JP3397769B2 - インバータ制御装置 - Google Patents
インバータ制御装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は，出力電圧を正確に
推定するための技術であり、例えばインバータによって
誘導電動機を駆動する場合に、低速度域におけるトル
ク、速度の制御特性を向上させるインバータ制御装置に
関するものである。
推定するための技術であり、例えばインバータによって
誘導電動機を駆動する場合に、低速度域におけるトル
ク、速度の制御特性を向上させるインバータ制御装置に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図４に従来の技術の一例を示し，以下こ
の図について説明する。通常運転では、切替器１３は、
通常信号発生器６を選択する。インバータ１は、通常信
号発生器６の出力のスイッチング信号Ｓにしたがって動
作し、負荷の誘導電動機２に電力を供給する。通常信号
発生器６は、電圧補正器１０の出力の推定したインバー
タ出力電圧Ｖoutをもちいて、誘導電動機２の速度やト
ルク制御するためのスイッチング信号Ｓを出力する。
の図について説明する。通常運転では、切替器１３は、
通常信号発生器６を選択する。インバータ１は、通常信
号発生器６の出力のスイッチング信号Ｓにしたがって動
作し、負荷の誘導電動機２に電力を供給する。通常信号
発生器６は、電圧補正器１０の出力の推定したインバー
タ出力電圧Ｖoutをもちいて、誘導電動機２の速度やト
ルク制御するためのスイッチング信号Ｓを出力する。
【０００３】電圧補正器１０は、電圧推定器１１の出力
の電圧推定値Ｖeから、電圧補正値記憶器Ｂ １５の出
力の電圧補正値Ｖh'を引いて、推定されたインバータ出
力電圧Ｖoutを出力する。電圧推定器１１はスイッチン
グ信号Ｓのデューティー比と直流電圧源１２の直流電圧
Ｖdcの積によって電圧推定値Ｖeを求めて出力する。電
圧補正値記憶器Ｂ １５は、電流位相検出器３の出力の
電流位相θiに応じて記憶している電圧補正値Ｖh'を選
択して出力する。電流位相検出器３はインバータ１の出
力電流Iの位相を求めて出力する。
の電圧推定値Ｖeから、電圧補正値記憶器Ｂ １５の出
力の電圧補正値Ｖh'を引いて、推定されたインバータ出
力電圧Ｖoutを出力する。電圧推定器１１はスイッチン
グ信号Ｓのデューティー比と直流電圧源１２の直流電圧
Ｖdcの積によって電圧推定値Ｖeを求めて出力する。電
圧補正値記憶器Ｂ １５は、電流位相検出器３の出力の
電流位相θiに応じて記憶している電圧補正値Ｖh'を選
択して出力する。電流位相検出器３はインバータ１の出
力電流Iの位相を求めて出力する。
【０００４】また、インバータ１を製造直後などに、電
圧補正値Ｖh'を電圧補正値記憶器Ｂ１５に記憶させる場
合は、切替器１３は電流制御器７を選択する。その時の
負荷は抵抗とインダクタンスを直列に接続したものと等
価な状態とする必要がある。例をあげると、停止してい
る誘導電動機２があてはまる。電流制御器７は、前記負
荷のインダクタンスにかかる電圧が無視できる程度の低
い周波数で，所定の大きさの交流電流を前記負荷に流す
ようなスイッチング信号Ｓをインバータ１に出力する。
つまり、負荷の抵抗分の電圧降下が、インバータ１の出
力電圧と等しくなるような低い周波数の電流を流すこと
を意味する。
圧補正値Ｖh'を電圧補正値記憶器Ｂ１５に記憶させる場
合は、切替器１３は電流制御器７を選択する。その時の
負荷は抵抗とインダクタンスを直列に接続したものと等
価な状態とする必要がある。例をあげると、停止してい
る誘導電動機２があてはまる。電流制御器７は、前記負
荷のインダクタンスにかかる電圧が無視できる程度の低
い周波数で，所定の大きさの交流電流を前記負荷に流す
ようなスイッチング信号Ｓをインバータ１に出力する。
つまり、負荷の抵抗分の電圧降下が、インバータ１の出
力電圧と等しくなるような低い周波数の電流を流すこと
を意味する。
【０００５】オフセット電圧演算器９は、電圧推定器１
１の出力の電圧推定値Ｖeから抵抗設定器１６の出力の
前記負荷の抵抗分の電圧降下分を引いたオフセット電圧
Ｖoを演算して出力する。電圧補正値記憶器Ｂ １５
は、電流位相検出器３の出力の電流位相θiに応じてオ
フセット電圧演算器９の出力のオフセット電圧Ｖoを記
