JP4062949B2

JP4062949B2 - 可変速制御装置

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Publication number: JP4062949B2
Application number: JP2002099533A
Authority: JP
Inventors: 康裕白石; 学吉村
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2002-04-02
Filing date: 2002-04-02
Publication date: 2008-03-19
Anticipated expiration: 2022-04-02
Also published as: JP2003299387A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電動機を可変速駆動する可変速制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図７は従来の可変速制御装置の構成を示す図である。図において、３０はインバータ主回路、３１は交流電源３４を直流電力に変換するコンバータ部、３２は直流電圧を平滑するコンデンサ、３３はトランジスタとダイオードによって構成され、直流電力を可変周波数、可変電圧の交流電力に変換するインバータ部、３５は負荷として可変速駆動される誘導電動機などの電動機である。
【０００３】
また、４０はインバータ部３３のトランジスタをオン／オフ制御するインバータ制御回路である。また、４１は周波数指令値、加減速時間または出力周波数／出力電圧の関係式等の各種データを保存する記憶手段としてのメモリである。
また、４２はメモリ４１のデータを読み出し、書き込みするためのメモリ交信手段、４３は外部から入力された周波数指令値を検出する周波数指令値入力手段、４４は周波数指令値入力手段４３で検出した周波数指令値とあらかじめメモリ４１に保存されている加減速時間とから出力周波数を計算する出力周波数計算手段、４５は出力周波数計算手段４４で計算された出力周波数からソフトウエアの処理時間に応じて位相角を計算する出力位相計算手段である。
【０００４】
また、４６はコンデンサ３２の両端電圧を検出する直流母線電圧検出手段である。また、４７は出力周波数計算手段４４で計算された出力周波数を入力し、あらかじめメモリ４１に保存されている出力周波数／出力電圧の関係式に基づき出力電圧を計算する出力電圧計算手段である。出力電圧計算手段４７は、出力電圧計算時に直流母線電圧検出手段４６で検出された直流母線電圧の値に応じて出力電圧を補正する。
【０００５】
また、４８は出力位相計算手段４５で求められた位相と出力電圧計算手段４７で計算した出力電圧とから、可変速制御装置の出力であるＵ相、Ｖ相、Ｗ相各々に出力する三相電圧を生成する三相電圧生成手段、４９は三相電圧生成手段４８で生成した三相電圧からインバータ部３３のトランジスタをオン／オフ制御するためのスイッチング信号を作成し、インバータ部３３に出力するＰＷＭ波形出力手段である。
【０００６】
また、５０は周波数指令値入力手段４３、出力周波数計算手段４４、出力位相計算手段４５、出力電圧計算手段４７および三相電圧生成手段４８を有するマイクロコンピュータ（以下、ＣＰＵと記す）である。
【０００７】
次に、従来の可変速制御装置の動作について説明する。
可変速制御装置に電圧が供給されると、周波数指令値入力手段４３はメモリ交信手段４２を介してメモリ４１から得た周波数指令値等の情報をＣＰＵ５０内部で取り扱う周波数設定値のデータ形式に変換し、出力周波数計算手段４４に出力する。
出力周波数計算手段４４は、周波数指令値入力手段４３から出力された周波数指令値と、メモリ交信手段４２を介してメモリ４１から得た加減速時間等の情報とから、加速中、定速中、減速中などの内部状態に応じて現在の出力周波数を計算し、出力位相計算手段４５および出力電圧計算手段４７に出力する。
出力位相計算手段４５は、出力周波数計算手段４４から出力された出力周波数を基にＣＰＵ５０の演算周期に応じて出力位相を進める。
