JP2893981B2 - 電圧形ｐｗｍインバータの電流制御装置 - Google Patents
電圧形ｐｗｍインバータの電流制御装置Info
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- JP2893981B2 JP2893981B2 JP3044038A JP4403891A JP2893981B2 JP 2893981 B2 JP2893981 B2 JP 2893981B2 JP 3044038 A JP3044038 A JP 3044038A JP 4403891 A JP4403891 A JP 4403891A JP 2893981 B2 JP2893981 B2 JP 2893981B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、主としてモータ等を
駆動する電圧形ＰＷＭインバータの出力電流を、電流指
令にもとづき制御するための電流制御装置に関する。
駆動する電圧形ＰＷＭインバータの出力電流を、電流指
令にもとづき制御するための電流制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の制御装置としては例えば
図５に示す如きものが知られている。同図において、１
は加算器、２は調節器、３はＰＷＭインバータ、４は誘
導機や同期機を含む負荷である。すなわち、加算器１に
て外部から与えられる電流指令値ｉ* と電流検出値（実
際値）との差を求め、調節器（電流調節器）２によりこ
の差をゼロにすべく所定の調節演算をして電圧指令値Ｖ
* を求め、これにもとづきＰＷＭインバータ３を制御す
ることで、誘導機や同期機等の負荷４に所望の電流を流
すものである。
図５に示す如きものが知られている。同図において、１
は加算器、２は調節器、３はＰＷＭインバータ、４は誘
導機や同期機を含む負荷である。すなわち、加算器１に
て外部から与えられる電流指令値ｉ* と電流検出値（実
際値）との差を求め、調節器（電流調節器）２によりこ
の差をゼロにすべく所定の調節演算をして電圧指令値Ｖ
* を求め、これにもとづきＰＷＭインバータ３を制御す
ることで、誘導機や同期機等の負荷４に所望の電流を流
すものである。
【０００３】ところで、この種のインバータの１相分に
ついて考えると、図６（イ）に示すように、上側アーム
のスイチング素子Ｔ１と下側アームのスイチング素子Ｔ
２とからなり、これらは電圧指令に応じたＰＷＭにより
駆動信号を与えられて、図６（ロ）の如く交互にオン，
オフ動作を行なう。なお、Ｄ１，Ｄ２は還流ダイオード
を示す。このとき、スイチング素子が駆動信号に対して
理想的に応動するものであれば問題はないが、素子のば
らつき等によってオン，オフに差が生じるのが普通で、
上側アームのスイチング素子Ｔ１がオフになり切れない
うちに下側アームのスイチング素子Ｔ２がオンとなった
り、その逆の現象が生じてアーム短絡が生じるおそれが
ある。このため、各スイチング素子を図６（ハ）のよう
に一定の遅れ時間Ｔｄをもってオンするようにしている
のが一般的で、この時間をオンディレイタイムと呼んで
いる。
ついて考えると、図６（イ）に示すように、上側アーム
のスイチング素子Ｔ１と下側アームのスイチング素子Ｔ
２とからなり、これらは電圧指令に応じたＰＷＭにより
駆動信号を与えられて、図６（ロ）の如く交互にオン，
オフ動作を行なう。なお、Ｄ１，Ｄ２は還流ダイオード
を示す。このとき、スイチング素子が駆動信号に対して
理想的に応動するものであれば問題はないが、素子のば
らつき等によってオン，オフに差が生じるのが普通で、
上側アームのスイチング素子Ｔ１がオフになり切れない
うちに下側アームのスイチング素子Ｔ２がオンとなった
り、その逆の現象が生じてアーム短絡が生じるおそれが
ある。このため、各スイチング素子を図６（ハ）のよう
に一定の遅れ時間Ｔｄをもってオンするようにしている
のが一般的で、この時間をオンディレイタイムと呼んで
いる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このように、電圧形Ｐ
ＷＭインバータにおいては、その上下アームの短絡防止
のため通常はオンディレイタイムと呼ばれる遅延時間が
設けられるが、このオンディレイタイム中は制御が不能
となり、これが電圧外乱として発生することになる。尤
も、調節器のゲインが十分に高く、高速なフィードバッ
ク制御が可能な場合はこの電圧外乱を十分に補償するこ
とができるが、高速なフィードバック制御ができないと
きは、この電圧外乱により電流に対し制御偏差が生じて
しまい、良好な制御が出来なくなるという問題がある。
したがって、この発明の課題は高速なフィードバック制
御が出来ない場合でもオンディレイタイムによる電圧外
乱を補償し、電流の制御偏差をなくすことにある。
ＷＭインバータにおいては、その上下アームの短絡防止
のため通常はオンディレイタイムと呼ばれる遅延時間が
設けられるが、このオンディレイタイム中は制御が不能
となり、これが電圧外乱として発生することになる。尤
も、調節器のゲインが十分に高く、高速なフィードバッ
ク制御が可能な場合はこの電圧外乱を十分に補償するこ
