JP3634222B2 - PWM pulse generation method - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディジタルハードウェアによりPWMパルスを生成して電力変換を行なうインバータ等のPWM電力変換器に適用可能な、PWMパルスの発生方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
以下では、PWM電力変換器として三相インバータを例にとり、従来技術を説明する。
マイコンやDSP(ディジタル・シグナル・プロセッサ)等のCPUにより三相インバータの出力電圧指令を作成する場合、CPUの割り込み周期(演算周期)ごとにソフトウェアによって電圧指令を演算している。そして、演算した結果は、PWMパルスを発生させるディジタルハードウェア内のレジスタに書き込まれる。従って、実際にインバータが出力する電圧の更新は、マイコンやDSP等のCPUの演算周期に依存する。すなわち、インバータが周波数foutの正弦波電圧を出力する場合、CPUの演算周期をTとすれば、時間軸方向の電圧分解能Nは、数式1で表される。
【0003】
【数1】
N=1/(foutT)
【0004】
図15は、CPUによって作成される一相分の出力電圧指令(相電圧指令)を示している。この図は、出力電圧の1周期を16分割したとき(T=1/(16fout))に発生する正弦波の模式図である。この図から明らかなように、Nが大きいほど正弦波に近くなり、小さいほど正弦波から離れていって波形ひずみが大きくなる。
【0005】
図16は、出力電圧指令、キャリア、CPU割り込み信号の関係を示したものである。本来、キャリアはディジタル値であるが、理解を容易にするためアナログ的に示した。
この図16において、CPUによって作成出力電圧指令は、割り込み信号が来てからその回における電圧指令が演算され、ディジタルハードウェア内のレジスタに書き込まれる。そして、レジスタに書き込まれた電圧指令とキャリアとを比較してPWMパルスが生成される。ここでは、キャリアと比較する出力電圧指令が実際に出力されるタイミングを、次の割り込み信号の発生時とした。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
従来、CPUによる出力電圧指令の演算周期をインバータの出力周波数に合わせて短くするには限界がある。従って、出力周波数が高いにも関わらず出力電圧指令が図15,16に示したような階段状の波形である場合には、正弦波から大きくずれるために著しい電圧ひずみが発生する。このひずみに起因して電流も正弦波状にならず、負荷のトルクリプルや回転むらが発生し、騒音発生の原因ともなる。
一方、演算周期を短くするべく高速のCPUを用いることはコスト上昇の原因となるため、CPUの高速化による課題の解決にも限界がある。
【0007】
そこで本発明は、演算により求められる出力電圧指令を様々な方法により補間して、キャリアと比較される出力電圧指令の時間軸方向の分解能を高め、高速のCPUを用いる等の方法を採らずに正弦波状の出力電圧を得るようにした、PWMパルスの発生方法を提供しようとするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
まず、図1は本発明全体の原理を示すタイミング説明図である。ここでは、マイコンやDSP内のCPUの一演算周期内に出力電圧指令(補間電圧指令)を4回変化させる例を示してある。
CPUの演算周期ごとに一括して計算される4つの補間電圧指令v 1n * ,v 2n * ,v 3n * ,v 4n * は、ディジタルハードウェア内のレジスタに書き込まれる。これらの電圧指令v 1n * ,v 2n * ,v 3n * ,v 4n * がPWMパルスに反映されるタイミングは、レジスタに書き込まれてから次の割り込み信号が来たときである(このため、図1では、CPUによる前回の演算周期に演算された各電圧指令v 1n * ,v 2n * ,v 3n * ,v 4n * が、次の演算周期内で順次出力されている)。
そして、各キャリア周期ごとに電圧指令v 1n * ,v 2n * ,v 3n * ,v 4n * を二つのセレクト信号S 1 ,S 2 の組み合わせにより選択して、キャリアと順次比較する。この結果、電圧指令は各キャリア周期ごとに変化することになり、出力電圧指令の時間分解能が向上することになる。
【0010】
本発明は、以下に述べるように、CPUの1回の演算周期内で変化する複数の補間電圧指令v1n *,v2n *,v3n *,v4n *の演算方法(補間方法)に特徴を有している。
まず、請求項1の発明の前提として、演算により求められた前回及び今回の電圧指令から、1回の演算周期内で変化する電圧指令v1n *,v2n *,v3n *,v4n *を演算する。そして、図2のようにCPUが前回演算した電圧指令vn-1 *と今回演算した電圧指令vn *とを直線で結ぶことにより一次近似し、更にその間を4等分することにより、4段階に変化する電圧指令v1n *,v2n *,v3n *,v4n *を生成(補間)する。
【0011】
図2において、白丸で示したvn−1 ,v は、それぞれCPUの割り込みタイミングT,Tn+1において演算される電圧指令であり、黒丸で示したv1n ,v2n ,v3n ,v4n は今回の割り込みタイミングTにおいて補間される電圧指令である。ここで、前回のタイミングTn−1において演算された電圧指令vn−1 は、一周期遅れの今回のタイミングTで出力され、今回のタイミングTにおいて演算された電圧指令v は、一周期遅れの次回のタイミングTn+1で出力されている。補間される電圧指令v1n ,v2n ,v3n ,v4n は、前回の演算による電圧指令vn−1 及び今回の演算による電圧指令v を用いて、数式2により求められる。なお、数式2は簡単な比例配分による演算式であり、その内容は図2からも容易に理解される。
【0012】
【数2】

Figure 0003634222
【0013】
この場合、タイミングTnにおいて演算された電圧指令v1n *,v2n *,v3n *,v4n *が実際にインバータ等のPWM電力変換器へ出力されるのは次回のタイミングTn+1すなわち時刻Tn+T(T:割り込み周期)であり、割り込み周期Tの遅れを伴う。
つまり、この場合には、今回の電圧指令vn *が次回のタイミングTn+1で出力されて初めて前回の電圧指令vn-1 *との間を補間するべき電圧指令v1n *,v2n *,v3n *,v4n *が求まるので、これらの電圧指令v1n *,v2n *,v3n *,v4n *がPWMパルスに反映されるのは次回のタイミングTn+1以降になる。このような遅れは、制御から見ると無駄時間要素となって応答限界が低くなる。
【0014】
請求項記載の発明は、上記不都合を解消することを目的としており、前回演算された電圧指令と今回演算された電圧指令とを結ぶ直線上に次回の電圧指令が存在すると推定して、1回の演算周期内で4段階に変化する電圧指令v1n *,v2n *,v3n *,v4n *を演算する。
図3において、前回の電圧指令vn-1 *(図示せず)及び今回の電圧指令vn *を一次近似した直線上に次回の電圧指令vn+1 *も存在する(つまり、前回及び今回の電圧指令変化率が同一である)とした場合、今回の割り込みタイミングTnにおける各電圧指令v1n *,v2n *,v3n *,v4n *は、数式3によって演算される。数式3の内容も簡単な比例配分に基づくものであって図3から容易に理解されるため、詳述は省略する。
【0015】
【数3】
Figure 0003634222
【0016】
この発明で、今回の電圧指令vn *が演算されて初めて電圧指令v1n *,v2n *,v3n *,v4n *が求められるが、今回の電圧指令vn *は今回の割り込みタイミングTnにおいて出力されているので、今回の電圧指令vn *と次回の電圧指令vn+1 *との間を補間するべき電圧指令v1n *,v2n *,v3n *,v4n *を今回のタイミングTn以降にPWMパルスに反映させることが可能であるから、図2に比べて無駄時間が大幅に短縮される。
【0017】
請求項記載の発明では、前回及び今回の電圧指令の平均値を求め、前回の電圧指令と今回の電圧指令とを結ぶ直線上に次回の電圧指令が存在するものとして(これによりv4n *も補間可能になる)、1回の演算周期内で変化する電圧指令v1n *,v2n *,v3n *,v4n *を演算する。
すなわち図4において、前回の電圧指令vn-1 *、今回の電圧指令vn *及び次回の電圧指令vn+1 *(図示せず)が一直線上にあるとすると、割り込みタイミングTnにおける各電圧指令v1n *,v2n *,v3n *,v4n *は数式4によって求められる。ここで、v1n *は前回及び今回の電圧指令の平均値となっている。この数式4は簡単な比例配分による演算式であり、その内容は図4からも容易に理解することができる。
【0018】
【数4】
Figure 0003634222
【0019】
この発明においても、今回の電圧指令vn *が演算されて初めて補間するべき電圧指令v1n *,v2n *,v3n *,v4n *が求められるが、これらの電圧指令v1n *,v2n *,v3n *,v4n *のうちv1n *は割り込み周期の中間の位置にあり、今回の割り込みタイミングTnと次回の割り込みタイミングTn+1との中間において出力することが可能であるから、本発明における無駄時間は図2の場合の無駄時間Tの1/2となる。また、電圧指令v1n *,v2n *,v3n *,v4n *のうちv4n *のみが次回の電圧指令の推定値を使用した一次近似によるものであるから、補間精度が請求項の発明よりも改善される。
【0020】
また、請求項3,4の発明の前提として、前回及び今回の回転座標変換(PWM電力変換器の出力電圧をd−q軸直交回転座標成分に分離して個別に制御し、これらの各成分を静止座標成分へ変換する際の回転座標変換)に用いる角度指令から、1回の演算周期内で4段階に変化する電圧指令を補間することを考える
すなわち、正弦波インバータ等のPWM電力変換器では出力電圧指令波形が正弦波と分かっているので、PWM電力変換器の回転座標変換に使用する角度指令を複数段階に変化させ、これらの角度指令を用いて回転座標変換することより複数の電圧指令を補間するものである。この結果、電圧指令を一次近似によって補間する場合(請求項1,2)に比べて、一層高精度に電圧指令を補間することができる。
【0021】
図5において、前回の割り込みタイミングTn−1で演算された電圧指令vn−1 に対応する角度指令をθ 、今回の割り込みタイミングTで演算された電圧指令v に対応する角度指令をθn+1 とすると、今回のタイミングTにおける回転座標変換の角度指令θ1n ,θ2n ,θ3n ,θ4n は、数式5によって求められる。なお、数式5は、前述した数式2における各電圧指令を角度指令に置き替えたものと考えることができる。
【0022】
【数5】
Figure 0003634222
【0023】
