JP5659620B2 - Control device for power converter - Google Patents

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Description

この発明は、コンバータやインバータ等の電力変換器を制御する電力変換器の制御装置に関するものである。   The present invention relates to a control device for a power converter that controls a power converter such as a converter or an inverter.

電力変換器のスイッチング方式には、正側と負側のスイッチング素子が同時に同通しないように、デッドタイムが設定される。このため、制御演算で求めた電圧指令値と電力変換により実際にPWM出力される電圧の値との間には、差が現れる。この差により、出力電圧が歪むとともに、電流脈動が発生する。   In the switching method of the power converter, a dead time is set so that the positive side and negative side switching elements do not pass simultaneously. For this reason, a difference appears between the voltage command value obtained by the control calculation and the value of the voltage actually output by PWM by the power conversion. Due to this difference, the output voltage is distorted and current pulsation occurs.

この問題を解決するために、電力変換器の出力電流の検出極性又は電流指令の極性を用いて、デッドタイムの補償電圧の極性を決定し、電流の大きさに応じて、補償電圧の振幅を決定するものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。   In order to solve this problem, the polarity of the detection voltage of the output current of the power converter or the polarity of the current command is used to determine the polarity of the compensation voltage for the dead time, and the amplitude of the compensation voltage is determined according to the current magnitude What is determined has been proposed (see, for example, Patent Document 1).

このようなものにおいては、設計段階でハードウエアの特性を測定して、補償電圧の振幅の基本値がチューニングされる。例えば、電力変換器のある相の出力電流が0となるように、電圧補償誤差を調整する特殊モードでの測定結果に基づいて、チューニングが行われる(例えば、特許文献2参照)。   In such a case, the basic value of the amplitude of the compensation voltage is tuned by measuring the hardware characteristics at the design stage. For example, tuning is performed based on the measurement result in a special mode for adjusting the voltage compensation error so that the output current of a phase of the power converter becomes 0 (see, for example, Patent Document 2).

特開平3−135389号公報JP-A-3-135389 特開2000−184732号公報JP 2000-184732 A

しかしながら、スイッチング素子のオンオフ時間のずれ等、ハードウエアの個体差等により、チューニングが適切に行われない場合がある。   However, tuning may not be performed appropriately due to individual differences in hardware such as a shift in the on / off time of the switching element.

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、その目的は、デッドタイムの補償電圧の振幅を適切にチューニングすることができる電力変換器の制御装置を提供することである。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide a control device for a power converter capable of appropriately tuning the amplitude of the compensation voltage for dead time. .

この発明に係る電力変換器の制御装置は、電力変換器から電動機へ供給される電圧が前記電力変換器に設定されたデッドタイムによって歪むことを抑制するための補償電圧を記憶した記憶手段と、電流理想指令に対応した電圧指令に前記補償電圧を合算した合算電圧指令に基づいて前記電力変換器を制御し、前記合算電圧指令に基づいた前記電動機の駆動力に過不足が生じた場合に、前記電力変換器から前記電動機に流れこむ駆動電流の値を調整することにより、前記駆動力を調整する調整手段と、前記駆動電流の値が調整されたときに前記駆動電流上に発生する電流脈動の値と前記電流理想指令との値の差が所定の基準値よりも小さくなるように、前記補償電圧の振幅の補正を完了した後に、前記補償電圧の位相を補正する補正手段と、を備えたものである。
The control device for the power converter according to the present invention includes a storage unit that stores a compensation voltage for suppressing a voltage supplied from the power converter to the electric motor from being distorted by a dead time set in the power converter; When the power converter is controlled based on the combined voltage command obtained by adding the compensation voltage to the voltage command corresponding to the current ideal command, and when the driving force of the electric motor based on the combined voltage command is excessive or insufficient, Adjusting means for adjusting the driving force by adjusting the value of the driving current flowing from the power converter to the electric motor, and current pulsation generated on the driving current when the value of the driving current is adjusted as the difference value between the value of the current ideal command is smaller than a predetermined reference value, after completing the correction of the amplitude of the compensation voltage, and correcting means for correcting the phase of the compensation voltage, the Those were example.

この発明によれば、デッドタイムの補償電圧の振幅を適切にチューニングすることができる。   According to the present invention, the amplitude of the compensation voltage for dead time can be appropriately tuned.

この発明の実施の形態1における電力変換器の制御装置が利用されるエレベータシステムの構成図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a block diagram of the elevator system with which the control apparatus of the power converter in Embodiment 1 of this invention is utilized. この発明の実施の形態1における電力変換器の制御装置に利用されるTd補正演算手段のブロック図である。It is a block diagram of the Td correction | amendment calculating means utilized for the control apparatus of the power converter in Embodiment 1 of this invention. デッドタイムの補償電圧の振幅が最適でない状態を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the state where the amplitude of the compensation voltage of a dead time is not optimal. デッドタイムの補償電圧の位相が最適でない状態を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the state where the phase of the compensation voltage of a dead time is not optimal. この発明の実施の形態1における電力変換器の制御装置に利用されるTd補正振幅演算手段のブロック図である。It is a block diagram of the Td correction | amendment amplitude calculating means utilized for the control apparatus of the power converter in Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1における電力変換器の制御装置に利用されるTd補正位相演算手段のブロック図である。It is a block diagram of the Td correction phase calculation means utilized for the control apparatus of the power converter in Embodiment 1 of this invention.