【０００８】
また、直流母線電圧検出手段４６は、常にインバータ主回路３０の直流母線電圧（コンデンサ３２の両端電圧）を検出しており、直流母線電圧検出値をＣＰＵ５０内部で取り扱う電圧データの形式に変換し、出力電圧計算手段４７に出力する。
出力電圧計算手段４７は、出力周波数計算手段４５から出力された出力周波数から、メモリ交信手段４２を介してメモリ４１から得た出力周波数／出力電圧の関係式を使用して、出力周波数に対応した出力電圧を計算するが、この時に、直流母線電圧検出手段４７で検出した直流母線電圧の値と基準電圧とを比較して、直流母線電圧の値が大きければその比率に応じて出力電圧を小さくするという補正、直流母線電圧の値が小さければその比率に応じて出力電圧を大きくするという補正を行う。
上述の直流母線電圧の値による出力電圧の補正は、単相電圧電源で使用した場合などに発生する周期的な直流母線電圧の電圧リップルに同期して出力電流が乱れる現象の回避のために、直流母線電圧の増減に合わせて出力電圧の補正を行うことで、実際に出力される三相電圧を常に一定に保つようにするものである。
【０００９】
三相電圧生成手段４８で、出力電圧計算手段４７で計算した出力電圧と出力位相計算手段４５で計算した現在の出力位相とから、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の三相電圧を生成する。
ＰＷＭ波形出力手段４９で、三相電圧生成手段４８で生成した三相電圧を各々搬送波である三角波と比較し、インバータ部３３のトランジスタをオン／オフ制御するための三相のスイッチング信号をインバータ部３３に出力する。
【００１０】
上記の処理で、インバータ部３３で変換した可変周波数、可変電圧の交流電力により、負荷である電動機を可変速駆動する。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来の可変速制御装置では、出力周波数計算手段４４で計算された出力周波数から、出力周波数／出力電圧の関係式により、出力周波数に対応した出力電圧を計算した後、直流母線電圧検出手段４６で検出した直流母線電圧の値により、出力電圧を補正していたが、Ｓ／ＷおよびＨ／Ｗ上の制約から、直流母線電圧を検出してから実際にインバータ部３３における出力に反映されるまでに時間を要し、実際の直流母線電圧の変化を補正に効率よく反映できないという問題点があった。
【００１２】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、可変速制御装置における直流母線電圧の増減のタイミングに合わせて出力電圧を補正することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る可変速制御装置においては、交流電源を直流電力に変換するコンバータ部と、直流電圧を平滑するコンデンサと、トランジスタとダイオードによって構成され、直流電力を可変周波数、可変電圧の交流電力に変換するインバータ部と、前記コンデンサの両端電圧を検出する直流母線電圧検出手段と、出力周波数を基に出力電圧を計算するとともに、前記直流母線電圧検出手段が検出した直流母線電圧検出値によりこの出力電圧を補正する出力電圧計算手段と、この出力電圧を基に前記インバータ部のトランジスタをオン／オフ制御するＰＷＭ波形出力手段と、を有し、電動機を可変速駆動する可変速制御装置において、
前記直流母線電圧検出手段が検出した直流母線電圧検出値を基に、直流母線電圧リップル変動の周期性を利用して、前記インバータ部のトランジスタをオン／オフ制御する時点における直流母線電圧を推定する電圧リップル推定手段を備え、前記出力電圧計算手段は、出力周波数を基に出力電圧を計算するとともに、前記電圧リップル推定手段が出力する直流母線電圧推定値によりこの出力電圧を補正するようにしたものである。
【００１４】
また、前記電圧リップル推定手段２は、前記直流母線電圧検出手段が検出した直流母線電圧検出値のリップル変動において直流母線電圧検出値が最大となった時点、または直流母線電圧検出値が最小となった時点を、周期性のある波形の基準点として、前記インバータ部のトランジスタをオン／オフ制御する時点における直流母線電圧を推定するようにしたものである。
