JPH03207273A - インバータのパルス幅変調制御装置 - Google Patents
インバータのパルス幅変調制御装置Info
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- JPH03207273A JPH03207273A JP2002676A JP267690A JPH03207273A JP H03207273 A JPH03207273 A JP H03207273A JP 2002676 A JP2002676 A JP 2002676A JP 267690 A JP267690 A JP 267690A JP H03207273 A JPH03207273 A JP H03207273A
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
- H01G4/002—Details
- H01G4/255—Means for correcting the capacitance value
-
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01G4/00—Fixed capacitors; Processes of their manufacture
- H01G4/30—Stacked capacitors
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
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- Y10T29/435—Solid dielectric type
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- Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
- Inverter Devices (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。
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パルス幅変調制御装置の改良に関
し、特に、パルス幅変調制御をマイクロコンピュータに
より行う場合のメモリ容量やタイマの個数の低減対策に
関する。
し、特に、パルス幅変調制御をマイクロコンピュータに
より行う場合のメモリ容量やタイマの個数の低減対策に
関する。
(従来の技術)
従来、インバータのパルス幅変調制御装置として、アナ
ログ回路を用いて三角波状の搬送波信号と所要の波高値
の正弦波よりなる変調波信号とを発生させ、その両者の
大小関係を比較してパルス幅変調制御用のパルスパター
ンを作成するものがあるが、このものは高速処理が可能
である反面、精度や安定−性の点で難点がある。
ログ回路を用いて三角波状の搬送波信号と所要の波高値
の正弦波よりなる変調波信号とを発生させ、その両者の
大小関係を比較してパルス幅変調制御用のパルスパター
ンを作成するものがあるが、このものは高速処理が可能
である反面、精度や安定−性の点で難点がある。
また、従来、ディジタル回路を用いて上記のアナログ回
路を単純にディジタル化したものがあるる。このものは
、アナログ回路に比して安定性は良いが、高精度、高速
処理を実現するには回路が大規模になり、高価格になる
欠点がある。
路を単純にディジタル化したものがあるる。このものは
、アナログ回路に比して安定性は良いが、高精度、高速
処理を実現するには回路が大規模になり、高価格になる
欠点がある。
そこで、昨今、マイクロコンピュータを使用した低価格
なものを提供しようとする考えがある。
なものを提供しようとする考えがある。
この考えの1つとして、例えば特開昭62−11877
4号公報や、昭和63年電気学会産業応用部門全国大会
N。91の425〜430ページの「シングルチップマ
イコンを用いたPWMインバータの制御法」に開示され
るように、出力電圧の時間積分の軌跡を円軌跡に近づけ
るようパルス幅変調の制御パターンを決定してパルス幅
変調制御を行うものがある。今、これを詳述するに、先
ず、インバータの出力端子の電位をvB、vb+ves
三相巻線の中性点の電位をvnとし、また次式で定義さ
れる出力電圧ベクトルvP1及び該電圧ベクトルマPの
時間積分λPを考える。
4号公報や、昭和63年電気学会産業応用部門全国大会
N。91の425〜430ページの「シングルチップマ
イコンを用いたPWMインバータの制御法」に開示され
るように、出力電圧の時間積分の軌跡を円軌跡に近づけ
るようパルス幅変調の制御パターンを決定してパルス幅
変調制御を行うものがある。今、これを詳述するに、先
ず、インバータの出力端子の電位をvB、vb+ves
三相巻線の中性点の電位をvnとし、また次式で定義さ
れる出力電圧ベクトルvP1及び該電圧ベクトルマPの
時間積分λPを考える。
Vp−JTrf豐
(vB +a 2 e vb 十g e v
c )ただし1. = ej2/3・π ふp=J’Vpdt 今、誘導電動機の三相巻線に角周波数ωの平衡が加わる
時の電圧ベクトルマP及びその時間積分λPは、複素平
面上で円軌跡を描く。
c )ただし1. = ej2/3・π ふp=J’Vpdt 今、誘導電動機の三相巻線に角周波数ωの平衡が加わる
時の電圧ベクトルマP及びその時間積分λPは、複素平
面上で円軌跡を描く。
一方、電圧形インバータでは、各相アーム中の何れか一
方のトランジスタは必ずON状態にあるから、便宜上、
