JP2705059B2 - インバータ用ｐｗｍ制御装置 - Google Patents
インバータ用ｐｗｍ制御装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、直流電力を交流電力に変換するインバー
タ装置に用いられるインバータ用PWM制御装置に関する
ものである。 〔従来の技術〕 第５図は従来のインバータ装置のPWM制御回路を構成
を示す図であり、図において、（２）はインバータの出
力周波数を設定する周波数設定手段、例えば、周波数設
定器、（３）はタイマを内蔵したワンチップ・マイクロ
プロセッサ（以下、単にマイクロプロセッサと呼ぶ）で
あり、周波数設定器（２）からの出力を受け、その周波
数に対するPWM変調による三相交流が図示しないインバ
ータ回路から出力されるように出力ポートP0、P1、P2か
ら、それぞれＵ相、Ｖ相、Ｗ相のPWM制御信号、例え
ば、PWMパルスパターンを、インバータ回路に出力す
る。なお、インバータ回路はこのPWMパルスパターンに
もとづき内部の所定数のスイッチング手段をオンオフさ
せ、直流電力をPWM変調による所定の交流電力に変換す
る。 次に、PWMのパルスパターン生成の原理を第８図
（ａ），（ｂ）を用いて説明する。一般的に、各相の目
標とする正弦波を示す情報と、所定周波数のキャリア信
号、例えば、三角波キャリアを示す情報とを内部で発生
する。そして、（ａ）図に示す如く、目標とする正弦波
と信号作成のための三角波キャリアを重ね、その振幅の
大小関係、つまり、正弦波振幅が三角波振幅より大きい
ところを“1"、逆のところを“0"として（ｂ）図に示す
ようなパルスパターンを作り出す。この場合、出力周波
数は目標とする正弦波の周波数と一致し、出力電圧はS/
aの値により制御しうることは周知のとおりである。上
記動作をマイクロプロセッサ（３）の演算にて行なうに
は、第９図（ａ），（ｂ）に示すような手法を用いる。
（ａ）図は角度θでの波形生成法を示すものであり、ま
ず、振幅Ｓの三相正弦波の角度θの位置に振幅ａの垂線
を重ねる。そして、三角波キャリアの波形の最大値を結
ぶ直線、三角波キャリアの波形の最小値を結ぶ直線、お
よび、三相の正弦波によって区切られる線分の長さを下
から、τ０、τ１、τ２、τ３とし、これらを求め、こ
れらの値をもとに、第８図の場合と同様、振幅の比較に
より（ｂ）図のようなパルスパターンを作成する。ここ
で、（ｂ）図におけるT/2は、第８図（ｂ）の1/2キャリ
ア区間T/2に同じで、τ0,τ1,τ2,τ３とτ０′，
τ１′，τ２′，τ３′の関係は となっている。 従って、第９図（ｂ）に示すように、マイクロプロセ
ッサ（３）の出力ポートP0は、所定時刻ｔよりτ０′＋
τ１′経過後t1（＝ｔ＋τ０′＋τ１′）に出力を“1"
→“0"に反転すればよい。同様に、出力ポートP1は時刻
t0（＝ｔ＋τ０′）に、出力ポートP2は時刻t2（＝ｔ＋
τ０′＋τ１′＋τ２′）に、それぞれ出力を“1"→
“0"へ変更すればよいことになる。ところで、第９図の
手法においても、第８図で説明した場合と同様に、出力
周波数は三相正弦波の周波数と一致し、出力電圧はS/a
の比により決定されることは自明である。 第６図は、上記動作をマイクロプロセッサ（３）に行
なわせるためのフローチャートである。メインルーチン
（ｃ）では、まずステップ（ホ）において出力ポート
P0,P1,P2に出力すべき出力パターンを計算し、データメ
モリへ格納する。第９図（ｂ）の例では、（P0,P1,P2）
の順に（1,1,1），（1,0,1），（0,0,1），（0,0,0）の
４組のデータを格納する。次にステップ（ヘ）において
τ０〜τ３を求め前記（１），（２）式を用いて、
τ０′，τ１′，τ２′，τ３′を計算し、上記ポート
データと順次組にして、データメモリへ格納しておく。
この状態においては所定時刻ｔでインターラプト（Inte
rrupt）を発生し、インターラプトルーチン（Ｄ）を行
なうようにしておく、このルーチン“D"では、ステップ
（ト）にて、P0,P1,P2のポート出力値、例えば第９図
（ｂ）の例では、（1,1,1）を出力し、ステップ（チ）
にて、その経続時間τ０′をタイマーにセットし、メイ
ンルーチン（ｃ）へリターンする。これにより時刻ｔに
て、出力ポートに（1,1,1）が出力される。そして、τ
０′時間経過後には、再びインターラプトが発生する。
そこで、インターラプトルーチン（Ｄ）とステップ
（ト）では出力ポートP0〜P2に（1,0,1）を出力し、ス
テップ（チ）ではタイマーにτ１′をセットする。これ
をくりかえすことにより第９図（ｂ）に示す波形が作ら
れる。但し、メインルーチン（ｃ）ではステップ
（ホ），（へ）にて第９図（ｂ）に示す区間の計算が終
われば、時刻ｔ〜t3の間では次のキャリア区間の計算を
しているので、t3にてインターラプトが発生するときは
次のキャリア区間のデータが続いて出力され、時間的に
