JPH05111261A - Current detector - Google Patents

Current detector

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JPH05111261A
JPH05111261A JP3290671A JP29067191A JPH05111261A JP H05111261 A JPH05111261 A JP H05111261A JP 3290671 A JP3290671 A JP 3290671A JP 29067191 A JP29067191 A JP 29067191A JP H05111261 A JPH05111261 A JP H05111261A
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JP
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phase
current
inverter
signal
phase voltage
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JP3290671A
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Koji Eba
浩二 江場
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Okuma Corp
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Okuma Machinery Works Ltd
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Abstract

PURPOSE:To provide a current detector which can remove spikelike noise generated at an output of an insulating amplifier at a moment that a phase voltage is abruptly varied while a current detecting delay is limited to a minimum limit in a controller using an inverter. CONSTITUTION:A pulse synchronized with a variation in a phase voltage is generated from a holding signal generator 20 based on an ON/OFF signal to a power element (e.g. power elements Tr1, Tr2 of an inverter of a phase to be measured and polarity of a phase current. And, noise is removed by stopping a sampling operation of a secondary side of an insulating amplifier 10 by using a gate circuit 13 during a period of ON of a pulse signal sent from the generator 20.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、インバータを使用した
モータ制御装置で使用する電流検出装置に関し、特に電
流検出値をディジタル量に変換してフィードバックする
用途に適する電流検出装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a current detecting device used in a motor control device using an inverter, and more particularly to a current detecting device suitable for use in converting a detected current value into a digital value and feeding it back.

【0002】[0002]

【従来の技術】図5は従来の電流検出装置の一例を示す
ブロック図であり、図中では簡単のたU相に関するブロ
ック及び信号を中心に表記しV相に関する電流検出装置
は省略する。PWM回路6は、モータ5に対する印加電
圧指令に比例したパルス幅の信号sigtrl,sig
tr2(図2の,参照)を、インバータのU相アー
ムのベース駆動回路1,2に送出する。ベース駆動回路
1,2は、それぞれの対応するパワー素子Trl,Tr
2をPWM回路6から送出された信号sigtr1,s
igtr2に従ってオンオフさせ、U相の電圧を図2の
に示すようにインバータの入力電位VH,VLに交互
に変化させる。
2. Description of the Related Art FIG. 5 is a block diagram showing an example of a conventional current detecting device. In the drawing, a simple block and signal relating to a U phase are mainly shown, and a current detecting device relating to a V phase is omitted. The PWM circuit 6 uses the signals sigtrl, sig having pulse widths proportional to the applied voltage command to the motor 5.
tr2 (see FIG. 2) is sent to the base drive circuits 1 and 2 of the U-phase arm of the inverter. The base drive circuits 1 and 2 are provided with corresponding power elements Trl and Tr.
2 is a signal sent from the PWM circuit 6
It is turned on / off according to igtr2, and the U-phase voltage is alternately changed to the input potentials VH and VL of the inverter as shown in FIG.

