JP2593081B2 - Inverter device - Google Patents

Inverter device

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JP2593081B2
JP2593081B2 JP62249331A JP24933187A JP2593081B2 JP 2593081 B2 JP2593081 B2 JP 2593081B2 JP 62249331 A JP62249331 A JP 62249331A JP 24933187 A JP24933187 A JP 24933187A JP 2593081 B2 JP2593081 B2 JP 2593081B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、直流−交流変換装置即ちインバータ装置に
関し、更に詳細には、所望交流波形を比較的容易に得る
ことが出来るインバータ装置に関する。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a DC / AC converter, that is, an inverter, and more particularly, to an inverter capable of relatively easily obtaining a desired AC waveform.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

メモリに有無電圧ベクトルと零電圧ベクトルとを予め
決められた順番に書き込んでおき、アドレスカウンタに
よつて順次に読み出す方式は、特開昭62−207196号公報
に開示されている。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-207196 discloses a method in which the presence / absence voltage vector and the zero voltage vector are written in a memory in a predetermined order, and are sequentially read by an address counter.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problems to be solved by the invention]

ところで、上記出願に開示されている三相インバータ
の複数のスイッチング素子を一括制御する方式では、イ
ンバータ出力に基づく磁束ベクトルの速度が三相出力電
圧の第1相を基準にして30度、90度、150度、210度、27
0度、330度で速くなり、これ等の中間部分で遅くなり、
近似性の良い正弦波を得ることができなかった。
By the way, in the method of controlling a plurality of switching elements of a three-phase inverter collectively as disclosed in the above application, the speed of the magnetic flux vector based on the inverter output is 30 degrees, 90 degrees with respect to the first phase of the three-phase output voltage. , 150 degrees, 210 degrees, 27
It gets faster at 0 degrees and 330 degrees, slows down in the middle of these,
A sine wave with good approximation could not be obtained.

そこで、本発明の目的は近似性の良い正弦波を容易に
得ることができるインバータ装置を提供することにあ
る。
Therefore, an object of the present invention is to provide an inverter device that can easily obtain a sine wave with good approximation.

[問題点を解決するための手段] 上記目的を達成するための本発明は、実施例を示す図
面の符号を参照して説明すると、複数のスイッチング素
子によって入力直流電圧をパルス幅変調状態に断続する
ことによって近似正弦波の三相交流電圧に変換する三相
逆変換回路5と、前記三相逆変換回路5から近似正弦波
の三相交流電圧を得ることができるように前記複数のス
イッチング素子を一括制御するための有値電圧ベクトル
データと零電圧ベクトルデータと前記三相逆変換回路5
の目標出力電圧に相当する正弦波三相交流電圧の三相全
波整流波形を示す波形データとが前記交流電圧の波形の
0度から360度の区間に対応するようにそれぞれが書き
込まれている第1、第2及び第3のメモリM1、M2、M3
と、前記第1、第2及び第3のメモリM1、M2、M3から前
記有値電圧ベクトルデータと前記零電圧ベクトルデータ
と前記波形データとのそれぞれを所定の順番で読み出す
ためのアドレスカウンタ10と、前記アドレスカウンタ10
のためのクロックパルスを発生するクロック発振器21
と、前記交流電圧の周波数よりも十分に高い繰り返し周
波数を有して三角波を示すデータを発生する三角波発生
回路19と、前記三角波発生回路19と前記第3のメモリM3
とに接続され、前記三角波の最大振幅値が前記三相全波
整流波形に対応するように前記三角波を変調するための
変調手段18と、前記三相逆変換回路5の出力交流電圧の
所望周波数を直流レベルによって示す周波数指令信号を
付与する周波数指令信号付与手段23と、前記変調手段18
と前記周波数指令信号付与手段23とに接続され、且つ前
記変調された三角波と前記周波数指令信号との比較出力
を発生するように形成された比較器22と、前記クロック
発振器21に接続された第1の入力端子と前記比較器22に
接続された第2の入力端子と前記アドレスカウンタ10に
接続された出力端子とを有し且つ前記変調された三相波
が前記周波数指令信号を横切っていないことを示す前記
比較器22の出力に応答して前記クロツク発振器21のクロ
ックパルスを前記アドレスカウンタ10に伝送し、前記変
調された三角波が前記周波数指令信号を横切っているこ
とを示す前記比較器22の出力に応答して前記クロックパ
ルスの前記アドレスカウンタ10への伝送を阻止するよう
に形成されたゲート回路20と、前記比較器22と前記第1
及び第2のメモリM1、M2とに接続され且つ前記変調され
た三角波が前記周波数指令信号を横切っていない時に前
記第1のメモリM1の前記有値電圧ベクトルデータを出力
し、前記変調された三角波が前記周波数指令信号を横切
っている時に前記第2のメモリM2の前記零電圧ベクトル
データを出力するように形成された選択ゲート手段11、
12、13、15と、前記選択ゲート手段11、12、13、15で選
択されたデータに基づいて前記三相逆変換回路5の前記
スイッチング素子A1、A2、B1、B2、C1、C2をオン・オフ
駆動するための駆動回路8とを備えたインバータ装置に
係わるものである。
[Means for Solving the Problems] The present invention for achieving the above object will be described with reference to the reference numerals in the drawings showing the embodiments. The input DC voltage is intermittently switched to a pulse width modulation state by a plurality of switching elements. And a plurality of switching elements so that an approximate sine-wave three-phase AC voltage can be obtained from the three-phase inverse conversion circuit 5. Voltage vector data and zero voltage vector data for collectively controlling the three-phase inverse conversion circuit 5
And the waveform data indicating the three-phase full-wave rectified waveform of the sine-wave three-phase AC voltage corresponding to the target output voltage is written so as to correspond to the section from 0 to 360 degrees of the AC voltage waveform. First, second and third memories M1, M2, M3
And an address counter 10 for reading out each of the valued voltage vector data, the zero voltage vector data, and the waveform data from the first, second, and third memories M1, M2, M3 in a predetermined order. , The address counter 10
Oscillator 21 that generates clock pulses for
A triangular wave generation circuit 19 having a repetition frequency sufficiently higher than the frequency of the AC voltage to generate data indicating a triangular wave; the triangular wave generation circuit 19 and the third memory M3
A modulating means 18 for modulating the triangular wave so that the maximum amplitude value of the triangular wave corresponds to the three-phase full-wave rectified waveform, and a desired frequency of the output AC voltage of the three-phase inverse conversion circuit 5 Frequency command signal providing means 23 for providing a frequency command signal indicating the
And a comparator 22 connected to the frequency command signal applying means 23 and configured to generate a comparison output between the modulated triangular wave and the frequency command signal, and a comparator 22 connected to the clock oscillator 21. One input terminal, a second input terminal connected to the comparator 22, and an output terminal connected to the address counter 10, and the modulated three-phase wave does not cross the frequency command signal. A clock pulse from the clock oscillator 21 to the address counter 10 in response to the output of the comparator 22 indicating that the modulated triangular wave is crossing the frequency command signal. A gate circuit 20 formed to block the transmission of the clock pulse to the address counter 10 in response to the output of the comparator 22 and the first circuit.
And outputting the valued voltage vector data of the first memory M1 when the modulated triangular wave is not crossing the frequency command signal and connected to the second memories M1 and M2, Select gate means 11, formed so as to output the zero voltage vector data of the second memory M2 when crossing the frequency command signal,
12, 13, 15 and the switching elements A1, A2, B1, B2, C1, C2 of the three-phase inversion circuit 5 are turned on based on the data selected by the selection gate means 11, 12, 13, 15. The present invention relates to an inverter device including a drive circuit 8 for off-drive.