+側のON状態を「1」、−側のON状態を「0」で表
わし、C相、b相、C相の順に「101」、rollJ
等と表記すると、インバータの状態は8通り存在する。
方のトランジスタは必ずON状態にあるから、便宜上、
+側のON状態を「1」、−側のON状態を「0」で表
わし、C相、b相、C相の順に「101」、rollJ
等と表記すると、インバータの状態は8通り存在する。
この各状態の電圧ベクトルマp(p=0〜7)は、大き
さがJT’l”rVd(Vdは直流電圧)であり、その
方向は、第3図に示す方向となる。ここに、マo1マフ
はマ〇−マフ−0で零ベクトルである。上記電圧ベクト
ルの時間積分2Pはdλp /dt−マPであるから、
インバータの駆動時の時間積分Jpは、電圧ベクトルマ
Pの方向に1マpl=v”7丁Vdの速度で動く(但し
、零ベクトルの場合は停止する)。
さがJT’l”rVd(Vdは直流電圧)であり、その
方向は、第3図に示す方向となる。ここに、マo1マフ
はマ〇−マフ−0で零ベクトルである。上記電圧ベクト
ルの時間積分2Pはdλp /dt−マPであるから、
インバータの駆動時の時間積分Jpは、電圧ベクトルマ
Pの方向に1マpl=v”7丁Vdの速度で動く(但し
、零ベクトルの場合は停止する)。
以上から、電圧形インバータのパルス幅変調制御パター
ンは、電圧ベクトルの時間積分λPの複素平面上でのベ
クトル軌跡が指定半径R(指定半径Rは、基本波電圧の
線電圧の実効値をvl、角周波数をωとすると、R−V
1/ωである)の円周に沿って角速度ωで動くよう、制
御周期T0毎に3種の電圧ベクトルマPを適宜選定する
と共に、該各型圧ベクトルをとる時間(つまりパルス幅
)を適宜設定することにより決定する。
ンは、電圧ベクトルの時間積分λPの複素平面上でのベ
クトル軌跡が指定半径R(指定半径Rは、基本波電圧の
線電圧の実効値をvl、角周波数をωとすると、R−V
1/ωである)の円周に沿って角速度ωで動くよう、制
御周期T0毎に3種の電圧ベクトルマPを適宜選定する
と共に、該各型圧ベクトルをとる時間(つまりパルス幅
)を適宜設定することにより決定する。
つまり、例えば第4図に示す如く、角度φが0≦φくπ
13の範囲では、電圧ベクトルマ4.マロ及び零ベクト
ル(例えばマ。)を用い、点poにて時間τ0だけ留ま
り(この状態を記号0で示す)、その後、マ4を時間τ
4だけ取って点q1に達し、更にマロを時間τ6だけ取
って点P1に到達する場合を考えると、△Pa q、P
+において、Pa P1=V+ ”T。
13の範囲では、電圧ベクトルマ4.マロ及び零ベクト
ル(例えばマ。)を用い、点poにて時間τ0だけ留ま
り(この状態を記号0で示す)、その後、マ4を時間τ
4だけ取って点q1に達し、更にマロを時間τ6だけ取
って点P1に到達する場合を考えると、△Pa q、P
+において、Pa P1=V+ ”T。
P o q 1−JT7T Vd 争raqIP1−J
′r/¥vd・τ6 であり、またToを制御周期とするとτ。+τ4十τ6
−’roであるから、上式を解いて、制御周期To内で
の電圧ベクトルマ4.マロ、マ0を取る時間τ4.τ6
.τ0が得られる。
′r/¥vd・τ6 であり、またToを制御周期とするとτ。+τ4十τ6
−’roであるから、上式を解いて、制御周期To内で
の電圧ベクトルマ4.マロ、マ0を取る時間τ4.τ6
.τ0が得られる。
ri / To −に6 *5in(π/l−φ0)r
6 / T□ =に6−8fnφO r、 / To =1−ks−8in(φo+π/3)
・・・・・・(3) ただし、ksは電圧制御率であって、 ks −JTVt / Vdである。
6 / T□ =に6−8fnφO r、 / To =1−ks−8in(φo+π/3)
・・・・・・(3) ただし、ksは電圧制御率であって、 ks −JTVt / Vdである。
上記の角度φの0≦φくπ13の範囲での関係式(3)
を、インバータの対称三相の動作を考慮し且つ上記(3
)式の記号を置換すると、0≦φく2πの範囲での関係
式が得られる。
を、インバータの対称三相の動作を考慮し且つ上記(3
)式の記号を置換すると、0≦φく2πの範囲での関係
式が得られる。
(発明が解決しようとする課題)
ところで、上記のパルス幅変調制御において、上記第(
3)式をみると、位相角φ0が0≦φoくπ13の範囲
であることを考慮して、時間τ4の演算式の(π/3−
φ0)はπ/3〜0の範囲を変化し、時間τ6の演算式
のφOは0〜π13の範囲を、時間τ0の演算式の(φ
O+π/3)はπ13〜2π13の範囲を各々変化する
。従って、上記第(3)式の演算上から予め設定すべき
サインテーブルは0〜2π/3の範囲だけ必要とする。
3)式をみると、位相角φ0が0≦φoくπ13の範囲
であることを考慮して、時間τ4の演算式の(π/3−
φ0)はπ/3〜0の範囲を変化し、時間τ6の演算式
のφOは0〜π13の範囲を、時間τ0の演算式の(φ
O+π/3)はπ13〜2π13の範囲を各々変化する
。従って、上記第(3)式の演算上から予め設定すべき
サインテーブルは0〜2π/3の範囲だけ必要とする。
また、上記した電気学会N。91の文献に開示されるよ
うに、設定制御周期内でのパルスの切換回数は、第10
図に示すように3回あり、このためプログラマブルなタ
イマが3個、又はタイムスケジュールできるメモリが3
個必要になる。
うに、設定制御周期内でのパルスの切換回数は、第10
図に示すように3回あり、このためプログラマブルなタ
イマが3個、又はタイムスケジュールできるメモリが3
個必要になる。