この発明を実施するための形態について添付の図面に従って説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。   A mode for carrying out the invention will be described with reference to the accompanying drawings. In addition, in each figure, the same code | symbol is attached | subjected to the part which is the same or it corresponds, The duplication description is simplified or abbreviate | omitted suitably.

実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1における電力変換器の制御装置が利用されるエレベータシステムの構成図である。
Embodiment 1 FIG.
1 is a configuration diagram of an elevator system in which a control device for a power converter according to Embodiment 1 of the present invention is used.

図1において、1は電力変換器である。この電力変換器1は、コンバータ、直流母線、コンデンサ、インバータ(ともに図示せず)を備える。コンバータは、交流電力を整流して直流電力に変換する機能を備える。直流母線は、コンバータから入力された直流電力を伝達する機能を備える。コンデンサは、直流母線上の脈動電流等の影響を除去する機能を備える。インバータは、直流母線から入力された直流電力を適切な可変電圧可変周波数の交流電力に変換する機能を備える。   In FIG. 1, 1 is a power converter. The power converter 1 includes a converter, a DC bus, a capacitor, and an inverter (both not shown). The converter has a function of rectifying AC power and converting it to DC power. The DC bus has a function of transmitting DC power input from the converter. The capacitor has a function of removing the influence of a pulsating current on the DC bus. The inverter has a function of converting DC power input from a DC bus into AC power having an appropriate variable voltage and variable frequency.

2は巻上機である。巻上機2は、エレベータの昇降路(図示せず)の上部に設けられる。巻上機2は、同期電動機3、綱車4、ブレーキ5を備える。同期電動機3のステータには、コイルが設けられる。コイルは、電力変換器1のインバータに接続される。一方、同期電動機3のロータには、永久磁石が設けられる。綱車4は、同期電動機3のロータの軸に設けられる。ブレーキ5は、綱車4の内側に設けられる。ブレーキ5は、綱車4の回転駆動を制動する機能を備える。   2 is a hoisting machine. The hoisting machine 2 is provided in the upper part of the elevator hoistway (not shown). The hoisting machine 2 includes a synchronous motor 3, a sheave 4, and a brake 5. The stator of the synchronous motor 3 is provided with a coil. The coil is connected to the inverter of the power converter 1. On the other hand, the rotor of the synchronous motor 3 is provided with a permanent magnet. The sheave 4 is provided on the rotor shaft of the synchronous motor 3. The brake 5 is provided inside the sheave 4. The brake 5 has a function of braking the rotational drive of the sheave 4.

昇降路上部の綱車4近傍には、必要に応じて、そらせ車(図示せず)が設けられる。綱車4とそらせ車には、吊りロープ6が巻き回される。吊りロープ6の一端には、釣合い錘7が連結される。釣合い錘7は、昇降路内に配置される。一方、吊りロープ6の他端には、カゴ8が連結される。カゴ8も、昇降路内に配置される。なお、ローピングの方式は、1:1方式や2:1方式等任意である。また、トラクション式のエレベータに限らず、巻動式等のエレベータでもよい。   A baffle (not shown) is provided near the sheave 4 above the hoistway as necessary. A suspension rope 6 is wound around the sheave 4 and the deflector. A counterweight 7 is connected to one end of the suspension rope 6. The counterweight 7 is disposed in the hoistway. On the other hand, a basket 8 is connected to the other end of the suspension rope 6. The basket 8 is also arranged in the hoistway. The roping method is arbitrary, such as a 1: 1 method or a 2: 1 method. The elevator is not limited to a traction type elevator, and may be a winding type elevator.

綱車4近傍には、エンコーダ9が設けられる。エンコーダ9は、同期電動機3の回転速度を検出する機能を備える。このエンコーダ9には、制御ブロック10が接続される。制御ブロック10は、回転速度・磁極位置演算手段11、カゴ位置演算手段12、カゴ負荷検出手段13、速度パターン生成手段14、速度制御器15、電流制御器16、2相3相変換器17、Td補正演算手段18を備える。   An encoder 9 is provided in the vicinity of the sheave 4. The encoder 9 has a function of detecting the rotational speed of the synchronous motor 3. A control block 10 is connected to the encoder 9. The control block 10 includes a rotation speed / magnetic pole position calculation means 11, a cage position calculation means 12, a basket load detection means 13, a speed pattern generation means 14, a speed controller 15, a current controller 16, a two-phase three-phase converter 17, Td correction calculation means 18 is provided.

上記エレベータにおいては、回転速度・磁極位置演算手段11は、エンコーダ9の出力に基づいて、同期電動機3の回転速度および磁極位置を演算する。カゴ位置演算手段12は、エンコーダ9の出力に基づいて、カゴ8の位置を演算する。カゴ負荷検出手段13は、乗客を含むカゴ重量をカゴ負荷として計測する。速度パターン生成手段14は、カゴ負荷、カゴ位置、次回停止位置情報に基づいて、カゴ8の速度パターンを生成する。   In the elevator, the rotation speed / magnetic pole position calculation means 11 calculates the rotation speed and the magnetic pole position of the synchronous motor 3 based on the output of the encoder 9. The car position calculation means 12 calculates the position of the car 8 based on the output of the encoder 9. The car load detecting means 13 measures the car weight including the passenger as the car load. The speed pattern generation unit 14 generates a speed pattern of the car 8 based on the car load, the car position, and the next stop position information.

