧指令vu2,vv2,vw2とが交互に用いられている。第一あるいは第二のU相電圧指令vu1あるいはvu2がPWMキャリアCよりも大きい場合はゲート信号GuをHレベルにゲート信号GxをLレベルにし、小さい場合はGuをLレベルにゲート信号GxをHレベルにしてPWM信号を作成する。V相電圧指令vv1とvv2とゲート信号Gvとゲート信号Gy,及びW相電圧指令vw1とvw2とゲート信号Gwとゲート信号Gzの関係も同様である。つまり、PWM制御部9は、第一の電圧指令vu1,vv1,vw1に基づいた第一のPWM信号と第二の電圧指令vu2,vv2,vw2に基づいた第二のPWM信号とを交互に出力する。そして、この第一及び第二のPWM信号に基づいて半導体スイッチング素子5u,5v,5w,5x,5y,5zを開閉制御して直流電源1の直流電力を三相交流電力に変換してモータ3を駆動する。ここで、第二の電圧指令vu2,vv2,vw2を用いた場合は、各相の電圧指令が所定間隔以上あるので、図4(b)に示すように電流検出期間t1とt2が確保される。
電流検出期間t1では、直流電源1の負側に接続された半導体スイッチング素子5x,5y,5zのうち半導体スイッチング素子5yだけがオンしているので、電流検出器4によって検出された直流電流idcからV相電流ivが検出できる。電流検出期間t2では、直流電源1の正側に接続された半導体スイッチング素子5u,5v,5wのうち半導体スイッチング素子5wだけがオンしているので、電流検出器4によって検出された直流電流idcからW相電流iwが検出できる。残りの1相のU相電流iuは三相電流の和がゼロであることを利用して演算できる。このようにして、相電流演算部10では、ゲート信号Gu,Gv,Gw,Gx,Gy,Gzと直流電流idcから、三相電流を演算する。
本発明では、第二の電圧指令vu2,vv2,vw2を用いている期間に必ず三相電流を演算することができる。また、第二の電圧指令vu2,vv2,vw2は第一の電圧指令vu1,vv1,vw1に対して十分高い周波数であるので、第一の電圧指令vu1,vv1,vw1に対して第二の電圧指令vu2,vv2,vw2の平均値はゼロとみなせるので、第一の電圧指令vu1,vv1,vw1の大きさに影響しない。また、第二の電圧指令vu2,vv2,vw2は一周期が6段階で階段状に変化するので、余分な高調波成分を低減することができる。
ただし、図4の例では第一の電圧指令vu1,vv1,vw1と第二の電圧指令vu2,vv2,vw2を用いる時間の比率が半々であるので、それらを交互に用いた電圧指令の大きさは第一の電圧指令vu1,vv1,vw1の半分となる。そこで、第一の電圧指令vu1,vv1,vw1を2倍にして第二の電圧指令vu2,vv2,vw2と交互に用いれば、第一の電圧指令vu1,vv1,vw1の平均値を保つことができる。この変形例を図5に示す。
また、以上では第二の電圧指令vu2,vv2,vw2として図3のように一周期が6段階で階段状に変化する電圧を用いた例について説明したが、これに限られるものではなく、各相間が電流検出に必要な所定間隔以上であればよい。例えば、図6に示す変形例のように一周期が2段階で階段状の変化するものや、図7に示す変形例のように一周期が3段階で階段状に変化するものであってもよい。第二の電圧指令vu2,vv2,vw2の波形が一周期が2〜3段階で階段状に変化するので、一周期を短くすることができる。
以上のように、この実施の形態によればモータ3を所望の状態に制御するための第一の電圧指令vu1,vv1,vw1と予め用意した各相間が所定間隔以上で周期的に変化する第二の電圧指令vu2,vv2,vw2とを交互に用いるという簡単な構成で、三相電流を演算して求めることができる。すなわち、簡易な構成でかつ確実に電流を検出することができる。よって、上述の特許文献に記載されたもののように、スイッチング周期前半において三相電圧指令の位相差が電流検出するに十分な大きさになるよう補正し、スイッチング周期後半において前半と後半の電圧指令の平均が元の補正前の電圧指令と等しくなるように補正するといった高性能なPWM信号生成手段例えばマイクロコンピュータを必要としない。
実施の形態2.
