JP2644853B2 - Control method of voltage source inverter - Google Patents

Control method of voltage source inverter

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JP2644853B2
JP2644853B2 JP63261510A JP26151088A JP2644853B2 JP 2644853 B2 JP2644853 B2 JP 2644853B2 JP 63261510 A JP63261510 A JP 63261510A JP 26151088 A JP26151088 A JP 26151088A JP 2644853 B2 JP2644853 B2 JP 2644853B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はパルス幅変調インバータ(以下PWMインバー
タと称する)の出力電圧を制御する方法に関する。
The present invention relates to a method for controlling an output voltage of a pulse width modulation inverter (hereinafter referred to as a PWM inverter).

〔従来の技術〕[Conventional technology]

PWMインバータにおいてはインバータを構成する正側
及び負側スイツチング素子を交互に導通制御して出力電
圧をPWM制御する。しかし、スイツチング素子にはター
ンオフ時間によるスイツチングの遅れがあるため、正側
及び負側が同時に導通しないように短絡防止期間(以下
オンデレイと称する)を設けている。このため、オンデ
レイの影響によりインバータの出力電圧に波形歪みが生
じるという問題がある。
In the PWM inverter, the output voltage is PWM-controlled by alternately conducting the positive and negative switching elements constituting the inverter. However, since the switching element has a switching delay due to the turn-off time, a short-circuit prevention period (hereinafter referred to as on-delay) is provided so that the positive side and the negative side do not conduct simultaneously. For this reason, there is a problem that waveform distortion occurs in the output voltage of the inverter due to the influence of the on-delay.

そこで、従来ではオンデレイによる出力電圧の低下を
補償する方法として特開昭62−135289号に記載のよう
に、3相交流電流指令の極性に基づいてオンデレイによ
る出力電圧降下を3相出力電圧指令に加算して補償する
方法が提案されている。また、出力電流の瞬時値を検出
してその極性に応じた補償信号を3相出力電圧指令に加
算して補償するフイードバツク方式が特公昭59−8152号
に記載されている。
Therefore, conventionally, as described in JP-A-62-135289, a method of compensating for a decrease in output voltage due to on-delay is to convert an output voltage drop due to on-delay into a three-phase output voltage command based on the polarity of a three-phase AC current command. A method of adding and compensating has been proposed. Further, Japanese Patent Publication No. Sho 59-8152 describes a feedback system in which an instantaneous value of an output current is detected and a compensation signal corresponding to the polarity is added to a three-phase output voltage command for compensation.

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

しかしながら、上記従来技術は3相交流電流指令を得
るために座標変換演算が必要でありデイジタル制御で行
う場合に、演算処理時間が増加してマイクロプロセツサ
の負担が増加する問題があつた。また、出力電流の瞬時
値を検出してその極性に応じて補償するフイードバツク
方式では、検出電流に直流分あるいは出力電流波形の歪
みのために極性検出が正しく行えず、補償がうまくでき
ない問題があつた。
However, the prior art described above has a problem that a coordinate conversion operation is required to obtain a three-phase AC current command, and when digital control is performed, the calculation processing time increases and the load on the microprocessor increases. Also, in the feedback system in which the instantaneous value of the output current is detected and compensated according to the polarity, the polarity cannot be detected correctly due to a DC component in the detected current or distortion of the output current waveform, and compensation cannot be performed well. Was.

本発明の第1目的は、インバータの出力電流ベクトル
の方向(出力電流の位相角)に基づいてオンデレイによ
る出力電圧降下を補償してインバータの出力電流波形を
正弦波にすることにあり、第2の目的はデイジタル制御
における演算処理時間の短縮化を実現する補償手段を提
供することにある。
A first object of the present invention is to compensate for an output voltage drop due to on-delay based on the direction of the output current vector of the inverter (the phase angle of the output current) to make the output current waveform of the inverter a sine wave. It is an object of the present invention to provide a compensating means for shortening the arithmetic processing time in digital control.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