本発明は斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目
的は、マイクロコンピュータを使用してスイッチング素
子のON時間を演算し、このON時間をタイマに記憶し
て各相スイッチング素子をON/OFF制御する場合に
、予め設定すべきサインテーブルの角度範囲を少なくし
てメモリの容量を低減すると共に、タイマ等の個数を少
なくできるパルス幅変調制御を行うことにある。
的は、マイクロコンピュータを使用してスイッチング素
子のON時間を演算し、このON時間をタイマに記憶し
て各相スイッチング素子をON/OFF制御する場合に
、予め設定すべきサインテーブルの角度範囲を少なくし
てメモリの容量を低減すると共に、タイマ等の個数を少
なくできるパルス幅変調制御を行うことにある。
(課題を解決するための手段)
上記の目的を達成するため、本発明では、次の点に着目
した。つまり、上記(3)式に基いて各スイッチング素
子のON/OFFパターン(パルス幅変調制御パターン
)を求める。この場合、電圧ベクトルの時間τとパルス
幅変調制御パターンとの関係は、電圧ベクトルを取る順
序に応じて変化するから、今、簡単のため、各制御周期
TOでは同一、<ターンを繰返すと共に、各制御周期T
O内でのトランジスタのON/OFF切換えは1度のみ
という制約条件を加えると、パルス幅変調制御パターン
は、第5図(イ)〜(ニ)に示す4パターンに代表され
る(図において、τ1は+側のトランジスタのON時間
を、τ−は一側のトランジスタのON時間を各々示す)
。
した。つまり、上記(3)式に基いて各スイッチング素
子のON/OFFパターン(パルス幅変調制御パターン
)を求める。この場合、電圧ベクトルの時間τとパルス
幅変調制御パターンとの関係は、電圧ベクトルを取る順
序に応じて変化するから、今、簡単のため、各制御周期
TOでは同一、<ターンを繰返すと共に、各制御周期T
O内でのトランジスタのON/OFF切換えは1度のみ
という制約条件を加えると、パルス幅変調制御パターン
は、第5図(イ)〜(ニ)に示す4パターンに代表され
る(図において、τ1は+側のトランジスタのON時間
を、τ−は一側のトランジスタのON時間を各々示す)
。
今、例えば同図(ロ)のパルス幅変調制御パターンを採
用することとし、0≦φくπ/3の範囲では、制御周期
To内で第1番目に電圧ベクトルV4を選択し、第2番
目にマロを、第3番目にV7を各々選択する場合を考え
る。電圧形インバータでは、パルス幅変調制御パターン
は、制御周期TOの最初にONするスイッチング素子の
名称と、これがOFFに転じる時間が分れば一意的に決
定されるから、上記(3)式及び第5図(ロ)を参照し
て、パルス幅変調制御パターンは角度φが0≦φくπ/
3の範囲では下記式で決定される。
用することとし、0≦φくπ/3の範囲では、制御周期
To内で第1番目に電圧ベクトルV4を選択し、第2番
目にマロを、第3番目にV7を各々選択する場合を考え
る。電圧形インバータでは、パルス幅変調制御パターン
は、制御周期TOの最初にONするスイッチング素子の
名称と、これがOFFに転じる時間が分れば一意的に決
定されるから、上記(3)式及び第5図(ロ)を参照し
て、パルス幅変調制御パターンは角度φが0≦φくπ/
3の範囲では下記式で決定される。
ra”/To=1 (常時0N)rb″″/To
=J丁・(V+ /Vd)・510(π13−φ0) rc−/To−7丁・(■11vd) ・5in(φ0+π/3) ・・・・・・(4) 上記0≦φ〈π/3の範囲でのパルス幅変調制御パター
ンの関係式(4)は、上記と同様にして各記号を置換す
れば0≦φく2πの範囲での関係式となる。
=J丁・(V+ /Vd)・510(π13−φ0) rc−/To−7丁・(■11vd) ・5in(φ0+π/3) ・・・・・・(4) 上記0≦φ〈π/3の範囲でのパルス幅変調制御パター
ンの関係式(4)は、上記と同様にして各記号を置換す
れば0≦φく2πの範囲での関係式となる。
従って、本発明では、上記(4)式を三角公式を用いて
変形して位相角φ。を0≦φ0くπ/3の範囲の計算式
としてサインテーブルを設定する角度範囲を狭くすると
共に、上記従来の第10図のような電圧ベクトルQ。r
Q1* Q21 QOうち、最初と最後とで同じ
の電圧ベクトルQoを1つにまとめ、制御周期内でパル
スの切換回数を2回としてプログラマブルタイマ等の個
数を2個に低減することとする。
変形して位相角φ。を0≦φ0くπ/3の範囲の計算式
としてサインテーブルを設定する角度範囲を狭くすると
共に、上記従来の第10図のような電圧ベクトルQ。r
Q1* Q21 QOうち、最初と最後とで同じ
の電圧ベクトルQoを1つにまとめ、制御周期内でパル
スの切換回数を2回としてプログラマブルタイマ等の個
数を2個に低減することとする。
つまり、本発明の具体的な解決手段は、図面に示すよう
に、三相巻線(2)に接続され、各相一対で合計6個の
スイッチング素子(Tra)〜(Trc”)を有するブ
リッジ回路(4)と、式 %式%) ) で定義され、上記ブリッジ回路(4)の各相スイ・ソチ
ング素子(Tra) 〜(Trc’)のON/OFF状
態に応じて取り得る全8種の電圧ベクトルマ、のうち、
3種の電圧ベクトルを、該電圧ベクトルの時間積分の電
圧ベクトル軌跡が設定制御周期T。内で円軌跡に沿うよ
うに選定する電圧ベクトル選定手段(10)と、該電圧
ベクトル選定手段(10)により選定された3種の電圧
ベクトルを設定制御周期T。内で切換える時間τい、τ
Bを計算式 7式%) ) ()) ) に基いて演算する時間演算手段(11)と、該時間演算
