JPH0479791A - Three-phase pwm voltage generating method - Google Patents

Three-phase pwm voltage generating method

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JPH0479791A
JPH0479791A JP2190467A JP19046790A JPH0479791A JP H0479791 A JPH0479791 A JP H0479791A JP 2190467 A JP2190467 A JP 2190467A JP 19046790 A JP19046790 A JP 19046790A JP H0479791 A JPH0479791 A JP H0479791A
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voltage vector
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宏 餅川
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Abstract

PURPOSE:To suppress distortion of output waveform remarkably through a simple constitution, when a basic wave voltage is outputted, by substituting a closest command voltage vector in PWM controllable region for a command voltage vector existing at the outside of the PWM controllable region. CONSTITUTION:When a command voltage vector V exists at the outside of PWM controllable region, a holding time calculating circuit 11 calculates holding times T0, T1, T2 in which the holding time T0 of zero vector exhibits a negative value. A command voltage vector substituting means 14 adds a comparison value A to the holding time T2 provided from the holding time calculating means 11 thus producing a comparison value B. Since the comparison value A is negative, the comparison value B is lower than the holding time T2. The zero vector holding time T0 is then split equally into two and subtracted, respectively, from the holding times T1, T2 and the command voltage vector V is moved to a point P at which a normal to the side (m) representing the border of the PWM controllable region crosses, thus substituting a PWM controllable command voltage vector V' for the command voltage vector V.

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、三相インバータ装置におけるPWM電圧発生
方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Field of Industrial Application) The present invention relates to a PWM voltage generation method in a three-phase inverter device.

(従来の技術) 従来、電圧形インバータ装置におけるPWM電圧発生方
法は、三角波状のキャリアと正弦波状の変調波とを比較
し、変調波がキャリアよりも大きいときに電圧パルスを
出力するようにしていた。
(Prior Art) Conventionally, a PWM voltage generation method in a voltage source inverter device compares a triangular wave carrier and a sinusoidal modulated wave, and outputs a voltage pulse when the modulated wave is larger than the carrier. Ta.

これにより、略正弦波状の出力電流が得られ、もってモ
ータ等の負荷に所定周波数の交流電源を供給するように
なっている。
As a result, a substantially sinusoidal output current is obtained, thereby supplying AC power at a predetermined frequency to a load such as a motor.

(発明が解決しようとする課題) しかしながら、上述した方法では、正弦波変調可能な最
大値以上の基本波電圧を出力する場合には、第10図に
示すように基準となる正弦波状の変調波の振幅を三角波
状のキャリアの振幅よりも大きくすることによりPWM
電圧を発生させるので、変調波のピーク値付近では連続
して出力されることになり、出力波形の歪か大となる不
具合がある。
(Problem to be Solved by the Invention) However, in the method described above, when outputting a fundamental wave voltage that is higher than the maximum value that can be modulated by a sine wave, as shown in FIG. PWM by making the amplitude of the carrier larger than the amplitude of the triangular wave carrier.
Since a voltage is generated, the modulated wave is output continuously near its peak value, resulting in a disadvantage that the output waveform is highly distorted.

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は
、正弦波変調可能な最大値以上の基本波電圧を出力する
場合に、簡単な構成でありながら出力波形の歪を極めて
小とすることができる三相PWM電圧発生方法を提供す
るにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and its purpose is to minimize the distortion of the output waveform while having a simple configuration when outputting a fundamental wave voltage higher than the maximum value that can be modulated by a sine wave. An object of the present invention is to provide a three-phase PWM voltage generation method that can generate a three-phase PWM voltage.

[発明の構成コ (課題を解決するための手段) 本発明の三相PWM電圧発生方法は、指令電圧ベクトル
か与えられるとこれに応して直流電源を三相のPWM電
圧信号に変換して出力するインバータ装置を対象とし、
前記指令電圧ベクトルが電圧ベクトル平面におけるPW
M制御可能領域外に存在するときに、その指令電圧ベク
トルをPWM制御可能領域における最も近い指令電圧ベ
クトルに置き換えることにより三相のPWM電圧信号に
変換して出力するところに特徴を有する。
[Configuration of the Invention (Means for Solving the Problems) The three-phase PWM voltage generation method of the present invention converts a DC power source into a three-phase PWM voltage signal when a command voltage vector is given. Targeting inverter equipment that outputs
The command voltage vector is PW in the voltage vector plane
The feature is that when the command voltage vector exists outside the M controllable region, the command voltage vector is replaced with the nearest command voltage vector in the PWM controllable region, thereby converting it into a three-phase PWM voltage signal and outputting it.