【００１５】
さらに、前記電圧リップル推定手段２は、前記直流母線電圧検出手段が検出した直流母線電圧検出値を保存する直流母線電圧検出値保存用メモリの全領域にデータが保存されていない場合、
この直流母線電圧検出値保存用メモリの全領域にデータが保存されているが、直流母線電圧リップル変動の２周期分経過していない場合、
直流母線電圧リップル変動の２周期分経過しているが、前回値直流母線電圧最大値と前回値直流母線電圧最小値との差分が第１の所定値以下の場合、
および前回値直流母線電圧最大値と前回値直流母線電圧最小値との差分が第１の所定値以上であるが、今回直流母線電圧最大値と前回直流母線電圧最大値との差分が第２の所定値以上の場合には、
前記インバータ部のトランジスタをオン／オフ制御する時点における直流母線電圧として直流母線電圧の平均値を使用するようにしたものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る可変速制御装置の構成を示すブロック図である。図において、３０〜３５、４１、４２〜４９は、図７と同様であり、その説明を省略する。また、１はインバータ制御回路、２は直流母線電圧検出手段４６で検出した直流母線電圧データを入力して、直流母線電圧の変動を予測する電圧リップル推定手段である。また、３は電圧リップル推定手段２、周波数指令値入力手段４３、出力周波数計算手段４４、出力位相計算手段４５、出力電圧計算手段４７および三相電圧生成手段４８を有するマイクロコンピュータ（以下、ＣＰＵと記す）である。
【００１７】
次に、実施の形態１に係る可変速制御装置の動作について説明する。
可変速制御装置に電圧が供給されると、周波数指令値入力手段４３はメモリ交信手段４２を介してメモリ４１から得た周波数指令値等の情報をＣＰＵ３内部で取り扱う周波数設定値のデータ形式に変換し、出力周波数計算手段４４に出力する。
出力周波数計算手段４４は、周波数指令値入力手段４３から出力された周波数指令値と、メモリ交信手段４２を介してメモリ４１から得た加減速時間等の情報とから、加速中、定速中、減速中などの内部状態に応じて現在の出力周波数を計算し、出力位相計算手段４５および出力電圧計算手段４７に出力する。
出力位相計算手段４５は、出力周波数計算手段４４から出力された出力周波数を基にＣＰＵ３の演算周期に応じて出力位相を進める。
【００１８】
また、直流母線電圧検出手段４６は、常にインバータ主回路３０の直流母線電圧（コンデンサ３２の両端電圧）を検出しており、直流母線電圧検出値をＣＰＵ３内部で取り扱う電圧データの形式に変換し、電圧リップル推定手段２に出力する。
電圧リップル推定手段２は、可変速制御装置における直流母線電圧リップル変動の周期性を利用して、実際に電圧が出力される時点の直流母線電圧を推定するもので、直流母線電圧検出手段４６で検出した直流母線電圧検出値を基に推定した直流母線電圧推定値を、直流母線電圧の値として出力電圧計算手段４７に出力する。
【００１９】
出力電圧計算手段４７は、出力周波数計算手段４５から出力された出力周波数から、メモリ交信手段４２を介してメモリ４１から得た出力周波数／出力電圧の関係式を使用して、出力周波数に対応した出力電圧を計算する。出力電圧を計算する時に、電圧リップル推定手段２から出力される直流母線電圧の値と基準電圧とを比較して、直流母線電圧の値が大きければその比率に応じてモータへの出力電圧を小さくするという補正、直流母線電圧の値が小さければその比率に応じて出力電圧を大きくするという補正を行う。
【００２０】
三相電圧生成手段４８で、出力電圧計算手段４７で計算した出力電圧と出力位相計算手段４５で計算した現在の出力位相とから、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の三相電圧を生成する。
ＰＷＭ波形出力手段４９で、三相電圧生成手段４８で生成した三相電圧を各々搬送波である三角波と比較し、インバータ部３３のトランジスタをオン／オフ制御するための三相のスイッチング信号をインバータ部３３に出力する。
