JP3250329B2 - Two-phase PWM controller for inverter - Google Patents

Two-phase PWM controller for inverter

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JP3250329B2 JP19142193A JP19142193A JP3250329B2 JP 3250329 B2 JP3250329 B2 JP 3250329B2 JP 19142193 A JP19142193 A JP 19142193A JP 19142193 A JP19142193 A JP 19142193A JP 3250329 B2 JP3250329 B2 JP 3250329B2
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voltage
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賢二 江藤
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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、インバータを二相PW
M(パルス幅変調)制御する装置、すなわち二相PWM
制御装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a two-phase PW
Apparatus for controlling M (pulse width modulation), that is, two-phase PWM
It relates to a control device.

【0002】[0002]

【従来の技術】図13には、一従来例に係るPWM制御
装置の構成が示されている。この図に示される装置は、
例えば電気自動車の駆動系統の一部を構成している。
2. Description of the Related Art FIG. 13 shows a configuration of a conventional PWM control device. The device shown in this figure
For example, it constitutes a part of a drive system of an electric vehicle.

【0003】この図に示される装置の制御対象は、イン
バータ10である。インバータ10は、図示しない直流
電源、例えば車載の主バッテリから供給される直流電力
を交流電力に変換し負荷に供給する。この図の場合、
U,V,Wの各相を有する三相交流モータ12がインバ
ータ10の負荷とされている。
The control target of the device shown in this figure is an inverter 10. The inverter 10 converts DC power supplied from a DC power supply (not shown), for example, a main battery mounted on a vehicle, into AC power, and supplies the AC power to a load. In this case,
A three-phase AC motor 12 having U, V, and W phases is used as a load of the inverter 10.

【0004】インバータ10は、このような電力変換動
作を実行するため、負荷の相数に応じた対数のスイッチ
ング素子を有している。このスイッチング素子は、例え
ばIGBT等の大電力用スイッチング素子であり、イン
バータ10に前置されるベースドライブ14によって駆
動される。ベースドライブ14は、PWM発生部16か
ら供給される各相PWM信号eU ,eV ,eW に基づ
き、インバータ10を駆動する。
[0004] The inverter 10 has a logarithmic switching element corresponding to the number of phases of the load in order to perform such a power conversion operation. This switching element is a high power switching element such as an IGBT, for example, and is driven by a base drive 14 provided in front of the inverter 10. The base drive 14 drives the inverter 10 based on the PWM signals e U , e V , and e W of the respective phases supplied from the PWM generator 16.

【0005】PWM発生部16には、減算器18U,1
8V,18Wを介して電流指令発生部20が前置されて
いる。電流指令発生部20は、この図の制御装置に対
し、電流指令IU ,IV ,IW を供給する。減算
器18U,18V,18Wは、電流指令発生部20から
供給される電流指令IU ,IV ,IW の他、モー
タ12の各相に対応して設けられた電流センサ22U,
22V,22Wによって検出される線電流IU ,IV
W を入力する。減算器18U,18V,18Wは前者
から後者を減じ、その結果をPWM発生部16に供給す
る。PWM発生部16は、減算器18U,18V,18
Wの出力を電圧指令e0U,e0V,e0Wに変換するPI変
換部24U,24V,24Wを有している。PI変換部
24U,24V,24Wによって得られる電圧指令
0U,e0V,e0Wは、コンパレータ26U,26V,2
6Wにそれぞれ入力される。また、これらコンパレータ
26U,26V,26Wには発振器28から搬送波eS
が供給されている。コンパレータ26U,26V,26
Wは両者を比較し、その結果得られる電圧を各相PWM
信号eU ,eV ,eW として、ベースドライブ14に供
給する。
The PWM generator 16 includes a subtractor 18U, 1
A current command generator 20 is provided in front of 8 V and 18 W. The current command generator 20 supplies the current commands I U ,, I V , and I W to the control device shown in FIG. Subtractor 18U, 18V, 18W, the current current command supplied from the command generating portion 20 I U ^, I V ^ , I W ^ other, the current sensor 22U which are provided corresponding to each phase of the motor 12,
Line currents I U , I V ,
Enter I W. The subtracters 18U, 18V, 18W subtract the latter from the former, and supply the result to the PWM generator 16. The PWM generator 16 includes subtractors 18U, 18V, 18
It has PI converters 24U, 24V, 24W for converting the output of W into voltage commands e 0U , e 0V , e 0W . The voltage commands e 0U , e 0V , and e 0W obtained by the PI converters 24U, 24V, 24W correspond to the comparators 26U, 26V, 2
6W respectively. In addition, the comparators 26U, 26V, and 26W supply the carrier e S from the oscillator 28.
Is supplied. Comparators 26U, 26V, 26
W compares the two and outputs the resulting voltage to each phase PWM.
The signals e U , e V , and e W are supplied to the base drive 14.

