JPH02151291A - Pwmインバータの制御方法およびその制御装置ならびにpwmインバータシステム - Google Patents

Pwmインバータの制御方法およびその制御装置ならびにpwmインバータシステム

Info

Publication number
JPH02151291A
JPH02151291A JP63300525A JP30052588A JPH02151291A JP H02151291 A JPH02151291 A JP H02151291A JP 63300525 A JP63300525 A JP 63300525A JP 30052588 A JP30052588 A JP 30052588A JP H02151291 A JPH02151291 A JP H02151291A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
vector
inverter
magnetic flux
voltage
zero
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP63300525A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2753288B2 (ja
Inventor
Nobuyoshi Muto
信義 武藤
Keijiro Sakai
慶次郎 酒井
Hiroshi Fujii
洋 藤井
Kenji Nanto
謙二 南藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP63300525A priority Critical patent/JP2753288B2/ja
Priority to KR1019890016460A priority patent/KR0137870B1/ko
Priority to DE68920968T priority patent/DE68920968T2/de
Priority to US07/441,964 priority patent/US5053690A/en
Priority to EP89121902A priority patent/EP0371442B1/en
Publication of JPH02151291A publication Critical patent/JPH02151291A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2753288B2 publication Critical patent/JP2753288B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K7/00Modulating pulses with a continuously-variable modulating signal
    • H03K7/08Duration or width modulation ; Duty cycle modulation
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P27/00Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
    • H02P27/04Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
    • H02P27/06Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters
    • H02P27/08Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters with pulse width modulation
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/53Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/537Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
    • H02M7/5387Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration
    • H02M7/53871Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration with automatic control of output voltage or current
    • H02M7/53873Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration with automatic control of output voltage or current with digital control
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P23/00Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by a control method other than vector control
    • H02P23/0077Characterised by the use of a particular software algorithm
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/53Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/537Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
    • H02M7/5387Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration
    • H02M7/53871Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration with automatic control of output voltage or current
    • H02M7/53875Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration with automatic control of output voltage or current with analogue control of three-phase output
    • H02M7/53876Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration with automatic control of output voltage or current with analogue control of three-phase output based on synthesising a desired voltage vector via the selection of appropriate fundamental voltage vectors, and corresponding dwelling times

