JP4529488B2 - Phase voltage command value correction method and motor control device using this phase voltage command value correction method - Google Patents

Phase voltage command value correction method and motor control device using this phase voltage command value correction method Download PDF

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この発明は、直流電源を所要周波数、電圧の交流電力に変換しモータを可変速制御するモータ制御装置に関し、特に搬送波と比較する相電圧指令値を補正する補正回路を備えたモータ制御装置に関する。また、モータ制御装置の制御部において搬送波と比較する相電圧指令値を補正する相電圧指令補正方法に関する。   The present invention relates to a motor control device that converts a DC power source into AC power having a required frequency and voltage to control a motor at a variable speed, and more particularly to a motor control device that includes a correction circuit that corrects a phase voltage command value to be compared with a carrier wave. The present invention also relates to a phase voltage command correction method for correcting a phase voltage command value to be compared with a carrier wave in a control unit of a motor control device.

モータを可変速制御するモータ制御装置は、一般に商用電源である交流電力を直流電力に変換するコンバータ部と、トランジスタなどの半導体スイッチング素子のブリッジ構成からなり、直流電力を所定の周波数、所定の電圧の交流電力に変換するインバータ部と、運転指令、速度指令などの各種指令および加減速時間、電圧/周波数パターンなどの各種設定条件から相電圧指令値を求め、この相電圧指令値と搬送波とを比較して、インバータ部を構成する半導体スイッチング素子をオン/オフ制御するスイッチング信号としてのパルス幅変調信号を演算、出力する制御部とから構成されている。ここで、相電圧指令値が搬送波の波高値を越えた場合には、スイッチングが固定される状態(飽和状態)となるため、インバータ部から出力される線間電圧はひずみのある波形となってしまう。この線間電圧のひずみにより、出力電流(出力トルク)の減少、出力電流のハンチングなどの現象が生じるため、制御部では飽和状態を考慮した相電圧指令値補正を行う必要がある。   A motor control device that controls a motor at a variable speed is generally composed of a converter unit that converts AC power, which is a commercial power source, into DC power, and a bridge configuration of a semiconductor switching element such as a transistor. The phase voltage command value is obtained from the inverter unit that converts to the AC power of the motor, various commands such as operation command and speed command, and various setting conditions such as acceleration / deceleration time and voltage / frequency pattern. In comparison, the control unit includes a control unit that calculates and outputs a pulse width modulation signal as a switching signal for on / off control of the semiconductor switching element that constitutes the inverter unit. Here, when the phase voltage command value exceeds the peak value of the carrier wave, the switching is fixed (saturated state), so the line voltage output from the inverter section has a distorted waveform. End up. Due to the distortion of the line voltage, phenomena such as a decrease in output current (output torque) and hunting of the output current occur. Therefore, it is necessary for the control unit to correct the phase voltage command value in consideration of the saturation state.

電圧形インバータを制御する交流電圧指令値が搬送波の波高値を越えた場合でも、出力電圧の飽和による線間電圧のひずみをなくすようにしたものとして、特許文献1に開示されたものがある。特許文献1には、1相の交流電圧指令値が搬送波の波高値を越えた結果、インバータの出力電圧が直流電源の電圧に固定された場合に、インバータの出力電圧と交流電圧指令値との差を他の2相の交流電圧指令値に加算する飽和補正回路を備えた電圧形インバータの制御装置について記載されている。
また、一つの相電圧がたとえ飽和しても、線間電圧はひずみの少ない電圧を出力できる多相のインバータ装置として、特許文献2に開示されたものがある。特許文献2は、所定周期のキャリア信号と少なくとも二相以上の制御電圧信号とを入力信号として、多相に亘るPWMインバータ装置のスイッチング制御信号を発生させ、該PWMインバータ装置の出力電圧を制御するものにおいて、キャリア信号の振幅に略等しい正負の基準値を設け、制御電圧信号の一相の制御電圧信号が正負に亘って基準値を越えた場合、その越えた直流分をキャリア信号に加えて補正キャリア信号を出力する加算装置を備え、一相の制御電圧信号およびそれ以外の相の制御電圧信号を補正キャリア信号と比較し、PWMインバータ装置のスイッチング制御信号として創出するものである。
Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-228688 discloses a technique in which distortion of the line voltage due to output voltage saturation is eliminated even when the AC voltage command value for controlling the voltage source inverter exceeds the peak value of the carrier wave. In Patent Literature 1, when the output voltage of the inverter is fixed to the voltage of the DC power source as a result of the one-phase AC voltage command value exceeding the peak value of the carrier wave, the output voltage of the inverter and the AC voltage command value are A control device for a voltage source inverter having a saturation correction circuit for adding a difference to another two-phase AC voltage command value is described.
Moreover, even if one phase voltage is saturated, there is one disclosed in Patent Document 2 as a multiphase inverter device that can output a voltage with less distortion as a line voltage. Patent Document 2 uses a carrier signal of a predetermined period and a control voltage signal of at least two phases as input signals to generate a switching control signal for a PWM inverter device over multiple phases, and controls the output voltage of the PWM inverter device In this case, a positive / negative reference value that is substantially equal to the amplitude of the carrier signal is provided, and when the control voltage signal of one phase of the control voltage signal exceeds the reference value over the positive and negative values, the excess DC component is added to the carrier signal. An adder that outputs a corrected carrier signal is provided, and the control voltage signal of one phase and the control voltage signal of the other phase are compared with the corrected carrier signal and created as a switching control signal of the PWM inverter device.

特開平7−143760号公報JP-A-7-143760 特開平6−30588号公報JP-A-6-30588

上記特許文献1は、1相の交流電圧指令値が搬送波の波高値を越えた結果、インバータの出力電圧が直流電源の電圧に固定された場合のインバータの出力電圧と交流電圧指令値との差を他の2相の交流電圧指令値に加算するようにしたので、他の2相の出力線間電圧は交流電圧指令値と等しくなり、ひずみのない出力線間電圧による良好な制御性能が維持できるという効果があり、また上記特許文献2は、多相のインバータ装置のスイッチング制御信号を作り出すキャリア信号をリアルタイムに適宜必要な量だけシフトするので、一つの相電圧が飽和しそうになっても未だ余裕の残っている他の相の相電圧を余分に引き出すことにより、ひずみの少ないインバータ装置の出力電圧(線間電圧)を得ることができるという効果がある。しかしながら、飽和した相電圧指令の中性点電位移動によって相電圧飽和を生じていない相への影響、および2相以上同時に飽和した場合については記載されておらず、これらを考慮せずに中性点電位移動を行った場合には、出力電流(出力トルク)の減少、出力電流のハンチングといった現象が依然解決できず、定速駆動が難しいという問題点、低出力トルク領域で速度が目標値に達しないという問題点があった。   In Patent Document 1, the difference between the inverter output voltage and the AC voltage command value when the output voltage of the inverter is fixed to the voltage of the DC power source as a result of the AC voltage command value of one phase exceeding the peak value of the carrier wave. Is added to the other two-phase AC voltage command value, so the other two-phase output line voltage becomes equal to the AC voltage command value, and good control performance is maintained by the distortion-free output line voltage. In addition, since the carrier signal for generating the switching control signal of the multi-phase inverter device is shifted by a necessary amount in real time as needed, the above-mentioned Patent Document 2 still has the possibility that one phase voltage is likely to be saturated. There is an effect that the output voltage (line voltage) of the inverter device with less distortion can be obtained by extraly drawing out the phase voltage of the other phase having a margin. However, there is no description about the effect on the phase that does not cause phase voltage saturation due to the neutral point potential transfer of the saturated phase voltage command, and the case where two or more phases are saturated at the same time. When point potential movement is performed, phenomena such as a decrease in output current (output torque) and output current hunting still cannot be solved, and it is difficult to drive at constant speed, and the speed reaches the target value in the low output torque region. There was a problem of not reaching.

