JP3206218B2 - Instantaneous value control method of voltage type inverter - Google Patents

Instantaneous value control method of voltage type inverter

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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、スイッチング周波数が
正弦波指令電圧の位相に依存することなく一定となるよ
うにした電圧形インバータの瞬時値制御方式に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an instantaneous value control method for a voltage type inverter in which a switching frequency is constant without depending on a phase of a sine wave command voltage.

【0002】[0002]

【従来の技術】図4にモータ駆動用インバータの回路構
成を示す。インバータ1でモータIMを円滑に駆動する
ためには負荷電流を正弦波にすることが望ましい。この
ため図4に示すような一定ヒステリシス幅瞬時値制御方
式が多用されている。
2. Description of the Related Art FIG. 4 shows a circuit configuration of a motor driving inverter. In order for the inverter 1 to drive the motor IM smoothly, it is desirable that the load current be a sine wave. For this reason, a constant hysteresis width instantaneous value control method as shown in FIG. 4 is frequently used.

【0003】この方式は正弦波指令電流i*(=Isi
nθ)と電流検出器CTで検出した負荷電流iとの差を
一定ヒステリシス幅Δiのコンパレータ9で比較し、│
i−i*│>Δiとなった時点でインバータの上下アー
ムの半導体スイッチS1とS2等のON,OFFを反転
させ、di/dtの極性を反転させるものである。この
制御はU,V,W相夫々について独立に行う。この動作
例を図5に示す。
In this method, a sine wave command current i * (= Isi
nθ) and the load current i detected by the current detector CT are compared by a comparator 9 having a constant hysteresis width Δi.
When i−i * │> Δi, ON / OFF of the semiconductor switches S1 and S2 of the upper and lower arms of the inverter is inverted, and the polarity of di / dt is inverted. This control is performed independently for each of the U, V, and W phases. FIG. 5 shows an example of this operation.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上記従来制御方式は、
コンパレータ9のヒステリシス幅Δiが一定のため指令
電流i*=Isinθにおいてθ≒0°近傍では半導体
スイッチS1,S2のスイッチング周波数が低くなり、
θ=90°近傍では高くなる(図5)。即ち、従来の瞬
時値制御方式では指令電流の位相によりスイッチング周
波数が異なる。
The above-mentioned conventional control method is as follows.
Since the hysteresis width Δi of the comparator 9 is constant, the switching frequency of the semiconductor switches S1 and S2 decreases near θ ≒ 0 ° at the command current i * = Isin θ,
It becomes high near θ = 90 ° (FIG. 5). That is, in the conventional instantaneous value control method, the switching frequency differs depending on the phase of the command current.

【0005】モータ駆動用インバータは、そのスイッチ
ング周波数が或る値(≒20KHz)を超えると騒音が
可聴領域を超え、人間には聞こえなくなる。しかしθ=
0°近傍ではスイッチング周波数が低いので、この周波
数成分が原因で騒音が発生する。
When the switching frequency of a motor driving inverter exceeds a certain value (或 20 KHz), noise exceeds the audible range and becomes inaudible to humans. But θ =
Since the switching frequency is low near 0 °, noise is generated due to this frequency component.

【0006】ヒステリシス幅Δiを小さくすれば、θ=
0°近傍のスイッチング周波数を可聴領域以上とするこ
とができるが、インバータの平均スイッチング周波数も
高くなり、スイッチングロスが大きくなり、インバータ
の効率が低下する。
If the hysteresis width Δi is reduced, θ =
Although the switching frequency near 0 ° can be set to be higher than the audible range, the average switching frequency of the inverter also increases, the switching loss increases, and the efficiency of the inverter decreases.

【0007】本発明は、従来のこのような問題点に鑑み
てなされたものであり、その目的とするところは、イン
バータの効率を低下させることなくインバータのスイッ
チング周波数を可聴領域以上とすることが可能な電圧形
インバータの瞬時値制御方式を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such conventional problems, and an object of the present invention is to make the switching frequency of the inverter higher than the audible range without lowering the efficiency of the inverter. It is an object of the present invention to provide a possible instantaneous value control method of a voltage source inverter.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明における電圧形インバータの瞬時値制御方式
は、 正弦波指令電流と出力検出電流との差を検出し、
この差電流の絶対値をヒステリシス幅と比較し、前記絶
対値がヒステリシス幅より大きくなった時、インバー
下アームの半導体スイッチのON,OFFを反転させ
る電圧形インバータにおいて、前記ヒステリシス幅を、
前記正弦波の指令電流の位相によって変化する可変ヒス
テリシス幅とすると共に、その可変ヒステリシス幅を前
記半導体スイッチのスイッチング周波数が指令電流の位
相に依存せずほぼ一定となりかつスイッチング周波数が
可聴領域以上となるように設定したものである。
In order to achieve the above object, an instantaneous value control method for a voltage source inverter according to the present invention detects a difference between a sine wave command current and an output detection current,
The absolute value of the difference current as compared to the hysteresis width, when the absolute value is larger than the hysteresis width, inverter
ON the semiconductor switch of the upper lower arm, the voltage source inverter for inverting the OFF, the hysteresis width,
With a variable hysteresis width that varies the phase of the command current of the sine wave, is almost constant becomes and the switching frequency does not depend on prior <br/> Symbol switching frequency of the command current of the semiconductor switch phase the variable hysteresis width This is set so as to be larger than the audible region.

