JP3800393B2 - PWM inverter output voltage compensation method - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、直流電圧から交流電圧を得るPWMインバータの出力電圧補償方法に関し、詳しくは、PWMインバータの各相上下アームの同時オンを防止するために設けられるデッドタイムに起因した、PWM指令パルスと各相上下アームの実際の駆動パルス(オン検出パルス)との誤差による誤差電圧や、PWMインバータの主回路を構成する半導体スイッチング素子及びフリーホイーリングダイオード(以下、FWDという)の順電圧降下による損失電圧によって発生するインバータ出力電圧の歪みを抑制するための出力電圧補償方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
PWMインバータのPWM指令パルスと各相上下アームの半導体スイッチング素子のオン検出回路から求めたオン検出パルスとの誤差によって発生する誤差電圧(出力電圧指令値と出力電圧検出値との誤差)を補償する補償方法(以下、パルス幅補正方法という)を、図16の従来技術に基づいて説明する。
【0003】
図16において、1は直流電源、2はPWMインバータ、T1〜T6は半導体スイッチング素子とFWDとからなるスイッチング部、U,V,Wは交流出力端子、3A,3B,3CはそれぞれU相、V相、W相のゲート信号を補正するための同一構成の補正回路である。
【0004】
上記補正回路の構成を、U相補正回路3Aを例にとって説明する。
U相補正回路3Aにおいて、6はPWM指令パルスPWMU *及びデータセレクタ14,16の出力信号が入力されるパルス差分検出回路、7Aはパルス差分検出回路6の出力信号をカウントする誤差パルス積算用のアップダウンカウンタ、8はアップダウンカウンタ7の出力信号によりセット/リセットされるフリップフロップ、9はフリップフロップ8の出力である補正後のPWM指令パルスから上下アームのゲート信号のタイミングを生成するためのオンディレー回路、10はオンディレー回路9の出力信号に基づいてU相の上下アームに対する実際のゲート信号を生成するゲート駆動回路、11は上アームの半導体スイッチング素子のオンを検出する上アームオン検出回路、12は下アームの半導体スイッチング素子のオンを検出する下アームオン検出回路、13は各オン検出回路11,12から出力されるオン検出パルスとPWM指令パルスPWMU *及び反転器26を介したPWM指令パルスの反転パルスが入力されるデータセレクタ、15は各オン検出回路11,12からのオン検出パルスに基づいて上下アーム両方の半導体スイッチング素子のオフ区間を検出するオフ・オフ区間検出回路、14はデータセレクタ13の出力信号とPWM指令パルスPWMU *の反転パルスとをオン・オフ区間検出信号に応じて選択するデータセレクタ、16は発振器17の出力信号及び1/2分周器18の出力信号をオフ・オフ区間検出信号に応じて選択するデータセレクタである。
【0005】
ここで、パルス差分検出回路6,アップダウンカウンタ7A,フリップフロップ8,上アームオン検出回路11,下アームオン検出回路12,データセレクタ13,14,16、オフ・オフ区間検出回路15及び反転器26が、デッドタイムに起因する誤差電圧を補償するための補正演算部33Aを構成している。
【0006】
上記補正演算部33Aにおいて、データセレクタ13では、PWM指令パルスPWMU *が上アームオン指令(Highレベル)の時に上アームオン検出信号を選択して出力する。データセレクタ14では、オフ・オフ区間検出信号の出力時にPWM指令パルスPWMU *の反転信号を選択し、上下アームの何れか一方がオンしている時はデータセレクタ13の出力信号を選択して出力する。
データセレクタ16はオフ・オフ区間検出信号に基づいて、オフ・オフ区間中は1/2分周器18の出力信号を、上下アームの何れか一方がオンしている時は発振器17の出力信号を選択して出力する。
【0007】
パルス差分検出回路6では、オフ・オフ区間中(データセレクタ14によりPWM指令パルスPWMU *の反転信号が選択され、かつ、データセレクタ16により1/2分周器18の出力信号が選択されているとき)は1/2分周器18の出力信号(正規のクロックである発振器17の出力信号(搬送波)の1/2の周波数を有する信号)とPWM指令パルスPWMU *の反転信号とから誤差電圧に相当する量のクロックを得るとともに、上下アームの何れか一方がオンしている時(データセレクタ14によりデータセレクタ13の出力信号が選択され、かつ、データセレクタ16により発振器17の出力信号が選択されているとき)は発振器17の出力信号(正規のクロック)と自アームのオン検出信号とから、誤差電圧に相当する量のクロックを得る。そして、これらのクロックをアップダウンカウンタ7Aにより積算する。
更に、アップダウンカウンタ7Aの積算結果によりフリップフロップ8をセット/リセットし、デッドタイムに起因する誤差電圧を補正したPWM指令パルスを得る。
【0008】
すなわち、アップダウンカウンタ7Aは、PWM指令パルスPWMU *のエッジ変化から上アームオン検出パルス、下アームオン検出パルスのエッジ変化までの誤差パルスを積算し、次に、PWM指令パルスPWMU *のエッジ変化が発生した時に、それまでに積算した誤差パルスの時間幅(以下、誤差量という)だけ出力パルスを変化させないという動作をする。そのため、デッドタイムに起因した誤差量に相当する電圧信号分だけ出力電圧を補正する動作となり、上下アームを構成している半導体スイッチング部T1〜T6の構成素子の順電圧降下量は補正できない。
【0009】
ここで、上下アームの構成素子はIGBT(絶縁ゲートバイポーラトランジスタ)、BJT(バイポーラ接合トランジスタ)、MOSFET(MOS形電界効果トランジスタ)等のスイッチング素子及びFWDであり、これらの素子の順電圧降下量を補償するために、パルス幅補正方法においては、インバータの相電流から演算した素子順電圧降下量をインバータの出力電圧指令値に重畳することにより行っていた。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来の補償方法において素子順電圧降下量を補正するには、常にインバータの出力電圧指令値を操作しなければならないため、補償動作が遅れ、電圧波形の歪みを抑え込めないという問題があった。
そこで本発明は、インバータの出力電圧指令値を操作することなく、誤差量に相当する電圧信号に素子順電圧降下量を補償する補償量を重畳してPWM指令パルスを補正することにより、高速な補償を可能にし、PWMインバータの出力電圧の波形歪みを抑制するようにした出力電圧補償方法を提供しようとするものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】
まず、始めに、誤差量に相当する電圧信号に素子順電圧降下量を補償する補償量を重畳してPWM指令パルスを補正するには、図16に示した誤差パルス積算用のアップダウンカウンタ7Aが誤差パルスを積算した後であって、しかもこのカウンタが補償動作(出力パルスを変化させない動作)を開始する前のタイミングで、誤差パルス積算値に補償量を重畳した値をこのカウンタに再設定すれば良い。
【0012】
まず、補償すべき素子順電圧降下量について述べる。
図17(a)は主回路1アーム分の接続図であり、スイッチング部は半導体スイッチング素子としてのIGBTとこれに逆並列接続されたFWDとから構成されている。また、図17(b)はIGBT及びFWDにおける順電圧降下量がゼロと仮定した理想素子での相電圧、図17(c)は相電流i>0のときの相電圧、(d)はi<0のときの相電圧を示している。
ここで、実相電圧は、図17(c),(d)に示すように、理想素子での相電圧に、アームを構成する素子の順電圧降下量を電流極性に従って重畳した値となっている。よって、図17(b)に示す搬送波1周期Tc内の相電圧の平均値v0は、以下に示すように理想素子の場合は数式1、i>0の場合は数式2、i<0の場合は数式3によって表される。
【0013】
【数1】

Figure 0003800393
【0014】
【数2】
Figure 0003800393
【0015】
【数3】
Figure 0003800393
【0016】
上記各数式において、Edcは直流電源1の電圧、vce(sat)はIGBTの順電圧降下量、vdはFWDの順電圧降下量である。
また、ton=t1+t3、toff=t2である。
【0017】
数式2及び数式3の右辺第2項は、IGBT及びFWDの順電圧降下によって生じる、理想の相電圧値に対する誤差であるから、これらの電圧を補償量として補償すれば良い。そして、数式2及び数式3の右辺第2項の演算に必要な各値は、予め設定された設定値または検出値を用いれば良い。補償量の演算手段としては、以下の手段がある。
まず、演算に必要な変数は、vce(sat),vd,ton,toff,Tcと電流iの極性である。Tcは搬送波の周期なので設定値を用い、電流極性は相電流の極性検出結果を用いる。残る4変数に設定値または検出値を使うとすると、次の5通りとなる。
【0018】
(1)第1の補償量演算手段:vce(sat)=vdとし、vce(sat),vd,ton,toffには全て設定値を使って演算する。
数式2、数式3の右辺第2項に前述の条件を入れると、補償量はi>0の場合には数式4となり、i<0の場合には数式5となる。つまり、補償量は相電流の極性によって決まることになる。
【0019】
【数4】
Figure 0003800393
【0020】
【数5】
Figure 0003800393
【0021】
(2)第2の補償量演算手段:vce(sat),vd,ton,toffには全て設定値を使って演算する。
(3)第3の補償量演算手段:vce(sat),vdには設定値、ton,toffには検出値を使って演算する。
(4)第4の補償量演算手段:vce(sat),vdには検出値、ton,toffには設定値を使って演算する。
(5)第5の補償量演算手段:vce(sat),vd,ton,toffには全て検出値を使って演算する。
【0022】
次に、相電流の極性検出手段について述べる。
(1)第1の極性検出手段:相電流を電流検出器により検出し、比較器によりゼロと比較して(つまり相電流の正負により)極性を検出する。
【0023】
また、図16に示した補正演算部33Aはゲート信号のパルス幅を補正するための演算部であり、「各アームのオン検出信号」を生成している。従って、これらのオン検出信号から相電流の極性を検出する手段を以下に説明する。なお、以下の電流極性検出手段を第2の極性検出手段、第3の極性検出手段とする。
【0024】
(2)第2の極性検出手段:図18に、第2の極性検出手段の動作原理図を示す。この図において、(a)は主回路1アーム分の回路図、(b)は相電流極性とアーム電圧の挙動を示している。
これらの図において、相電流が上アームから負荷へ流れる方向を正と定義すると、相電流が正の場合に上アームゲート信号の立ち上がり時点(以下、オン信号という)でのアーム電圧vは負である(図18(b)の▲1▼)。この理由は、デッドタイムtd中のアーム電圧vは上アームのFWDがオンしているか、下アームのFWDがオンしているかにより決まるため、電流極性に依存する。つまり、自アーム(着目しているアーム)のゲート信号のオン時点で上アームまたは下アームのFWDのどちらがオンしているかを検出して自アームの電圧vの正負を知ることができれば、相電流極性が判別できることになる。
【0025】
(3)第3の極性検出手段:図19に、第3の極性検出手段の動作原理図を示す。この図において、(a)は相電流とアーム電圧の挙動、(b)は相電流と誤差量との関係、(c)はFWDの等価回路を示す。
図19(a)により、デッドタイム中の相電流とアーム電圧の挙動を説明する。デッドタイム中のアーム電圧vは、第2の極性検出手段の項でも述べたが、相電流iの極性に依存する。更に、アーム電圧vは相電流の大きさにも依存する。
【0026】
ここで、FWDの等価回路は、図19(c)に示すようにオン抵抗Ronと接合容量Cjとの並列回路であるので、デッドタイム中の電圧変化(以下、dv/dtという)はこの接合容量Cjを相電流iで充電して行く速度で決まる。つまり、電流iが小さい時は充電速度が遅くなるためdv/dtは小さくなる。その逆に、電流iが大きい時は充電速度が早くなり、dv/dtは大きくなる。更に、電流極性によりアーム電圧vの変化点が変化する。