[発明の作用及び効果] 本発明によれば、第3のメモリM3から読み出された三
相全波整流波形を示すデータによって三角波を変調す
る。この結果、交流電圧の30度、90度、150度、210度、
270度、330度及びこれ等の近傍で三角波の最大振幅が大
きくなり、これ等の中間部分で三角波の最大振幅が小さ
くなる。この結果、アドレスカウンタ10に入力するクロ
ックパルスの阻止時間が30度、90度、150度、210度、27
0度、330度及びこの近傍においてこれ等の中間部分(0
度、60度、120度、180度、240度、300度)に比べて長く
なり、アドレスカウンタ10に入力するクロックパルスの
単位時間当りの数が少なくなる。従って、これ等の領域
においては、単位時間当りのアドレス切換回数が少なく
なり、結果として磁束ベクトルの速度が円周上でほぼ一
定になり、近似性の良い正弦波出力電圧を得ることがで
きる。
[Operation and Effect of the Invention] According to the present invention, the triangular wave is modulated by the data indicating the three-phase full-wave rectified waveform read from the third memory M3. As a result, 30 degrees, 90 degrees, 150 degrees, 210 degrees,
The maximum amplitude of the triangular wave increases at 270 degrees, 330 degrees, and the vicinity thereof, and the maximum amplitude of the triangular wave decreases at an intermediate portion between them. As a result, the blocking time of the clock pulse input to the address counter 10 is 30, 90, 150, 210, 27
At 0 degrees, 330 degrees and in the vicinity, these intermediate parts (0
, 60, 120, 180, 240, and 300 degrees), and the number of clock pulses input to the address counter 10 per unit time is reduced. Therefore, in these regions, the number of address switching per unit time is reduced, and as a result, the speed of the magnetic flux vector becomes substantially constant on the circumference, and a sine wave output voltage with good approximation can be obtained.

〔実施例〕〔Example〕

次に、本発明の実施例に係わる周波数変換装置を説明
する。商用電源に接続される三相交流電源線1、2、3
には、ダイオードD1〜D6をブリツジ接続した三相全波整
流回路4が接続されている。全波整流回路4の出力段に
はリプルを除去するためのフイルタは接続されておら
ず、逆変換回路3即ちインバータ回路のスイツチングに
よる高周波ノイズを除去するための1〜2mH程度のリア
クトル6と平滑用コンデンサ7が接続されている。
Next, a frequency converter according to an embodiment of the present invention will be described. Three-phase AC power lines 1, 2, 3 connected to commercial power
The three-phase full-wave rectifier circuit 4 and the diode D 1 to D 6 and Buritsuji connection is connected. No filter for removing ripples is connected to the output stage of the full-wave rectifier circuit 4, and the reverse conversion circuit 3, that is, a reactor 6 of about 1 to 2 mH for removing high-frequency noise due to switching of the inverter circuit, is smoothed. Capacitor 7 is connected.