【0009】[0009]

【作用】ヒステリシス幅が一定の場合、インバータのス
イッチング周波数は正弦波指令電流の位相90°及び2
70°付近で高くなり、0°及び180°付近で低くな
るが、ヒステリシス幅を正弦波指令電流の位相によって
変化する可変ヒステリシス幅としたので、スイッチング
周波数を指令電流の位相に関係なく一定にすることがで
きる。
When the hysteresis width is constant, the switching frequency of the inverter is set to 90 ° for the phase of the sine wave command current and 2
It increases near 70 ° and decreases near 0 ° and 180 °, but the hysteresis width is a variable hysteresis width that changes according to the phase of the sine wave command current, so the switching frequency is kept constant regardless of the phase of the command current. be able to.

【0010】上記ヒステリシス幅一定の場合全位相にお
いてスイッチング周波数を可聴領域以上とすることは困
難であるが、スイッチング周波数が位相に関係なく一定
となるので、平均スイッチング周波数を上げずに可聴領
以上とすることが可能である。
[0010] It is difficult to the switching frequency audible range or in the hysteresis width constant when the total phase, and the switching frequency is constant regardless of the phase, the audible region above without increasing the average switching frequency It is possible to

【0011】[0011]

【実施例】本発明の実施例を図面を参照して説明する。
図1はモータ駆動用インバータとそのインバータの1相
分の制御回路を示す。同図において、1は半導体スイッ
チS1〜S6からなるインバータ、IMはインバータ1
によって駆動されるモータ、CTはU相出力(負荷)電
流検出器。
An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a motor driving inverter and a control circuit for one phase of the inverter. In the figure, reference numeral 1 denotes an inverter including semiconductor switches S1 to S6, and IM denotes an inverter 1.
The motor driven by CT is a U-phase output (load) current detector.

【0012】2〜7はU相の上,下半導体スイッチS
1,S2を制御するU相制御回路で、2は電流検出器C
Tからの検出電流iと指令電流i(=Isinθ)と
の差を求める電流差検出器、3は電流差検出器2の出力
i−i*の絶対値を求める絶対値変換部。
2 to 7 are upper and lower U-phase semiconductor switches S
1, a U-phase control circuit for controlling S2, 2 is a current detector C
A current difference detector 3 for calculating a difference between a detected current i from T and a command current i * (= Isin θ), and an absolute value converter 3 for obtaining an absolute value of an output ii * of the current difference detector 2.

【0013】4は指令電流i*=Isinθが入力し、
その振幅Iと位相θによってヒステリシス幅Δiが、図
2(c)に示すようにθ=0°,180°近傍では狭く
θ=90°,270°近傍では広くなり、インバータの
半導体スイッチのスイッチング周波数を図2(b)に示
すように指令電流i*の位相θに依存せず一定となしう
る可変ヒステリシス幅Δi′を演算により求める可変ヒ
ステリシス幅演算部。
4 is the input of the command current i * = Isin θ,
Due to the amplitude I and the phase θ, the hysteresis width Δi becomes narrow near θ = 0 ° and 180 ° and widens near θ = 90 ° and 270 ° as shown in FIG. A variable hysteresis width calculator for calculating a variable hysteresis width Δi ′ that can be constant without depending on the phase θ of the command current i * as shown in FIG. 2B.

【0014】5は絶対値変換部3の出力・i−i*・と
演算部4の出力Δi′とを比較(図3(a))するコン
パレータ、6はコンパレータ5からのパルス(図3
(b)がCLK端子に入力するフリップフロップ、7
はフリップフロップのS1オン信号出力とS2オン信号
出力(図3(c))にデットタイムを付与して半導体ス
イッチS1ゲート信号及びS2ゲート信号を出力するデ
ットタイム生成部である。半導体スイッチS3,S4及
びS5,S6も同様に制御する。
Reference numeral 5 denotes a comparator for comparing the output (i−i *) of the absolute value converter 3 with the output Δi ′ of the arithmetic unit 4 (FIG. 3A), and 6 denotes a pulse from the comparator 5 (FIG.
Flip-flop (b)) is input to the CLK terminal, 7
Reference numeral denotes a dead time generation unit that applies a dead time to the S1 on signal output and the S2 on signal output (FIG. 3C) of the flip-flop to output the semiconductor switch S1 gate signal and the S2 gate signal. The semiconductor switches S3, S4 and S5, S6 are similarly controlled.