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

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〕 本発明は交流電動機を可変速駆動するPWMインバータ
のゲート信号を発生する方法および、そのシステムに関
する。
〔従来の技術〕
PWMインバータのゲート信号を発生する方法の1つと
して1例えば特開昭50−25592号公報に開示され
ているような2つの電圧ベクトルと零ベクトルを用いて
電圧ベクトルが磁束円上を沿うようにゲート信号を決定
する方法が知られている。
この場合、零ベクトルの大きさ(時間)は制御周期(サ
ンプリングタイム)内で2つの電圧ベクトルが保持され
る時間の余り時間として割当てられる。この方法ではP
WMイン、バークのスイッチング周波数はサンプリング
タイム中の電圧ベクトル。
雰ベクトルの組合がいくつあるかによって決められる。
即ち、サンプリングタイム内での電圧ベクトルと零ベク
トルの組合が多くなればなる程、PWMインバータのス
イッチング周波数は増加する。
〔発明が解決しようとする課題〕
上記従来技術ではサンプリングタイム内で電圧ベクトル
及び零ベクトルの大きさが磁束の角速度で変わることに
よってこれらのベクトルの何れかの大きさが零となるた
め、PWMインバータのスイッチング周波数が低減する
。この結果、電圧波形の歪が多くなり、電動機の騒音も
増加するという問題があった。
本発明の目的は空間ベクトル方式のPWM制御において
、PWMインバータのスイッチング周波数を固定化する
方法を提案することにある。また。
本発明の他の目的は従来PWMインバータのスイッチン
グ周波数が低減する領域で、電圧利用率を向上させしか
も電圧波形歪の少ない制御方法を提案するにある。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的を達成するため、(n−1)時点で得られた磁
束ベクトルφ(n−1)とn時点で得られる磁束ベクト
ルφ(n)との差ベクトル(以下偏差ベクトル) 8 
(n)を複数の単位電圧ベクトルを用いて合成する際、
必ず所定の大きさを持つ零ベクトル或は電圧ベクトルが
含まれるように合成ベクトルを生成し、このベクトルを
使ってPVMインバータのスイッチング素子のゲート信
号を発生するようにしたものである。
〔作用〕
一定の大きさを持つ磁束円上を電圧ベクトルと零ベクト
ルの合成電圧ベクトル(大きさ一定)が動く場合、磁束
の回転位相によって電圧ベクトル及び零ベクトルの大き
さは変動する0回転位相によって電圧ベクトル或は零ベ
クトルの大きさは零になる場合がある。即ち、磁束の角
速度が大きくなる程、一定の大きさを持つ磁束円上を合
成電圧ベクトルが動くようにするには電圧ベクトルの大
きさを大きくしなければならない、このため、磁束の角
速度が増加する程、合成電圧ベクトル中の零ベクトルの
占める割合は減少して、電圧ベクトルが占める割合は増
加する。従って、インバータ周波数が高い領域では零ベ
クトルの大きさが零になる場合が多くなる。零ベクトル
の大きさが零になると、合成電圧ベクトルの持続時間を
サンプリングタイムTsに一致させると、Ts待時間全
てを電圧ベクトルが占めることになり、PWMインバー
タのスイッチング周波数は減少する。
一方、磁束の角速度が小さくなると、逆の現象即ち、電
圧ベクトルが零になる場合が増加しサンプリングタイム
Tsの時間の全てを零ベクトルが占めるようになり、や
はりPWMインバータのスイッチング周波数は減少する
本発明では予め最小時間ΔTだけ電圧ベクトル及び零ベ
クトルの大きさを常に確保するように合成電圧ベクトル
決めている。このため、磁束の回転角速度が変化して電
圧ベクトル成は零ベクトルの何れが零になっても、予め
最小時間ΔTを持つ電圧ベクトル、戎は零ベクトルが合
成電圧ベクトルに残る。このため、PWMインバータの
スイッチング周波数は磁束の位相、或は角速度が変化し
ても合成電圧ベクトルで決まる周波数に固定化される。
〔実施例〕
以下1本発明の一実施例を第1図により説明する。第1
図は本発明の構成を示したものである。
3相の交流電源10はコンバータ20に接続され。
コンバータ20の出力端子は平滑コンデンサ30を介し
て複数のスイッチング素子等で構成されたPWMインバ
ータ40の入力端子に接続される。
ここでコンバータ20及びPWMインバータ40の回路
構成は公知の回路構成を用いれば良いため、その詳細は
省略する。
PWMインバータ40の出力端子U、V、W(7)各端
子は交流電動機50のU、V、Wの各端子に接続される
次に、PWMインバータ40のゲートを制御する制御回
路の構成を述べる。
インバータ角周波数指令ωR1磁束指令φRはそれぞれ
ポテンショメータ60.61により設定されるように構
成される。ポテンショメータ60゜61の出力端子はワ
ンチップマイクロコンピュータ70のA/D変換器(図
示省略)の入力端子に接続される。ワンチップマイクロ
コンピュータ70にはこの他メモリRAM、EPROM
タイマ等が内蔵されているがこれも省略する。ワンチッ
プマイクロコンピュータ70のデータバスはタイマモジ
ュール80.81のデータバスラインに接続され、70
のI10ポートGは、80,81のゲート端子Go r
 Gt + G2 、 Ga 、 G4 、 G21に
接続される。この他、ワンチップマイクロコンピュータ
70がタイマモジュールso、siにデータを書き込め
るようにするにはアドレスバスも必要であるが、第1図