【００２１】
上記の処理で、インバータ部３３で変換した可変周波数、可変電圧の交流電力により、負荷である電動機を可変速駆動する。
【００２２】
図２、図３は実施の形態１に係る可変速制御装置の電圧リップル推定手段２において直流母線電圧リップル変動の周期性を利用して、実際に電圧が出力される時点の直流母線電圧を推定するフローチャートである。図２はリップル１周期内の直流母線電圧が最大となるメモリアドレス（直流母線電圧推定の基準点）を求める処理、図３は図２で求めたメモリアドレスを使用して直流母線電圧の推定を行う処理である。
電圧リップル推定手段２は、直流母線電圧リップル変動において直流母線電圧が最大となった時点を、周期性のある波形の基準点として使用する。このため、直流母線電圧検出値を保存するＣＰＵ内部のメモリ（図示せず）（以後、直流母線電圧検出値保存用メモリと記す）は、可変速制御装置における各直流母線電圧リップル変動周期の直流母線電圧最大値を３個以上含んで格納できるメモリサイズとする。
【００２３】
また、図４は今回の直流母線電圧検出値Ｖｎｏｗと直流母線電圧検出最小値Ｖｍｉｎとの関係を示す図で、（ａ）はＶｎｏｗ＜Ｖｍｉｎの場合、（ｂ）はＶｎｏｗ＞Ｖｍｉｎの場合である。
また、図５は今回の直流母線電圧検出値Ｖｎｏｗと直流母線電圧検出最大値Ｖｍａｘとの関係を示す図で、（ａ）はＶｎｏｗ＞Ｖｍａｘの場合、（ｂ）はＶｎｏｗ＜Ｖｍａｘの場合である。
【００２４】
図６はこの発明の実施の形態１に係る可変速制御装置において、直流母線電圧推定における直流母線電圧検出値、直流母線電圧検出値保存用メモリおよび直流母線電圧推定値の関係を説明する図である。
出力電圧計算時点において推定する直流母線電圧推定値Ｖｎｅｘｔは、メモリアドレスＮ＋Ｔ（直流母線電圧検出時のメモリアドレスＮからメモリアドレスＴだけ進んだメモリアドレス）における直流母線電圧値であり、図６では、先読み回数Ｔ（直流母線電圧検出時点から出力電圧計算時点までの期間）をＴ＝３とした例を示した。
【００２５】
実施の形態１に係る可変速制御装置の電圧リップル推定手段２は、今回の直流母線電圧検出値Ｖｎｏｗを保存するメモリアドレスＮと、今回の周期における直流母線電圧最大値Ｖｍａｘ＿ｔｍｐが保存されている今回最大値アドレスＮｍａｘとの相対アドレス位置Ｍ（Ｍ＝Ｎ＿Ｎｍａｘ）を算出し、前回の周期における直流母線電圧最大値Ｖｍａｘ＿ｐｒｅが保存されている前回仮最大値アドレスＮｍａｘ＿ｐｒｅを使用して、メモリアドレスＮｍａｘ＿ｐｒｅ＋Ｍ＋Ｔに保存されている直流母線電圧検出値を、メモリアドレスＮ＋Ｔにおける直流母線電圧推定値Ｖｎｅｘｔとする。
【００２６】
実施の形態１に係る可変速制御装置の電圧リップル推定手段２は、可変速制御装置における直流母線電圧リップル変動の周期性を利用して、実際に電圧が出力される時点の直流母線電圧を推定するもので、直流母線電圧リップル変動において直流母線電圧が最大となった時点を、周期性のある波形の基準点として使用する。このため、直流母線電圧推定に今回最大値アドレスＮｍａｘと前回仮最大値アドレスＮｍａｘ＿ｐｒｅとが必要となるので、直流母線電圧検出値を保存する直流母線電圧検出値保存用メモリとしては、可変速制御装置における直流母線電圧リップル変動において最大値を３個以上格納できるサイズが必要となる。
最大値の確定は最大値を保存したメモリアドレスＡ１の次のメモリアドレスＡ２となるため、今回最大値アドレスＮｍａｘと前回仮最大値アドレスＮｍａｘ＿ｐｒｅとを確保するためには、第６図に示すように、最大値を３個格納できるサイズが必要となる。従って、今回の周期における直流母線電圧最大値Ｖｍａｘ＿ｔｍｐと前回の周期における直流母線電圧最大値Ｖｍａｘ＿ｐｒｅとの過去２回分の最大値を含む電圧リップルの２周期分の直流母線電圧検出値を保存するために必要なメモリ数＋２個分のメモリが保存できるだけの個数が必要となる。
また、直流母線電圧検出値保存用メモリとしては、新しいデータを１つ格納すると最も古いデータが１つ消去するリングバッファ形式のメモリを使用する。
【００２７】