(作用) 本発明の三相PWM電圧発生方法によれば、指令電圧ベ
クトルとして位相指令値及び電圧指令値が与えられると
、これに応じて電圧ベクトル平面におけるPWM制御可
能領域内の対応する基本出力ベクトルを時間比制御する
ことにより二相PWM電圧信号か発生される。そして、
上記指令電圧ベクトルがPWM制御可能領域外に存在す
るときには、その指令電圧ベクトルをPWM制御可能領
域内の最も近い指令電圧ベクトルに置き換えることによ
り上述同様にして三相P W M電圧信号を発生させる
。従って、このような場合においても、正弦波変調可能
な最大基本波電圧以上の基本波電圧を極めて低い歪のP
WM波形として出力させることができ、しかも簡単な構
成で実現できる。
(Function) According to the three-phase PWM voltage generation method of the present invention, when a phase command value and a voltage command value are given as command voltage vectors, the corresponding basic output within the PWM controllable region on the voltage vector plane is A two-phase PWM voltage signal is generated by time-ratio control of the vector. and,
When the command voltage vector is outside the PWM controllable region, a three-phase PWM voltage signal is generated in the same manner as described above by replacing the command voltage vector with the nearest command voltage vector within the PWM controllable region. Therefore, even in such a case, a fundamental wave voltage higher than the maximum fundamental wave voltage that can be modulated by a sine wave can be converted to P with extremely low distortion.
It can be output as a WM waveform and can be realized with a simple configuration.

(実施例) 以下、本発明の第1の実施例について第1図乃至第7図
を参照しながら説明する。
(Example) Hereinafter, a first example of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 7.

まず、本実施例において対象とするインバータ装置の構
成について簡単に述べる。第2図において、インバータ
主回路1は、主回路母線2a及び2bに6個のトランジ
スタ等のスイッチング素子3u、3v、3w、3x、 
 3y、3zが周知のブリッジ構成となるように接続さ
れている。主回路母線2a、2b間には夫々電源電圧V
/2の直流電源4a、4bが直列にして接続されると共
に、平滑用のコンデンサ5か接続されている。各スイッ
チング素子3u乃至3zにはスイッチング制御回路6か
ら駆動信号が与えられるようになっており、これに応じ
て負荷としてのモータ7に三相電源が供給されるように
なっている。上述のインバータ主回路1において、各ア
ームla、Ib、ICのペアになったスイッチング素子
は、必す何れか一方のみをオンさせるように駆動信号を
与えることから、これらのスイッチングモードの組合せ
は23−8通り存在し、これらのスイッチングモードに
応じて負荷の仮想中性点に対する各相の電圧は±V/2
の何れかをとることになる。そこで、インバータ装置の
出力電圧に各相の位相差を考慮して瞬時ベクトル的表現
を与えた電圧空間ベクトルのうち瞬時的に出力可能なも
のは、上記したスイッチングモードに対応させると次の
ように表わせる。即ち、各相の正側のスイッチング素子
3u。
First, the configuration of the inverter device targeted in this embodiment will be briefly described. In FIG. 2, the inverter main circuit 1 includes six switching elements such as transistors 3u, 3v, 3w, 3x,
3y and 3z are connected in a well-known bridge configuration. A power supply voltage V is applied between the main circuit busbars 2a and 2b, respectively.
/2 DC power supplies 4a and 4b are connected in series, and a smoothing capacitor 5 is also connected. A drive signal is given to each of the switching elements 3u to 3z from a switching control circuit 6, and three-phase power is supplied to a motor 7 as a load in response to this. In the above-mentioned inverter main circuit 1, since the switching elements in each arm la, Ib, and IC pair are given a drive signal to turn on only one of them, there are 23 combinations of these switching modes. - There are 8 switching modes, and depending on these switching modes, the voltage of each phase with respect to the virtual neutral point of the load is ±V/2
You will have to choose one of the following. Therefore, among the voltage space vectors that give an instantaneous vector expression to the output voltage of the inverter device by considering the phase difference between each phase, those that can be output instantaneously can be made to correspond to the switching mode described above as follows. Express. That is, the switching element 3u on the positive side of each phase.

3v  3wがオンであるときにSa、Sb、Scを「
1」で表わし、負側のスイッチング素子3x。
When 3v 3w is on, set Sa, Sb, Sc to "
1", the negative side switching element 3x.

3y、3zがオンであるときに「0」で表わすとすると
、上記した各スイッチングモードに対応して(S a、
  S b、  S c)として表わされ、これらを図
示すると、第5図に実線で示すように、互いにπ/3だ
け位相が異なり、且つ大きさの等しい6個の基本出力ベ
クトルと2個のゼロベクトル(0,0,0)、(1,1
,1)として表現できる。
If 3y and 3z are on, it is expressed as "0", then (S a,
S b, S c), and when these are illustrated, as shown by the solid line in FIG. Zero vector (0,0,0), (1,1
,1).

さて、上記インバータ装置における各スイッチング素子
のスイッチングを制御するための三相PWM信号発生回
路8は第1図に示す構成である。
Now, the three-phase PWM signal generating circuit 8 for controlling the switching of each switching element in the inverter device has a configuration shown in FIG.