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、飽和した相電圧指令値の中性点電位移動によって相電圧飽和を生じていない相への影響、2相以上同時に飽和した場合などの相電圧指令値の飽和状態を考慮した相電圧指令値補正を行うことにより線間電圧のひずみを低減することができる相電圧指令値補正方法を得ること、またこの相電圧指令値補正方法を利用したモータ制御装置を得ることを目的とするものである。   The present invention has been made to solve the above-described problems. The neutral phase potential shift of the saturated phase voltage command value affects the phase in which phase voltage saturation has not occurred. Two or more phases are saturated simultaneously. A phase voltage command value correction method that can reduce line voltage distortion by performing phase voltage command value correction that takes into account the saturation state of the phase voltage command value, etc., and this phase voltage command value correction An object of the present invention is to obtain a motor control device using the method.

この発明に係るモータ制御装置は、半導体スイッチング素子のブリッジ構成からなり、直流電力を所定の周波数、所定の電圧の交流電力に変換するインバータ部と、運転指令、速度指令などの各種指令および加減速時間、相電圧指令値/周波数パターンなどの各種設定条件から相電圧指令値を求め、この相電圧指令値と搬送波とを比較して、前記インバータ部を構成する半導体スイッチング素子をオン/オフ制御するスイッチング信号としてのパルス幅変調信号を演算、出力する制御部と、を有するモータ制御装置において、前記制御部は、3相の相電圧指令値の内2相が飽和した場合、または3相の相電圧指令値の内1相が飽和し、かつ3相の相電圧指令値の最大値と最小値との差が前記直流電力の直流電圧値よりも大きい場合に、仮想中性点電位を移動させ飽和した2相の飽和量が等しくなるように補正する補正回路を備えたのである。   The motor control device according to the present invention has a bridge configuration of semiconductor switching elements, and converts an inverter unit that converts DC power into AC power having a predetermined frequency and voltage, various commands such as operation commands and speed commands, and acceleration / deceleration. A phase voltage command value is obtained from various setting conditions such as time, phase voltage command value / frequency pattern, etc., and the phase voltage command value is compared with a carrier wave to control on / off of the semiconductor switching elements constituting the inverter unit. And a control unit that calculates and outputs a pulse width modulation signal as a switching signal. The control unit is configured such that two of the three-phase voltage command values are saturated, or three-phase When one phase of the voltage command value is saturated and the difference between the maximum value and the minimum value of the three-phase phase voltage command values is larger than the DC voltage value of the DC power, Saturated amount of moving the point potential saturated two-phase is was a correction circuit for correcting to be equal.

この発明は、3相の相電圧指令値の内2相が飽和した場合、または3相の相電圧指令値の内1相が飽和し、かつ3相の相電圧指令値の最大値と最小値との差が前記直流電力の直流電圧値よりも大きい場合に、仮想中性点電位を移動させ飽和した2相の飽和量が等しくなるように補正するので、ひずみ率の少なく実効値の高い線間電圧を得ることができる。   In the present invention, when two of the three-phase voltage command values are saturated, or one of the three-phase voltage command values is saturated, and the maximum and minimum values of the three-phase voltage command values When the difference between the two values is larger than the DC voltage value of the DC power, the saturated neutral point potential is moved and corrected so that the saturation amount of the saturated two phases becomes equal. A voltage can be obtained.

実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1に係るモータ制御装置の構成を示す図である。
図1において、商用電源1をコンバータ部2で直流電力に変換し、コンデンサ3でこの直流電圧を平滑する。このコンデンサ3の両端の平滑された直流電圧が直流母線電圧Vdcとなる。インバータ部4はトランジスタなどの半導体スイッチング素子のブリッジ構成からなり、直流電力を所定の周波数、所定の電圧の交流電力に変換し、モータ5を可変速制御する。また、制御部6は運転指令、速度指令などの各種指令および加減速時間、電圧/周波数パターンなどの各種設定条件から相電圧指令値を求め、この相電圧指令値と搬送波とを比較して、インバータ部4を構成する半導体スイッチング素子をオン/オフ制御するスイッチング信号としてのパルス幅変調信号を演算、出力する。
また、制御部6において、演算回路7で運転指令、速度指令などの各種指令および加減速時間、電圧/周波数パターンなどの各種設定条件から相電圧指令値(Vuref ,Vvref ,Vwref )を出力する。補正回路8は、相電圧指令値(Vuref ,Vvref ,Vwref )を補正して、補正後の相電圧指令値(Vurefcmd,Vvrefcmd,Vwrefcmd)を出力する。変調回路9は、補正後の相電圧指令値(Vurefcmd,Vvrefcmd,Vwrefcmd)と搬送波発生器10から出力される搬送波とを比較して、インバータ部4を構成する半導体スイッチング素子をオン/オフ制御するスイッチング信号としてのパルス幅変調信号(Su,Sv,Sw)を演算、出力する。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a motor control apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
In FIG. 1, a commercial power source 1 is converted into DC power by a converter unit 2, and this DC voltage is smoothed by a capacitor 3. The smoothed DC voltage at both ends of the capacitor 3 becomes the DC bus voltage Vdc. The inverter unit 4 has a bridge configuration of semiconductor switching elements such as transistors, converts DC power into AC power having a predetermined frequency and a predetermined voltage, and controls the motor 5 at a variable speed. Further, the control unit 6 obtains a phase voltage command value from various commands such as an operation command and a speed command and various setting conditions such as acceleration / deceleration time and voltage / frequency pattern, and compares the phase voltage command value with a carrier wave, It calculates and outputs a pulse width modulation signal as a switching signal for controlling on / off of the semiconductor switching elements constituting the inverter unit 4.
Further, in the control unit 6, the phase voltage command values (Vu ref , Vv ref , Vw ref ) are calculated from various commands such as operation commands and speed commands and various setting conditions such as acceleration / deceleration time and voltage / frequency pattern by the arithmetic circuit 7. Output. The correction circuit 8 corrects the phase voltage command values (Vu ref , Vv ref , Vw ref ) and outputs corrected phase voltage command values (Vu ref cmd, Vv ref cmd, Vw ref cmd). The modulation circuit 9 compares the phase voltage command values (Vu ref cmd, Vv ref cmd, Vw ref cmd) after correction and the carrier wave output from the carrier wave generator 10 to compare the semiconductor switching elements constituting the inverter unit 4 A pulse width modulation signal (Su, Sv, Sw) as a switching signal for ON / OFF control of the signal is calculated and output.