手段(11)により演算した時間が設定されるタイマ手
段(12)と、該タイマ手段(12)に設定された時間
に基いて対応する各相スイッチング素子(Tra)〜(
Trc’)をON/OFF制御する制御手段(13)と
を設ける構成としている。
に、三相巻線(2)に接続され、各相一対で合計6個の
スイッチング素子(Tra)〜(Trc”)を有するブ
リッジ回路(4)と、式 %式%) ) で定義され、上記ブリッジ回路(4)の各相スイ・ソチ
ング素子(Tra) 〜(Trc’)のON/OFF状
態に応じて取り得る全8種の電圧ベクトルマ、のうち、
3種の電圧ベクトルを、該電圧ベクトルの時間積分の電
圧ベクトル軌跡が設定制御周期T。内で円軌跡に沿うよ
うに選定する電圧ベクトル選定手段(10)と、該電圧
ベクトル選定手段(10)により選定された3種の電圧
ベクトルを設定制御周期T。内で切換える時間τい、τ
Bを計算式 7式%) ) ()) ) に基いて演算する時間演算手段(11)と、該時間演算
手段(11)により演算した時間が設定されるタイマ手
段(12)と、該タイマ手段(12)に設定された時間
に基いて対応する各相スイッチング素子(Tra)〜(
Trc’)をON/OFF制御する制御手段(13)と
を設ける構成としている。
(作用)
以上の構成により9本発明では、電圧ベクトルを切換え
る時間τい、τBが上記の計算式に基いて計算される。
る時間τい、τBが上記の計算式に基いて計算される。
つまり、設定制御周期T。の当初で第1番目の電圧ベク
トルとなり、その後、設定制御周期T0内で時間τAが
経った時点で第2番目の電圧ベクトルに切換わり、更に
設定制御周期To当初から時間τ3が経った時点で第3
番目の電圧ベクトルに切換わることになる。
トルとなり、その後、設定制御周期T0内で時間τAが
経った時点で第2番目の電圧ベクトルに切換わり、更に
設定制御周期To当初から時間τ3が経った時点で第3
番目の電圧ベクトルに切換わることになる。
その場合、電圧ベクトルを切換える時間τ6゜τ、の計
算式は、角度φ。の0≦φ。くπ13の範囲に留まるの
で、従来の0〜2π13の範囲のものに比べてサインテ
ーブルの角度範囲を半減でき、メモリ容量を低減するこ
とができる。また、電圧ベクトルの切換えは、時間τ、
及びτ、の2回であるので、プログラマブルタイマ等は
2個でよく、従来の3個必要としたものに比べ、タイマ
等の個数を低減できる。
算式は、角度φ。の0≦φ。くπ13の範囲に留まるの
で、従来の0〜2π13の範囲のものに比べてサインテ
ーブルの角度範囲を半減でき、メモリ容量を低減するこ
とができる。また、電圧ベクトルの切換えは、時間τ、
及びτ、の2回であるので、プログラマブルタイマ等は
2個でよく、従来の3個必要としたものに比べ、タイマ
等の個数を低減できる。
(発明の効果)
以上説明したように、本発明のインバータのパルス幅変
調制御装置によれば、パルス幅変調制御用のサインテー
ブルの角度範囲を狭くできて、メモリ容量を低減できる
と共に、電圧ベクトルの切換時間設定用のプログラマブ
ルタイマ等の個数を2個にでき、低価格で簡易な構成の
マイクロコンピュータを使用してパルス幅変調制御を行
うことを可能にできる。
調制御装置によれば、パルス幅変調制御用のサインテー
ブルの角度範囲を狭くできて、メモリ容量を低減できる
と共に、電圧ベクトルの切換時間設定用のプログラマブ
ルタイマ等の個数を2個にでき、低価格で簡易な構成の
マイクロコンピュータを使用してパルス幅変調制御を行
うことを可能にできる。
(実施例)
以下、本発明の実施例を図面に基いて説明する。
第1図及び第2図は本発明に係るインバータのパルス幅
変調(以下、PWMと略す)制御装置を示す。各図にお
いて、(1)は3つの巻線(2a) 、 (2b) 、
(2c)をY接続した三相巻線(2)を有する誘導電
動機、(3)は該誘導電動機(1)に接続された電圧形
のインバータであって、該インバータ(3)には、上記
誘導電動機(1)の三相巻線(2)に接続されたトラン
ジスタ拳ブリッジ回路(4)が備えられ、該ブリッジ回
路(4)は、各々還流ダイオード(Da)〜(Dc’)
を有する複数個(6個)のMOSFET等のトランジス
タ(スイッチング素子) (Tra) 、 (Tra)
、 (Trb) 、 (Trb’) 、(Trc)
、(Trc ’)を有する。そして、該インバータ(3
)には、三相電源(5)の三相交流を整流する整流器(
6)から直流電圧が印加されている。
変調(以下、PWMと略す)制御装置を示す。各図にお
いて、(1)は3つの巻線(2a) 、 (2b) 、
(2c)をY接続した三相巻線(2)を有する誘導電
動機、(3)は該誘導電動機(1)に接続された電圧形
のインバータであって、該インバータ(3)には、上記
誘導電動機(1)の三相巻線(2)に接続されたトラン
ジスタ拳ブリッジ回路(4)が備えられ、該ブリッジ回
路(4)は、各々還流ダイオード(Da)〜(Dc’)
を有する複数個(6個)のMOSFET等のトランジス
タ(スイッチング素子) (Tra) 、 (Tra)
、 (Trb) 、 (Trb’) 、(Trc)
、(Trc ’)を有する。そして、該インバータ(3
)には、三相電源(5)の三相交流を整流する整流器(
6)から直流電圧が印加されている。
また、(8)は上記ブリッジ回路(4)の6個のトラン
ジスタ(Tra) 〜(Trc’)のON時間、つまり
pwM制御パターンを形成する1チツプのマイクロコン
ピュータ(以下、マイコンと略称する)であって、該マ
イコン(8)には、上記各トランジスタ(Tra) 〜