憶する。
１の出力の電圧推定値Ｖeから抵抗設定器１６の出力の
前記負荷の抵抗分の電圧降下分を引いたオフセット電圧
Ｖoを演算して出力する。電圧補正値記憶器Ｂ １５
は、電流位相検出器３の出力の電流位相θiに応じてオ
フセット電圧演算器９の出力のオフセット電圧Ｖoを記
憶する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来技術の電圧補正値
記憶器Ｂ １５の出力の電圧補正値Ｖh'は、上記のよう
に所定の電流の大きさで電流位相θiに応じて変化する
値であり、インバータ１のデッドタイムや順方向電圧降
下に相当する電圧である。インバータ１のデッドタイム
や順方向電圧降下に相当する電圧は、電流位相θiによ
って変化することはもちろんのこと、流れている電流の
大きさによっても影響され変化する。しかしながら、従
来技術の電圧推定では、電流の大きさが所定の値でしか
電圧補正値を求めていなかったために、様々な電流の大
きさでは、正確な電圧補正ができず、推定したインバー
タ１の出力電圧Ｖoutが不正確になり、通常信号発生器
６は、誘導電動機２の速度やトルクを高精度に制御する
スイッチング信号Ｓを出力することができなかった。
記憶器Ｂ １５の出力の電圧補正値Ｖh'は、上記のよう
に所定の電流の大きさで電流位相θiに応じて変化する
値であり、インバータ１のデッドタイムや順方向電圧降
下に相当する電圧である。インバータ１のデッドタイム
や順方向電圧降下に相当する電圧は、電流位相θiによ
って変化することはもちろんのこと、流れている電流の
大きさによっても影響され変化する。しかしながら、従
来技術の電圧推定では、電流の大きさが所定の値でしか
電圧補正値を求めていなかったために、様々な電流の大
きさでは、正確な電圧補正ができず、推定したインバー
タ１の出力電圧Ｖoutが不正確になり、通常信号発生器
６は、誘導電動機２の速度やトルクを高精度に制御する
スイッチング信号Ｓを出力することができなかった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明では，請求項１に示すごとく、直流電圧源を
パルス幅変調して電力を供給するインバータ制御装置に
おいて、該インバータにスイッチング信号を出力する信
号発生器と、スイッチング信号のデューティ比と前記直
流電圧源の電圧との積より前記インバータの出力電圧推
定値を求める電圧推定器と、前記インバータの出力電流
の大きさを求める電流値検出器と、前記インバータの出
力電流の位相を求める電流位相検出器と、これらの検出
器により求めた電流の大きさと電流の位相に応じて前も
って記憶しておいた電圧補正値を選択して出力する電圧
補正値記憶器を有し、上記出力電圧推定値から電圧補正
値を引いて前記インバータの出力電圧を求める電圧補正
器を有する。
めに本発明では，請求項１に示すごとく、直流電圧源を
パルス幅変調して電力を供給するインバータ制御装置に
おいて、該インバータにスイッチング信号を出力する信
号発生器と、スイッチング信号のデューティ比と前記直
流電圧源の電圧との積より前記インバータの出力電圧推
定値を求める電圧推定器と、前記インバータの出力電流
の大きさを求める電流値検出器と、前記インバータの出
力電流の位相を求める電流位相検出器と、これらの検出
器により求めた電流の大きさと電流の位相に応じて前も
って記憶しておいた電圧補正値を選択して出力する電圧
補正値記憶器を有し、上記出力電圧推定値から電圧補正
値を引いて前記インバータの出力電圧を求める電圧補正
器を有する。
【０００８】また、電流の大きさの異なる電流指令を出
力する電流指令器と、前記インバータの負荷を抵抗とイ
ンダクタンスの直列接続に等価な状態として、該負荷の
インダクタンスにかかる電圧が無視できる程度の低い周
波数で前記電流指令器出力の電流指令によって電流の大
きさの異なる交流電流を前記負荷に流すスイッチング信
号をインバータに出力する電流制御器と、前記電圧推定
器の出力の電圧推定値から前記負荷の抵抗分の電圧降下
を引いたオフセット電圧を演算するオフセット電圧演算
器と、前記インバータが前記電流制御器の出力のスイッ
チング信号を使用している時に前記電流位相検出器の出
力の電流位相と前記電流値検出器の出力の電流の大きさ
に応じて前記オフセット電圧演算器の出力のオフセット