連続したPWM波形が生成されることになる。 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかしながら、インターラプト処理により出力ポート
の変更を行なう場合には、以下に説明する理由により、
パルス幅が計算結果と異なって出力される欠点を有す
る。このようすを、第９図の時刻t0におけるポート変更
を例にとり、これを拡大した第７図をもとに説明する。
まず、時刻ｔよりτ０′経過後、時刻ξ０にインターラ
プトが発生する。しかし、このときメインルーチン
（ｃ）にて、命令実行中の場合は、インターラプトが受
付けられず、実際の受付は実行中の命令が終了した時点
ε１となる。その後、インターラプトルーチン（Ｄ）へ
ジャンプするのにξ１〜ξ２の時間を要し、インターラ
プトルーチン（Ｄ）内でポート出力変更までにξ１〜ξ
３の時間を要するので、実質ポート出力が変更されるの
はξ３となり、計算値に対し時間α（＝ξ３−ξ０）分
パルスが長くなる。特に、上記必要時間中ξ０〜ξ１ま
での時間はインターラプト発生時実行中の命令処理時間
に依存し、命令の種類により処理時間は一定していない
のが普通なので、その結果、時間αは一定とならず、従
って、計算値と同一のパルス幅のPWM制御装置を得るこ
とができず負荷の電動機を滑らかに運転できなくなり、
さらに、出力波形が正側と負側で同一にならなくなる場
合には直流分による電動機の発熱を招くという問題点が
あった。 この発明は、上記のような問題点を解消するためにな
されたもので、計算値と同一のパルス幅を出力するイン
バータ装置のPWM制御回路を得ることを目的とする。 〔問題点を解決するための手段〕 この発明に係るインバータ用PWM制御装置は、所定の
周波数設定手段により設定された出力周波数にもとづき
内部発生される各相の目標とする正弦波を示す情報と所
定周波数のキャリア信号を示す情報とにもとづきPWM制
御信号を発生し、インバータ回路に出力してインバータ
回路が有する所定数のスイッチング手段をオンオフさ
せ、直流電力をPWM変調による交流電力に変換させるイ
ンバータ用PWM制御装置において、 メモリと、キャリア信号の電圧波形における電圧の最
小値を基準電圧とし、各相の目標とする正弦波を示す情
報における第１時刻での基準電圧からの電圧を算出可能
な情報をこの第１時刻に求め、この求められた情報にも
とづき各相について第１時刻における基準電圧からの電
圧に比例した時間幅だけ有意レベルになるPWM制御装置
を、第１時刻からキャリア信号の1/2周期後にあたる第
２時刻から始まる単位時間の間に生成可能にするよう
に、所定数相のPWM制御信号の状態をどのように変化さ
せるかが示されるコマンドおよびこのコマンドを読み出
すタイミングを示す時刻を対にした情報を所定数分あら
かじめメモリに記憶させるメモリ内容作成手段と、時間
とともにカウントアップするタイマーと、第２時刻から
始まる単位時間に、メモリに記憶されている所定数の時
刻のうち、タイマーの現在値と一致するものがあるか否
か比較する比較手段と、この比較手段により一致するも
のがあることが比較検出されると、比較検出された時刻
と対になっているコマンドを読み出すとともに読み出さ
れたコマンドにもとづき第２時刻から始まる単位時間に
おけるPWM制御信号を発生し出力するPWM制御信号出力手
段と、を備えるようにしたものである。 〔作用〕 この発明におけるインバータ用PWM制御装置は、キャ
リア信号の電圧波形における電圧の最小値を基準電圧と
し、各相の目標とする正弦波を示す情報における第１時
刻での基準電圧からの電圧を算出可能な情報をこの第１
時刻に求め、この求められた情報にもとづき各相につい
て第１時刻における基準電圧からの電圧に比例した時間
幅だけ有意レベルになるPWM制御信号を、第１時刻から
キャリア信号の1/2周期後にあたる第２時刻から始まる
単位時間の間に生成可能にするように、所定数相のPWM
制御信号の状態をどのように変化させるかが示されるコ
マンドおよびこのコマンドを読み出すタイミングを示す
時刻を対にした情報を所定数分あらかじめメモリに記憶
させるメモリ内容作成手段によりメモリに記憶させてお
き、第２時刻から始まる単位時間に、メモリに記憶され
ている所定数の時刻のうち、時間とともにカウントアッ
プするタイマーの現在値と一致するものがあるか否か比
較する比較手段と、この比較手段により一致するものが
あることが比較検出されると、比較検出された時刻と対
になっているコマンドを読み出すとともに読み出された
コマンドにもとづき第２時刻から始まる単位時間におけ
るPWM制御信号を発生し出力する。 〔発明の実施例〕 以下、この発明の一実施例を図について説明する。第
２図において、（１）はあらかじめセットしたタイマー
値に応じてポート出力を変更するマイクロプロセッサ、
（２）は、第５図と同様の出力周波数設定器である。出
力周波数設定器（２）の出力はマイクロプロセッサ
（１）のアナログ入力A/D1端子に接続されており、アナ
ログ量として設定される出力周波数をA/Dコンバータで