図8は、実施の形態2であるPWM制御部の動作を示す説明図である。この実施の形態におけるPWM制御部は、実施の形態1のPWM制御部9と同様のものであるが、その出力波形が異なる。すなわち、実施の形態1では、図4に示したように第一の電圧指令vu1,vv1,vw1と第二の電圧指令vu2,vv2,vw2の時間比率(出力期間の比率)が1:1であるので、それらを交互に用いた電圧指令の大きさは第一の電圧指令vu1,vv1,vw1の半分と小さくなる。そこで、この実施の形態においては、第一の電圧指令vu1,vv1,vw1を用いる時間比率を多くし、第一の電圧指令vu1,vv1,vw1の低下を小さくしたものである。
図8は、実施の形態2であるPWM制御部の動作を示す説明図である。この実施の形態におけるPWM制御部は、実施の形態1のPWM制御部9と同様のものであるが、その出力波形が異なる。すなわち、実施の形態1では、図4に示したように第一の電圧指令vu1,vv1,vw1と第二の電圧指令vu2,vv2,vw2の時間比率(出力期間の比率)が1:1であるので、それらを交互に用いた電圧指令の大きさは第一の電圧指令vu1,vv1,vw1の半分と小さくなる。そこで、この実施の形態においては、第一の電圧指令vu1,vv1,vw1を用いる時間比率を多くし、第一の電圧指令vu1,vv1,vw1の低下を小さくしたものである。
変形例の説明図である図8において、図1に示したPWM制御部9と同様のPWM制御部は、第二の電圧指令vu2,vv2,vw2をPWMキャリアCのスイッチングの二周期のうちで半周期だけ出力するようにしたものである。この場合は、第一の電圧指令vu1,vv1,vw1と第二の電圧指令vu2,vv2,vw2の時間比率は3:1であり、これを交互に用いた場合第一の電圧指令vu1,vv1,vw1の大きさは4分の3となる。このように、実施の態1に比べて、第一の電圧指令vu1,vv1,vw1の低下を小さくできる。なお、第二の電圧指令vu2,vv2,vw2をPWMキャリアCのスイッチングの三周期以上の周期のうちで半周期だけ出力するようにしてもよい。
実施の形態3.
図9は、実施の形態3であるPWM制御部の動作を示す説明図である。図9において、第一の電圧指令vu1,vv1,vw1の時間比率を大きくする別の方法として、PWMキャリア周期を可変にする方法がある。図9に、PWM制御部9にて第二の電圧指令vu2,vv2,vw2を用いる期間を短くした例を示す。Tc1は第一の電圧指令vu1,vv1,vw1を用いる期間、Tc2は第二の電圧指令vu2,vv2,vw2を用いる期間であり、Tc1とTc2の時間比率は3:1であり、Tc=Tc1+Tc2である。この場合、第一の電圧指令vu1,vv1,vw1と第二の電圧指令vu2,vv2,vw2を交互に用いた電圧における第一の電圧指令vu1,vv1,vw1の大きさは4分の3となり、実施の形態1に比べて第一の電圧指令vu1,vv1,vw1の低下を小さくできる。
図9は、実施の形態3であるPWM制御部の動作を示す説明図である。図9において、第一の電圧指令vu1,vv1,vw1の時間比率を大きくする別の方法として、PWMキャリア周期を可変にする方法がある。図9に、PWM制御部9にて第二の電圧指令vu2,vv2,vw2を用いる期間を短くした例を示す。Tc1は第一の電圧指令vu1,vv1,vw1を用いる期間、Tc2は第二の電圧指令vu2,vv2,vw2を用いる期間であり、Tc1とTc2の時間比率は3:1であり、Tc=Tc1+Tc2である。この場合、第一の電圧指令vu1,vv1,vw1と第二の電圧指令vu2,vv2,vw2を交互に用いた電圧における第一の電圧指令vu1,vv1,vw1の大きさは4分の3となり、実施の形態1に比べて第一の電圧指令vu1,vv1,vw1の低下を小さくできる。
実施の形態4.