数式5によって演算される角度指令θ1n ,θ2n ,θ3n ,θ4n は、今回の回転座標変換に用いる角度指令θ と、図5に表れていない前回の回転座標変換に用いた角度指令θn−1 とから求められており、これらの角度指令θ1n ,θ2n ,θ3n ,θ4n はθn−1 とθ との間の横軸上に存在する。図5に示した電圧指令v1n ,v2n ,v3n ,v4n は、上記角度指令θ1n ,θ2n ,θ3n ,θ4n を用いて回転座標変換することにより求められる。
【0024】
この場合、今回の電圧指令vn *が次回のタイミングTn+1で出力されて初めて前回の電圧指令vn-1 *との間を補間するべき電圧指令v1n *,v2n *,v3n *,v4n *が求まり、これらの電圧指令v1n *,v2n *,v3n *,v4n *がPWMパルスに反映されるのは次回のタイミングTn+1以降になるので割り込み周期Tに相当する無駄時間が発生する。
【0025】
この無駄時間を減らすため、請求項の発明では、前回の角度指令θn-1 *から今回の角度指令θn *までの変化分と、今回の角度指令θn *から次回の角度指令θn+1 *までの変化分とが同一であると仮定したうえで、前回及び今回の角度指令θn-1 *,θn *を用いて数式6により角度指令θ1n *,θ2n *,θ3n *,θ4n *を求め、これらの角度指令を用いて回転座標変換を行うことにより、今回の電圧指令vn *と次回の電圧指令vn+1 *との間を補間するべき電圧指令v1n *,v2n *,v3n *,v4n *を得る。なお、数式6は、前述した数式3における各電圧指令を角度指令に置き替えたものと考えることができる。
【0026】
【数6】
Figure 0003634222
【0027】
そして、数式6により求めたそれぞれの角度指令θ1n *,θ2n *,θ3n *,θ4n *に基づいて回転座標変換し、対応する電圧指令v1n *,v2n *,v3n *,v4n *を得る。
図6は、本発明によって補間される電圧指令v1n *,v2n *,v3n *,v4n *を示している。本発明によれば、請求項の発明と同様に今回の電圧指令vn *が今回の割り込みタイミングTnで出力され、今回の電圧指令vn *と次回の電圧指令vn+1 *との間を補間するべき電圧指令v1n *,v2n *,v3n *,v4n *を今回のタイミングTn以降にPWMパルスに反映させることが可能であるから、無駄時間が大幅に短縮される。
【0028】
請求項記載の発明では、前回及び今回の回転座標変換に用いる角度指令の平均値を求め、前回の角度指令θn-1 *から今回の角度指令θn *までの変化分と、今回の角度指令θn *から次回の角度指令θn+1 *までの変化分とが同一であると仮定したうえで(これによりv4n *も補間可能になる)角度指令θ1n *,θ2n *,θ3n *,θ4n *を求め、これらを用いた回転座標変換により電圧指令v1n *,v2n *,v3n *,v4n *を演算する。
すなわち、数式7に示すように、図7における前回の角度指令θn-1 *及び今回の角度指令θn *の平均値を求めてθ1n *とし、他の角度指令θ2n *,θ3n *,θ4n *を比例配分により求める。
【0029】
【数7】
Figure 0003634222
【0030】
この発明によれば、請求項の発明と同様に、電圧指令v1n *,v2n *,v3n *,v4n *のうちv1n *は割り込み周期の中間の位置にあり、今回の割り込みタイミングTnと次回の割り込みタイミングTn+1との中間において出力することが可能であるから、無駄時間は図5の場合の1/2となる。また、電圧指令v1n *,v2n *,v3n *,v4n *のうち最後のv4n *のみが次回の角度指令θn+1 *の推定値に基づく値であるから、補間精度が請求項の発明よりも改善される。
【0031】
請求項5,6の発明の前提として、PWM電力変換器の出力電圧をd−q軸直交回転座標成分に分離して個別に制御する場合において、電圧指令を直交座標成分に分離してなるd軸電圧指令、q軸電圧指令の前回値及び今回値を用いて1回の演算周期内で変化する電圧指令v1n *,v2n *,v3n *,v4n *を演算することを考える。
例えばq軸電圧指令について説明すると、図8に示すように、q軸電圧指令の前回値v1qn-1 *と今回値v1qn *とを一次近似し、その間を4等分して割り込みタイミングTnにおけるq軸電圧指令v1q1n *,v1q2n *,v1q3n *,v1q4n *を補間する。その演算式は数式8に示すとおりであり、数式2に対応するものである。
【0032】
【数8】
Figure 0003634222
【0033】
d軸電圧指令についてもその前回値v1dn−1 と今回値v1dn とを一次近似することにより、割り込みタイミングTにおけるd軸電圧指令v1d1n ,v1d2n ,v1d3n ,v1d4n を求める。
そして、これらのq軸電圧指令及びd軸電圧指令を角度θで回転座標変換して電圧指令v1n ,v2n ,v3n ,v4n を得る。
【0034】
なお、この場合にも、割り込み周期Tに相当する無駄時間が発生する。
そこで、請求項記載の発明では、上記無駄時間を解消するため、請求項の発明と同様の原理を用いてq軸電圧指令及びd軸電圧指令を求め、その後、回転座標変換によって電圧指令v1n *,v2n *,v3n *,v4n *を演算するものである。
すなわち、例えばq軸電圧指令については、図9に示すごとく前回のq軸電圧指令v1qn-1 *(図示せず)及び今回のq軸電圧指令v1qn *を一次近似した直線上に次回のq軸電圧指令v1qn+1 *も存在する(つまり、前回及び今回のq軸電圧指令変化率が同一である)とした場合、今回の割り込みタイミングTnにおけるq軸電圧指令v1q1n *,v1q2n *,v1q3n *,v1q4n *は、数式3に相当する次の数式9によって求められる。
【0035】
【数9】
Figure 0003634222
【0036】
d軸電圧指令についても、その前回値v1dn−1 と今回値v1dn とを一次近似した直線上に次回のd軸電圧指令v1dn+1 も存在するとして、割り込みタイミングTにおけるd軸電圧指令v1d1n ,v1d2n ,v1d3n ,v1d4n を求める。
そして、これらのq軸電圧指令及びd軸電圧指令を角度θで回転座標変換して電圧指令v1n ,v2n ,v3n ,v4n を得る。
【0037】
この発明においても、今回の電圧指令v と次回の電圧指令vn+1 との間を補間するべき電圧指令v1n ,v2n ,v3n ,v4n を今回のタイミングT以降にPWMパルスに反映させることができるため、請求項7の発明に比べて無駄時間が大幅に短縮される。
【0038】
請求項記載の発明では、請求項の発明と同様の原理を用いてq軸電圧指令及びd軸電圧指令を求め、その後、角度θnで回転座標変換して電圧指令v1n *,v2n *,v3n *,v4n *を演算するものである。
すなわち図10において、前回のq軸電圧指令v1qn-1 *、今回のq軸電圧指令v1qn *及び次回のq軸電圧指令v1qn+1 *(図示せず)が一直線上にあるとすると、割り込みタイミングTnにおける各q軸電圧指令v1q1n *,v1q2n *,v1q3n *,v1q4n *は、数式4に相当する次の数式10によって求められる。
【0039】
【数10】
Figure 0003634222
【0040】
d軸電圧指令v1d1n *,v1d2n *,v1d3n *,v1d4n *についても同様にして求め、これらのd軸電圧指令及びq軸電圧指令を角度θnで回転座標変換して電圧指令v1n *,v2n *,v3n *,v4n *を演算する。
この発明においても、第1の電圧指令v1n *を今回の割り込みタイミングTnと次回の割り込みタイミングTn+1との中間において出力することが可能であるから、無駄時間が図8の場合の1/2となる。また、最後の電圧指令v4n *のみが次回の電圧指令の推定値を使用した一次近似によるものとなるから、補間精度が請求項の発明よりも改善される。
【0041】
次に、請求項3,4の発明の前提技術と請求項5,6の発明の前提技術とを組み合わせることを考える。
まず、回転座標変換に用いる角度指令θ1n *〜θ4n *を数式5により求め、一方、q軸電圧指令v1q1n *〜v1q4n *を数式8にて求めると共に同様にしてd軸電圧指令v1d1n *〜v1d4n *を求め、これらのd軸電圧指令及びq軸電圧指令v1d1n *〜v1d4n *,v1q1n *〜v1q4n *をそれぞれ角度θ1n *〜θ4n *により回転座標変換して電圧指令v1n *,v2n *,v3n *,v4n *を演算する。
この結果、演算量は多くなるが、最も精度の高い補間を行うことができる。
【0042】
請求項記載の発明は、上記の場合の割り込み周期T相当の無駄時間を少なくするため、請求項の発明と請求項の発明とを組み合わせたものである。
すなわち、回転座標変換に用いる角度指令θ1n *〜θ4n *を数式6により求め、一方、q軸電圧指令v1q1n *〜v1q4n *を数式9にて求めると共に同様にしてd軸電圧指令v1d1n *〜v1d4n *を求め、これらのd軸電圧指令v1d1n *〜v1d4n *及びq軸電圧指令v1q1n *〜v1q4n *をそれぞれ角度θ1n *〜θ4n *により回転座標変換して電圧指令v1n *,v2n *,v3n *,v4n *を演算する。
この発明によれば、今回の電圧指令vn *と次回の電圧指令vn+1 *との間を補間するべき電圧指令v1n *,v2n *,v3n *,v4n *を今回のタイミングTn以降にPWMパルスに反映させることが可能なため、無駄時間が大幅に短縮される。
【0043】
請求項記載の発明は、段落[0041]記載の技術における無駄時間を1/2とし、請求項の発明よりも補間精度を一層向上させるため、請求項の発明と請求項の発明とを組み合わせたものである。
すなわち、回転座標変換に用いる角度指令θ1n *〜θ4n *を数式7により求め、一方、q軸電圧指令v1q1n *〜v1q4n *を数式10にて求めると共に同様にしてd軸電圧指令v1d1n *〜v1d4n *を求め、これらのd軸電圧指令v1d1n *〜v1d4n *及びq軸電圧指令v1q1n *〜v1q4n *をそれぞれ角度θ1n *〜θ4n *により回転座標変換して電圧指令v1n *,v2n *,v3n *,v4n *を演算する。
この発明によれば、第1の電圧指令v1n *を今回の割り込みタイミングTnと次回の割り込みタイミングTn+1との中間において出力することが可能であり、無駄時間が段落[0041]記載の技術の1/2になると共に、最後の電圧指令v4n *のみが次回の電圧指令の推定値を使用した一次近似によるものとなるから、補間精度が請求項の発明よりも改善される。
【0044】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を説明する。図11は、請求項1,2に記載した発明の実施形態が適用される機能ブロック図である。