上記目的は、直流を3相交流に変換するインバータで
あって、該インバータを構成する正側と負側のスイッチ
ング素子の直流短絡を防止するためのオンデレイ期間
を、パルス幅変調制御により得られるPWM信号に設け、
該PWM信号により交流出力電圧を制御する電圧形インバ
ータの制御方法において、前記インバータの交流出力電
流の、回転磁界座標系の直交2成分の検出値もしくはそ
の指令値(id,jq)と、前記インバータの出力周波数を
制御する出力周波数指令値ω*に基づいて、前記イン
バータの交流出力電流の位相角(∫ω*dt+tan-1(i
q/id))を演算し、該位相角に基づいて各相出力電流の
極性を判別し、該判別結果に基づいて前記インバータの
出力電圧を制御するPWM信号を修正し、前記オンデレイ
期間による出力電圧降下を補償することにより達成され
る。
An object of the present invention is to provide an inverter for converting DC into three-phase alternating current, wherein an on-delay period for preventing a DC short circuit of a positive side switching element and a negative side switching element constituting the inverter is obtained by PWM obtained by pulse width modulation control. On the signal,
In a control method of a voltage source inverter for controlling an AC output voltage by the PWM signal, a detection value of two orthogonal components of a rotating magnetic field coordinate system or a command value (id, jq) of the AC output current of the inverter; Based on the output frequency command value ω 1 * for controlling the output frequency of the inverter, the phase angle (∫ω 1 * dt + tan −1 (i
q / id)), the polarity of each phase output current is determined based on the phase angle, the PWM signal controlling the output voltage of the inverter is corrected based on the determination result, and the output during the on-delay period is corrected. This is achieved by compensating for the voltage drop.

〔作用〕[Action]

PWMインバータの出力電流の大きさに対するオンデレ
イによる出力電圧降下は第2図に示すように、ほぼ一定
で出力電流の極性に応じて変化する。従つて、交流出力
電流によるオンデレイ出力電圧降下は出力電流の極性に
関係した矩形波状の波形となる。第3図の(a),
(b),(c)はインバータ各相の出力電流とオンデレ
イによる出力電圧降下の波形である。これより、本発明
では、第3図(d)に示すように出力電流の一周期を6
等分したA,B,…,Fの区間に分け、各区間における各相の
電流極性に基づいてインバータ各アームのパルス幅を修
正してオンデレイによる出力電圧降下を補償するので出
力電流波形を正弦波に近づけることができる。また、イ
ンバータ出力電流の3相分を合成した出力電流ベクトル
の向きに応じて区間A,B,…Fの一つを選択することによ
り、3相分の極性が一括して決定できるので、演算処理
時間を短縮化できる。
As shown in FIG. 2, the output voltage drop due to the on-delay with respect to the magnitude of the output current of the PWM inverter is substantially constant and changes according to the polarity of the output current. Therefore, the on-delay output voltage drop due to the AC output current has a rectangular waveform related to the polarity of the output current. FIG. 3 (a),
(B) and (c) are waveforms of the output current of each phase of the inverter and the output voltage drop due to on-delay. Thus, in the present invention, as shown in FIG.
Divide into equal A, B,…, F sections and correct the pulse width of each arm of the inverter based on the current polarity of each phase in each section to compensate for the output voltage drop due to on-delay. You can get closer to the waves. Also, by selecting one of the sections A, B,... F according to the direction of the output current vector obtained by combining the three phases of the inverter output current, the polarities of the three phases can be determined collectively. Processing time can be reduced.

〔実施例〕〔Example〕

本発明の一実施例を第1図に示す。 One embodiment of the present invention is shown in FIG.

