JPH0584159B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0584159B2
JPH0584159B2 JP61099228A JP9922886A JPH0584159B2 JP H0584159 B2 JPH0584159 B2 JP H0584159B2 JP 61099228 A JP61099228 A JP 61099228A JP 9922886 A JP9922886 A JP 9922886A JP H0584159 B2 JPH0584159 B2 JP H0584159B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
voltage
pwm inverter
phase
output
inverter
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.)
Expired - Lifetime
Application number
JP61099228A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS62260593A (en
Inventor
Ichiro Myashita
Hiroyoshi Fujita
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.)
Toyo Electric Manufacturing Ltd
Original Assignee
Toyo Electric Manufacturing 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 Toyo Electric Manufacturing Ltd filed Critical Toyo Electric Manufacturing Ltd
Priority to JP61099228A priority Critical patent/JPS62260593A/en
Publication of JPS62260593A publication Critical patent/JPS62260593A/en
Publication of JPH0584159B2 publication Critical patent/JPH0584159B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

〔産業上の利用分野〕 本発明は円近似法による誘導電動機の制御装置
に係り、特に高速デイジタル制御されるPWMイ
ンバータにより3相誘導電動機の電圧、磁束を制
御する時の交流電圧検出手段の改良に関するもの
である。 〔従来の技術〕 高速スイツチイング素子で構成される3相ブリ
ツジPWMインバータにより3相誘導電動機に給
電するシステムにおいて、電動機端子電圧すなわ
ちインバータ出力電圧を積分することにより電動
機1次磁束を演算し、磁束指令値に追従制御を行
う手法については、下記の論文等により開示され
ている。 1 電気学会研究会資料RM−84−76(昭59−9)
「新理論に基づく誘導電動機の高速トルク制御
法」 2 電気学会論文誌60−B61(昭60−6)「ワンチ
ツプマイコンによる磁束制御形リアルタイム処
理PWM制御」 これらの論文は、電動機入力電圧を検出し、こ
れを制御回路内で積分したものを電動機磁束とし
ている。すなわち、いわゆる磁束演算形の制御方
式であり、演算磁束と実際の磁束とをできる限り
一致させることが最大の目標である。 以下、磁束演算法に関する従来技術について説
明する。第2図は従来のPWMインバータの一例
の主回路図であり、直流電圧源1より正母線1
a、負母線1bを経て、3相PWMインバータ2
を介して3相誘導電動機3に給電する。制御回路
4は指令および検出された情報42を処理し、
PWMインバータ2のスイツチング素子の通電信
号41を発生する。 PWMインバータ2はトランジスタQ1〜Q
6、ダイオードD1〜D6をそれぞれ逆並列接続
してなる6個のアームから構成されており、これ
らのトランジスタはGTOやSIサイリスタなど他
の高速スイツチング素子に置き換えることができ
る。 また、2a,2b,2cはPWMインバータ2
の交流a,b,c相の出力端子であり、これら各
出力端子から電流検出器5a,5b,5cを経て
3相誘導電動機3に給電すると共に、各出力端子
から電圧検出器6a,6b,6cがY接続され、
各相電流および各相電圧が検出できるようになつ
ている。 このようなシステムにおいて、電動機磁束を演
算するための最も直接的な方法は、3相誘導電動
機3の端子にかかる電圧を積分することである。
すなわち、一例として前記論文1)に詳述されて
いる演算式の要点を示すと次のようになる。 3相かご形誘導電動機の1次端子電圧および電
流をそれぞれv1,v1とし、2次電流をi2とする
と、電圧方程式は v1→ 0→=R1+pL11 pM (p−jθ〓m)M R2+(p−jθ〓m)L221→ i2→ …… ただし、記号v1,i1,i2は直軸、横軸すなわち
d,q2軸変換された量のベクトル表示であり、
例えばv1はd軸成分をv1d,q軸成分をv1qとす
ると v1→=v1d+jv1q …… で示され、i1→,i2→も同様に定義される。なお、
式左辺の0はd,q両軸成分とも0→の場合を表
し、かご形回転子の場合2次電圧はこのように0→
となる。 式における定数は R1 ;1次巻線抵抗 L11;1次インダクタンス R2 ;2次巻線抵抗 L22;2次インダクタンス M ;相互インダクタンス θ〓mは回転各速度、pは微分演算子、jはベク
トル積を表す。 一方、磁束の定義として、1次磁束1→は 1→=L111→+Mi2→ …… 式の第1行を展開して v1→=(R1+pL11)i1→+pMi2→ 式を代入し、整理すると v1→−R11→=p1→ …… 両辺を積分すると 1→=∫(v1→−Ri1→)dt …… すなわち、電動機1次磁束は式の積分演算に
より求められる。 第3図はPWMインバータの高速スイツチング
素子を接点に置き換えて示した図で、第2図と同
一の符号は同一部分を示している。電圧形インバ
ータのスイツチング素子は、このように2位置の
切換接点Sa,Sb,Scを用いて表すことが多い。 各切換接点Sa,Sb,Scは、正母線1a側に倒
れる場合と負母線1b側に倒れる場合があり、中
間位置をとることはない。前者を状態1、後者を
状態0とするとインバータの出力状態は下に示す
スイツチ状態変数表ですべてを表すことができ
る。
[Industrial Application Field] The present invention relates to a control device for an induction motor using the circular approximation method, and in particular to an improvement in AC voltage detection means when controlling the voltage and magnetic flux of a three-phase induction motor using a high-speed digitally controlled PWM inverter. It is related to. [Prior Art] In a system that supplies power to a three-phase induction motor using a three-phase bridge PWM inverter composed of high-speed switching elements, the primary magnetic flux of the motor is calculated by integrating the motor terminal voltage, that is, the inverter output voltage, and the magnetic flux is Techniques for performing follow-up control to command values are disclosed in the following papers and the like. 1 Institute of Electrical Engineers of Japan study group material RM-84-76 (Sho 59-9)
"High-speed torque control method for induction motors based on new theory" 2. Transactions of the Institute of Electrical Engineers of Japan 60-B61 (1986-6) "Magnetic flux control type real-time processing PWM control using a one-chip microcomputer" These papers detect motor input voltage. The motor magnetic flux is obtained by integrating this within the control circuit. That is, it is a so-called magnetic flux calculation type control system, and the greatest goal is to match the calculated magnetic flux and the actual magnetic flux as much as possible. The conventional technology related to the magnetic flux calculation method will be explained below. Figure 2 is a main circuit diagram of an example of a conventional PWM inverter.
a, 3-phase PWM inverter 2 via negative bus 1b
Power is supplied to the 3-phase induction motor 3 via the 3-phase induction motor 3. The control circuit 4 processes the commands and detected information 42;
An energization signal 41 for the switching element of the PWM inverter 2 is generated. PWM inverter 2 is transistor Q1~Q
6. It is composed of six arms each having diodes D1 to D6 connected in antiparallel, and these transistors can be replaced with other high-speed switching elements such as GTO or SI thyristor. Also, 2a, 2b, 2c are PWM inverter 2
These are output terminals for AC phases a, b, and c, and power is supplied from these output terminals to the three-phase induction motor 3 via current detectors 5a, 5b, and 5c, and from each output terminal to voltage detectors 6a, 6b, and 6c is Y-connected,
Each phase current and each phase voltage can be detected. In such a system, the most direct method to calculate the motor flux is to integrate the voltage across the terminals of the three-phase induction motor 3.
That is, as an example, the main points of the arithmetic expression detailed in the paper 1) are as follows. If the primary terminal voltage and current of a three-phase squirrel cage induction motor are v 1 and v 1 , respectively, and the secondary current is i 2 , then the voltage equation is v 1 → 0 → = R 1 + pL 11 pM (p−jθ〓 m) M R 2 + (p-jθ〓m) L 22 i 1 → i 2 → ... However, the symbols v 1 , i 1 , i 2 are the direct axis and the horizontal axis, that is, the d and q2 axes, are the transformed quantities. It is a vector display,
For example, v 1 is expressed as v 1 →=v 1d +jv 1 q, where v 1d is the d-axis component and v 1 q is the q-axis component, and i 1 →, i 2 → are similarly defined. In addition,
0 on the left side of the equation represents the case where both d and q axis components are 0→, and in the case of a squirrel cage rotor, the secondary voltage is 0→
becomes. The constants in the equation are R 1 ; Primary winding resistance L 11 ; Primary inductance R 2 ; Secondary winding resistance L 22 ; Secondary inductance M ; Mutual inductance θ〓m is each rotation speed, p is a differential operator, j represents a vector product. On the other hand, as a definition of magnetic flux, the primary magnetic flux 1 → is 1 →=L 11 i 1 →+Mi 2 →... Expanding the first line of the equation, v 1 →=(R 1 +pL 11 )i 1 →+pMi 2 → Substituting and rearranging the equation, v 1 →−R 1 i 1 →=p 1 → ... Integrating both sides, we get 1 →=∫(v 1 →−R i i 1 →) dt ... In other words, the motor first order The magnetic flux is obtained by integrating the equation. FIG. 3 is a diagram showing the high-speed switching elements of a PWM inverter replaced with contacts, and the same reference numerals as in FIG. 2 indicate the same parts. The switching elements of a voltage source inverter are often expressed using two-position switching contacts Sa, Sb, and Sc. Each of the switching contacts Sa, Sb, and Sc may fall toward the positive bus line 1a side or fall toward the negative bus line 1b side, and never take an intermediate position. Assuming that the former is in state 1 and the latter is in state 0, the output states of the inverter can all be expressed in the switch state variable table shown below.

