JP4675902B2 - 3相pwm信号発生装置 - Google Patents
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Description
3 直流電源
4a,4b 直流母線
5a,5b,5c,5d,5e,5f 半導体スイッチング素子
6a,6b,6c,6d,6e,6f フライホイールダイオード
7 電動機
9 直流電流検出手段
11 相電流判別手段
12 励磁電流及びトルク電流を求める手段
13 電圧指令ベクトル演算手段
15 PWM信号発生手段
20 インバータ制御部
21 PWM信号作成手段
22 PWM信号デューティ作成手段
23 PWM信号デューティ再分配手段
25,26,27 仮想電圧ベクトル
31,32,33 仮想電圧ベクトル
35,36,37 仮想電圧ベクトル
41,42 切替ポイント
図1は、この発明の実施の形態1による3相PWM信号発生装置を備えるインバータ装置の構成を示すブロック図である。なお、図1では、図36(従来例)に示した構成要素と同一ないしは同等である構成要素には同一の符号が付されている。ここでは、実施の形態1に関わる部分を中心に説明する。
この発明の実施の形態2による3相PWM信号発生装置を備えるインバータ装置においてその3相PWM信号発生装置におけるPWM信号作成手段は、図1(実施の形態1)に示した構成におけるPWM信号作成手段21に対応する。まず、PWM信号デューティ作成手段22の動作について、重複するが、図1と図2(a)を参照して簡単に説明する。
dzero’=1−d1’−d2’−d3’ …(3)
と表せる。そして、合計発生時間比率dzero’と一方のゼロベクトルV0の発生時間比率d0’及び他方のゼロベクトルV7の発生時間比率d7’との関係は、kを0〜1の範囲内にある任意の値とすると、
d0’=k・dzero’ …(4)
d7’=(1−k)・dzero’ …(5)
と表せる。
図28は、この発明の実施の形態3による3相PWM信号発生装置を備えるインバータ装置においてその3相PWM信号発生装置におけるPWM信号作成手段の動作を説明する図である。この実施の形態3では、実施の形態1,2と同様の方法でPWM信号の生成するが、電動機の低速側への運転範囲を確保する場合の構成例が示されている。ここでは、理解を容易にするため、実施の形態1による方法でPWM信号を生成する場合について説明する。
図30は、この発明の実施の形態4による3相PWM信号発生装置を備えるインバータ装置においてその3相PWM信号発生装置におけるPWM信号作成手段の動作を説明する図である。この実施の形態4では、低速側への運転要求範囲が実施の形態3よりも厳しい場合、端的に言えば変調率が実施の形態3で扱う場合よりも低く、電圧指令ベクトルを2方向のベクトルに分解した場合にその2方向のベクトルの発生時間比率が共に短い場合にも対処する構成例について説明する。
図35−1〜図35−3は、この発明の実施の形態5として、以上説明した実施の形態1〜4によるPWM信号を発生する方法と従来の3相変調方式や2相変調方式によるPWM信号を発生する方法とを併用する場合の構成方法を説明する図である。図1に示すPWM信号作成手段21は、図36に示すPWM信号作成手段14に相当するPWMデューティ作成手段22にPWM信号デューティ再分配手段23を追加した構成であるので、このような併用が可能となる。
Claims (20)
- 半導体スイッチング素子を用いた3相電圧型インバータ装置において、