速度制御器15は、速度パターン生成手段14から得られた速度指令と回転速度・磁極位置演算手段11から得られた回転速度とに基づいて、電流指令(q軸電流指令)を演算する。電流制御器16は、速度制御器15から得られた電流指令と同期電動機3に流れ込む電流値(q軸電流値)とを比較する。この比較結果と回転速度・磁極位置演算手段11から得られた磁極位置とに基づいて、電流制御器16は、適切な2相電圧指令を演算する。   The speed controller 15 calculates a current command (q-axis current command) based on the speed command obtained from the speed pattern generation unit 14 and the rotation speed obtained from the rotation speed / magnetic pole position calculation unit 11. The current controller 16 compares the current command obtained from the speed controller 15 with the current value (q-axis current value) flowing into the synchronous motor 3. Based on the comparison result and the magnetic pole position obtained from the rotation speed / magnetic pole position calculating means 11, the current controller 16 calculates an appropriate two-phase voltage command.

この2相電圧指令は、2相3相変換器17によって3相電圧指令に変換される。また、Td補正演算手段18は、速度制御器15から得られたモータ周波数と電流理想指令Iqidealと同期電動機3に流れ込む電流値等に基づいて、電力変換器1に設定されたデッドタイムによって供給電圧が歪むことを防止するための補償電圧として、Td補正量を演算する。そして、3相電圧指令にTd補正量が合算された合算電圧指令に基づいて、電力変換器1は、同期電動機3のコイルに電流を供給する。   This two-phase voltage command is converted into a three-phase voltage command by the two-phase three-phase converter 17. Further, the Td correction calculating means 18 supplies the supply voltage according to the dead time set in the power converter 1 based on the motor frequency obtained from the speed controller 15, the current ideal command I ideal and the current value flowing into the synchronous motor 3. The Td correction amount is calculated as a compensation voltage for preventing the distortion. The power converter 1 supplies a current to the coil of the synchronous motor 3 based on the combined voltage command obtained by adding the Td correction amount to the three-phase voltage command.

この電流供給により、同期電動機3のロータが回転する。この回転に追従して、綱車4が回転する。この回転に追従して、吊りロープ6が移動する。この移動に追従して、釣合い錘7とカゴ8とが互いに反対方向に昇降する。   With this current supply, the rotor of the synchronous motor 3 rotates. Following this rotation, the sheave 4 rotates. Following the rotation, the hanging rope 6 moves. Following this movement, the counterweight 7 and the cage 8 move up and down in opposite directions.

次に、図2を用いて、Td補正演算手段18を説明する。
図2はこの発明の実施の形態1における電力変換器の制御装置に利用されるTd補正演算手段のブロック図である。
図2に示すように、Td補正演算手段18は、Td補正振幅演算手段19とTd補正位相演算手段20とを備える。
Next, the Td correction calculation means 18 will be described with reference to FIG.
FIG. 2 is a block diagram of Td correction calculation means used in the power converter control apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
As shown in FIG. 2, the Td correction calculation means 18 includes a Td correction amplitude calculation means 19 and a Td correction phase calculation means 20.

Td補正振幅演算手段19には、速度制御器15からモータ周波数と電流理想指令Iqidealが流れる。この電流理想指令Iqidealは、速度制御器15から電流制御器16に送出される電流指令と同じものである。また、Td補正演算手段18には、同期電動機3に流れ込む電流検出値が入力される。Td補正振幅演算手段19は、モータ周波数、電流理想指令Iqideal、電流検出値に基づいて、デッドタイムの補償電圧の振幅を最適化する。最適化されたものは、第1Td補正量として送出される。最適化完了時には、補正振幅調整完了信号が送出される。   The motor frequency and the current ideal command I ideal flow from the speed controller 15 to the Td correction amplitude calculation means 19. This ideal current command I ideal is the same as the current command sent from the speed controller 15 to the current controller 16. Further, the current detection value flowing into the synchronous motor 3 is input to the Td correction calculation means 18. The Td correction amplitude calculating means 19 optimizes the dead time compensation voltage amplitude based on the motor frequency, the current ideal command I ideal and the current detection value. The optimized one is sent out as the first Td correction amount. When the optimization is completed, a correction amplitude adjustment completion signal is sent out.

Td補正位相演算手段20には、速度制御器15からTd補正振幅演算手段19を介してモータ周波数が入力される。Td補正位相演算手段20には、Td補正振幅演算手段19を介して同期電動機3に流れ込む電流検出値が入力される。Td補正位相演算手段20には、Td補正振幅演算手段19から、第1Td補正量と、補正振幅調整完了信号が入力される。Td補正振幅演算手段19は、モータ周波数、電流検出値に基づいて、デッドタイムの補償電圧の位相を最適化する。最適化されたものは、第2Td補正量として送出される。   The motor frequency is input to the Td correction phase calculation means 20 from the speed controller 15 via the Td correction amplitude calculation means 19. A detected current value that flows into the synchronous motor 3 via the Td correction amplitude calculation means 19 is input to the Td correction phase calculation means 20. The Td correction phase calculation unit 20 receives the first Td correction amount and the correction amplitude adjustment completion signal from the Td correction amplitude calculation unit 19. The Td correction amplitude calculation means 19 optimizes the phase of the compensation voltage for dead time based on the motor frequency and the current detection value. The optimized one is sent out as the second Td correction amount.