電圧リップル推定手段２の直流母線電圧を推定する処理について、図２〜図６により説明する。
まず、図２、図４、図５によりリップル１周期内の直流母線電圧が最大となるメモリアドレスを求める手順について説明する。ただし、電源投入時のイニシャル処理により、直流母線電圧状態フラグを上昇中にセットし、直流母線電圧検出最大値Ｖｍａｘ＝０、直流母線電圧検出最小値Ｖｍｉｎ＝０とする。
【００２８】
ステップＳ１で、直流母線電圧検出手段４６でサンプリング毎に検出した直流母線電圧検出値を、カウンタＮが示す直流母線電圧検出値保存用メモリのメモリアドレスに、今回検出値Ｖｎｏｗとして保存する。
ステップＳ２で、直流母線電圧状態フラグにより、直流母線電圧の変動が上昇中か下降中かを判定し、直流母線電圧の変動が下降中の場合にはステップＳ３へ進み、直流母線電圧の変動が上昇中の場合にはステップＳ６へ進む。直流母線電圧状態フラグが下降中の場合は、直流母線電圧が最小に達したかどうかの判断を行ない、直流母線電圧状態フラグが上昇中の場合は、直流母線電圧が最大に達したかどうかの判断を行う。
【００２９】
直流母線電圧状態フラグが下降中となっている場合、ステップＳ３で今回検出値Ｖｎｏｗと最小値Ｖｍｉｎとを比較し、今回検出値Ｖｎｏｗが最小値Ｖｍｉｎを下回った場合には（図４（ａ））、ステップＳ４で今回検出値Ｖｎｏｗを最小値Ｖｍｉｎとして保存する（比較データとしての最小値Ｖｍｉｎを更新する）。ステップＳ３の比較で、今回検出値Ｖｎｏｗが最小値Ｖｍｉｎ以上の場合には（図４（ｂ））、現在の最小値Ｖｍｉｎを直流母線電圧リップルの最小であると判断して、ステップＳ５で、直流母線電圧状態フラグを上昇中に切り替え、次回検出時からの最大値検出に備えて、最大値Ｖｍａｘを０クリアするとともに、現在の最小値Ｖｍｉｎを前回最小値Ｖｍｉｎ＿ｐｒｅとして保存する。
【００３０】
ステップＳ２で直流母線電圧状態フラグが上昇中となっている場合には、続いてステップＳ６で今回検出値Ｖｎｏｗと最大値Ｖｍａｘとを比較する。
ステップＳ６で今回検出値Ｖｎｏｗと最大値Ｖｍａｘとを比較し、今回検出値Ｖｎｏｗが最大値Ｖｍａｘを上回った場合には（図５（ａ））、ステップＳ７で今回検出値Ｖｎｏｗを最大値Ｖｍａｘとして保存する（比較データとしての最大値Ｖｍａｘを更新する）とともに、そのメモリアドレスＮを仮最大値アドレスＮｍａｘ＿ｔｍｐとして保存する。
ステップＳ６の比較で、今回検出値Ｖｎｏｗが最大値Ｖｍａｘ以下の場合には（図５（ｂ））、現在の最大値Ｖｍａｘが直流母線電圧リップルの最大であると判断して、ステップＳ８で、これまでの直流母線電圧最大値が保存されているメモリアドレスＮｍａｘを前回仮最大値アドレスＮｍａｘ＿ｐｒｅとして保存するとともに、最大値が保存されているメモリアドレス（１回前に作成した仮最大値アドレス）Ｎｍａｘ＿ｔｍｐを今回最大値アドレスＮｍａｘとして保存する。さらに、直流母線電圧状態フラグを下降中とし、次回検出時からの最小値検出に備え、最小値Ｖｍｉｎに最大値Ｖｍａｘを設定する。
【００３１】
次に、図３、図６により、最大値アドレスＮｍａｘおよび前回仮最大値アドレスＮｍａｘ＿ｐｒｅを使用して、直流母線電圧リップル推定を行う手順について説明する。直流母線電圧の検出時点から実際に電圧が出力されるまでの期間に直流母線電圧の検出がＴ回行われるとすると、直流母線電圧の推定にあたっては、今回の直流母線電圧の検出時点からＴ回後に検出される直流母線電圧を推定する必要がある。
また、電圧リップル推定手段２における、直流母線電圧の推定は、可変速制御装置における直流母線電圧リップル変動の周期性を利用するもので、図６では直流母線電圧が最大となった点（最大値アドレスＮｍａｘ、前回最大値アドレスＮｍａｘ＿ｐｒｅ）を直流母線電圧リップル周期の基準点として、実際に電圧が出力される時点の直流母線電圧を推定する例を示した。
【００３２】
ステップＳ１１で、直流母線電圧検出値保存用メモリの全領域にデータが保存されたか、および直流母線電圧検出値保存用メモリの全領域にデータが保存された後、直流母線電圧リップル変動の２周期分経過したかを確認する。