【0006】図14には、相電圧を基準として実行され
る通常のPWM制御の内容が示されている。この図に示
されるように、通常のPWM制御においては、三角波等
の所定の波形を有する搬送波eS が、各相電圧指令
0U,e0V,e0Wとそれぞれ比較され、各相PWM信号
U ,eV ,eW が生成される。インバータ10からモ
ータ12への各相出力電圧VU ,VV ,VW は図14に
示されるようなパルス幅変調波形となり、モータ12の
線間電圧、例えばUV線間電圧VUVは、正弦波に近似し
た電圧となる。
FIG. 14 shows the contents of normal PWM control executed based on the phase voltage. As shown in this figure, in normal PWM control, a carrier wave e S having a predetermined waveform such as a triangular wave is compared with each phase voltage command e 0U , e 0V , e 0W respectively, and each phase PWM signal e U, e V, e W is generated. The phase output voltages V U , V V , V W from the inverter 10 to the motor 12 have a pulse width modulation waveform as shown in FIG. 14, and the line voltage of the motor 12, for example, the UV line voltage V UV is a sine The voltage approximates the wave.

【0007】このようなPWM制御は、インバータ10
の駆動方式として広く用いられている方式である。近年
では、例えば昭和58年電気学会全国大会講演論文集
〔6〕、昭和58年4月、No.498、第574〜第
575頁、金他等に示されるような二相PWM制御が開
発されている。二相PWM制御は、またスイッチング回
数が減少するため銅損のように電流の増大に応じて増加
するスイッチング損失を減少させることができる。
[0007] Such PWM control is performed by the inverter 10
This is a method that is widely used as a driving method. In recent years, for example, in 1983, the National Institute of Electrical Engineers of Japan [6]. 498, pages 574-575, Kim et al., Etc. have developed two-phase PWM control. The two-phase PWM control can also reduce switching loss that increases with an increase in current, such as copper loss, because the number of switching times decreases.

【0008】図15には、線間電圧を基準として実行さ
れる二相PWM制御の内容が示されている。この図に示
される制御は、図13に示される装置構成で実行するこ
とができる。
FIG. 15 shows the contents of the two-phase PWM control executed based on the line voltage. The control shown in this figure can be executed by the device configuration shown in FIG.

【0009】この図に示されるように、二相PWM制御
における電圧指令e0U,e0V,e0Wでは、電気角にて約
60°の期間、その値が搬送波eS のピーク値に設定さ
れている。このような期間を定めると、この期間におい
てインバータ10におけるスイッチングが停止されるこ
ととなり、その結果図15に示されるような各相出力電
圧が得られる。
As shown in FIG. 1, in the voltage commands e 0U , e 0V , and e 0W in the two-phase PWM control, the values are set to the peak value of the carrier wave e S during a period of about 60 ° in electrical angle. ing. When such a period is determined, switching in the inverter 10 is stopped during this period, and as a result, output voltages of respective phases as shown in FIG. 15 are obtained.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
二相PWM制御においては、スイッチング停止期間が図
15に示されるように電圧のピーク近傍に固定的に設定
されている。従って、電圧に対する電流の位相差が大き
い場合、すなわちインバータの負荷の力率が低下してい
る場合には、スイッチング損失の低減効果がさほど大き
くならない。顕著な場合には、電流最大時にスイッチン
グが行われてしまうため、損失はほとんど低減されな
い。さらに、インバータの負荷としてモータを考えた場
合、モータの力率は、その回転数の増加、トルクの増大
等により変動する。従って、このような負荷を駆動する
場合には、電圧ピーク時にスイッチング停止期間を固定
して設定しても、スイッチング損失はさほど低減しな
い。
However, in the conventional two-phase PWM control, the switching stop period is fixedly set near the voltage peak as shown in FIG. Therefore, when the phase difference of the current with respect to the voltage is large, that is, when the power factor of the load of the inverter is reduced, the effect of reducing the switching loss is not so large. In a remarkable case, the switching is performed at the maximum current, so that the loss is hardly reduced. Further, when a motor is considered as the load of the inverter, the power factor of the motor fluctuates due to an increase in its rotation speed, an increase in torque, and the like. Therefore, when such a load is driven, the switching loss is not significantly reduced even if the switching stop period is fixedly set at the time of the voltage peak.