【0003】モータ5には、U,V,W相の電位差に応
じて図2のに示すU相電流が流れ、この電流に比例し
た電圧降下が検出抵抗3の両端に発生する。この電圧は
絶縁増幅器10に入力され、発振器12の周波数でスイ
ッチSW1によって周期的に断続することにより絶縁用
トランスT2を通過する。絶縁用トランスT2の出力信
号はスイッチSW2によってサンプリングされ復調され
た後、バッファ増幅器11で増幅されA/D(アナログ
ディジタル)変換器7に送出される(図2のに絶縁増
幅器10の出力波形を示す)。絶縁増幅器10の出力
は、A/D変換器7によってディジタル値に変換され制
御に使用される。
A U-phase current shown in FIG. 2 flows through the motor 5 according to the potential difference between the U, V and W phases, and a voltage drop proportional to this current is generated across the detection resistor 3. This voltage is input to the isolation amplifier 10 and passes through the isolation transformer T2 by being periodically interrupted by the switch SW1 at the frequency of the oscillator 12. The output signal of the isolation transformer T2 is sampled and demodulated by the switch SW2, then amplified by the buffer amplifier 11 and sent to the A / D (analog-digital) converter 7 (the output waveform of the isolation amplifier 10 is shown in FIG. 2). Shown). The output of the isolation amplifier 10 is converted into a digital value by the A / D converter 7 and used for control.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】従来の電流検出装置で
は、図2のに示す波形のようにU相電圧が急峻に変化
する瞬間に絶縁増幅器の出力にスパイク状のノイズが出
現してしまうという問題があった。これは主として絶縁
増幅器に使用されているトランスT2の入出力間の容量
結合によるもので、相電圧の変化が微分されて出力に重
畳されるものである。一方、絶縁増幅器の出力はA/D
変換器によってサンプリングされるためにスパイク状の
ノイズ部分をサンプリングした場合には検出値が大きく
狂うことになる。
In the conventional current detecting device, spike-like noise appears in the output of the isolation amplifier at the moment when the U-phase voltage sharply changes as shown by the waveform shown in FIG. There was a problem. This is mainly due to capacitive coupling between the input and output of the transformer T2 used in the isolation amplifier, and changes in the phase voltage are differentiated and superimposed on the output. On the other hand, the output of the isolation amplifier is A / D
Since the noise is sampled by the converter, when the spike-shaped noise portion is sampled, the detected value is greatly deviated.

【0005】この対策としてまず考えられることはトラ
ンスの改良であるが、一般に相電圧の変化は数百V/μ
sであるのに対して検出したい最小電圧が数mVである
ため、トランスを小型にしたままで結合容量を影響の無
い値に抑えるのは難しい。次にスパイク成分をフィルタ
ーによって除去する方法があるが、この場合には検出に
位相遅れが発生してしまい、電流検出値をフィードバッ
ク制御に使用した場合に周波数特性が低下してしまう。
このように従来の電流検出装置においては、検出遅れを
最小限に押えたままで、相電圧変化により発生するノイ
ズを除去する有効な手段が無かった。本発明は上述した
事情より成されたものであり、本発明の目的は、電流の
検出遅れを最小限に留めたままで、相電圧変化により発
生するノイズを除去できる電流検出装置を提供すること
にある。
The first conceivable countermeasure against this is the improvement of the transformer, but generally, the change of the phase voltage is several hundreds V / μ.
However, since the minimum voltage to be detected is several mV, it is difficult to suppress the coupling capacitance to a value that does not affect the size of the transformer while keeping it small. Next, there is a method of removing the spike component by a filter, but in this case, a phase delay occurs in the detection, and the frequency characteristic deteriorates when the current detection value is used for feedback control.
As described above, in the conventional current detection device, there is no effective means for removing the noise generated by the phase voltage change while keeping the detection delay to a minimum. The present invention has been made under the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a current detection device capable of removing noise generated by a phase voltage change while keeping a current detection delay to a minimum. is there.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は、インバータに
より駆動されるモータの相電流をモータ線に直列に挿入
した検出抵抗と絶縁増幅器を用いて検出する電流検出装
置に関するものであり、本発明の上記目的は、測定対象
となる相のモータ線に接続されたインバータアームのそ
れぞれのパワー素子に対するオンオフ指令信号と前記相
の電流の極性信号に基づいて、前記相のインバータの出
力電位が変化する期間のみ絶縁増幅器のトランスの2次
側電圧のサンプリング動作を停止するホールド信号発生
手段を備えることによって達成される。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a current detecting device for detecting a phase current of a motor driven by an inverter using a detection resistor and an insulation amplifier inserted in series with a motor line. The purpose of the above is to change the output potential of the phase inverter based on the ON / OFF command signal for each power element of the inverter arm connected to the motor wire of the phase to be measured and the polarity signal of the phase current. This is achieved by providing hold signal generating means for stopping the sampling operation of the secondary voltage of the transformer of the isolation amplifier only for a period.

【0007】[0007]

【作用】本発明の電流検出装置によれば、相電圧が変化
する期間に限定して絶縁増幅器の出力がホールドされる
ため、電流検出値にスパイクの影響が現れない。
According to the current detection device of the present invention, the output of the isolation amplifier is held only during the period when the phase voltage changes, so that the current detection value is not affected by the spike.