PWM制御可能な三相インバータ5はトランジスタから
成るスイツチング素子A1、A2、B1、B2、C1、C2をブリッ
ジ接続し、各スイツチング素子にダイオードDを並列接
続したものである。6個のスイツチング素子A1〜C2は、
駆動回路8から供給される制御信号に応答してオン・オ
フ動作する。なお、インバータ5の上側の3つのスイツ
チング素子A1、B1、C1と下側の3つのスイツチング素子
A2、B2、C2とは、互いに逆に動作するので、一方の制御
を特定すれば、インバータ全体の制御が特定される。こ
こでは、ROM(リードオンリーメモリ)9から読み出さ
れる第1、第2、及び第3の信号A、B、Cによりイン
バータ制御状態を特定し、信号A、B、Cが高レベル即
ち論理“1"の時にスイツチング素子A1、B1、C1がオン、
低レベル即ち論理“0"の時にスイツチング素子A1、B1
C1がオフとする。
The PWM controllable three-phase inverter 5 is a device in which switching elements A 1 , A 2 , B 1 , B 2 , C 1 , and C 2 composed of transistors are connected in a bridge, and a diode D is connected in parallel to each switching element. The six switching elements A 1 to C 2 are:
On / off operation is performed in response to a control signal supplied from the drive circuit 8. Note that the upper three switching elements A 1 , B 1 , and C 1 of the inverter 5 and the lower three switching elements
Since A 2 , B 2 , and C 2 operate in opposite directions, specifying one of the controls specifies the control of the entire inverter. Here, the inverter control state is specified by the first, second, and third signals A, B, and C read from a ROM (read only memory) 9, and the signals A, B, and C are set to a high level, that is, logic "1". When ", the switching elements A 1 , B 1 , C 1 are on,
The switching elements A 1 , B 1 ,
C 1 is turned off.

ROM9はインバータ5をPWM制御するためのPWMスイツチ
ングパターン(単位ベクトルデータ)を予め書き込んだ
第1のメモリM1と、ゼロベクトルを書き込んだ第2のメ
モリM2と、速度調整データを書き込んだ第3のメモリM3
とを有する。各メモリM1〜M3は例えば0〜511までの512
アドレスを夫々有し、夫々カウンタ10の9ビツトの2進
出力ラインの値でアドレス指定される。第1のメモリM1
の有値ベクトルと第2のメモリM2ゼロベクトルとは同時
に出力されず、択一的に出力される。この択一的制御を
行うために、第1のメモリM1の3ビツトの出力ラインは
第1のANDゲート11とORゲート12とを介して駆動回路8
に接続され、第2のメモリM2の3ビツトの出力ラインは
第2のANDゲート13とORゲート12とを介して駆動回路8
に接続され、第1のANDゲート11は比較器22の出力によ
つて制御され、第2のANDゲート13は比較器22の出力に
接続されたNOT回路15の出力で制御されている。なお、
第1図では図示の都合上、第1及び第2のメモリM1、M2
の出力ライン、第1及び第2のANDゲート11、13の出力
ライン、及びORゲート12の出力ラインを1本の線で示さ
れているが、これ等は電圧ベクトルを示す3つの信号
A、B、Cを伝送する3本(3ビツト)の信号線から成
る。後述から明らかになるように第1及び第2のメモリ
M1、M2の有値ベクトルとゼロベクトルに基づく逆変換回
路5のスイツチング素子A1〜C2の制御の原理は、特開昭
62−207196号公報に開示されているものと同一である。
ROM9 is written the PWM when to quenching pattern first memory M 1 is written (unit vector data) in advance for PWM-controlling inverter 5, the second writing the zero vector and the memory M 2, the speed adjustment data Third memory M 3
And Each of the memories M 1 to M 3 is, for example, 512 to 0 to 511.
Each has an address, each addressed by the value of a 9-bit binary output line of counter 10. First memory M 1
The eigenvalues vector and not output at the same time the second memory M 2 zero vector are output alternatively. In order to make this alternative control, the output lines of the first 3 of the memory M 1 bit is first AND gate 11 and OR gate 12 and the driving circuit through the 8
Is connected to the second three bits output lines of the memory M 2 is the second AND gate 13 and OR gate 12 and the driving circuit 8 via the
The first AND gate 11 is controlled by the output of the comparator 22, and the second AND gate 13 is controlled by the output of the NOT circuit 15 connected to the output of the comparator 22. In addition,
In FIG. 1, the first and second memories M 1 and M 2 are shown for convenience of illustration.
, The output lines of the first and second AND gates 11 and 13, and the output line of the OR gate 12 are shown by one line, which are three signals A indicating a voltage vector, It consists of three (3 bit) signal lines for transmitting B and C. First and second memories as will become apparent from the description below.
The principle of the control of the switching-element A 1 -C 2 inverse transform circuit 5 based on the eigenvalues vectors and zero vector of M 1, M 2 is JP
It is the same as that disclosed in JP-A-62-207196.

駆動回路8は3つのNOT回路を含み、入力する信号
A、B、Cはスイツチング素子A1、B1、C1の各ベースに
供給し、NOT回路で信号A、B、Cを反転した信号をス
イツチング素子A2、B2、C2の各ベースに供給する。
The drive circuit 8 includes three NOT circuits. Input signals A, B, and C are supplied to respective bases of the switching elements A 1 , B 1 , and C 1 , and signals A, B, and C are inverted by the NOT circuits. Is supplied to the bases of the switching elements A 2 , B 2 , and C 2 .