位相指令値類別手段9は、位相指令値θ8が与えられる
とこれを電気角2πを12等分した各単位領域に類別し
てその類別結果を4ビツトの情報としてスイッチングモ
ード決定手段]0に与えると共に、その単位領域におけ
る進み角θを算出して出力する。スイッチングモード決
定手段10は、上記位相指令値類別手段9により類別さ
れた位相指令値θ8が属する単位領域に応じて2種類の
互いに位相がπ/3個となる基本出力ベクトル(電圧空
間ヘクトル)に対応するスイッチングモード及びゼロベ
クトルに対応するスイッチングモードを決定するもので
、原則的には第5図において位相指令値θ8と最も近い
位相の2種類の基本出力ベクトルか決定される。即ち、
例えば位相指令値θ8か第5図に示す位置にあるときに
は、基本出力ベクトルひいてはスイッチングモードは(
1゜0.0)及び(1,1,0)が決定されることにな
る。
When the phase command value θ8 is given, the phase command value classification means 9 classifies it into each unit area obtained by dividing the electrical angle 2π into 12 equal parts, and provides the classification result to the switching mode determination means 0 as 4-bit information. At the same time, the advance angle θ in the unit area is calculated and output. The switching mode determining means 10 divides the phase command value θ8 classified by the phase command value classification means 9 into two types of basic output vectors (voltage space hectors) each having a phase of π/3, depending on the unit area to which the phase command value θ8 belongs. The corresponding switching mode and the switching mode corresponding to the zero vector are determined, and in principle, two types of basic output vectors, the phase command value θ8 and the closest phase in FIG. 5, are determined. That is,
For example, when the phase command value θ8 is at the position shown in Figure 5, the basic output vector and therefore the switching mode are (
1°0.0) and (1,1,0) will be determined.

ところで、本実施例における波形形成方式では、互いに
位相かπ/3異なる基本出力ベクトル(電圧空間ベクト
ル)とゼロベクトルとの時間比制御により任意の大きさ
及び位相の電圧空間ベクトルを出力したこととするもの
であるか、この場合、出力可能な電圧空間ベクトルは第
5図の6個の各基本出力ベクトルの先端を結んだ六角形
の内側に存在する筈である。しかし、正弦波近似を考慮
すると位相角によって最大出力可能電圧が異なるので、
基本出力ベクトルとゼロベクトルとの時間比制御により
実現できる正弦波変調の限界領域は上記六角形の内接円
の内側となる。従って、この限界領域内で、任意の電圧
空間ベクトルを実現するためには極座標系が利用でき、
対称性を考慮するとπ/6の領域だけに限って論するこ
とができる。
By the way, in the waveform forming method in this embodiment, a voltage space vector of arbitrary size and phase is outputted by controlling the time ratio between the basic output vector (voltage space vector) and the zero vector whose phases are different from each other by π/3. In this case, the voltage space vector that can be output should exist inside the hexagon connecting the tips of the six basic output vectors in FIG. However, considering the sine wave approximation, the maximum output voltage varies depending on the phase angle, so
The limit area of sinusoidal modulation that can be realized by controlling the time ratio between the basic output vector and the zero vector is inside the inscribed circle of the hexagon. Therefore, within this limit region, a polar coordinate system can be used to realize an arbitrary voltage space vector.
Considering symmetry, the discussion can be limited to the π/6 region.

第6図は基本出力ベクトル(1,0,0)、(11,0
)及びゼロベクトルの部分を拡大して示したものである
。ここで位相指令値θ8、電圧指令値v1に対応する電
圧空間ベクトルを出力させるには、基本出力ベクトル(
1,0,0) 、同(1゜10)及びゼロベクトルの出
力時間を夫々Tr。
Figure 6 shows the basic output vectors (1,0,0), (11,0
) and the zero vector are shown enlarged. Here, in order to output the voltage space vector corresponding to the phase command value θ8 and the voltage command value v1, the basic output vector (
1, 0, 0), Tr (1°10), and zero vector output times, respectively.

T 2 、  T oとすると、位相指令値θ8の進み
角がθであるから、同図に示したような幾何学的解析に
より次式を満たすべきことか明らかである。
When T 2 and T o are given, since the advance angle of the phase command value θ8 is θ, it is clear that the following equation should be satisfied by geometrical analysis as shown in the figure.

−”r、   :   T2   :   To   
  −(1)そこで、本実施例では第1図に示すように
保持時間算出回路11を構成している。即ち、位相指令
値類別手段9からの進み角θのデータをROMテーブル
12.13に入力し、その進み角θに対応する sin
 (π/6±θ)を求める。そして、1制御周期TsW
に電圧指令値v8を乗じた値にさらにsin (π/6
−θ)を乗じて基本出力ベクトル(1,0,0)に対応
するスイッチングモードの保持時間T1とし、やはり1
制御周期T5Wに電圧指令値V8を乗した値にさらにs
jn (π/6十〇)を乗じて基本出力ベクトル(1,
1,0)に対応するスイッチングモードの保持時間T2
とする。
-”r, : T2 : To
(1) Therefore, in this embodiment, the retention time calculation circuit 11 is configured as shown in FIG. That is, the lead angle θ data from the phase command value classification means 9 is input into the ROM table 12.13, and the lead angle θ corresponding to the lead angle θ is
Find (π/6±θ). Then, one control period TsW
is multiplied by the voltage command value v8, and further sin (π/6
-θ) to obtain the holding time T1 of the switching mode corresponding to the basic output vector (1, 0, 0), which is also 1
Further s is added to the value obtained by multiplying the control period T5W by the voltage command value V8.
The basic output vector (1,
Holding time T2 of the switching mode corresponding to 1, 0)
shall be.