(Trc’)をON/OFF作動させるペースドライバ
(8a)が備えられており、該マイコン(8)によるト
ランジスタ(Tra) 〜(Trc’)のON/OFF
制御により、直流をパルス幅変調するようにしている。
ジスタ(Tra) 〜(Trc’)のON時間、つまり
pwM制御パターンを形成する1チツプのマイクロコン
ピュータ(以下、マイコンと略称する)であって、該マ
イコン(8)には、上記各トランジスタ(Tra) 〜
(Trc’)をON/OFF作動させるペースドライバ
(8a)が備えられており、該マイコン(8)によるト
ランジスタ(Tra) 〜(Trc’)のON/OFF
制御により、直流をパルス幅変調するようにしている。
次に、上記マイコン(8)によるPWM制御パターンの
形成について説明する@ このPWM制御パターンの形成は、出力電圧の時間積分
の軌跡を円軌跡に近づけるようPWM制御パターンを決
定して行うものである。このPWM制御パターンの形成
は既に詳しく説明したので詳細な説明を省略するが、次
式で定義される出力電圧ベクトルマP1及びこの電圧ベ
クトルマPの時間積分1Pを考えて、 マP−%/T’丁・ (va +g2* vb +cl e vc ]ただし
1. = ej2/3−π ・・・・・・(1) lp=f”fpdt 電圧ベクトルの時間積分λPの複素平面上でのベクトル
軌跡が指定半径R(指定半径Rは、基本波電圧の線電圧
の実効値を’V+、角周波数をωとすると、R−V、/
ωである)の円周に沿って角速度ωで動くよう電圧ベク
トルvPを適宜選定することにより、電圧形インバータ
(3)のPWM制御パターンを決定する。
形成について説明する@ このPWM制御パターンの形成は、出力電圧の時間積分
の軌跡を円軌跡に近づけるようPWM制御パターンを決
定して行うものである。このPWM制御パターンの形成
は既に詳しく説明したので詳細な説明を省略するが、次
式で定義される出力電圧ベクトルマP1及びこの電圧ベ
クトルマPの時間積分1Pを考えて、 マP−%/T’丁・ (va +g2* vb +cl e vc ]ただし
1. = ej2/3−π ・・・・・・(1) lp=f”fpdt 電圧ベクトルの時間積分λPの複素平面上でのベクトル
軌跡が指定半径R(指定半径Rは、基本波電圧の線電圧
の実効値を’V+、角周波数をωとすると、R−V、/
ωである)の円周に沿って角速度ωで動くよう電圧ベク
トルvPを適宜選定することにより、電圧形インバータ
(3)のPWM制御パターンを決定する。
つまり、角度φが0≦φくπ/3の範囲では、制御周期
T。内で選択する3種の電圧ベクトルV4゜マロ、vo
を取る時間τ4.τ6.τ0は式(3)で求められる。
T。内で選択する3種の電圧ベクトルV4゜マロ、vo
を取る時間τ4.τ6.τ0は式(3)で求められる。
74 / To −ks−9in(π/3−φ0)τ6
/ To −ks−9inφO r、 / To−1−ks−8in(φo+π/3)・
・・・・・(3) ただし、kSは電圧制御率であって、 k s = JT’−V + / Vd テある。
/ To −ks−9inφO r、 / To−1−ks−8in(φo+π/3)・
・・・・・(3) ただし、kSは電圧制御率であって、 k s = JT’−V + / Vd テある。
上記の角度φの0≦φくπ/3の範囲での関係式(3)
を、インバータ(3)の対称三相の動作を考慮しつつ次
に示す第1表の如く各記号を置換して、0≦φく2πの
範囲での関係式が得られる。
を、インバータ(3)の対称三相の動作を考慮しつつ次
に示す第1表の如く各記号を置換して、0≦φく2πの
範囲での関係式が得られる。
よって、上記の表により、上記(1)式で定義される電
圧ベクトルvPにおいて、ブリッジ回路(4)の各相ト
ランジスタ(Tra) 〜(Trc’)のON/OFF
状態に応じて取り得る第3図に示すような全8種の電圧
ベクトルマ。−v7のうち、3種の電圧ベクトルマ2を
、該電圧ベクトルマPの時間積分の電圧ベクトル軌跡が
設定制御周期T。内で円軌跡に沿うように適宜選定する
ようにした電圧ベクトル選定手段(10)を構成してい
る。
圧ベクトルvPにおいて、ブリッジ回路(4)の各相ト
ランジスタ(Tra) 〜(Trc’)のON/OFF
状態に応じて取り得る第3図に示すような全8種の電圧
ベクトルマ。−v7のうち、3種の電圧ベクトルマ2を
、該電圧ベクトルマPの時間積分の電圧ベクトル軌跡が
設定制御周期T。内で円軌跡に沿うように適宜選定する
ようにした電圧ベクトル選定手段(10)を構成してい
る。
そして、上記(3)式及び第5図(ロ)を参照して角度
φが0≦φくπ/3の範囲では、PWM制御ノくターン
を下記式で決定する。
φが0≦φくπ/3の範囲では、PWM制御ノくターン
を下記式で決定する。
ra /To=1 (常時0N)rb ”−/
To =J丁・(v1/■d)・5in(π13−φ。
To =J丁・(v1/■d)・5in(π13−φ。
)
・・・(4)(A)
re ”’ /To−v’丁・(■11vd)(Sin
(π/3−φo )+51n(φ0))・・・(4)(
B) 上記0≦φくπ13の範囲でのPWM制御制御少々ター
ン算式(4)(A)及び+41(B)は、上記と同様に
して各記号を置換すれば第9図に示すように0≦φく2
πの範囲での関係式となる。尚、第9図中足号−は、各
相アーム中の一方のトランジスタと従属関係にあること
を示している。
(π/3−φo )+51n(φ0))・・・(4)(
B) 上記0≦φくπ13の範囲でのPWM制御制御少々ター
ン算式(4)(A)及び+41(B)は、上記と同様に