とができるが、高速なフィードバック制御ができないと
きは、この電圧外乱により電流に対し制御偏差が生じて
しまい、良好な制御が出来なくなるという問題がある。
したがって、この発明の課題は高速なフィードバック制
御が出来ない場合でもオンディレイタイムによる電圧外
乱を補償し、電流の制御偏差をなくすことにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るため、この発明では、電流指令値とその検出値との偏
差に応じて所定の調節演算を行なう電流調節手段を備
え、この電流調節手段からの出力にもとづき電圧形ＰＷ
Ｍインバータの出力電流を制御する制御装置において、
前記電流指令値ｉ* に応じて下記（１）式の電圧Ｖｃを
出力する関数発生手段と、この関数発生手段からの出力
と前記電流調節手段からの出力とを加算する加算手段と
を設けたことを特徴としている。
るため、この発明では、電流指令値とその検出値との偏
差に応じて所定の調節演算を行なう電流調節手段を備
え、この電流調節手段からの出力にもとづき電圧形ＰＷ
Ｍインバータの出力電流を制御する制御装置において、
前記電流指令値ｉ* に応じて下記（１）式の電圧Ｖｃを
出力する関数発生手段と、この関数発生手段からの出力
と前記電流調節手段からの出力とを加算する加算手段と
を設けたことを特徴としている。
【０００６】 Ｖｃ＝＋Ｖｃ０ （ｉ* ≧ｉ* ０のとき） ＝＋ｋ×ｉ* （ｉ* ０＞ｉ* ≧０のとき） ＝−ｋ×ｉ* （０＞ｉ* ≧−ｉ* ０のとき） ＝−Ｖｃ０ （−ｉ* ０＞ｉ* のとき） （ただし、ｋ＝Ｖｃ０／ｉ* ０とし、Ｖｃ０，ｉ* ０は定数とする） …（１）
【０００７】
【作用】上記関数発生手段にて、オンディレイタイムに
よる電圧外乱をフィードフォワード補償することによ
り、電流の制御偏差をなくし良好な制御を可能とする。
よる電圧外乱をフィードフォワード補償することによ
り、電流の制御偏差をなくし良好な制御を可能とする。
【０００８】
【実施例】図１にこの発明の実施例を示す。同図からも
明らかなように、この実施例は図５に示すものに対し、
補償器５および加算器６を付加して構成される。ここ
で、関数発生器やメモリなどから構成される補償器５と
して、電流指令値ｉ * を入力されて、図２に示すような
出力Ｖｃを出すものとする。また、この関数を数式にて
表現すると次式のようになる。ただし、Ｖｃ０は定数と
する。 加算器６は調節器２の出力と補償器５の出力を加算し、
これによってＰＷＭインバータ３を制御する。つまり、
フィードフォワード制御によりオンディレイ補償を行な
い、良好な制御を可能とするものである。
明らかなように、この実施例は図５に示すものに対し、
補償器５および加算器６を付加して構成される。ここ
で、関数発生器やメモリなどから構成される補償器５と
して、電流指令値ｉ * を入力されて、図２に示すような
出力Ｖｃを出すものとする。また、この関数を数式にて
表現すると次式のようになる。ただし、Ｖｃ０は定数と
する。 加算器６は調節器２の出力と補償器５の出力を加算し、
これによってＰＷＭインバータ３を制御する。つまり、
フィードフォワード制御によりオンディレイ補償を行な
い、良好な制御を可能とするものである。
【０００９】ところで、電圧形ＰＷＭインバータにおけ
る電圧指令と電流実際値との関係を調べてみると図３の
実線Ａのようになり、また、負荷の抵抗分による特性は
点線Ｂのように示され、オンディレイタイムによる電圧
外乱は図３の実線から点線の分を引いた特性となること
が判明している。このことは、電圧の小さいところでも
電流はゼロではないことを示しているが、図２の特性は
これをゼロとして近似している。ただし、このような特
性でも、例えば誘導電動機のように無負荷時でも定格電
流の２０〜３０％の電流が流れているものにあっては、
電流がゼロの近傍で運転されることはないので実用的に
殆ど問題はない。
る電圧指令と電流実際値との関係を調べてみると図３の
実線Ａのようになり、また、負荷の抵抗分による特性は
点線Ｂのように示され、オンディレイタイムによる電圧
外乱は図３の実線から点線の分を引いた特性となること
が判明している。このことは、電圧の小さいところでも
電流はゼロではないことを示しているが、図２の特性は
これをゼロとして近似している。ただし、このような特
性でも、例えば誘導電動機のように無負荷時でも定格電
流の２０〜３０％の電流が流れているものにあっては、
電流がゼロの近傍で運転されることはないので実用的に
殆ど問題はない。
【００１０】しかしながら、同期機のように、無負荷時
には電流がゼロとなるものについては、図２の特性では
必ずしも充分でない。そこで、この発明では、図４の如
く電圧（電流）の小さいところでは補償電圧Ｖｃを電流
指令値ｉ*に比例させ、それ以外では飽和させるように
する。このようにすれば、同期機を制御する場合でも良
好な制御が可能となる。なお、図４の関係を数式にて表
現すると（１）式のようになる。ただし、ｋ＝Ｖｃ０／
ｉ* ０とし、Ｖｃ０，ｉ* ０は定数とする。 Ｖｃ＝＋Ｖｃ０ ｉ* ≧ｉ* ０のとき ＝＋ｋ×ｉ* ｉ* ０＞ｉ* ≧０のとき ＝−ｋ×ｉ* ０＞ｉ* ≧−ｉ* ０のとき ＝−Ｖｃ０ −ｉ* ０＞ｉ* のとき …（１）