アドレスカウンタ10の入力端子はANDゲート20を介し
て4MHzのクロツク発振器21に接続されている。ANDゲー
ト20はクロツク信号の通過を制御するものであり、この
もう一方の入力端子は比較器22に接続されている。
The input terminal of the address counter 10 is connected to a 4 MHz clock oscillator 21 via an AND gate 20. The AND gate 20 controls the passage of the clock signal. The other input terminal of the AND gate 20 is connected to the comparator 22.

比較器22の非反転入力端子は周波数指令信号ライン23
に接続され、反転入力端子は変調回路18を介して三角波
発生回路19に接続されている。三角波発生回路19は逆変
換回路5の出力交流電圧よりも十分に高い周波数(例え
ば20kHz)で三角波を発生する。変調回路18は、第3の
メモリM3にも接続され、この第3のメモリM3から得られ
る速度調整データとしての第5図(A)に示す正弦波三
相交流電圧の三相全整流波形を示すデータによって三角
波を振幅変調するものである。なお、比較器22の出力は
第1及び第2のメモリM1、M2の出力の選択にも使用され
ている。次に動作原理及び各部を更に詳しく説明する。
The non-inverting input terminal of the comparator 22 is a frequency command signal line 23.
The inverting input terminal is connected to a triangular wave generation circuit 19 via a modulation circuit 18. The triangular wave generation circuit 19 generates a triangular wave at a frequency (for example, 20 kHz) sufficiently higher than the output AC voltage of the inverse conversion circuit 5. The modulation circuit 18 is also connected to the third memory M3, and converts the three-phase full rectified waveform of the sine-wave three-phase AC voltage shown in FIG. 5A as speed adjustment data obtained from the third memory M3. The amplitude modulation of the triangular wave is performed by the data shown. Note that the output of the comparator 22 is also used to select the output of the first and second memories M1 and M2. Next, the operation principle and each part will be described in more detail.

〔動作原理〕〔Operating principle〕

完全に平滑された直流電圧を供給する直流電源に接続
された三相電圧型インバータにおいて各相電圧の和、Va
+Vb+Vc=0に中性点電圧を選べばこれらの瞬時値は空
間ベクトル V=2/3(Va+Vb・e−j2π/3+Vc・e−j4π/3) として定義される瞬時空間ベクトルで表すことができ
る。インバータのスイツチング状態により、出力の瞬時
空間電圧ベクトルは計8種類ある。そのうちの2つV
0(000)、V7(111)は出力が短絡されるため零電圧ベ
クトルである。出力に正弦波対称三相交流を得るために
は、電圧ベクトルを時間積分したベクトル即ち磁束ベク
トルの軌跡も円にならなければならないから、電圧ベク
トルが円に沿うようにインバータのスイツチが選ばれ
る。またベクトルが一定速度で進んだとしても第4図の
0度の所は30度の所よりもスイツチング回数が多いため
に、直流電圧に比例した速度で回転する磁束ベクトルの
軌跡は、第4図の30度の部分で速く、0度の部分で遅く
なり、完全な正弦波が得られない。磁束ベクトルの速度
の速くなる部分は第4図で30度、90度、150度、210度、
270度、330度の部分であり、速度の遅くなる部分はこれ
等の中間部分である。従つて、この速度分布は三相イン
バータ出力の三相全波整流波形のようになる。そこで、
第1図では第3のメモリM3に、第5図(A)に示す逆変
換回路5の出力電圧の三相全波整流波形に対応する5ビ
ツトのデータaが書き込まれている。磁束ベクトルを一
定速度で回転させるためには電圧ベクトルの進む速さを
第5図(A)の三相全波整流波形の逆数に従うように変
調してやればよい。この電圧ベクトルの速度変調は、第
1図では変調回路18に乗算DA変換器(M・D/A)を使用
し、三角波発生器19から与えられる一定振幅の三角波を
第5図(B)の三角波信号bに示すように変調し、これ
を比較器22に入力させ、第5図(B)の周波数指令信号
cと比較することによつて第5図(C)に示す比較出力
を形成し、これをANDゲート20に与え、第5図(C)の
比較出力が高レベルの期間のみ第5図(D)に示す如く
クロツク信号を通過させ、これをアドレスカウンタ10に
加えることにより達成される。要するに、第4図の磁束
ベクトルの回転が速くなる30度の近傍部分では、アドレ
スカウンタ10の単位時間長当りの入力クロツクパルス数
を少なくし、0度の近傍部分では多くする。これによ
り、磁束ベクトルの速度が円周上で一定になる。なお、
第2のメモリM2のゼロベクトルが選択されている時に
は、第4図の軌跡の運動は止まり、負荷の時定数に従つ
て中心方向に移動し、速度調整が行われる。
Sum of each phase voltage, V a in a three-phase voltage type inverter connected to a DC power supply that supplies a completely smoothed DC voltage
These instantaneous values if you choose the neutral point voltage is defined as the space vector V = 2/3 (V a + V b · e -j2π / 3 + V c · e -j4π / 3) to + V b + V c = 0 It can be represented by an instantaneous space vector. There are a total of eight types of instantaneous space voltage vectors of the output depending on the switching state of the inverter. Two of them V
0 (000) and V 7 (111) are zero voltage vectors because the output is short-circuited. In order to obtain a sine-wave symmetrical three-phase alternating current at the output, the vector obtained by time-integrating the voltage vector, that is, the trajectory of the magnetic flux vector must also be a circle. Even if the vector moves at a constant speed, the locus of the magnetic flux vector rotating at a speed proportional to the DC voltage is shown in FIG. Is fast at 30 degrees and slow at 0 degrees, and a complete sine wave cannot be obtained. The portion where the speed of the magnetic flux vector becomes faster is 30 degrees, 90 degrees, 150 degrees, 210 degrees in FIG.
The portions at 270 degrees and 330 degrees are the intermediate portions between which the speed is reduced. Therefore, this speed distribution becomes like a three-phase full-wave rectified waveform of the three-phase inverter output. Therefore,
In Figure 1 the third memory M 3, data a 5 bit corresponding to the three-phase full-wave rectified waveform of an output voltage of the inverse transform circuit 5 shown in FIG. 5 (A) is written. In order to rotate the magnetic flux vector at a constant speed, the speed at which the voltage vector advances may be modulated so as to follow the reciprocal of the three-phase full-wave rectified waveform in FIG. 5 (A). In this voltage vector velocity modulation, a multiplying DA converter (M · D / A) is used for the modulation circuit 18 in FIG. The signal is modulated as indicated by the triangular wave signal b, input to the comparator 22, and compared with the frequency command signal c shown in FIG. 5B to form a comparison output shown in FIG. 5C. , And to the AND gate 20 to pass the clock signal as shown in FIG. 5D only during the period when the comparison output in FIG. You. In short, the number of input clock pulses per unit time length of the address counter 10 is reduced in the vicinity of 30 degrees where the rotation of the magnetic flux vector is accelerated in FIG. 4, and increased in the vicinity of 0 degrees. Thereby, the speed of the magnetic flux vector becomes constant on the circumference. In addition,
When the zero vector of the second memory M 2 is selected, motion trajectory of FIG. 4 is stopped, the time constant of the load to move the slave connexion center direction, speed adjustment is performed.