第1図において、インバータ1は直流電圧を交流電圧
に変換し、該誘電動機2に3相の交流電圧を供給する。
インバータ1を構成するスイツチング素子にはマイクロ
プロセツサ3で演算されるPWMパルス演算器6より、出
力電圧指令ν*,ν*,ν*と搬送波信号とを比
較して作られるオン、オフパルスが与えられる。該パル
ス信号は後述するように正側と負側スイツチング素子の
直流短絡防止期間(以下、オンデレイと略称)td及び、
このオンデレイによる出力電圧降下を補償するための時
間Tdによりパルスが変更される。7は出力電流ベクトル
位相演算器である。積分器9は誘導電動機2の一次角周
波数指令信号w1*から座標変換基準信号w1*tを演算し
て座標変換演算器5及び加算器12に出力する。電圧指令
演算器4は回転磁界座標系の誘導電動機2の励磁電流指
令信号Id*、トルク電流指令信号Iq*及び一次角周波数
指令信号w1*に基づいて回転磁界座標系の電圧指令信号
Vd*,vq*を演算して座標変換演算器5に出力する。座
標変換演算器5では座標変換基準信号w1*tに基づいて
電圧指令信号Vd*,Vq*を固定子座標系の3相電圧指令
信号ν*,ν*,ν*に変換してPWMパルス演算
器6に出力する。除算器10は回転磁界座標系の電流指令
信号Id*,Iq*の比を演算して逆正接演算器11に出力す
る。加算器12は逆正接演算器11の出力信号θ*と座標変
換基準信号w1*tとを加算して出力電流ベクトルの位相
角を演算し、極性判別器8に出力する。極性判別器8は
出力電流ベクトルの位相角に基づいて各相の出力電流極
性を判別し、極性信号SgnU,SgnV,SgnWをPWMパルス演算
器6に出力する。
In FIG. 1, an inverter 1 converts a DC voltage into an AC voltage and supplies a three-phase AC voltage to the induction motor 2.
The switching elements constituting the inverter 1 are turned on by the PWM pulse calculator 6 operated by the microprocessor 3 by comparing the output voltage commands ν u *, ν v *, ν w * with the carrier signal. An off pulse is given. The pulse signal as described later positive side and a DC short-circuit prevention period of the negative side switching-element (hereinafter, Onderei abbreviated) t d and,
The pulse is changed by the time Td for compensating the output voltage drop due to the on-delay. Reference numeral 7 denotes an output current vector phase calculator. The integrator 9 calculates a coordinate conversion reference signal w 1 * t from the primary angular frequency command signal w 1 * of the induction motor 2 and outputs the coordinate conversion reference signal w 1 * t to the coordinate conversion calculator 5 and the adder 12. Exciting current command signal of the induction motor 2 of the voltage command calculator 4 rotating field coordinate system I d *, the torque current command signal I q * and primary angular frequency command signal w 1 * voltage command signal of the rotating magnetic field coordinate system based on the
V d *, v q * are calculated and output to the coordinate transformation calculator 5. The coordinate conversion calculator 5 converts the voltage command signals V d *, V q * into three-phase voltage command signals ν u *, ν v *, ν w * based on the coordinate conversion reference signal w 1 * t. The signal is converted and output to the PWM pulse calculator 6. The divider 10 calculates the ratio between the current command signals I d * and I q * in the rotating magnetic field coordinate system and outputs the ratio to the arctangent calculator 11. The adder 12 calculates the phase angle of the output current vector by adding the output signal θ * of the arctangent calculator 11 and the coordinate transformation reference signal w 1 * t, and outputs the result to the polarity discriminator 8. The polarity discriminator 8 discriminates the output current polarity of each phase based on the phase angle of the output current vector, and outputs polarity signals SgnU, SgnV, SgnW to the PWM pulse calculator 6.

次に、動作を説明する。 Next, the operation will be described.

第1図の制御方式はPWMインバータによるベクトル制
御方式であり、電圧指令演算器4では誘導電動機2の回
転磁界座標系の励磁電流指令信号Id*とトルク電流指令
信号Iq*から、回転磁界座標系の電圧指令信号Vd*,Vq
*を演算する。この電圧指令信号は座標変換演算器5に
て積分器9で演算して得られた座標変換基準信号w1*t
を用いて固定子座標系の交流電圧指令信号ν*,ν
*,ν*に変換される。
The control method shown in FIG. 1 is a vector control method using a PWM inverter, and a voltage command calculator 4 calculates a rotating magnetic field from an exciting current command signal I d * and a torque current command signal I q * in a rotating magnetic field coordinate system of the induction motor 2. Coordinate system voltage command signal Vd *, Vq
* Is calculated. This voltage command signal is a coordinate conversion reference signal w 1 * t obtained by the coordinate conversion calculator 5 and calculated by the integrator 9.
, The AC voltage command signal ν u *, ν v in the stator coordinate system
*, Ν w *.