前記半導体スイッチング素子によるスイッチングモードを規定する3相のPWM信号を3種類の基本電圧ベクトルと1種類のゼロベクトルとの組み合わせによって生成する生成手段は、
電圧指令ベクトルを挟む60度の位相差を持つ2種類の基本電圧ベクトルと対応するゼロベクトルとに与える発生時間比率を前記電圧指令ベクトルに基づき割り付けて60度の位相差を持つ2種類の基本電圧ベクトルと少なくとも1種類のゼロベクトルとを作成する作成手段と、
前記電圧指令ベクトルに対応するゼロベクトルを構成する長さの等しい各120度の位相差を持つ3種類のベクトルを用いて、前記電圧指令ベクトルの発生時間比率を、前記60度の位相差を持つ2種類の基本電圧ベクトルのいずれか一方の基本電圧ベクトルを含み各120度の位相差を持つ3種類の基本電圧ベクトルに分配しそれに基づき各60度の位相差を持つ3種類の基本電圧ベクトルと1種類のゼロベクトルとを作成する分配手段と、
を備えていることを特徴とする3相PWM信号発生装置。 - 半導体スイッチング素子を用いた3相電圧型インバータ装置において、
前記半導体スイッチング素子によるスイッチングモードを規定する3相のPWM信号を3種類の基本電圧ベクトルと1種類のゼロベクトルとの組み合わせによって生成する生成手段は、
電圧指令ベクトルを挟む60度の位相差を持つ2種類の基本電圧ベクトルと対応するゼロベクトルとに与える発生時間比率を前記電圧指令ベクトルに基づき割り付けて60度の位相差を持つ2種類の基本電圧ベクトルと少なくとも1種類のゼロベクトルとを作成する作成手段と、
前記電圧指令ベクトルに対応するゼロベクトルを構成する長さの等しい各120度の位相差を持つ3種類のベクトルを用いて、前記電圧指令ベクトルの発生時間比率を、前記60度の位相差を持つ2種類の基本電圧ベクトルのいずれか一方の基本電圧ベクトルを含み各120度の位相差を持つ3種類の基本電圧ベクトルに分配しそれに基づき各60度の位相差を持つ3種類の基本電圧ベクトルと1種類のゼロベクトルとを前記60度の位相差を持つ3種類の基本電圧ベクトルのうち、真ん中の基本電圧ベクトルには発生時間比率として所定値を与えて作成する分配手段と、
を備えていることを特徴とする3相PWM信号発生装置。 - 前記生成手段は、さらに
前記3相電圧型インバータ装置が駆動する電動機の負荷状態、運転周波数、インバータ回転角の角度範囲の少なくとも一つに基づき、前記作成手段が作成する 60度の位相差を持つ2種類の基本電圧ベクトル及び少なくとも1種類のゼロベクトルを用いて3相PWM信号を発生するケースと、前記分配手段が作成する60度の位相差を持つ3種類の基本電圧ベクトル及び1種類のゼロベクトルを用いて3相PWM信号を発生するケースとを切り替える切替手段、
を備えていることを特徴とする請求項1に記載の3相PWM信号発生装置。 - 前記生成手段は、さらに
前記3相電圧型インバータ装置が駆動する電動機の負荷状態、運転周波数、インバータ回転角の角度範囲の少なくとも一つに基づき、前記作成手段が作成する60度の位相差を持つ2種類の基本電圧ベクトル及び少なくとも1種類のゼロベクトルを用いて3相PWM信号を発生するケースと、前記分配手段が作成する60度の位相差を持つ3種類の基本電圧ベクトル及び1種類のゼロベクトルを用いて3相PWM信号を発生するケースとを切り替える切替手段、
を備えていることを特徴とする請求項2に記載の3相PWM信号発生装置。 - 半導体スイッチング素子を用いた3相電圧型インバータ装置において、
前記半導体スイッチング素子によるスイッチングモードを規定する3相のPWM信号を3種類の基本電圧ベクトルと1種類のゼロベクトルとの組み合わせによって生成する生成手段は、