よって、図19(a)に示すように、デッドタイム中のアーム電圧vの変化は電流iの極性と大きさとに依存する。つまり、デッドタイム中のアーム電圧vが相電流iに依存することは、図19(b)に示すようにデッドタイム中の誤差量εrが相電流iに依存することを意味する。逆の見方をすれば、誤差量εrから相電流iの極性が判ることになる。
【0027】
そこで、誤差量εrの検出方法を説明する。図19(a)において、デッドタイム中のアーム電圧vの変化は、FWDの接合容量Cjが定電流充電されたとすると一定となり、その大きさは電流iに比例することになる。そこで、上下アームのオン状態を個別に検出し、これらのオン検出パルスの時間差をカウンタで計測すれば誤差量εrを検出することができる。図19(b)の原理図によれば、検出した誤差量εrの大きさをデッドタイムの半分td/2の時間で決まる誤差量の大きさと比較することにより、相電流iの極性を判定することができる。
【0028】
最後に、誤差量に相当する電圧信号に補償量を重畳した値をアップダウンカウンタへ再設定する手段を述べる。
図20に、アップダウンカウンタの再設定方法を示す。この図の(a)はi>0(電流極性が正)、(b)はi<0(電流極性が負)の場合を示す。
図20(a),(b)において、デッドタイムによる誤差量はPWM指令パルスが変化してから該当アームのゲート信号の極性がPWM指令パルスの極性と同じになるまでの時間となるので、この誤差量の検出終了タイミングはPWM指令パルスの極性と該当アームゲート信号の極性とが一致したことで判る。よって、PWM指令パルスの極性と該当アームゲート信号の極性との一致を検出した後に、誤差量に相当する電圧信号に補償量を重畳し、その後、この「誤差量+補償量」をアップダウンカウンタの初期値として再設定すれば良い。
【0029】
すなわち本発明は、請求項1に示すように、PWMインバータのPWM指令パルスと各相アームの半導体スイッチング素子の駆動パルスとの間に保有されたデッドタイムに起因するインバータ出力電圧の誤差電圧を補償するために、PWM指令パルスのエッジ変化から半導体スイッチング素子のオン検出パルスのエッジ変化までのパルスの積算値を誤差量とし、この誤差量を用いてPWM指令パルスを補正するようにしたPWMインバータの出力電圧補償方法において、PWMインバータの相電流極性に応じてPWMインバータを構成する半導体素子の順電圧降下量に基づく補償量を演算し、この補償量を前記誤差量に相当する電圧信号に重畳してPWM指令パルスを補正することを特徴とする。
そして、相電流極性の検出手段として第1〜第3の極性検出手段を含み、補償量演算手段として第1〜第5の補償量演算手段を含むものである。
このように構成される本発明によれば、デッドタイム中の誤差量に相当する電圧信号に素子順電圧降下量を補償する補償量を搬送波の周期で重畳することにより、高速な順電圧降下補償が可能になる。
【0030】
【発明の実施の形態】
以下、図に沿って本発明の実施形態を説明する。
まず、請求項1、請求項2に該当する第1実施形態を図1に示す。図1において、直流電源1はスイッチング部T1〜T6からなる三相のPWMインバータ2の直流側に接続され、インバータ2はU相補正回路3から出力されるU相ゲート信号、V相補正回路4から出力されるV相ゲート信号、W相補正回路5から出力されるW相ゲート信号により駆動されて直流電源1の電圧を交流電圧に変換する。
インバータ2の交流出力側に設けられた電流検出器29,30,31の出力は、それぞれ該当相の補正回路3〜5に入力される。ここでは、便宜上、U相補正回路3に着目してその構成及び動作を以下に説明する。なお、図16と同一の構成要素には同一の参照符号を付してある。
【0031】
補正回路3は、補正演算部33、電流極性検出手段27A、エッジ検出回路19A、スイッチ23、乗算器24、加算器25、オンディレー回路9、ゲート駆動回路10により構成される。
なお、前記電流極性検出手段27Aは前述した第1の極性検出手段に該当し、電流検出器29により検出した相電流を比較器28によりゼロと比較して相電流の極性を検出する。
【0032】
まず、補正演算部33の動作を説明する。インバータ2のU相アーム電圧は、上アームオン検出器11及び下アームオン検出器12に入力され、それぞれオン時にHighレベルとなる上アームオン検出信号T1 ist及び下アームオン検出信号T4 istを得る。これらのオン検出信号は、上アーム及び下アームの両方のオフ・オフ区間を検出するためのオフ・オフ区間検出回路15とデータセレクタ13とに入力される。
データセレクタ13では、PWM指令パルスPWMU *が上アームオン指令(Highレベル)の時に上アームオン検出信号T1 istを選択し、下アームオン指令(Lowレベル)の時に下アームオン検出信号T4 istを選択して出力する。そして、データセレクタ13の出力信号はデータセレクタ14に入力され、オフ・オフ区間検出回路15からのオフ・オフ区間検出信号はデータセレクタ14及びデータセレクタ16に入力されている。
【0033】
データセレクタ14では、上下アームのオフ・オフ区間中はPWM指令パルスPWMU *の反転信号を選択し、上下アームの何れか一方がオンしている時はデータセレクタ13の出力信号を選択する。
一方、発振器17の出力信号(搬送波)は1/2分周器18及びデータセレクタ16に入力され、1/2分周器18の出力信号はデータセレクタ16へ入力されている。
データセレクタ16は、オフ・オフ区間検出信号に基づいて、オフ・オフ区間中は1/2分周器18の出力信号を選択し、上下アームの何れか一方がオンしている時は発振器17の出力信号を選択して出力する。
【0034】
データセレクタ14の出力信号及びデータセレクタ16の出力信号は、パルス差分検出回路6へ入力される。
パルス差分検出回路6では、オフ・オフ区間中(すなわち、データセレクタ14によりPWM指令パルスPWMU *の反転信号が選択されて出力され、かつ、データセレクタ16により1/2分周器18の出力信号が選択されて出力されているとき)は前記1/2分周器18の出力信号(正規のクロックの1/2の周波数を有する信号)とPWM指令パルスPWMU *の反転信号とから誤差電圧に相当する量のクロックを得るとともに、上下アームの何れか一方がオンしている時(すなわち、データセレクタ14によりデータセレクタ13の出力信号が選択されて出力され、かつ、データセレクタ16により発振器17の出力信号が選択されて出力されているとき)は発振器17の出力信号(正規のクロック)と自アームのオン検出信号とから、誤差量に相当する数のクロックを得る。そして、これらのクロックをロードタイプアップダウンカウンタ7により積算する。
更に、アップダウンカウンタ7の積算結果によりフリップフロップ8をセット/リセットし、デッドタイムに起因する誤差量を搬送波の周期内で補正したPWM指令パルスを得る。
【0035】
一方、電流検出器29により検出した相電流は電流極性検出手段27Aに入力され、比較器28によりゼロと比較して相電流極性が検出される。
第1の補償量演算手段として前述したように、数式4,数式5によれば電流極性に応じて補償量がvce(sat)または−vce(sat)となる。従って、比較器28から出力される電流極性に応じスイッチ23を「1」または「−1」に切り替えて乗算器24により素子(IGBT)の順電圧降下量(vce(sat))に乗算し、その結果(vce(sat)または−vce(sat))を補償量とする。この補償量を、ロードタイプアップダウンカウンタ7により積算した誤差量に対し加算器25により重畳する。
【0036】
この加算器25の出力信号は、エッジ検出器19Aから出力されるタイミング信号により、ロードタイプアップダウンカウンタ7に再設定される。
なお、エッジ検出器19Aは、PWM指令パルスPWMU *の極性とデータセレクタ14の出力信号(上アームまたは下アームのオン検出信号すなわちゲート信号)の極性とが一致したことを検出して誤差量の検出終了を認識し、タイミング信号を出力する。この再設定タイミング信号により、アップダウンカウンタ7では加算器25の出力信号である「誤差量+補償量」を初期値として再設定する。
【0037】
これらの動作により、補正演算部33からは素子順電圧降下量を含んだ補正後のPWM指令パルスが出力される。この指令パルスはオンディレー回路9に入力され、上下アームの半導体スイッチング素子に対するゲート信号が生成される。これらのゲート信号はゲート駆動回路10へ入力され、インバータ2のU相を駆動するゲート信号となる。
【0038】
次に、請求項1、請求項3に該当する本発明の第2実施形態を図2に示す。
第1実施形態と重複する部分は割愛し、異なる部分のみを説明すると、異なる部分は補正回路3〜5における電流極性検出手段にある。U相補正回路3において、電流極性検出手段27Bは前述した第2の極性検出手段に相当し、自アームのオン信号によって自アームの電圧の正負を判別し、電流極性を判別する。
【0039】
具体的には、上アームオン検出回路11、下アームオン検出回路12から出力される上アームオン検出信号、下アームオン検出信号は、上アーム基準でのFWDモード検出器20と下アーム基準でのFWDモード検出器21とにそれぞれ入力される。
各FWDモード検出器20,21には該当アームのゲート信号も入力されており、これらのゲート信号の立ち上がりで上アームオン検出信号、下アームオン検出信号をラッチする。すなわち、上アーム基準でのFWDモード検出器20は、上アームゲート信号の立ち上がりで上アームオン検出信号をラッチすることにより上アームのFWDのオンオフ状態を検出し、下アーム基準でのFWDモード検出器21は、下アームゲート信号の立ち上がりで下アームオン検出信号をラッチすることにより下アームのFWDのオンオフ状態を検出する。
【0040】
上アームまたは下アームのFWDのオンオフ状態は、デッドタイムにおけるアーム電圧のレベルに対応しており、図18に示したごとくアーム電圧のレベルから電流極性を判別することができる。
フリップフロップ22は、各FWDモード検出器20,21によりラッチされた上アームまたは下アームのFWDのオンオフ状態(アーム電圧のレベル)からU相の電流極性を検出する。この電流極性に応じた補償量の決定方法は第1実施形態と同一であり、前述した第1の演算手段によりスイッチ23、乗算器24を介して補償量vce(sat)または−vce(sat)を演算し、加算器25によりロードタイプアップダウンカウンタ7からの誤差量に重畳して補償動作を行う。
【0041】
次に、請求項1、請求項4に該当する本発明の第3実施形態を図3に示す。
第1実施形態と重複する部分は割愛し、異なる部分のみ説明すると、この実施形態でも、補正回路3〜5における電流極性検出手段が異なっている。
U相補正回路3において、電流極性検出手段27Cは前述した第3の極性検出手段に相当しており、この電流極性検出手段27Cは、エッジ検出回路19Bから出力されるタイミング信号によってロードタイプアップダウンカウンタ7の出力信号をラッチするデータラッチ32と、その出力信号とデッドタイムtdの1/2の期間である期間信号td/2及びフリップフロップ8の出力信号が入力される比較器28とから構成されている。
【0042】
アップダウンカウンタ7により積算した誤差量は、誤差量検出終了を検出するエッジ検出回路19Bの出力信号により、データラッチ32にラッチされる。比較器28では、ラッチされた誤差量とtd/2における誤差量(期間信号td/2及びフリップフロップ8の出力信号から算出される)とを比較し、更にPWM指令パルスPWMU *の極性を参照して電流極性を判別する。この電流極性に応じた補償量の決定方法は第1実施形態と同一であり、前述した第1の演算手段によりスイッチ23、乗算器24を介して補償量vce(sat)または−vce(sat)を演算し、加算器25によりアップダウンカウンタ7からの誤差量に重畳して補償動作を行う。
なお、ロード信号発生器36は、エッジ検出回路19Bからのタイミング信号及び比較器28からの相電流極性に基づいてアップダウンカウンタ7に対する再設定タイミング信号を生成し、出力する。
【0043】
請求項5、請求項6に該当する本発明の第4実施形態を、図4に示す。
この実施形態が第1実施形態と異なるのは補償量演算手段34を有する点である。この演算手段34は前述した第2の補償量演算手段に該当し、vce(sat),vd,ton,toffに全て設定値を用いて補償量を演算する。