ここで、図3と図4とを用いて、デッドタイムの補償電圧が最適化されていない場合を説明する。
図3はデッドタイムの補償電圧の振幅が最適でない状態を説明するための図である。
図3の横軸は時間を表す。図3の縦軸は電流量である。
Here, the case where the dead time compensation voltage is not optimized will be described with reference to FIGS. 3 and 4.
FIG. 3 is a diagram for explaining a state in which the amplitude of the compensation voltage for dead time is not optimal.
The horizontal axis in FIG. 3 represents time. The vertical axis in FIG. 3 is the amount of current.

図3(a)には、デッドタイムの補償電圧の過小となっている場合の電流指令iqsが示される。この場合、同期電動機3はトルク(駆動力)不足となる。この状況は、電流帰還ループにより、一定期間補償される。この補償のため、電流脈動が発生する。すなわち、電流制御器16により送出される電流指令iqsは、電流値がマイナスからプラスにゼロクロスする時点から一定期間上昇した後に下降する。この電流指令iqsの変化がモータ周波数の6倍周期で繰り返される。   FIG. 3A shows the current command iqs when the compensation voltage for dead time is too small. In this case, the synchronous motor 3 becomes insufficient in torque (driving force). This situation is compensated for a period of time by the current feedback loop. Due to this compensation, current pulsation occurs. That is, the current command iqs sent by the current controller 16 rises for a certain period from the time when the current value zero-crosses from minus to plus and then falls. This change in the current command iqs is repeated at a cycle 6 times the motor frequency.

図3(b)には、デッドタイムの補償電圧の振幅が過大となっている場合の電流指令iqsが示される。この場合、同期電動機3はトルク(駆動力)過剰となる。この状況は、電流帰還ループにより、一定期間補償される。この補償のため、電流脈動が発生する。すなわち、電流制御器16により送出される電流指令iqsは、電流値がマイナスからプラスにゼロクロスする時点から一定期間下降した後に上昇する。この電流指令iqsの変化がモータ周波数の6倍周期で繰り返される。   FIG. 3B shows the current command iqs when the amplitude of the dead time compensation voltage is excessive. In this case, the synchronous motor 3 has excessive torque (driving force). This situation is compensated for a period of time by the current feedback loop. Due to this compensation, current pulsation occurs. That is, the current command iqs sent out by the current controller 16 rises after falling for a certain period from the time when the current value zero-crosses from minus to plus. This change in the current command iqs is repeated at a cycle 6 times the motor frequency.

このように、電流制御器16は、同期電動機3のトルク(駆動力)を調整する調整手段としても機能する。そして、本実施の形態においては、電流指令iqsの値と電流理想指令Iqidealとの値の偏差が所定のTd補正量偏差基準値Aよりも小さくなるように、Td補正振幅演算手段19がデッドタイムの補償電圧の振幅を補正する。   As described above, the current controller 16 also functions as an adjusting unit that adjusts the torque (driving force) of the synchronous motor 3. In this embodiment, the Td correction amplitude calculation means 19 is set to the dead time so that the deviation between the value of the current command iqs and the current ideal command I ideal is smaller than the predetermined Td correction amount deviation reference value A. The compensation voltage amplitude is corrected.

図4はデッドタイムの補償電圧の位相が最適でない状態を説明するための図である。
図4の横軸は時間を表す。図4の縦軸は電流量である。
FIG. 4 is a diagram for explaining a state in which the phase of the compensation voltage for dead time is not optimal.
The horizontal axis of FIG. 4 represents time. The vertical axis in FIG. 4 is the amount of current.

図4には、デッドタイムの補償電圧の位相が遅れている場合の電流検出値iqが示される。本来、電流検出値iqの正負が逆転する時点で、デッドタイムの補償電圧の極性が反転する。しかしながら、デッドタイムの補償電圧の位相が遅れている場合、補正方向が逆となる。この状況は、電流帰還ループにより、一定時間補償される。この補償のため、電流脈動が発生する。すなわち、電流検出値iqは、電流値がマイナスからプラスにゼロクロスする時点から一定期間下降した後に上昇したり、一定期間上昇した後に下降したりする。この電流検出値iqの変化がモータ周波数の6倍周期で繰り返される。なお、デッドタイムの補償電圧の位相が進んでいる場合も同様である。   FIG. 4 shows the detected current value iq when the phase of the dead time compensation voltage is delayed. Originally, the polarity of the compensation voltage of the dead time is reversed when the positive / negative of the current detection value iq is reversed. However, when the phase of the compensation voltage for dead time is delayed, the correction direction is reversed. This situation is compensated for a certain time by the current feedback loop. Due to this compensation, current pulsation occurs. That is, the current detection value iq rises after falling for a certain period from the time when the current value zero-crosses from minus to plus, or falls after rising for a certain period. This change in the detected current value iq is repeated at a cycle 6 times the motor frequency. The same applies when the phase of the dead time compensation voltage is advanced.