また、これらのT + 、 T 2を制御周期Tswか
ら減することによりゼロベクトルに対応するスイッチン
グモードの保持時間T。とする。そして、保持時間算出
回路11からの出力は指令電圧ベクトル置換手段14に
与えられる。
Further, by subtracting these T + and T 2 from the control period Tsw, the holding time T of the switching mode corresponding to the zero vector can be obtained. shall be. Then, the output from the holding time calculation circuit 11 is given to the command voltage vector replacement means 14.

さて、指令電圧ベクトル置換手段14は、上述のスイッ
チングモード保持時間T、、T2.T。
Now, the command voltage vector replacement means 14 performs the above-mentioned switching mode holding times T, , T2 . T.

か与えられると、後述するようにプログラムに従って演
算を行なうことにより、計時手段15に実際の保持時間
T11.T2□、Tooを与えるもので、特に高い電圧
指令値v8が与えられた場合でゼロベクトルの保持時間
T。が負の値になっているときに置換プログラムに基づ
いた演算か行われる。
is given, the actual retention time T11. T2□, Too, which is the zero vector holding time T when a particularly high voltage command value v8 is given. An operation based on the substitution program is performed when is a negative value.

計時手段15は、プリセッタブルカウンタ16、スイッ
チ17及びDタイプのフリップフロップ18を備え、プ
リセッタブルカウンタ16のデータ入力端子DATAに
はスイッチ17の切換わりに応して各保持時間T。Or
 TII+ T22か入力され、クロック端子CKには
クロック信号fCKが入力される。そして、スイッチ1
7はプリセッタブルカウンタ16に与えられた各保持時
間の計時か完了する度に切換わって次の保持時間が入力
され、フリップフロップ18は各保持時間の計時か完了
するまで該当するスイッチングモードの出力状態を保持
してインバータ装置におけるスイッチング素子のスイッ
チング制御回路10に出力する。
The time measuring means 15 includes a presettable counter 16, a switch 17, and a D-type flip-flop 18, and the data input terminal DATA of the presettable counter 16 receives each holding time T in response to switching of the switch 17. Or
TII+T22 is input to the clock terminal CK, and a clock signal fCK is input to the clock terminal CK. And switch 1
7 switches to the presettable counter 16 each time the holding time given to it is completed, and the next holding time is input, and the flip-flop 18 outputs the corresponding switching mode until each holding time is completed. The state is held and output to the switching control circuit 10 of the switching element in the inverter device.

次に、上記構成の作用について説明するに、指令電圧ベ
クトルVか存在する領域に応じて第4図に示す3つの領
域に別けて述べる。即ち、第5図にも示しているPWM
制御可能領域である領域Iと、領域Iの外側で各辺に垂
直な部分である領域■と、これら領域I及び■を除いた
残りの部分である領域■との3つの領域である。
Next, the operation of the above configuration will be described by dividing it into three regions shown in FIG. 4 depending on the region where the command voltage vector V exists. That is, the PWM shown in FIG.
There are three areas: area I which is a controllable area, area (2) which is a part perpendicular to each side outside area I, and area (2) which is the remaining part except these areas I and (2).

まず、第6図に示すように、位相指令値θ8及び電圧指
令値V8に対応した指令電圧ベクトルVが領域Iにある
場合つまりPWM制御可能領域内にある場合には、以下
のように動作する。位相指令値類別手段9は、そのとき
の位相指令値θ8に応した単位領域を類別して、スイッ
チングモート決定手段10にその類別結果を出力すると
共に、進み角θのデータを保持時間算出回路11に出力
する。保持時間算出回路11は前述のようにして式(1
)に示した時間比を演算し、各基本出力ベクトルに対す
る保持時間T、、T2.T3を指令電圧ベクトル置換手
段14に与える。
First, as shown in FIG. 6, when the command voltage vector V corresponding to the phase command value θ8 and the voltage command value V8 is in region I, that is, within the PWM controllable region, the following operation is performed. . The phase command value classification means 9 classifies the unit area according to the phase command value θ8 at that time, outputs the classification result to the switching mote determination means 10, and also outputs the data of the advance angle θ to the retention time calculation circuit 11. Output to. The retention time calculation circuit 11 calculates the equation (1) as described above.
) and calculate the holding time T, , T2 . for each basic output vector. T3 is given to the command voltage vector replacement means 14.