図11において、マイコンやDSP等のCPUにより演算された時系列的な二つの基準電圧指令、すなわち前回の電圧指令vn-1 *及び今回の電圧指令vn *は、電圧補間演算手段11に与えられる。なお、この電圧補間演算手段11はソフトウェアによって実現される。
【0045】
電圧補間演算手段11は、前回電圧指令vn−1 及び今回電圧指令v を用いて、前述した数式2または数式3または数式4の一次近似による演算を行い、補間電圧指令v1n ,v2n ,v3n ,v4n を生成してハードウェア側へ出力する。
そして、上記電圧指令v1n ,v2n ,v3n ,v4n はレジスタ21〜24にそれぞれ書き込まれる。
【0046】
前記図1を参照しながら説明したように、キャリア発生器50からのキャリアと比較される電圧指令は、データセレクタ30によりキャリアに同期してレジスタ21〜24から順次選択される。すなわち、キャリアに同期してカウント動作する4進カウンタ等のセレクト信号発生器40から図1のセレクト信号S,Sが出力され、これらのセレクト信号S,Sの論理レベルの組み合わせにより、データセレクタ30を介して電圧指令v1n ,v2n ,v3n ,v4n が順に選択されて出力されることになる。
比較器60では、データセレクタ30から順次出力される電圧指令v1n ,v2n ,v3n ,v4n とキャリアとを比較し、インバータ等のPWM電力変換器のスイッチング素子に与えるPWMパルスを出力する。
【0047】
ここで、電圧指令v1n ,v2n ,v3n ,v4n は、図2または図3または図4に示すように、前回の電圧指令vn−1 及び今回の電圧指令v を結ぶ直線上にあり、特に、図4の場合では更に次回の電圧指令vn+1 も結んだ直線上にある。
これらの電圧指令v1n ,v2n ,v3n ,v4n を用いてCPUの演算周期内で出力電圧指令をキャリア周期ごとに順次変化させることにより、基準電圧指令のみによる場合に比べて出力電圧指令の時間分解能を高め、出力電圧波形ひいては電流波形を一層正弦波に近付けることができる。つまり、CPUの一演算周期で4回分の電圧指令を得ることができるから、電圧指令の時間軸方向の分解能は補間前の4倍となる。
このように電圧指令を逐次与える手法は、本実施形態のようにレジスタ及びデータセレクタを用いる方法以外に、いわゆるFIFO(first−in−first−out:先入れ先出し方式)メモリによっても達成可能である。つまり、電圧指令v1n ,v2n ,v3n ,v4n を順に求めてFIFOメモリに格納し、その後、同じ順番で読み出しても良い。
【0048】
図12は、請求項3,4に記載した発明の実施形態が適用される機能ブロック図である。
この図12はソフトウェア部分のみを示しており、2/3相変換手段14から出力される三相各相の電圧指令vu1 *〜vu4 *,vv1 *〜vv4 *,vw1 *〜vw4 *は、各相ごとに図11と同一構成のディジタルハードウェアに入力されて各相のPWMパルスに変換される。例えば、U相について言えば、CPUの一演算周期内で4段階に変化する電圧指令vu1 *〜vu4 *が、図11における電圧補間演算手段11の出力信号に相当する。
【0049】
本実施形態において、角度補間演算手段12は、前回角度指令θn-1 *及び今回角度指令θn *を用いて数式5または数式6または数式7の補間演算を行い、d−q軸直交回転座標成分から静止座標成分への回転座標変換を行う際の角度指令をθ1n *,θ2n *,θ3n *,θ4n *と4段階に変化させて出力する。
【0050】
回転座標変換手段13は、PWM電力変換器において正弦波の出力電圧をd−q軸直交座標成分に分離して個別に制御する場合に、電圧指令を直交座標成分に分離してなるd軸電圧指令v1d 、q軸電圧指令v1q を入力として、角度指令θ1n ,θ2n ,θ3n ,θ4n に基づいて回転座標変換を行う。そして、この座標変換後の静止座標成分を次段の2/3相変換手段14により三相成分に変換し、電圧指令vu1 ,vv1 ,vw1 ,同vu2 ,vv2 ,vw2 ,同vu3 ,vv3 ,vw3 ,同vu4 ,vv4 ,vw4 を求める。
ここで、補間される角度指令に基づいた回転座標変換及び2/3相変換は、一括して補間される角度指令θ1n 〜θ4n のうち、θ1n による座標変換によってvu1 ,vv1 ,vw1 が、θ2n による座標変換によってvu2 ,vv2 ,vw2 が、θ3n による座標変換によってvu3 ,vv3 ,vw3 が、θ4n による座標変換によってvu4 ,vv4 ,vw4 がそれぞれ求められる。
【0051】
図13は、請求項5,6に記載した発明の実施形態が適用される機能ブロック図である。
この図も図11におけるソフトウェア部分のみを示しており、2/3相変換手段14から出力される三相各相の電圧指令vu1 *〜vu4 *,vv1 *〜vv4 *,vw1 *〜vw4 *は、図11と同様にディジタルハードウェアによりPWMパルスに変換される。
【0052】
この実施形態では、d軸電圧指令の今回値v1dn *及び前回値v1dn-1 *、q軸電圧指令の今回値v1qn *及び前回値v1qn-1 *を用いて、請求項の発明では数式9及びd軸成分に関する同様の数式により、請求項の発明では数式10及びd軸成分に関する同様の数式により、それぞれd軸成分、q軸成分ごとに補間演算を行ってd軸電圧指令v1d1n *〜v1d4n *及びq軸電圧指令v1q1n *〜v1q4n *を求める。
これらのd軸電圧指令v1d1n *〜v1d4n *及びq軸電圧指令v1q1n *〜v1q4n *は、回転座標変換手段16において角度指令θn *により回転座標成分から静止座標成分へ変換され、これらの静止座標成分が次段の2/3相変換手段14により三相成分に変換されて電圧指令vu1 *,vv1 *,vw1 *,同vu2 *,vv2 *,vw2 *,同vu3 *,vv3 *,vw3 *,同vu4 *,vv4 *,vw4 *が求められる。
【0053】
ここで、回転座標変換及び2/3相変換は、一括して補間される電圧指令v1d1n 〜v1d4n 及びv1q1n 〜v1q4n のうち、v1d1n ,v1q1n に基づいてvu1 ,vv1 ,vw1 が、v1d2n ,v1q2n に基づいてvu2 ,vv2 ,vw2 が、v1d3n ,v1q3n に基づいてvu3 ,vv3 ,vw3 が、v1d4n ,v1q4n に基づいてvu4 ,vv4 ,vw4 がそれぞれ求められる。
【0054】
図14は、請求項7,8に記載した発明の実施形態が適用される機能ブロック図である。
この図も図11におけるソフトウェア部分のみを示しており、2/3相変換手段14から出力される三相各相の電圧指令vu1 *〜vu4 *,vv1 *〜vv4 *,vw1 *〜vw4 *は、図11と同様にディジタルハードウェアによりPWMパルスに変換される。
【0055】
この実施形態では、d軸電圧指令の今回値v1dn *及び前回値v1dn-1 *、q軸電圧指令の今回値v1qn *及び前回値v1qn-1 *を用いて、請求項の発明では数式9及びd軸成分に関する同様の数式により、請求項の発明では数式10及びd軸成分に関する同様の数式により、それぞれd軸成分、q軸成分ごとに補間演算を行ってd軸電圧指令v1d1n *〜v1d4n *及びq軸電圧指令v1q1n *〜v1q4n *を求める。
これらのd軸電圧指令v1d1n *〜v1d4n *及びq軸電圧指令v1q1n *〜v1q4n *は、回転座標変換手段16に入力されて回転座標成分から静止座標成分へ座標変換される。その際の角度指令θ1n *〜θ4n *、請求項の発明では数式6により、請求項の発明では数式7により、何れも前回の角度指令θn-1 *及び今回の角度指令θn *を用いて演算される。
【0056】
ここで、回転座標変換及び2/3相変換は、電圧指令v1d1n ,v1q1n 及び角度指令θ1n に基づいてvu1 ,vv1 ,vw1 が、v1d2n ,v1q2n 及びθ2n に基づいてvu2 ,vv2 ,vw2 が、v1d3n ,v1q3n 及びθ3n に基づいてvu3 ,vv3 ,vw3 が、v1d4n ,v1q4n 及びθ4n に基づいてvu4 ,vv4 ,vw4 がそれぞれ求められる。
【0057】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、CPUの一演算周期内の出力電圧指令を予め複数段階に補間することにより出力電圧の時間軸方向の分解能を高めることができ、高速のCPUを用いる等の方法を採らずにPWM電力変換器から正弦波状の電圧ひいては電流を出力させることが可能である。これにより、負荷のトルクリプルや回転ムラ、騒音の低減に寄与することができる。
【0058】
また、請求項1〜の何れの発明においても、比較的簡単な演算によって出力電圧指令や角度指令についての段階的な補間が可能である。
特に、請求項1の発明では制御上の無駄時間を短くすることができ、請求項の発明では請求項1の発明よりも高精度に補間を行うことができる。
更に、請求項3〜8の発明についても、同様に無駄時間を短縮すると共に補間精度を高める効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の基本となる出力電圧指令の発生パターンの説明図である。
【図2】請求項1,2の発明の前提となる補間方法の説明図である。
【図3】請求項の発明における補間方法の説明図である。
【図4】請求項の発明における補間方法の説明図である。
【図5】請求項3,4の発明の前提となる補間方法の説明図である。
【図6】請求項の発明における補間方法の説明図である。
【図7】請求項の発明における補間方法の説明図である。
【図8】請求項5,6の発明の前提となる補間方法の説明図である。
【図9】請求項の発明における補間方法の説明図である。
【図10】請求項の発明における補間方法の説明図である。
【図11】請求項1,2に記載した発明の実施形態が適用される機能ブロック図である。
【図12】請求項3.4に記載した発明の実施形態が適用される機能ブロック図である。
【図13】請求項5,6に記載した発明の実施形態が適用される機能ブロック図である。
【図14】請求項7,8に記載した発明の実施形態が適用される機能ブロック図である。
【図15】従来技術を説明するための、電圧指令波形の一例を示す図である。
【図16】従来技術を説明するための、出力電圧指令、CPU割り込み信号、キャリアのタイミングを示す図である。
【符号の説明】
11,15 電圧補間演算手段
12 角度補間演算手段
13,16 回転座標変換手段
14 2/3相変換手段
21〜24 レジスタ
30 データセレクタ
40 セレクト信号発生器
50 キャリア発生器
60 比較器[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a PWM pulse generation method applicable to a PWM power converter such as an inverter that performs power conversion by generating PWM pulses with digital hardware.