電圧を記憶する機能を併せ持つ前記電圧補正値記憶器を
備える。
力する電流指令器と、前記インバータの負荷を抵抗とイ
ンダクタンスの直列接続に等価な状態として、該負荷の
インダクタンスにかかる電圧が無視できる程度の低い周
波数で前記電流指令器出力の電流指令によって電流の大
きさの異なる交流電流を前記負荷に流すスイッチング信
号をインバータに出力する電流制御器と、前記電圧推定
器の出力の電圧推定値から前記負荷の抵抗分の電圧降下
を引いたオフセット電圧を演算するオフセット電圧演算
器と、前記インバータが前記電流制御器の出力のスイッ
チング信号を使用している時に前記電流位相検出器の出
力の電流位相と前記電流値検出器の出力の電流の大きさ
に応じて前記オフセット電圧演算器の出力のオフセット
電圧を記憶する機能を併せ持つ前記電圧補正値記憶器を
備える。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明請求項１および２記載の１
実施例を図１に示し，以下この図に基づいて説明する。
通常運転では、切替器１３は、通常信号発生器６を選択
する。インバータ１は、通常信号発生器６の出力のスイ
ッチング信号Ｓにしたがって動作し、負荷の誘導電動機
２に電力を供給する。通常信号発生器６は、電圧補正器
１０の出力の推定したインバータ出力電圧Ｖoutをもち
いて、誘導電動機２の速度やトルク制御するためのスイ
ッチング信号Ｓを出力する。
実施例を図１に示し，以下この図に基づいて説明する。
通常運転では、切替器１３は、通常信号発生器６を選択
する。インバータ１は、通常信号発生器６の出力のスイ
ッチング信号Ｓにしたがって動作し、負荷の誘導電動機
２に電力を供給する。通常信号発生器６は、電圧補正器
１０の出力の推定したインバータ出力電圧Ｖoutをもち
いて、誘導電動機２の速度やトルク制御するためのスイ
ッチング信号Ｓを出力する。
【００１０】電圧補正器１０は、電圧推定器１１の出力
の電圧推定値Ｖeから、電圧補正値記憶器Ａ ５の出力
の電圧補正値Ｖhを引いて、推定されたインバータ出力
電圧Ｖoutを出力する。電圧推定器１１はスイッチング
信号Ｓのデューティー比と直流電圧源１２の直流電圧Ｖ
dcの積によって電圧推定値Ｖeを求めて出力する。電圧
補正値記憶器Ａ ５は、電流位相検出器３の出力の電流
位相θiと電流値検出器４の出力の電流の大きさiに応じ
て記憶している電圧補正値Ｖhを選択して出力する。電
流位相検出器３はインバータ１の出力電流Ｉの位相を求
めて出力し、電流値検出器４はインバータ１の出力電流
Iの大きさを求めて出力する。
の電圧推定値Ｖeから、電圧補正値記憶器Ａ ５の出力
の電圧補正値Ｖhを引いて、推定されたインバータ出力
電圧Ｖoutを出力する。電圧推定器１１はスイッチング
信号Ｓのデューティー比と直流電圧源１２の直流電圧Ｖ
dcの積によって電圧推定値Ｖeを求めて出力する。電圧
補正値記憶器Ａ ５は、電流位相検出器３の出力の電流
位相θiと電流値検出器４の出力の電流の大きさiに応じ
て記憶している電圧補正値Ｖhを選択して出力する。電
流位相検出器３はインバータ１の出力電流Ｉの位相を求
めて出力し、電流値検出器４はインバータ１の出力電流
Iの大きさを求めて出力する。
【００１１】また、インバータ１を製造直後などに、電
流補正値を電流補正値記憶値５に記憶させる場合は、切
替器１３は電流制御７を選択する。その時の負荷は抵抗
とインダクタンスとを直列に接続したものと等価な状態
とする必要がある。例をあげると、停止している誘導電
動機２があてはまる。電流指令器８では、電流の大きさ
の異なる電流指令Ｉ*を出力する。電流制御器７は、前
記負荷のインダクタンスにかかる電圧が無視できる程度
の低い周波数で、電流指令器８の出力の電流指令I*によ
る大きさの交流電流を負荷に流すようなスイッチング信
号Ｓをインバータ１に出力する。つまり、負荷の抵抗分
の電圧降下が、インバータ１の出力電圧と等しくなるよ
うな低い周波数で、大きさの異なる電流を流すことを意
味する。
流補正値を電流補正値記憶値５に記憶させる場合は、切
替器１３は電流制御７を選択する。その時の負荷は抵抗
とインダクタンスとを直列に接続したものと等価な状態
とする必要がある。例をあげると、停止している誘導電
動機２があてはまる。電流指令器８では、電流の大きさ
の異なる電流指令Ｉ*を出力する。電流制御器７は、前