直流母線電圧検出値保存用メモリの全領域にデータが保存されていないと判定した場合、または直流母線電圧リップル変動の２周期分経過していないと判定した場合には、ステップＳ１２へ進み、検出した直流母線電圧の平均値Ｖｄｃ＿ａｖｅを計算し、出力電圧計算手段４７に出力する直流母線電圧Ｖｄｃとして、直流母線電圧の平均値Ｖｄｃ＿ａｖｅを設定し、ステップＳ１８へ飛ぶ。
【００３３】
また、ステップＳ１１で、直流母線電圧検出値保存用メモリの全領域にデータが保存され、かつ直流母線電圧リップル変動の２周期分経過したと判定した場合には、続いてステップＳ１３で、前回最大値アドレスＮｍａｘ＿ｐｒｅに保存されている前回値直流母線電圧最大値Ｖｍａｘ＿ｐｒｅと前回値直流母線電圧最小値Ｖｍｉｎ＿ｐｒｅとの差分が、第１の所定値αを越えているか判定する。
｜Ｖｍａｘ＿ｐｒｅ − Ｖｍｉｎ＿ｐｒｅ｜ ≦αの場合には、推定補正をするほどの電圧リップルはないと判断し、ステップＳ１２へ飛ぶ。
【００３４】
また、｜Ｖｍａｘ＿ｐｒｅ − Ｖｍｉｎ＿ｐｒｅ｜＞αの場合には、直流母線の変動があり、推定補正が必要と判断し、続いてステップＳ１４で、今回最大値アドレスＮｍａｘに保存されている直流母線電圧検出値（以下、今回直流母線電圧最大値Ｖｍａｘ＿ｔｍｐと記す）と前回最大値アドレスＮｍａｘ−ｐｒｅに保存されている直流母線電圧検出値（以下、前回直流母線電圧最大値Ｖｍａｘ＿ｐｒｅと記す）との差分が第２の所定値β以下であるか判定する。
｜Ｖｍａｘ＿ｔｍｐ − Ｖｍａｘ＿ｐｒｅ｜＞βの場合には、推定補正をするほどの電圧リップルがなく、周期性はないものと判断し、ステップＳ１２へ飛ぶ。
【００３５】
また、｜Ｖｍａｘ＿ｔｍｐ − Ｖｍａｘ＿ｐｒｅ｜ ≦βの場合には、ステップＳ１５〜ステップＳ１７の直流母線電圧推定処理を実行する。
【００３６】
ステップＳ１５で、直流母線電圧の今回検出値を保存するメモリアドレスＮの、直流母線電圧の今回最大値アドレスＮｍａｘからの相対アドレス位置Ｍを、下式により算出する。
Ｍ＝Ｎ−Ｎｍａｘ
【００３７】
ステップＳ１６で、直流母線電圧の今回検出時点から先読み回数Ｔ後における直流母線電圧推定値Ｖｎｅｘｔを、直流母線電圧リップルの周期性を利用して、前回最大値アドレスＮｍａｘ−ｐｒｅ＋相対位置Ｍ＋先読み回数Ｔのメモリアドレスに保存されている直流母線電圧検出値とほぼ同じ値になるものとして、直流母線電圧値を推定する。
ステップＳ１７で、出力電圧計算手段４７に出力する直流母線電圧Ｖｄｃとして、直流母線電圧推定値Ｖｎｅｘｔを設定し、ステップＳ１８へ進む。
【００３８】
ステップＳ１８で、メモリアドレスＮをカウントアップする。
Ｎ←Ｎ＋１
【００３９】
実施の形態１に係る可変速制御装置の電圧リップル推定手段２において直流母線電圧リップル変動の周期性を利用して、実際に電圧が出力される時点の直流母線電圧を推定するもので、下記条件のときは直流母線電圧を推定する前提となる直流母線電圧リップル変動の周期性が満たされていないものとして、ステップＳ１５〜ステップＳ１７の直流母線電圧推定処理を実行せず、直流母線電圧の平均値を使用して出力電圧を補正する。
ａ．電源投入時におけるコンデンサ充電中である直流母線電圧上昇期間経過後および直流母線電圧推定に使用する直流母線電圧リップル変動の周期性データの格納を確認し、直流母線電圧検出値保存用メモリの全領域にデータが保存されていないと判定した場合、または直流母線電圧リップル変動の２周期分経過していないと判定した場合には、直流母線電圧推定のためのデータが不十分であると判断する。
ｂ．直流母線電圧の最大値と最小値との差が小さい場合には、推定補正を必要とするほどの電圧リップルではないと判断する。
ｃ．今回直流母線電圧最大値と前回直流母線電圧最大値との差が大きい場合には、周期性はないものと判断する。
【００４０】
ところで、上記説明では、電圧リップル推定手段２は、直流母線電圧リップル変動において直流母線電圧が最大となった時点を、周期性のある波形の基準点として使用する例を示したが、直流母線電圧が最小となった時点を、周期性のある波形の基準点として使用してもよい。
【００４１】
また、先読み回数Ｔ（直流母線電圧検出時点から出力電圧計算時点までの期間）をＴ＝３とした例を示したが、Ｓ／ＷおよびＨ／Ｗに対応して適宜設定するものとする。