図10は、実施の形態4である電力変換装置の構成を示す構成図である。図10において、実施の形態1と異なる点は、電力変換装置21が回転位置演算部12及び別の機能を有する第一の電圧指令作成手段13を有することである。モータ3に各相間が所定間隔以上で周期的に変化する第二の電圧指令vu2,vv2,vw2を印加すると、モータ電流には第二の電圧指令vu2,vv2,vw2の周波数成分の高調波電流が流れる。回転位置演算部12ではこの高調波電流からモータ3の回転子位置θを演算する。また、第一の電圧指令作成手段13では、モータ3を所望の状態に制御するための電流指令と回転位置θとモータ電流iu,iv,iwとから、第一の電圧指令vu1,vv1,vw1を作成する。
図10は、実施の形態4である電力変換装置の構成を示す構成図である。図10において、実施の形態1と異なる点は、電力変換装置21が回転位置演算部12及び別の機能を有する第一の電圧指令作成手段13を有することである。モータ3に各相間が所定間隔以上で周期的に変化する第二の電圧指令vu2,vv2,vw2を印加すると、モータ電流には第二の電圧指令vu2,vv2,vw2の周波数成分の高調波電流が流れる。回転位置演算部12ではこの高調波電流からモータ3の回転子位置θを演算する。また、第一の電圧指令作成手段13では、モータ3を所望の状態に制御するための電流指令と回転位置θとモータ電流iu,iv,iwとから、第一の電圧指令vu1,vv1,vw1を作成する。
回転位置演算部12において、回転子位置θを演算する方法を以下に説明する。
モータ3が埋込磁石型同期機の場合、固定直交座標(α−β軸)での電圧方程式は(1)式のように表せる。
モータ3が埋込磁石型同期機の場合、固定直交座標(α−β軸)での電圧方程式は(1)式のように表せる。
モータが停止または低速運転状態であると仮定し、ω=0とすれば固定直交座標での電流iαs,iβsは、次の(2)式となる。
いま、十分に高い周波数ωhの三相交流電圧を印加すると、次の不等式(3)が成り立つ。
ここで、固定子抵抗Rの影響を無視すると、(2)式は(4)式となる。
第二の電圧指令vu2,vv2,vw2の周波数をωhとし、その周波数成分を固定直交座標で(5)式のように表す。
これを(4)式の固定直交座標電圧である次の(6)式に代入すると(7)式となる。
(7)式に示すように固定直交座標電流iαs,iβsの振幅に位置情報θが含まれており、これより回転子位置θを演算することができる。
(7)式から回転子位置θを演算する手法を説明する。
固定直交座標電流iαs,iβsからフーリエ変換を用いてそれらの振幅Iαs,Iβsを抽出する。そして、抽出したIαs,Iβsより、(8)式に示すような演算を施すことにより、位置情報のみを含んだ項を抽出する。
(7)式から回転子位置θを演算する手法を説明する。
固定直交座標電流iαs,iβsからフーリエ変換を用いてそれらの振幅Iαs,Iβsを抽出する。そして、抽出したIαs,Iβsより、(8)式に示すような演算を施すことにより、位置情報のみを含んだ項を抽出する。
(8)式のΔIαβを次の(9)式で除すことにより、cos2θのみを抽出する。そして、cos2θの逆余弦を演算することにより2θ(回転子位置θ)を演算する。なお、θの演算は逆余弦演算ではなく、cos2θの値を記憶したテーブルを用意し、その記憶装置に記憶されたcos2θの値に基づいて回転子位置θを求めてもよい。
この回転子位置演算手法によれば、モータ回転子の位置を演算するためにモータ電流のみを用いるだけでよいため、演算量を少なく出来るという効果を奏する。ただし、回転子位置の演算方法はこの限りではないことはい言うまでもない。
以上のように本実施の形態によれば、モータ3の周波数指令やトルク指令などを所望の値にするための第一の電圧指令vu1,vv1,vw1と交互に予め用意した各相間が所定間隔以上で周期的に変化する第二の電圧指令vu2,vv2,vw2を用いるという簡単な構成で、三相電流を検出できることに加えて回転位置θも検出することができる。ゆえに、簡易かつ確実に電流の検出が可能なことに加えてモータの回転位置をセンサレスで実現できる。
1 直流電源、2 平滑コンデンサ、3 モータ、4 電流検出器、
5 半導体スイッチング素子、6 インバータ主回路、
7,13 第一の電圧指令作成手段、8 第二の電圧指令作成手段、
9 PWM制御部、10 相電流演算部、11,21 電力変換装置、
12 回転位置演算部、18 直流母線。
5 半導体スイッチング素子、6 インバータ主回路、
7,13 第一の電圧指令作成手段、8 第二の電圧指令作成手段、
9 PWM制御部、10 相電流演算部、11,21 電力変換装置、
12 回転位置演算部、18 直流母線。
Claims (7)
- 電圧指令作成部とPWM制御部とインバータ主回路と相電流算出部とを有し、モータを駆動する電力変換装置であって、
上記電圧指令作成部は、第一及び第二の電圧指令作成手段を有し、上記第一の電圧指令作成手段は上記モータを所望の状態に制御するための電流指令と上記モータの相電流とに基づいて三相の第一の電圧指令を作成し、上記第二の電圧指令作成手段は三相で各相間の差が所定値以上でかつ周期的に変化する第二の電圧指令を作成するものであり、
上記PWM制御部は、上記第一の電圧指令に基づいた第一のPWM信号と上記第二の電圧指令に基づいた第二のPWM信号とを交互に出力するものであり、
上記インバータ主回路は、直流母線を介して直流電源に接続される複数のスイッチング手段を有し、上記第一及び第二のPWM信号に基づいて上記スイッチング手段を開閉制御して上記直流電源の直流電力を三相交流電力に変換して上記モータを駆動するものであり、