[0002]
[Prior art]
Hereinafter, the conventional technology will be described by taking a three-phase inverter as an example of the PWM power converter.
When an output voltage command for a three-phase inverter is created by a CPU such as a microcomputer or DSP (digital signal processor), the voltage command is computed by software for each interrupt cycle (calculation cycle) of the CPU. The calculated result is written in a register in the digital hardware that generates the PWM pulse. Therefore, the update of the voltage actually output from the inverter depends on the calculation cycle of a CPU such as a microcomputer or a DSP. That is, the inverter has a frequency foutWhen the sine wave voltage is output, the voltage resolution N in the time axis direction is expressed by Equation 1, assuming that the calculation period of the CPU is T.
[0003]
[Expression 1]
N = 1 / (foutT)
[0004]
FIG. 15 shows an output voltage command (phase voltage command) for one phase created by the CPU. This figure shows that when one period of the output voltage is divided into 16 (T = 1 / (16fout)) Is a schematic diagram of a sine wave generated. As is clear from this figure, the larger N, the closer to a sine wave, and the smaller N, the farther away from the sine wave, the greater the waveform distortion.
[0005]
FIG. 16 shows the relationship between the output voltage command, the carrier, and the CPU interrupt signal. Although the carrier is originally a digital value, it is shown in an analog form for easy understanding.
In FIG. 16, the CPU generates a voltage command at a given time after an interrupt signal is received and is written in a register in the digital hardware. Then, the PWM command is generated by comparing the voltage command written in the register with the carrier. Here, the timing at which the output voltage command to be compared with the carrier is actually output is the time when the next interrupt signal is generated.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
Conventionally, there is a limit to shortening the calculation cycle of the output voltage command by the CPU according to the output frequency of the inverter. Accordingly, when the output voltage command has a stepped waveform as shown in FIGS. 15 and 16 even though the output frequency is high, a significant voltage distortion occurs due to a large deviation from the sine wave. Due to this distortion, the current does not have a sinusoidal shape, and torque ripples and rotation unevenness of the load occur, causing noise.
On the other hand, the use of a high-speed CPU to shorten the calculation cycle causes a cost increase, so there is a limit to the solution to the problem due to the high-speed CPU.
[0007]
Therefore, the present invention interpolates the output voltage command obtained by the calculation by various methods to increase the resolution in the time axis direction of the output voltage command to be compared with the carrier, without using a method such as using a high-speed CPU. An object of the present invention is to provide a method for generating a PWM pulse in which a sinusoidal output voltage is obtained.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
First, FIG. 1 is a timing explanatory diagram showing the principle of the present invention as a whole. Here, an example is shown in which the output voltage command (interpolation voltage command) is changed four times within one calculation cycle of the CPU in the microcomputer or DSP.
Four interpolation voltage commands v calculated at once for each CPU calculation cycle 1n * , V 2n * , V 3n * , V 4n * Is written to a register in the digital hardware. These voltage commands v 1n * , V 2n * , V 3n * , V 4n * Is reflected in the PWM pulse when the next interrupt signal comes after being written into the register (for this reason, in FIG. 1, each voltage command v calculated in the previous calculation cycle by the CPU is shown. 1n * , V 2n * , V 3n * , V 4n * Are sequentially output within the next calculation cycle).
And for each carrier period, voltage command v 1n * , V 2n * , V 3n * , V 4n * Two select signals S 1 , S 2 The combination is selected and sequentially compared with the carrier. As a result, the voltage command changes for each carrier period, and the time resolution of the output voltage command is improved.
[0010]
As described below, the present invention provides a plurality of interpolation voltage commands v that change within one calculation cycle of the CPU.1n *, V2n *, V3n *, V4n *This calculation method (interpolation method) has a feature.
First, the invention of claim 1As a premise ofVoltage command v that changes within one calculation cycle from previous and current voltage commands obtained by calculation1n *, V2n *, V3n *, V4n *Is calculated.AndVoltage command v previously calculated by CPU as shown in FIG.n-1 *And the voltage command v calculated this timen *Are linearly approximated by connecting them with a straight line, and further divided into four equal parts so that the voltage command v changing in four steps1n *, V2n *, V3n *, V4n *Is generated (interpolated).
[0011]
In FIG. 2, v indicated by a white circlen-1 *, Vn *Is the CPU interrupt timing Tn, Tn + 1Is the voltage command calculated in step v, indicated by a black circle1n *, V2n *, V3n *, V4n *Is the current interrupt timing TnIs a voltage command to be interpolated. Here, the previous timing Tn-1Voltage command v calculated inn-1 *Is the current timing T delayed by one cyclenIs output at this timing TnVoltage command v calculated inn *Is the next timing T delayed by one cycle.n + 1Is output. Voltage command to be interpolated v1n *, V2n *, V3n *, V4n *Is the voltage command v from the previous calculationn-1 *And voltage command v by this calculationn *And is obtained by Equation 2. Note that Formula 2 is an arithmetic expression based on simple proportional distribution, and the contents thereof can be easily understood from FIG.
[0012]
[Expression 2]
Figure 0003634222
[0013]
In this case, the timing TnVoltage command v calculated in1n *, V2n *, V3n *, V4n *Is actually output to the PWM power converter such as an inverter at the next timing Tn + 1That is, time Tn+ T (T: interrupt period), with a delay of the interrupt period T.
That meansIn this caseIs the current voltage command vn *Is the next timing Tn + 1The previous voltage command vn-1 *Voltage command to be interpolated between1n *, V2n *, V3n *, V4n *Therefore, these voltage commands v1n *, V2n *, V3n *, V4n *Is reflected in the PWM pulse at the next timing Tn + 1After that. Such a delay becomes a dead time element from the viewpoint of control, and the response limit is lowered.
[0014]
Claim1The described invention aims to eliminate the above inconveniences, and it is estimated that the next voltage command exists on a straight line connecting the voltage command calculated last time and the voltage command calculated this time. Voltage command v that changes in 4 steps within the cycle1n *, V2n *, V3n *, V4n *Is calculated.
In FIG. 3, the previous voltage command vn-1 *(Not shown) and current voltage command vn *The next voltage command v on a straight line approximatingn + 1 *Is present (that is, the voltage command change rate of the previous time and this time is the same), the current interrupt timing TnEach voltage command in1n *, V2n *, V3n *, V4n *Is calculated by Equation 3. The content of Equation 3 is also based on simple proportional distribution and can be easily understood from FIG.
[0015]
[Equation 3]
Figure 0003634222
[0016]
In this inventionIsThe current voltage command vn *The voltage command v is not calculated until1n *, V2n *, V3n *, V4n *Is required, but the current voltage command vn *Is the current interrupt timing TnThe voltage command v for this timen *And next voltage command vn + 1 *Voltage command to be interpolated between1n *, V2n *, V3n *, V4n *This time TnSince it can be reflected in the PWM pulse thereafter,FIG.Compared with, dead time is greatly reduced.
[0017]
Claim2In the described invention, the average value of the previous voltage command and the current voltage command is obtained, and the next voltage command exists on the straight line connecting the previous voltage command and the current voltage command (therefore, v4n *Can also be interpolated) Voltage command that changes within one calculation cycle v1n *, V2n *, V3n *, V4n *Is calculated.
That is, in FIG. 4, the previous voltage command vn-1 *The current voltage command vn *And next voltage command vn + 1 *(Not shown) is on a straight line, interrupt timing TnEach voltage command in1n *, V2n *, V3n *, V4n *Is obtained by Equation 4. Where v1n *Is the average value of the previous and current voltage commands. This mathematical expression 4 is an arithmetic expression based on a simple proportional distribution, and its contents can be easily understood from FIG.