図2は相電圧指令値の波形および線間電圧の波形を示す図で、(a)は相電圧指令値の波形、(b)は線間電圧の波形である。直流母線電圧をVdcとすると、インバータ部4が出力可能な電圧は Vdc/2であり、相電圧指令値Vuref ,Vvref ,Vwref はリミット値Vlim (±Vdc/2 )でクランプされる。
図2(a)において、破線で示した相電圧指令値(Vuref ,Vvref ,Vwref )がリミット値±Vdc/2を越えた場合には電圧飽和となるため、クランプされ、実際に出力される相電圧指令値Vuref',Vvref',Vwref'は実線で示した波形となり、線間電圧の波形は図(b)に示すように指令値は破線で示した波形であっても、実際に出力される波形は実線で示した波形のように、線間電圧の利用率が低下し、線間電圧波形がひずんだものとなる。
2A and 2B are diagrams showing the waveform of the phase voltage command value and the waveform of the line voltage. FIG. 2A shows the waveform of the phase voltage command value, and FIG. 2B shows the waveform of the line voltage. When the DC bus voltage is Vdc, the voltage that can be output by the inverter unit 4 is Vdc / 2, and the phase voltage command values Vu ref , Vv ref , Vw ref are clamped at the limit value Vlim (± Vdc / 2).
In FIG. 2A, when the phase voltage command values (Vu ref , Vv ref , Vw ref ) indicated by the broken lines exceed the limit value ± Vdc / 2, the voltage saturation occurs, so that the output is clamped and actually output. is the phase voltage command values Vu ref ', Vv ref', Vw ref ' has a waveform indicated by the solid line, the command value as the waveform of the line voltage shown in FIG. 2 (b) a waveform indicated by a broken line However, the waveform that is actually output is such that the utilization factor of the line voltage decreases and the line voltage waveform is distorted, as in the waveform shown by the solid line.

図3はこの発明の実施の形態1に係るモータ制御装置における補正回路8の構成を示す図である。図3において、補正量演算回路11は、演算回路7から出力された相電圧指令値(Vuref ,Vvref ,Vwref )とリミッタ12(12u,12v,12w)によりリミット値±Vdc/2でクランプした相電圧指令値(Vuref',Vvref',Vwref')とを入力し、補正量δVおよび補正量K・δVを演算する。また、演算器13(13u,13v,13w)は相電圧指令値(Vuref ,Vvref ,Vwref )から補正量K・δVを減算して、補正した相電圧指令値(Vurefcmd, Vvrefcmd,Vwrefcmd )を求め、変調回路9に出力する。 FIG. 3 is a diagram showing the configuration of the correction circuit 8 in the motor control apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. In FIG. 3, the correction amount calculation circuit 11 has a limit value ± Vdc / 2 based on the phase voltage command values (Vu ref , Vv ref , Vw ref ) output from the calculation circuit 7 and the limiter 12 (12u, 12v, 12w). The clamped phase voltage command value (Vu ref ′, Vv ref ′, Vw ref ′) is input, and the correction amount δV and the correction amount K · δV are calculated. Further, the calculator 13 (13u, 13v, 13w) subtracts the correction amount K · δV from the phase voltage command values (Vu ref , Vv ref , Vw ref ) to correct the corrected phase voltage command values (Vu ref cmd, Vv ref cmd, Vw ref cmd) is obtained and output to the modulation circuit 9.

図4はこの発明の実施の形態1に係るモータ制御装置において補正量演算回路11における補正量演算処理を説明する図である。図4(a)は飽和した2相の相電圧指令値の飽和量が等しくなるように補正する説明図、図4(b)は相電圧指令値の比を補正前と同様になるように補正する説明図である。
図4(a)において、白丸は補正前の相電圧指令値(Vuref ,Vvref ,Vwref )、黒丸は補正後の相電圧指令値(Vurefcmd,Vvrefcmd,Vwrefcmd )、一点線は仮想中性点電位である。また、Vmax は相電圧指令値(Vu ref ,Vv ref ,Vw ref の最大値、Vmin は相電圧指令値(Vu ref ,Vv ref ,Vw ref の最小値、Vmax'は最大値Vmaxを補正量δVで補正した相電圧指令値、Vmin'は最小値Vmin を補正量δVで補正した相電圧指令値、ΔVaはVmax側の補正後の飽和量、ΔVbはVmin側の補正後の飽和量である。また、相電圧指令値(Vuref ,Vvref ,Vwref )のリミット値 は±Vdc/2である。また、a、bは補正前の相電圧指令値の比、a1、b1は補正量δVで補正した後の相電圧指令値の比である。
また、図4(b)において、白丸は補正前の相電圧指令値(Vuref ,Vvref ,Vwref )、黒丸は補正後の相電圧指令値(Vurefcmd,Vvrefcmd,Vwrefcmd )、一点線は仮想中性点電位である。a2、b2は補正量K・δV(ただし、Kはシステムの目的に応じて可変とする係数である)で補正した後の相電圧指令値の比である。
FIG. 4 is a diagram for explaining correction amount calculation processing in the correction amount calculation circuit 11 in the motor control apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 4A is an explanatory diagram for correcting the saturated two-phase phase voltage command values so that the saturation amounts are equal, and FIG. 4B is a correction so that the ratio of the phase voltage command values is the same as before the correction. It is explanatory drawing to do.
In FIG. 4A, white circles indicate phase voltage command values (Vu ref , Vv ref , Vw ref ) before correction, black circles indicate phase voltage command values (Vu ref cmd, Vv ref cmd, Vw ref cmd) after correction, one point chain line is a virtual neutral point potential. Also, Vmax is the phase voltage command values (Vu ref, Vv ref, Vw ref) the maximum value of, Vmin is the phase voltage command values (Vu ref, Vv ref, Vw ref) the minimum value of, Vmax 'will correct the maximum value Vmax The phase voltage command value corrected by the amount δV, Vmin ′ is the phase voltage command value corrected by the minimum value Vmin by the correction amount δV, ΔVa is the saturation amount after correction on the Vmax side, and ΔVb is the saturation amount after correction on the Vmin side. is there. The limit value of the phase voltage command values (Vu ref , Vv ref , Vw ref ) is ± Vdc / 2. Further, a and b are ratios of phase voltage command values before correction, and a1 and b1 are ratios of phase voltage command values after correction with a correction amount δV.
In FIG. 4B, the white circles are the phase voltage command values (Vu ref , Vv ref , Vw ref ) before correction, and the black circles are the phase voltage command values (Vu ref cmd, Vv ref cmd, Vw ref cmd) after correction. ), one point chain line is a virtual neutral point potential. a2 and b2 are ratios of phase voltage command values after correction with a correction amount K · δV (where K is a coefficient that can be varied according to the purpose of the system).

図4により補正量演算処理について説明する。3相の相電圧指令値(図中、白丸で示す)の内の2相の相電圧指令値がリミット値Vlim(=±Vdc/2)を越えた場合には、飽和した2相の相電圧指令値の飽和量が等しくなるように、補正量δVを演算する。図4(a)において、
ΔVa=Vmax −Vlim − δV ・・・(1)
ΔVb=Vmin −Vlim + δV ・・・(2)
ここで、ΔVa=ΔVbとして、式(1)、式(2)より、補正量δVは下式(3)で求めることができる。
補正量δV={Vmax −Vlim +Vmin −(−Vlim)}/2
={Vmax +Vmin }/2 ・・・・・・・(3)
ここで、Vmax = max{Vuref ,Vvref ,Vwref }、
Vmin = min{Vuref ,Vvref ,Vwref
The correction amount calculation process will be described with reference to FIG. If the phase voltage command value of two phases out of the three phase voltage command values (indicated by white circles in the figure) exceeds the limit value Vlim (= ± Vdc / 2), the phase voltage of the saturated two phases The correction amount δV is calculated so that the saturation values of the command values are equal. In FIG. 4 (a),
ΔVa = Vmax−Vlim−δV (1)
ΔVb = Vmin−Vlim + δV (2)
Here, assuming that ΔVa = ΔVb, the correction amount δV can be obtained by the following equation (3) from the equations (1) and (2).
Correction amount δV = {Vmax−Vlim + Vmin − (− Vlim)} / 2
= {Vmax + Vmin} / 2 (3)
Where Vmax = max {Vu ref , Vv ref , Vw ref },
Vmin = min {Vu ref , Vv ref , Vw ref }