本実施の形態においては、電流検出値iqの値と電流理想指令Iqidealとの値の差が所定のTd補正量偏差基準値B以上である場合、Td補正位相演算手段20が電流検出値iqの値の正負が逆転する時点から所定の位相基準時間Tph内に電流脈動が発生しているか否かを判定する。位相基準時間Tph内に電流脈動が発生していない場合、脈動電流が位相基準時間Tph内に発生するように、デッドタイムの補償電圧の位相が補正される。   In the present embodiment, when the difference between the value of the current detection value iq and the current ideal command I ideal is equal to or greater than a predetermined Td correction amount deviation reference value B, the Td correction phase calculation means 20 It is determined whether or not a current pulsation has occurred within a predetermined phase reference time Tph from when the value is reversed. When the current pulsation does not occur within the phase reference time Tph, the phase of the dead time compensation voltage is corrected so that the pulsating current is generated within the phase reference time Tph.

次に、デッドタイムの補償電圧を最適化する方法を具体的に説明する。
まず、図5を用いて、補償電圧の振幅の最適化を説明する。
図5はこの発明の実施の形態1における電力変換器の制御装置に利用されるTd補正振幅演算手段のブロック図である。
Next, a method for optimizing the dead time compensation voltage will be described in detail.
First, the optimization of the amplitude of the compensation voltage will be described with reference to FIG.
FIG. 5 is a block diagram of Td correction amplitude calculation means used in the power converter control apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.

図5に示すように、Td補正振幅演算手段19は、記憶手段21、電流ゼロクロス判定手段22、6倍周期判定手段23、補正振幅過不足判定手段24を備える。   As shown in FIG. 5, the Td correction amplitude calculation unit 19 includes a storage unit 21, a current zero cross determination unit 22, a 6-fold period determination unit 23, and a correction amplitude excess / deficiency determination unit 24.

記憶手段21は、デッドタイムの補償電圧の値(設計Td)を記憶する。電流ゼロクロス判定手段22には、電流Iu、電流Ivの検出値が入力される。電流ゼロクロス判定手段22は、0から電流Iuの値と電流Ivの値を差し引いて、電流Iwの値を求める。電流ゼロクロス判定手段22は、電流Iuの値、電流Ivの値、電流Iwの値がマイナスからプラスに判定するタイミングを判定する。   The storage means 21 stores the value of the dead time compensation voltage (design Td). The detected values of the current Iu and the current Iv are input to the current zero cross determination means 22. The current zero cross determination means 22 subtracts the current Iu value and the current Iv value from 0 to obtain the current Iw value. The current zero cross determination means 22 determines the timing at which the value of the current Iu, the value of the current Iv, and the value of the current Iw are determined from negative to positive.

6倍周期判定手段23には、モータ周波数が入力される。6倍周期判定手段23は、モータ周波数が電流ゼロクロス判定手段22で判定したタイミングと同期していることを判定する。これにより、デッドタイムの補償電圧の過不足により脈動電流が発生していることがわかる。すなわち、6倍周期判定手段23は、脈動電流を検出する検出手段として機能する。   A motor frequency is input to the 6-times cycle determination means 23. The 6-times cycle determination means 23 determines that the motor frequency is synchronized with the timing determined by the current zero cross determination means 22. As a result, it can be seen that a pulsating current is generated due to excessive or insufficient dead time compensation voltage. That is, the 6-fold period determining unit 23 functions as a detecting unit that detects a pulsating current.

補正振幅過不足判定手段24には、速度制御器15から電流理想指令Iqidealが入力される。補正振幅過不足判定手段24には、電流制御器16から電流指令iqsが入力される。補正振幅過不足判定手段24は、電流理想指令Iqidealと電流指令iqsとの偏差を演算する。補正振幅過不足判定手段24は、演算した偏差とTd補正量偏差基準値Aとを比較する。   The current ideal command I ideal is input from the speed controller 15 to the corrected amplitude excess / deficiency determination means 24. The current command iqs is input from the current controller 16 to the corrected amplitude excess / deficiency determination means 24. The corrected amplitude excess / deficiency determining means 24 calculates the deviation between the current ideal command I ideal and the current command iqs. The corrected amplitude excess / deficiency determining means 24 compares the calculated deviation with the Td correction amount deviation reference value A.

電流指令iqs−電流理想指令Iqideal>+Aの場合、補正振幅過不足判定手段24は、「+ΔTd」を選択する。電流指令iqs−電流理想指令Iqideal>−Aの場合、補正振幅過不足判定手段24は、「−ΔTd」を選択する。選択された各値は、記憶手段21に記憶された補償電圧と合算される。この合算値は、第1Td補正量として送出される。また、合算値によって、記憶手段21内の補償電圧の値が書き換えられる。   When current command iqs−ideal current command Iqideal> + A, the correction amplitude excess / deficiency determination means 24 selects “+ ΔTd”. In the case of current command iqs−ideal current command I ideal> −A, the correction amplitude excess / deficiency determination means 24 selects “−ΔTd”. Each selected value is summed with the compensation voltage stored in the storage means 21. This sum value is sent out as the first Td correction amount. Further, the value of the compensation voltage in the storage means 21 is rewritten by the sum value.

|電流指令iqs−電流理想指令Iqideal|<Aの場合、補正振幅過不足判定手段24は、「0」を選択する。この場合は、補正振幅調整完了信号が送出される。   When | current command iqs−ideal current command I ideal | <A, the corrected amplitude excess / deficiency determining means 24 selects “0”. In this case, a correction amplitude adjustment completion signal is sent out.