【0015】以上のように構成されているので、可変ヒ
ステリシス演算部4は指令電流i*からスイッチング周
波数が一定となるような可変ヒステリシス幅Δi′を出
力する。しかして絶対値変換部3からの出力が・i−i
*・>Δi′となるとコンパレータ5からフリップフロ
ップ6のCLK端子に出力されてリップロップの出
力を反転させる。このため半導体スイッチS1,S2の
ゲート信号のオン、オフが反転し、再び・i−i*・<
Δiとなる。
With the above configuration, the variable hysteresis operation section 4 outputs a variable hysteresis width Δi ′ such that the switching frequency becomes constant from the command current i *. Thus, the output from the absolute value converter 3 is:
* ·> Δi 'when it comes to being outputted from the comparator 5 to the CLK terminal of flip-flop 6 for inverting the output of the flip-off drop. Therefore, the on / off states of the gate signals of the semiconductor switches S1 and S2 are inverted, and again, * ii ** <
Δi.

【0016】従って殆どの領域において│i−i*│≦
Δiが保たれ、出力電流iは図2(a)に示すように制
御される。よって半導体スイッチS1,S2のON期間
は図2(b)のように均一となるので、平均スイッチン
グ周波数を殆ど変えることなく可聴周波数以上とするこ
とが可能となる。
Therefore, | i−i * | ≦
Δi is maintained, and the output current i is controlled as shown in FIG. Accordingly, since the ON periods of the semiconductor switches S1 and S2 are uniform as shown in FIG. 2B, it is possible to increase the audible frequency or higher without changing the average switching frequency.

【0017】[0017]

【発明の効果】本発明は、上述のとおり構成されている
ので、次に記載する効果を奏する。
Since the present invention is configured as described above, the following effects can be obtained.

【0018】(1)インバータの半導体スイッチのスイ
ッチング周波数を略一定にすることができる。
(1) The switching frequency of the semiconductor switch of the inverter can be made substantially constant.

【0019】(2)インバータの平均スイッチング周波
数を上げることなく指令電流の全位相におけるスイッチ
ング周波数を可聴領域以上に設定することができる。
(2) The switching frequency in all phases of the command current can be set higher than the audible range without increasing the average switching frequency of the inverter.

【0020】(3)このためインバータの損失を増加さ
せることなくインバータから発生する騒音を抑制でき
る。
(3) Therefore, the noise generated from the inverter can be suppressed without increasing the loss of the inverter.

【0021】(4)スイッチング周波数が略一定となる
ので、デッドタイムの時間幅設定が容易となる。
(4) Since the switching frequency is substantially constant, the time width of the dead time can be easily set.

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

【図1】本発明の実施例にかかるインバータの制御回路
図。
FIG. 1 is a control circuit diagram of an inverter according to an embodiment of the present invention.

【図2】実施例の制御方式を説明する波形図。FIG. 2 is a waveform chart illustrating a control method according to the embodiment.

【図3】実施例の制御回路動作原理図。FIG. 3 is a diagram illustrating the operation principle of a control circuit according to an embodiment.

【図4】従来例にかかるインバータの制御回路図。FIG. 4 is a control circuit diagram of an inverter according to a conventional example.

【図5】従来例の制御方式を説明する波形図。FIG. 5 is a waveform diagram illustrating a control method according to a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…インバータ 2…差検出器 3…絶対値変換部 4…可変ヒステリシス幅演算部 5…コンパレータ 6…フリップフロップ 7…デッドタイム生成部 9…ヒステリシスコンパレータ IM…モータ S1〜S6…半導体スイッチ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Inverter 2 ... Difference detector 3 ... Absolute value conversion part 4 ... Variable hysteresis width calculation part 5 ... Comparator 6 ... Flip-flop 7 ... Dead time generation part 9 ... Hysteresis comparator IM ... Motor S1-S6 ... Semiconductor switch

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 正弦波指令電流と出力検出電流との差を
検出し、この差電流の絶対値をヒステリシス幅と比較
し、前記絶対値がヒステリシス幅より大きくなった時、
インバータ上下アームの半導体スイッチのON,OFF
を反転させる電圧形インバータにおいて、 前記ヒステリシス幅を、前記正弦波の指令電流の位相に
よって変化する可変ヒステリシス幅とすると共に、その
可変ヒステリシス幅を前記半導体スイッチのスイッチン
グ周波数が指令電流の位相に依存せずほぼ一定となりか
つスイッチング周波数が可聴領域以上となるように設定
したことを特徴とする電圧形インバータの瞬時値制御方
式。
1. A method for detecting a difference between a sine wave command current and an output detection current, comparing an absolute value of the difference current with a hysteresis width, and when the absolute value is larger than the hysteresis width,
Semiconductor switch of ON of the lower arm on the inverter, OFF
In the voltage source inverter for inverting the dependence of the hysteresis width, with a variable hysteresis width that varies the phase of the command current of the sine wave, the phase of the switching frequency command current before Symbol semiconductor switches its variable hysteresis width The instantaneous value control method for a voltage-type inverter, wherein the switching frequency is set to be substantially constant and the switching frequency is higher than the audible range.
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