〔ROMの内容〕[Contents of ROM]

ROM9の各メモリM1、M2、M3には第2図に原理的に示す
如くデータが書き込まれている。即ちROM9の各メモリM1
〜M3は例えばアドレス0〜511を夫々有し、第1のメモ
リM1のアドレス0〜3には例えば電圧ベクトルV6、V2
V6、V2の3ビットデータ(A、B、C)が順に書き込ま
れ、第2のメモリM2のアドレス0〜3にはゼロベクトル
V7、V0、V7、V0のデータが順に書き込まれ、第3のメモ
リM3には逆変換回路5の三相出力の全波整流波形に対応
する5ビツトのデータaが順次に書き込まれている。残
りのアドレス4〜511にもアドレス0〜3と同一の原理
でベクトルデータが書き込まれている。第2図の各アド
レスのベクトルデータは原理を示すものであるため、実
際のデータとは異なる。今、第1のメモリM1のアドレス
0〜84(0°〜60°区間に対応)の実際の電圧ベクトル
データを示すと、 V6、V6、V6、V6、V2、V2、V2、V2、V2、V2、V6、V6
V6、V6、V2、V2、V2、V2、V2、V2、V6、V6、V6、V6
V2、V2、V2、V2、V2、V2、V2、V2、V2、V2、V2、V2
V2、V2、V2、V2、V2、V2、V2、V2、V2、V2、V2、V2
V2、V2、V2、V2、V2、V2、V2、V2、V2、V2、V2、V2
V2、V3、V3、V3、V3、V2、V2、V2、V2、V2、V2、V3
V3、V3、V3、V2、V2、V2、V2、V2、V2、V3、V3、V3、V3
になる。
Data is written in the memories M 1 , M 2 and M 3 of the ROM 9 as shown in principle in FIG. That is, each memory M 1 of the ROM 9
~M 3, for example addresses 0 to 511 respectively have, in the first address 0-3 memory M 1 for example, a voltage vector V 6, V 2,
3-bit data (A, B, C) of V 6 and V 2 are written in order, and a zero vector is stored in addresses 0 to 3 of the second memory M 2.
Data V 7, V 0, V 7 , V 0 is written in this order, the third data a corresponding 5-bit full-wave rectified waveform of the three-phase output of the memory M 3 inverse conversion circuit 5 sequentially Has been written. The remaining addresses 4 to 511 are also written with vector data according to the same principle as the addresses 0 to 3. The vector data of each address shown in FIG. 2 shows the principle and differs from the actual data. Now, indicating the actual voltage vector data of the first address of the memory M 1 0-84 (corresponding to 0 ° to 60 ° interval), V 6, V 6, V 6, V 6, V 2, V 2 , V 2 , V 2 , V 2 , V 2 , V 6 , V 6 ,
V 6, V 6, V 2 , V 2, V 2, V 2, V 2, V 2, V 6, V 6, V 6, V 6,
V 2 , V 2 , V 2 , V 2 , V 2 , V 2 , V 2 , V 2 , V 2 , V 2 , V 2 , V 2 ,
V 2 , V 2 , V 2 , V 2 , V 2 , V 2 , V 2 , V 2 , V 2 , V 2 , V 2 , V 2 ,
V 2 , V 2 , V 2 , V 2 , V 2 , V 2 , V 2 , V 2 , V 2 , V 2 , V 2 , V 2 ,
V 2, V 3, V 3 , V 3, V 3, V 2, V 2, V 2, V 2, V 2, V 2, V 3,
V 3, V 3, V 3 , V 2, V 2, V 2, V 2, V 2, V 2, V 3, V 3, V 3, V 3
become.