本実施の形態においては、上記動作が繰り返される。これにより、デッドタイムの補償電圧の振幅が確定される。   In the present embodiment, the above operation is repeated. As a result, the amplitude of the compensation voltage for dead time is determined.

次に、図6を用いて、補償電圧の位相の最適化を説明する。
図6はこの発明の実施の形態1における電力変換器の制御装置に利用されるTd補正位相演算手段のブロック図である。
Next, the optimization of the phase of the compensation voltage will be described with reference to FIG.
FIG. 6 is a block diagram of a Td correction phase calculation means used in the power converter control apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.

Td補正位相演算手段20は、極性判定手段25、電流ゼロクロス判定手段26、6倍周期判定手段27、第1補正位相判定手段28、第2補正位相判定手段29を備える。   The Td correction phase calculation unit 20 includes a polarity determination unit 25, a current zero cross determination unit 26, a 6-times cycle determination unit 27, a first correction phase determination unit 28, and a second correction phase determination unit 29.

極性判定手段25は、Iu極性判定手段25a、Iv極性判定手段25b、Iw極性判定手段25cを備える。Iu極性判定手段25aには、電流Iuの検出値が入力される。Iu極性判定手段25aは、電流Iuの極性からTd補正量の補正方向を決定する。Iv極性判定手段25bには、電流Ivの検出値が入力される。Iv極性判定手段25bは、電流Ivの極性からTd補正量の補正方向を決定する。Iw極性判定手段25cには、電流Iuの検出値、電流Ivの検出値が入力される。Iw極性判定手段25cは、0から電流Iuの値と電流Ivの値を差し引いて、電流Iwの値を求める。Iw極性判定手段25cは、電流Iwの極性からTd補正量の補正方向を決定する。   The polarity determination unit 25 includes an Iu polarity determination unit 25a, an Iv polarity determination unit 25b, and an Iw polarity determination unit 25c. The detected value of the current Iu is input to the Iu polarity determination means 25a. The Iu polarity determination means 25a determines the correction direction of the Td correction amount from the polarity of the current Iu. The detected value of the current Iv is input to the Iv polarity determination means 25b. The Iv polarity determination means 25b determines the correction direction of the Td correction amount from the polarity of the current Iv. The detection value of the current Iu and the detection value of the current Iv are input to the Iw polarity determination means 25c. The Iw polarity determination means 25c subtracts the current Iu value and the current Iv value from 0 to obtain the current Iw value. The Iw polarity determination means 25c determines the correction direction of the Td correction amount from the polarity of the current Iw.

電流ゼロクロス判定手段26には、電流Iuの検出値、電流Ivの検出値が入力される。電流ゼロクロス判定手段26は、0から電流Iuの値と電流Ivの値を差し引いて、電流Iwの値を求める。電流ゼロクロス判定手段26は、電流Iuの値、電流Ivの値、電流Iwの値がマイナスからプラス、あるいは、プラスからマイナスとなるタイミングを判定する。   The detected value of the current Iu and the detected value of the current Iv are input to the current zero cross determining means 26. The current zero cross determination means 26 subtracts the value of the current Iu and the value of the current Iv from 0 to obtain the value of the current Iw. The current zero cross determination means 26 determines the timing when the value of the current Iu, the value of the current Iv, and the value of the current Iw change from minus to plus or from plus to minus.

6倍周期判定手段27には、モータ周波数が入力される。6倍周期判定手段27は、モータ周波数が電流ゼロクロス判定手段26で判定したタイミングと同期していることを判定する。これにより、デッドタイムの補償電圧の過不足により脈動電流が発生していることがわかる。すなわち、6倍周期判定手段27は、脈動電流を検出する検出手段として機能する。   The motor frequency is input to the 6-times cycle determination means 27. The 6-times cycle determination unit 27 determines that the motor frequency is synchronized with the timing determined by the current zero cross determination unit 26. As a result, it can be seen that a pulsating current is generated due to excessive or insufficient dead time compensation voltage. That is, the 6-fold period determining unit 27 functions as a detecting unit that detects a pulsating current.

第1補正位相判定手段28には、速度制御器15から電流理想指令Iqidealが入力される。第1補正位相判定手段28には、電流制御器16から電流指令iqsが入力される。第1補正位相判定手段28は、電流理想指令Iqidealと電流指令iqsとの偏差を演算する。第1補正位相判定手段28は、演算した偏差と所定のTd補正量偏差基準値Bとを比較する。|電流指令iqs−電流理想指令Iqideal|>Bの場合、第1補正位相判定手段28は、補償電圧の位相が最適でないと判断する。   The current ideal command I ideal is input from the speed controller 15 to the first correction phase determination means 28. The current command iqs is input from the current controller 16 to the first correction phase determination unit 28. The first correction phase determination means 28 calculates a deviation between the current ideal command I ideal and the current command iqs. The first correction phase determination means 28 compares the calculated deviation with a predetermined Td correction amount deviation reference value B. When | current command iqs−ideal current command I ideal |> B, the first correction phase determination means 28 determines that the phase of the compensation voltage is not optimal.