電圧指令ベクトルを挟む60度の位相差を持つ2種類の基本電圧ベクトルと対応するゼロベクトルとに与える発生時間比率を前記電圧指令ベクトルに基づき割り付けて60度の位相差を持つ2種類の基本電圧ベクトルと少なくとも1種類のゼロベクトルとを作成する作成手段と、
前記電圧指令ベクトルに対応するゼロベクトルを構成する長さの等しい各120度の位相差を持つ3種類のベクトルを用いて、前記電圧指令ベクトルの発生時間比率を、前記60度の位相差を持つ2種類の基本電圧ベクトルのいずれか一方の基本電圧ベクトルを含み各120度の位相差を持つ3種類の基本電圧ベクトルに分配し、それに基づき各120度の位相差を持つ3種類の基本電圧ベクトルと少なくとも1種類のゼロベクトルとを作成する分配手段と、
を備えていることを特徴とする3相PWM信号発生装置。 - 前記生成手段は、さらに
前記3相電圧型インバータ装置が駆動する電動機の負荷状態、運転周波数、インバータ回転角の角度範囲の少なくとも一つに基づき、前記作成手段が作成する60度の位相差を持つ2種類の基本電圧ベクトル及び少なくとも1種類のゼロベクトルを用いて3相PWM信号を発生するケースと、前記分配手段が作成する120度の位相差を持つ3種類の基本電圧ベクトル及び少なくとも1種類のゼロベクトルを用いて3相PWM信号を発生するケースとを切り替える切替手段、
を備えていることを特徴とする請求項5に記載の3相PWM信号発生装置。 - 半導体スイッチング素子を用いた3相電圧型インバータ装置において、
前記半導体スイッチング素子によるスイッチングモードを規定する3相のPWM信号を3種類の基本電圧ベクトルと1種類のゼロベクトルとの組み合わせによって生成する生成手段は、
電圧指令ベクトルを挟む60度の位相差を持つ2種類の基本電圧ベクトルと対応するゼロベクトルとに与える発生時間比率を前記電圧指令ベクトルに基づき割り付けて60度の位相差を持つ2種類の基本電圧ベクトルと少なくとも1種類のゼロベクトルとを作成する作成手段と、
前記電圧指令ベクトルに対応するゼロベクトルを構成する長さの等しい各120度の位相差を持つ3種類のベクトルを用いて、前記電圧指令ベクトルの発生時間比率を、前記60度の位相差を持つ2種類の基本電圧ベクトルのいずれか一方の基本電圧ベクトルを含み各120度の位相差を持つ3種類の基本電圧ベクトルに分配し、それに基づき低速側への運転要求範囲が厳しくない場合は各60度の位相差を持つ3種類の基本電圧ベクトルと少なくとも1種類のゼロベクトルとを作成し、低速側への運転要求範囲が厳しい場合は各120度の位相差を持つ3種類の基本電圧ベクトルと少なくとも1種類のゼロベクトルとを作成する分配手段と、
を備えていることを特徴とする3相PWM信号発生装置。 - 前記生成手段は、さらに
前記3相電圧型インバータ装置が駆動する電動機の負荷状態、運転周波数、インバータ回転角の角度範囲の少なくとも一つに基づき、前記作成手段が作成する60度の位相差を持つ2種類の基本電圧ベクトル及び少なくとも1種類のゼロベクトルを用いて3相PWM信号を発生するケースと、前記分配手段が作成する 60度の位相差を持つ3種類の基本電圧ベクトル及び1種類のゼロベクトルと120度の位相差を持つ3種類の基本電圧ベクトル及び少なくとも1種類のゼロベ クトルとを切り替えて用いて3相PWM信号を発生するケースとを切り替える切替手段、
を備えていることを特徴とする請求項7に記載の3相PWM信号発生装置。 - 半導体スイッチング素子を用いた3相電圧型インバータ装置において、
前記半導体スイッチング素子によるスイッチングモードを規定する3相のPWM信号を3種類の基本電圧ベクトルと2種類のゼロベクトルとの組み合わせによって生成する生成手段は、