また、式(3)で求めた補正量δVで相電圧指令値を補正した後も、飽和した2相の補正した後の相電圧指令値の最大値Vmax'、最小値Vmin'はリミット値Vlim(=±Vdc/2)を越えており、リミット値Vlimでクランプされることとなる。このために、演算回路7から出力された相電圧指令値(Vuref ,Vvref ,Vwref )の比と補正後の相電圧指令値(Vurefcmd,Vvrefcmd,Vwrefcmd )の比とが変わってしまうことになり(a:b≠a1:b1)、線間電圧のひずみ率を増大させる原因となる。 Further, even after the phase voltage command value is corrected by the correction amount δV obtained by the equation (3), the maximum value Vmax ′ and the minimum value Vmin ′ of the phase voltage command value after correcting two saturated phases are the limit value Vlim. It exceeds (= ± Vdc / 2) and is clamped at the limit value Vlim. For this purpose, the ratio of the phase voltage command values (Vu ref , Vv ref , Vw ref ) output from the arithmetic circuit 7 to the ratio of the corrected phase voltage command values (Vu ref cmd, Vv ref cmd, Vw ref cmd) Will change (a: b ≠ a1: b1), which increases the distortion factor of the line voltage.

図4(b)は補正後の相電圧指令値(Vurefcmd,Vvrefcmd,Vwrefcmd )の比を補正前の相電圧指令値(Vuref ,Vvref ,Vwref )の比と同様にする(a:b=a2:b2)ように、式(3)で求めた補正量δVに係数Kをかけて新たな補正量K・δVとした例である。この場合の係数Kは下式(4)で求められる。
係数K=Vdc /Vmax-min ・・・(4)
ここで、Vdc は直流母線電圧、Vmax-minは相電圧指令値(Vuref ,Vvref ,Vwref )の最大値と最小値との電圧差(Vmax-min =Vmax −Vmin )である。
In FIG. 4B, the ratio of the phase voltage command values (Vu ref cmd, Vv ref cmd, Vw ref cmd) after correction is the same as the ratio of the phase voltage command values (Vu ref , Vv ref , Vw ref ) before correction. In this example (a: b = a2: b2), a new correction amount K · δV is obtained by multiplying the correction amount δV obtained by the equation (3) by a coefficient K. The coefficient K in this case is obtained by the following equation (4).
Coefficient K = Vdc / Vmax-min (4)
Here, Vdc is a DC bus voltage, and Vmax-min is a voltage difference (Vmax-min = Vmax−Vmin) between a maximum value and a minimum value of phase voltage command values (Vu ref , Vv ref , Vw ref ).

2相飽和時において、補正した後の相電圧指令の比を補正前の相電圧指令(Vuref ,Vvref ,Vwref )の比と同様にする(a:b=a2:b2)ようにすることにより、線間電圧の歪みを低減することができる。 At the time of two-phase saturation, the ratio of the phase voltage command after correction is made to be the same as the ratio of the phase voltage commands (Vu ref , Vv ref , Vw ref ) before correction (a: b = a2: b2). As a result, distortion of the line voltage can be reduced.

上述では、演算回路7から出力された相電圧指令値(Vuref ,Vvref ,Vwref )(図中、白丸で表示)を補正量δVまたは補正量K・δVで補正して、補正後の相電圧指令値(Vurefcmd,Vvrefcmd,Vwrefcmd )(図中、黒丸で表示)とする例について述べたが、仮想中性点電位を補正量δVまたは補正量K・δV移動するようにしてもよい。 In the above description , the phase voltage command values (Vu ref , Vv ref , Vw ref ) (indicated by white circles in the figure) output from the arithmetic circuit 7 are corrected with the correction amount δV or the correction amount K · δV, Although an example in which the phase voltage command values (Vu ref cmd, Vv ref cmd, Vw ref cmd) (shown by black circles in the figure) are described, the virtual neutral point potential is moved by the correction amount δV or the correction amount K · δV. You may do it.

図5はこの発明の実施の形態1に係るモータ制御装置において補正量演算回路11における1相飽和時の補正量演算処理を説明する図である。図5(a)、図5(b)は飽和量分を補正量とした場合、図5(c)は2相の相電圧指令値の飽和量が等しくなるように、補正量を演算した場合である。
図5において、白丸は補正前の相電圧指令値(Vuref ,Vvref ,Vwref )、黒丸は補正後の相電圧指令値(Vurefcmd,Vvrefcmd,Vwrefcmd)、Vmax は相電圧指令値の最大値、Vmin は相電圧指令値の最小値である。また、Vmax-minは相電圧指令値の最大値と最小値との電圧差(Vmax-min =Vmax −Vmin )である。また、a,bは補正前の相電圧指令の比、a3,b3は補正した後の相電圧指令の比である。
FIG. 5 is a diagram for explaining the correction amount calculation processing at the time of one-phase saturation in the correction amount calculation circuit 11 in the motor control apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. 5 (a) and 5 (b), when the saturation amount is used as the correction amount, FIG. 5 (c) is a case where the correction amount is calculated so that the saturation amounts of the two-phase phase voltage command values are equal. It is.
In FIG. 5, white circles are phase voltage command values (Vu ref , Vv ref , Vw ref ) before correction, black circles are phase voltage command values (Vu ref cmd, Vv ref cmd, Vw ref cmd) after correction, and Vmax is a phase. The maximum voltage command value, Vmin, is the minimum phase voltage command value. Vmax-min is a voltage difference (Vmax-min = Vmax−Vmin) between the maximum value and the minimum value of the phase voltage command value. Further, a and b are phase voltage command ratios before correction, and a3 and b3 are phase voltage command ratios after correction.

1相飽和時でVmax-min ≦ Vdcの場合には、図5(a)に示すように飽和量分を補正量として、補正量δVを下式(5)で演算する。
補正量δV={Vuref,Vvref ,Vwref
−{Vuref',Vvref',Vwref'}・・・(5)
ここで、Vuref ,Vvref ,Vwref は相電圧指令値、Vuref',Vvref',Vwref'はリミッタでクランプされた相電圧指令値である。
When Vmax-min ≦ Vdc at the time of one-phase saturation, as shown in FIG. 5A, the saturation amount is used as the correction amount, and the correction amount δV is calculated by the following equation (5).
Correction amount δV = {Vu ref , Vv ref , Vw ref }
-{Vu ref ', Vv ref ', Vw ref '} (5)
Here, Vu ref , Vv ref and Vw ref are phase voltage command values, and Vu ref ′, Vv ref ′ and Vw ref ′ are phase voltage command values clamped by a limiter.