補償量演算手段34には、U相電圧設定値vU *と、直流電圧検出器37によって検出した直流電圧Edcと、搬送波周期設定値Tc *と、半導体スイッチング素子(IGBT)の順電圧降下量設定値vce *と、FWDの順電圧降下量設定値vd *と、電流極性検出手段27A(比較器28)からの電流極性とが入力されている。
【0044】
ここでは、前述の数式2及び数式3の右辺第2項をvce(sat)=vce *,vd=vd *,Tc=Tc *,ton=v*/Edc,toff=Tc *−tonとして、補償量演算手段34が補償量を演算する。なお、ton=v*/Edcとする理由は、v*を規定直流電圧Edc *における出力電圧指令値としているので、直流電圧の変動を補償するためである。
補償量演算手段34により演算された補償量は乗算器24に入力され、電流極性に応じてスイッチ23により選択された「1」または「−1」が乗じられて加算器25に入力される。以後の動作は第1〜第3実施形態と同様である。
【0045】
請求項5、請求項7に該当する本発明の第5実施形態を、図5に示す。この実施形態は、第2実施形態における補正回路3と第4実施形態における補償量演算手段34及び直流電圧検出器37とを組み合わせたものである。
すなわち、電流極性検出手段27Bとしては第2の極性検出手段を用い、自アームのオン信号により自アームの電圧の正負を判別して電流極性を判別する。また、補償量演算手段としては第2の補償量演算手段を用い、vce(sat),vd,ton,toffに全て設定値を用いて補償量を演算する。
【0046】
請求項5、請求項8に該当する本発明の第6実施形態を、図6に示す。この実施形態は、第3実施形態における補正回路3と第4実施形態における補償量演算手段34及び直流電圧検出器37とを組み合わせたものである。
すなわち、電流極性検出手段としては第3の極性検出手段を用いることとし、この電流極性検出手段27Cは、データラッチ32と比較器28とから構成されており、比較器28では、ラッチされたロードタイプアップダウンカウンタ7の積算誤差量とtd/2における誤差量とを比較し、更に、PWM指令パルスPWMU *の極性を参照して電流極性を判別する。
また、補償量演算手段としては第2の補償量演算手段を用い、vce(sat),vd,ton,toffに全て設定値を用いて補償量を演算する。
【0047】
請求項9、請求項10に該当する本発明の第7実施形態を、図7に示す。
第4実施形態と重複する部分は割愛し、異なる部分のみを説明すると、この実施形態では補償量演算手段35が異なっている。この演算手段35は前述した第3の補償量演算手段に該当しており、vce(sat),vdには設定値、ton,toffには検出値を使って補償量を演算する。なお、電流極性検出手段27Aは第1の極性検出手段であり、検出した相電流を比較器28によりゼロと比較して電流極性が検出される。
【0048】
補償量演算手段35では、数式2、数式3の右辺第2項をvce(sat)=vce *,vd=vd *,Tc=Tc *とし、更にton,toffは、上アームオン検出回路11、下アームオン検出回路12から出力される上アームオン検出信号、下アームオン検出信号を内部のカウンタ等(図示せず)に入力してオン幅、オフ幅を測定することにより求める。これらのvce(sat),vd,Tc,ton,toffを用い、電流極性に応じて数式2、数式3の右辺第2項により補償量を演算する。
以後の動作は第4実施形態と同様である。
【0049】
請求項9、請求項11に該当する本発明の第8実施形態を、図8に示す。
第7実施形態と異なる部分は電流極性検出手段27Bであり、FWDモード検出器20,21及びフリップフロップ22により自アームのオン信号により自アームの電圧の正負を判別し、電流極性を判別する。この検出手段は第2の極性検出手段2に該当する。なお、補償量演算手段35は第7実施形態と同様に前述した第3の補償量演算手段に相当する。
【0050】
請求項9、請求項12に該当する本発明の第9実施形態を、図9に示す。
第7実施形態と異なる部分は電流極性検出手段27Cであり、データラッチ32及び比較器28により第3の極性検出手段が構成されている。この電流極性検出手段27Cにおいて、データラッチ32によりラッチされたロードタイプアップダウンカウンタ7の積算誤差量とtd/2における誤差量とを比較器28により比較し、更にPWM指令パルスPWMU *の極性を参照して電流極性を判別する。
補償量演算手段35は、第7実施形態と同様に第3の補償量演算手段に相当しており、vce(sat),vdは設定値、ton,toffは検出値を使って補償量を演算する。
【0051】
請求項13、請求項14に該当する本発明の第10実施形態を、図10に示す。
第7実施形態と異なる部分は補償量演算手段38にある。この演算手段38は前述の第4の補償量演算手段に該当しており、vce(sat),vdは検出値、ton,toffは設定値を使って補償量を演算する。
図10において、39はアームオン電圧検出器であり、直流電源1の両端と各相の上下アームの相互接続点との間に接続され、それぞれのアームのオン時における上アームのオン電圧vu-U,vv-U,vw-U,下アームのオン電圧vu-D,vv-D,vw-Dが各相の補正回路3〜5にそれぞれ入力されている。
補償量演算手段38では、数式2、数式3の右辺第2項におけるvce(sat),vdとしてアームオン電圧検出器37による検出値vu-U,vu-Dを用い、これら以外についてはTc=Tc *,ton=v*/Edc,toff=Tc *−tonというように何れも設定値を用いて電流極性に応じた補償量を演算する。そして、この補償量は乗算器24に入力される。以後の動作は第1〜第9実施形態と同様である。
【0052】
請求項13、請求項15に該当する本発明の第11実施形態を、図11に示す。
第10実施形態と異なる部分は電流極性検出手段であり、本実施形態では、第2の極性検出手段に該当する電流極性検出手段27Bが自アームのオン信号によって自アームの電圧の正負を判別し、電流極性を判別する。
【0053】
請求項13、請求項16に該当する本発明の第12実施形態を、図12に示す。
第10実施形態と異なる部分は電流極性検出手段であり、本実施形態では、第3の極性検出手段に該当する電流極性検出手段27Cにおいて、データラッチ32によりラッチされたロードタイプアップダウンカウンタ7の積算誤差量とtd/2における誤差量とを比較器28により比較し、更にPWM指令パルスPWMU *の極性を参照して電流極性を判別する。
【0054】
請求項17、請求項18に該当する本発明の第13実施形態を、図13に示す。
第10実施形態と重複する部分は割愛し、異なる部分のみ説明する。異なる部分は補償量演算手段35であり、この演算手段35は前述の第5の補償量演算手段に該当する。つまり、補償量演算手段35は、vce(sat),vd,ton,toffに全て検出値を使って補償量を演算する。
具体的に説明すると、補償量演算手段35では数式2、数式3の右辺第2項におけるvce(sat),vdとしてアームオン電圧検出器37による検出値vu-U,vu-Dを用いるとともに、Tc=Tc *とし、更にton,toffについては上アームオン検出回路11、下アームオン検出回路12により検出した各オン検出信号を演算手段35内のカウンタ等(図示せず)に入力してオン幅、オフ幅を測定することにより求める。これらのvce(sat),vd,Tc,ton,toffを用い、電流極性に応じて数式2、数式3の右辺第2項により補償量を演算する。
【0055】
請求項17、請求項19に該当する本発明の第14実施形態を、図14に示す。
第13実施形態と異なる部分は、第2の極性検出手段に該当する電流極性検出手段27Bであり、他の構成は先の実施形態から明らかであるため、説明を省略する。
【0056】
請求項17、請求項20に該当する本発明の第15実施形態を、図15に示す。
第13実施形態と異なる部分は、第3の極性検出手段に該当する電流極性検出手段27Cであり、他の構成は先の実施形態から明らかであるため、説明を省略する。
【0057】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、総じて、デッドタイムに起因する誤差量に素子順電圧降下量を補償する補償量を搬送波の周期で重畳することにより、高速な補償が可能になり、PWMインバータの出力電圧波形の歪みを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1実施形態を示すブロック図である。
【図2】 本発明の第2実施形態を示すブロック図である。
【図3】 本発明の第3実施形態を示すブロック図である。
【図4】 本発明の第4実施形態を示すブロック図である。
【図5】 本発明の第5実施形態を示すブロック図である。
【図6】 本発明の第6実施形態を示すブロック図である。
【図7】 本発明の第7実施形態を示すブロック図である。
【図8】 本発明の第8実施形態を示すブロック図である。
【図9】 本発明の第9実施形態を示すブロック図である。
【図10】 本発明の第10実施形態を示すブロック図である。
【図11】 本発明の第11実施形態を示すブロック図である。
【図12】 本発明の第12実施形態を示すブロック図である。
【図13】 本発明の第13実施形態を示すブロック図である。
【図14】 本発明の第14実施形態を示すブロック図である。
【図15】 本発明の第15実施形態を示すブロック図である。
【図16】 従来技術を示すブロック図である。
【図17】本発明における補償すべき素子順電圧降下量を説明するための図である。
【図18】本発明における電流極性検出手段の動作原理を説明するための図である。
【図19】本発明における電流極性検出手段の動作原理を説明するための図である。
【図20】本発明におけるアップダウンカウンタの再設定方法を説明するための図である。
【符号の説明】
1 直流電源
2 PWMインバータ
T1〜T6 スイッチング部
U,V,W 交流出力端子
3 U相補正回路
4 V相補正回路
5 W相補正回路
6 パルス差分検出回路
7 ロードタイプアップダウンカウンタ
8 フリップフロップ
9 オンディレー回路
10 ゲート駆動回路
11 上アームオン検出回路
12 下アームオン検出回路
13,14,16 データセレクタ
15 オフ・オフ区間検出回路
17 発振器
18 1/2分周器
19A,19B エッジ検出回路
20 上アーム基準FWDモード検出器
21 下アーム基準FWDモード検出器
22 フリップフロップ
23 スイッチ
24 乗算器
25 加算器
26 反転器
27A,27B,27C 電流極性検出手段
28 比較器
29,30,31 電流検出器
32 データラッチ
33 補正演算部
34,35,38 補償量演算手段
36 ロード信号発生器
37 直流電圧検出器
39 アームオン電圧検出器[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for compensating an output voltage of a PWM inverter that obtains an AC voltage from a DC voltage, and more specifically, a PWM command pulse caused by a dead time provided to prevent simultaneous ON of upper and lower arms of each phase of the PWM inverter, Error voltage due to error from actual drive pulse (ON detection pulse) of upper and lower arms of each phase, loss due to forward voltage drop of semiconductor switching element and freewheeling diode (hereinafter referred to as FWD) constituting main circuit of PWM inverter The present invention relates to an output voltage compensation method for suppressing distortion of an inverter output voltage caused by a voltage.
[0002]
[Prior art]