ではこれは省略しており、基本構成のみを示している。
タイマモジュール80.81にはそれぞれタイマが3個
内蔵されており、これらの出力端子Go 。
CIは排他論理和回路90の入力端子、出力端子C2,
C11は排他論理和回路91の入力端子、出力端子C4
、Csは排他論理和回路92の入力端子にそれぞれ接続
される。排他論理和回路90゜91.92の出力端子は
ゲート駆動回路100の入力端子に接続される。
ゲート駆動回路100の出力端子はPWMインバータの
各相アームを構成する6個のスイッチング素子のゲート
に接続される。
次に、PWM信号の制御方法とこの方法を用いた第1図
に示す回路動作について説明する。PWMインバータ4
0は3相のインバータであるため、各相毎に点弧される
ゲート信号の組合せは23通り存在する。ここではスイ
ッチングパターン即ち。
ゲート信号の組合せを(U、V、W)とし、各相のスイ
ッチング素子が’ON”の状態を41171“OF F
 ”の状態を“0”と表記する。例えば(1,O,O)
はU札止側アームのスイッチング素子が”ON”、V札
止側アームのスイッチング素子が“OFF”、W札止側
アームのスイッチング素子がパ○FF”L/ている状態
を示す。なお、各和食側アームのスイッチング素子は正
側アームのスイッチング素子に対して相補的に動作する
即ち、正側アームのスイッチング素子が” ON ’″
の時は負側アームのスイッチング素子が’OFF”のよ
うに動作する。
以上のようにスイッチングパターンを決めた場合(1,
O,O) 、 (1,1,O) 、 (0,l。
0)、(0,1,l)、(0,0,1)、(1゜0.1
)の各状態は第2図のように表わされる。
ここで、上記の各成分を持つベクトルを単位電圧ベクト
ルと呼ぶことにする。上記の残りの成分を持つ(0,O
,O)、(1,1,1)はPWMインバータの出力電圧
を零にするスイッチングパターンになる。そこで、これ
を単位零ベクトルと呼び、(0,O,O)をVO,(1
,1,1)をv7で表わす。他の成分については第2図
に示した表記法に従うものとする。
磁束ベクトルφ(シ)と電動機に誘起される電圧ベクト
ルV (t)との間には(1)式で示される関係がある
磁束ベクトルをφ(t)=φoe   と表わすと、こ
の磁束ベクトルφ(1)は半径φ0上の円軌跡を描き、
電圧ベクトルV(t)は円軌跡の法線方向に沿って動作
する。ここで、(1)式を差分形式で表わすと、(2)
式で表わされる。
φ(n)−φ(n  1)=Ts・V(n)    −
(2)Ts:サンプリング周期 ここで、(2)式の左辺はn時点の磁束ベクトルφ(n
)と(n−1)時点の磁束ベクトルφ(n−1)との差
ベクトルでこれを、偏差ベクトルe(n)で表わす。前
記偏差ベクトルe(n)を単位電圧ベクトルv1〜ve
、単位零ベクトルVO,V7を用いて合成することを考
える。
60°位相差を持つ2つの単位電圧ベクトルVi、v、
は磁束ベクトルの位相によって異なる。
第2図に示す各区間で、使用する単位電圧ベクトルを第
3図に示す。
第4図は単位電圧ベクトルvl、 vJ、単位零ベクト
ルVO(V7)の各ベクトルを使って偏差ベクトルe(
n)を合成する方法を図示したものである。
(2)式から偏差ベクトルe(n)の持続時間はサンプ
リングタイムTsに一致しなければならない。
即ち、Vl、Vaを用いて得られる電圧ベクトルV s
 、 V Jの大きさは単位電圧ベクトルVIHV4と
それらの持続時間TI、TJの積であり、及び尊べv7
と持続時間Toの積で1次式を満足しなければならない
e (n ) −V t + V J + V 。
= T t v s + T J V J + T o
 v o    ・= (3)Ts=Tt+Ta+To
        −(4)但し、持続時間TI、TJは
(5)、 (6)式で表わされる。
5in120” 但し、0はA点からB点まで偏差ベクトルe(n)が進
んだ距離、すなわちサンプリングタイムTs内に進んだ
距離を表わし、次式で与えられ机 Q=Δθ(n)・φ0         ・・・(7)
Δθ(n)=ωs T s          ・・・
(8)ここで、Δtは時間換算係数で、ωlは磁束ベク
トルφ(n)の回転角速度で、第1図のインバータ角周
波数指令ωRに一致する。(7)式は一定として求めら
れるものである。
また、 (5)、 (6)式の位相角αは使用する単位
電圧ベクトルによって第5図のように与えられる。
第5図でθR傘は磁束ベクトルφ(n)の瞬時回転位相
で、(9)式で与えられる。
k=1 今、磁束ベクトルφ(n)が角速度ω1で回転し、一定
のサンプリングタイムTs毎に動作しているものとする
。(5)、 (6)式で与えられるVl、VJの合成ベ
クトルの持続時間T I+ T Jは位相角αが30“
で最大となる。角速度ωlが増加すると、Ts時間内に
偏差ベクトルの進む距離αが増加するため、(rt+”
rJ)の大きさがサンプリングタイムTsを越る場合が
出現する。このような状態は最初位相角αが30°時点
で発生し、ωlが増加するにつれて、その領域は30°
の位相を中心に次第に拡大していく。
第6図はこのような状態を示したものである。
第6図(b)は位相角αがCからDの区間にある場合零
ベクトルVoの持続時間Toが零になっている。即ち、
この区間で偏差ベクトルe(n)は零ベクトルVOが消
滅し、電圧ベクトルV i 、 V Jの和になる。従
って、このような区間ではPWMインバータの出力電圧
を零にするスイッチングパターンが無くなりPWMイン
バータのスイッチング周波数が減少することになる。そ