1相飽和時でVmax-min > Vdcの場合に、飽和量分を補正量として使用すると、図5(b)に示すように飽和していない相がリミット値Vlim(=±Vdc/2)を越えてしまうことになる。このため、1相飽和時でVmax-min > Vdcの場合には、上述の2相飽和時の上式(3)を使用して、飽和した2相の相電圧指令値の飽和量が等しくなるように、補正量δVを演算する。
補正量δV={Vmax +Vmin }/2 ・・・・・・・(3)
ここで、Vmax = max{Vuref ,Vvref ,Vwref }、
Vmin = min{Vuref ,Vvref ,Vwref }である。
When Vmax-min> Vdc when one phase is saturated, if the saturation amount is used as the correction amount, the non-saturated phase has the limit value Vlim (= ± Vdc / 2) as shown in FIG. It will be over. Therefore, when Vmax-min> Vdc at the time of one-phase saturation, the saturation amount of the saturated two-phase phase voltage command value becomes equal using the above equation (3) at the time of two-phase saturation. Thus, the correction amount δV is calculated.
Correction amount δV = {Vmax + Vmin} / 2 (3)
Where Vmax = max {Vu ref , Vv ref , Vw ref },
Vmin = min {Vu ref , Vv ref , Vw ref }.

さらに、上述の2相飽和時の式(4)で求められる係数Kを使用して、補正した後の相電圧指令値の比を補正前の相電圧指令値(Vuref ,Vvref ,Vwref )の比と同様にするように、式(3)で求めた補正量δVに係数Kをかけて新たな補正量K・δVとする。
1相飽和時でVmax-min > Vdcの場合に、補正した後の相電圧指令値の比を補正前の相電圧指令値(Vuref ,Vvref ,Vwref )の比と同様にするようにすることにより、線間電圧の歪みを低減することができる。
Furthermore, the ratio K of the phase voltage command values after correction is calculated using the coefficient K obtained by the above-described equation (4) at the time of two-phase saturation, and the phase voltage command values (Vu ref , Vv ref , Vw ref before correction). ) To obtain a new correction amount K · δV by multiplying the correction amount δV obtained by the equation (3) by the coefficient K.
When Vmax-min> Vdc at the time of one-phase saturation, the ratio of the phase voltage command values after correction is made to be the same as the ratio of the phase voltage command values (Vu ref , Vv ref , Vw ref ) before correction. By doing so, the distortion of the line voltage can be reduced.

図6はこの発明の実施の形態1に係るモータ制御装置において補正回路8および補正量演算回路11における補正処理を示すフローチャートである。   FIG. 6 is a flowchart showing a correction process in the correction circuit 8 and the correction amount calculation circuit 11 in the motor control apparatus according to the first embodiment of the present invention.

図1〜図6により、補正回路8および補正量演算回路11の補正処理を説明する。
ステップS1で、補正回路8および補正量演算回路11は演算回路7から出力される相電圧指令値(Vuref ,Vvref ,Vwref )を入力する。ステップS2で、補正量演算回路11は3相の相電圧指令値で電圧飽和になっている相がないか確認し、電圧飽和がない場合は、ステップS3で補正量δV=0とする。
The correction processing of the correction circuit 8 and the correction amount calculation circuit 11 will be described with reference to FIGS.
In step S1, the correction circuit 8 and the correction amount calculation circuit 11 receive the phase voltage command values (Vu ref , Vv ref , Vw ref ) output from the calculation circuit 7. In step S2, the correction amount calculation circuit 11 checks whether there is a phase that is voltage saturated with the three-phase phase voltage command value. If there is no voltage saturation, the correction amount δV = 0 is set in step S3.

ステップS2で電圧飽和が検出された場合は、続いてステップS4で飽和している相が、1相だけである(1相飽和)か2相が飽和している(2相飽和)かを調べる。
ステップS4で1相飽和と検出された場合には、続いてステップS5で相電圧指令値の最大値と最小値との電圧差(Vmax-min =Vmax −Vmin )と直流母線電圧Vdc とを比較する。ステップS5でVmax-min ≦ Vdcと判定された場合はステップS6に進み、ステップS5でVmax-min > Vdcと判定された場合はステップS7に進む。
また、ステップS4で2相飽和と検出された場合には、ステップS7に進む。
When voltage saturation is detected in step S2, it is subsequently checked in step S4 whether only one phase is saturated (single-phase saturation) or two phases are saturated (two-phase saturation). .
If one-phase saturation is detected in step S4, then in step S5, the voltage difference (Vmax-min = Vmax-Vmin) between the maximum value and the minimum value of the phase voltage command value is compared with the DC bus voltage Vdc. To do. If it is determined in step S5 that Vmax-min ≦ Vdc, the process proceeds to step S6. If it is determined in step S5 that Vmax-min> Vdc, the process proceeds to step S7.
On the other hand, if two-phase saturation is detected in step S4, the process proceeds to step S7.

ステップS5でVmax-min Vdcと判定された場合は、飽和量分を補正しても他の相電圧指令値が飽和することがないため、ステップS6で補正量δVを上述の式(5)で演算する。 If it is determined in step S5 that Vmax-min Vdc, the correction amount δV is set to the above-described equation (5) in step S6 because the other phase voltage command value is not saturated even if the saturation amount is corrected. Calculate with.

また、ステップS4で2相飽和と検出された場合、または1相飽和でステップS5でVmax-min > Vdcと判定された場合には、ステップS7で補正量δVを上述の式(3)で演算する。
補正量δV={Vmax + Vmin }/2 ・・・・・・・(3)
ここで、Vmax = max{Vuref ,Vvref ,Vwref }、
Vmin = min{Vuref ,Vvref ,Vwref }である。
If it is detected that two-phase saturation is detected in step S4, or if it is determined that Vmax-min> Vdc in step S5 in the case of one-phase saturation, the correction amount δV is calculated by the above equation (3) in step S7. To do.
Correction amount δV = {Vmax + Vmin} / 2 (3)
Where Vmax = max {Vu ref , Vv ref , Vw ref },
Vmin = min {Vu ref , Vv ref , Vw ref }.

ステップS8では、上記ステップS3、ステップS6またはステップS7で演算された補正量δVを入力し、システムの目的に応じた係数Kを乗算し、最終的な補正量K・δVを求める。   In step S8, the correction amount δV calculated in step S3, step S6 or step S7 is input and multiplied by a coefficient K according to the purpose of the system to obtain a final correction amount K · δV.

ステップS9で、補正回路8は補正量演算回路11で演算した最終的な補正量K・δVを用いて下式(6)により相電圧指令Vuref ,Vvref ,Vwref を補正する。相電圧指令値をVuvwref 、最終的な補正量K・δVを用いて補正した補正後の相電圧指令値をVuvwrefcmd とすると、
Vuvwrefcmd = Vuvwref − K・δV ・・・・・(6)
In step S9, the correction circuit 8 corrects the phase voltage commands Vu ref , Vv ref , Vw ref by the following equation (6) using the final correction amount K · δV calculated by the correction amount calculation circuit 11. If the phase voltage command value is Vuvw ref and the corrected phase voltage command value corrected using the final correction amount K · δV is Vuvw ref cmd,
Vuvw ref cmd = Vuvw ref −K · δV (6)

図7は、相電圧指令値Vuref ,Vvref ,Vwref をリミッタ12(12u,12v,12w)によりリミット値Vlim ( ±Vdc/2 )でクランプする処理をした場合のもので、最大振幅値200Vの相電圧指令値を与えた場合の実験結果を示す図であり、(a)は相電圧指令値および中性点電位の波形、(b)は線間電圧の波形、(c)は線間電圧のFT解析を示す図である。図7(a)、(b)において、線で示した波形は補正前のもの、線で示した波形はリミット値Vlim でクランプした補正後のものを示す。また、一点線は仮想中性点電位である。
図7(c)に示すように、相電圧指令値をリミット値Vlim でクランプした場合の特性は、高調波成分が少なくひずみ率は低いが、基本波成分も少ないため、線間電圧実効値も低くなってしまう。
FIG. 7 shows a case where the phase voltage command values Vu ref , Vv ref , Vw ref are clamped by the limiter 12 (12u, 12v, 12w) with the limit value Vlim (± Vdc / 2), and the maximum amplitude value is obtained. It is a figure which shows the experimental result at the time of giving the phase voltage command value of 200V, (a) is a waveform of a phase voltage command value and a neutral point potential, (b) is a waveform of a line voltage, (c) is a line it is a diagram showing a F F T analysis between voltage. In FIG. 7 (a), (b) , that before the waveform shown by the broken line correction, waveform indicated by the solid line shows those after correction of clamping with the limit value Vlim. Further, one point chain line is a virtual neutral point potential.
As shown in FIG. 7 (c), the characteristics when the phase voltage command value is clamped by the limit value Vlim have a low harmonic component and a low distortion rate, but also a low fundamental wave component. It will be lower.