An error voltage (error between the output voltage command value and the output voltage detection value) generated by an error between the PWM command pulse of the PWM inverter and the ON detection pulse obtained from the ON detection circuit of the semiconductor switching element of each phase upper and lower arms is compensated. A compensation method (hereinafter referred to as a pulse width correction method) will be described based on the prior art of FIG.
[0003]
In FIG. 16, 1 is a DC power source, 2 is a PWM inverter, T1 to T6 are switching units composed of a semiconductor switching element and FWD, U, V, and W are AC output terminals, 3A, 3B, and 3C are U-phase, V 3 is a correction circuit having the same configuration for correcting the phase and W phase gate signals.
[0004]
The configuration of the correction circuit will be described by taking the U-phase correction circuit 3A as an example.
In the U-phase correction circuit 3A, 6 is a PWM command pulse PWM.U *The pulse difference detection circuit to which the output signals of the data selectors 14 and 16 are inputted, 7A is an up / down counter for error pulse integration that counts the output signal of the pulse difference detection circuit 6, and 8 is the output signal of the up / down counter 7. A flip-flop to be set / reset, 9 is an on-delay circuit for generating the timing of the gate signals of the upper and lower arms from the corrected PWM command pulse which is the output of the flip-flop 8, and 10 is an output signal of the on-delay circuit 9 Based on this, a gate drive circuit that generates an actual gate signal for the upper and lower arms of the U phase, 11 is an upper arm on detection circuit that detects the on state of the upper arm semiconductor switching element, and 12 is an on state that detects that the lower arm semiconductor switching element is on. Lower arm on detection circuit 13 is on detection circuit 11 or 12 On detection pulse and PWM command pulse PWM outputU *And a data selector 15 to which an inversion pulse of the PWM command pulse is input via the inverter 26, detects an off section of the semiconductor switching elements of both the upper and lower arms based on the on detection pulse from each of the on detection circuits 11 and 12. OFF / OFF section detection circuit, 14 is an output signal of the data selector 13 and PWM command pulse PWMU *Is a data selector that selects an inversion pulse of the output signal according to the on / off period detection signal, and 16 is a data that selects the output signal of the oscillator 17 and the output signal of the 1/2 divider 18 according to the off / off period detection signal. It is a selector.
[0005]
Here, the pulse difference detection circuit 6, the up / down counter 7A, the flip-flop 8, the upper arm on detection circuit 11, the lower arm on detection circuit 12, the data selectors 13, 14, and 16, the off / off section detection circuit 15 and the inverter 26 are provided. The correction calculation unit 33A is configured to compensate for an error voltage caused by the dead time.
[0006]
In the correction calculation unit 33A, the data selector 13 controls the PWM command pulse PWM.U *Selects and outputs the upper arm on detection signal when is the upper arm on command (High level). The data selector 14 outputs the PWM command pulse PWM when the off / off section detection signal is output.U *When either of the upper and lower arms is on, the output signal of the data selector 13 is selected and output.
Based on the off / off period detection signal, the data selector 16 outputs the output signal of the 1/2 frequency divider 18 during the off / off period, and the output signal of the oscillator 17 when either one of the upper and lower arms is on. Select to output.
[0007]
In the pulse difference detection circuit 6, during the off / off period (the data selector 14 causes the PWM command pulse PWM toU *When the inverted signal is selected and the output signal of the 1/2 divider 18 is selected by the data selector 16), the output signal of the 1/2 divider 18 (the oscillator 17 which is a normal clock) Output signal (carrier wave) and a PWM command pulse PWM.U *Is obtained from the inverted signal, and when either of the upper and lower arms is on (the output signal of the data selector 13 is selected by the data selector 14 and the data selector 16 When the output signal of the oscillator 17 is selected), an amount of clock corresponding to the error voltage is obtained from the output signal (normal clock) of the oscillator 17 and the ON detection signal of the own arm. These clocks are integrated by the up / down counter 7A.
Further, the flip-flop 8 is set / reset based on the integration result of the up / down counter 7A to obtain a PWM command pulse in which the error voltage caused by the dead time is corrected.
[0008]
That is, the up / down counter 7A has a PWM command pulse PWM.U *Error pulses from edge change to upper arm on detection pulse and edge change of lower arm on detection pulse are integrated, and then PWM command pulse PWMU *When the edge change occurs, the output pulse is not changed by the time width of the error pulse accumulated so far (hereinafter referred to as the error amount). For this reason, the output voltage is corrected by a voltage signal corresponding to the amount of error due to the dead time, and the forward voltage drop amount of the constituent elements of the semiconductor switching units T1 to T6 constituting the upper and lower arms cannot be corrected.