して各記号を置換すれば第9図に示すように0≦φく2
πの範囲での関係式となる。尚、第9図中足号−は、各
相アーム中の一方のトランジスタと従属関係にあること
を示している。
次に、1チツプマイコン(8)の動作を第6図及び第7
図の制御フローに基いて説明する。第6図の制御フロー
は、各トランジスタ(Tra)〜(Trc’)のON時
間(PWM制御パターン)の演算及びスケジュールフロ
ーであり、第7図の制御フローは実際に各トランジスタ
(Tra)〜(Trc’)をON制御するフローである
。先ず第6図の制御フローから説明する。該制御フロー
はキャリア周波数(例えば4゜3KHZ )に応じた演
算周期To(例えば約232.8μs)毎に繰返し行わ
れ、ステップSAIで出力電圧の位相ωt(−φO)及
び出力電圧の振幅v1を入力した後、ステップSA2で
上記第1表に基いて位相ωtに応じた3種の電圧ベクト
ルを選択すると共に、上記PWM制御パターンを切換え
る時間の計算式(4)(A)及び(4)(B)に基いて
上記選択した3種の電圧ベクトルに対応するPWM制御
パターンを切換える時間τA、τB(位相角φ。のO≦
φoくπ13の範囲ではτB 1τC)を演算する。
図の制御フローに基いて説明する。第6図の制御フロー
は、各トランジスタ(Tra)〜(Trc’)のON時
間(PWM制御パターン)の演算及びスケジュールフロ
ーであり、第7図の制御フローは実際に各トランジスタ
(Tra)〜(Trc’)をON制御するフローである
。先ず第6図の制御フローから説明する。該制御フロー
はキャリア周波数(例えば4゜3KHZ )に応じた演
算周期To(例えば約232.8μs)毎に繰返し行わ
れ、ステップSAIで出力電圧の位相ωt(−φO)及
び出力電圧の振幅v1を入力した後、ステップSA2で
上記第1表に基いて位相ωtに応じた3種の電圧ベクト
ルを選択すると共に、上記PWM制御パターンを切換え
る時間の計算式(4)(A)及び(4)(B)に基いて
上記選択した3種の電圧ベクトルに対応するPWM制御
パターンを切換える時間τA、τB(位相角φ。のO≦
φoくπ13の範囲ではτB 1τC)を演算する。
しかる後、ステップSA3では、今回の制御周期T。の
当初において、上記で演算されたPWM制御パターンを
切換える時間τA、τ3を第8図に示すタイマ手段とし
てのプログラマブルタイマ(12)、(12)にスケジ
ュール設定する。
当初において、上記で演算されたPWM制御パターンを
切換える時間τA、τ3を第8図に示すタイマ手段とし
てのプログラマブルタイマ(12)、(12)にスケジ
ュール設定する。
そして、上記のようにスケジュールした後は、第7図の
制御フローに示すように、プログラマブルタイマ(12
)、(12)が各々カウントアツプして上記のスケジュ
ールした時間τ、、τ、になると、第9図に示す制御パ
ターンに基いてPWM制御パターンを切換えて、リター
ンする。
制御フローに示すように、プログラマブルタイマ(12
)、(12)が各々カウントアツプして上記のスケジュ
ールした時間τ、、τ、になると、第9図に示す制御パ
ターンに基いてPWM制御パターンを切換えて、リター
ンする。
よって、上記第6図のステップSA2により、上記電圧
ベクトル選定手段(10)により選定された3種の電圧
ベクトル(例えば0≦φ0くπ13に範囲でマ。、マイ
。マロ)を設定制御周期T0内で切換える時間τA、τ
3を計算式 %式%) ) ) ()) に基いて演算するようにした時間演算手段(11)を構
成している。また、第7図の制御フローにより、上記プ
ログラマブルタイマ(12)、(12)に設定された時
間τ3.τBに基いて、この各時間τA、τ3にて次の
制御パターンになるよう対応する各相トランジスタ(T
ra) 〜(Trc’)をON/OFF制御するように
した制御手段(13)を構成している。
ベクトル選定手段(10)により選定された3種の電圧
ベクトル(例えば0≦φ0くπ13に範囲でマ。、マイ
。マロ)を設定制御周期T0内で切換える時間τA、τ
3を計算式 %式%) ) ) ()) に基いて演算するようにした時間演算手段(11)を構
成している。また、第7図の制御フローにより、上記プ
ログラマブルタイマ(12)、(12)に設定された時
間τ3.τBに基いて、この各時間τA、τ3にて次の
制御パターンになるよう対応する各相トランジスタ(T
ra) 〜(Trc’)をON/OFF制御するように
した制御手段(13)を構成している。
したがって、上記実施例においては、制御周期To内で
制御パターンを切換える時間τ^、τBは第(4)(A
)及び(4)(B)式の計算式に基いて計算される。こ
の時間τAの計算式(4)(A)において、(π13−
φ。)は、位相角φ。が0≦φoくπ13の範囲で変化
すると、π/3〜0の範囲で変化し、時間rBの計算式
(4)(B)の(Sin(π/3−φo )+81n(
φ。))も0〜π13の範囲で変化するので、制御パタ
ーンを切換える時間τA、τBの計算上で必要なサイン
テーブルの角度範囲は0〜π13のみを備えればよく、
従来の0〜2π13の範囲を要するものに比べてメモリ
容量を半減できる。
制御パターンを切換える時間τ^、τBは第(4)(A
)及び(4)(B)式の計算式に基いて計算される。こ
の時間τAの計算式(4)(A)において、(π13−
φ。)は、位相角φ。が0≦φoくπ13の範囲で変化
すると、π/3〜0の範囲で変化し、時間rBの計算式
(4)(B)の(Sin(π/3−φo )+81n(
φ。))も0〜π13の範囲で変化するので、制御パタ
ーンを切換える時間τA、τBの計算上で必要なサイン