図8は、相電圧指令値Vuref ,Vvref ,Vwref のリミット値Vlim ( ±Vdc/2 )を越えた飽和分を補正する処理(例えば、特許文献1または特許文献2)をした場合のもので、最大振幅値200Vの相電圧指令値を与えた場合の実験結果を示す図であり、(a)は相電圧指令値および中性点電位の波形、(b)は線間電圧の波形、(c)は線間電圧のFT解析を示す図である。図8(a)、(b)において、線で示した波形は補正前のもの、線で示した波形は補正後のものを示す。また、一点線は仮想中性点電位である。
図8(c)に示すように、相電圧指令値のリミット値Vlim ( ±Vdc/2 )を越えた飽和分を補正する処理をした場合の特性は、基本波成分が多いため線間電圧実効値は高いが、高調波成分も多いためひずみ率は高くなってしまう。
FIG. 8 shows a case where a process of correcting the saturation exceeding the limit value Vlim (± Vdc / 2) of the phase voltage command values Vu ref , Vv ref , Vw ref (for example, Patent Document 1 or Patent Document 2) is performed. FIG. 5 is a diagram showing experimental results when a phase voltage command value having a maximum amplitude value of 200 V is given, where (a) shows the waveform of the phase voltage command value and neutral point potential, and (b) shows the waveform of the line voltage. is a diagram showing a F F T analysis (c) is the line voltage. FIG. 8 (a), the (b), the waveform shown by broken lines those before correction, the waveform shown by the solid line shows those after the correction. Further, one point chain line is a virtual neutral point potential.
As shown in FIG. 8 (c), the characteristic when processing for correcting the saturation exceeding the limit value Vlim (± Vdc / 2) of the phase voltage command value has a large fundamental wave component, so the line voltage is effective. Although the value is high, the distortion rate becomes high because there are many harmonic components.

図9は、この発明の実施の形態1に係るモータ制御装置において補正回路8および補正量演算回路11における補正処理をした場合のもので、最大振幅値200Vの相電圧指令を与えた場合の実験結果を示す図であり、(a)は相電圧指令値の波形、(b)は線間電圧の波形、(c)は線間電圧のFT解析を示す図である。図9(a)、(b)において、線で示した波形は補正前のもの、線で示した波形は補正後のものを示す。また、一点線は仮想中性点電位である。
図9(c)に示すように、上述の実施の形態1により相電圧指令値を補正する処理をした場合の特性は、基本波成分を高い値に保った状態で、高調波成分が抑えられている。
FIG. 9 shows a case where correction processing is performed in the correction circuit 8 and the correction amount calculation circuit 11 in the motor control device according to the first embodiment of the present invention, and an experiment when a phase voltage command having a maximum amplitude value of 200 V is given. shows the results, (a) shows the waveform of the phase voltage command value, (b) is a diagram showing the waveform of the line voltage, the F F T analysis (c) is the line voltage. FIG. 9 (a), the (b), the waveform shown by broken lines those before correction, the waveform shown by the solid line shows those after the correction. Further, one point chain line is a virtual neutral point potential.
As shown in FIG. 9C, the characteristic when the phase voltage command value is corrected according to the first embodiment described above is such that the harmonic component is suppressed while the fundamental component is kept at a high value. ing.

図10は、図7、図8および図9に示した補正後の特性を比較した図で、図10(a)はひずみ率、図10(b)は線間電圧実効値である。
タイプaは図7に示した相電圧指令値をリミット値Vlim でクランプした場合の特性、タイプbは図8に示した相電圧指令値のリミット値Vlim ( ±Vdc/2 )を越えた飽和分を補正する処理をした場合の特性、タイプcは図9に示した上述の実施の形態1により相電圧指令値を補正する処理をした場合の特性である。
FIG. 10 is a graph comparing the corrected characteristics shown in FIGS. 7, 8, and 9. FIG. 10 (a) shows the distortion rate, and FIG. 10 (b) shows the line voltage effective value.
Type a is the characteristics when the phase voltage command value shown in FIG. 7 is clamped by the limit value Vlim, and type b is the saturation that exceeds the limit value Vlim (± Vdc / 2) of the phase voltage command value shown in FIG. The characteristic when the process of correcting the phase voltage is performed, and type c is the characteristic when the process of correcting the phase voltage command value is performed according to the first embodiment shown in FIG.

図11は、縦軸を線間電圧実効値、横軸をひずみ率として、図7、図8および図9に示した補正後の特性を比較した図である。図11において、
領域Aはひずみ率が低く、線間電圧実効値が高い領域、
領域Bはひずみ率が高く、線間電圧実効値が高い領域、
領域Cはひずみ率が低く、線間電圧実効値が低い領域、
領域Dはひずみ率が高く、線間電圧実効値が低い領域である。
FIG. 11 is a graph comparing the corrected characteristics shown in FIGS. 7, 8 and 9 with the vertical axis representing the line voltage effective value and the horizontal axis representing the distortion rate. In FIG.
Region A is a region where the distortion rate is low and the line voltage effective value is high,
Region B is a region where the distortion rate is high and the line voltage effective value is high,
Region C has a low distortion rate and a low line voltage effective value,
Region D is a region with a high distortion rate and a low line voltage effective value.

モータ制御装置から出力される線間電圧のひずみ率および実効値は、領域Aになるように制御するのが望ましく、上述の実施の形態1においては、飽和した2相の相電圧指令値の飽和量が等しくなるように補正する例、および最終的な補正量K・δV(ただし、Kはシステムの目的に応じて可変とする係数である)として、補正後の相電圧指令値の比を補正前の相電圧指令値の比と同様にするために、係数Kを式(4)(係数K=Vdc /Vmax-min 、ここで、Vdc は直流母線電圧、Vmax-minは相電圧指令値の最大値と最小値との電圧差である。)で求めた例について説明したが、
係数Kを変えることで、システムの目的(ひずみ率、線間電圧実効値の割合)に応じた特性が得られる。
It is desirable to control the distortion factor and effective value of the line voltage output from the motor control device so as to be in the region A. In the first embodiment described above, saturation of the saturated two-phase phase voltage command value is performed. Correct the ratio of phase voltage command values after correction as an example of correcting the amounts to be equal, and the final correction amount K · δV (where K is a coefficient that can be varied according to the purpose of the system) In order to make it the same as the ratio of the previous phase voltage command value, the coefficient K is expressed by equation (4) (coefficient K = Vdc / Vmax-min, where Vdc is the DC bus voltage and Vmax-min is the phase voltage command value. This is the voltage difference between the maximum and minimum values.)
By changing the coefficient K, characteristics according to the purpose of the system (distortion rate, ratio of effective value of line voltage) can be obtained.