上記相電流算出部は、電流センサと相電流演算手段とを有し、上記電流センサは上記直流母線に流れる直流母線電流を検出するものであり、上記相電流演算手段は上記直流母線電流と上記第二のPWM信号とに基づいて上記相電流を演算するものである
電力変換装置。 - 上記第二の電圧指令作成部は、一周期が2段階で階段状に変化する上記第二の電圧指令を作成するものであることを特徴とする請求項1に記載の電力変換装置。
- 上記第二の電圧指令作成部は、一周期が3段階で階段状に変化する上記第二の電圧指令を作成するものであることを特徴とする請求項1に記載の電力変換装置。
- 上記第二の電圧指令作成部は、一周期が6段階で階段状に変化する上記第二の電圧指令を作成するものであることを特徴とする請求項1に記載の電力変換装置。
- 上記PWM制御部は、上記第一のPWM信号の出力期間と同じ出力期間を有する上記第二のPWM信号を出力するものであることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の電力変換装置。
- 上記PWM制御部は、上記第一のPWM信号の出力期間よりも短い出力期間を有する上記第二のPWM信号を出力するものであることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の電力変換装置。
- 上記相電流の中から上記第二の電圧指令の周波数成分を抽出し当該周波数成分に基づいて上記モータの回転子位置を演算する回転子位置演算部を有するものであって、上記第一の指令電圧指令作成手段は上記回転子位置と上記電流指令と上記相電流とに基づいて上記第一の指令電圧指令を作成するものであることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の電力変換装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008315790A JP2010142022A (ja) | 2008-12-11 | 2008-12-11 | 電力変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008315790A JP2010142022A (ja) | 2008-12-11 | 2008-12-11 | 電力変換装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010142022A true JP2010142022A (ja) | 2010-06-24 |
Family
ID=42351638
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008315790A Pending JP2010142022A (ja) | 2008-12-11 | 2008-12-11 | 電力変換装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2010142022A (ja) |
-
2008
- 2008-12-11 JP JP2008315790A patent/JP2010142022A/ja active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6555186B2 (ja) | 交流電動機の制御装置 | |
US20070296371A1 (en) | Position sensorless control apparatus for synchronous motor | |
JP4866216B2 (ja) | 電力変換装置 | |
JP4749874B2 (ja) | 電力変換装置及びそれを用いたモータ駆動装置 | |
JP5900600B2 (ja) | 電動機の磁極位置推定装置およびそれを用いた制御装置 | |
JP2004282969A (ja) | 交流電動機の制御装置及び制御方法 | |
JP5331523B2 (ja) | 誤配線検出機能を備えた三相同期電動機の制御装置 | |
WO2018061546A1 (ja) | 電力変換器の制御装置 | |
JP2016189698A (ja) | 車両用回転電機の制御装置、及び制御方法 | |
WO2014024460A1 (ja) | モータ制御装置 | |
JP6129972B2 (ja) | 交流電動機の制御装置、交流電動機駆動システム、流体圧制御システム、位置決めシステム | |
JP5514660B2 (ja) | 負荷制御装置 | |
JP2008220117A (ja) | 交流電動機の制御装置 | |
WO2012066800A1 (ja) | 電流検出装置及びモータ制御装置 | |
JP6685452B1 (ja) | 回転電機の制御装置 | |
JP2007110811A (ja) | インバータ装置とその制御方法 | |
JP4722002B2 (ja) | Pwmインバータ制御装置及びpwmインバータ制御方法並びに冷凍空調装置 | |
JP2005065439A (ja) | 電圧形インバータの制御方法 | |
JP5196269B2 (ja) | 電動機の制御装置 | |
JP2010268629A (ja) | インバータ装置 | |
JP2010068581A (ja) | 電動機駆動装置 | |
KR20160065291A (ko) | 전동기 구동 모듈 | |
JP2013141345A (ja) | モータ制御装置及び空気調和機 | |
JP2006074951A (ja) | 交流電動機の制御装置 | |
JP6116449B2 (ja) | 電動機駆動制御装置 |