指令電圧ベクトル置換手段14は、これに応じて第3図
に示すフローチャートに従ってプログラムをスタートす
る。まず、保持時間算出回路11から与えられたゼロベ
クトルの保持時間T。を2で割ってその値を比較値Aと
して記憶する(ステップSl)。次に、指令電圧ヘクト
ル置換手段14は、いま算出した比較値Aがゼロ以上で
あるかどうかを判断しくステップS2)、この場合には
上述のように指令電圧ベクトルVかPWM制御可能領域
内にあることから保持時間T5.か正の値であるのて、
rYEsJと判断してステップS3に移行する。ステッ
プS3は、実際の保持時間T。0T11.T2□を決定
するもので、この場合には、保持時間T。0として比較
値Aを2倍した値(つまり、Toに等しい)を代入し、
保持時間Tll+T2□にそのままT、、T2を代入す
る。結果的にこの場合には、保持時間算出回路11から
の保持時間をそのまま実際の保持時間として出力するこ
とになる。このようにして、保持時間T。。、 T、、
、 T22が出力されると、計時手段15により各保持
時間に対応した時間だけスイッチング制御回路6を介し
てスイッチング素子3u乃至3zに信号か与えられ、基
本出力ベクトルか時間比制御されることにより指令電圧
ベクトル■に応じた電圧か得られる。
In response to this, the command voltage vector replacement means 14 starts a program according to the flowchart shown in FIG. First, the retention time T of the zero vector given from the retention time calculation circuit 11. is divided by 2 and the value is stored as comparison value A (step Sl). Next, the command voltage vector substitution means 14 determines whether the comparison value A just calculated is greater than or equal to zero (step S2). In this case, as described above, the command voltage vector V is within the PWM controllable region. For this reason, the retention time T5. Since it is a positive value,
It is determined that rYEsJ, and the process moves to step S3. Step S3 is the actual holding time T. 0T11. It determines T2□, which in this case is the retention time T. Assign a value obtained by doubling the comparison value A (that is, equal to To) as 0,
Substitute T, , T2 as is for the holding time Tll+T2□. As a result, in this case, the retention time from the retention time calculation circuit 11 is output as is as the actual retention time. In this way, the retention time T. . ,T,,
, T22 is output, the timer 15 applies a signal to the switching elements 3u to 3z via the switching control circuit 6 for a time corresponding to each holding time, and the basic output vector is controlled by time ratio to obtain a command. A voltage corresponding to the voltage vector ■ can be obtained.

さて、指令電圧ベクトルVか領域■にある場合つまりP
WM制御可能領域の外にあるときには、次のように動作
する。まず、この場合には、保持時間算出回路11によ
り前述同様にして式(1)に従って保持時間T。、T、
、T2を算出すると、ゼロベクトルの保持時間T。が負
の値になる。第7図はこのような場合の指令電圧ベクト
ルVの軌跡を破線gで示すもので、いま指令電圧ベクト
ルVが基本出力ベクトル(1,0,0)を含んたπ/6
の位相領域にあると類別された場合の図である。第6図
と比較してもわかるように、式(1)に示す比に従って
ゼロベクトルの保持時間T0を計算すると実際には有り
得ない負の値となってしまう。指令電圧ベクトル置換手
段14は、このような負の保持時間T。が与えられると
、ステップS2でrNOJと判断してステップS4に移
行する。ここで指令電圧ベクトル置換手段14は、保持
時間算出手段11から与えら7れた保持時間T2にステ
ップS1で算出した比較値Aを加算して比較値Bとする
。ここで、比較値Aは負の値となっているので、比較値
Bは保持時間T2よりも小さな値となる。続いて、ステ
ップS4で比較値Bがゼロ以上であるかどうかを判断し
、この場合には正であることから「YESJと判断して
ステップS5に移行する。これは、比較値Bにより、指
令電圧ベクトルVか領域n(第4図参照)に存在するこ
とを判別したのである。そして、ステップS5において
は、比較値Bを実際の保持時間T2□とすると共に、保
持時間T10にはT1に比較値Aを加算した値を代入し
、ゼロベクトルの保持時間Tooをゼロとする。これに
より、指令電圧ベクトル■を補正指令電圧ベクトルV’
  (第7図参照)に置換したのである。上述の過程の
物理的な意味としては、ゼロベクトルの保持時間T。を
2等分して夫々保持時間T、、T2から減じることによ
り、指令電圧ベクトルVを、PWM制御可能領域の境界
を示す通用に下ろした垂線と交差する点Pに移動させ、
最も近いPWM制御可能な指令電圧ベクトルV′に置換
したのである。
Now, if the command voltage vector V is in the region ■, that is, P
When it is outside the WM controllable area, it operates as follows. First, in this case, the retention time calculation circuit 11 calculates the retention time T according to equation (1) in the same manner as described above. ,T,
, T2, the retention time T of the zero vector. becomes a negative value. Figure 7 shows the locus of the command voltage vector V in such a case with a broken line g.
It is a figure when it is classified as being in the phase region. As can be seen from a comparison with FIG. 6, when the zero vector retention time T0 is calculated according to the ratio shown in equation (1), it becomes a negative value that is actually impossible. The command voltage vector replacement means 14 uses such a negative holding time T. When , it is determined in step S2 that rNOJ is given, and the process moves to step S4. Here, the command voltage vector replacement means 14 adds the comparison value A calculated in step S1 to the holding time T2 given from the holding time calculation means 11 to obtain a comparison value B. Here, since the comparison value A is a negative value, the comparison value B is a value smaller than the holding time T2. Next, in step S4, it is determined whether the comparison value B is greater than or equal to zero, and in this case, since it is positive, it is determined as ``YESJ'' and the process moves to step S5. It was determined that the voltage vector V exists in region n (see Figure 4).In step S5, the comparison value B is set to the actual holding time T2□, and the holding time T10 is set to T1. Substitute the value obtained by adding the comparison value A and set the holding time Too of the zero vector to zero.Thereby, the command voltage vector ■ becomes the corrected command voltage vector V'
(See Figure 7). The physical meaning of the above process is the retention time T of the zero vector. By dividing into two equal parts and subtracting them from the respective holding times T, T2, the command voltage vector V is moved to a point P where it intersects with a commonly drawn perpendicular line that indicates the boundary of the PWM controllable region,
The command voltage vector V', which is the closest to PWM controllable, is substituted.