PWMパルス演算器では前記交流電圧指令信号と搬送波
信号とを比較してPWM信号を作成する。インバータ1で
は前記PWM信号に従い各相の出力電圧を制御するもので
ある。電圧指令演算器4における演算は次式のように表
わせる。
The PWM pulse calculator compares the AC voltage command signal with the carrier signal to generate a PWM signal. The inverter 1 controls the output voltage of each phase according to the PWM signal. The calculation in the voltage command calculator 4 can be represented by the following equation.

ここに、r1:一次抵抗 I1,I2′:一次,二次漏れインダクタンス M:励磁インダクタンス また、座標変換演算器5における演算は次式のように
表わせる。
Here, r 1 : primary resistance I 1 , I 2 ′: primary and secondary leakage inductance M: excitation inductance Further, the calculation in the coordinate conversion calculator 5 can be expressed by the following equation.

次に本発明に係るオンデレイによる出力電圧降下を補
償する動作を第2図,第3図,第4図を参照して説明す
る。PWMインバータの出力電流iの大きさに対するオン
デレイによる出力電圧降下vfの大きさxは第2図に示す
ように、ほぼ一定であり出力電流iの極性に応じて出力
電圧降下の極性も変化する。従つて、交流の出力電流に
対するオンデレイによる出力電圧降下は出力電流の極性
に応じた矩形波状の波形となる。第3図(a),
(b),(c)は各相の出力電流とオンデレイによる出
力電圧降下を補償するのに必要な電圧の波形である。一
方、各相の出力電流の極性に着目すると、第3図(d)
に示すように6つの領域A,B,…Fに応じて変化する。そ
こで、本発明では回転磁界座標系の電流指令信号Id*,I
q*及び一次角周波数指令信号w1*から、インバータ1
の出力電流ベクトルの方向を演算し、インバータの出力
電流ベクトルが6つの領域A,B,…Fのいずれに存在する
かを判別する手段を設け、各領域に対応する各相の極性
信号に基づいて各相のPWMパルス出力信号を修正するよ
うにしている。第4図は第3図(d)の領域A,B,…Fに
対する各相の極性を示したもので、極性判別器8の出力
信号である。
Next, the operation for compensating the output voltage drop due to the on-delay according to the present invention will be described with reference to FIGS. 2, 3, and 4. FIG. The size x of the output voltage drop v f due Onderei respect to the magnitude of the output current i of the PWM inverter, as shown in FIG. 2, polarity changes in the output voltage drop depending on the polarity of the substantially constant and the output current i . Accordingly, the output voltage drop due to the on-delay with respect to the AC output current has a rectangular waveform corresponding to the polarity of the output current. FIG. 3 (a),
(B) and (c) are waveforms of the output current of each phase and the voltage required to compensate for the output voltage drop due to on-delay. On the other hand, focusing on the polarity of the output current of each phase, FIG.
As shown in FIG. 7, the area changes according to the six areas A, B,... Therefore, in the present invention, the current command signals I d *, I
q * and the primary angular frequency command signal w 1 *
Means for calculating the direction of the output current vector of the inverter and determining in which of the six areas A, B,... F the output current vector of the inverter is provided, based on the polarity signal of each phase corresponding to each area. Thus, the PWM pulse output signal of each phase is corrected. FIG. 4 shows the polarity of each phase with respect to the areas A, B,... F in FIG.