【００４２】
【発明の効果】
この発明は、以上説明したように構成されているので、以下に示すような効果を奏する。
【００４３】
この発明に係る可変速制御装置においては、交流電源を直流電力に変換するコンバータ部と、直流電圧を平滑するコンデンサと、トランジスタとダイオードによって構成され、直流電力を可変周波数、可変電圧の交流電力に変換するインバータ部と、前記コンデンサの両端電圧を検出する直流母線電圧検出手段と、出力周波数を基に出力電圧を計算するとともに、前記直流母線電圧検出手段が検出した直流母線電圧検出値によりこの出力電圧を補正する出力電圧計算手段と、この出力電圧を基に前記インバータ部のトランジスタをオン／オフ制御するＰＷＭ波形出力手段と、を有し、電動機を可変速駆動する可変速制御装置において、
前記直流母線電圧検出手段が検出した直流母線電圧検出値を基に、直流母線電圧リップル変動の周期性を利用して、前記インバータ部のトランジスタをオン／オフ制御する時点における直流母線電圧を推定する電圧リップル推定手段を備え、前記出力電圧計算手段は、出力周波数を基に出力
電圧を計算するとともに、前記電圧リップル推定手段が出力する直流母線電圧推定値によりこの出力電圧を補正するようにしたので、直流母線電圧の増減のタイミングに合わせて出力電圧を補正する可変速制御装置を得ることができる。
【００４４】
また、前記電圧リップル推定手段２は、前記直流母線電圧検出手段が検出した直流母線電圧検出値のリップル変動において直流母線電圧検出値が最大となった時点、または直流母線電圧検出値が最小となった時点を、周期性のある波形の基準点として、前記インバータ部のトランジスタをオン／オフ制御する時点における直流母線電圧を推定するようにしたので、
前記インバータ部のトランジスタをオン／オフ制御する時点における直流母線電圧の推定処理が容易にできる。
【００４５】
さらに、前記電圧リップル推定手段２は、前記直流母線電圧検出手段が検出した直流母線電圧検出値を保存する直流母線電圧検出値保存用メモリの全領域にデータが保存されていない場合、
この直流母線電圧検出値保存用メモリの全領域にデータが保存されているが、直流母線電圧リップル変動の２周期分経過していない場合、
直流母線電圧リップル変動の２周期分経過しているが、前回値直流母線電圧最大値と前回値直流母線電圧最小値との差分が第１の所定値以下の場合、
および前回値直流母線電圧最大値と前回値直流母線電圧最小値との差分が第１の所定値以上であるが、今回直流母線電圧最大値と前回直流母線電圧最大値との差分が第２の所定値以上の場合には、
前記インバータ部のトランジスタをオン／オフ制御する時点における直流母線電圧として直流母線電圧の平均値を使用するようにしたので、
前記インバータ部のトランジスタをオン／オフ制御する時点における直流母線電圧の推定処理が安定してできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１に係る可変速制御装置の構成を示すブロック図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る可変速制御装置において直流母線電圧を推定する手順を示すフローチャートで、リップル１周期内の直流母線電圧が最大となるメモリアドレス（直流母線電圧推定の基準点）を求めるまでの手順を示したものである。
【図３】この発明の実施の形態１に係る可変速制御装置において直流母線電圧を推定する手順を示すフローチャートである。
【図４】この発明の実施の形態１に係る可変速制御装置において直流母線電圧推定における直流母線電圧下降時の今回最小値Ｖｍｉｎの更新状態を説明する図である。
【図５】はこの発明の実施の形態１に係る可変速制御装置において直流母線電圧推定における直流母線電圧上昇時の今回最大値Ｖｍａｘの更新状態を説明する図である。
【図６】この発明の実施の形態１に係る可変速制御装置において直流母線電圧推定における直流母線電圧検出値、直流母線電圧検出値保存用メモリおよび直流母線電圧推定値の関係を説明する図である。