記負荷のインダクタンスにかかる電圧が無視できる程度
の低い周波数で、電流指令器８の出力の電流指令I*によ
る大きさの交流電流を負荷に流すようなスイッチング信
号Ｓをインバータ１に出力する。つまり、負荷の抵抗分
の電圧降下が、インバータ１の出力電圧と等しくなるよ
うな低い周波数で、大きさの異なる電流を流すことを意
味する。
【００１２】オフセット電圧演算器９は、電圧推定器１
１の出力の電圧推定値Ｖeから、負荷の抵抗分の電圧降
下分を引いたオフセット電圧Ｖoを演算して出力する。
電圧補正値記憶器Ａ ５は、電流位相検出器３の出力の
電流位相θiと電流値検出器４の出力の電流の大きさｉ
に応じてオフセット電圧演算器８の出力のオフセット電
圧Ｖoを記憶する。
１の出力の電圧推定値Ｖeから、負荷の抵抗分の電圧降
下分を引いたオフセット電圧Ｖoを演算して出力する。
電圧補正値記憶器Ａ ５は、電流位相検出器３の出力の
電流位相θiと電流値検出器４の出力の電流の大きさｉ
に応じてオフセット電圧演算器８の出力のオフセット電
圧Ｖoを記憶する。
【００１３】請求項３における１実施例を図２に示し，
この図に基づいて説明する。なお、図１と同じ説明は省
略する。電圧補正値記憶器Ａ ５の電流の大きさと位相
に応じた電圧補正値の記憶量に制限があり、詳細に電流
の大きさに応じた電圧補正値を記憶できない場合に、電
流の大きさの異なる電圧補正値の間を、電流の大きさを
変数とした関数で求め、電流の大きさによって電圧補正
値を演算し、電流値検出器４の出力の電流の大きさiを
入力として、電圧補正演算値Ｖcを電圧補正器１０に出
力する電圧補正演算器１４を備える。
この図に基づいて説明する。なお、図１と同じ説明は省
略する。電圧補正値記憶器Ａ ５の電流の大きさと位相
に応じた電圧補正値の記憶量に制限があり、詳細に電流
の大きさに応じた電圧補正値を記憶できない場合に、電
流の大きさの異なる電圧補正値の間を、電流の大きさを
変数とした関数で求め、電流の大きさによって電圧補正
値を演算し、電流値検出器４の出力の電流の大きさiを
入力として、電圧補正演算値Ｖcを電圧補正器１０に出
力する電圧補正演算器１４を備える。
【００１４】請求項４における１実施例を図３に示し，
この図に基づいて説明する。なお、図１と同じ説明は省
略する。電圧推定器１１の出力の電圧推定値Ｖeと、電
流指令器８の電流指令Ｉ*に応じて流れる異なった大き
さの電流Ｉから、負荷器の抵抗を演算する機能を併せ持
つオフセット電圧演算器９を備える。
この図に基づいて説明する。なお、図１と同じ説明は省
略する。電圧推定器１１の出力の電圧推定値Ｖeと、電
流指令器８の電流指令Ｉ*に応じて流れる異なった大き
さの電流Ｉから、負荷器の抵抗を演算する機能を併せ持
つオフセット電圧演算器９を備える。
【００１５】
【発明の効果】デッドタイムや順方向電圧降下に相当す
る電圧は、電流位相、相、電流極性、そして、電流の大
きさによって変化するものである。本発明の電圧補正値
記憶器Ａ ５は、電流位相θiと電流の大きさｉに応じ
て、デッドタイムや順方向電圧降下に相当する電圧であ
る電圧補正値を記憶して、電圧補正値Ｖhにより、推定
電圧Ｖeを補正して、インバータ出力電圧Ｖoutを高精度
に求めているので、通常信号発生器６によって出力され
るスイッチング信号Ｓに基づき、誘導電動機２を高精度
にトルクや速度を制御ができるようになる。また、本発
明により、容易に電圧補正値記憶器５に正確な電圧補正
値を記憶させることができ、電圧補正値の記憶量に制約
がある場合でも効率よく電圧補正値を利用することがで
き、容易に負荷器の抵抗を正確に演算する事ができる。
る電圧は、電流位相、相、電流極性、そして、電流の大
きさによって変化するものである。本発明の電圧補正値
記憶器Ａ ５は、電流位相θiと電流の大きさｉに応じ
て、デッドタイムや順方向電圧降下に相当する電圧であ
る電圧補正値を記憶して、電圧補正値Ｖhにより、推定
電圧Ｖeを補正して、インバータ出力電圧Ｖoutを高精度
に求めているので、通常信号発生器６によって出力され
るスイッチング信号Ｓに基づき、誘導電動機２を高精度
にトルクや速度を制御ができるようになる。また、本発
明により、容易に電圧補正値記憶器５に正確な電圧補正
値を記憶させることができ、電圧補正値の記憶量に制約
がある場合でも効率よく電圧補正値を利用することがで