[0009]
Here, the constituent elements of the upper and lower arms are switching elements such as IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor), BJT (Bipolar Junction Transistor), MOSFET (MOS Field Effect Transistor), and FWD. In order to compensate, in the pulse width correction method, the element forward voltage drop calculated from the phase current of the inverter is superimposed on the output voltage command value of the inverter.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
Thus, in order to correct the element forward voltage drop amount in the conventional compensation method, the output voltage command value of the inverter must always be manipulated, so that the compensation operation is delayed and the distortion of the voltage waveform cannot be suppressed. there were.
Therefore, the present invention corrects the PWM command pulse by superimposing the compensation amount for compensating the element forward voltage drop amount on the voltage signal corresponding to the error amount without manipulating the output voltage command value of the inverter. It is an object of the present invention to provide an output voltage compensation method that enables compensation and suppresses waveform distortion of the output voltage of the PWM inverter.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
First, in order to correct the PWM command pulse by superimposing a compensation amount for compensating the element forward voltage drop amount on the voltage signal corresponding to the error amount, an up / down counter 7A for error pulse integration shown in FIG. After the error pulse is accumulated, and before this counter starts the compensation operation (operation that does not change the output pulse), the value obtained by superimposing the compensation amount on the error pulse integration value is reset in this counter. Just do it.
[0012]
First, the element forward voltage drop amount to be compensated will be described.
FIG. 17A is a connection diagram for one arm of the main circuit, and the switching unit is composed of an IGBT as a semiconductor switching element and an FWD connected in reverse parallel thereto. FIG. 17B shows the phase voltage in the ideal element assuming that the forward voltage drop amount in the IGBT and FWD is zero, FIG. 17C shows the phase voltage when the phase current i> 0, and FIG. The phase voltage when <0 is shown.
Here, as shown in FIGS. 17C and 17D, the actual phase voltage has a value obtained by superimposing the forward voltage drop amount of the element constituting the arm on the phase voltage of the ideal element according to the current polarity. . Therefore, one carrier wave period T shown in FIG.cAverage value of phase voltage in0Is represented by Equation 1 for an ideal element, Equation 2 for i> 0, and Equation 3 for i <0, as shown below.
[0013]
[Expression 1]
Figure 0003800393
[0014]
[Expression 2]
Figure 0003800393
[0015]
[Equation 3]
Figure 0003800393
[0016]
In the above equations, EdcIs the voltage of the DC power supply 1, vce (sat)Is the amount of forward voltage drop of IGBT, vdIs a forward voltage drop amount of FWD.
Ton= T1+ TThree, Toff= T2It is.
[0017]
Since the second term on the right side of Equation 2 and Equation 3 is an error with respect to the ideal phase voltage value caused by the forward voltage drop of IGBT and FWD, these voltages may be compensated as compensation amounts. Then, as each value necessary for the calculation of the second term on the right side of Equation 2 and Equation 3, a preset setting value or detection value may be used. The compensation amount calculation means includes the following means.
First, the variables required for the operation are vce (sat), Vd, Ton, Toff, TcAnd the polarity of the current i. TcIs the period of the carrier wave, so the set value is used, and the current polarity is the detection result of the phase current polarity. If setting values or detection values are used for the remaining four variables, the following five types are obtained.
[0018]
(1) First compensation amount calculating means: vce (sat)= VdAnd vce (sat), Vd, Ton, ToffAll are calculated using the set values.
When the above condition is put in the second term on the right side of Equations 2 and 3, the compensation amount is Equation 4 when i> 0, and Equation 5 when i <0. That is, the compensation amount is determined by the polarity of the phase current.
[0019]
[Expression 4]
Figure 0003800393
[0020]
[Equation 5]
Figure 0003800393
[0021]
(2) Second compensation amount calculating means: vce (sat), Vd, Ton, ToffAll are calculated using the set values.
(3) Third compensation amount calculating means: vce (sat), VdIs the set value, ton, ToffIs calculated using the detected value.
(4) Fourth compensation amount calculating means: vce (sat), VdIs the detected value, ton, ToffFor the calculation, use the set value.
(5) Fifth compensation amount calculating means: vce (sat), Vd, Ton, ToffAll are calculated using the detected values.
[0022]
Next, phase current polarity detection means will be described.
(1) First polarity detection means: a phase current is detected by a current detector, and compared with zero by a comparator (that is, by detecting the polarity of the phase current).
[0023]
Also, the correction calculation unit 33A shown in FIG. 16 is a calculation unit for correcting the pulse width of the gate signal, and generates “ON detection signal of each arm”. Therefore, means for detecting the polarity of the phase current from these on detection signals will be described below. The following current polarity detection means are referred to as second polarity detection means and third polarity detection means.
[0024]
(2) Second polarity detection means: FIG. 18 shows an operation principle diagram of the second polarity detection means. In this figure, (a) is a circuit diagram for one arm of the main circuit, and (b) shows the behavior of phase current polarity and arm voltage.
In these figures, if the direction in which the phase current flows from the upper arm to the load is defined as positive, the arm voltage v at the rising point of the upper arm gate signal (hereinafter referred to as the ON signal) is negative when the phase current is positive. Yes ((1) in FIG. 18B). This is because the dead time tdSince the middle arm voltage v is determined by whether the FWD of the upper arm is on or the FWD of the lower arm is on, it depends on the current polarity. In other words, if it is possible to detect whether the upper arm or the lower arm FWD is turned on when the gate signal of the own arm (the arm of interest) is turned on and know the positive or negative of the voltage v of the own arm, the phase current The polarity can be determined.
[0025]
(3) Third polarity detection means: FIG. 19 shows an operation principle diagram of the third polarity detection means. In this figure, (a) shows the behavior of the phase current and the arm voltage, (b) shows the relationship between the phase current and the error amount, and (c) shows an equivalent circuit of the FWD.
The behavior of the phase current and arm voltage during the dead time will be described with reference to FIG. The arm voltage v during the dead time depends on the polarity of the phase current i as described in the second polarity detection means. Furthermore, the arm voltage v also depends on the magnitude of the phase current.
[0026]
Here, as shown in FIG. 19C, the equivalent circuit of the FWD is an on-resistance RonAnd junction capacitance CjThe voltage change during the dead time (hereinafter referred to as dv / dt) is the junction capacitance C.jIs determined by the speed of charging with the phase current i. That is, when the current i is small, dv / dt is small because the charging speed is slow. On the other hand, when the current i is large, the charging speed increases and dv / dt increases. Furthermore, the changing point of the arm voltage v changes depending on the current polarity.
Therefore, as shown in FIG. 19A, the change in the arm voltage v during the dead time depends on the polarity and magnitude of the current i. That is, the fact that the arm voltage v during the dead time depends on the phase current i indicates that the error amount ε during the dead time as shown in FIG.rIs dependent on the phase current i. In other words, the error amount εrThus, the polarity of the phase current i can be determined.
[0027]
Therefore, the error amount εrThe detection method of will be described. In FIG. 19A, the change in the arm voltage v during the dead time indicates the junction capacitance C of the FWD.jIs constant and charged, the magnitude is proportional to the current i. Therefore, if the ON state of the upper and lower arms is individually detected and the time difference between these ON detection pulses is measured with a counter, the error amount εrCan be detected. According to the principle diagram of FIG. 19B, the detected error amount εrIs half the dead timedThe polarity of the phase current i can be determined by comparing with the amount of error determined by the time of / 2.
[0028]
Finally, means for resetting the value obtained by superimposing the compensation amount on the voltage signal corresponding to the error amount in the up / down counter will be described.
FIG. 20 shows a method for resetting the up / down counter. (A) of this figure shows the case of i> 0 (current polarity is positive), and (b) shows the case of i <0 (current polarity is negative).
In FIGS. 20A and 20B, the amount of error due to the dead time is the time from when the PWM command pulse changes until the polarity of the gate signal of the corresponding arm becomes the same as the polarity of the PWM command pulse. The detection end timing of the error amount can be understood from the fact that the polarity of the PWM command pulse matches the polarity of the corresponding arm gate signal. Therefore, after detecting the coincidence between the polarity of the PWM command pulse and the polarity of the corresponding arm gate signal, the compensation amount is superimposed on the voltage signal corresponding to the error amount, and then this “error amount + compensation amount” is added to the up / down counter. It may be reset as the initial value of.
[0029]
That is, the present invention compensates for an error voltage of the inverter output voltage caused by the dead time held between the PWM command pulse of the PWM inverter and the drive pulse of the semiconductor switching element of each phase arm. In order to achieve this, the integrated value of the pulse from the edge change of the PWM command pulse to the edge change of the ON detection pulse of the semiconductor switching element is used as an error amount, and the PWM command pulse is corrected using this error amount. In the output voltage compensation method, a compensation amount based on the forward voltage drop amount of the semiconductor element constituting the PWM inverter is calculated according to the phase current polarity of the PWM inverter, and this compensation amount is superimposed on the voltage signal corresponding to the error amount. Thus, the PWM command pulse is corrected.
The phase current polarity detection means includes first to third polarity detection means, and the compensation amount calculation means includes first to fifth compensation amount calculation means.
According to the present invention configured as described above, high-speed forward voltage drop compensation is achieved by superimposing the compensation amount for compensating the element forward voltage drop amount on the voltage signal corresponding to the error amount during the dead time in the period of the carrier wave. Is possible.
[0030]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
First, FIG. 1 shows a first embodiment corresponding to claims 1 and 2. In FIG. 1, a DC power source 1 is connected to the DC side of a three-phase PWM inverter 2 composed of switching units T1 to T6. The inverter 2 is a U-phase gate signal output from a U-phase correction circuit 3 and a V-phase correction circuit 4. Is driven by the V-phase gate signal output from the W-phase and the W-phase gate signal output from the W-phase correction circuit 5 to convert the voltage of the DC power supply 1 into an AC voltage.