【0008】[0008]

【実施例】図1は本発明の電流制御装置の一例を図5に
対応させて示すブロック図であり、同一構成箇所は同符
号を付して説明を省略する。本実施例では、従来の電流
検出装置に対してホールド信号発生回路20と絶縁増幅
器10内のゲート回路13が付加されている。ホールド
信号発生回路20は、相電圧の変化を予測してその変化
に同期したパルスであるホールド信号holduを発生
する回路であり、まず、この相電圧の変化を予測する方
法についてU相を例として述べる。図2において、U相
電圧()とU相の各パワー素子Tr1,Tr2に対す
る信号sigtr1,sigtr2(,)を見る
と、U相電流の方向がインバータからモータ5に向う場
合にはU相電圧()の変化点とパワー素子Tr1の信
号sigtr1()の変化点がほぼ一致し、逆の場合
にはU相電圧()の変化点とパワー素子Tr2の信号
sigtr2()の変化点がほぼ一致していることが
分る。本発明では、この性質を利用してパワー素子Tr
1,Tr2に対する信号sigtr1,sigtr2及
び電流の極性信号signuよりU相電圧の変化を予測
している。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a block diagram showing an example of the current control device of the present invention in correspondence with FIG. 5, and the same components are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted. In this embodiment, a hold signal generating circuit 20 and a gate circuit 13 in the isolation amplifier 10 are added to the conventional current detecting device. The hold signal generation circuit 20 is a circuit that predicts a change in the phase voltage and generates a hold signal holdu that is a pulse synchronized with the change. First, as a method of predicting the change in the phase voltage, the U phase is taken as an example. State. In FIG. 2, looking at the U-phase voltage () and the signals sigtr1, sigtr2 (,) for the U-phase power devices Tr1, Tr2, when the direction of the U-phase current is from the inverter to the motor 5, the U-phase voltage ( ) Substantially coincides with the change point of the signal sigrtr () of the power element Tr1. In the opposite case, the change point of the U-phase voltage () substantially coincides with the change point of the signal sigr2 () of the power element Tr2. I know that In the present invention, by utilizing this property, the power element Tr
Changes in the U-phase voltage are predicted from the signals sigrtr1 and sigtr2 for 1 and Tr2 and the current polarity signal signu.

【0009】図3はホールド信号発生回路20の一例を
示すブロック図であり、図4はこの回路内の各信号のタ
イムチャートを示している。PWM回路6から送出され
たパワー素子Tr1,Tr2への信号sigtr1,s
igtr2は、ホールド信号発生回路20内のディジタ
ルディレイ回路21,22によって発振器23の指定ク
ロック数分(図4の例では3クロック分)遅れた信号d
eltr1(),deltr2()となる。ディジ
タルディレイ回路21とディジタルディレイ回路22の
入出力信号deltr1,sigtr1とdeltr
2,sigtr2は排他論理和回路24,25に送出さ
れ、変化点に同期したパルスchgtr1(),ch
gtr2()となりセレクター回路26に送出され
る。
FIG. 3 is a block diagram showing an example of the hold signal generating circuit 20, and FIG. 4 is a time chart of each signal in this circuit. The signals sigtr1, s sent from the PWM circuit 6 to the power elements Tr1, Tr2
igtr2 is a signal d delayed by the number of clocks designated by the oscillator 23 (three clocks in the example of FIG. 4) by the digital delay circuits 21 and 22 in the hold signal generation circuit 20.
eltr1 () and deltr2 (). Input / output signals deltr1, sigtr1 and deltr of the digital delay circuit 21 and the digital delay circuit 22
2, sigrtr2 are sent to the exclusive OR circuits 24 and 25, and the pulses chgtr1 () and ch synchronized with the change point
It becomes gtr2 () and is sent to the selector circuit 26.