次に、本発明の作用について具体的に説明する。第5
図は1相分のPWMパルスの演算内容を波形を用いて示し
たものである。第5図(a)に示すように出力電圧指令
信号v*と搬送波信号を比較して、交点を演算すること
により、(b),(c)に示すように正側と負側のスイ
ツチング素子のオン及びオフタイミングがパルス幅とし
て求まる。さらに、正側と負側のオンデレイ期間tdを図
示のように設定して、ハツチングを施した部分のパルス
が各スイツチング素子に与えられる。その結果、
(d),(e)に示すように出力電流が正(i>0)と
負(i<0)の場合で、図示するように出力電圧が実線
の様に発生する。ところで、本来出力したい電圧は破線
で示す出力電圧である。そこで、本発明では極性判別器
8の出力信号SgnU,SgnV,SgnWに基づいて、第6図に示す
ような演算処理をPWMパルス演算器6で行うようにして
いる。なお、U相,V相及びW相はν*,SgnUが異なる
のみで同じ演算であるのでU相分61Uについて第7図を
参照して説明する。第6図においてブロツク62Uは本来
出力したい電圧に相当する正側のパルス幅T1Uを演算す
る。その演算式は次式のように表わされる。
Next, the operation of the present invention will be specifically described. Fifth
The figure shows the calculation contents of the PWM pulse for one phase using waveforms. By comparing the output voltage command signal v * with the carrier signal as shown in FIG. 5 (a) and calculating the intersection, the switching elements on the positive side and the negative side as shown in (b) and (c) are obtained. Are determined as pulse widths. Further, by setting the Onderei period t d of positive and negative as shown, the pulse of the portion subjected to Hatsuchingu is given to each switching-element. as a result,
As shown in (d) and (e), when the output current is positive (i> 0) and negative (i <0), the output voltage is generated as shown by the solid line. Incidentally, the voltage originally desired to be output is the output voltage indicated by the broken line. Therefore, in the present invention, the arithmetic processing as shown in FIG. 6 is performed by the PWM pulse calculator 6 based on the output signals SgnU, SgnV, SgnW of the polarity discriminator 8. Note that the U-phase, V-phase and W-phase are the same operation except that ν u * and SgnU are different, so the U-phase 61U will be described with reference to FIG. In FIG. 6, a block 62U calculates a positive-side pulse width T1U corresponding to a voltage originally desired to be output. The arithmetic expression is represented as the following expression.

ここに、Ts:演算周期(搬送波周期) Vmax:最大出力電圧 ブロツク63Uは正側のオフタイミングT1PUを演算す
る。T1PUは電流極性信号SgnUの符号により第7図(b)
にように可変する。すなわち、SgnUが正の場合にはT1PU
をT1UよりTd/2だけ増加し、逆にSgnUが負の場合にはT
1PUをT1UよりTd/2だけ減少するようにする。ブロツク64
Uは正側のオンタイミングT2PUを演算する。T2PUも第7
図(b)に示すようにSgnUの符号により可変する。
Here, T s : calculation cycle (carrier wave cycle) V max : maximum output voltage The block 63U calculates the off timing T 1PU on the positive side. T 1PU is determined by the sign of the current polarity signal SgnU in FIG.
It changes as follows. That is, if SgnU is positive, T 1PU
Is increased from T 1U by T d / 2, and conversely, if SgnU is negative, T
The so as to decrease from T 1U only T d / 2 1PU. Block 64
U calculates the positive-side ON timing T2PU . T2PU is also the seventh
As shown in FIG. 7B, the value varies depending on the sign of SgnU.

すなわち、SgnUが正の場合には、T2PUをT2より だけ増加し、逆に、SgnUが負の場合にはT2PUをT2より だけ増加するようにする。ブロツク65Uは負側のオンタ
イミングT1NUを演算する。T1NUは正側のオフタイミング
T1PUにオンデレイ期間tdを付加して求める。ブロツク66
Uは負側のオフタイミングT2NUを演算する。T2NUは正側
のオンタイミングT2PUからオンデレイ期間tdを減じて求
める。各々を第7図(c)に示す。その結果、出力電流
の極性によらず、第7図(d),(e)に示すように本
来出力したい電圧に等価な出力電圧を出力することがで
きる。
That is, when SgnU is positive, the T 2PU than T 2 It increased by, on the contrary, when SgnU is negative than T 2 to T 2PU is Just to increase. Block 65U calculates the negative-side ON timing T1NU . T 1NU is positive off timing
Obtained by adding the Onderei period t d to T 1PU. Block 66
U calculates the negative-side off timing T 2NU . T 2NU is obtained by subtracting the on-delay period t d from the positive-side ON timing T 2PU . Each is shown in FIG. 7 (c). As a result, an output voltage equivalent to the voltage originally desired to be output can be output as shown in FIGS. 7 (d) and 7 (e) regardless of the polarity of the output current.