次に、上述のステップS4でrNOJと判断されたとき
、即ち、指令電圧ベクトルVか領域■に存在するときに
は、ステップS6に移行して保持時間T11を制御周期
Tswとし、保持時間T22及びT’ooをセロとする
。これにより、指令電圧ベクトルVが領域■にあるとき
には、全て基本出力ベクトルで代用することにより、最
も近い指令電圧ベクトルV′ (図示せず)に置換する
のである。
Next, when rNOJ is determined in the above-mentioned step S4, that is, when the command voltage vector V exists in the region ■, the process moves to step S6, where the holding time T11 is set as the control period Tsw, and the holding time T22 and T' Let oo be Cero. As a result, when the command voltage vector V is in the region (3), the basic output vector is substituted for all command voltage vectors, thereby replacing it with the nearest command voltage vector V' (not shown).

以上の結果、第7図に示す指令電圧ベクトルVか与えら
れているときには、インバータ装置に対して、PWM制
御可能領域の縁部に沿った最も近い指令電圧ベクトルV
′に置換して出力することにより、歪を最小に抑制した
出力電圧を得ることができる。
As a result of the above, when the command voltage vector V shown in FIG. 7 is given, the nearest command voltage vector V along the edge of the PWM controllable region for the inverter device
By replacing it with ' and outputting it, it is possible to obtain an output voltage with the distortion suppressed to a minimum.

第8図は本発明の第2の実施例を示すもので、第1の実
施例における保持時間算出回路11の一部分と指令電圧
ベクトル置換手段14との機能を果たすように論理回路
で構成された指令電圧ベクトル置換手段19を示してい
る。尚、本実施例においては各入力データはパラレル1
0ビツトのデジタルデータで処理するものとする。
FIG. 8 shows a second embodiment of the present invention, which is composed of a logic circuit so as to function as a part of the holding time calculation circuit 11 and the command voltage vector replacement means 14 in the first embodiment. A command voltage vector replacement means 19 is shown. In this embodiment, each input data is parallel 1
It is assumed that processing is performed using 0-bit digital data.

この第8図において、加算器20は保持時間T1及びT
2を加算して減算器21に減算値として与える。減算器
21は制御周期Tswから加算器2Oからの減算値を減
算してアンド回路22及び23に出力する。減算器21
は符号判定端子CX1を有し、減算結果が負の値となる
場合にrHJ レベルの判定信号を出力するようになっ
ており、この判定信号はアンド回路22の他方の入力端
子に与えられると共に反転器24を介してアンド回路2
3の他方の入力端子に与えられる。アンド回路23の出
力は実際のゼロベクトルの保持時間T。0とされる。減
算器25は、アンド回路22の出力が与えられると共に
アンド回路22の出力を2分割する分割器26を介して
減算値か与えられ、減算結果を加算器27に出力する。
In FIG. 8, the adder 20 has a holding time T1 and a holding time T1.
2 is added and given to the subtracter 21 as a subtraction value. The subtracter 21 subtracts the subtracted value from the adder 2O from the control period Tsw and outputs the result to the AND circuits 22 and 23. Subtractor 21
has a sign judgment terminal CX1, which outputs a judgment signal of the rHJ level when the subtraction result is a negative value, and this judgment signal is given to the other input terminal of the AND circuit 22 and is inverted. AND circuit 2 via circuit 24
3 to the other input terminal. The output of the AND circuit 23 is the holding time T of the actual zero vector. It is set to 0. The subtracter 25 is supplied with the output of the AND circuit 22 and a subtracted value via a divider 26 that divides the output of the AND circuit 22 into two, and outputs the subtraction result to the adder 27 .

加算器27は減算器25の出力と保持時間T1とを加算
して出力する。加算器28は、分割器26の出力と保持
時間T2とを加算してアンド回路29に与える。また、
加算器28は符号判定端子CY2を有し、加算結果か負
の値となる場合にrLJレベルの判定信号をアンド回路
29の他方の入力端子に与える。
The adder 27 adds the output of the subtracter 25 and the holding time T1 and outputs the result. The adder 28 adds the output of the divider 26 and the holding time T2 and provides the result to the AND circuit 29. Also,
The adder 28 has a sign determination terminal CY2, and supplies an rLJ level determination signal to the other input terminal of the AND circuit 29 when the addition result is a negative value.

そして、アンド回路29の出力は実際の保持時間T22
とされる。切換スイッチ30は、常には加算器27の出
力を実際の保持時間T11とし、加算器28からrLJ
レベルの判定信号か出力されているときに保持時間T、
1を制御周期T5Wとするようになっている。
Then, the output of the AND circuit 29 is the actual holding time T22.
It is said that The changeover switch 30 always sets the output of the adder 27 as the actual holding time T11, and outputs rLJ from the adder 28.
Holding time T when the level judgment signal is output,
1 is set as the control period T5W.

上記構成によれば、指令電圧ベクトル■の存在する領域
に応じて以下のように動作する。
According to the above configuration, the operation is performed as follows depending on the region where the command voltage vector {circle around (2)} exists.