The outputs of the current detectors 29, 30 and 31 provided on the AC output side of the inverter 2 are respectively input to the correction circuits 3 to 5 for the corresponding phases. Here, for convenience, the configuration and operation of the U-phase correction circuit 3 will be described below with a focus on the U-phase correction circuit 3. The same components as those in FIG. 16 are denoted by the same reference numerals.
[0031]
The correction circuit 3 includes a correction calculation unit 33, a current polarity detection means 27A, an edge detection circuit 19A, a switch 23, a multiplier 24, an adder 25, an on-delay circuit 9, and a gate drive circuit 10.
The current polarity detection means 27A corresponds to the first polarity detection means described above, and detects the polarity of the phase current by comparing the phase current detected by the current detector 29 with zero by the comparator 28.
[0032]
First, the operation of the correction calculation unit 33 will be described. The U-phase arm voltage of the inverter 2 is input to the upper arm-on detector 11 and the lower arm-on detector 12, and the upper arm-on detection signal T that is at a high level when turned on.1 istAnd lower arm on detection signal TFour istGet. These on detection signals are input to the off / off section detection circuit 15 and the data selector 13 for detecting the off / off sections of both the upper arm and the lower arm.
In the data selector 13, the PWM command pulse PWMU *Upper arm on detection signal T when is the upper arm on command (High level)1 istWhen the lower arm on command (Low level) is selected, the lower arm on detection signal TFour istSelect to output. The output signal of the data selector 13 is input to the data selector 14, and the off / off period detection signal from the off / off period detection circuit 15 is input to the data selector 14 and the data selector 16.
[0033]
In the data selector 14, the PWM command pulse PWM is applied during the off / off period of the upper and lower arms.U *When either one of the upper and lower arms is on, the output signal of the data selector 13 is selected.
On the other hand, the output signal (carrier wave) of the oscillator 17 is input to the 1/2 frequency divider 18 and the data selector 16, and the output signal of the 1/2 frequency divider 18 is input to the data selector 16.
The data selector 16 selects the output signal of the 1/2 frequency divider 18 during the off / off period based on the off / off period detection signal, and when either one of the upper and lower arms is on, the oscillator 17 Output signal is selected and output.
[0034]
The output signal of the data selector 14 and the output signal of the data selector 16 are input to the pulse difference detection circuit 6.
In the pulse difference detection circuit 6, during the off / off period (that is, the PWM command pulse PWM is generated by the data selector 14).U *When the output signal of the 1/2 divider 18 is selected and output by the data selector 16 and the output signal of the 1/2 divider 18 (normal) And a PWM command pulse PWM.U *Is obtained from the inverted signal, and when either one of the upper and lower arms is turned on (that is, the output signal of the data selector 13 is selected and output by the data selector 14; and When the output signal of the oscillator 17 is selected and output by the data selector 16), the number of clocks corresponding to the amount of error is calculated from the output signal (regular clock) of the oscillator 17 and the ON detection signal of the own arm. obtain. These clocks are integrated by the load type up / down counter 7.
Further, the flip-flop 8 is set / reset based on the integration result of the up / down counter 7 to obtain a PWM command pulse in which the error amount due to the dead time is corrected within the period of the carrier wave.
[0035]
On the other hand, the phase current detected by the current detector 29 is input to the current polarity detection means 27A, and the phase current polarity is detected by the comparator 28 as compared with zero.
As described above as the first compensation amount calculation means, according to Equations 4 and 5, the compensation amount is v according to the current polarity.ce (sat)Or -vce (sat)It becomes. Accordingly, the switch 23 is switched to “1” or “−1” according to the current polarity output from the comparator 28, and the forward voltage drop amount (v) of the element (IGBT) is changed by the multiplier 24.ce (sat)) And the result (vce (sat)Or -vce (sat)) Is the compensation amount. This compensation amount is superimposed by the adder 25 on the error amount accumulated by the load type up / down counter 7.
[0036]
The output signal of the adder 25 is reset in the load type up / down counter 7 by the timing signal output from the edge detector 19A.
The edge detector 19A has a PWM command pulse PWM.U *Is detected to coincide with the polarity of the output signal of the data selector 14 (the upper arm or lower arm ON detection signal, ie, the gate signal), and the end of detection of the error amount is recognized, and a timing signal is output. Based on this reset timing signal, the up / down counter 7 resets “error amount + compensation amount”, which is an output signal of the adder 25, as an initial value.
[0037]
By these operations, the corrected arithmetic operation unit 33 outputs a corrected PWM command pulse including the element forward voltage drop amount. This command pulse is input to the on-delay circuit 9 to generate gate signals for the upper and lower arm semiconductor switching elements. These gate signals are input to the gate drive circuit 10 and become gate signals for driving the U phase of the inverter 2.
[0038]
Next, FIG. 2 shows a second embodiment of the present invention corresponding to claims 1 and 3.
Parts that overlap with the first embodiment are omitted, and only different parts are described. The different parts are in the current polarity detection means in the correction circuits 3 to 5. In the U-phase correction circuit 3, the current polarity detection unit 27B corresponds to the above-described second polarity detection unit, and determines the current polarity by determining whether the voltage of the own arm is positive or negative based on the ON signal of the own arm.
[0039]
Specifically, the upper arm on detection signal and the lower arm on detection signal output from the upper arm on detection circuit 11 and the lower arm on detection circuit 12 are the FWD mode detector 20 based on the upper arm and the FWD mode detection based on the lower arm, respectively. Are respectively input to the devices 21.
The gate signals of the corresponding arms are also input to the FWD mode detectors 20 and 21, and the upper arm on detection signal and the lower arm on detection signal are latched at the rise of these gate signals. That is, the FWD mode detector 20 based on the upper arm detects the ON / OFF state of the FWD of the upper arm by latching the upper arm ON detection signal at the rising edge of the upper arm gate signal, and detects the FWD mode detector based on the lower arm. 21 detects the ON / OFF state of the FWD of the lower arm by latching the lower arm ON detection signal at the rising edge of the lower arm gate signal.
[0040]
The ON / OFF state of the FWD of the upper arm or the lower arm corresponds to the arm voltage level in the dead time, and the current polarity can be determined from the arm voltage level as shown in FIG.
The flip-flop 22 detects the U-phase current polarity from the ON / OFF state (arm voltage level) of the FWD of the upper arm or the lower arm latched by the FWD mode detectors 20 and 21. The method for determining the compensation amount in accordance with the current polarity is the same as that in the first embodiment, and the compensation amount v is obtained via the switch 23 and the multiplier 24 by the first computing means described above.ce (sat)Or -vce (sat)Is added to the error amount from the load type up / down counter 7 by the adder 25 to perform a compensation operation.
[0041]
Next, FIG. 3 shows a third embodiment of the present invention corresponding to claims 1 and 4.
A portion overlapping with the first embodiment is omitted, and only a different portion will be described. Also in this embodiment, the current polarity detection means in the correction circuits 3 to 5 are different.
In the U-phase correction circuit 3, the current polarity detection means 27C corresponds to the third polarity detection means described above, and this current polarity detection means 27C is loaded type up / down according to the timing signal output from the edge detection circuit 19B. A data latch 32 for latching the output signal of the counter 7, its output signal and dead time tdPeriod signal t which is a period of 1/2 ofd/ 2 and the comparator 28 to which the output signal of the flip-flop 8 is inputted.
[0042]
The error amount accumulated by the up / down counter 7 is latched in the data latch 32 by the output signal of the edge detection circuit 19B that detects the end of the error amount detection. In the comparator 28, the latched error amount and td/ 2 error amount (period signal td/ 2 and the output signal of the flip-flop 8) and PWM command pulse PWMU *The polarity of the current is determined with reference to the polarity of the current. The method for determining the compensation amount in accordance with the current polarity is the same as that in the first embodiment, and the compensation amount v is obtained via the switch 23 and the multiplier 24 by the first computing means described above.ce (sat)Or -vce (sat)Is added to the error amount from the up / down counter 7 by the adder 25 to perform a compensation operation.
The load signal generator 36 generates and outputs a reset timing signal for the up / down counter 7 based on the timing signal from the edge detection circuit 19B and the phase current polarity from the comparator 28.
[0043]
FIG. 4 shows a fourth embodiment of the present invention corresponding to claims 5 and 6.
This embodiment is different from the first embodiment in that it has a compensation amount calculation means 34. This calculating means 34 corresponds to the above-mentioned second compensation amount calculating means, and vce (sat), Vd, Ton, ToffThe compensation amount is calculated using all the set values.
The compensation amount calculation means 34 has a U-phase voltage set value vU *And the DC voltage E detected by the DC voltage detector 37.dcAnd carrier cycle setting value Tc *And the forward voltage drop amount set value v of the semiconductor switching element (IGBT)ce *FWD forward voltage drop setting value vd *And the current polarity from the current polarity detection means 27A (comparator 28).
[0044]
Here, the second term on the right side of Equations 2 and 3 is vce (sat)= Vce *, Vd= Vd *, Tc= Tc *, Ton= V*/ Edc, Toff= Tc *-TonThe compensation amount calculation means 34 calculates the compensation amount. Ton= V*/ EdcThe reason for*DC voltage Edc *This is because the output voltage command value at is compensated for fluctuations in the DC voltage.
The compensation amount calculated by the compensation amount calculating means 34 is input to the multiplier 24, multiplied by “1” or “−1” selected by the switch 23 according to the current polarity, and input to the adder 25. Subsequent operations are the same as those in the first to third embodiments.
[0045]
5th Embodiment of this invention applicable to Claim 5 and Claim 7 is shown in FIG. This embodiment is a combination of the correction circuit 3 in the second embodiment, the compensation amount calculating means 34 and the DC voltage detector 37 in the fourth embodiment.