テーブルの角度範囲は0〜π13のみを備えればよく、
従来の0〜2π13の範囲を要するものに比べてメモリ
容量を半減できる。
しかも、第5図(ロ)から判るように、制御周期T0内
で制御パターンを切換える回数は2回であるので、制御
パターンを切換える時間τい、τBを設定するプログラ
マブルタイマ(12)、<12)は2個で良く、従来の
3個要するものに比べてタイマの個数を低減することが
できる。
で制御パターンを切換える回数は2回であるので、制御
パターンを切換える時間τい、τBを設定するプログラ
マブルタイマ(12)、<12)は2個で良く、従来の
3個要するものに比べてタイマの個数を低減することが
できる。
よって、メモリ容量の半減とタイマの個数の低減とによ
り、低価格で構成の簡易なマイコンを使用しつつPWM
変調制御を行うことを可能にできる。
り、低価格で構成の簡易なマイコンを使用しつつPWM
変調制御を行うことを可能にできる。
第1図ないし第9図は本発明の実施例を示し、第1図は
全体概略構成図、第2図は電気回路図、第3図は電圧形
インバータの各種状態を8種の電圧ベクトルで表示した
説明図、第4図は電圧ベクトルの時間積分の複素平面上
での軌跡を円軌跡に近づけるための電圧ベクトル制御の
説明図、第5図は角度φの0≦φくπ13の範囲内で取
り得るPWM制御パターンの種類の説明図、第6図及び
第7図は各々各相トランジスタのON/OFF制御を示
すフローチャート図、第8図は1チツプマイコンの要部
ブロック構成図、第9図は回転角のπ13の範囲毎に出
力すべき3種の制御パターンとその切換を行う時間に要
する計算式を示す図である。また、第10図は従来例を
示す図である。 (2)・・・三相巻線、(3)・・・電圧形インバータ
、(4)・・・ブリッジ回路、(Tra)〜(Trc’
)・・・トランジスタ(スイッチンク素子)、(8)・
・・マイコン、(1o)・・・電圧ベクトル選定手段、
(11)・・・時間演算手段、(12)・・・プログラ
マブルタイマ(タイマ手段)、(13)・・・制御手段
。 (2)・・三相l!線 (3)・・・電圧形インバータ (4)・・・ブリッジ回路 第 図 第
全体概略構成図、第2図は電気回路図、第3図は電圧形
インバータの各種状態を8種の電圧ベクトルで表示した
説明図、第4図は電圧ベクトルの時間積分の複素平面上
での軌跡を円軌跡に近づけるための電圧ベクトル制御の
説明図、第5図は角度φの0≦φくπ13の範囲内で取
り得るPWM制御パターンの種類の説明図、第6図及び
第7図は各々各相トランジスタのON/OFF制御を示
すフローチャート図、第8図は1チツプマイコンの要部
ブロック構成図、第9図は回転角のπ13の範囲毎に出
力すべき3種の制御パターンとその切換を行う時間に要
する計算式を示す図である。また、第10図は従来例を
示す図である。 (2)・・・三相巻線、(3)・・・電圧形インバータ
、(4)・・・ブリッジ回路、(Tra)〜(Trc’
)・・・トランジスタ(スイッチンク素子)、(8)・
・・マイコン、(1o)・・・電圧ベクトル選定手段、
(11)・・・時間演算手段、(12)・・・プログラ
マブルタイマ(タイマ手段)、(13)・・・制御手段
。 (2)・・三相l!線 (3)・・・電圧形インバータ (4)・・・ブリッジ回路 第 図 第
Claims (1)
- (1)三相巻線(2)に接続され、各相一対で合計6個
のスイッチング素子(Tra)〜(Trc’)を有する
ブリッジ回路(4)と、式 V_P=√(2/3)・{va+α^2・vb+α・v
c}(va、vb、vcは出力端子 の電位、α=e^j^2^/^3^・^π)で定義され
、上記ブリッジ回路(4)の各相スイッチング素子(T
ra)〜(Trc’)のON/OFF状態に応じて取り
得る全8種の電圧ベクトルV_Pのうち、3種の電圧ベ
クトルを、該電圧ベクトルの時間積分の複素平面上のベ
クトル軌跡が設定制御周期T_0内で円軌跡に沿うよう
に選定する電圧ベクトル選定手段(10)と、該電圧ベ
クトル選定手段(10)により選定された3種の電圧ベ
クトルを設定制御周期T_0内で切換える時間τ_A、
τ_Bを計算式 τ_A/T_0=ks・Sin(π/3−φ_0)τ_
B/T_0=ks・{Sin(π/3−φ_0)+Si
n(φ_0)} (ksは電圧制御率) に基いて演算する時間演算手段(11)と、該時間演算
手段(11)により演算した時間が設定されるタイマ手
段(12)と、該タイマ手段(12)に設定された時間
に基いて対応する各相スイッチング素子(Tra)〜(
Trc’)をON/OFF制御する制御手段(13)と
を備えたことを特徴とするインバータのパルス幅変調制
御装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002676A JPH03207273A (ja) | 1990-01-09 | 1990-01-09 | インバータのパルス幅変調制御装置 |
US07/638,632 US5170317A (en) | 1990-01-09 | 1991-01-08 | Multilayer capacitor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002676A JPH03207273A (ja) | 1990-01-09 | 1990-01-09 | インバータのパルス幅変調制御装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03207273A true JPH03207273A (ja) | 1991-09-10 |