まず、指令電圧ベクトル■か領域■にあるときには、減
算器21において、加算器20から与えられる加算結果
(T1+T2)を制御周期T5Wから減算した結果T。
First, when the command voltage vector is in the region ■, the subtracter 21 subtracts the addition result (T1+T2) given from the adder 20 from the control period T5W.

(−Tsw  TI  T2)は負でないことにより、
判定信号はrLJレベルとなる。これにより、アンド回
路23の出力即ち減算器2]の減算結果T。が保持時間
T。0として出力される。また、このときアンド回路2
2は減算器2]の判定信号がrLJレベルであることか
ら出力か遮断され、加算器27.28への入力はゼロと
なる。加算器28の出力はそのままT2(>O)かアン
ド回路29を介して保持時間T2゜とじて出力される。
Since (-Tsw TI T2) is not negative,
The determination signal becomes rLJ level. As a result, the output of the AND circuit 23, that is, the subtraction result T of the subtracter 2]. is the retention time T. Output as 0. Also, at this time, AND circuit 2
Since the determination signal of the subtracter 2] is at the rLJ level, the output is cut off, and the inputs to the adders 27 and 28 become zero. The output of the adder 28 is output as it is at T2 (>O) or via the AND circuit 29 for a holding time T2°.

一方、加算器27の出力もそのままTが切換スイッチ3
0に与えられ、このときアンド回路28の判定信号がr
LJレベルであることから、切換スイッチ30からは保
持時間T】1としてそのままT1が出力される。
On the other hand, the output of the adder 27 is also changed to the selector switch 3.
0, and at this time, the judgment signal of the AND circuit 28 is r
Since it is at the LJ level, the changeover switch 30 directly outputs T1 as the holding time T]1.

次に、指令電圧ベクトルVが領域■にあるときには、上
述同様にして減算器21により減算するとその結果か負
となることにより、アンド回路23の出力は遮断され、
ゼロベクトルの保持時間T。。はセロとなり、アンド回
路22から負の減算結果(To )が出力される。これ
により、加算器27はT、にT。/2を加算した結果を
出力し、加算器28はT2にT。/2を加算した結果を
出力するようになる。このとき加算器28の出力は負で
ないことによりそのまま保持時間T2□として出力され
、加算器27の出力は切換スイッチ30を介して保持時
間T、1として出力される。
Next, when the command voltage vector V is in the region (3), the subtractor 21 performs subtraction in the same manner as described above, and the result becomes negative, so the output of the AND circuit 23 is cut off.
Zero vector retention time T. . becomes zero, and the AND circuit 22 outputs a negative subtraction result (To). As a result, the adder 27 outputs T and T. The adder 28 outputs the result of adding /2 and adds T2 to T2. The result of adding /2 will be output. At this time, since the output of the adder 28 is not negative, it is output as is as the holding time T2□, and the output of the adder 27 is outputted as the holding time T,1 via the changeover switch 30.

さらに、指令電圧ベクトルVが領域■にあるときには、
上述の加算器28の加算結果が負の値となることにより
、アンド回路29の出力を遮断すると共に、判定信号が
rLJレベルとなって切換スイッチ30を切換える。こ
の結果、保持時間T11を制御周期Tswとし、保持時
間T。。及びT11をゼロとして出力するようになる。
Furthermore, when the command voltage vector V is in the region ■,
Since the addition result of the adder 28 described above becomes a negative value, the output of the AND circuit 29 is cut off, and the determination signal becomes rLJ level, so that the changeover switch 30 is switched. As a result, the holding time T11 is set as the control period Tsw, and the holding time T. . and T11 will be output as zero.

従って、第2の実施例によっても第1の実施例とまった
く同様の作用効果が得られる。
Therefore, the second embodiment also provides the same effects as the first embodiment.

さて、第9図(a)、(b)は上記第1或は第2の実施
例によって得られるインバータ装置の出力をシミュレー
ションによって算出した波形図で、三相誘導電動機で同
一負荷トルクを与えたときの相電流を比較しており、同
図(a)が従来方式によるもので同図(b)が本発明の
実施例によるものである。この結果からもわかるように
、両者を比較すると本発明の実施例による方が電流ピー
ク値及び電流実効値が小さいことがわかる。これは、電
動機内部の発生磁束が基本波出力電圧が高いことにより
、少ない電流でトルクを発生させることになり、トルク
効率が高くなっていることがわかる。
Now, FIGS. 9(a) and 9(b) are waveform diagrams calculated by simulation of the output of the inverter device obtained by the above first or second embodiment, and the same load torque is applied to the three-phase induction motor. The phase currents at the time are compared, and FIG. 11(a) is the one according to the conventional method, and FIG. 6(b) is the one according to the embodiment of the present invention. As can be seen from this result, when the two are compared, it can be seen that the current peak value and current effective value are smaller in the example of the present invention. This is because the magnetic flux generated inside the motor has a high fundamental wave output voltage, which means that torque can be generated with a small amount of current, resulting in high torque efficiency.

尚、上記各実施例においては、特に開ループ制御のイン
バータ装置に適用した場合について説明したが、電流制
御を施したインバータ装置においても適用できることは
勿論であり、その場合には高い電流追従性能か得られる
ことになる。
In each of the above embodiments, the case where the application is applied to an inverter device with open-loop control has been explained, but it goes without saying that it can also be applied to an inverter device with current control, and in that case, high current tracking performance is required. You will get it.