〔電圧ベクトル〕[Voltage vector]

第3図は6個の電圧ベクトルV1〜V6と、2つのゼロベ
クトルV0、V7とを示す。スイツチング素子A1、B1、C1
とり得るスイツチング状態は、(000)、(001)、(01
0)、(011)、(100)、(101)、(110)、(111)の
8つであるので、これをV0、V1、V2、V3、V4、V5、V6
V7で表わすことにする。本実施例の装置では、電圧ベク
トルV0〜V7が第1及び第2のメモリM1、M2に書き込ま
れ、これが制御データ(A、B、C)として出力され
る。8つのベクトルV0〜V7を組み合せると、正弦波出力
電圧及び回転磁界ベクトルを得ることが出来る。
Figure 3 shows the six voltage vectors V 1 ~V 6, and two zero vectors V 0, V 7. The switching states that the switching elements A 1 , B 1 , and C 1 can take are (000), (001), and (01).
0), (011), (100), (101), (110), and (111), which are represented by V 0 , V 1 , V 2 , V 3 , V 4 , V 5 , V 6 ,
To be represented by V 7. In the apparatus of this embodiment is written to the voltage vector V 0 ~V 7 is the memory M 1 of the first and second 2, M 2, which is the output control data (A, B, C) as a. Combining eight vectors V 0 ~V 7, it is possible to obtain a sinusoidal output voltage and rotating magnetic field vector.

〔ベクトル選択〕[Vector selection]

第4図は回転磁界ベクトルφ1を得るための電圧ベク
トルの選択を示すものである。回転磁界ベクトルφ1
先端(終点)の軌跡を円に近づけるためには、330°〜3
0°区間で第6及び第2のベクトルV6、V2、30°〜90°
区間で第2及び第3のベクトルV2、V3、90°〜150°区
間で第3及び第1のベクトルV3、V1、150°〜210°区間
で第1及び第5のベクトルV1、V5、210°〜270°区間で
第5及び第4のベクトルV5、V4、270°〜330°区間で第
4及び第6のベクトルV4、V6を選択する。原理的に示す
第4図の330°〜30°区間では有値ベクトルとしてV6とV
2とが選択され、ベクトル回転を止める時にゼロベクト
ルV7が選択されている。
Figure 4 shows a selection of the voltage vector to obtain a rotating magnetic field vector phi 1. In order to make the trajectory of the tip (end point) of the rotating magnetic field vector φ 1 close to a circle, it is required to be 330 ° to 3 °.
Sixth and second vectors V 6 and V 2 in the 0 ° section, 30 ° to 90 °
Vector V 2 of the second and third in the section, V 3, 90 ° to 150 DEG in ° interval third and first vector V 3, V 1, 0.99 ° to 210 first and fifth vector V in ° intervals 1, V 5, 210 ° ~270 in ° intervals fifth and fourth vector V 5, V 4, 270 ° ~330 selecting fourth and vector V 4, V 6 of the 6 ° intervals. V and V 6 as eigenvalues vector in the fourth diagram of 330 ° to 30 ° interval shown in principle
2 and are selected, and zero vector V 7 is selected when stopping the vector rotation.

比較器22の出力ビツトが低レベルの時には、第2のメ
モリM2が選択され、比較器22の出力が高レベルの時には
第1のメモリM1が選択される。比較器22の出力が高レベ
ルの期間にはクロツクパルスはANDゲート20を通過して
アドレスカウンタ10の入力パルスとなる。これにより、
カウンタ10のnビツト(9ビツト)の値がアツプ動作で
増大し、第1のメモリM1のアドレスが順次に指定され
る。しかし、比較器22の出力が低レベルになると、アド
レスカウンタ10のクロツク入力が禁止され、アドレスカ
ウンタはこの時点のアドレス指定を保持する。例えば、
第2図に示す如くアドレス2でメモリM1のベクトルV6
読み出されている時、メモリM2が選択されると、同一の
アドレス2におけるゼロベクトルV7(111)が選択され
る。ゼロベクトルV7は比較器22の出力が低レベルの間発
生し続け、比較出力が高レベルに戻つて再びカウンタ10
にクロツクパルスが入力し、カウンタ10の出力が1段イ
ンクリメントされると、第1のメモリM1のアドレス3の
電圧ベクトルV2(010)が選択される。ゼロベクトルはV
0(000)とV7(111)との2種類から成るが、スイツチ
素子A1〜C2の切換えが少なくてすむ方のベクトルが選択
される。カウンタ10が10進数の0〜511に対応する2進
数を発生し終ると、0〜360度の全電圧ベクトルデータ
が読み出され、逆変換回路5から三相の近似正弦波電圧
が発生し、ライン26、27、28に接続される例えば三相交
流モータに円軌跡に近い回転磁界ベクトルが生じる。
Output bits of the comparator 22 is at a low level, the second memory M 2 is selected, the output of the comparator 22 is at the time of high level is selected first memory M 1 is. While the output of the comparator 22 is at a high level, the clock pulse passes through the AND gate 20 and becomes an input pulse of the address counter 10. This allows
The value of n of the counter 10 bits (9 bits) is increased by up-operation, the first address of the memory M 1 are sequentially designated. However, when the output of the comparator 22 goes low, the clock input of the address counter 10 is inhibited, and the address counter retains the address specification at this time. For example,
When the vector V 6 of the memory M 1 at the address 2 is read out as shown in FIG. 2, the memory M 2 is selected, the zero vector V 7 at the same address 2 (111) is selected. Zero vector V 7 continues to occur between the output of the comparator 22 is low, again counter comparator output Te Modotsu the high level 10
When the clock pulse is input to the first memory M and the output of the counter 10 is incremented by one , the voltage vector V 2 (010) at the address 3 of the first memory M1 is selected. Zero vector is V
A vector which is composed of two types, 0 (000) and V 7 (111), and requires less switching of the switch elements A 1 to C 2 is selected. When the counter 10 finishes generating the binary numbers corresponding to the decimal numbers 0 to 511, the entire voltage vector data of 0 to 360 degrees is read, and the three-phase approximate sine wave voltage is generated from the inverse conversion circuit 5, For example, a three-phase AC motor connected to the lines 26, 27, 28 generates a rotating magnetic field vector close to a circular locus.