こで、このようなスイッチング周波数の減少を次の方法
で抑制する。電圧ベクトルVl、VJの合成電圧ベクト
ルの持続時間が(Ts−ΔT)を越えないように、偏差
ベクトルe(n)の進む距離αに上限を設ける。その値
は次式で制御される。
即ち、(5)、 (6)式で用いる偏差ベクトルの持続
時間ΩΔtは常に(10)式で与えられる(Q−、LX
Δt)を越えないようにする。
第7図はT i + T JがTsを越えるような領域
でこの制御方法を使用した場合の零ベクトルVoの持続
時間(a)と偏差ベクトルe(n)の大きさ(b)(持
続時間)の位相角αに対する変化を示したものである。
零ベクトルVoはΔTの時間は常に確保されるため、零
ベクトルVoの消滅はこの方法で抑制され、スイッチン
グ周波数の減少を抑制することができる。
次に、磁束ベクトルφ(n)の角速度ω1が減少すると
、偏差ベクトルe(n)の大きさは(7)、 (8)式
に従って減少して行く。この時間がシステム上から決定
される最小時間(例えばマイクロコンピュータ70のマ
シンサイクル)Δを以下になると、零になる。この時、
電圧ベクトルVl−VJは消滅して、合成電圧ベクトル
は零ベクトルVOのみになる。従って、このような状態
になってもPWMインバータのスイッチング周波数は減
少する。そこで、偏差ベクトルe(n)の持続時間QΔ
tが下限値Q□、Δ七 以下にならないようにする。す
なわち、電圧ベクトルVl、VJの持続時間が下限値T
1n以下にならないようにするためには(11)式を満
足するようにする。
以上から磁束ベクトルφ(n)の角速度ωlが変化して
も零ベクトルVO及び電圧ベクトルvlVJ が消滅(
各ベクトルの持続時間が零)しないようにするには偏差
ベクトルe(n)の持続時間QΔtが(12)式を満足
するように制御すれば良い。
Q vainΔt<uΔt < Q wax ・Δt 
   ・(12)(5)、 (6)式から求められた電
圧ベクトルの持続時間T i 、 T aが下限値T 
m t n以下及び上限値(TS−ΔT)以上にならな
いように電圧ベクトルの持続時間T i 、 T Jの
大きさに上下限リミッタを付加しても、 (12)式と
等価な関係は得られる。但し、この場合、電圧ベクトル
の持続時間T1.Taの各々の大きさがT m l n
から(Ts−ΔT)以内にあるかをチエツクする必要が
あり、ワンチップマイクロコンピュータ70の処理時間
は増える。
以上、述べた原理を使ってPWMインバータのゲート信
号を得るまでの動作について説明する。
先ず、第8図のフローチャートを使って、ワンチップマ
イクロコンピュータ70でカウンタCo。
C1r Cz t Ca 、C4,Caにセットするデ
ータを得るまでの演算過程を説明する。
(i)処理200A 第8図は割込み処理ルーチンを示している。割込みが発
生すると、先ず、20OAの処理が実行される。処理2
00Aはワンチップマイクロコンピュータ70に内蔵さ
れているタイマにT + T s(T:現在のタイマの
値)をセットする。タイマはTr、時間経過すると割込
み信号を発生する。この処理は割込み信号が発生する度
に行われるため、Tsなる周期を持割込み信号が継続し
て発生する。
(if)処理200B インバータ角周波数指令ωR即ち、磁束ベクトルφ(n
)の角速度ωlをA/D変換器を介して取込み、これと
サンプリングタイムTsとの積からサンプリングタイム
Ts内に進む磁束ベクトルφ(n)の偏差角Δθ(n)
を求める。
(Lit)処理200C 処理200Bで得られた偏差角Δθ(n)を逐次加算し
、磁束ベクトルφ(n)の瞬時位相θR*を求める。こ
の処理では08本の値2π(1周期)に相当する。00
本値との大小関係を比較し、08本が00車を越えたら
08京の値を零にリセットとする処理も行われる。この
処理によってθR*は周期27Cを持つ位相になる。
(iv)処理200D 処理200Cで得られた磁束ベクトルの瞬時位相08本
を基に、08本が第3図に示されるどの区間にあるかを
判定し、使用する単位電圧ベクトルVl。
VJ を決定する。次にVl、vJに応じた位相角αを
第5図に従って演算する。
(v)処理200E 磁束指令φRをワンチップマイクロコンピュータ70内
のA/D変換器を介して取込み、これと、処理200B
で得られた偏差角Δθ(n)との積を求め、これに時間
換算係数Δtが乗じ、偏差ベクトルe(n)の持続時間
QΔtを求める。更に、リミッタ処理を行い、QΔtが
(12)式を満足するように処理する。
(vi)処理200F 位相角α、偏差ベクトルの持続時間αΔtを使って(5
)、 (6)式から電圧ベクトルVl−VJの持続時間
Ti=TJを演算する。零ベクトルVoの大きさT o
 8iT s −(T i + T J )から求める
。この結果、偏差ベクトルe(n)の合成電圧ベクトル
T、v、+TJVJ+TOVOが得られる。ここでは電
圧ベクトルV + 、 V J、零ベクトルVoを細分
化して、スイッチング周波数を向上させる6例えば2分
割した場合を第9図、第10図に示す、この場合、偏差
ベクトルe(n)は次のように表わされる。
e (n ) = T o ’ V 7 + T t 
’ v t + T J ’ v J+  T o ’
   v o +  T J ’   V  J + 
 T t ’   v  t・・・(13) ここで、 T t = T t ’ + T s ’ 
; T J : T J ’ + T J ’; To
=To’ +To’である。単位零ベクトルV。
は1相のみスイッチングモードが変化するように挿入す
