JP6334427B2 - 交流モータ駆動装置 - Google Patents
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Description
図1は、実施の形態1に係る交流モータ駆動装置の全体を示すブロック図、図2は、インバータ部を示す回路図、図3は、制御部を示すブロック図、図4は、制御部の主指令値生成部を示すブロック図であり、また、図5は、制御部の付加指令値生成部を示すブロック図である。
主指令値生成部52は、電流指令値生成部521、電圧指令値生成部522、座標軸変換部523および正規化部524で構成されている。
付加指令値生成部53は、0°/180°位相信号生成部531、位相比較器532、ループフィルタ533、クロック信号生成部534、分周器535、位相差格納部536、正弦波発生部537、振幅値格納部538および乗算器539で構成されている。
加算器54(54u,54v,54w)は、主指令値Au_ref,Av_ref,Aw_refと付加指令値B_refとの和をそれぞれ計算して,重畳済指令値Au_ref’,Av_ref’,Aw_ref’を出力する。
同じく、図7(c)に点線で示す下アームのIGBTの損失を起因とするインバータ部3の内部での温度変化は、図7(e)に点線で示すような温度変化となる。また、図7(c)に破線で示す下アームの還流ダイオードを起因とするインバータ部3の内部での温度変化は、図7(e)に破線で示すような温度変化となる。
Vuv = Vu − Vv (1−1)
Vvw = Vv − Vw (1−2)
Vwu = Vw − Vu (1−3)
そして、従来方式では、主指令値Au_refに基づいた通電パターンGu_p,Gu_nを通電パターン生成部55で生成して、インバータ部3を介して、交流モータ4のU相端子にVuの電圧値を生じさせる。同様に、主指令値Av_refに基づいた通電パターンGv_p,Gv_nを通電パターン生成部55で生成して、インバータ部3を介して、交流モータ4のV相端子にVvの電圧値を生じさせる。さらに、主指令値Aw_refに基づいた通電パターンGw_p,Gw_nを通電パターン生成部55で生成して、インバータ部3を介して、交流モータ4のW相端子にVwの電圧値を生じさせる。そして、式(1−1)から式(1−3)の関係に基づいて、交流モータ4には、各相の端子間に、図8(a)に示すような、正弦波状の相電流を流して、交流モータ4の回転軸を回転させる。
Vuv’ = Vu’ − Vv’
= (Vu+B)−(Vv+B)
= Vu − Vv =Vuv (2−1)
Vvw’ = Vv’ − Vw’
= (Vv+B)−(Vw+B)
= Vv − Vw =Vvw (2−2)
Vwu’ = Vw’ − Vu’
= (Vw+B)−(Vu+B)
= Vw − Vu =Vwu (2−3)
このように、交流モータ4の各相端子に同じ電圧値を加算しても、交流モータ4に流れる相電流は、加算前の電圧値を各相端子に印加した場合と同じであることが判る。
のピークを遅らせることで、インバータ部3での蓄熱を抑制することが可能になり、このこともインバータ部3の稼働時の温度を低下させることができる。
図11は、実施の形態2に係る交流モータ駆動装置の全体を示すブロック図であり、図12は、制御部を示すブロック図であり、また、図13は、制御部の付加指令値生成部を示すブロック図である。実施の形態1の交流モータ駆動装置との違いは、実施の形態1では、交流モータ4の回転軸の位置信号dを得るためにエンコーダ41が設けられていたが、これに替えて、実施の形態2では、インバータ部3から交流モータ4への相電流の内、少なくとも1相の相電流値を検出する電流検出部7が設けられている点である。他の構成については、実施の形態1と同様であるので説明を省略する。
Claims (4)
- 供給される直流電力の電圧値を検出する電圧検出部と、
内蔵するスイッチング素子を通電パターンに従ってオン/オフ制御することで前記直流電力を交流電力に変換して交流モータに供給するインバータ部と、
前記電圧値と、前記交流モータからの前記交流モータの回転軸の位置信号と、前記交流モータへの角周波数指令値と、に基づいて前記通電パターンを生成して制御信号として出力する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記位置信号に基づいて算出される前記交流モータの角周波数と、前記位置信号および前記交流モータの極数とに基づいて算出される前記交流電力の相電流の位相信号と、を生成する角周波数・位相信号生成部と、