電圧指令ベクトルを挟む60度の位相差を持つ2種類の基本電圧ベクトルと対応するゼロベクトルとに与える発生時間比率を前記電圧指令ベクトルに基づき割り付けて60度の位相差を持つ2種類の基本電圧ベクトルと少なくとも1種類のゼロベクトルとを作成する作成手段と、
前記電圧指令ベクトルに対応するゼロベクトルを構成する長さの等しい各120度の位相差を持つ3種類のベクトルを用いて、前記電圧指令ベクトルの発生時間比率を、前記60度の位相差を持つ2種類の基本電圧ベクトルのいずれか一方の基本電圧ベクトルを含み各120度の位相差を持つ3種類の基本電圧ベクトルに分配しそれに基づき各60度の位相差を持つ3種類の基本電圧ベクトルと2種類のゼロベクトルとを作成する分配手段と、
を備えていることを特徴とする3相PWM信号発生装置。 - 半導体スイッチング素子を用いた3相電圧型インバータ装置において、
前記半導体スイッチング素子によるスイッチングモードを規定する3相のPWM信号を3種類の基本電圧ベクトルと2種類のゼロベクトルとの組み合わせによって生成する生成手段は、
電圧指令ベクトルを挟む60度の位相差を持つ2種類の基本電圧ベクトルと対応するゼロベクトルとに与える発生時間比率を前記電圧指令ベクトルに基づき割り付けて60度の位相差を持つ2種類の基本電圧ベクトルと少なくとも1種類のゼロベクトルとを作成する作成手段と、
前記電圧指令ベクトルに対応するゼロベクトルを構成する長さの等しい各120度の位相差を持つ3種類のベクトルを用いて、前記電圧指令ベクトルの発生時間比率を、前記60度の位相差を持つ2種類の基本電圧ベクトルのいずれか一方の基本電圧ベクトルを含み各120度の位相差を持つ3種類の基本電圧ベクトルに分配しそれに基づき各60度の位相差を持つ3種類の基本電圧ベクトルと2種類のゼロベクトルとを前記2種類のゼロベクトルに与える発生時間比率を所定の 割合で変更しつつ作成する分配手段と、
を備えていることを特徴とする3相PWM信号発生装置。 - 半導体スイッチング素子を用いた3相電圧型インバータ装置において、
前記半導体スイッチング素子によるスイッチングモードを規定する3相のPWM信号を3種類の基本電圧ベクトルと2種類のゼロベクトルとの組み合わせによって生成する生成手段は、
電圧指令ベクトルを挟む60度の位相差を持つ2種類の基本電圧ベクトルと対応するゼロベクトルとに与える発生時間比率を前記電圧指令ベクトルに基づき割り付けて60度の位相差を持つ2種類の基本電圧ベクトルと少なくとも1種類のゼロベクトルとを作成する作成手段と、
前記電圧指令ベクトルに対応するゼロベクトルを構成する長さの等しい各120度の位相差を持つ3種類のベクトルを用いて、前記電圧指令ベクトルの発生時間比率を、前記60度の位相差を持つ2種類の基本電圧ベクトルのいずれか一方の基本電圧ベクトルを含み各120度の位相差を持つ3種類の基本電圧ベクトルに分配しそれに基づき各60度の位相差を持つ3種類の基本電圧ベクトルと2種類のゼロベクトルとを前記60度の位相差を持つ3種類の基本電圧ベクトルのうち、真ん中の基本電圧ベクトルには発生時間比率として所定値を与えて作成する分配手段と、
を備えていることを特徴とする3相PWM信号発生装置。 - 半導体スイッチング素子を用いた3相電圧型インバータ装置において、
前記半導体スイッチング素子によるスイッチングモードを規定する3相のPWM信号を3種類の基本電圧ベクトルと2種類のゼロベクトルとの組み合わせによって生成する生成手段は、