【0011】本発明は、このような問題点を解決するこ
とを課題としてなされたものであり、スイッチング停止
期間を電流ピークに追従させることにより、スイッチン
グ損失を好適に低減可能にすることを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to make it possible to suitably reduce a switching loss by causing a switching stop period to follow a current peak. I do.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明のインバータの二相変調PWM制御装
置は、インバータの各相のスイッチングが交番的にかつ
所定期間停止するよう各相PWM信号を発生させ、スイ
ッチングを制御する信号としてインバータに供給する手
段と、少なくともいずれかの相について相電圧及び線電
流を検出し両者の位相差たる力率角を求める手段と、上
記期間がインバータの負荷に流れる相電流のピーク近傍
に追従するよう、求めた力率角に基づき各相PWM信号
の発生動作を制御する手段と、を備えることを特徴とす
る。
In order to achieve the above object, a two-phase modulation PWM control device for an inverter according to the present invention is arranged so that switching of each phase of the inverter is alternately stopped for a predetermined period. A means for generating a PWM signal and supplying the signal to the inverter as a signal for controlling switching; a means for detecting a phase voltage and a line current for at least one of the phases to obtain a power factor angle which is a phase difference between the two; Means for controlling the operation of generating each phase PWM signal based on the determined power factor angle so as to follow the vicinity of the peak of the phase current flowing through the load.

【0013】また、本発明のインバータの二相変調PW
M制御装置は、インバータの各相のスイッチングが交番
的にかつ所定期間停止するよう各相PWM信号を発生さ
せ、スイッチングを制御する信号としてインバータに供
給する手段と、インバータの負荷の状態を検出し検出し
た状態に基づき力率を求める手段と、上記期間がインバ
ータの負荷に流れる線電流のピーク近傍に追従するよ
う、求めた力率に基づき各相PWM信号の発生動作を制
御する手段と、を備えることを特徴とする。
Further, the two-phase modulation PW of the inverter according to the present invention is provided.
The M control device generates a PWM signal for each phase so that switching of each phase of the inverter is alternately stopped for a predetermined period, supplies the PWM signal to the inverter as a signal for controlling switching, and detects a state of a load of the inverter. Means for obtaining a power factor based on the detected state, and means for controlling the generation operation of each phase PWM signal based on the obtained power factor so that the period follows the vicinity of the peak of the line current flowing to the load of the inverter. It is characterized by having.

【0014】[0014]

【作用】本発明においては、インバータの各相のスイッ
チングを交番的にかつ所定期間停止するよう、すなわち
二相PWM制御が実行されるよう、各相PWM信号が生
成され、インバータのスイッチングが制御される。その
際、少なくともいずれかの相について、相電圧及び線電
流が検出され、両者の位相差(力率角)が求められる。
求めた力率角は、各相PWM信号の発生動作の制御に用
いられる。この制御は、インバータの各相のスイッチン
グ停止期間がインバータの負荷に流れる線電流のピーク
近傍に追従するよう実行される。従って、本発明におい
ては、スイッチング停止期間が当該電流のピーク近傍に
追従するため、電流の増大に伴い増加するスイッチング
損失を好適に抑制可能となる。
According to the present invention, each phase PWM signal is generated and switching of the inverter is controlled so that switching of each phase of the inverter is alternately stopped for a predetermined period, that is, two-phase PWM control is executed. You. At this time, a phase voltage and a line current are detected for at least one of the phases, and a phase difference (power factor angle) between the two is obtained.
The obtained power factor angle is used for controlling the generation operation of each phase PWM signal. This control is performed such that the switching suspension period of each phase of the inverter follows the vicinity of the peak of the line current flowing to the load of the inverter. Therefore, in the present invention, the switching stop period follows the vicinity of the peak of the current, so that the switching loss that increases as the current increases can be suitably suppressed.

【0015】また、本発明においては、力率を求める手
段として、相電圧及び線電流の検出という手段の他、イ
ンバータの負荷の状態の検出という手段を用いることが
できる。インバータの負荷、例えばモータの状態は、回
転数とトルク等から推定することができる。本発明にお
いては、このようにして検出した負荷状態に基づき力率
が求められ、求めた力率に基づきスイッチング停止期間
の追従制御が実行される。このような制御を実行するこ
とにより、本発明においては、インバータの負荷の状態
に応じたスイッチング損失の低減制御が好適に実現され
る。
In the present invention, as means for determining the power factor, means for detecting the state of the load of the inverter can be used in addition to means for detecting the phase voltage and the line current. The load of the inverter, for example, the state of the motor, can be estimated from the number of revolutions and the torque. In the present invention, the power factor is obtained based on the load state thus detected, and the following control of the switching stop period is executed based on the obtained power factor. By performing such control, in the present invention, control for reducing switching loss according to the state of the load of the inverter is suitably realized.

