JPH02123969A - 電流制御系のオフセット補償回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、インバータのマイナルーブを構成する電流制
御系のオフセット補償回路に関する。

（従来の技術） 交流モータ等の負荷を有するインバータの制御として、
ＰＷＭ方式（パルス幅変調方式）等各種方式による制御
が知られている。従来、これらの制御では、第２図に示
すように、例えばトランジスタ等により各アームを構成
し、これら各アームによりブリッジ構成した三相インバ
ータ回路１２を直流電源１１に対し接続する。そして、
インバータ回路１２の各トランジスタのベースに所望の
パルス幅の信号を制御回路１３により与え、インバータ
回路１２の三相交流出力電流を制御し、交流負荷１４（
第２図では交流モータ）を制御する。

第２図に例示するＰＷＭインバータの電流制御では、一
般に、負荷電流（三相交流出力電流）を安定したものと
するため、マイナループによる電流制御が行われている
。

このようなマイナループによる電流制御系では第３図に
示すように、電流検出部２１により負荷電流の実際値ｉ
を検出する。そして、その検出値１ｉｓｔ（理想的には
、ｉ　＝　ｉ　；ｓｔ）を減算器２２に出力する。減算
器２２はこの電流検出値ｉ　ｉｓｔと電流設定値ｉ・と
を比較し、これらの偏差ｉ・−ｉ　ｉｓｔを自動電流調
節器（ＡＣＲ）２３に出力する。このＡＣＲ２３は、前
記偏差ｉ・−ｉ　ｉｓｔに応じた所定の信号をパルス幅
変調回路（ＰＷＭ回路）２４に出力し、ＰＷＭ回路２４
は前記電流設定値ｉ・と前記実際値ｉとを一致させるべ
く、インバータ回路１２の出力（負荷電流ｌ）の調整を
行う。

（発明が解決しようとする課Ｍ） ところで、このようなインバータシステムにおいては、
上記実際値１と上記検出値ｉ　ｉｓｔとは一致している
ことが理想である。

しかし、上記したようなＡＣＲ２３による電流制御系で
は、特に、該制御系をハードウェアにより構成した場合
には、該制御系を構成する電流検出部２１．ＡＣＲ２３
，ＰＷＭ回路２４や図示しない電流指令部、検出信号増
幅部等にオフセットが存在する。

特に、電流検出部２１に生ずるオフセットの大きさは他
の各部において生ずるオフセットに比へ著しく大きいも
のである。このため、電流検出部２１の出力である電流
検出値ｌ　ｉｓｔは実際値１にオフセットが重畳された
ものとなり、その結果インバータ回路１２の出力電流の
実際値ｊにオフセットが生じてしまう。

第４図は、オフセットＸが生した場合の三相Ｕ。

Ｖ、Ｗ各相の負荷電流ｉ　ｕ、　ｉ　ｖ、　ｉ　ｗの各
波形図であり、同図はＷ相の検出器にオフセラ１〜Ｘが
生じたときの様子を示している。同図においてＸｖが電
流ｉｖのオフセット成分を、Ｘｗが′正流ｉｗのオフセ
ット成分を示している。

例えば、上記の如くＷ相の検出器にオフセットＸが存在
する場合には、交流モータのトルクＴは、となる。

ここで、Ｋはトルク定数を、■は三相交流の電流の波高
値を、θは電気角（ωｔ）をそれぞれ表わしている。

上記のようなオフセットＸが生じたまま、例えば交流モ
ータ等の交流負荷を駆動すると、上式を考察することに
よっても明らかになるように、オフセットＸが交流モー
タのトルクリプル、回転むら等の原因となるという不都
合がある。