〔実験結果〕 ROM9には360/2048度毎にスイツチングパターン即ち有
値ベクトル、ゼロベクトル、リプルデータを書き込み、
R=10Ω、L=10mHの負荷を出力ライン26、27、28に接
続し、逆変換回路5は単なるPWM駆動して近似正弦波を
出力させた場合の入力電源線1、2、3における入力電
流波形、直流ライン24、25の直流電圧波形、出力ライン
26、27、28の出力電流波形は第6図に示す通りであつ
た。
[Experimental results] The switching pattern, that is, the value vector, the zero vector, and the ripple data are written into the ROM 9 every 360/2048 degrees.
A load of R = 10Ω and L = 10 mH is connected to the output lines 26, 27, and 28, and the inverse conversion circuit 5 is an input to the input power supply lines 1, 2, and 3 when the approximate sine wave is output by simple PWM drive. Current waveform, DC voltage waveform of DC lines 24 and 25, output line
The output current waveforms of 26, 27 and 28 were as shown in FIG.

〔変形例〕(Modification)

本発明は上述の実施例に限定されるものでなく、例え
ば次の変形が可能なものである。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and for example, the following modifications are possible.

(a)スイツチング素子A1〜C2としてFETを使用しても
よい。
(A) as a switching-element A 1 -C 2 may be used FET.