【0016】[0016]

【実施例】以下、本発明の好適な実施例について図面に
基づき説明する。なお、図13乃至図15に示される従
来例と同様の構成には同一の符号を付し、説明を省略す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. The same components as those of the conventional example shown in FIGS. 13 to 15 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

【0017】図1には、本発明の第1実施例に係る制御
装置の構成が示されている。この実施例においては、U
相について相電圧VU と線電流IU の位相差、すなわち
力率角φを検出する位相差検出部30が設けられてい
る。この位相差検出部30の出力たる力率角φは電流指
令発生部32に供給され、電流指令発生部32は、この
力率角φに応じてインバータ10のスイッチング停止期
間が制御されるよう、電流指令IU ,IV ,IW
を生成する。また、この実施例においては、減算器18
Vに入力される線電流IV が線電流IU 及びIW に基づ
き加算器34によって生成されている。位相差検出部3
0は、線間電圧VUV及び線電流IU に基づき、力率角φ
を演算する。
FIG. 1 shows the configuration of a control device according to a first embodiment of the present invention. In this embodiment, U
The phase difference between the phase voltage V U and the line current I U, that is, the phase difference detecting unit 30 for detecting a power factor angle φ is provided for phase. The power factor angle φ output from the phase difference detector 30 is supplied to the current command generator 32, and the current command generator 32 controls the switching stop period of the inverter 10 in accordance with the power factor angle φ. Current commands I U , I V ,, I W
Generate In this embodiment, the subtractor 18
The line current I V input to V is generated by the adder 34 based on the line currents I U and I W. Phase difference detector 3
0, based on the line voltage V UV and the line current I U, the power factor angle φ
Is calculated.

【0018】図2乃至図4には、この実施例におけるス
イッチング停止期間追従制御の内容が示されている。特
に、図2は、φ<30°(力率>0.866)である場
合のスイッチング停止期間を、図3はφ≧30°(力率
≦0.866)の場合のスイッチング停止期間を、図4
は制御の流れを、それぞれ示している。
FIGS. 2 to 4 show the contents of the switching stop period follow-up control in this embodiment. In particular, FIG. 2 shows the switching stop period when φ <30 ° (power factor> 0.866), and FIG. 3 shows the switching stop period when φ ≧ 30 ° (power factor ≦ 0.866). FIG.
Indicates a control flow.

【0019】例としてU相を考えた場合、従来の二相変
調PWM制御におけるスイッチング停止期間は、モー
タ12のU相電圧VU のピークに対して固定的に設定さ
れていた。すなわち、U相電圧VU のピーク±30°の
期間となるよう、スイッチング停止期間が設定されて
いた。本実施例においては、スイッチング停止期間
が、U相電圧VU ではなく、U相線電流IU のピーク±
30°、合計60°の期間となるよう追従設定される。
すなわち、U相電圧VU とU相線電流IU の位相差たる
力率角φに応じてスイッチング停止期間が設定され、
これにより、当該スイッチング停止期間がU相線電流
U のピークに追従する。この制御は、本実施例におい
ては、V相及びW相についても実行される。
[0019] Considering the U-phase as an example, a switching stop period in a conventional two-phase modulation PWM control has been fixedly set with respect to the peak of the U-phase voltage V U of the motor 12. In other words, so that the U-phase voltage V period peak ± 30 ° of the U, a switching stop period is set. In the present embodiment, the switching stop period is not the U-phase voltage V U, the peak of the U phase line current I U ±
Follow-up setting is made for a period of 30 °, for a total of 60 °.
That is, the switching stop period according to the phase difference serving as the power factor angle φ of the U-phase voltage V U and U phase line current I U is set,
As a result, the switching suspension period follows the peak of the U-phase line current I U. This control is also executed for the V phase and the W phase in this embodiment.

【0020】このように、本実施例においては、線電
流、例えばIU のピーク近傍となるようスイッチング停
止期間が追従制御されることとなるため、電流の増大
に伴い増大するスイッチング損失が効果的に低減される
こととなり、その結果、インバータ10の冷却系の小型
化や、ヒートマスの減少等の効果を実現できる。
[0020] Thus, in the present embodiment, the line current, for example, the switching stop period so as to be near the peak of I U is to be follow-up control, the switching loss is effective to increase with increasing current As a result, effects such as downsizing of the cooling system of the inverter 10 and reduction of the heat mass can be realized.

【0021】また、図2に示されるようなスイッチング
停止期間の追従制御には、所定の限界がある。すなわ
ち、スイッチング停止期間は、三差動関係が成立する
区間を越えて、すなわち図においてで示されるスイッ
チング停止可能区間を越えるように設定することはでき
ない。従って、力率角φが30°以上となった場合に
は、図3に示されるように、スイッチング停止期間を
相電圧(例えばV相電圧VU )のピークから線電流(例
えばU相線電流IU )のピーク寄り60°の範囲に設定
する。このような設定は、120°の広がりを有するス
イッチング停止可能区間内において、スイッチング損
失が最も低減されるようスイッチング停止期間を設定
することに相当する。
Further, the follow-up control of the switching stop period as shown in FIG. 2 has a predetermined limit. In other words, the switching stop period cannot be set to exceed the section where the three differential relationship is established, that is, to exceed the switching stoppable section shown in FIG. Accordingly, when the power factor angle φ is 30 ° or more, as shown in FIG. 3, the switching suspension period is changed from the peak of the phase voltage (for example, V-phase voltage V U ) to the line current (for example, U-phase line current). It is set in the range of 60 ° near the peak of I U ). Such setting corresponds to setting the switching stop period so that the switching loss is reduced most in the switching stoppable section having a spread of 120 °.