変換して計算に使用するようにしている。また、PWMパ
ルスパターンは、Ｕ相,V相,W相それぞれが、出力ポート
ＨΦ0,HΦ1,HΦ２より出力するようになっている。 次に動作を説明するにあたって、ＨΦポートの出力に
ついて第１図を用いて説明する。図において、（４）は
メモリで、出力ポートＨΦの各端子に対して、実行すべ
きコマンドとその時刻を同時に記憶することができるも
のである。例えば、ＨΦ０端子を、時刻t1に“1"→“0"
に変化させるものとすれば、PWM制御信号の状態をどの
ように変化させるかが示されるコマンドを格納するコマ
ンド部に“1"を有意レベルとして、″ＨΦ０端子を、
“1"→“0"にする″コード番号C1を、そして、このコマ
ンドを読み出すタイミングを示す時刻、例えば、タイマ
ー値にt1を同時に書込みメモリ（４）に記憶させる。す
なわち、第１図において欄T1にt1が書き込まれる。な
お、メモリ（４）はこのような組合せの命令を同時に８
箇まで記憶させることができる。次に、（５）はタイマ
ーで、常にアップカウント動作をしている。（６）は比
較手段、例えば、タイムコンパレータで、タイマー
（５）の値と、メモリ（４）内のタイマー値（８箇）と
を常に比較しており、もし、メモリ（４）に記憶された
タイマー値の中に、タイマー（５）の値と一致するもの
があれば、PWM制御信号手段、例えば、命令解読器
（７）に出力を発するようになっている。命令解読器
（７）はタイムコンパレータ（６）の出力を受けて時刻
の一致したコマンドを取り出し、その内容に応じてＨΦ
の各端子の出力を変更する仕組みになっている。なお、
タイマー値が一致し実行された内容は、メモリ（４）内
より自動的に消去される。以上のように構成されている
ので、ＨΦ出力を変更したい時刻以前に、コマンドとタ
イマー値をメモリ（４）内へ格納しておけば、その命令
は、ハード的な素子の遅延時間を除いては、時間通りに
ポートＨΦの出力が変更される。 第３図に、この発明によるマイクロプロセッサ（３）
にて、メモリ４の記憶内容を生成するフローチャートを
示す。計算の基本は、従来例で説明したものと同様で、
第９図に示す手法を用いている。メインルーチン（Ａ）
において、ステップ（イ）では、ＨΦ端子を変化させる
コマンド、つまり、第９図（ｂ）の例では、時刻t0、
t1,t2,t3でＨΦ各端子を図の如く変化させるコマンドを
データメモリへ格納する。次にステップ（ロ）では、第
１時刻、例えば、所定の時刻におけるτ０〜τ３を求
め、これらのτ０〜τ３にもとづき式（１）、式（２）
からそれぞれのパルス印加時間、τ０′，τ１′，
τ２′，τ３′を計算し、データメモリへ格納する。 以上の準備をしておいて、インターラプトをT/2時間
（つまり1/2キャリア区間ごと）に、すなわち、第１図
においてはT4と対になっているC4のコマンドが実行され
たときにインターラプトを発生するようにする。第９図
（ｂ）の例では時刻ｔとt3でインターラプトを発生させ
る。そこで、インターラプトルーチン（Ｂ）のステップ
（ハ）では、t0←ｔ＋τ０′,t1←t0＋τ１′,t2←t1＋
τ２′,t3←t2＋τ３′を計算する。そしてステップ
（ニ）では、t0,t1,t2,t3とそれに対応するHOポート変
更コマンドをデータメモリより取り出し、ペアにしてメ
モリ（４）へ、４箇分（単位時間分、例えば、1/2キャ
リア分）を書き込むようにする。但し、上記t0〜t3のデ
ータは、タイマー値がt0になる前にメモリ（４）に入っ
ていなければならないので、時刻ｔ以前のインターラプ
トの処理によってメモリ（４）内へ格納される必要があ
る。また、実施例において、インターラプトによりメモ
リ（４）へデータを1/2キャリアごとに書込むようにし
たのは、メモリ（４）が満パイになるのを防ぐためであ
り、メインルーチンは、インターラプトによりデータを
書込む以前には、次のデータの計算は終えるようになっ
ている。すなわち、本実施例においては、キャリア信号
の電圧波における電圧の最小値を基準電圧とし、各相の
目標とする正弦波を示す情報における第１時刻での基準
電圧からの電圧を算出可能な情報、例えば、（τ０〜τ
３）を第１時刻に求め、この求められた情報にもとづき
各相について第１時刻における基準電圧からの電圧、す
なわち、（τ０、τ０＋τ１、τ０＋τ１＋τ２）に比
例した時間幅だけ有意レベルになるPWM制御信号を、第
１時刻からキャリア信号の1/2周期後にあたる第２時刻
から始まる微小な単位時間の間に生成可能にするよう
に、所定数相のPWM制御信号の状態をどのように変化さ
せるかが示されるコマンドおよびこのコマンドを読み出
すタイミングを示す時刻を対にした情報を所定数分、あ
らかじめ第２時刻以前にメモリに記憶させておく。そし
て、第１図の説明で述べたようにして第２時刻、例え
ば、時刻ｔからキャリア信号の1/2周期の間にマイクロ
プロセッサ（１）内に設けられているハードウエアであ
るタイマー（５）、および、比較器（６）の動作にもと