That is, as the current polarity detection means 27B, the second polarity detection means is used, and the current polarity is determined by determining whether the voltage of the own arm is positive or negative based on the ON signal of the own arm. Further, as the compensation amount calculation means, the second compensation amount calculation means is used, and vce (sat), Vd, Ton, ToffThe compensation amount is calculated using all the set values.
[0046]
A sixth embodiment corresponding to claims 5 and 8 is shown in FIG. In this embodiment, the correction circuit 3 in the third embodiment is combined with the compensation amount calculating means 34 and the DC voltage detector 37 in the fourth embodiment.
That is, the third polarity detection means is used as the current polarity detection means, and this current polarity detection means 27C is composed of the data latch 32 and the comparator 28. In the comparator 28, the latched load Integrated error amount of type up / down counter 7 and td/ 2 is compared with the error amount, and further PWM command pulse PWMU *The polarity of the current is determined with reference to the polarity of the current.
Further, as the compensation amount calculation means, the second compensation amount calculation means is used, and vce (sat), Vd, Ton, ToffThe compensation amount is calculated using all the set values.
[0047]
FIG. 7 shows a seventh embodiment corresponding to the ninth and tenth aspects of the present invention.
Parts that overlap with the fourth embodiment are omitted, and only different parts are described. In this embodiment, the compensation amount calculation means 35 is different. This calculating means 35 corresponds to the above-described third compensation amount calculating means, and vce (sat), VdIs the set value, ton, ToffFor this, the compensation value is calculated using the detected value. The current polarity detection means 27A is a first polarity detection means, and the current polarity is detected by comparing the detected phase current with zero by the comparator 28.
[0048]
In the compensation amount calculation means 35, the second term on the right side of Equations 2 and 3 is expressed as v.ce (sat)= Vce *, Vd= Vd *, Tc= Tc *And then ton, ToffBy inputting the upper arm ON detection signal and the lower arm ON detection signal output from the upper arm ON detection circuit 11 and the lower arm ON detection circuit 12 to an internal counter or the like (not shown), and measuring the ON width and OFF width. Ask. These vce (sat), Vd, Tc, Ton, ToffAnd the compensation amount is calculated from the second term on the right side of Equations 2 and 3 according to the current polarity.
Subsequent operations are the same as those in the fourth embodiment.
[0049]
FIG. 8 shows an eighth embodiment of the present invention corresponding to the ninth and eleventh aspects.
The part different from the seventh embodiment is the current polarity detection means 27B, and the FWD mode detectors 20 and 21 and the flip-flop 22 determine the positive / negative of the voltage of the own arm based on the ON signal of the own arm to determine the current polarity. This detection means corresponds to the second polarity detection means 2. The compensation amount calculation means 35 corresponds to the above-described third compensation amount calculation means as in the seventh embodiment.
[0050]
FIG. 9 shows a ninth embodiment of the present invention corresponding to the ninth and twelfth aspects.
The part different from the seventh embodiment is current polarity detection means 27C, and the data latch 32 and the comparator 28 constitute third polarity detection means. In this current polarity detection means 27C, the integrated error amount of the load type up / down counter 7 latched by the data latch 32 and tdThe error amount at / 2 is compared by the comparator 28, and further the PWM command pulse PWMU *The polarity of the current is determined with reference to the polarity of the current.
The compensation amount calculation means 35 corresponds to the third compensation amount calculation means as in the seventh embodiment, and vce (sat), VdIs the set value, ton, ToffCalculates the compensation amount using the detected value.
[0051]
A tenth embodiment of the present invention corresponding to claims 13 and 14 is shown in FIG.
A difference from the seventh embodiment resides in the compensation amount calculation means 38. This calculating means 38 corresponds to the above-mentioned fourth compensation amount calculating means, and vce (sat), VdIs the detected value, ton, ToffCalculates the compensation amount using the set value.
In FIG. 10, 39 is an arm-on voltage detector, which is connected between both ends of the DC power supply 1 and the interconnection point of the upper and lower arms of each phase, and the on-voltage v of the upper arm when each arm is on.u-U, vv-U, vw-U, lower arm on-voltage vu-D, vv-D, vw-D is input to the correction circuits 3 to 5 for each phase.
In the compensation amount calculating means 38, v in the second term on the right side of Equations 2 and 3 is used.ce (sat), VdDetected value v by arm-on voltage detector 37u-U, vu-D is used, otherwise Tc= Tc *, Ton= V*/ Edc, Toff= Tc *-TonIn any case, the compensation amount corresponding to the current polarity is calculated using the set value. This compensation amount is input to the multiplier 24. Subsequent operations are the same as those in the first to ninth embodiments.
[0052]
An eleventh embodiment of the present invention corresponding to claims 13 and 15 is shown in FIG.
The difference from the tenth embodiment is the current polarity detection means. In this embodiment, the current polarity detection means 27B corresponding to the second polarity detection means determines whether the voltage of the own arm is positive or negative based on the ON signal of the own arm. Determine the current polarity.
[0053]
A twelfth embodiment of the present invention corresponding to claims 13 and 16 is shown in FIG.
The difference from the tenth embodiment is the current polarity detection means. In this embodiment, the current type polarity detection means 27C corresponding to the third polarity detection means has the load type up / down counter 7 latched by the data latch 32. Integration error amount and tdThe error amount at / 2 is compared by the comparator 28, and further the PWM command pulse PWMU *The polarity of the current is determined with reference to the polarity of the current.
[0054]
FIG. 13 shows a thirteenth embodiment of the present invention corresponding to the seventeenth and eighteenth aspects.
Parts that overlap with the tenth embodiment are omitted, and only different parts are described. A different part is the compensation amount calculating means 35, which corresponds to the above-mentioned fifth compensation amount calculating means. That is, the compensation amount calculation means 35 is vce (sat), Vd, Ton, ToffAll compensation values are calculated using the detected values.
More specifically, the compensation amount calculator 35 calculates v in the second term on the right side of Equations 2 and 3.ce (sat), VdDetected value v by arm-on voltage detector 37u-U, vu-D and Tc= Tc *And then ton, ToffIs obtained by inputting the respective on detection signals detected by the upper arm on detection circuit 11 and the lower arm on detection circuit 12 to a counter or the like (not shown) in the computing means 35 and measuring the on width and the off width. These vce (sat), Vd, Tc, Ton, ToffAnd the compensation amount is calculated from the second term on the right side of Equations 2 and 3 according to the current polarity.
[0055]
FIG. 14 shows a fourteenth embodiment of the present invention corresponding to the seventeenth and nineteenth aspects.
The difference from the thirteenth embodiment is the current polarity detection means 27B corresponding to the second polarity detection means, and the other configuration is clear from the previous embodiment, and thus the description thereof is omitted.
[0056]
A fifteenth embodiment of the present invention corresponding to claims 17 and 20 is shown in FIG.
The difference from the thirteenth embodiment is the current polarity detection means 27C corresponding to the third polarity detection means, and the other configuration is clear from the previous embodiment, and thus the description thereof is omitted.
[0057]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to perform high-speed compensation by superimposing the compensation amount for compensating the element forward voltage drop amount on the error amount due to the dead time in the period of the carrier wave. The distortion of the output voltage waveform can be suppressed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a block diagram showing a third embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a block diagram showing a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a block diagram showing a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a block diagram showing a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a block diagram showing a seventh embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a block diagram showing an eighth embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a block diagram showing a ninth embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a block diagram showing a tenth embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a block diagram showing an eleventh embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a block diagram showing a twelfth embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a block diagram showing a thirteenth embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a block diagram showing a fourteenth embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a block diagram showing a fifteenth embodiment of the present invention.
FIG. 16 is a block diagram showing a conventional technique.
FIG. 17 is a diagram for explaining an element forward voltage drop amount to be compensated in the present invention.
FIG. 18 is a diagram for explaining the operating principle of the current polarity detection means in the present invention.
FIG. 19 is a diagram for explaining the operating principle of the current polarity detection means in the present invention.
FIG. 20 is a diagram for explaining a method for resetting an up / down counter according to the present invention.
[Explanation of symbols]
1 DC power supply
2 PWM inverter
T1-T6 switching part
U, V, W AC output terminal
3 U-phase correction circuit
4 V-phase correction circuit
5 W phase correction circuit
6 Pulse difference detection circuit
7 Load type up / down counter
8 flip-flops
9 On-delay circuit
10 Gate drive circuit
11 Upper arm on detection circuit
12 Lower arm on detection circuit
13, 14, 16 Data selector
15 OFF / OFF section detection circuit
17 Oscillator
18 1/2 divider
19A, 19B Edge detection circuit
20 Upper arm reference FWD mode detector
21 Lower arm reference FWD mode detector
22 flip-flops
23 switch
24 multiplier
25 Adder
26 Inverter
27A, 27B, 27C Current polarity detection means
28 comparator
29, 30, 31 Current detector
32 Data latch
33 Correction calculation section
34, 35, 38 Compensation amount calculation means
36 Load signal generator
37 DC voltage detector
39 Arm-on voltage detector

Claims (20)

PWMインバータのPWM指令パルスと各相アームの半導体スイッチング素子の駆動パルスとの間に保有されたデッドタイムに起因するインバータ出力電圧の誤差電圧を補償するために、PWM指令パルスのエッジ変化から半導体スイッチング素子のオン検出パルスのエッジ変化までのパルスの積算値を誤差量とし、この誤差量を用いてPWM指令パルスを補正するようにしたPWMインバータの出力電圧補償方法において、
PWMインバータの相電流極性に応じてPWMインバータを構成する半導体素子の順電圧降下量に基づく補償量を演算し、この補償量を前記誤差量に相当する電圧信号に重畳してPWM指令パルスを補正することを特徴とするPWMインバータの出力電圧補償方法。
In order to compensate for the error voltage of the inverter output voltage caused by the dead time held between the PWM command pulse of the PWM inverter and the drive pulse of the semiconductor switching element of each phase arm, the semiconductor switching is performed from the edge change of the PWM command pulse. In the output voltage compensation method of the PWM inverter in which the integrated value of the pulse until the edge change of the ON detection pulse of the element is an error amount, and the PWM command pulse is corrected using the error amount,
The compensation amount based on the forward voltage drop amount of the semiconductor elements constituting the PWM inverter is calculated according to the phase current polarity of the PWM inverter, and this compensation amount is superimposed on the voltage signal corresponding to the error amount to correct the PWM command pulse. A method for compensating for an output voltage of a PWM inverter.