[0018]
[Expression 4]
Figure 0003634222
[0019]
Also in this invention, the current voltage command vn *Voltage command v to be interpolated only after1n *, V2n *, V3n *, V4n *These voltage commands v1n *, V2n *, V3n *, V4n *V1n *Is in the middle of the interrupt cycle and this interrupt timing TnAnd next interrupt timing Tn + 1Since it is possible to output in the middle ofIn the case of FIG.½ of the dead time T. In addition, the voltage command v1n *, V2n *, V3n *, V4n *V4n *Is the result of linear approximation using the estimated value of the next voltage command, the interpolation accuracy is claimed.1This is an improvement over the present invention.
[0020]
As a premise of the inventions of claims 3 and 4,Previous and current rotation coordinate conversion (rotational coordinate conversion when the output voltage of the PWM power converter is separated into dq axis orthogonal rotation coordinate components and individually controlled, and each of these components is converted into a stationary coordinate component) Interpolate voltage command that changes in 4 steps within one calculation cycle from angle command used forThink about.
That is, in a PWM power converter such as a sine wave inverter, since the output voltage command waveform is known as a sine wave, the angle command used for the rotational coordinate conversion of the PWM power converter is changed in a plurality of stages, and these angle commands are changed. A plurality of voltage commands are interpolated by using the rotary coordinate conversion. As a result, the voltage command is interpolated by linear approximation., 2), The voltage command can be interpolated with higher accuracy.
[0021]
In FIG. 5, the previous interrupt timing Tn-1Voltage command v calculated byn-1 *The angle command corresponding ton *, This interrupt timing TnVoltage command v calculated byn *The angle command corresponding ton + 1 *Then, this time TnAngle command θ for rotational coordinate conversion in1n *, Θ2n *, Θ3n *, Θ4n *Is obtained by Equation 5. In addition, Formula 5 can be considered that each voltage command in Formula 2 described above is replaced with an angle command.
[0022]
[Equation 5]
Figure 0003634222
[0023]
Angle command θ calculated by Equation 51n *, Θ2n *, Θ3n *, Θ4n *Is the angle command θ used for this rotation coordinate transformationn *And the angle command θ used for the previous rotation coordinate transformation not shown in FIG.n-1 *These angle commands θ1n *, Θ2n *, Θ3n *, Θ4n *Is θn-1 *And θn *Exists on the horizontal axis. Voltage command v shown in FIG.1n *, V2n *, V3n *, V4n *Is the angle command θ1n *, Θ2n *, Θ3n *, Θ4n *It is calculated | required by carrying out rotational coordinate transformation using.
[0024]
in this case,Current voltage command vn *Is the next timing Tn + 1The previous voltage command vn-1 *Voltage command to be interpolated between1n *, V2n *, V3n *, V4n *These voltage commands v1n *, V2n *, V3n *, V4n *Is reflected in the PWM pulse at the next timing Tn + 1Since it will be later,A dead time corresponding to the interrupt cycle T occurs.
[0025]
To reduce this wasted time, the claims3In the present invention, the previous angle command θn-1 *To this angle command θn *And the current angle command θn *To the next angle command θn + 1 *Assuming that the change up to is the same, the previous and current angle commands θn-1 *, Θn *Using the angle formula θ1n *, Θ2n *, Θ3n *, Θ4n *, And by performing the rotation coordinate conversion using these angle commands, the current voltage command vn *And next voltage command vn + 1 *Voltage command to be interpolated between1n *, V2n *, V3n *, V4n *Get. In addition, Formula 6 can be considered that each voltage command in Formula 3 described above is replaced with an angle command.
[0026]
[Formula 6]
Figure 0003634222
[0027]
Then, each angle command θ obtained by Expression 6 is used.1n *, Θ2n *, Θ3n *, Θ4n *Rotational coordinate conversion based on the corresponding voltage command v1n *, V2n *, V3n *, V4n *Get.
FIG. 6 shows the voltage command v interpolated according to the invention.1n *, V2n *, V3n *, V4n *Is shown. According to the invention, the claims1This time, the voltage command vn *Is the current interrupt timing TnThe voltage command vn *And next voltage command vn + 1 *Voltage command to be interpolated between1n *, V2n *, V3n *, V4n *This time TnSince it can be reflected in the PWM pulse later,NothingWaste time is greatly reduced.
[0028]
Claim4In the described invention, the average value of the angle command used for the previous and current rotation coordinate conversion is obtained, and the previous angle command θn-1 *To this angle command θn *And the current angle command θn *To the next angle command θn + 1 *Assuming that the change up to4n *Angle command θ1n *, Θ2n *, Θ3n *, Θ4n *The voltage command v is obtained by rotational coordinate conversion using these.1n *, V2n *, V3n *, V4n *Is calculated.
That is, as shown in Equation 7, the previous angle command θ in FIG.n-1 *And this angle command θn *Find the average value of θ1n *And other angle command θ2n *, Θ3n *, Θ4n *Is obtained by proportional distribution.
[0029]
[Expression 7]
Figure 0003634222
[0030]
According to the invention, the claims2As in the invention of the voltage command v1n *, V2n *, V3n *, V4n *V1n *Is in the middle of the interrupt cycle and this interrupt timing TnAnd next interrupt timing Tn + 1Since it is possible to output in the middle ofIn the case of FIG.1/2 of this. In addition, the voltage command v1n *, V2n *, V3n *, V4n *Last v of4n *Only the next angle command θn + 1 *Because it is a value based on the estimated value of3This is an improvement over the present invention.
[0031]
ClaimAs the premise of inventions 5 and 6,In the case where the output voltage of the PWM power converter is separated into dq-axis orthogonal rotation coordinate components and individually controlled, the d-axis voltage command obtained by separating the voltage command into orthogonal coordinate components and the previous value of the q-axis voltage command And the voltage command v that changes within one calculation cycle using the current value1n *, V2n *, V3n *, V4n *CalculateThink about it.
For example, the q-axis voltage command will be described. As shown in FIG.1qn-1 *And current value v1qn *, And the interrupt timing TnQ-axis voltage command at1q1n *, V1q2n *, V1q3n *, V1q4n *Is interpolated. The calculation formula is as shown in Formula 8 and corresponds to Formula 2.
[0032]
[Equation 8]
Figure 0003634222
[0033]
The previous value v for the d-axis voltage command1dn-1 *And current value v1dn *Is first-order approximated to obtain an interrupt timing TnD-axis voltage command at1d1n *, V1d2n *, V1d3n *, V1d4n *Ask for.
Then, these q-axis voltage command and d-axis voltage command are converted into an angle θnRotation coordinate conversion with the voltage command v1n *, V2n *, V3n *, V4n *Get.
[0034]
In addition,In this case too,A dead time corresponding to the insertion period T occurs.
Therefore, the claim5In the described invention, in order to eliminate the dead time,1The q-axis voltage command and the d-axis voltage command are obtained using the same principle as that of the present invention, and then the voltage command v1n *, V2n *, V3n *, V4n *Is calculated.
That is, for example, for the q-axis voltage command, the previous q-axis voltage command v as shown in FIG.1qn-1 *(Not shown) and current q-axis voltage command v1qn *Next q-axis voltage command v on a straight line approximating1qn + 1 *Is present (that is, the previous and current q-axis voltage command change rates are the same), the current interrupt timing TnQ-axis voltage command at1q1n *, V1q2n *, V1q3n *, V1q4n *Is obtained by the following equation 9 corresponding to equation 3.
[0035]
[Equation 9]
Figure 0003634222
[0036]
Also for d-axis voltage command, its previous value v1dn-1 *And current value v1dn *Next d-axis voltage command v on a straight line approximating1dn + 1 *Interrupt timing TnD-axis voltage command at1d1n *, V1d2n *, V1d3n *, V1d4n *Ask for.
Then, these q-axis voltage command and d-axis voltage command are converted into an angle θnRotation coordinate conversion with the voltage command v1n *, V2n *, V3n *, V4n *Get.
[0037]
Also in this invention, the current voltage command vn *And next voltage command vn + 1 *Voltage command to be interpolated between1n *, V2n *, V3n *, V4n *This time TnSince it can be reflected in the PWM pulse thereafter, the dead time is greatly reduced as compared with the invention of claim 7.
[0038]
Claim6In the described invention, the claims2The q-axis voltage command and the d-axis voltage command are obtained using the same principle as that of the present invention, and then the angle θnRotation coordinate conversion with the voltage command v1n *, V2n *, V3n *, V4n *Is calculated.
That is, in FIG. 10, the previous q-axis voltage command v1qn-1 *Q-axis voltage command v1qn *And next q-axis voltage command v1qn + 1 *(Not shown) is on a straight line, interrupt timing TnQ-axis voltage command v1q1n *, V1q2n *, V1q3n *, V1q4n *Is obtained by the following equation 10 corresponding to equation 4.
[0039]
[Expression 10]
Figure 0003634222
[0040]
d-axis voltage command v1d1n *, V1d2n *, V1d3n *, V1d4n *The d-axis voltage command and the q-axis voltage command are determined in the same manner for angle θnRotation coordinate conversion with the voltage command v1n *, V2n *, V3n *, V4n *Is calculated.
Also in the present invention, the first voltage command v1n *This interrupt timing TnAnd next interrupt timing Tn + 1Because it is possible to output in the middle ofIn the case of FIG.1/2 of this. The last voltage command v4n *Interpolation accuracy is claimed because only the first approximation using the estimated value of the next voltage command is used.5This is an improvement over the present invention.
[0041]
Next, let us consider combining the prerequisite technology of the inventions of claims 3 and 4 and the prerequisite technology of the inventions of claims 5 and 6.
First, the angle command θ used for rotating coordinate transformation1n *~ Θ4n *On the other hand, q-axis voltage command v1q1n *~ V1q4n *Is obtained by Equation 8 and d-axis voltage command v is similarly obtained.1d1n *~ V1d4n *D-axis voltage command and q-axis voltage command v1d1n *~ V1d4n *, V1q1n *~ V1q4n *The angle θ1n *~ Θ4n *Rotation coordinate conversion by the voltage command v1n *, V2n *, V3n *, V4n *Is calculated.