づきメモリ（４）の内容が時間遅れなく読み出され、命
令解読器（７）からPWM制御信号が出力される。 なお、メモリ（４）にコマンド、タイマー値を記憶さ
せるメモリ内容作成手段は、マイクロプロセッサ（１）
の機能により具現されるものとする。 また、メモリ（４）、タイマー（５）、比較器
（６）、および命令解読器（７）はマイクロプロセッサ
（１）内に設けられている。 以上のようにしてPWMパルスを出力するようにしたの
で、計算値に忠実なPWMパルスがＨΦ端子より出力され
ることになるのである。 なお、上記実施例ではポート端子（ＨΦ）を３本とし
て説明したが、第４図に示すように、ポート端子（Ｈ
Φ）を６本使用し、三相の上下アームの出力を行っても
よく、この場合の動作は第３図のフローチャートとほぼ
同様に行うことができる。 〔発明の効果〕 以上のように、キャリア信号の電圧波形における電圧
の最小値を基準電圧し、各相の目標とする正弦波を示す
情報における第１時刻での基準電圧からの電圧を算出可
能な情報を第１時刻に求め、この求められた情報にもと
づき各相について第１時刻における基準電圧からの電圧
に比例した時刻幅だけ有意レベルになるPWM制御信号
を、第１時刻からキャリア信号の1/2周期後にあたる第
２時刻から始まる微小な単位時間の間に生成可能にする
ように、所定数相のPWM制御信号の状態をどのように変
化させるかが示されるコマンドおよびこのコマンドを読
み出すタイミングを示す時刻を対にした情報を所定数
分、あらかじめメモリ内容作成手段により第２時刻以前
にメモリに記憶させ、第２時刻から始まる単位時間に、
メモリに記憶されている所定数の時刻のうち、時間とと
もにカウントアップするタイマーの現在値と一致するも
のがあるか否か比較する比較手段と、この比較手段によ
り一致するものがあることが比較検出されると、比較検
出された時刻と対になっているコマンドを読み出すとと
もに読み出されたコマンドにもとづき第２時刻から始ま
る単位時間におけるPWM制御信号を発生し出力するよう
にしたので、周波数指令に応じて計算値と同一のパルス
幅のPWM制御信号を得ることができ、負荷の電動機を滑
らかに運転できるとともに出力波形が正側と負側で同一
になり直流分による電動機の発熱を防止でき、また、メ
モリの大形化を防止できる効果がある。
タ装置に用いられるインバータ用PWM制御装置に関する
ものである。 〔従来の技術〕 第５図は従来のインバータ装置のPWM制御回路を構成
を示す図であり、図において、（２）はインバータの出
力周波数を設定する周波数設定手段、例えば、周波数設
定器、（３）はタイマを内蔵したワンチップ・マイクロ
プロセッサ（以下、単にマイクロプロセッサと呼ぶ）で
あり、周波数設定器（２）からの出力を受け、その周波
数に対するPWM変調による三相交流が図示しないインバ
ータ回路から出力されるように出力ポートP0、P1、P2か
ら、それぞれＵ相、Ｖ相、Ｗ相のPWM制御信号、例え
ば、PWMパルスパターンを、インバータ回路に出力す
る。なお、インバータ回路はこのPWMパルスパターンに
もとづき内部の所定数のスイッチング手段をオンオフさ
せ、直流電力をPWM変調による所定の交流電力に変換す
る。 次に、PWMのパルスパターン生成の原理を第８図
（ａ），（ｂ）を用いて説明する。一般的に、各相の目
標とする正弦波を示す情報と、所定周波数のキャリア信
号、例えば、三角波キャリアを示す情報とを内部で発生
する。そして、（ａ）図に示す如く、目標とする正弦波
と信号作成のための三角波キャリアを重ね、その振幅の
大小関係、つまり、正弦波振幅が三角波振幅より大きい
ところを“1"、逆のところを“0"として（ｂ）図に示す
ようなパルスパターンを作り出す。この場合、出力周波
数は目標とする正弦波の周波数と一致し、出力電圧はS/
aの値により制御しうることは周知のとおりである。上
記動作をマイクロプロセッサ（３）の演算にて行なうに
は、第９図（ａ），（ｂ）に示すような手法を用いる。
（ａ）図は角度θでの波形生成法を示すものであり、ま
ず、振幅Ｓの三相正弦波の角度θの位置に振幅ａの垂線
を重ねる。そして、三角波キャリアの波形の最大値を結
ぶ直線、三角波キャリアの波形の最小値を結ぶ直線、お
よび、三相の正弦波によって区切られる線分の長さを下
から、τ０、τ１、τ２、τ３とし、これらを求め、こ
れらの値をもとに、第８図の場合と同様、振幅の比較に
より（ｂ）図のようなパルスパターンを作成する。ここ
で、（ｂ）図におけるT/2は、第８図（ｂ）の1/2キャリ
ア区間T/2に同じで、τ0,τ1,τ2,τ３とτ０′，
τ１′，τ２′，τ３′の関係は となっている。 従って、第９図（ｂ）に示すように、マイクロプロセ
ッサ（３）の出力ポートP0は、所定時刻ｔよりτ０′＋
τ１′経過後t1（＝ｔ＋τ０′＋τ１′）に出力を“1"
→“0"に反転すればよい。同様に、出力ポートP1は時刻
t0（＝ｔ＋τ０′）に、出力ポートP2は時刻t2（＝ｔ＋
τ０′＋τ１′＋τ２′）に、それぞれ出力を“1"→