(b)特願昭61−47875号の回路方式における三角波発
生回路の出力をインバータ出力波形の角度に応じて変調
するようにしてもよい。即ち、第1図の周波数指令信号
ライン23に、逆変換回路5の出力ライン26、27、28に接
続された交流モータの速度検出器の出力と基準値との比
較出力の絶対値を入力させるようにしてもよい。なお、
比較出力ラインには比例積分回路を介挿する。
(B) The output of the triangular wave generating circuit in the circuit system of Japanese Patent Application No. 61-47875 may be modulated according to the angle of the inverter output waveform. That is, the absolute value of the comparison output between the output of the speed detector of the AC motor connected to the output lines 26, 27, and 28 of the inverse conversion circuit 5 and the reference value is input to the frequency command signal line 23 of FIG. You may do so. In addition,
A proportional integration circuit is inserted in the comparison output line.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明の実施例に係わる周波数変換装置を示す
ブロツク図、 第2図は第1図のROMの内容の一部を原理的に示す図、 第3図は電圧ベクトルを示す図、 第4図は回転磁界ベクトルを示す図、 第5図は第1図の各部の状態を示す波形図、 第6図は第1図の各部の波形図である。 1,2,3……電源線、4……整流回路、5……逆変換回
路、7……バイパス用コンデンサ、9……ROM、14……
第1の比較器、16……割算器、17……電圧指令信号ライ
ン、22……第2の比較器、25……リブル検出ライン。
FIG. 1 is a block diagram showing a frequency converter according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing a part of the contents of the ROM of FIG. 1 in principle, FIG. 3 is a diagram showing voltage vectors, FIG. 4 is a diagram showing a rotating magnetic field vector, FIG. 5 is a waveform diagram showing the state of each unit in FIG. 1, and FIG. 6 is a waveform diagram of each unit in FIG. 1, 2, 3 ... power line, 4 ... rectifier circuit, 5 ... reverse conversion circuit, 7 ... bypass capacitor, 9 ... ROM, 14 ...
1st comparator, 16... Divider, 17... Voltage command signal line, 22... 2nd comparator, 25.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】複数のスイッチング素子によって入力直流
電圧をパルス幅変調状態に断続することによって近似正
弦波の三相交流電圧に変換する三相逆変換回路(5)
と、 前記三相逆変換回路(5)から近似正弦波の三相交流電
圧を得ることができるように前記複数のスイッチング素
子を一括制御するための有値電圧ベクトルデータと零電
圧ベクトルデータと前記三相逆変換回路(5)の目標出
力電圧に相当する正弦波三相交流電圧の三相全波整流波
形を示す波形データとが前記交流電圧の波形の0度から
360度の区間に対応するようにそれぞれが書き込まれて
いる第1、第2及び第3のメモリ(M1、M2、M3)と、 前記第1、第2及び第3のメモリ(M1、M2、M3)から前
記有値電圧ベクトルデータと零電圧ベクトルデータと前
記波形データを所定の順番でそれぞれ読み出すためのア
ドレスカウンタ(10)と、 前記アドレスカウンタ(10)のためのクロックパルスを
発生するクロック発振器(21)と、 前記交流電圧の周波数よりも十分に高い繰返周波数を有
して三角波を示すデータを発生する三角波発生回路(1
9)と、 前記三角波発生回路(19)と前記第3のメモリ(M3)と
に接続され、前記三角波の最大振幅値が前記三相全波整
流波形に対応するように前記三角波を変調するための変
調手段(18)と、 前記三相逆変換回路(5)の出力交流電圧の所望周波数
を直流レベルによって示す周波数指令信号を付与する周
波数指令信号付与手段(23)と、 前記変調手段(18)と前記周波数指令信号付与手段(2
3)とに接続され、且つ前記変調された三角波と前記周
波数指令信号との比較出力を発生するように形成された
比較器(22)と、 前記クロック発振器(21)に接続された第1の入力端子
と前記比較器(22)に接続された第2の入力端子と前記
アドレスカウンタ(10)に接続された出力端子とを有し
且つ前記変調された三角波が前記周波数指令信号を横切
っていないことを示す前記比較器(22)の出力に応答し
て前記クロツク発振器(21)のクロックパルスを前記ア
ドレスカウンタ(10)に伝送し、前記変調された三角波
が前記周波数指令信号を横切っていることを示す前記比
較器(22)の出力に応答して前記クロックパルスの前記
アドレスカウンタ(10)への伝送を阻止するように形成
されたゲート回路(20)と、 前記比較器(22)と前記第1及び第2のメモリ(M1、M
2)とに接続され且つ前記変調された三角波が前記周波
数指令信号を横切っていない時に前記第1のメモリ(M
1)の前記有値電圧ベクトルデータを出力し、前記変調
された三角波が前記周波数指令信号を横切っている時に
前記第2のメモリ(M2)の前記零電圧ベクトルデータを
出力するように形成された選択ゲート手段(11、12、1
3、15)と、 前記選択ゲート手段(11、12、13、15)で選択されたデ
ータに基づいて前記三相逆変換回路(5)の前記スイッ
チング素子(A1、A2、B1,B2、C1、C2)をオン・オフ駆
動するための駆動回路(8)と を備えたインバータ装置。
An inverting three-phase conversion circuit for converting an input DC voltage into a pulse width modulated state by a plurality of switching elements to convert the input DC voltage into an approximate sine wave three-phase AC voltage.
Value voltage vector data and zero voltage vector data for collectively controlling the plurality of switching elements so that an approximate sine wave three-phase AC voltage can be obtained from the three-phase inversion circuit (5). The waveform data representing the three-phase full-wave rectified waveform of the sine-wave three-phase AC voltage corresponding to the target output voltage of the three-phase inversion circuit (5) is obtained from the 0-degree waveform of the AC voltage.
First, second, and third memories (M1, M2, M3), each of which is written so as to correspond to a 360-degree section, and the first, second, and third memories (M1, M2, M3) an address counter (10) for reading out the value voltage vector data, zero voltage vector data and the waveform data in a predetermined order, respectively, and a clock oscillator for generating a clock pulse for the address counter (10) (21) a triangular wave generating circuit (1) having a repetition frequency sufficiently higher than the frequency of the AC voltage and generating data indicating a triangular wave;
9) for connecting the triangular wave generating circuit (19) and the third memory (M3) to modulate the triangular wave so that the maximum amplitude value of the triangular wave corresponds to the three-phase full-wave rectified waveform. A modulating means (18); a frequency command signal applying means (23) for applying a frequency command signal indicating a desired frequency of an output AC voltage of the three-phase inversion circuit (5) by a DC level; ) And the frequency command signal providing means (2
3) a first comparator connected to the clock oscillator (21); and a comparator (22) formed to generate a comparison output between the modulated triangular wave and the frequency command signal. An input terminal, a second input terminal connected to the comparator (22), and an output terminal connected to the address counter (10), and the modulated triangular wave does not cross the frequency command signal. Transmitting the clock pulse of the clock oscillator (21) to the address counter (10) in response to the output of the comparator (22) indicating that the modulated triangular wave crosses the frequency command signal. A gate circuit (20) formed to block transmission of the clock pulse to the address counter (10) in response to an output of the comparator (22), 1st and 1st 2 memories (M1, M
2) and when the modulated triangular wave does not cross the frequency command signal, the first memory (M
1) outputting the valued voltage vector data, and outputting the zero voltage vector data of the second memory (M2) when the modulated triangular wave crosses the frequency command signal. Select gate means (11, 12, 1
3, 15) and the switching elements (A1, A2, B1, B2, C1) of the three-phase inversion circuit (5) based on the data selected by the selection gate means (11, 12, 13, 15). And a drive circuit (8) for driving ON / OFF of C2).
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