第2補正位相判定手段29は、補正振幅調整完了信号が入力されているときのみ動作する。すなわち、補正振幅調整完了信号は、デッドタイムの補償電圧の位相を行う際のトリガ信号となっている。補償電圧の補正が最適でないと判断された場合、第2補正位相判定手段29は、補償電圧の位相を補正する。   The second correction phase determination unit 29 operates only when the correction amplitude adjustment completion signal is input. That is, the correction amplitude adjustment completion signal is a trigger signal for performing the phase of the dead time compensation voltage. When it is determined that the correction of the compensation voltage is not optimal, the second correction phase determination unit 29 corrects the phase of the compensation voltage.

具体的には、偏差の発生が、電流ゼロクロス判定手段26に判定されたタイミングよりもより位相基準時間Tph以上進んでいる場合、第2補正位相判定手段29は、「+Δθ」を選択する。偏差の発生が、電流ゼロクロス判定手段26に判定されたタイミングよりもより位相基準時間Tph以上遅れている場合、第2補正位相判定手段29は、「−Δθ」を選択する。偏差の発生が、位相基準時間Tph内の場合、第2補正位相は、「0」を選択する。   Specifically, when the occurrence of the deviation is more than the phase reference time Tph more than the timing determined by the current zero-cross determination unit 26, the second correction phase determination unit 29 selects “+ Δθ”. When the occurrence of the deviation is delayed by more than the phase reference time Tph from the timing determined by the current zero cross determination unit 26, the second correction phase determination unit 29 selects “−Δθ”. When the occurrence of the deviation is within the phase reference time Tph, “0” is selected as the second correction phase.

選択された値は、極性判定手段25に決定された方向の位相に合算される。この位相に対応したTd補正量が、最終的な第2Td補正量として送出される。合算された位相は、デフォルト位相差として、極性判定手段25に記憶される。   The selected value is added to the phase in the direction determined by the polarity determination means 25. The Td correction amount corresponding to this phase is sent out as the final second Td correction amount. The summed phase is stored in the polarity determination means 25 as a default phase difference.

本実施の形態においては、上記動作が繰り返される。これにより、デッドタイムの補償電圧の位相が確定される。   In the present embodiment, the above operation is repeated. Thereby, the phase of the compensation voltage for dead time is determined.

以上で説明した実施の形態1によれば、電流脈動の値と電流理想指令Iqidealとの値の差が所定の基準値よりも小さくなるように、デッドタイムの補償電圧の振幅が補正される。このため、電圧を測定する機器を利用することなく、デッドタイムの補償電圧の振幅を最適にチューニングすることができる。これにより、設計段階のパラメータ確認において自動化が可能となる。すなわち、設計省力化を実現することができる。   According to the first embodiment described above, the amplitude of the compensation voltage for the dead time is corrected so that the difference between the value of the current pulsation and the value of the current ideal command I ideal is smaller than a predetermined reference value. Therefore, the amplitude of the compensation voltage for dead time can be optimally tuned without using a device for measuring the voltage. Thereby, it is possible to automate the parameter confirmation at the design stage. That is, design labor can be realized.

電力変換器1の個体差による性能のばらつきを改善することができる。具体的には、インバータ側では、モータ周波数の6倍周期のトルク脈動の発生を抑制できる。このため、モータの振動を抑制できる。また、コンバータ側では、電源周波数の6倍周期の電源脈動を抑制できる。このため、高周波成分が電源側に伝播することを抑制できる。   Variations in performance due to individual differences of the power converter 1 can be improved. Specifically, on the inverter side, it is possible to suppress the occurrence of torque pulsation having a period that is six times the motor frequency. For this reason, the vibration of the motor can be suppressed. Further, on the converter side, power supply pulsation having a period of 6 times the power supply frequency can be suppressed. For this reason, it can suppress that a high frequency component propagates to the power supply side.

また、駆動電流の値の正負が逆転する時点から所定の時間内に電流脈動が発生するように、補償電圧の位相が補正される。このため、デッドタイムの補償電圧の位相を最適にチューニングすることができる。   In addition, the phase of the compensation voltage is corrected so that current pulsation occurs within a predetermined time from when the positive / negative value of the drive current value is reversed. Therefore, the phase of the compensation voltage for dead time can be optimally tuned.

さらに、デッドタイムの補償電圧の振幅の補正が完了した後に、デッドタイムの補償電圧の位相が補正される。このため、パラメータ調整を効率的に行うことができる。   Further, after the correction of the amplitude of the dead time compensation voltage is completed, the phase of the dead time compensation voltage is corrected. For this reason, parameter adjustment can be performed efficiently.

さらに、電流脈動の開始点が駆動電流の値の正負が逆転する時点に同期している場合に、脈動電流の発生が検出される。このため、突発的なノイズ等により、デッドタイムの補償電圧がチューニングされることを防止できる。   Furthermore, when the starting point of the current pulsation is synchronized with the time point when the value of the driving current is reversed, the generation of the pulsating current is detected. For this reason, it is possible to prevent the dead time compensation voltage from being tuned due to sudden noise or the like.

なお、電流理想指令Iqidealと比較する脈動電流の値として、電流制御器16の電流指令Iqsの値、実際の電流検出値のどちらを使用しても、上記効果を得ることができる。   Note that the above-described effect can be obtained by using either the value of the current command Iqs of the current controller 16 or the actual detected current value as the value of the pulsating current to be compared with the current ideal command Iqideal.