“0"へ変更すればよいことになる。ところで、第９図の
手法においても、第８図で説明した場合と同様に、出力
周波数は三相正弦波の周波数と一致し、出力電圧はS/a
の比により決定されることは自明である。 第６図は、上記動作をマイクロプロセッサ（３）に行
なわせるためのフローチャートである。メインルーチン
（ｃ）では、まずステップ（ホ）において出力ポート
P0,P1,P2に出力すべき出力パターンを計算し、データメ
モリへ格納する。第９図（ｂ）の例では、（P0,P1,P2）
の順に（1,1,1），（1,0,1），（0,0,1），（0,0,0）の
４組のデータを格納する。次にステップ（ヘ）において
τ０〜τ３を求め前記（１），（２）式を用いて、
τ０′，τ１′，τ２′，τ３′を計算し、上記ポート
データと順次組にして、データメモリへ格納しておく。
この状態においては所定時刻ｔでインターラプト（Inte
rrupt）を発生し、インターラプトルーチン（Ｄ）を行
なうようにしておく、このルーチン“D"では、ステップ
（ト）にて、P0,P1,P2のポート出力値、例えば第９図
（ｂ）の例では、（1,1,1）を出力し、ステップ（チ）
にて、その経続時間τ０′をタイマーにセットし、メイ
ンルーチン（ｃ）へリターンする。これにより時刻ｔに
て、出力ポートに（1,1,1）が出力される。そして、τ
０′時間経過後には、再びインターラプトが発生する。
そこで、インターラプトルーチン（Ｄ）とステップ
（ト）では出力ポートP0〜P2に（1,0,1）を出力し、ス
テップ（チ）ではタイマーにτ１′をセットする。これ
をくりかえすことにより第９図（ｂ）に示す波形が作ら
れる。但し、メインルーチン（ｃ）ではステップ
（ホ），（へ）にて第９図（ｂ）に示す区間の計算が終
われば、時刻ｔ〜t3の間では次のキャリア区間の計算を
しているので、t3にてインターラプトが発生するときは
次のキャリア区間のデータが続いて出力され、時間的に
連続したPWM波形が生成されることになる。 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかしながら、インターラプト処理により出力ポート
の変更を行なう場合には、以下に説明する理由により、
パルス幅が計算結果と異なって出力される欠点を有す
る。このようすを、第９図の時刻t0におけるポート変更
を例にとり、これを拡大した第７図をもとに説明する。
まず、時刻ｔよりτ０′経過後、時刻ξ０にインターラ
プトが発生する。しかし、このときメインルーチン
（ｃ）にて、命令実行中の場合は、インターラプトが受
付けられず、実際の受付は実行中の命令が終了した時点
ε１となる。その後、インターラプトルーチン（Ｄ）へ
ジャンプするのにξ１〜ξ２の時間を要し、インターラ
プトルーチン（Ｄ）内でポート出力変更までにξ１〜ξ
３の時間を要するので、実質ポート出力が変更されるの
はξ３となり、計算値に対し時間α（＝ξ３−ξ０）分
パルスが長くなる。特に、上記必要時間中ξ０〜ξ１ま
での時間はインターラプト発生時実行中の命令処理時間
に依存し、命令の種類により処理時間は一定していない
のが普通なので、その結果、時間αは一定とならず、従
って、計算値と同一のパルス幅のPWM制御装置を得るこ
とができず負荷の電動機を滑らかに運転できなくなり、
さらに、出力波形が正側と負側で同一にならなくなる場
合には直流分による電動機の発熱を招くという問題点が
あった。 この発明は、上記のような問題点を解消するためにな
されたもので、計算値と同一のパルス幅を出力するイン
バータ装置のPWM制御回路を得ることを目的とする。 〔問題点を解決するための手段〕 この発明に係るインバータ用PWM制御装置は、所定の
周波数設定手段により設定された出力周波数にもとづき
内部発生される各相の目標とする正弦波を示す情報と所
定周波数のキャリア信号を示す情報とにもとづきPWM制
御信号を発生し、インバータ回路に出力してインバータ
回路が有する所定数のスイッチング手段をオンオフさ
せ、直流電力をPWM変調による交流電力に変換させるイ
ンバータ用PWM制御装置において、 メモリと、キャリア信号の電圧波形における電圧の最
小値を基準電圧とし、各相の目標とする正弦波を示す情
報における第１時刻での基準電圧からの電圧を算出可能
な情報をこの第１時刻に求め、この求められた情報にも
とづき各相について第１時刻における基準電圧からの電
圧に比例した時間幅だけ有意レベルになるPWM制御装置
を、第１時刻からキャリア信号の1/2周期後にあたる第
２時刻から始まる単位時間の間に生成可能にするよう
に、所定数相のPWM制御信号の状態をどのように変化さ
せるかが示されるコマンドおよびこのコマンドを読み出
すタイミングを示す時刻を対にした情報を所定数分あら
かじめメモリに記憶させるメモリ内容作成手段と、時間
とともにカウントアップするタイマーと、第２時刻から
始まる単位時間に、メモリに記憶されている所定数の時
刻のうち、タイマーの現在値と一致するものがあるか否