電圧指令ベクトルを挟む60度の位相差を持つ2種類の基本電圧ベクトルと対応するゼロベクトルとに与える発生時間比率を前記電圧指令ベクトルに基づき割り付けて60度の位相差を持つ2種類の基本電圧ベクトルと少なくとも1種類のゼロベクトルとを作成する作成手段と、
前記電圧指令ベクトルに対応するゼロベクトルを構成する長さの等しい各120度の位相差を持つ3種類のベクトルを用いて、前記電圧指令ベクトルの発生時間比率を、前記60度の位相差を持つ2種類の基本電圧ベクトルのいずれか一方の基本電圧ベクトルを含み各120度の位相差を持つ3種類の基本電圧ベクトルに分配しそれに基づき各60度の位相差を持つ3種類の基本電圧ベクトルと2種類のゼロベクトルとを前記60度の位相差を持つ3種類の基本電圧ベクトルのうち、真ん中の基本電圧ベクトルには発生時間比率として所定値を与えるとともに前記2種類のゼロベクトルに与える発生時間比率を所定の割合で変更しつつ作成 する分配手段と、
を備えていることを特徴とする3相PWM信号発生装置。 - 前記生成手段は、さらに
前記3相電圧型インバータ装置が駆動する電動機の負荷状態、運転周波数、インバータ回転角の角度範囲の少なくとも一つに基づき、前記作成手段が作成する 60度の位相差を持つ2種類の基本電圧ベクトル及び少なくとも1種類のゼロベクトルを用いて3相PWM信号を発生するケースと、前記分配手段が作成する 120度の位相差を持つ3種類の基本電圧ベクトル及び2種類のゼロベクトルを用いて3相PWM信号を発生するケースとを切り替える切替手段、
を備えていることを特徴とする請求項9に記載の3相PWM信号発生装置。 - 前記生成手段は、さらに
前記3相電圧型インバータ装置が駆動する電動機の負荷状態、運転周波数、インバータ回転角の角度範囲の少なくとも一つに基づき、前記作成手段が作成する60度の位相差を持つ2種類の基本電圧ベクトル及び少なくとも1種類のゼロベクトルを用いて3相PWM信号を発生するケースと、前記分配手段が作成する120度の位相差を持つ3種類の基本電圧ベクトル及び2種類のゼロベクトルを用いて3相PWM信号を発生するケースとを切り替える切替手段、
を備えていることを特徴とする請求項10に記載の3相PWM信号発生装置。 - 前記生成手段は、さらに
前記3相電圧型インバータ装置が駆動する電動機の負荷状態、運転周波数、インバータ回転角の角度範囲の少なくとも一つに基づき、前記作成手段が作成する60度の位相差を持つ2種類の基本電圧ベクトル及び少なくとも1種類のゼロベクトルを用いて3相PWM信号を発生するケースと、前記分配手段が作成する120度の位相差を持つ3種類の基本電圧ベクトル及び2種類のゼロベクトルを用いて3相PWM信号を発生するケースとを切り替える切替手段、
を備えていることを特徴とする請求項11に記載の3相PWM信号発生装置。 - 前記生成手段は、さらに
前記3相電圧型インバータ装置が駆動する電動機の負荷状態、運転周波数、インバータ回転角の角度範囲の少なくとも一つに基づき、前記作成手段が作成する60度の位相差を持つ2種類の基本電圧ベクトル及び少なくとも1種類のゼロベクトルを用いて3相PWM信号を発生するケースと、前記分配手段が作成する120度の位相差を持つ3種類の基本電圧ベクトル及び2種類のゼロベクトルを用いて3相PWM信号を発生するケースとを切り替える切替手段、
を備えていることを特徴とする請求項12に記載の3相PWM信号発生装置。 - 半導体スイッチング素子を用いた3相電圧型インバータ装置において、
前記半導体スイッチング素子によるスイッチングモードを規定する3相のPWM信号を3種類の基本電圧ベクトルと1種類のゼロベクトルとの組み合わせと、3種類の基本電圧ベクトルと2種類のゼロベクトルとの組み合わせとによって生成する生成手段は、