1 電力変換器
2 巻上機
3 同期電動機
4 綱車
5 ブレーキ
6 吊りロープ
7 釣合い錘
8 カゴ
9 エンコーダ
10 制御ブロック
11 回転速度・磁極位置演算手段
12 カゴ位置演算手段
13 カゴ負荷検出手段
14 速度パターン生成手段
15 速度制御器
16 電流制御器
17 2相3相変換器
18 Td補正演算手段
19 Td補正振幅演算手段
20 Td補正位相演算手段
21 記憶手段
22 電流ゼロクロス判定手段
23 6倍周期判定手段
24 補正振幅過不足判定手段
25 極性判定手段
25a Iu極性判定手段
25b Iv極性判定手段
25c Iw極性判定手段
26 電流ゼロクロス判定手段
27 6倍周期判定手段
28 第1補正位相判定手段
29 第2補正位相判定手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Power converter 2 Hoisting machine 3 Synchronous motor 4 Sheave 5 Brake 6 Hanging rope 7 Balance weight 8 Basket 9 Encoder 10 Control block 11 Rotation speed and magnetic pole position calculation means 12 Basket position calculation means 13 Basket load detection means 14 Speed pattern Generation means 15 Speed controller 16 Current controller 17 Two-phase three-phase converter 18 Td correction calculation means 19 Td correction amplitude calculation means 20 Td correction phase calculation means 21 Storage means 22 Current zero cross determination means 23 6-times period determination means 24 Correction Amplitude excess / deficiency determination means 25 Polarity determination means 25a Iu polarity determination means 25b Iv polarity determination means 25c Iw polarity determination means 26 Current zero cross determination means 27 Six-fold period determination means 28 First correction phase determination means 29 Second correction phase determination means

Claims (3)

電力変換器から電動機へ供給される電圧が前記電力変換器に設定されたデッドタイムによって歪むことを抑制するための補償電圧を記憶した記憶手段と、
電流理想指令に対応した電圧指令に前記補償電圧を合算した合算電圧指令に基づいて前記電力変換器を制御し、前記合算電圧指令に基づいた前記電動機の駆動力に過不足が生じた場合に、前記電力変換器から前記電動機に流れこむ駆動電流の値を調整することにより、前記駆動力を調整する調整手段と、
前記駆動電流の値が調整されたときに前記駆動電流上に発生する電流脈動の値と前記電流理想指令との値の差が所定の基準値よりも小さくなるように、前記補償電圧の振幅の補正を完了した後に、前記補償電圧の位相を補正する補正手段と、
を備えたことを特徴とする電力変換器の制御装置。
Storage means for storing a compensation voltage for suppressing the voltage supplied from the power converter to the electric motor from being distorted by a dead time set in the power converter;
When the power converter is controlled based on the combined voltage command obtained by adding the compensation voltage to the voltage command corresponding to the current ideal command, and when the driving force of the electric motor based on the combined voltage command is excessive or insufficient, Adjusting means for adjusting the driving force by adjusting the value of the driving current flowing from the power converter into the electric motor;
The amplitude of the compensation voltage is reduced so that the difference between the value of the current pulsation generated on the drive current when the value of the drive current is adjusted and the value of the current ideal command is smaller than a predetermined reference value . Correction means for correcting the phase of the compensation voltage after completing the correction;
An apparatus for controlling a power converter, comprising:
前記補正手段は、前記駆動電流の値の正負が逆転する時点から所定の時間内に前記電流脈動が発生するように、前記補償電圧の位相を補正することを特徴とする請求項1記載の電力変換器の制御装置。   2. The electric power according to claim 1, wherein the correction unit corrects the phase of the compensation voltage so that the current pulsation is generated within a predetermined time from the point in time when the value of the drive current is reversed. Control device for the converter. 前記補正手段は、前記電流脈動の開始点が前記駆動電流の値の正負が逆転する時点に同
期している場合に、前記電流脈動の発生を検出することを特徴とする請求項1又は請求項に記載の電力変換器の制御装置。
It said correction means, if the starting point of the current pulse is synchronized to the time when the positive and negative reversed value of the drive current, according to claim 1 or claim, characterized in that detecting the occurrence of said current pulse The control apparatus of the power converter of 2 .
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101723333B1 (en) * 2013-07-02 2017-04-04 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 Motor control device
JP6376239B1 (en) 2017-04-12 2018-08-22 株式会社明電舎 Control device for power conversion circuit
JP7213196B2 (en) * 2020-02-28 2023-01-26 株式会社 日立パワーデバイス MOTOR DRIVE DEVICE, OUTDOOR UNIT OF AIR CONDITIONER USING THE SAME, MOTOR DRIVE CONTROL METHOD

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0993986A (en) * 1995-09-28 1997-04-04 Toyo Electric Mfg Co Ltd Pwm inverter with dead-time correction function
JPH1023765A (en) * 1996-07-05 1998-01-23 Matsushita Refrig Co Ltd Voltage pwm inverter
JP3788346B2 (en) * 2001-12-20 2006-06-21 富士電機機器制御株式会社 Voltage type PWM inverter control device
JP4915078B2 (en) * 2005-10-05 2012-04-11 パナソニック株式会社 Inverter controller for motor drive
JP4895120B2 (en) * 2007-05-22 2012-03-14 富士電機株式会社 Control device for voltage source inverter

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