【0022】このような制御は、力率角φを検出するこ
とによって可能となる。図4には、この実施例における
制御の流れが力率角(位相差)φの検出方法を中心とし
て述べられている。
Such control can be realized by detecting the power factor angle φ. FIG. 4 illustrates the flow of control in this embodiment, focusing on the method of detecting the power factor angle (phase difference) φ.

【0023】この図に示されるように、本実施例におい
ては、まず位相差検出部30によってUV線間電圧VUV
及びU相線電流IU が測定される(100,102)。
測定された線間電圧VUVは相電圧VU に変換され(10
4)、得られたU相電圧VU及びU相線電流IU の位相
差、すなわち力率角φが検出される(106)。位相差
検出部30は、検出した力率角φを電流指令発生部32
に供給する。電流指令発生部32は、この力率角φを3
0°と比較し(108)、その結果に応じて処理A及び
Bのいずれかを実行する(110,112)。処理Aと
は、力率角φが30°未満の場合の動作、すなわち図2
に示される場合のスイッチング停止期間の追従制御で
あり、処理Bとは、力率角φが30°以上の場合の動
作、すなわち図3に示されるような制御動作である。
As shown in this figure, in the present embodiment, first, the phase difference detection section 30 detects the UV line voltage V UV.
And the U-phase line current I U is measured (100, 102).
The measured line voltage V UV is converted into phase voltage V U (10
4), the phase difference of the obtained U-phase voltage V U and U phase line currents I U, i.e. the power factor angle φ is detected (106). The phase difference detection unit 30 outputs the detected power factor angle φ to the current command generation unit 32
To supply. The current command generator 32 sets the power factor angle φ to 3
It is compared with 0 ° (108), and one of the processes A and B is executed according to the result (110, 112). Process A is an operation when the power factor angle φ is less than 30 °, that is, FIG.
The process B is an operation when the power factor angle φ is 30 ° or more, that is, a control operation as shown in FIG.

【0024】図5には、この実施例における電圧指令e
0U,e0V,e0Wの波形が示されている。電流指令発生部
32は、位相差検出部30によって検出された力率角φ
に応じて電流指令IU ,IV ,IW を生成するこ
とにより、図5(a)〜(c)に示されるような電圧指
令e0U,e0V,e0Wを発生させる。この電圧指令eU
V ,eW は、それぞれ、力率角φに追従したスイッチ
ング停止期間を含んでいる。図6(a)〜(c)に示
されるように、各電圧指令e0U,e0V,e0Wは、発振器
28から出力される搬送波eS とコンパレータ26U,
26V,26Wにおいて比較される。その結果得られる
PWM信号eU ,eV ,eW はベースドライブ14に供
給され、その結果、図2又は図3に示されるようにスイ
ッチング停止期間が相電流IU ,IV ,IW に追従し
た二相PWM制御が実現されることとなる。
FIG. 5 shows a voltage command e in this embodiment.
0U, e 0V, the waveform of e 0 W is shown. The current command generator 32 outputs the power factor angle φ detected by the phase difference detector 30.
Current command I U ^ depending on, I V ^, by generating I W ^, FIGS. 5 (a) voltage as shown in ~ (c) instruction e 0U, e 0V, to generate e 0 W. This voltage command e U ,
e V and e W each include a switching stop period following the power factor angle φ. As shown in FIGS. 6A to 6C, each of the voltage commands e 0U , e 0V , and e 0W corresponds to the carrier e S output from the oscillator 28 and the comparator 26U,
Compared at 26V, 26W. The resulting PWM signals e U , e V , e W are supplied to the base drive 14, and as a result, as shown in FIG. 2 or FIG. 3, the switching stop period is added to the phase currents I U , I V , I W. The following two-phase PWM control is realized.

【0025】図7には、この実施例における二相PWM
制御に係る電圧指令波形と、通常のPWM制御に係る電
圧指令波形の関係が示されている。この図に示されるよ
うに、本実施例においては、力率角φに応じてスイッチ
ング停止期間が設定される。なお、この図は、φ<3
0°の場合の図である。
FIG. 7 shows a two-phase PWM in this embodiment.
The relationship between a voltage command waveform related to control and a voltage command waveform related to normal PWM control is shown. As shown in this figure, in the present embodiment, the switching stop period is set according to the power factor angle φ. This figure shows that φ <3
It is a figure at the time of 0 degree.

【0026】図8には、本発明の第2実施例に係る制御
装置の構成が示されている。この図に示される装置は、
第1実施例における位相差検出部30の機能を電流指令
発生部36に付与した構成である。このような構成にお
いても、前述の効果を得ることができる。
FIG. 8 shows the configuration of a control device according to a second embodiment of the present invention. The device shown in this figure
This is a configuration in which the function of the phase difference detection unit 30 in the first embodiment is added to the current command generation unit 36. Even in such a configuration, the above-described effects can be obtained.