き、容易に負荷器の抵抗を正確に演算する事ができる。
【図１】本発明請求項１及び２記載の実施例を示すブロ
ック線図である。
ック線図である。
【図２】本発明請求項３記載の実施例を示すブロック線
図である。
図である。
【図３】本発明請求項４記載の実施例を示すブロック線
図である。
図である。
【図４】従来技術の一例を示すブロック線図である。
１・・・インバータ
２・・・誘導電動機
３・・・電流位相検出器
４・・・電流値検出器
５・・・電圧補正値記憶器Ａ
６・・・通常信号発生器
７・・・電流制御器
８・・・電流指令器
９・・・オフセット電圧演算器
１０・・・電圧補正器
１１・・・電圧推定器
１２・・・直流電圧源
１３・・・切替器
１４・・・電圧補正演算器
１５・・・電圧補正値記憶器Ｂ
１６・・・抵抗設定器
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H02M 7/48
Claims (4)
- 【請求項１】直流電圧源をパルス幅変調して電力を供給
するインバータ制御装置において、 該インバータにスイッチング信号を出力する信号発生器
と、スイッチング信号のデューティ比と前記直流電圧源
の電圧との積より前記インバータの出カ電圧推定値を求
める電圧推定器と、前記インバータの出力電流の大きさ
を求める電流値検出器と、前記インバータの出力電流の
位相を求める電流位相検出器と、これらの検出器により
求めた電流の大きさと電流の位相に応じて前もって記憶
しておいた６種類以上の多数の電圧補正値を選択して出
力する電圧補正値記憶器を有し、上記出力電圧推定値か
ら電圧補正値を引いて前記インバータの出力電圧を求め
る電圧補正器を有することを特徴とするインバータ制御
装置。 - 【請求項２】 電流の大きさの異なる電流指令を出力す
る電流指令器と、前記インバータの負荷を抵抗とインダ
クタンスの直列接続に等価な状態として、該負荷のイン
ダクタンスにかかる電圧が無視できる程度の低い周波数
で前記電流指令器出力の電流指令によって電流の大きさ
の異なる交流電流を前記負荷に流すスイッチング信号を
インバータに出力する電流制御器と、前記電圧推定器の
出力の電圧推定値から前記負荷の抵抗分の電圧降下を引
いたオフセット電圧を演算するオフセット電圧演算器
と、前記インバータが前記電流制御器の出力のスイッチ
ング信号を使用している時に電流位相と電流の大きさに
応じて前記オフセット電圧演算器の出力のオフセット電
圧を記憶する機能を併せ持つ前記電圧補正値記憶器を具
備することを特徴とする請求項１記載のインバータ制御
装置。 - 【請求項３】 前記電圧補正値記憶器出力の電流の大き
さと位相に応じた電圧補正値から、電流の大きさの異な
る電圧補正値の間を、電流の大きさを変数とした関数で
求め、電流の大きさによって電圧補正値を演算し、電圧
補正演算値を電圧補正器に出力する電圧補正演算器を具
備することを特徴とする請求項１記載のインバータ制御
装置。 - 【請求項４】前記オフセット電圧演算器において、前記
負荷器の抵抗を異なる大きさの電流と電圧推定値から求
めることを特徴とした請求項２記載のインバータ。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001036502A JP3397769B2 (ja) | 2001-02-14 | 2001-02-14 | インバータ制御装置 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002238265A JP2002238265A (ja) | 2002-08-23 |
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|---|---|---|---|---|
| JP4183523B2 (ja) * | 2003-02-07 | 2008-11-19 | 三洋電機株式会社 | インバータ装置及びインバータ装置の制御方法 |
-
2001
- 2001-02-14 JP JP2001036502A patent/JP3397769B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
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