以上のようにして、本発明では出力電流ベクトルの方
向が第3図に示す6つの領域A,B,…Fのいずれにあるか
を判断して、第4図に示す対応関係から3相分の極性を
決定して、第6図に示す演算処理によつてパルス幅を求
めるようにしているので、簡単な演算処理によつてオン
デレイによる出力電圧降下を補償し、出力電圧を指令値
どうりに制御することができる。以上のように、本実施
例ではインバータ出力電圧の波形歪みを防止できる他、
短時間で精度の高い制御を実現できる効果を有するもの
である。
As described above, according to the present invention, the direction of the output current vector is determined to be in any of the six regions A, B,... F shown in FIG. 3, and from the correspondence shown in FIG. Since the pulse width is determined by the arithmetic processing shown in FIG. 6, the output voltage drop due to on-delay is compensated for by simple arithmetic processing, and the output voltage is determined by the command value. Can be controlled. As described above, in this embodiment, in addition to preventing the waveform distortion of the inverter output voltage,
This has the effect that highly accurate control can be realized in a short time.

第8図は本発明の他の実施例である。第1実施例の第
6図と異なる点は、第1実施例ではオンデレイ期間をTs
/2を中心にして両側のパルス幅に対して均等にTd/2ずつ
補償するようにしていたのに対して、本実施例では任意
の幅で分割して補償するようにしたことである。
FIG. 8 shows another embodiment of the present invention. The difference from FIG. 6 of the first embodiment is that the on-delay period is T s in the first embodiment.
Whereas Td / 2 is compensated equally for the pulse widths on both sides centering on / 2, the present embodiment is divided into arbitrary widths to compensate. .

本実施例によつても第1の実施例と同様の効果を得る
ことができる。
According to this embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.

第9図は本発明の他の実施例である。第1の実施例の
第6図と異なる点は、第1の実施例ではオンデレイ期間
をTs/2を中心にして両側のパルス幅に対してTd/2ずつ補
償するようにしていたのに対して、本実施例では片側の
パルス幅でTdだけ補償するようにしたことである。第9
図においてブロツク67Uにおい極性信号SgnUが正の場合
にはブロツク68Uの演算、負の場合にはブロツク69Uの演
算を行うように分岐させる。ブロツク68UはSgnUが正の
場合の正側のオン及びオフタイミングT1PU,T2PUを演算
する。ブロツク69UはSgnUが負の場合の正側のオン及び
オフタイミングT1PU,T2PUを演算する。その結果を第10
図(b)に示す。ブロツク70Uは負側のオン及びオフタ
イミングT1NU,T2NUを演算する。その結果を第10図
(c)に示す。本実施例によれば、第10図(d),
(e)に示すように本来出力したい電圧と一致した出力
電圧を出力することができる。また、第1の実施例と同
様の効果を得ることができる。
FIG. 9 shows another embodiment of the present invention. The difference from FIG. 6 of the first embodiment is that in the first embodiment, the on-delay period is compensated by T d / 2 with respect to the pulse width on both sides centering on T s / 2. On the other hand, in the present embodiment, one pulse width is compensated for by Td . Ninth
In the drawing, when the polarity signal SgnU of the block 67U is positive, the operation of the block 68U is performed, and when the polarity signal SgnU is negative, the operation of the block 69U is branched. The block 68U calculates the positive-side ON and OFF timings T 1PU and T 2PU when SgnU is positive. Block 69U calculates the positive-side ON and OFF timings T 1PU and T 2PU when SgnU is negative. The result is the tenth
It is shown in FIG. Block 70U calculates the negative side ON and OFF timings T1NU and T2NU . The result is shown in FIG. 10 (c). According to the present embodiment, FIG.
As shown in (e), it is possible to output an output voltage that matches the voltage originally desired to be output. Further, the same effect as in the first embodiment can be obtained.