【0027】図9には、本発明の第3実施例に係る制御
装置の構成が、図10には、その制御の流れが、それぞ
れ示されている。
FIG. 9 shows the configuration of a control device according to a third embodiment of the present invention, and FIG. 10 shows the flow of control thereof.

【0028】この実施例においては、線電流及び相電圧
(直接には線間電圧)に基づいて力率角φが検出される
のではなく、電流指令発生部40が図示しない制御装置
から与えられるトルク指令T及び回転数センサ38によ
って検出されるモータ12の回転数に基づき、ROM4
2上のテーブルを参照し、力率角φが求められる。
In this embodiment, the power command angle φ is not detected based on the line current and the phase voltage (directly, the line voltage), but the current command generator 40 is provided from a control device (not shown). Based on the torque command T and the rotation speed of the motor 12 detected by the rotation speed sensor 38, the ROM 4
2, the power factor angle φ is obtained with reference to the table above.

【0029】すなわち、図10に示されるように、トル
ク指令発生部40はトルク指令Tを入力し(114)、
また回転数Nを検出する(116)。トルク指令Tはモ
ータ12に対するトルクの指令値、すなわちインバータ
10による電流制御によってモータ12から出力させる
べきトルクの値を示す値である。モータ12の力率角φ
は、当該モータ12の状態、例えばトルク、回転数にお
おむね依存する。従って、これらトルク指令T及び回転
数Nの値と、モータ12の力率角φとを対応付けること
ができる。ROM42上に格納されているテーブルは、
トルク指令T及び回転数Nと、力率角φを対応付けるテ
ーブルである。この実施例においては、ROM42上の
テーブルがトルク指令T及び回転数Nによって参照さ
れ、これにより力率角φが読み出される(118)。読
み出された力率角φは、第1実施例と同様の判定に供さ
れ、処理A及びBが選択的に実行される。
That is, as shown in FIG. 10, the torque command generator 40 inputs the torque command T (114),
Further, the rotational speed N is detected (116). The torque command T is a torque command value for the motor 12, that is, a value indicating a torque value to be output from the motor 12 by current control by the inverter 10. Power factor angle φ of motor 12
Depends largely on the state of the motor 12, for example, torque and rotation speed. Therefore, the values of the torque command T and the rotation speed N can be associated with the power factor angle φ of the motor 12. The table stored on the ROM 42 is
5 is a table that associates a torque command T, a rotation speed N, and a power factor angle φ. In this embodiment, the table on the ROM 42 is referred to by the torque command T and the rotational speed N, and the power factor angle φ is read out (118). The read power factor angle φ is subjected to the same determination as in the first embodiment, and processes A and B are selectively executed.

【0030】従って、この実施例においても、前述の各
実施例と同様の効果を得ることができる。また、インバ
ータ10の負荷たるモータ12の状態に応じてスイッチ
ング停止期間を設定できるため、モータ12の状態に
応じてスイッチング損失を好適に低減することができ
る。これは、制御性の向上につながると共に、位相差検
出のための位相差検出部30の廃止につながり、コスト
低減の他、制御の高速化につながる。加えて、従来例の
装置に対する変更も小さいため、実現が容易である。
Therefore, in this embodiment, the same effects as those of the above embodiments can be obtained. Further, since the switching stop period can be set according to the state of the motor 12, which is a load of the inverter 10, switching loss can be suitably reduced according to the state of the motor 12. This leads to improvement in controllability, abolition of the phase difference detection unit 30 for detecting a phase difference, leading to cost reduction and speeding up control. In addition, since the change to the conventional device is small, the realization is easy.

【0031】図11には、本発明の第4実施例に係る制
御装置の構成が示されている。この実施例は、位相差検
出部30を用いて力率角φを検出すると共に、この力率
角φを用いて搬送波eS を制御することにより、前述の
スイッチング停止期間の追従制御を実現している。そ
のため、PWM発生部44は、力率角φに基づき搬送波
S の発振動作を制御する搬送波制御部46を備えてい
る。
FIG. 11 shows the configuration of a control device according to a fourth embodiment of the present invention. This embodiment detects the power factor angle φ using the phase difference detection unit 30 and controls the carrier wave e S using the power factor angle φ, thereby realizing the following control of the switching stop period. ing. Therefore, PWM generating unit 44 includes a carrier control unit 46 for controlling the oscillating operation of the carrier e S based on the power factor angle phi.