Family
ID=11535911
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002676A Pending JPH03207273A (ja) | 1990-01-09 | 1990-01-09 | インバータのパルス幅変調制御装置 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5170317A (ja) |
JP (1) | JPH03207273A (ja) |
Families Citing this family (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5576926A (en) * | 1995-04-03 | 1996-11-19 | American Technical Ceramics Corporation | Capacitor with buried isolated electrode |
US7321485B2 (en) | 1997-04-08 | 2008-01-22 | X2Y Attenuators, Llc | Arrangement for energy conditioning |
US9054094B2 (en) | 1997-04-08 | 2015-06-09 | X2Y Attenuators, Llc | Energy conditioning circuit arrangement for integrated circuit |
US7336468B2 (en) | 1997-04-08 | 2008-02-26 | X2Y Attenuators, Llc | Arrangement for energy conditioning |
US5898562A (en) * | 1997-05-09 | 1999-04-27 | Avx Corporation | Integrated dual frequency noise attenuator |
KR20070107747A (ko) | 2005-03-01 | 2007-11-07 | 엑스2와이 어테뉴에이터스, 엘.엘.씨 | 공통평면의 도전체를 갖는 조절기 |
DE102008004470A1 (de) * | 2007-12-05 | 2009-06-10 | Rohde & Schwarz Gmbh & Co. Kg | Elektrische Schaltungsanordnung mit konzentrierten Elementen in Mehrlagensubstraten |
DE102009049077A1 (de) | 2009-10-12 | 2011-04-14 | Epcos Ag | Elektrisches Vielschichtbauelement und Schaltungsanordnung |
KR20140080291A (ko) * | 2012-12-20 | 2014-06-30 | 삼성전기주식회사 | 적층 세라믹 전자부품 및 이의 제조방법 |
JP6183552B2 (ja) * | 2014-05-27 | 2017-08-23 | 日産自動車株式会社 | ディーゼルエンジンの制御装置および制御方法 |
KR102620520B1 (ko) * | 2019-06-26 | 2024-01-03 | 삼성전기주식회사 | 적층 세라믹 전자부품 |
KR20190116135A (ko) * | 2019-07-17 | 2019-10-14 | 삼성전기주식회사 | 적층 세라믹 커패시터. |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3721871A (en) * | 1969-08-12 | 1973-03-20 | J Heron | High voltage monolithic ceramic capacitor |
US3694710A (en) * | 1970-04-13 | 1972-09-26 | Mallory & Co Inc P R | Variable capacitance multilayered ceramic capacitor |
US3648132A (en) * | 1970-04-20 | 1972-03-07 | Illinois Tool Works | Multilayer capacitor and process for adjusting the value thereof |
US5034851A (en) * | 1990-05-23 | 1991-07-23 | American Technical Ceramics Corporation | Miniature monolithic multilayered capacitors and method for trimming |
-
1990
- 1990-01-09 JP JP2002676A patent/JPH03207273A/ja active Pending
-
1991
- 1991-01-08 US US07/638,632 patent/US5170317A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US5170317A (en) | 1992-12-08 |
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