本発明は上記問題点を解決するために提案されたもので
、インバータに係る電流制御系のオフセットを補償し、
安定した特性を実現できる電流制御系のオフセット補償
回路を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明は、インバータの出力
電流を該インバータの出力側に設けた電流検出器により
検出し、前記出力電流の設定値と前記電流検出器による
検出値との偏差を自動電流調節器に入力して電流調節を
行い、この自りノミ流調筒器の出力信号に基づき前記イ
ンバータのスイッチング素子をオンオフする電流制御系
に用いるオフセット補償回路において、前記′電流検出
器に生じる直流成分であるオフセットを検出するオフセ
ット検出回路と、このオフセット検出回路によるオフセ
ット検出値と大きさが等しくかつ符号が正負逆のオフセ
ット補償信号を前記電流検出器による電流検出値に加算
して出力すると共に、前記オフセット補償信号を保持可
能なオフセット補償部とからなり、前記インバータの本
運転時に、この本運転に先立って保持した前記オフセッ
ト補償信号を前記電流検出値に加算して前記出力電流の
設定値と比較される検出値とすることを特徴とする。

（作用） まず、学習運転時において、インバータの出力電流をゼ
ロに設定すると、オフセット検出回路は、電流検出値と
してのオフセットをオフセット補償部に出力し、オフセ
ット補償部は、上記オフセットと大きさが等しくかつ符
号が正負逆のオフセット補償信号を前記電流検出値に加
算して出力すると共に、前記オフセット補償信号を保持
する。

本運転時において、オフセット補償部はオフセット補償
信号と前記電流検出器の出力とを加算して出力する。こ
の加算値は電流設定値と比較されて自動電流調節器に入
力される。すなわち、自動電流調節器には、電流設定値
とオフセットがキャンセルされた電流検出値との偏差が
入力されてマイナルーブ制御が行われる。上記制御は、
検出している相についてそれぞれ行われ、各相の、各電
流検出器に生じるオフセットは見掛は上ゼロとなる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面により説明する。

第１図は１本発明回路を組み込んだＰＷＭインバータの
電流制御系の部分ブロック図である。

第１図において５各アームを構成するスイッチング素子
としてトランジスタが使用された三相のインバータ回路
１２の出力側には交流負荷１４が接続され、インバータ
回路１２の各端子にはホールＣＴやシャント等の′上流
検出器２５が設けられている。

そして、この電流検出器２５は、オフセット補償回路１
に接続されている。オフセット補償回路１は、オフセッ
ト検出回路２、補償信号出力回路４及び加算器５から構
成されており、補償信号出力回路４及び加算器５はオフ
セット補償部３を構成している。前記゛Ｉ′ｌｉ流検出
器２５の出力は、オフセット検出回路２及び加算器５に
人力される。また、オフセット検出回路２は補償信号出
力回路４に接続され、この補償信号出力回路４は前記加
算器５に接続されていて補償信号出力回路４に保持機能
を持たせている。

さらに、加算器５は減算器２２に接続されており、この
減算器２２は電流設定値ｉ・と加算器５の出力との偏差
を演算し、演算結果を自動電流調節器（Ａ　ＣＲ）２３
に出力する。この実施例では、Ａ　ＣＲ２３はパルス幅
変調回路（ＰＷＭ回路）２４を介してインバータ回路１
２に所望のパルス幅のパルス信号を出力する構成としで
ある。なお、同図においては、三相交流の一相分のみを
示しであるが、実際の回路では三相（二相検出方式を採
用する場合には二相）のそれぞれにオフセット補償回路
１が設けられる。ここで、オフセット検出回路２．補償
イａ号出力回路４はＡ／Ｄ変換器、マイクロコンピュー
タ。

Ｄ／Ａ変換器等により構成することが可能である。

以下、本実施例の作用を説明する。

まず、本運転前の学習運転時に予め電流検出器２５のオ
フセットを検出しておく。一般に、ＡＣＲによる電流制
御系（以下、ＡＣＲ系という）のオフセットＸの大部分
は電流検出器２５のオフセットに起因するので、該検出
器２５のオフセットのみを考慮すれば、ＡＣＲ系におけ
る他のオフセットは無視することができる。以下、電流
検出器２５のオフセットをＸとする。