なお、上述の実施例では回転磁界座標系の電流指令信
号を用いて説明したが、検出した実際値を用いても本発
明が適用できることは明らかである。
Although the above embodiment has been described using the current command signal in the rotating magnetic field coordinate system, it is apparent that the present invention can be applied even using the detected actual value.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本発明によれば、回転磁界座標系でインバータ出力電
流の位相角を演算することにより、出力電流波形に歪が
あっても出力電流の基本波成分に対する位相角を精度良
く求めることができるので、この位相角に基づくオンデ
レイによる出力電圧降下の補償により、出力電流を正弦
波にすることができる。
According to the present invention, by calculating the phase angle of the inverter output current in the rotating magnetic field coordinate system, even if the output current waveform is distorted, the phase angle of the output current with respect to the fundamental wave component can be accurately obtained. By compensating the output voltage drop due to the on-delay based on the phase angle, the output current can be made into a sine wave.

また、回転磁界座標系では演算したインバータ出力電
流の位相角は、出力電流の3相分を合成したベクトルの
向きであり、この向きが360゜を6等分した各角度範囲
の何れに属するかに応じて3相分の出力電流の極性を決
定できるので演算を簡単化でき、デイジタル制御におけ
る演算処理時間の短縮化が行えるという効果がある。
In the rotating magnetic field coordinate system, the calculated phase angle of the inverter output current is the direction of the vector obtained by combining the three phases of the output current, and to which of the angular ranges this direction divides 360 ° into six equal parts. Since the polarities of the output currents for the three phases can be determined according to the above, the operation can be simplified, and there is an effect that the operation processing time in digital control can be shortened.