電圧指令ベクトルを挟む60度の位相差を持つ2種類の基本電圧ベクトルと対応するゼロベクトルとに与える発生時間比率を前記電圧指令ベクトルに基づき割り付けて60度の位相差を持つ2種類の基本電圧ベクトルと少なくとも1種類のゼロベクトルとを作成する作成手段と、
前記電圧指令ベクトルに対応するゼロベクトルを構成する長さの等しい各120度の位相差を持つ3種類のベクトルを用いて、前記電圧指令ベクトルの発生時 間比率を、前記60度の位相差を持つ2種類の基本電圧ベクトルのいずれか一方の基本電圧ベクトルを含み各120度の位相差を持つ3種類の基本電圧ベクトル に分配し、それに基づき、各60度の位相差を持つ3種類の基本電圧ベクトル及び1種類のゼロベクトルと、各60度の位相差を持つ3種類の基本電圧ベクトル 及び2種類のゼロベクトルとを切り替えて作成する分配手段と、
を備えていることを特徴とする記載の3相PWM信号発生装置。 - 半導体スイッチング素子を用いた3相電圧型インバータ装置において、
前記半導体スイッチング素子によるスイッチングモードを規定する3相のPWM信号を3種類の基本電圧ベクトルと1種類のゼロベクトルとの組み合わせと、3種類の基本電圧ベクトルと2種類のゼロベクトルとの組み合わせとによって生成する生成手段は、
電圧指令ベクトルを挟む60度の位相差を持つ2種類の基本電圧ベクトルと対応するゼロベクトルとに与える発生時間比率を前記電圧指令ベクトルに基づき割り付けて60度の位相差を持つ2種類の基本電圧ベクトルと少なくとも1種類のゼロベクトルとを作成する作成手段と、
前記電圧指令ベクトルに対応するゼロベクトルを構成する長さの等しい各120度の位相差を持つ3種類のベクトルを用いて、前記電圧指令ベクトルの発生時間比率を、前記60度の位相差を持つ2種類の基本電圧ベクトルのいずれか一方の基本電圧ベクトルを含み各120度の位相差を持つ3種類の基本電圧ベクトル に分配し、それに基づき、各60度の位相差を持つ3種類の基本電圧ベクトル及び1種類のゼロベクトルと、各60度の位相差を持つ3種類の基本電圧ベクトル及び2種類のゼロベクトルとを切り替えて作成するとともに、前記2種類のゼロベクトルに与える発生時間比率を所定の割合で変更する分配手段と、
を備えていることを特徴とする3相PWM信号発生装置。 - 前記生成手段は、さらに
前記3相電圧型インバータ装置が駆動する電動機の負荷状態、運転周波数、インバータ回転角の角度範囲の少なくとも一つに基づき、前記作成手段が作成する60度の位相差を持つ2種類の基本電圧ベクトル及び少なくとも1種類のゼロベクトルを用いて3相PWM信号を発生するケースと、前記分配手段が作成する60度の位相差を持つ3種類の基本電圧ベクトル及び1種類のゼロベクトルと60度の位相差を持つ3種類の基本電圧ベクトル及び2種類のゼロベクトルとを切り替えて用いて3相PWM信号を発生するケースとを切り替える切替手段、
を備えていることを特徴とする請求項17に記載の3相PWM信号発生装置。 - 前記生成手段は、さらに
前記作成手段が作成する60度の位相差を持つ2種類の基本電圧ベクトル及び少なくとも1種類のゼロベクトルを用いて3相PWM信号を発生するケースと、前記分配手段が作成する60度の位相差を持つ3種類の基本電圧ベクトル及び1種類のゼロベクトルと60度の位相差を持つ3種類の基本電圧ベクトル及び2種 類のゼロベクトルとを切り替えて用いて3相PWM信号を発生するケースとを切り替える切替手段、
を備えていることを特徴とする請求項18に記載の3相PWM信号発生装置。
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