請求項1記載のPWMインバータの出力電圧補償方法において、
前記相電流極性を、PWMインバータの相電流検出値の正負から検出することを特徴とするPWMインバータの出力電圧補償方法。
In the PWM inverter output voltage compensation method according to claim 1,
A method of compensating for an output voltage of a PWM inverter, wherein the phase current polarity is detected from the positive / negative of a phase current detection value of the PWM inverter.
請求項1記載のPWMインバータの出力電圧補償方法において、
前記相電流極性を、当該相の半導体スイッチング素子をオンするタイミングで保持した当該相の半導体素子のオンオフ状態に基づいて検出することを特徴とするPWMインバータの出力電圧補償方法。
In the PWM inverter output voltage compensation method according to claim 1,
A method for compensating an output voltage of a PWM inverter, wherein the phase current polarity is detected based on an on / off state of a semiconductor element of the phase held at a timing when the semiconductor switching element of the phase is turned on.
請求項1記載のPWMインバータの出力電圧補償方法において、
前記相電流極性を、前記誤差量の大きさとPWM指令パルスの極性とに基づいて検出することを特徴とするPWMインバータの出力電圧補償方法。
In the PWM inverter output voltage compensation method according to claim 1,
An output voltage compensation method for a PWM inverter, wherein the phase current polarity is detected based on the magnitude of the error amount and the polarity of a PWM command pulse.
請求項1記載のPWMインバータの出力電圧補償方法において、
前記補償量を、相電流極性の検出値と、当該相の半導体素子の順電圧降下量の設定値と、搬送波周期内のPWM指令パルスのオン時間及びオフ時間の設定値とから演算することを特徴とするPWMインバータの出力電圧補償方法。
In the PWM inverter output voltage compensation method according to claim 1,
The amount of compensation is calculated from the detected value of the phase current polarity, the set value of the forward voltage drop of the semiconductor element of the phase, and the set values of the on time and off time of the PWM command pulse within the carrier wave period. A PWM inverter output voltage compensation method characterized by the above.
請求項5記載のPWMインバータの出力電圧補償方法において、
前記相電流極性を、PWMインバータの相電流検出値の正負から検出することを特徴とするPWMインバータの出力電圧補償方法。
In the PWM inverter output voltage compensation method according to claim 5,
A method of compensating for an output voltage of a PWM inverter, wherein the phase current polarity is detected from the positive / negative of a phase current detection value of the PWM inverter.
請求項5記載のPWMインバータの出力電圧補償方法において、
前記相電流極性を、当該相の半導体スイッチング素子をオンするタイミングで保持した当該相の半導体素子のオンオフ状態に基づいて検出することを特徴とするPWMインバータの出力電圧補償方法。
In the PWM inverter output voltage compensation method according to claim 5,
A method for compensating an output voltage of a PWM inverter, wherein the phase current polarity is detected based on an on / off state of a semiconductor element of the phase held at a timing when the semiconductor switching element of the phase is turned on.
請求項5記載のPWMインバータの出力電圧補償方法において、
前記相電流極性を、前記誤差量の大きさとPWM指令パルスの極性とに基づいて検出することを特徴とするPWMインバータの出力電圧補償方法。
In the PWM inverter output voltage compensation method according to claim 5,
An output voltage compensation method for a PWM inverter, wherein the phase current polarity is detected based on the magnitude of the error amount and the polarity of a PWM command pulse.
請求項1記載のPWMインバータの出力電圧補償方法において、
前記補償量を、相電流極性の検出値と、当該相の半導体素子の順電圧降下量の設定値と、搬送波周期内のPWM指令パルスのオン時間及びオフ時間の検出値とから演算することを特徴とするPWMインバータの出力電圧補償方法。
In the PWM inverter output voltage compensation method according to claim 1,
The compensation amount is calculated from the detected value of the phase current polarity, the set value of the forward voltage drop amount of the semiconductor element of the phase, and the detected values of the on time and off time of the PWM command pulse within the carrier wave period. A PWM inverter output voltage compensation method characterized by the above.
請求項9記載のPWMインバータの出力電圧補償方法において、
前記相電流極性を、PWMインバータの相電流検出値の正負から検出することを特徴とするPWMインバータの出力電圧補償方法。
In the PWM inverter output voltage compensation method according to claim 9,
A method of compensating for an output voltage of a PWM inverter, wherein the phase current polarity is detected from the positive / negative of a phase current detection value of the PWM inverter.
請求項9記載のPWMインバータの出力電圧補償方法において、
前記相電流極性を、当該相の半導体スイッチング素子をオンするタイミングで保持した当該相の半導体素子のオンオフ状態に基づいて検出することを特徴とするPWMインバータの出力電圧補償方法。
In the PWM inverter output voltage compensation method according to claim 9,
A method for compensating an output voltage of a PWM inverter, wherein the phase current polarity is detected based on an on / off state of a semiconductor element of the phase held at a timing when the semiconductor switching element of the phase is turned on.
請求項9記載のPWMインバータの出力電圧補償方法において、
前記相電流極性を、前記誤差量の大きさとPWM指令パルスの極性とに基づいて検出することを特徴とするPWMインバータの出力電圧補償方法。
In the PWM inverter output voltage compensation method according to claim 9,
An output voltage compensation method for a PWM inverter, wherein the phase current polarity is detected based on the magnitude of the error amount and the polarity of a PWM command pulse.
請求項1記載のPWMインバータの出力電圧補償方法において、
前記補償量を、相電流極性の検出値と、当該相の半導体素子の順電圧降下量の検出値と、搬送波周期内のPWM指令パルスのオン時間及びオフ時間の設定値とから演算することを特徴とするPWMインバータの出力電圧補償方法。
In the PWM inverter output voltage compensation method according to claim 1,
The compensation amount is calculated from the detected value of the phase current polarity, the detected value of the forward voltage drop of the semiconductor element of the phase, and the set values of the on time and off time of the PWM command pulse within the carrier wave period. A PWM inverter output voltage compensation method characterized by the above.
請求項13記載のPWMインバータの出力電圧補償方法において、
前記相電流極性を、PWMインバータの相電流検出値の正負から検出することを特徴とするPWMインバータの出力電圧補償方法。
In the PWM inverter output voltage compensation method according to claim 13,
A method of compensating for an output voltage of a PWM inverter, wherein the phase current polarity is detected from the positive / negative of a phase current detection value of the PWM inverter.
請求項13記載のPWMインバータの出力電圧補償方法において、
前記相電流極性を、当該相の半導体スイッチング素子をオンするタイミングで保持した当該相の半導体素子のオンオフ状態に基づいて検出することを特徴とするPWMインバータの出力電圧補償方法。
In the PWM inverter output voltage compensation method according to claim 13,
A method for compensating an output voltage of a PWM inverter, wherein the phase current polarity is detected based on an on / off state of a semiconductor element of the phase held at a timing when the semiconductor switching element of the phase is turned on.
請求項13載のPWMインバータの出力電圧補償方法において、
前記相電流極性を、前記誤差量の大きさとPWM指令パルスの極性とに基づいて検出することを特徴とするPWMインバータの出力電圧補償方法。
In the PWM inverter output voltage compensation method according to claim 13,
An output voltage compensation method for a PWM inverter, wherein the phase current polarity is detected based on the magnitude of the error amount and the polarity of a PWM command pulse.
請求項1記載のPWMインバータの出力電圧補償方法において、
前記補償量を、相電流極性の検出値と、当該相の半導体素子の順電圧降下量の検出値と、搬送波周期内のPWM指令パルスのオン時間及びオフ時間の検出値とから演算することを特徴とするPWMインバータの出力電圧補償方法。
In the PWM inverter output voltage compensation method according to claim 1,
The compensation amount is calculated from a detected value of the phase current polarity, a detected value of the forward voltage drop of the semiconductor element of the phase, and a detected value of the on time and off time of the PWM command pulse in the carrier wave period. A PWM inverter output voltage compensation method characterized by the above.
請求項17記載のPWMインバータの出力電圧補償方法において、
前記相電流極性を、PWMインバータの相電流検出値の正負から検出することを特徴とするPWMインバータの出力電圧補償方法。
The output voltage compensation method of the PWM inverter according to claim 17,
A method of compensating for an output voltage of a PWM inverter, wherein the phase current polarity is detected from the positive / negative of a phase current detection value of the PWM inverter.
請求項17記載のPWMインバータの出力電圧補償方法において、
前記相電流極性を、当該相の半導体スイッチング素子をオンするタイミングで保持した当該相の半導体素子のオンオフ状態に基づいて検出することを特徴とするPWMインバータの出力電圧補償方法。
The output voltage compensation method of the PWM inverter according to claim 17,
A method for compensating an output voltage of a PWM inverter, wherein the phase current polarity is detected based on an on / off state of a semiconductor element of the phase held at a timing when the semiconductor switching element of the phase is turned on.
請求項17載のPWMインバータの出力電圧補償方法において、
前記相電流極性を、前記誤差量の大きさとPWM指令パルスの極性とに基づいて検出することを特徴とするPWMインバータの出力電圧補償方法。
In the PWM inverter output voltage compensation method according to claim 17,
An output voltage compensation method for a PWM inverter, wherein the phase current polarity is detected based on the magnitude of the error amount and the polarity of a PWM command pulse.
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