る0例えば、区間■では(1,1,l)→(1,1,O
) →(0,1,O)+ (0,O,O)→(0,1,
O)→(1,1,O)のようになる。
即ち、区間によってVi、vJの成分は変わるが、順序
は(13)式に従って電圧ベクトルVi=Va、零ベク
トルVoが合成される。
(■)処理200G 処理200Fでは(13)式の順序で電圧ベクトルV 
t 、 V J及び零ベクトルVoが合成されるように
、カウンタCo = Caにセットするデータを求める
処理が行われる0例えば区間■では、カウンタC。
に(T o ’ + T i ’ )、カウンタC1に
(T o + T t ’+TJ’)がそれぞれセット
する。カウンタCoに(To’ +TI’ )のデータ
がセットされると、カウンタCoの出力は“Low”レ
ベルから“High”レベルに立上り、(To’ +T
1’ )時間後、カウンタCoの出力は”High”レ
ベルから“L O,13レベルに下がる。カウンタC1
に(T o + T□′+TJ)のデータがセットされ
ると、カウンタC1の出力は“)Iigh”レベルから
“Low″ルベルに立下り、(T o + T 、’ 
+ T J )後カウンタC1の出力は“Low”レベ
ルから“High”レベルに立上る。
同様な動作がCz、Ca及びC4、Caの各カウンタで
行われる。
200Aから200Gの処理が割込み信号が発生する度
に行われると、カウンタ80,81の出力信号は第11
図のタイムチャートに示すように変化する。カウンタ8
0,81の出力端子には排他論理和回路90,91.9
2が接続されているため、Co■C1,Cz■Ca、 
C/4■Csの排他論理和演算が行われ、第11図に示
すような3相のPWM信号Eu 、Ev 、E−が得ら
れる。
Eu = Ev、Ewの各信号がゲート駆動回路100
に入力されると各相アームを構成するゲートに印加する
ための、ゲート信号U p = W sが得られる。ゲ
ート信号は公知の方法で発生すれば良く。
この詳細は省略する。
〔発明の効果〕
本発明によれば、インバータの角周波数が変つても、ス
イッチング周波数の減少を抑制できるので、電流リプル
は減少すると同時に電動機の騒音を低減することができ
る。
また、零ベクトルの大きさを最小限にしてスイッチング
周波数を抑制しているので、高速域での電圧利用率が良
くなり、高出力のトルクを発生できる効果もある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の構成図、第2図は単位電圧
ベクトルの状態を表わす図、第3図は磁束ベクトルの位
相の区間とその区間で選択すべき単位電圧ベクトルを示
す図、第4図は磁束ベクトルと電圧ベクトルの関係を表
わす図、第5図は単位電圧ベクトルと位相角αの関係を
示す図、第6図は従来の方法の偏差ベクトルの大きさと
、零ベクトルの持続時間の関係を示す図、第7図は本発
明の偏差ベクトルと零ベクトルの動きを示す図。 第8図は本発明の制御を実行するためのフローチャート
図、第9図、第10図は3相スイツチングパターンとカ
ウンタ出力信号の関係を現わす図、第11図はカウンタ
出力信号からPWM信号が得られる過程を示す図である
。 2o・・・コンバータ、40・・・PWMインバータ。 50・・・交流電動機、70・・・ワンチップマイクロ
コンピュータ、80.81・・・タイマモジュール、9
0.91.92・・・排他論理和回路。 第1図 10・・・・ 20・・・・ 30 ・・ 40 ・ 50・・・・・ 80.81  ・・・・ 90.91.92  ・・・ 3相交流電源 コン/1′−タ 平滑コンデンサ PWMインバータ 交流電動機 タイマモジュール 排他論理回路 第 図 第5図 選択する単位電圧ベクトルと位相角 第3図 選択する単位電圧ベクトル 第6図 第7図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、インバータの角周波数指令と磁束指令とから、磁束
    ベクトルを求め、複数の電圧ベクトルを前記磁束ベクト
    ルと単位電圧ベクトルと零ベクトルとから求めて、前記
    電圧ベクトルに対応するインバータの複数のスイッチン
    グ素子のゲート信号を生成して制御するPWMインバー
    タの制御方法において、前記インバータの角周波数指令
    と磁束指令及びサンプリングタイムとから磁束ベクトル
    ■(n)を求め、前記磁束ベクトル■(n)と前のサン
    プリング時に求めた磁束ベクトル■(n−1)との差ベ
    クトル(偏差ベクトル)を前記複数の単位電圧ベクトル
    と前記零ベクトルを用いて求めるに当つて、所定の持続
    時間を持つ前記零ベクトルを含むようにして求め、得ら
    れた前記偏差ベクトルに従つて前記PWMインバータの
    スイッチング素子のゲート信号を生成することを特徴と
    するPWMインバータの制御方法。 2、請求項第1項において、前記偏差ベクトルの前記零
    ベクトルを除いた前記電圧ベクトルの持続時間の総和が
    、前記サンプリングタイムから、前記零ベクトルの前記
    所定の持続時間を差し引いた値を越えないようにして求
    めた偏差ベクトルに基づいてPWMインバータのスイッ
    チング素子のゲート信号を生成したことを特徴とするP
    WMインバータの制御方法。 3、請求項第2項において前記偏差ベクトルは互になす
    角が60°の単位電圧ベクトル■、■と零ベクトル■を
    用いて下記の式に基づいて作ることを特徴とするPWM