前記角周波数指令値と前記電圧値と前記角周波数と前記位相信号とに基づいて、前記相電流の周波数と同じ周波数を有する前記交流モータの各相に対する主指令値を生成する主指令値生成部と、
前記位相信号に基づいて、前記相電流の周波数の3倍の周波数を有する付加指令値を生成する付加指令値生成部と、
前記主指令値と前記付加指令値とを加算した加算値を出力する加算器と、
前記加算値に基づいて前記通電パターンを生成し、前記インバータ部に前記制御信号として出力する通電パターン生成部と、
で構成されることを特徴とする交流モータ駆動装置。 - 供給される直流電力の電圧値を検出する電圧検出部と、
内蔵するスイッチング素子を通電パターンに従ってオン/オフ制御することで前記直流電力を交流電力に変換して交流モータに供給するインバータ部と、
前記交流電力のうち少なくとも1相の電流値を検出する電流検出部と、
前記電圧値と、前記電流値と、前記交流モータへの角周波数指令値と、に基づいて前記通電パターンを生成して制御信号として出力する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記電流値に基づいて算出される前記交流モータの角周波数と、前記電流値および前記交流モータの極数とに基づいて算出される前記交流電力の相電流の位相信号と、前記電流値に基づいて算出される前記電流値の基準となる時刻を示す基準時刻と、前記電流値の周期に同期した同期位相信号と、を生成する角周波数・位相信号生成部と、
前記角周波数指令値と前記電圧値と前記角周波数と前記位相信号とに基づいて、前記相電流の周波数と同じ周波数を有する前記交流モータの各相に対する主指令値を生成する主指令値生成部と、
前記基準時刻と前記同期位相信号とに基づいて前記電流値の周波数の3倍の周波数を有する付加指令値を生成する付加指令値生成部と、
前記主指令値と前記付加指令値とを加算した加算値を出力する加算器と、
前記加算値に基づいて前記通電パターンを生成し、前記インバータ部に前記制御信号として出力する通電パターン生成部と、
で構成されることを特徴とする交流モータ駆動装置。 - 前記付加指令値生成部は、
前記位相信号から基準時刻と、前記相電流の周波数に同期した0°および180°で値が変化する2値の同期位相信号と、を生成する0°/180°位相信号生成部と、
前記同期位相信号と後述する分周器の出力である分周信号の位相信号とを比較し位相差信号を出力する位相比較器と、
前記位相差信号に対して高調波成分を除去するローパスフィルタ処理を施して位相差電圧に変換するループフィルタと、
前記位相差電圧に基づいて電圧制御発振器により発振周波数が変化するクロック信号を生成するクロック信号生成部と、
正整数Nに対して前記クロック信号を3N分周した前記分周信号を生成する前記分周器と、
相電流に対して規定の位相差が格納された位相差格納部と、
前記基準時刻において前記位相差格納部から出力される位相差を初期値とし、かつ、Nを時間分解能として前記クロック信号に対応した正弦波を出力する正弦波発生部と、
規定の振幅値が格納された振幅値格納部と、
前記正弦波に前記振幅値を乗じて出力する乗算器と、
で構成されていることを特徴とする請求項1に記載の交流モータ駆動装置。 - 前記付加指令値生成部は、
前記同期位相信号と後述する分周器の出力である分周信号の位相信号とを比較し位相差信号を出力する位相比較器と、
前記位相差信号に対して高調波成分を除去するローパスフィルタ処理を施して位相差電圧に変換するループフィルタと、
前記位相差電圧に基づいて電圧制御発振器により発振周波数が変化するクロック信号を生成するクロック信号生成部と、
正整数Nに対して前記クロック信号を3N分周した前記分周信号を生成する前記分周器と、
相電流に対して規定の位相差が格納された位相差格納部と、
前記基準時刻において前記位相差格納部から出力される位相差を初期値とし、かつ、Nを時間分解能として前記クロック信号に対応した正弦波を出力する正弦波発生部と、
規定の振幅値が格納された振幅値格納部と、
前記正弦波に前記振幅値を乗じて出力する乗算器と、
で構成されていることを特徴とする請求項2に記載の交流モータ駆動装置。
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