か比較する比較手段と、この比較手段により一致するも
のがあることが比較検出されると、比較検出された時刻
と対になっているコマンドを読み出すとともに読み出さ
れたコマンドにもとづき第２時刻から始まる単位時間に
おけるPWM制御信号を発生し出力するPWM制御信号出力手
段と、を備えるようにしたものである。 〔作用〕 この発明におけるインバータ用PWM制御装置は、キャ
リア信号の電圧波形における電圧の最小値を基準電圧と
し、各相の目標とする正弦波を示す情報における第１時
刻での基準電圧からの電圧を算出可能な情報をこの第１
時刻に求め、この求められた情報にもとづき各相につい
て第１時刻における基準電圧からの電圧に比例した時間
幅だけ有意レベルになるPWM制御信号を、第１時刻から
キャリア信号の1/2周期後にあたる第２時刻から始まる
単位時間の間に生成可能にするように、所定数相のPWM
制御信号の状態をどのように変化させるかが示されるコ
マンドおよびこのコマンドを読み出すタイミングを示す
時刻を対にした情報を所定数分あらかじめメモリに記憶
させるメモリ内容作成手段によりメモリに記憶させてお
き、第２時刻から始まる単位時間に、メモリに記憶され
ている所定数の時刻のうち、時間とともにカウントアッ
プするタイマーの現在値と一致するものがあるか否か比
較する比較手段と、この比較手段により一致するものが
あることが比較検出されると、比較検出された時刻と対
になっているコマンドを読み出すとともに読み出された
コマンドにもとづき第２時刻から始まる単位時間におけ
るPWM制御信号を発生し出力する。 〔発明の実施例〕 以下、この発明の一実施例を図について説明する。第
２図において、（１）はあらかじめセットしたタイマー
値に応じてポート出力を変更するマイクロプロセッサ、
（２）は、第５図と同様の出力周波数設定器である。出
力周波数設定器（２）の出力はマイクロプロセッサ
（１）のアナログ入力A/D1端子に接続されており、アナ
ログ量として設定される出力周波数をA/Dコンバータで
変換して計算に使用するようにしている。また、PWMパ
ルスパターンは、Ｕ相,V相,W相それぞれが、出力ポート
ＨΦ0,HΦ1,HΦ２より出力するようになっている。 次に動作を説明するにあたって、ＨΦポートの出力に
ついて第１図を用いて説明する。図において、（４）は
メモリで、出力ポートＨΦの各端子に対して、実行すべ
きコマンドとその時刻を同時に記憶することができるも
のである。例えば、ＨΦ０端子を、時刻t1に“1"→“0"
に変化させるものとすれば、PWM制御信号の状態をどの
ように変化させるかが示されるコマンドを格納するコマ
ンド部に“1"を有意レベルとして、″ＨΦ０端子を、
“1"→“0"にする″コード番号C1を、そして、このコマ
ンドを読み出すタイミングを示す時刻、例えば、タイマ
ー値にt1を同時に書込みメモリ（４）に記憶させる。す
なわち、第１図において欄T1にt1が書き込まれる。な
お、メモリ（４）はこのような組合せの命令を同時に８
箇まで記憶させることができる。次に、（５）はタイマ
ーで、常にアップカウント動作をしている。（６）は比
較手段、例えば、タイムコンパレータで、タイマー
（５）の値と、メモリ（４）内のタイマー値（８箇）と
を常に比較しており、もし、メモリ（４）に記憶された
タイマー値の中に、タイマー（５）の値と一致するもの
があれば、PWM制御信号手段、例えば、命令解読器
（７）に出力を発するようになっている。命令解読器
（７）はタイムコンパレータ（６）の出力を受けて時刻
の一致したコマンドを取り出し、その内容に応じてＨΦ
の各端子の出力を変更する仕組みになっている。なお、
タイマー値が一致し実行された内容は、メモリ（４）内
より自動的に消去される。以上のように構成されている
ので、ＨΦ出力を変更したい時刻以前に、コマンドとタ
イマー値をメモリ（４）内へ格納しておけば、その命令
は、ハード的な素子の遅延時間を除いては、時間通りに
ポートＨΦの出力が変更される。 第３図に、この発明によるマイクロプロセッサ（３）
にて、メモリ４の記憶内容を生成するフローチャートを
示す。計算の基本は、従来例で説明したものと同様で、
第９図に示す手法を用いている。メインルーチン（Ａ）
において、ステップ（イ）では、ＨΦ端子を変化させる
コマンド、つまり、第９図（ｂ）の例では、時刻t0、
t1,t2,t3でＨΦ各端子を図の如く変化させるコマンドを
データメモリへ格納する。次にステップ（ロ）では、第
１時刻、例えば、所定の時刻におけるτ０〜τ３を求
め、これらのτ０〜τ３にもとづき式（１）、式（２）
からそれぞれのパルス印加時間、τ０′，τ１′，
τ２′，τ３′を計算し、データメモリへ格納する。 以上の準備をしておいて、インターラプトをT/2時間
（つまり1/2キャリア区間ごと）に、すなわち、第１図
においてはT4と対になっているC4のコマンドが実行され
たときにインターラプトを発生するようにする。第９図
（ｂ）の例では時刻ｔとt3でインターラプトを発生させ