    インバータの制御方法。 ■(n)=T_i■+T_j■+T_0■ Ti=[(l・Δt)/sin(120°)]sin(
    60°−α)T_j=[(l・Δt)/sin(120
    °)]sinαT_0=T_s−(T_i+T_j) 但し、■(n):偏差ベクトル Δt:時間換算係数 α:単位電圧ベクトル■、■の 位相によつて決まる角度 (l・Δt)≦[(T_s−ΔT)/cos(60°−
    α)]sin(120°)l:偏差ベクトルの大きさ 4、請求項第3項において、前記単位電圧ベクトル及び
    零ベクトルの持続時間T_i、T_j、T_0をm(整
    数)分割して得られる持続時間を用いて前記偏差ベクト
    ルを求めることを特徴とするPWMインバータの制御方
    法。 5、インバータの角周波数指令と磁束指令とから磁束ベ
    クトルを求め、複数の電圧ベクトルを、前記磁束ベクト
    ルと単位電圧ベクトルおよび零ベクトルとから求めて、
    前記電圧ベクトルに対応するインバータの複数のスイッ
    チング素子のゲート信号を生成して制御するPWMイン
    バータの制御方法において、前記インバータの角周波数
    指令と磁束指令及びサンプリングタイムとから磁束ベク
    トル■(n)を求め、前記磁束ベクトル■(n)と前の
    サンプリング時に求めた磁束ベクトル■(n−1)との
    差ベクトル(偏差ベクトル)を前記複数の単位電圧ベク
    トルと前記零ベクトルを用いて求めるに当つて、零ベク
    トル以外の電圧ベクトルを含むようにして求め、得られ
    た前記偏差ベクトルに従つて、前記PWMインバータの
    スイッチング素子のゲート信号を生成するようにしたこ
    とを特徴とするPWMインバータの制御方法。 6、請求項第5項において、偏差ベクトル■(n)の大
    きさlが所定の値(l)m_i_n以下になつた場合、
    前記所定の値(l)_m_i_nの大きさに基づいて前
    記電圧ベクトルの各成分の大きさを決定することを特徴
    とするPWMインバータの制御方法。 7、インバータの角周波数指令と磁束指令に基づいて、
    スイッチング素子のゲート信号を生成して制御されるP
    WMインバータの制御方法において、インバータの角周
    波数のいかんにかかわらず、前記インバータに供給され
    る前記ゲート信号は、サンプリング時間内で、零ベクト
    ルかまたは電圧ベクトル、あるいは零ベクトルと電圧ベ
    クトルの持続時間が零とならないように制御することを
    特徴とするPWMインバータの制御方法。 8、交流電動機と、交流電源電圧を直流に変換するコン
    バータと、前記コンバータ出力の直流電圧を可変周波数
    の交流電圧に変換して前記交流電動機に供給する複数の
    スイッチング素子で構成されるインバータと、インバー
    タの角周波数指令と磁束指令に基づいて、前記インバー
    タの前記スイッチング素子の点弧信号を発生する制御装
    置とからなるPWMインバータシステムにおいて、点弧
    信号の持続時間が零にならないように、サンプリング時
    間毎に点弧位相を決定する手段と、前記点弧位相に対応
    した時間(パルス幅)を決定する手段と、前記時間を決
    定する手段の出力に基づいてPWM信号を合成する手段
    とを備えたことを特徴とするPWMインバータシステム
JP63300525A 1988-11-30 1988-11-30 Pwmインバータの制御方法およびその制御装置ならびにpwmインバータシステム Expired - Lifetime JP2753288B2 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63300525A JP2753288B2 (ja) 1988-11-30 1988-11-30 Pwmインバータの制御方法およびその制御装置ならびにpwmインバータシステム
KR1019890016460A KR0137870B1 (ko) 1988-11-30 1989-11-14 Pwm 인버터의 제어방법 및 pwm 인버터 시스템
DE68920968T DE68920968T2 (de) 1988-11-30 1989-11-28 Steuerverfahren für Wechselrichter mit Pulsbreitenmodulation und Wechselrichtersystem mit Pulsbreitenmodulation.
US07/441,964 US5053690A (en) 1988-11-30 1989-11-28 Control method of pulse width modulation inverter and pulse width modulation inverter system
EP89121902A EP0371442B1 (en) 1988-11-30 1989-11-28 Control method of pulse width modulation inverter and pulse width modulation inverter system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63300525A JP2753288B2 (ja) 1988-11-30 1988-11-30 Pwmインバータの制御方法およびその制御装置ならびにpwmインバータシステム