As a result, the amount of calculation increases, but the most accurate interpolation can be performed.
[0042]
Claim7The described inventionIn the above caseIn order to reduce the dead time corresponding to the interrupt period T,3Invention and claims5This invention is combined with this invention.
That is, the angle command θ used for rotating coordinate transformation1n *~ Θ4n *On the other hand, q-axis voltage command v1q1n *~ V1q4n *Is obtained by Equation 9 and d-axis voltage command v1d1n *~ V1d4n *These d-axis voltage commands v1d1n *~ V1d4n *And q-axis voltage command v1q1n *~ V1q4n *The angle θ1n *~ Θ4n *Rotation coordinate conversion by the voltage command v1n *, V2n *, V3n *, V4n *Is calculated.
According to the present invention, the current voltage command vn *And next voltage command vn + 1 *Voltage command to be interpolated between1n *, V2n *, V3n *, V4n *This time TnSince it can be reflected in the PWM pulse later,NothingWaste time is greatly reduced.
[0043]
Claim8The described inventionThe technology described in paragraph [0041]The dead time in the process is halved.7In order to further improve the interpolation accuracy than the present invention,4Invention and claims6This invention is combined with this invention.
That is, the angle command θ used for rotating coordinate transformation1n *~ Θ4n *On the other hand, q-axis voltage command v1q1n *~ V1q4n *Is calculated by Equation 10 and d-axis voltage command v1d1n *~ V1d4n *These d-axis voltage commands v1d1n *~ V1d4n *And q-axis voltage command v1q1n *~ V1q4n *The angle θ1n *~ Θ4n *Rotation coordinate conversion by the voltage command v1n *, V2n *, V3n *, V4n *Is calculated.
According to the present invention, the first voltage command v1n *This interrupt timing TnAnd next interrupt timing Tn + 1Can be output in the middle ofThe technology described in paragraph [0041]And the last voltage command v4n *Interpolation accuracy is claimed because only the first approximation using the estimated value of the next voltage command is used.7This is an improvement over the present invention.
[0044]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below. FIG. 11 shows claim 1., 2It is a functional block diagram to which the embodiment of the invention described in is applied.
In FIG. 11, two time-series reference voltage commands calculated by a CPU such as a microcomputer or DSP, that is, the previous voltage command vn-1 *And current voltage command vn *Is given to the voltage interpolation calculation means 11. The voltage interpolation calculation means 11 is realized by software.
[0045]
The voltage interpolation calculation means 11 calculates the previous voltage command vn-1 *And current voltage command vn *Is used to perform the first-order approximation of Equation 2, 3 or 4 to obtain the interpolation voltage command v1n *, V2n *, V3n *, V4n *Is generated and output to the hardware side.
And the voltage command v1n *, V2n *, V3n *, V4n *Are written in the registers 21 to 24, respectively.
[0046]
As described with reference to FIG. 1, the voltage command to be compared with the carrier from the carrier generator 50 is sequentially selected from the registers 21 to 24 by the data selector 30 in synchronization with the carrier. That is, the select signal S shown in FIG. 1 is sent from the select signal generator 40 such as a quaternary counter that counts in synchronization with the carrier.1, S2Are output, and these select signals S1, S2Depending on the combination of the logic levels of the voltage command v through the data selector 301n *, V2n *, V3n *, V4n *Are sequentially selected and output.
In the comparator 60, the voltage command v sequentially output from the data selector 30.1n *, V2n *, V3n *, V4n *And the carrier are compared, and a PWM pulse applied to the switching element of the PWM power converter such as an inverter is output.
[0047]
Here, the voltage command v1n *, V2n *, V3n *, V4n *Is the previous voltage command v as shown in FIG. 2, FIG. 3 or FIG.n-1 *And current voltage command vn *In particular, in the case of FIG.n + 1 *Is on a straight line.
These voltage commands v1n *, V2n *, V3n *, V4n *Is used to increase the time resolution of the output voltage command as compared with the case of using only the reference voltage command, and the output voltage waveform and thus the current waveform are further sine. You can get closer to the waves. That is, since the voltage command for four times can be obtained in one calculation cycle of the CPU, the resolution in the time axis direction of the voltage command is four times that before interpolation.
Such a method of sequentially giving voltage commands can be achieved by a so-called FIFO (first-in-first-out) memory in addition to a method using a register and a data selector as in this embodiment. That is, the voltage command v1n *, V2n *, V3n *, V4n *May be obtained in order, stored in the FIFO memory, and then read out in the same order.
[0048]
FIG. 12 claims3, 4It is a functional block diagram to which the embodiment of the invention described in is applied.
FIG. 12 shows only the software part, and the voltage command v for each of the three phases output from the 2/3 phase conversion means 14.u1 *~ Vu4 *, Vv1 *~ Vv4 *, Vw1 *~ Vw4 *Is input to the digital hardware having the same configuration as in FIG. 11 for each phase and converted into PWM pulses for each phase. For example, in the case of the U phase, the voltage command v that changes in four steps within one calculation cycle of the CPU.u1 *~ Vu4 *Corresponds to the output signal of the voltage interpolation calculation means 11 in FIG.
[0049]
In the present embodiment, the angle interpolation calculation means 12 is operated by the previous angle command θn-1 *And current angle command θn *Is used to calculate the angle command when performing rotational coordinate conversion from the dq axis orthogonal rotational coordinate component to the stationary coordinate component.1n *, Θ2n *, Θ3n *, Θ4n *And output in 4 stagesThe
[0050]
The rotating coordinate conversion means 13 is a d-axis voltage obtained by separating the voltage command into orthogonal coordinate components when the PWM power converter controls the output voltage of the sine wave separately to the dq axis orthogonal coordinate components. Command v1d *Q-axis voltage command v1q *Is used as an angle command θ1n *, Θ2n *, Θ3n *, Θ4n *Rotational coordinate transformation is performed based on Then, the static coordinate component after the coordinate conversion is converted into a three-phase component by the 2/3 phase conversion means 14 in the next stage, and the voltage command vu1 *, Vv1 *, Vw1 *Vu2 *, Vv2 *, Vw2 *Vu3 *, Vv3 *, Vw3 *Vu4 *, Vv4 *, Vw4 *Ask for.
Here, the rotation coordinate conversion and the 2/3 phase conversion based on the angle command to be interpolated are the angle command θ interpolated collectively.1n *~ Θ4n *Of which θ1n *Vu1 *, Vv1 *, Vw1 *Is θ2n *Vu2 *, Vv2 *, Vw2 *Is θ3n *Vu3 *, Vv3 *, Vw3 *Is θ4n *Vu4 *, Vv4 *, Vw4 *Is required.
[0051]
FIG. 13 claims5, 6It is a functional block diagram to which the embodiment of the invention described in is applied.
This figure also shows only the software part in FIG. 11, and the voltage command v for each of the three phases output from the 2 / 3-phase conversion means 14.u1 *~ Vu4 *, Vv1 *~ Vv4 *, Vw1 *~ Vw4 *Are converted into PWM pulses by digital hardware as in FIG.
[0052]
In this embodiment, the current value v of the d-axis voltage command1dn *And previous value v1dn-1 *, Q-axis voltage command current value v1qn *And previous value v1qn-1 *Using, ContractClaim5In the invention of the present invention, the following formula 9 and the similar formula concerning the d-axis component are used.6In the present invention, an interpolation calculation is performed for each of the d-axis component and the q-axis component according to Equation 10 and a similar equation relating to the d-axis component, respectively.1d1n *~ V1d4n *And q-axis voltage command v1q1n *~ V1q4n *Ask for.
These d-axis voltage commands v1d1n *~ V1d4n *And q-axis voltage command v1q1n *~ V1q4n *Is the angle command θ in the rotary coordinate conversion means 16.n *Is converted from a rotating coordinate component to a stationary coordinate component, and these stationary coordinate components are converted into three-phase components by the 2 / 3-phase converting means 14 in the next stage, and the voltage command vu1 *, Vv1 *, Vw1 *Vu2 *, Vv2 *, Vw2 *Vu3 *, Vv3 *, Vw3 *Vu4 *, Vv4 *, Vw4 *Is required.
[0053]
Here, the rotation coordinate conversion and the 2/3 phase conversion are collectively performed by voltage command v interpolated.1d1n *~ V1d4n *And v1q1n *~ V1q4n *Of which v1d1n *, V1q1n *Based on vu1 *, Vv1 *, Vw1 *But v1d2n *, V1q2n *Based on vu2 *, Vv2 *, Vw2 *But v1d3n *, V1q3n *Based on vu3 *, Vv3 *, Vw3 *But v1d4n *, V1q4n *Based on vu4 *, Vv4 *, Vw4 *Is required.
[0054]
FIG. 14 claims7,8It is a functional block diagram to which the embodiment of the invention described in is applied.
This figure also shows only the software part in FIG. 11, and the voltage command v for each of the three phases output from the 2 / 3-phase conversion means 14.u1 *~ Vu4 *, Vv1 *~ Vv4 *, Vw1 *~ Vw4 *Are converted into PWM pulses by digital hardware as in FIG.
[0055]
In this embodiment, the current value v of the d-axis voltage command1dn *And previous value v1dn-1 *, Q-axis voltage command current value v1qn *And previous value v1qn-1 *UsingThe contractClaim7In the invention of the present invention, the following formula 9 and the similar formula concerning the d-axis component are used.8In the present invention, an interpolation calculation is performed for each of the d-axis component and the q-axis component according to Equation 10 and a similar equation relating to the d-axis component, respectively.1d1n *~ V1d4n *And q-axis voltage command v1q1n *~ V1q4n *Ask for.