る。そこで、インターラプトルーチン（Ｂ）のステップ
（ハ）では、t0←ｔ＋τ０′,t1←t0＋τ１′,t2←t1＋
τ２′,t3←t2＋τ３′を計算する。そしてステップ
（ニ）では、t0,t1,t2,t3とそれに対応するHOポート変
更コマンドをデータメモリより取り出し、ペアにしてメ
モリ（４）へ、４箇分（単位時間分、例えば、1/2キャ
リア分）を書き込むようにする。但し、上記t0〜t3のデ
ータは、タイマー値がt0になる前にメモリ（４）に入っ
ていなければならないので、時刻ｔ以前のインターラプ
トの処理によってメモリ（４）内へ格納される必要があ
る。また、実施例において、インターラプトによりメモ
リ（４）へデータを1/2キャリアごとに書込むようにし
たのは、メモリ（４）が満パイになるのを防ぐためであ
り、メインルーチンは、インターラプトによりデータを
書込む以前には、次のデータの計算は終えるようになっ
ている。すなわち、本実施例においては、キャリア信号
の電圧波における電圧の最小値を基準電圧とし、各相の
目標とする正弦波を示す情報における第１時刻での基準
電圧からの電圧を算出可能な情報、例えば、（τ０〜τ
３）を第１時刻に求め、この求められた情報にもとづき
各相について第１時刻における基準電圧からの電圧、す
なわち、（τ０、τ０＋τ１、τ０＋τ１＋τ２）に比
例した時間幅だけ有意レベルになるPWM制御信号を、第
１時刻からキャリア信号の1/2周期後にあたる第２時刻
から始まる微小な単位時間の間に生成可能にするよう
に、所定数相のPWM制御信号の状態をどのように変化さ
せるかが示されるコマンドおよびこのコマンドを読み出
すタイミングを示す時刻を対にした情報を所定数分、あ
らかじめ第２時刻以前にメモリに記憶させておく。そし
て、第１図の説明で述べたようにして第２時刻、例え
ば、時刻ｔからキャリア信号の1/2周期の間にマイクロ
プロセッサ（１）内に設けられているハードウエアであ
るタイマー（５）、および、比較器（６）の動作にもと
づきメモリ（４）の内容が時間遅れなく読み出され、命
令解読器（７）からPWM制御信号が出力される。 なお、メモリ（４）にコマンド、タイマー値を記憶さ
せるメモリ内容作成手段は、マイクロプロセッサ（１）
の機能により具現されるものとする。 また、メモリ（４）、タイマー（５）、比較器
（６）、および命令解読器（７）はマイクロプロセッサ
（１）内に設けられている。 以上のようにしてPWMパルスを出力するようにしたの
で、計算値に忠実なPWMパルスがＨΦ端子より出力され
ることになるのである。 なお、上記実施例ではポート端子（ＨΦ）を３本とし
て説明したが、第４図に示すように、ポート端子（Ｈ
Φ）を６本使用し、三相の上下アームの出力を行っても
よく、この場合の動作は第３図のフローチャートとほぼ
同様に行うことができる。 〔発明の効果〕 以上のように、キャリア信号の電圧波形における電圧
の最小値を基準電圧し、各相の目標とする正弦波を示す
情報における第１時刻での基準電圧からの電圧を算出可
能な情報を第１時刻に求め、この求められた情報にもと
づき各相について第１時刻における基準電圧からの電圧
に比例した時刻幅だけ有意レベルになるPWM制御信号
を、第１時刻からキャリア信号の1/2周期後にあたる第
２時刻から始まる微小な単位時間の間に生成可能にする
ように、所定数相のPWM制御信号の状態をどのように変
化させるかが示されるコマンドおよびこのコマンドを読
み出すタイミングを示す時刻を対にした情報を所定数
分、あらかじめメモリ内容作成手段により第２時刻以前
にメモリに記憶させ、第２時刻から始まる単位時間に、
メモリに記憶されている所定数の時刻のうち、時間とと
もにカウントアップするタイマーの現在値と一致するも
のがあるか否か比較する比較手段と、この比較手段によ
り一致するものがあることが比較検出されると、比較検
出された時刻と対になっているコマンドを読み出すとと
もに読み出されたコマンドにもとづき第２時刻から始ま
る単位時間におけるPWM制御信号を発生し出力するよう
にしたので、周波数指令に応じて計算値と同一のパルス
幅のPWM制御信号を得ることができ、負荷の電動機を滑
らかに運転できるとともに出力波形が正側と負側で同一
になり直流分による電動機の発熱を防止でき、また、メ
モリの大形化を防止できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発明の一実施例によるインバータ装置のPW
M制御回路の動作説明図、第２図は同構成図、第３図は
同フローチャート図、第４図はこの発明の他の実施例を
示す構成図、第５図は従来の回路の構成図、第６図は同
フローチャート図、第７図〜第９図はPWM波形パターン
生成の原理を説明する図である。 図において、（１）はマイクロプロセッサ、（２）は周
波数設定器、（４）はメモリ、（５）はタイマー、
（６）は比較器、（７）は命令解読器である。 なお、図中、同一符号は同一部分を示す。
M制御回路の動作説明図、第２図は同構成図、第３図は