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH02151291A true JPH02151291A (ja) 1990-06-11
JP2753288B2 JP2753288B2 (ja) 1998-05-18

Family

ID=17885869

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP63300525A Expired - Lifetime JP2753288B2 (ja) 1988-11-30 1988-11-30 Pwmインバータの制御方法およびその制御装置ならびにpwmインバータシステム

Country Status (5)

Country Link
US (1) US5053690A (ja)
EP (1) EP0371442B1 (ja)
JP (1) JP2753288B2 (ja)
KR (1) KR0137870B1 (ja)
DE (1) DE68920968T2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008141948A (ja) * 2006-11-20 2008-06-19 Gm Global Technology Operations Inc 電圧源インバータの損失を低減するためのpwmパターン・シーケンス

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0713285B1 (en) * 1990-07-20 1999-01-20 Kabushiki Kaisha Toshiba Three-phase PWM signal generating device for inverters
EP0533978B1 (de) * 1991-09-26 1995-05-31 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zum Ansteuern eines Pulswechselrichters
US5550451A (en) * 1992-05-18 1996-08-27 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Microcomputer with built-in motor control circuit
US5559419A (en) * 1993-12-22 1996-09-24 Wisconsin Alumni Research Foundation Method and apparatus for transducerless flux estimation in drives for induction machines
US5585709A (en) * 1993-12-22 1996-12-17 Wisconsin Alumni Research Foundation Method and apparatus for transducerless position and velocity estimation in drives for AC machines
US5625545A (en) * 1994-03-01 1997-04-29 Halmar Robicon Group Medium voltage PWM drive and method
US5844397A (en) * 1994-04-29 1998-12-01 Reda Pump Downhole pumping system with variable speed pulse width modulated inverter coupled to electrical motor via non-gap transformer
FI96371C (fi) * 1994-05-13 1996-06-10 Abb Industry Oy Menetelmä verkkovaihtosuuntaajan kautta siirrettävän tehon säätämiseksi
US5450521A (en) * 1994-08-03 1995-09-12 Sunpower, Inc. Pulse width modulator
DE19519369A1 (de) * 1995-05-26 1996-11-28 Philips Patentverwaltung Schaltungsanordnung zum Speisen einer Last
US5670859A (en) * 1995-06-23 1997-09-23 General Resource Corporation Feedback control of an inverter output bridge and motor system
US6384568B1 (en) 2000-11-22 2002-05-07 Electronic Design & Manufacturing, Inc. Induction motor driver
EP2113999A3 (en) * 2001-09-25 2010-01-06 Daikin Industries, Ltd. Phase current detection apparatus
US7426122B2 (en) * 2003-08-25 2008-09-16 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Power-converter control apparatus employing pulse width modulation and adjusting duration of a zero-voltage vector
FI115265B (fi) 2003-08-28 2005-03-31 Vacon Oyj Taajuusmuuttajan pulssinleveysmodulointi
US9634593B2 (en) 2012-04-26 2017-04-25 Emerson Climate Technologies, Inc. System and method for permanent magnet motor control
CN103532416A (zh) * 2013-11-01 2014-01-22 娄底市大丰和电动车辆有限公司 一种基于svpwm算法的车辆控制系统
CN104767444A (zh) * 2015-01-23 2015-07-08 云南电网有限责任公司电力科学研究院 一种并网双馈风力发电机变流器空间矢量脉宽调制方法
CN116054620A (zh) * 2021-10-28 2023-05-02 台达电子工业股份有限公司 功率转换器的控制方法与功率转换器
GB2613586A (en) * 2021-12-07 2023-06-14 Nissan Motor Mfg Uk Ltd Controlling a voltage source inverter to synthesise a reference voltage