以上のように、この発明の相電圧指令補正方法およびこの相電圧指令補正方法を使用したモータ制御装置においては、ひずみ率の少なく実効値の高い線間電圧を得ることができるので、定速駆動する用途または定出力領域で安定してモータを駆動する用途に適している。   As described above, in the phase voltage command correction method of the present invention and the motor control device using this phase voltage command correction method, a line voltage having a small distortion rate and a high effective value can be obtained. It is suitable for applications that drive the motor stably in a constant output region.

この発明の実施の形態1に係るモータ制御装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the motor control apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. 相電圧指令の波形および線間電圧の波形を示す図である。It is a figure which shows the waveform of a phase voltage command, and the waveform of a line voltage. この発明の実施の形態1に係るモータ制御装置における補正回路8の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the correction circuit 8 in the motor control apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1に係るモータ制御装置において補正量演算回路11における補正量演算処理を説明する図である。It is a figure explaining the correction amount calculation process in the correction amount calculation circuit 11 in the motor control apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1に係るモータ制御装置において補正量演算回路11における1相飽和時の補正量演算処理を説明する図である。It is a figure explaining the correction amount calculation process at the time of 1 phase saturation in the correction amount calculation circuit 11 in the motor control apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1に係るモータ制御装置において補正回路8および補正量演算回路11における補正処理を示すフローチャートである。3 is a flowchart showing correction processing in a correction circuit 8 and a correction amount calculation circuit 11 in the motor control apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. 相電圧指令値Vuref ,Vvref ,Vwref をリミッタ12(12u,12v,12w)によりリミット値Vlim ( ±Vdc/2 )でクランプする処理をした場合のもので、最大振幅値200Vの相電圧指令値を与えた場合の実験結果を示す図である。The phase voltage command values Vu ref , Vv ref , Vw ref are clamped at the limit value Vlim (± Vdc / 2) by the limiter 12 (12u, 12v, 12w), and the phase voltage having the maximum amplitude value of 200V It is a figure which shows the experimental result at the time of giving command value. 相電圧指令値Vuref ,Vvref ,Vwref のリミット値Vlim ( ±Vdc/2 )を越えた飽和分を補正する処理(例えば、特許文献1または特許文献2)をした場合のもので、最大振幅値200Vの相電圧指令値を与えた場合の実験結果を示す図である。This is the case when processing for correcting the saturation exceeding the limit value Vlim (± Vdc / 2) of the phase voltage command values Vu ref , Vv ref , Vw ref (for example, Patent Document 1 or Patent Document 2) It is a figure which shows the experimental result at the time of giving the phase voltage command value of amplitude value 200V. この発明の実施の形態1に係るモータ制御装置において補正回路8および補正量演算回路11における補正処理をした場合のもので、最大振幅値200Vの相電圧指令を与えた場合の実験結果を示す図である。The figure which shows the experimental result at the time of giving the correction process in the correction circuit 8 and the correction amount calculation circuit 11 in the motor control apparatus which concerns on Embodiment 1 of this invention, and giving the phase voltage command of the maximum amplitude value 200V It is. 図7、図8および図9に示した補正後の特性を比較した図である。FIG. 10 is a diagram comparing the corrected characteristics shown in FIGS. 7, 8, and 9. 縦軸を線間電圧実効値、横軸をひずみ率として、図7、図8および図9に示した補正後の特性を比較した図である。It is the figure which compared the characteristic after correction | amendment shown in FIG.7, FIG8 and FIG.9 by making a vertical axis | shaft an effective voltage between lines and a horizontal axis | shaft into a distortion factor.

1 商用電源、 2 コンバータ部、 3 コンデンサ、 4 インバータ部、5 モータ、 6 制御部、 7 演算回路、 8 補正回路、 9 変調回路、 10 搬送波発生器、 11 補正量演算回路、 12(12u,12v,12w) リミッタ、 Vdc 直流母線電圧、 Vuref ,Vvref ,Vwref 相電圧指令値、 Vurefcmd,Vvrefcmd,Vwrefcmd 補正後の相電圧指令値、 Vlim リミット値、 Vuref',Vvref',Vwref' クランプした相電圧指令値、 δV 補正量、 K 係数、 Vurefcmd, Vvrefcmd,Vwrefcmd 補正した相電圧指令値、 Vmax 相電圧指令値の最大値、 Vmin 相電圧指令値の最小値、 Vmax' Vmaxを補正量δVで補正した相電圧指令値、 Vmin' Vmin を補正量δVで補正した相電圧指令値、 ΔVa Vmax側の補正後の飽和量、 ΔVb Vmin側の補正後の飽和量、 a,b 補正前の相電圧指令値の比、 a1,b1 補正量δVで補正した後の相電圧指令値の比、 a2,b2 補正量K・δVで補正した後の相電圧指令値の比、 a3,b3 補正量δVで補正した後の相電圧指令値の比、Vmax-min 相電圧指令値の最大値と最小値との電圧差(Vmax-min =Vmax −Vmin )、 Su,Sv,Sw パルス幅変調信号。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Commercial power supply, 2 Converter part, 3 Capacitor, 4 Inverter part, 5 Motor, 6 Control part, 7 Arithmetic circuit, 8 Correction circuit, 9 Modulation circuit, 10 Carrier wave generator, 11 Correction amount calculation circuit, 12 (12u, 12v 12w) Limiter, Vdc DC bus voltage, Vu ref , Vv ref , Vw ref phase voltage command value, Vu ref cmd, Vv ref cmd, Vw ref cmd Corrected phase voltage command value, Vlim limit value, Vu ref ', Vv ref ', Vw ref ' Clamped phase voltage command value, δV correction amount, K factor, Vu ref cmd, Vv ref cmd, Vw ref cmd Corrected phase voltage command value, Vmax maximum value of phase voltage command value, Vmin phase Minimum value of voltage command value, phase voltage command value obtained by correcting Vmax 'Vmax with correction amount δV, phase voltage command value obtained by correcting Vmin' Vmin with correction amount δV, ΔVa Saturation amount after correction, ΔVb Saturation amount after correction on Vmin side, a, b Ratio of phase voltage command value before correction, a1, b1 Ratio of phase voltage command value after correction with correction amount δV, a2, b2 correction Ratio of phase voltage command value after correction with quantity K · δV, a3, b3 Ratio of phase voltage command value after correction with correction quantity δV, Vmax-min Voltage between maximum value and minimum value of phase voltage command value Difference (Vmax−min = Vmax−Vmin), Su, Sv, Sw Pulse width modulation signal.