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

第1図は本発明の実施例を示す構成図、第2図はPWMイ
ンバータのオンデレイによる出力電圧降下の大きさを説
明するための特性図、第3図はインバータ出力電流とオ
ンデレイによる出力電圧降下の関係を説明するための波
形図、第4図は本発明の出力電流の極性信号を与えるテ
ーブル、第5図はPWMパルス信号の演算内容を説明する
波形図、第6図は本発明のPWMパルス演算内容を示すフ
ローチヤート、第7図は本発明の補償効果を説明する波
形図、第8図及び第9図は本発明の第2及び第3実施例
を示すフローチヤート、第10図は第3実施例の補償効果
を説明する波形図である。 1……インバータ、2……誘導電動機、3……マイクロ
プロセツサ、4…電圧演算器、5……座標変換演算器、
6……PWMパルス演算器、7……出力電流ベクトル位相
演算器、8……極性判別器。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a characteristic diagram for explaining the magnitude of output voltage drop due to on-delay of a PWM inverter, and FIG. 3 is inverter output current and output voltage drop due to on-delay. FIG. 4 is a table for giving the polarity signal of the output current of the present invention, FIG. 5 is a waveform diagram for explaining the operation contents of the PWM pulse signal, and FIG. 6 is a PWM diagram of the present invention. FIG. 7 is a waveform chart illustrating the compensation effect of the present invention. FIGS. 8 and 9 are flow charts illustrating the second and third embodiments of the present invention. FIG. FIG. 13 is a waveform diagram illustrating a compensation effect of the third embodiment. 1 ... Inverter 2 ... Induction motor 3 ... Microprocessor 4 ... Voltage calculator 5 ... Coordinate conversion calculator
6 ... PWM pulse calculator, 7 ... output current vector phase calculator, 8 ... polarity discriminator.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 潤一 茨城県日立市大みか町5丁目2番1号 株式会社日立製作所大みか工場内 (72)発明者 椙山 繁 茨城県日立市大みか町5丁目2番1号 株式会社日立製作所大みか工場内 (56)参考文献 特開 昭59−72991(JP,A) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Junichi Takahashi 5-2-1, Omika-cho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture Inside the Omika Plant, Hitachi, Ltd. (72) Inventor Shigeru Sugiyama 5-2-2, Omika-cho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture No. 1 Inside the Omika Plant of Hitachi, Ltd. (56) References JP-A-59-72991 (JP, A)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】直流を3相交流に変換するインバータであ
って、該インバータを構成する正側と負側のスイッチン
グ素子の直流短絡を防止するためのオンデレイ期間を、
パルス幅変調制御により得られるPWM信号に設け、該PWM
信号により交流出力電圧を制御する電圧形インバータの
制御方法において、 前記インバータの交流出力電流の、回転磁界座標系の直
交2成分の検出値もしくはその指令値(id,jq)と、前
記インバータの出力周波数を制御する出力周波数指令値
ω*に基づいて、前記インバータの交流出力電流の位
相角(∫ω*dt+tan-1(iq/id)を演算し、該位相角
に基づいて各相出力電流の極性を判別し、該判別結果に
基づいて前記インバータの出力電圧を制御するPWM信号
を修正し、前記オンデレイ期間による出力電圧降下を補
償するようにしたことを特徴とする電圧形インバータの
制御方法。
1. An inverter for converting DC to three-phase AC, wherein an on-delay period for preventing a DC short circuit between a positive side switching element and a negative side switching element constituting the inverter is provided.
Provided in a PWM signal obtained by pulse width modulation control,
A control method of a voltage source inverter for controlling an AC output voltage by a signal, comprising: a detection value of two orthogonal components of a rotating magnetic field coordinate system or a command value (id, jq) of an AC output current of the inverter; The phase angle (∫ω 1 * dt + tan -1 (iq / id)) of the AC output current of the inverter is calculated based on the output frequency command value ω 1 * for controlling the frequency, and each phase output is calculated based on the phase angle. Controlling the voltage-source inverter, wherein the polarity of the current is determined, the PWM signal for controlling the output voltage of the inverter is corrected based on the determination result, and the output voltage drop due to the on-delay period is compensated. Method.
【請求項2】請求項1において、パルス幅変調の搬送波
の周期をTs、出力電圧指定信号をν*、最大出力電圧
をVmax、オンデレイ期間をtd、補償期間をTd、電流極性
信号をSgnU、任意定数をα(但し、0≦α≦1)とし、
かつ とするとき、前記インバータの正側あるいは負側の一方
のパルス幅信号のオフタイミングT1PU及びオンタイミン
グT2PUを T1PU=T1U+α・Td・SgnU T2PU=Ts−T1U+td−(1−α)・Td・SgnU に従って制御することを特徴とする電圧形インバータの
制御方法。
2. The method according to claim 1, wherein the period of the carrier of the pulse width modulation is T s , the output voltage designation signal is ν u *, the maximum output voltage is V max , the on-delay period is t d , the compensation period is T d , The polarity signal is S gn U, the arbitrary constant is α (where 0 ≦ α ≦ 1),
And In this case, the off timing T 1PU and the on timing T 2PU of one of the pulse width signals on the positive side or the negative side of the inverter are represented by T 1PU = T 1U + α · T d · S gn UT 2PU = T s −T 1U + t d - (1-α) · T d · S gn control method of the voltage source inverter and controlling according to U.
【請求項3】請求項1において、パルス幅変調の搬送波
の周期をTs、出力電圧指定信号をν*、最大出力電圧
をVmax、オンデレイ期間をtd、補償期間をTd、電流極性
信号をSgnU、任意定数をα(但し、0≦α≦1)とし、
かつ とするとき、前記インバータの正側あるいは負側の一方
のパルス幅信号のオフタイミングT1PU及びオンタイミン
グT2PUを T1PU=T1U T2PU=Ts−T1U−Td+td に従って制御し、 電流極性信号SgnUが負の場合には、 T1PU=T1U−Td T2PU=Ts−T1U+td に従って制御することを特徴とする電圧形インバータの
制御方法。
3. The method according to claim 1, wherein the period of the carrier of the pulse width modulation is T s , the output voltage designation signal is ν u *, the maximum output voltage is V max , the on-delay period is t d , the compensation period is T d , The polarity signal is S gn U, the arbitrary constant is α (where 0 ≦ α ≦ 1),
And In this case, the off timing T 1PU and the on timing T 2PU of one of the pulse width signals on the positive side or the negative side of the inverter are controlled in accordance with T 1PU = T 1U T 2PU = T s −T 1U −T d + t d. , the current polarity signal if S gn U is negative, T 1PU = T 1U -T d T 2PU = T s -T 1U + t control method of the voltage source inverter and controlling according to d.
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