[発明の効果] 以上説明したように、本発明の三相P W L1電圧発
生方法によれば、指令電圧ベクトルかP W N1制御
可能領域外に存在するときに、その指令電圧ベクトルを
PWM制御可能領域における最も近い指令電圧ベクトル
に置き換えるようにしたので、簡単な構成で正弦波変調
可能な最大基本波電圧以上の基本波電圧を極めて低い歪
のP W M波形として出力させることかできるという
優れた効果を奏する。
[Effects of the Invention] As explained above, according to the three-phase PWL1 voltage generation method of the present invention, when the command voltage vector exists outside the PWN1 controllable region, the command voltage vector is subjected to PWM control. Since the command voltage vector is replaced with the closest command voltage vector in the possible range, it has the advantage of being able to output a fundamental wave voltage higher than the maximum fundamental wave voltage that can be modulated by a sine wave as a PWM waveform with extremely low distortion with a simple configuration. It has a great effect.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図乃至第7図は本発明の第1の実施例を示し、第1
図は三相PWM信号発生回路のブロック図、第2図はイ
ンバータ装置の電気的構成図、第3図は指令電圧ベクト
ル置換プログラムのフローチャート、第4図は指令電圧
ベクトルの存在領域を区分する説明図、第5図は電圧空
間ヘクトルのベクトル図、第6図は一部の領域のみを拡
大して示す電圧空間ベクトルのベクトル図、第7図は指
令電圧ベクトルがPWM制御可能領域外にあるときの第
6図相当図であり、第8図は本発明の第2の実施例を示
す第1図相当図であり、第9図(a)、(b)は出力電
流をシミュレーションにより算出した波形図である。第
10図は従来例の不具合を説明するための波形図である
。 図面中、1はインバータ主回路、3u、3v3w、3x
、By、3zはスイッチング素子、6はスイッチング制
御回路、7はモータ、8は三相PWM信号発生回路、9
は位相指令値類別手段、10はスイッチングモード決定
手段、11は保持時間算出回路、14.19は指令電圧
ベクトル置換手段、15は計時手段、16はプリセッタ
ブルカウンタ、17はスイッチ、18はフリップフロッ
プである。 コ)<>>iN 代理人  弁理士  則 近  憲 佑第 図 第 図 〒 第 四 (1,1,1) 第 図 第 図
1 to 7 show a first embodiment of the present invention.
The figure is a block diagram of the three-phase PWM signal generation circuit, Figure 2 is an electrical configuration diagram of the inverter device, Figure 3 is a flowchart of the command voltage vector replacement program, and Figure 4 is an explanation of dividing the existence area of the command voltage vector. Figure 5 is a vector diagram of the voltage space hector, Figure 6 is a vector diagram of the voltage space vector showing only a part of the area enlarged, and Figure 7 is when the command voltage vector is outside the PWM controllable area. FIG. 8 is a diagram equivalent to FIG. 1 showing the second embodiment of the present invention, and FIGS. 9(a) and 9(b) are waveforms calculated by simulation of the output current. It is a diagram. FIG. 10 is a waveform diagram for explaining the problems of the conventional example. In the drawing, 1 is the inverter main circuit, 3u, 3v3w, 3x
, By, 3z are switching elements, 6 is a switching control circuit, 7 is a motor, 8 is a three-phase PWM signal generation circuit, 9
10 is a phase command value classification means, 10 is a switching mode determination means, 11 is a holding time calculation circuit, 14.19 is a command voltage vector replacement means, 15 is a time measurement means, 16 is a presettable counter, 17 is a switch, and 18 is a flip-flop. It is. ko) <>>iN Agent Patent Attorney Rules Noriyuki Chika Diagram Diagram 〒 4th (1, 1, 1) Diagram Diagram

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1、指令電圧ベクトルが与えられるとこれに応じて直流
電源を三相のPWM電圧信号に変換して出力するインバ
ータ装置において、前記指令電圧ベクトルが電圧ベクト
ル平面におけるPWM制御可能領域外に存在するときに
、その指令電圧ベクトルをPWM制御可能領域における
最も近い指令電圧ベクトルに置き換えることにより三相
のPWM電圧信号に変換して出力することを特徴とする
三相PWM電圧発生方法。
1. In an inverter device that converts a DC power source into a three-phase PWM voltage signal and outputs the signal when a command voltage vector is given, when the command voltage vector exists outside the PWM controllable region on the voltage vector plane. A three-phase PWM voltage generation method characterized in that the command voltage vector is replaced with the nearest command voltage vector in a PWM controllable region, thereby converting the command voltage vector into a three-phase PWM voltage signal and outputting the signal.
JP02190467A 1990-07-20 1990-07-20 Three-phase PWM voltage generation method Expired - Lifetime JP3072743B2 (en)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2021131277A (en) * 2020-02-19 2021-09-09 有限会社ワイエスデイ Driving device, modulation wave resolver device, and driving method for modulation wave resolver device

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014039425A (en) * 2012-08-20 2014-02-27 Nagoya Institute Of Technology Pwm voltage generating device for inverter
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