These d-axis voltage commands v1d1n *~ V1d4n *And q-axis voltage command v1q1n *~ V1q4n *Is input to the rotation coordinate conversion means 16 and converted from the rotation coordinate component to the stationary coordinate component. Angle command θ at that time1n *~ Θ4n *Is, ContractClaim7In the invention of the present invention, the expression8In the present invention, the previous angle command θn-1 *And this angle command θn *Is calculated using.
[0056]
Here, the rotation coordinate transformation and the 2/3 phase transformation are the voltage command v1d1n *, V1q1n *And angle command θ1n *Based on vu1 *, Vv1 *, Vw1 *But v1d2n *, V1q2n *And θ2n *Based on vu2 *, Vv2 *, Vw2 *But v1d3n *, V1q3n *And θ3n *Based on vu3 *, Vv3 *, Vw3 *But v1d4n *, V1q4n *And θ4n *Based on vu4 *, Vv4 *, Vw4 *Is required.
[0057]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, the output voltage command within one calculation cycle of the CPU is interpolated in a plurality of stages in advance, so that the resolution of the output voltage in the time axis direction can be increased, and a high-speed CPU can be realized. It is possible to output a sinusoidal voltage and thus a current from the PWM power converter without adopting a method such as use. Thereby, it is possible to contribute to the reduction of load torque ripple, rotation unevenness, and noise.
[0058]
Claims 1 to8In any of the inventions, stepwise interpolation of the output voltage command and the angle command can be performed by relatively simple calculation.
In particular, in the invention of claim 1Is a systemYou can reduce the time spent on your request2In the invention ofClaim 1Interpolation can be performed with higher accuracy than in the present invention.
Furthermore,Claims 3-8This invention is also effective in reducing dead time and increasing interpolation accuracy.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram of an output voltage command generation pattern that is the basis of the present invention;
FIG. 2, 2 is the premise of the inventionIt is explanatory drawing of the interpolation method.
FIG. 3 Claim1It is explanatory drawing of the interpolation method in this invention.
FIG. 42It is explanatory drawing of the interpolation method in this invention.
FIG. 5It becomes the premise of inventions 3 and 4It is explanatory drawing of the interpolation method.
FIG. 63It is explanatory drawing of the interpolation method in this invention.
FIG. 74It is explanatory drawing of the interpolation method in this invention.
FIG. 8It is the premise of inventions 5 and 6It is explanatory drawing of the interpolation method.
FIG. 9 claims5It is explanatory drawing of the interpolation method in this invention.
FIG. 10 Claim6It is explanatory drawing of the interpolation method in this invention.
FIG. 11, 2It is a functional block diagram to which the embodiment of the invention described in is applied.
FIG. 12 claims3.4It is a functional block diagram to which the embodiment of the invention described in is applied.
FIG. 13 claims5, 6It is a functional block diagram to which the embodiment of the invention described in is applied.
FIG. 14 claims7,8It is a functional block diagram to which the embodiment of the invention described in is applied.
FIG. 15 is a diagram illustrating an example of a voltage command waveform for explaining a conventional technique.
FIG. 16 is a diagram illustrating an output voltage command, a CPU interrupt signal, and a carrier timing for explaining the related art.
[Explanation of symbols]
11, 15 Voltage interpolation calculation means
12 Angle interpolation calculation means
13, 16 Rotating coordinate conversion means
14 2/3 phase conversion means
21-24 registers
30 Data selector
40 Select signal generator
50 Carrier generator
60 comparator

Claims (8)

演算手段により一定周期で演算される複数の出力電圧指令(以下、基準電圧指令という)を複数の出力電圧指令(以下、補間電圧指令という)により補間し、これらの補間電圧指令をキャリアと比較してPWMパルスを発生させるPWMパルスの発生方法において、
前回演算した基準電圧指令と今回演算した基準電圧指令と次回演算される基準電圧指令とを直線近似して今回演算した基準電圧指令と次回演算される基準電圧指令との間の複数の補間電圧指令を生成することを特徴とするPWMパルスの発生方法。
Interpolate multiple output voltage commands (hereinafter referred to as reference voltage commands) that are calculated at a fixed period by the calculation means using multiple output voltage commands (hereinafter referred to as interpolation voltage commands), and compare these interpolation voltage commands with the carrier. In the PWM pulse generation method for generating the PWM pulse,
Multiple interpolation voltage commands between the reference voltage command calculated this time and the reference voltage command calculated next time by linearly approximating the reference voltage command calculated last time, the reference voltage command calculated this time, and the reference voltage command calculated next time A method for generating PWM pulses, characterized in that:
演算手段により一定周期で演算される複数の出力電圧指令(以下、基準電圧指令という)を複数の出力電圧指令(以下、補間電圧指令という)により補間し、これらの補間電圧指令をキャリアと比較してPWMパルスを発生させるPWMパルスの発生方法において、
前回演算した基準電圧指令と今回演算した基準電圧指令と次回演算される基準電圧指令とを直線近似すると共に、前回演算した基準電圧指令と今回演算した基準電圧指令との平均値を求め、この平均値を第1の補間電圧指令としてそれ以降の複数の補間電圧指令を生成することを特徴とするPWMパルスの発生方法。
Interpolate multiple output voltage commands (hereinafter referred to as reference voltage commands) that are calculated at a fixed period by the calculation means using multiple output voltage commands (hereinafter referred to as interpolation voltage commands), and compare these interpolation voltage commands with the carrier. In the PWM pulse generation method for generating the PWM pulse,
The previous reference voltage command, current reference voltage command and next reference voltage command are linearly approximated , and the average value of the previous reference voltage command and the current reference voltage command is obtained. A method of generating PWM pulses, wherein a plurality of subsequent interpolation voltage commands are generated using a value as a first interpolation voltage command .
演算手段により一定周期で演算される複数の出力電圧指令(以下、基準電圧指令という)を複数の出力電圧指令(以下、補間電圧指令という)により補間し、これらの補間電圧指令をキャリアと比較してPWMパルスを発生させるPWMパルスの発生方法において、
正弦波の出力電圧を直交二軸回転座標成分に分離して個別に制御する場合の、前記回転座標成分を静止座標成分へ変換する回転座標変換の角度指令を導入し、回転座標変換に使用する角度指令の前回値と今回値とを用いた演算により複数の角度指令を生成し、これらの角度指令を用いて回転座標変換を行うことにより、今回演算した基準電圧指令と次回の基準電圧指令との間の複数の補間電圧指令を生成することを特徴とするPWMパルスの発生方法。
Interpolate multiple output voltage commands (hereinafter referred to as reference voltage commands) that are calculated at a fixed period by the calculation means using multiple output voltage commands (hereinafter referred to as interpolation voltage commands), and compare these interpolation voltage commands with the carrier. In the PWM pulse generation method for generating the PWM pulse,
In the case where the output voltage of a sine wave is separated into orthogonal biaxial rotational coordinate components and individually controlled, an angle command for rotational coordinate conversion that converts the rotational coordinate components into stationary coordinate components is introduced and used for rotational coordinate conversion. A plurality of angle commands are generated by the calculation using the previous value and the current value of the angle command, and by rotating coordinate conversion using these angle commands, the reference voltage command calculated this time and the next reference voltage command A method of generating PWM pulses, comprising generating a plurality of interpolation voltage commands between
演算手段により一定周期で演算される複数の出力電圧指令(以下、基準電圧指令という)を複数の出力電圧指令(以下、補間電圧指令という)により補間し、これらの補間電圧指令をキャリアと比較してPWMパルスを発生させるPWMパルスの発生方法において、
正弦波の出力電圧を直交二軸回転座標成分に分離して個別に制御する場合の、前記回転座標成分を静止座標成分へ変換する回転座標変換の角度指令を導入し、回転座標変換に使用する角度指令の前回値と今回値との平均値を求めてそれ以降の複数の角度指令を生成し、これらの角度指令を用いて回転座標変換を行うことにより、前回演算した基準電圧指令と今回演算した基準電圧指令との間の複数の補間電圧指令を生成することを特徴とするPWMパルスの発生方法。
Interpolate multiple output voltage commands (hereinafter referred to as reference voltage commands) that are calculated at a fixed period by the calculation means using multiple output voltage commands (hereinafter referred to as interpolation voltage commands), and compare these interpolation voltage commands with the carrier. In the PWM pulse generation method for generating the PWM pulse,
In the case where the output voltage of a sine wave is separated into orthogonal biaxial rotational coordinate components and individually controlled, an angle command for rotational coordinate conversion that converts the rotational coordinate components into stationary coordinate components is introduced and used for rotational coordinate conversion. By calculating the average value of the previous value and the current value of the angle command, generating multiple angle commands after that, and performing rotational coordinate conversion using these angle commands, the previously calculated reference voltage command and the current value are calculated. A method for generating a PWM pulse, comprising: generating a plurality of interpolation voltage commands between the reference voltage commands performed.