同フローチャート図、第４図はこの発明の他の実施例を
示す構成図、第５図は従来の回路の構成図、第６図は同
フローチャート図、第７図〜第９図はPWM波形パターン
生成の原理を説明する図である。 図において、（１）はマイクロプロセッサ、（２）は周
波数設定器、（４）はメモリ、（５）はタイマー、
（６）は比較器、（７）は命令解読器である。 なお、図中、同一符号は同一部分を示す。
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．所定の周波数設定手段により設定された出力周波数
にもとづき内部発生される各相の目標とする正弦波を示
す情報と所定周波数のキャリア信号を示す情報とにもと
づきPWM制御信号を発生し、インバータ回路に出力して
上記インバータ回路が有する所定数のスイッチング手段
をオンオフさせ、直流電力をPWM変調による交流電力に
変換させるインバータ用PWM制御装置において、 メモリと、 上記キャリア信号の電圧波形における電圧の最小値を基
準電圧とし、各相の目標とする正弦波を示す情報におけ
る第１時刻での基準電圧からの電圧を算出可能な情報を
この第１時刻に求め、この求められた情報にもとづき各
相について上記第１時刻における基準電圧からの電圧に
比例した時間幅だけ有意レベルになるPWM制御信号を、
上記第１時刻から上記キャリア信号の1/2周期後にあた
る第２時刻から始まる単位時間の間に生成可能にするよ
うに、所定数相の上記PWM制御信号の状態をどのように
変化させるかが示されるコマンドおよびこのコマンドを
読み出すタイミングを示す時刻を対にした情報を所定数
分あらかじめ上記メモリに記憶させるメモリ内容作成手
段と、 時間とともにカウントアップするタイマーと、 上記第２時刻から始まる上記単位時間に、上記メモリに
記憶されている所定数の上記時刻のうち、上記タイマー
の現在値と一致するものがあるか否か比較する比較手段
と、 この比較手段により一致するものがあることが比較検出
されると、比較検出された上記時刻と対になっている上
記コマンドを読み出すとともに読み出された上記コマン
ドにもとづき上記第２時刻から始まる上記単位時間にお
けるPWM制御信号を発生し出力するPWM制御信号出力手段
と、を備えたインバータ用PWM制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62051501A JP2705059B2 (ja) | 1987-03-06 | 1987-03-06 | インバータ用ｐｗｍ制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62051501A JP2705059B2 (ja) | 1987-03-06 | 1987-03-06 | インバータ用ｐｗｍ制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63220769A JPS63220769A (ja) | 1988-09-14 |
| JP2705059B2 true JP2705059B2 (ja) | 1998-01-26 |
Family
ID=12888729
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62051501A Expired - Lifetime JP2705059B2 (ja) | 1987-03-06 | 1987-03-06 | インバータ用ｐｗｍ制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2705059B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03148911A (ja) * | 1989-11-02 | 1991-06-25 | Victor Co Of Japan Ltd | 信号発生装置および信号発生装置を用いた送風装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59106884A (ja) * | 1982-12-10 | 1984-06-20 | Sanyo Electric Co Ltd | インバ−タの制御方式 |
-
1987
- 1987-03-06 JP JP62051501A patent/JP2705059B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59106884A (ja) * | 1982-12-10 | 1984-06-20 | Sanyo Electric Co Ltd | インバ−タの制御方式 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63220769A (ja) | 1988-09-14 |
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