【0032】より詳細には、この実施例においては、位
相差検出部30から出力される力率角φに基づき、搬送
波eS のオフセットが制御される。すなわち、スイッチ
ング停止期間において搬送波eS の振幅が電圧指令の
振幅と一致するよう、オフセットが制御される。このよ
うに、電圧e0U,e0V,e0Wに代え、搬送波eS に所定
の処理を施すことによっても、スイッチング停止期間
の追従制御を実現することができる。
More specifically, in this embodiment, the offset of the carrier wave e S is controlled based on the power factor angle φ output from the phase difference detector 30. That is, the offset is controlled such that the amplitude of the carrier wave e S coincides with the amplitude of the voltage command during the switching stop period. Thus, voltage e 0U, e 0V, instead of e 0 W, by applying predetermined processing to the carrier e S, it is possible to realize the follow-up control of the switching stop period.

【0033】図12には、本発明の第5実施例に係る制
御装置の構成が示されている。この実施例においても、
PWM発生部48が搬送波制御部50を備えており、こ
の搬送波制御部50によって搬送波eS がオフセット制
御が実現され、これによりスイッチング停止期間の相
電流への追従制御が実現されている。但し、この実施例
における搬送波制御部50は、位相検出部30によって
検出される力率角φに基づき搬送波eS の制御を行うの
ではなく、図示しない制御装置から供給されるトルク指
令T及び回転数センサ38によって検出されるモータ1
2の回転数に基づき、ROM42上のテーブルを参照す
ることにより、力率角φの情報を得ている。
FIG. 12 shows the configuration of a control device according to a fifth embodiment of the present invention. Also in this example,
The PWM generation unit 48 includes a carrier control unit 50, and the carrier control unit 50 realizes offset control of the carrier wave e S , thereby realizing control of following the phase current during the switching stop period. However, carrier control unit 50 in this embodiment, instead of controlling the carrier e S based on the power factor angle detected by the phase detector 30 phi, the torque command T and the rotation is supplied from a control device (not shown) Motor 1 detected by number sensor 38
The information of the power factor angle φ is obtained by referring to the table on the ROM 42 based on the rotation speed of 2.

【0034】従って、この実施例においては、前述の第
3実施例と同様の効果を得ることができる。
Therefore, in this embodiment, the same effects as in the third embodiment can be obtained.

【0035】なお、本発明は、以上説明した各実施例の
構成に限定されるものではない。例えばインバータ10
の負荷は、モータ12に限られない。さらに、力率角φ
検出の基礎となる相はU相に限定されるものではない。
スイッチング停止期間は、60°より小さくてもよ
い。
The present invention is not limited to the configuration of each embodiment described above. For example, inverter 10
Is not limited to the motor 12. Furthermore, the power factor angle φ
The phase on which the detection is based is not limited to the U phase.
The switching suspension period may be smaller than 60 °.

【0036】[0036]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
相電圧及び線電流を検出しこれらの位相差(力率角)を
求めてスイッチング停止期間を各相線電流のピーク近傍
に追従制御するようにしたため、電流の増大に応じて増
大するスイッチング損失を効果的に低減することがで
き、これによりインバータの冷却系の小型化やヒートマ
ス低減を実現することができる。
As described above, according to the present invention,
Since the phase stop voltage and the line current are detected and the phase difference (power factor angle) thereof is obtained and the switching stop period is controlled to follow the vicinity of the peak of each phase line current, the switching loss that increases as the current increases is reduced. Therefore, the size of the cooling system of the inverter can be reduced and the heat mass can be reduced.

【0037】また、本発明によれば、インバータの負荷
(例えばモータ)の状態を検出し検出結果に応じてスイ
ッチング停止期間を線電流のピーク近傍に追従制御する
ようにしたため、上述の効果が得られる他、当該負荷の
制御性の向上という効果を得ることができる。
According to the present invention, the state of the load of the inverter (for example, the motor) is detected, and the switching suspension period is controlled to follow the peak of the line current in accordance with the detection result. In addition, the effect of improving the controllability of the load can be obtained.

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

【図1】本発明の第1実施例に係る制御装置の構成を示
すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a control device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】この実施例において力率角φが30°未満の場
合のスイッチング停止期間を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a switching stop period when a power factor angle φ is less than 30 ° in this embodiment.

【図3】この実施例において力率角φが30°以上の場
合のスイッチング停止期間を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a switching stop period when a power factor angle φ is 30 ° or more in this embodiment.

【図4】この実施例における制御の流れを示す図であ
る。
FIG. 4 is a diagram showing a control flow in this embodiment.

【図5】この実施例における各相電圧指令波形を示す図
であり、図5(a)〜(c)はそれぞれU,V,W相の
電圧指令波形を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a voltage command waveform of each phase in this embodiment, and FIGS. 5A to 5C are diagrams showing voltage command waveforms of U, V, and W phases, respectively.

【図6】この実施例における各相PWM信号の生成処理
を示す図であり、図6(a)〜(c)はそれぞれU,
V,W相のPWM信号生成処理を示す図である。
FIGS. 6A to 6C are diagrams showing a generation process of each phase PWM signal in this embodiment, and FIGS.
It is a figure which shows the PWM signal generation processing of V and W phase.