演算手段により一定周期で演算される複数の出力電圧指令(以下、基準電圧指令という)を複数の出力電圧指令(以下、補間電圧指令という)により補間し、これらの補間電圧指令をキャリアと比較してPWMパルスを発生させるPWMパルスの発生方法において、
正弦波の出力電圧を直交二軸回転座標成分に分離して個別に制御する場合の、d軸電圧指令及びq軸電圧指令を導入し、前回演算した基準電圧指令成分のd軸電圧指令及びq軸電圧指令と今回演算した基準電圧指令成分のd軸電圧指令及びq軸電圧指令と次回演算される基準電圧指令成分のd軸電圧指令及びq軸電圧指令とをそれぞれ直線近似して今回演算した基準電圧指令成分のd軸電圧指令及びq軸電圧指令と次回演算される基準電圧指令成分のd軸電圧指令及びq軸電圧指令との間の複数のd軸電圧指令及びq軸電圧指令を生成すると共に、各d軸電圧指令及びq軸電圧指令を回転座標変換することにより今回演算した基準電圧指令と次回演算される基準電圧指令との間の複数の補間電圧指令を生成することを特徴とするPWMパルスの発生方法。
Interpolate multiple output voltage commands (hereinafter referred to as reference voltage commands) that are calculated at a fixed period by the calculation means using multiple output voltage commands (hereinafter referred to as interpolation voltage commands), and compare these interpolation voltage commands with the carrier. In the PWM pulse generation method for generating the PWM pulse,
In the case where the output voltage of the sine wave is separated into orthogonal biaxial rotational coordinate components and individually controlled, a d-axis voltage command and a q-axis voltage command are introduced, and the d-axis voltage command and q of the reference voltage command component calculated last time are introduced. The axis voltage command, the d-axis voltage command and the q-axis voltage command of the reference voltage command component calculated this time, and the d-axis voltage command and the q-axis voltage command of the reference voltage command component calculated next time are respectively approximated linearly and calculated this time. Generating a plurality of d-axis voltage commands and q-axis voltage commands between the d-axis voltage command and q-axis voltage command of the reference voltage command component and the d-axis voltage command and q-axis voltage command of the reference voltage command component to be calculated next time And a plurality of interpolated voltage commands between the reference voltage command calculated this time and the reference voltage command calculated next time are generated by converting the d-axis voltage command and the q-axis voltage command into rotation coordinates. PWM pulse How it occurs.
演算手段により一定周期で演算される複数の出力電圧指令(以下、基準電圧指令という)を複数の出力電圧指令(以下、補間電圧指令という)により補間し、これらの補間電圧指令をキャリアと比較してPWMパルスを発生させるPWMパルスの発生方法において、
正弦波の出力電圧を直交二軸回転座標成分に分離して個別に制御する場合の、d軸電圧指令及びq軸電圧指令を導入し、前回演算した基準電圧指令成分のd軸電圧指令及びq軸電圧指令と今回演算した基準電圧指令成分のd軸電圧指令及びq軸電圧指令と次回演算される基準電圧指令成分のd軸電圧指令及びq軸電圧指令とをそれぞれ直線近似して前回演算した基準電圧指令成分のd軸電圧指令及びq軸電圧指令と今回演算した基準電圧指令成分のd軸電圧指令及びq軸電圧指令との平均値をそれぞれ求め、これらの平均値以降のd軸電圧指令及びq軸電圧指令を用いて回転座標変換することにより複数の補間電圧指令を生成することを特徴とするPWMパルスの発生方法。
Interpolate multiple output voltage commands (hereinafter referred to as reference voltage commands) that are calculated at a fixed period by the calculation means using multiple output voltage commands (hereinafter referred to as interpolation voltage commands), and compare these interpolation voltage commands with the carrier. In the PWM pulse generation method for generating the PWM pulse,
In the case where the output voltage of the sine wave is separated into orthogonal biaxial rotational coordinate components and individually controlled, a d-axis voltage command and a q-axis voltage command are introduced, and the d-axis voltage command and q of the reference voltage command component calculated last time are introduced. The axis voltage command, the d-axis voltage command and the q-axis voltage command of the reference voltage command component calculated this time, and the d-axis voltage command and the q-axis voltage command of the reference voltage command component to be calculated next time are linearly approximated and calculated last time. Average values of the d-axis voltage command and q-axis voltage command of the reference voltage command component and the d-axis voltage command and q-axis voltage command of the reference voltage command component calculated this time are respectively obtained, and the d-axis voltage command after these average values is obtained. And generating a plurality of interpolation voltage commands by performing rotational coordinate conversion using the q-axis voltage command .
演算手段により一定周期で演算される複数の出力電圧指令(以下、基準電圧指令という)を複数の出力電圧指令(以下、補間電圧指令という)により補間し、これらの補間電圧指令をキャリアと比較してPWMパルスを発生させるPWMパルスの発生方法において、
正弦波の出力電圧を直交二軸回転座標成分に分離して個別に制御する場合の、前記回転座標成分を静止座標成分へ変換する回転座標変換の角度指令を導入し、前回演算した基準電圧指令成分のd軸電圧指令及びq軸電圧指令と今回演算した基準電圧指令成分のd軸電圧指令及びq軸電圧指令と次回演算される基準電圧指令成分のd軸電圧指令及びq軸電圧指令とをそれぞれ直線近似して今回演算した基準電圧指令成分のd軸電圧指令及びq軸電圧指令と次回演算される基準電圧指令成分のd軸電圧指令及びq軸電圧指令との間の複数のd軸電圧指令及びq軸電圧指令を生成すると共に、生成した各d軸電圧指令及びq軸電圧指令を、回転座標変換に使用する角度指令の前回値と今回値とを用いた演算により生成した複数の角度指令を用いて回転座標変換することにより、今回演算した基準電圧指令と次回の基準電圧指令との間の複数の補間電圧指令を生成することを特徴とするPWMパルスの発生方法。
Interpolate multiple output voltage commands (hereinafter referred to as reference voltage commands) that are calculated at a fixed period by the calculation means using multiple output voltage commands (hereinafter referred to as interpolation voltage commands), and compare these interpolation voltage commands with the carrier. In the PWM pulse generation method for generating the PWM pulse,
Introducing a rotation coordinate conversion angle command to convert the rotation coordinate component into a stationary coordinate component when the sine wave output voltage is separated into orthogonal biaxial rotation coordinate components and controlled individually, and the previously calculated reference voltage command The d-axis voltage command and q-axis voltage command of the component, the d-axis voltage command and q-axis voltage command of the reference voltage command component calculated this time, and the d-axis voltage command and q-axis voltage command of the reference voltage command component calculated next time A plurality of d-axis voltages between the d-axis voltage command and q-axis voltage command of the reference voltage command component calculated this time by approximating each straight line and the d-axis voltage command and q-axis voltage command of the reference voltage command component calculated next time The command and the q-axis voltage command are generated, and the generated d-axis voltage command and the q-axis voltage command are generated by calculation using the previous value and the current value of the angle command used for the rotation coordinate conversion. Times using directives By coordinate transformation method generates a PWM pulse and generating a plurality of interpolated voltage command between the reference voltage command computed the current and next reference voltage command.
演算手段により一定周期で演算される複数の出力電圧指令(以下、基準電圧指令という)を複数の出力電圧指令(以下、補間電圧指令という)により補間し、これらの補間電圧指令をキャリアと比較してPWMパルスを発生させるPWMパルスの発生方法において、
正弦波の出力電圧を直交二軸回転座標成分に分離して個別に制御する場合の、前記回転座標成分を静止座標成分へ変換する回転座標変換の角度指令を導入し、前回演算した基準電圧指令成分のd軸電圧指令及びq軸電圧指令と今回演算した基準電圧指令成分のd軸電圧指令及びq軸電圧指令と次回演算される基準電圧指令成分のd軸電圧指令及びq軸電圧指令とをそれぞれ直線近似して前回演算した基準電圧指令成分のd軸電圧指令及びq軸電圧指令と今回演算した基準電圧指令成分のd軸電圧指令及びq軸電圧指令との平均値をそれぞれ求め、これらの平均値以降のd軸電圧指令及びq軸電圧指令を生成すると共に、生成した各d軸電圧指令及びq軸電圧指令を、回転座標変換に使用する角度指令の前回値と今回値との平均値を求めてそれ以降につき生成した複数の角度指令を用いて回転座標変換することにより、前回演算した基準電圧指令と今回演算した基準電圧指令との間の複数の補間電圧指令を生成することを特徴とするPWMパルスの発生方法。
Interpolate multiple output voltage commands (hereinafter referred to as reference voltage commands) that are calculated at a fixed period by the calculation means using multiple output voltage commands (hereinafter referred to as interpolation voltage commands), and compare these interpolation voltage commands with the carrier. In the PWM pulse generation method for generating the PWM pulse,
Introducing a rotation coordinate conversion angle command to convert the rotation coordinate component into a stationary coordinate component when the sine wave output voltage is separated into orthogonal biaxial rotation coordinate components and controlled individually, and the previously calculated reference voltage command The d-axis voltage command and q-axis voltage command of the component, the d-axis voltage command and q-axis voltage command of the reference voltage command component calculated this time, and the d-axis voltage command and q-axis voltage command of the reference voltage command component calculated next time The respective average values of the d-axis voltage command and q-axis voltage command of the reference voltage command component previously calculated by linear approximation and the d-axis voltage command and q-axis voltage command of the reference voltage command component calculated this time are obtained, respectively. The d-axis voltage command and the q-axis voltage command after the average value are generated, and the average value of the previous value and the current value of the angle command used for the rotation coordinate conversion for each generated d-axis voltage command and q-axis voltage command. Seeking it By rotating the coordinate transformation using a plurality of angle command generated per later, PWM pulses and generating a plurality of interpolated voltage command between the reference voltage command computed reference voltage command and the present the previously computed How it occurs.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN100511955C (en) * 2003-09-30 2009-07-08 三菱电机株式会社 Inverter device
KR100787693B1 (en) * 2006-03-29 2007-12-21 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 Inverter apparatus
EP2006990A4 (en) 2006-04-06 2017-04-26 Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki Pwm inverter device
EP2088438B1 (en) * 2008-02-06 2011-04-27 Electrolux Home Products Corporation N.V. Method and device for measuring the electric power of a universal electric motor powered by sinusoidal alternating voltage
JP2009207259A (en) * 2008-02-27 2009-09-10 Nissan Motor Co Ltd Motor controller
JP2011109764A (en) * 2009-11-16 2011-06-02 Panasonic Corp Semiconductor device for inverter control, motor drive, and air conditioner
JP5675435B2 (en) * 2011-02-28 2015-02-25 三菱重工業株式会社 Inverter control device
CN110138255B (en) * 2017-01-23 2020-07-03 深圳市金芯微电子有限公司 Inverter control method with adjustable input and output parameters
JP7064932B2 (en) * 2018-04-17 2022-05-11 日立Astemo株式会社 Inverter control device, inverter control method, inverter control program

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