ここで、上記オフセットＸの検出は以下のように行われ
る。まず、インバータ回路１２の出力電流設定値をゼロ
（ｉ・二〇）とし、インバータ回路１２のスイッチング
素子をすべてオフする。第１図のようにスイッチング素
子がトランジスタであるときは、トランジスタをベース
オフとする。

そして、電流検出器２５の出力端子に現われる電流］を
検出する。このときの電流実際値はゼロであるが、電流
検出器２５にオフセットＸが生じているので、該オフセ
ットＸ分相当の電圧Ｖｘがオフセット補償回路１に出力
される。

オフセット検出回路２はこの電圧Ｖｘを入力し、Ａ／Ｄ
変換（アナログ・ディジタル変換）して補償イｄ号出力
回路４に出力する。補償信号出力回路４は、このディジ
タル信号に変換されたオフセットＸｄを本運転に先立っ
て保持しておく。

次に、本運転時においては、電流検出器２５の出力Ｖ３
は電流実際値ｉにオフセットＸが重畳されたものとなる
が、補償信号出力回路４は、既に保持しであるオフセッ
トＸｄと大きさが同一でかつ正負の符号が逆であるオフ
セット補償信号−Ｘｄをアナログ量−又として加算器５
に出力し、加算器５はｖｉとオフセット補償信号−Ｘと
を加算して減算器２２に出力するので、ＡＣＲ２３は電
流設定値１囃と外見上オフセットがキャンセルされた信
号との偏差を減算器２２から入力することができる。

なお、上記実施例では、本運転前の学習運転時に補償信
号出力回路４にオフセットＸｄを保持することしたが、
本システム製造時に電流検出器２５のオフセットＸｄを
補償信号出力回路４に保持し、バッテリバックアップ等
の手段によりこのオフセットＸｄを記憶しておけば、イ
ンバータの設置現場における学習運転によるオフセット
の調整は不要となり、ユーザサイドにおける学習運転は
不要となる利点がある。

（発明の効果） 以上のように本発明によれば、電流制御系の電流検出器
において生ずるオフセットを予め検出しておき、本運転
時に前記オフセットを補償する信号を電流検出器の出力
に加えることとしたので。

オフセットは見掛は上ゼロとなり、例えば交流モータの
トルクリプルの解消１回転むらの低減等、交流負荷の特
性向上が可能となり、高精度のインバータ制御が可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を説明するための電流制御系
のブロック図、第２図はＰＷＭインバータシステムの説
明図、第３図は従来の電流制御系を示すブロック図、第
４図は第３図に示す電流制御系においてオフセットが生
じたときの出力電流を例示する三相波形図である。 １・・・オフセット補償回路 ２・・・オフセット検出回路 ：３・・・オフセット補償部　４・・・補償信号出力回
路５・・・加算器　　　　　　１２・・インバータ回路
１４・・・交流負荷　　　　　２２・・・減算器２３・
・・ＡＣＲ（自動電流調節器） ２４・・・ＰＷＭ回路（パルス幅変調回路）２５・・・
電流検出器

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 インバータの出力電流を該インバータの出力側に設けた
   電流検出器により検出し、前記出力電流の設定値と前記
   電流検出器による検出値との偏差を自動電流調節器に入
   力して電流調節を行い、この自動電流調節器の出力信号
   に基づき前記インバータのスイッチング素子をオンオフ
   する電流制御系に用いるオフセット補償回路において、 前記電流検出器に生じる直流成分であるオフセットを検
   出するオフセット検出回路と、このオフセット検出回路
   によるオフセット検出値と大きさが等しくかつ符号が正
   負逆のオフセット補償信号を前記電流検出器による電流
   検出値に加算して出力すると共に、前記オフセット補償
   信号を保持可能なオフセット補償部とからなり、 前記インバータの本運転時に、この本運転に先立って保
   持した前記オフセット補償信号を前記電流検出値に加算
   して前記出力電流の設定値と比較される検出値とするこ
   とを特徴とする電流制御系のオフセット補償回路。