Claims (6)

半導体スイッチング素子のブリッジ構成からなり、直流電力を所定の周波数、所定の電圧の交流電力に変換するインバータ部と、運転指令、速度指令などの各種指令および加減速時間、電圧/周波数パターンなどの各種設定条件から相電圧指令値を求め、この相電圧指令値と搬送波とを比較して、前記インバータ部を構成する半導体スイッチング素子をオン/オフ制御するスイッチング信号としてのパルス幅変調信号を演算、出力する制御部と、を有するモータ制御装置において、
前記制御部は、
3相の相電圧指令値の内2相がリミット値より飽和した場合、
または3相の相電圧指令値のうち1相がリミット値より飽和し、かつ3相の相電圧指令値の最大値と最小値との差が、前記直流電力の直流母線電圧値よりも大きい場合に、
補正前の相電圧指令値と補正後の相電圧指令値の比を変えずに仮想中性点電位を移動させることで2相の相電圧指令値が、リミット値からの飽和量が等しくなるように補正する補正回路を備えたことを特徴とするモータ制御装置。
It consists of a bridge structure of semiconductor switching elements, and converts inverter power that converts DC power into AC power with a predetermined frequency and voltage, and various commands such as operation commands and speed commands, acceleration / deceleration times, and voltage / frequency patterns. The phase voltage command value is obtained from the set conditions, the phase voltage command value is compared with the carrier wave, and a pulse width modulation signal is calculated and output as a switching signal for controlling on / off of the semiconductor switching element constituting the inverter unit. A motor control device including:
The controller is
If two of the three phase voltage command values are saturated from the limit value ,
Or, when one of the three phase voltage command values is saturated from the limit value , and the difference between the maximum and minimum values of the three phase voltage command values is larger than the DC bus voltage value of the DC power In addition,
Phase voltage command values of two phases in Rukoto moves the virtual neutral point potential without changing the ratio of the phase voltage command value and the corrected phase voltage command values before correction, the saturation amount from the limit value becomes equal A motor control device comprising a correction circuit that corrects the error as described above .
半導体スイッチング素子のブリッジ構成からなり、直流電力を所定の周波数、所定の電圧の交流電力に変換するインバータ部と、運転指令、速度指令などの各種指令および加減速時間、電圧/周波数パターンなどの各種設定条件から相電圧指令値を求め、この相電圧指令値と搬送波とを比較して、前記インバータ部を構成する半導体スイッチング素子をオン/オフ制御するスイッチング信号としてのパルス幅変調信号を演算、出力する制御部と、を有するモータ制御装置において、It consists of a bridge structure of semiconductor switching elements, and converts inverter power that converts DC power into AC power with a predetermined frequency and voltage, and various commands such as operation commands and speed commands, acceleration / deceleration times, and voltage / frequency patterns. The phase voltage command value is obtained from the set conditions, the phase voltage command value is compared with the carrier wave, and a pulse width modulation signal is calculated and output as a switching signal for controlling on / off of the semiconductor switching element constituting the inverter unit. A motor control device including:
前記制御部は、The controller is
3相の相電圧指令値の内2相がリミット値より飽和した場合、If two of the three phase voltage command values are saturated from the limit value,
または3相の相電圧指令値のうち1相がリミット値より飽和し、かつ3相の相電圧指令値の最大値と最小値との差が、前記直流電力の直流母線電圧値よりも大きい場合に、Or, when one of the three phase voltage command values is saturated from the limit value, and the difference between the maximum and minimum values of the three phase voltage command values is larger than the DC bus voltage value of the DC power In addition,
3相の相電圧指令値における最大値と最小値の和の1/2を補正量として求め、該補正量を3相の相電圧指令値から減算することで、2相の相電圧指令値が、リミット値からの飽和量が等しくなるように補正する補正回路を備えたことを特徴とするモータ制御装置。By obtaining 1/2 of the sum of the maximum value and minimum value of the three-phase phase voltage command values as a correction amount, and subtracting the correction amount from the three-phase phase voltage command value, the two-phase phase voltage command value becomes A motor control device comprising a correction circuit for correcting the saturation amount from the limit value to be equal.
相電圧指令値を入力する段階と、
入力した3相の相電圧指令値に電圧飽和になっている相がないか確認する段階と、
入力した3相の相電圧指令値に電圧飽和がある場合に、飽和している相が1相のみか2相が飽和しているかを確認する段階と、
入力した3相の相電圧指令値に電圧飽和がない場合に、相電圧指令値に対する補正を行わず
1相のみが飽和している場合に、電圧飽和分を補正量として、飽和した相の相電圧指令値を補正し、
2相が飽和している場合に、相電圧指令値の最大値と最小値とのの1/2を補正量として、3相の相電圧指令値をそれぞれ補正する段階と、
を備えたことを特徴とする相電圧指令補正方法。
A phase voltage command value input step;
A step of confirming that there is no phase that is saturated in the input three-phase voltage command value;
When there is voltage saturation in the input phase voltage command value of the three phases, it is confirmed whether only one phase is saturated or two phases are saturated;
When there is no voltage saturation in the input three-phase phase voltage command value, the phase voltage command value is not corrected ,
When only one phase is saturated, correct the phase voltage command value of the saturated phase using the voltage saturation as the correction amount,
When the two phases are saturated, a step of correcting each of the three-phase phase voltage command values with a half of the sum of the maximum value and the minimum value of the phase voltage command values as a correction amount;
A phase voltage command correction method comprising:
相電圧指令値を入力する段階と、
入力した3相の相電圧指令値に電圧飽和になっている相がないか確認する段階と、
入力した3相の相電圧指令値に電圧飽和がある場合に、飽和している相が1相のみか2相が飽和しているかを確認する段階と、
1相のみが飽和している場合に、相電圧指令値の最大値と最小値の電圧差と直流母線電圧とを比較する段階と、
入力した3相の相電圧指令値に電圧飽和がない場合に、相電圧指令値に対する補正を行わず、
1相のみが飽和している場合で、かつ相電圧指令値の最大値と最小値との差が直流母線電圧以下の場合に、電圧飽和分を補正量として飽和した相の相電圧指令値を補正し、
2相が飽和している場合、または1相のみが飽和している場合で、かつ相電圧指令値の最大値と最小値との電圧差が直流母線電圧を越えた場合に、相電圧指令値の最大値と最小値とのの1/2を補正量として、3相の相電圧指令値をそれぞれ補正する段階と、
を備えたことを特徴とする相電圧指令補正方法。
A phase voltage command value input step;
A step of confirming that there is no phase that is saturated in the input three-phase voltage command value;
When there is voltage saturation in the input phase voltage command value of the three phases, it is confirmed whether only one phase is saturated or two phases are saturated;
When only one phase is saturated, comparing the voltage difference between the maximum and minimum phase voltage command values with the DC bus voltage;
When there is no voltage saturation in the input three-phase phase voltage command value, the phase voltage command value is not corrected,
If only one phase is saturated, and when the difference between the maximum value and the minimum value of the phase voltage command value is less than the DC bus voltage, the phase voltage command phase saturated voltage saturates in the correction amount Correct the value,
Phase voltage command value when two phases are saturated or when only one phase is saturated and the voltage difference between the maximum and minimum phase voltage command values exceeds the DC bus voltage Correcting each of the three-phase voltage command values, with 1/2 of the sum of the maximum value and the minimum value as a correction amount,
A phase voltage command correction method comprising:
補正前の相電圧指令値と補正後の相電圧指令値の比を変えずに2相の相電圧指令値が、リミット値からの飽和量が等しくなるように補正することを特徴とする請求項2に記載のモータ制御装置The two-phase phase voltage command value is corrected so that the saturation amount from the limit value becomes equal without changing the ratio between the phase voltage command value before correction and the phase voltage command value after correction. The motor control device according to 2 補正前の相電圧指令値と補正後の相電圧指令値の比を変えずに2相の相電圧指令値が、リミット値からの飽和量が等しくなるように補正することを特徴とする請求項3または4に記載の相電圧指令補正方法 The two-phase phase voltage command value is corrected so that the saturation amount from the limit value becomes equal without changing the ratio between the phase voltage command value before correction and the phase voltage command value after correction. 5. The phase voltage command correction method according to 3 or 4 .
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