【図７】従来の可変速制御装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
１インバータ制御回路、２電圧リップル推定手段、３ＣＰＵ、３０インバータ主回路、３１コンバータ部、３２コンデンサ、３３インバータ部、３５電動機、４０インバータ制御回路、４１メモリ、４２メモリ交信手段、４３周波数指令値入力手段、４４出力周波数計算手段、４５出力位相計算手段、４６直流母線電圧検出手段、４７出力電圧計算手段、４８三相電圧生成手段、４９ＰＷＭ波形出力手段、５０ＣＰＵ、 α 第１の所定値、 β 第２の所定値、Ｖｎｏｗ今回の直流母線電圧検出値、Ｖｍｉｎ直流母線電圧検出最小値、Ｖｍａｘ直流母線電圧検出最大値、Ｖｎｅｘｔ出力電圧計算時点において推定する直流母線電圧推定値、Ｖｍａｘ＿ｔｍｐ今回の周期における直流母線電圧最大値、Ｖｍａｘ＿ｐｒｅ前回の周期における直流母線電圧最大値、ＶｎｅｘｔメモリアドレスＮ＋Ｔにおける直流母線電圧推定値、Ｖｍｉｎ＿ｐｒｅ前回最小値、Ｖｄｃ＿ａｖｅ検出した直流母線電圧の平均値、Ｎ今回の直流母線電圧検出値Ｖｎｏｗを保存するメモリアドレス、Ｔメモリアドレス、Ｎｍａｘ今回の周期における直流母線電圧最大値Ｖｍａｘ＿ｔｍｐが保存されている今回最大値、Ｍ（Ｍ＝Ｎ＿Ｎｍａｘ）今回の直流母線電圧検出値Ｖｎｏｗを保存するメモリアドレスＮと今回の周期における直流母線電圧最大値Ｖｍａｘ＿ｔｍｐが保存されている今回最大値アドレスＮｍａｘとの相対アドレス位置、Ｎｍａｘ＿ｐｒｅ前回の周期における直流母線電圧最大値Ｖｍａｘ＿ｐｒｅが保存されている前回仮最大値アドレス、Ｎｍａｘ＿ｔｍｐ仮最大値アドレス。

Claims

交流電源を直流電力に変換するコンバータ部と、直流電圧を平滑するコンデンサと、トランジスタとダイオードによって構成され、直流電力を可変周波数、可変電圧の交流電力に変換するインバータ部と、前記コンデンサの両端電圧を検出する直流母線電圧検出手段と、出力周波数を基に出力電圧を計算するとともに、前記直流母線電圧検出手段が検出した直流母線電圧検出値によりこの出力電圧を補正する出力電圧計算手段と、この出力電圧を基に前記インバータ部のトランジスタをオン／オフ制御するＰＷＭ波形出力手段と、を有し、電動機を可変速駆動する可変速制御装置において、
前記直流母線電圧検出手段が検出した直流母線電圧検出値を基に、直流母線電圧リップル変動の周期性を利用して、前記インバータ部のトランジスタをオン／オフ制御する時点における直流母線電圧を推定する電圧リップル推定手段を備え、前記出力電圧計算手段は、出力周波数を基に出力電圧を計算するとともに、前記電圧リップル推定手段が出力する直流母線電圧推定値によりこの出力電圧を補正するようにしたことを特徴とする可変速制御装置。
前記電圧リップル推定手段は、前記直流母線電圧検出手段が検出した直流母線電圧検出値のリップル変動において直流母線電圧検出値が最大となった時点、または直流母線電圧検出値が最小となった時点を、周期性のある波形の基準点として、前記インバータ部のトランジスタをオン／オフ制御する時点における直流母線電圧を推定するようにしたことを特徴とする請求項１記載の可変速制御装置。
前記電圧リップル推定手段は、
前記直流母線電圧検出手段が検出した直流母線電圧検出値を保存する直流母線電圧検出値保存用メモリの全領域にデータが保存されていない場合、
この直流母線電圧検出値保存用メモリの全領域にデータが保存されているが、直流母線電圧リップル変動の２周期分経過していない場合、
直流母線電圧リップル変動の２周期分経過しているが、前回値直流母線電圧最大値と前回値直流母線電圧最小値との差分が第１の所定値以下の場合、
および前回値直流母線電圧最大値と前回値直流母線電圧最小値との差分が第１の所定値以上であるが、今回直流母線電圧最大値と前回直流母線電圧最大値との差分が第２の所定値以上の場合には、
前記インバータ部のトランジスタをオン／オフ制御する時点における直流母線電圧として直流母線電圧の平均値を使用するようにしたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の可変速制御装置。