【0010】セレクター回路26によって、電流の極性
信号signu()が+の場合にはパルスchgtr
1が選択され、−の場合にはパルスchgtr2が選択
されてホールド信号holdu()としてゲート回路
13に送出される。そしてゲート回路13を使用して、
絶縁増幅器10内の発振器12が2次側のサンプリング
用に出力している信号chop2を、ホールド信号ho
lduがオンの期間停止させる。以上のようにしてU相
電圧の変化がある期間、絶縁増幅器10のサンプリング
が停止するため、絶縁増幅器10の出力は図2のに示
すようにスパイククイズを含まない出力となる。なお、
本実施例では電流の極性信号signuをA/D変換器
の出力から得ている(前回の変換結果によって決定す
る)が、これを電流制御の電流指令値の極性から得る事
も可能である。
The selector circuit 26 causes a pulse chgtr when the current polarity signal signu () is +.
1 is selected, and in the case of-, the pulse chgtr2 is selected and sent to the gate circuit 13 as the hold signal holdu (). And using the gate circuit 13,
A signal chop2 output by the oscillator 12 in the isolation amplifier 10 for sampling on the secondary side is changed to a hold signal ho.
Stop while ldu is on. As described above, sampling of the isolation amplifier 10 is stopped while the U-phase voltage is changed, so that the output of the isolation amplifier 10 does not include the spike quiz as shown in FIG. In addition,
In the present embodiment, the current polarity signal signu is obtained from the output of the A / D converter (determined by the previous conversion result), but it can be obtained from the polarity of the current control current command value.

【0011】[0011]

【発明の効果】以上のように本発明の電流検出装置によ
れば、測定対象となる相の電圧の変化による電流検出値
の誤差(絶縁増幅器の同相電圧除去性能不足による誤
差)を無くす事ができ、更に、サンプリングを停止させ
るのは特定のタイミングに限られるために測定の時間遅
れの影響も少ない。このため本電流検出装置を電流制御
のフィードバックループに使用した場合、応答周波数の
高い良好な電流制御性が得られる。
As described above, according to the current detection device of the present invention, it is possible to eliminate the error in the current detection value due to the change in the voltage of the phase to be measured (the error due to the insufficient common-mode voltage removal performance of the isolation amplifier). Moreover, since the sampling is stopped only at a specific timing, the influence of the measurement time delay is small. Therefore, when the current detection device is used in a feedback loop for current control, good current controllability with a high response frequency can be obtained.

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

【図1】本発明の電流検出装置の一例を示すブロック図
である。
FIG. 1 is a block diagram showing an example of a current detection device of the present invention.

【図2】本発明装置及び従来の電流検出装置における絶
縁増幅器入出力信号のタイムチャートの一例を示す図で
ある。
FIG. 2 is a diagram showing an example of a time chart of an insulation amplifier input / output signal in the device of the present invention and the conventional current detection device.

【図3】図1のホールド信号発生回路の一例を示すブロ
ック図である。
3 is a block diagram showing an example of a hold signal generation circuit of FIG. 1. FIG.

【図4】図1のホールド信号発生回路における各信号の
タイムチャートの一例を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing an example of a time chart of each signal in the hold signal generation circuit of FIG.

【図5】従来の電流検出装置の一例を示すブロック図で
ある。
FIG. 5 is a block diagram showing an example of a conventional current detection device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

13 ゲート回路 20 ホールド信号発生回路 13 gate circuit 20 hold signal generating circuit

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 インバータにより駆動されるモータの相
電流をモータ線に直列に挿入した検出抵抗と絶縁増幅器
を用いて検出する電流検出装置において、測定対象とな
る相のモータ線に接続されたインバータアームのそれぞ
れのパワー素子に対するオンオフ指令信号と前記相の電
流の極性信号に基づいて、前記相のインバータの出力電
位が変化する期間のみ絶縁増幅器のトランスの2次側電
圧のサンプリング動作を停止するホールド信号発生手段
を備えたことを特徴とする電流検出装置。
1. A current detecting device for detecting a phase current of a motor driven by an inverter using a detection resistor and an insulation amplifier inserted in series in the motor line, and the inverter connected to the motor line of the phase to be measured. A hold that stops the sampling operation of the secondary side voltage of the transformer of the isolation amplifier only during the period when the output potential of the phase inverter changes based on the ON / OFF command signal for each power element of the arm and the polarity signal of the phase current. A current detecting device comprising a signal generating means.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010088149A (en) * 2008-09-29 2010-04-15 Toyota Industries Corp Inverter controller

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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