には電流がゼロとなるものについては、図２の特性では
必ずしも充分でない。そこで、この発明では、図４の如
く電圧（電流）の小さいところでは補償電圧Ｖｃを電流
指令値ｉ*に比例させ、それ以外では飽和させるように
する。このようにすれば、同期機を制御する場合でも良
好な制御が可能となる。なお、図４の関係を数式にて表
現すると（１）式のようになる。ただし、ｋ＝Ｖｃ０／
ｉ* ０とし、Ｖｃ０，ｉ* ０は定数とする。 Ｖｃ＝＋Ｖｃ０ ｉ* ≧ｉ* ０のとき ＝＋ｋ×ｉ* ｉ* ０＞ｉ* ≧０のとき ＝−ｋ×ｉ* ０＞ｉ* ≧−ｉ* ０のとき ＝−Ｖｃ０ −ｉ* ０＞ｉ* のとき …（１）
【００１１】
【発明の効果】この発明によれば、オンディレイによる
電圧外乱を積極的に補償（フィードフォワード補償）す
るようにしているため、高速なフィードバック制御がで
きない場合でも電流の制御偏差をなくすことができ、良
好な制御が可能となる利点が得られる。
電圧外乱を積極的に補償（フィードフォワード補償）す
るようにしているため、高速なフィードバック制御がで
きない場合でも電流の制御偏差をなくすことができ、良
好な制御が可能となる利点が得られる。
【図１】この発明の実施例を示す概要図である。
【図２】図１に示す補償器の特性を示す特性図である。
【図３】電圧形ＰＷＭインバータにおける電圧指令対電
流特性を示す特性図である。
流特性を示す特性図である。
【図４】図１に示す補償器の別の特性を示す特性図であ
る。
る。
【図５】従来例を示す概要図である。
【図６】オンディレイタイムを説明するための説明図で
ある。
ある。
１ 加算器 ２ 調節器 ３ ＰＷＭインバータ ４ 負荷 ５ 補償器 ６ 加算器
Claims (1)
- 【請求項１】 電流指令値とその検出値との偏差に応じ
て所定の調節演算を行なう電流調節手段を備え、この電
流調節手段からの出力にもとづき電圧形ＰＷＭインバー
タの出力電流を制御する制御装置において、 前記電流指令値ｉ* に応じて下記（１）式の電圧Ｖｃを
出力する関数発生手段と、 この関数発生手段からの出力と前記電流調節手段からの
出力とを加算する加算手段と、 を設け、この加算手段からの出力にもとづき電圧形ＰＷ
Ｍインバータを制御することを特徴とする電圧形ＰＷＭ
インバータの電流制御装置。 Ｖｃ＝＋Ｖｃ０ （ｉ * ≧ｉ * ０のとき） ＝＋ｋ×ｉ * （ｉ * ０＞ｉ * ≧０のとき） ＝−ｋ×ｉ * （０＞ｉ * ≧−ｉ * ０のとき） ＝−Ｖｃ０ （−ｉ * ０＞ｉ * のとき） （ただし、ｋ＝Ｖｃ０／ｉ * ０とし、Ｖｃ０，ｉ * ０は定数とする） …（１）
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3044038A JP2893981B2 (ja) | 1991-02-18 | 1991-02-18 | 電圧形ｐｗｍインバータの電流制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3044038A JP2893981B2 (ja) | 1991-02-18 | 1991-02-18 | 電圧形ｐｗｍインバータの電流制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04265668A JPH04265668A (ja) | 1992-09-21 |
| JP2893981B2 true JP2893981B2 (ja) | 1999-05-24 |
Family
ID=12680457
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3044038A Expired - Fee Related JP2893981B2 (ja) | 1991-02-18 | 1991-02-18 | 電圧形ｐｗｍインバータの電流制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2893981B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2742154B2 (ja) * | 1991-06-20 | 1998-04-22 | 三菱電機株式会社 | 電圧形インバータの短絡防止時間補正装置 |
| JP2002262578A (ja) * | 2001-02-28 | 2002-09-13 | Yaskawa Electric Corp | 電力変換装置およびその制御方法 |
| EP1661792A1 (en) * | 2003-09-02 | 2006-05-31 | NSK Ltd. | Device for controlling electric-motor power steering device |
-
1991
- 1991-02-18 JP JP3044038A patent/JP2893981B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04265668A (ja) | 1992-09-21 |
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