【図7】この実施例における電圧指令波形と通常のPW
M制御における電圧指令波形の関係を示す図である。
FIG. 7 shows a voltage command waveform and a normal PW in this embodiment.
It is a figure showing the relation of the voltage command waveform in M control.

【図8】本発明の第2実施例に係る制御装置の構成を示
すブロック図である。
FIG. 8 is a block diagram illustrating a configuration of a control device according to a second embodiment of the present invention.

【図9】本発明の第3実施例に係る制御装置の構成を示
すブロック図である。
FIG. 9 is a block diagram illustrating a configuration of a control device according to a third embodiment of the present invention.

【図10】この実施例における制御の流れを示す図であ
る。
FIG. 10 is a diagram showing a flow of control in this embodiment.

【図11】本発明の第4実施例に係る制御装置の構成を
示すブロック図である。
FIG. 11 is a block diagram illustrating a configuration of a control device according to a fourth embodiment of the present invention.

【図12】本発明の第5実施例に係る制御装置の構成を
示すブロック図である。
FIG. 12 is a block diagram illustrating a configuration of a control device according to a fifth embodiment of the present invention.

【図13】一従来例に係る制御装置の構成を示すブロッ
ク図である。
FIG. 13 is a block diagram illustrating a configuration of a control device according to a conventional example.

【図14】相電圧を基準として実行される通常のPWM
制御の内容を示す図である。
FIG. 14 shows a normal PWM executed based on a phase voltage.
It is a figure showing the contents of control.

【図15】線間電圧を基準として実行される二相PWM
制御の構成を示すブロック図である。
FIG. 15 shows a two-phase PWM executed based on a line voltage.
FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of control.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 インバータ 12 モータ 14 ベースドライブ 16,44,48 PWM発生部 20,32,36,40 電流指令発生部 22U,26V,22W 電流センサ 26U,26V,26W コンパレータ 28 発振器 30 位相差検出部 38 回転数センサ 42 ROM 44,50 搬送波制御部 φ 力率角 スイッチング停止可能区間 スイッチング停止期間 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Inverter 12 Motor 14 Base drive 16,44,48 PWM generator 20,32,36,40 Current command generator 22U, 26V, 22W Current sensor 26U, 26V, 26W Comparator 28 Oscillator 30 Phase difference detector 38 Speed sensor 42 ROM 44,50 Carrier wave controller φ Power factor angle Switching stoppable section Switching stop period

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−168895(JP,A) 特開 平4−217874(JP,A) 特開 平4−285473(JP,A) 実開 平4−76199(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02M 7/48 G05F 1/70 H02P 7/63 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-2-168895 (JP, A) JP-A-4-217874 (JP, A) JP-A-4-285473 (JP, A) 76199 (JP, U) (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) H02M 7/48 G05F 1/70 H02P 7/63

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 インバータの各相のスイッチングが交番
的にかつ所定期間停止するよう各相パルス幅変調信号を
発生させ、スイッチングを制御する信号としてインバー
タに供給する手段と、 少なくともいずれかの相について相電圧及び線電流を検
出し両者の位相差たる力率角を求める手段と、 上記期間がインバータの負荷に流れる線電流のピーク近
傍に追従するよう、求めた力率角に基づき各相パルス幅
変調信号の発生動作を制御する手段と、 を備えることを特徴とするインバータの二相PWM制御
装置。
1. A means for generating a pulse width modulation signal for each phase so that the switching of each phase of the inverter alternately and for a predetermined period is stopped, and supplying the pulse width modulation signal to the inverter as a signal for controlling the switching. A means for detecting a phase voltage and a line current to obtain a power factor angle that is a phase difference between the two; and a pulse width for each phase based on the determined power factor angle so that the period follows the vicinity of the peak of the line current flowing to the load of the inverter. Means for controlling a generation operation of a modulation signal. A two-phase PWM control device for an inverter, comprising:
【請求項2】 インバータの各相のスイッチングが交番
的にかつ所定期間停止するよう各相パルス幅変調信号を
発生させ、スイッチングを制御する信号としてインバー
タに供給する手段と、 インバータの負荷の状態を検出し検出した状態に基づき
力率を求める手段と、 上記期間がインバータの負荷に流れる線電流のピーク近
傍に追従するよう、求めた力率に基づき各相パルス幅変
調信号の発生動作を制御する手段と、 を備えることを特徴とするインバータの二相PWM制御
装置。
2. A means for generating a pulse width modulation signal for each phase so that the switching of each phase of the inverter alternately and for a predetermined period is stopped, and supplying the pulse width modulation signal to the inverter as a signal for controlling the switching. Means for detecting and detecting a power factor based on the detected state, and controlling the generation operation of each phase pulse width modulation signal based on the determined power factor so that the period follows the vicinity of the peak of the line current flowing to the load of the inverter. Means for controlling the two-phase PWM of the inverter.
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