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61128771A (ja) * 1984-11-27 1986-06-16 Mitsubishi Electric Corp インバ−タ装置
JPS62260593A (ja) * 1986-04-28 1987-11-12 Toyo Electric Mfg Co Ltd Pwmインバータの出力電圧検出装置
JPH0232794A (ja) * 1988-07-19 1990-02-02 Hitachi Ltd Pwmインバータのゲート信号発生方法および装置、pwmインバータ装置

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3026202A1 (de) * 1980-07-10 1982-02-04 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Drehfeldmaschinenantrieb mit einer umrichtergespeisten drehfeldmaschine und einer mit zwei wechselspannungsintegratoren und einer rechenmodellschaltung verbundenen umrichtersteuerung
JPS6038954B2 (ja) * 1980-12-30 1985-09-03 ファナック株式会社 誘導電動機駆動方式
JPS58157384A (ja) * 1982-03-12 1983-09-19 Fanuc Ltd 交流モ−タの駆動方式
JPS58193872A (ja) * 1982-04-30 1983-11-11 三菱電機株式会社 交流エレベ−タの制御装置
US4509003A (en) * 1983-03-10 1985-04-02 Kabushiki Kaisha Meidensha Vector control method and system for an induction motor
JPS59178995A (ja) * 1983-03-28 1984-10-11 Meidensha Electric Mfg Co Ltd ベクトル制御用関数発生装置
JPS6016184A (ja) * 1983-07-06 1985-01-26 Mitsubishi Electric Corp エレベ−タの制御装置
JPS60153494A (ja) * 1984-01-20 1985-08-12 Hitachi Ltd ねじ溝分子ポンプ
EP0157202B1 (en) * 1984-03-08 1989-10-04 Kabushiki Kaisha Meidensha Digital pwmed pulse generator
JPS6277896A (ja) * 1985-09-30 1987-04-10 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ブリツジ形3相正弦波インバ−タのパルス幅変調方式
DE3870056D1 (de) * 1987-07-07 1992-05-21 Bbc Brown Boveri & Cie Verfahren und einrichtung zum betrieb einer drehfeldmaschine.

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61128771A (ja) * 1984-11-27 1986-06-16 Mitsubishi Electric Corp インバ−タ装置
JPS62260593A (ja) * 1986-04-28 1987-11-12 Toyo Electric Mfg Co Ltd Pwmインバータの出力電圧検出装置
JPH0232794A (ja) * 1988-07-19 1990-02-02 Hitachi Ltd Pwmインバータのゲート信号発生方法および装置、pwmインバータ装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008141948A (ja) * 2006-11-20 2008-06-19 Gm Global Technology Operations Inc 電圧源インバータの損失を低減するためのpwmパターン・シーケンス

Also Published As

Publication number Publication date
KR0137870B1 (ko) 1998-06-15
DE68920968D1 (de) 1995-03-16
KR900008774A (ko) 1990-06-04
EP0371442A1 (en) 1990-06-06
DE68920968T2 (de) 1995-05-24
EP0371442B1 (en) 1995-02-01
US5053690A (en) 1991-10-01
JP2753288B2 (ja) 1998-05-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH02151291A (ja) Pwmインバータの制御方法およびその制御装置ならびにpwmインバータシステム
US5023538A (en) PWM inverter apparatus for controlling rotating magnetic flux in a.c. motors
US4617675A (en) Digital PWMed pulse generator
JPH04190633A (ja) インバータの並列運転方法および並列運転インバータ装置
JPH05292753A (ja) Pwmインバータの電流検出方法
JPH0947100A (ja) 永久磁石形同期電動機の制御装置
JP3674323B2 (ja) 電力変換器の制御装置
JPS6041556B2 (ja) 同期電動機の制御方法
JP2001197725A (ja) Pwmパルスの発生方法
JPH06189578A (ja) 電圧形多相pwmインバータの制御装置
JP3931590B2 (ja) 電動機の駆動制御装置
JP3337119B2 (ja) Pwm制御装置
JPH1118433A (ja) パルス幅変調電力変換装置
Bodin et al. New reference frame for brushless dc motor drive
JPH0698596A (ja) 同期電動機の制御装置
JPS58198165A (ja) Pwm変換器の電流検出方法
JPS60190169A (ja) Pwmインバータのパルス数切換装置
JPH08228489A (ja) 電力変換器の制御装置
JPH0239195B2 (ja)
JPH06178584A (ja) サイリスタモータ用インバータの制御装置
JPS6019236B2 (ja) 電動機電流制御装置
JPH06178593A (ja) 電動機の可変速駆動装置
JPH03118793A (ja) インバータ制御装置
JPS6132913B2 (ja)
JPS5828831B2 (ja) 誘導電動機の制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080227

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090227

Year of fee payment: 11

EXPY Cancellation because of completion of term
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090227

Year of fee payment: 11