【表】 ここに、kは各切換接点状態を示す番号で、こ
の8通りしか存在しない。また、,はd,
q2軸成分で表したスイツチ状態変数で、実際の
d,q軸電圧v1d,v1qは、これに直流電圧源1の
電圧Vdcと
[Table] Here, k is a number indicating each switching contact state, and there are only eight of these. Also, , is d,
A switch state variable expressed as a q2-axis component, and the actual d- and q-axis voltages v 1d and v 1q are added to the voltage Vdc of DC voltage source 1.

【式】を乗じMultiply by [formula]

【化】 と表せる。 先のスイツチ状態変数表を図示したのが第4図
であり、kが増加するに従つて時間方向に60°ず
つステツプする電圧ベクトルを表している。 なお、k=0およびk=7は零ベクトルと呼ば
れるもので、図では原点に一致する。k=0およ
びk=7はそれぞれインバータの出力となる第3
図の切換接点Sa,Sb,Scがすべて正母線1a側
に倒れるか、または負母線1b側に倒れるかの違
いはあるが、誘導電動機3の線間電圧はいずれも
0となり、3相短絡モードである。また、a,
b,c相の基準軸は後述する式により、それぞ
れk=1,k=3,k=5の方向に対応する。 第5図は制御回路4の内部構成例を示すブロツ
ク図で、4aはマイクロプロセツサ、4bは
ROMメモリ、4cは入出力ポート、4dはアド
レスバス、4eはデータバスである。 入出力ポート4cに出力する信号41は、トラ
ンジスタQ1〜Q6のベースをドライブする信号
であり、通常は信号41とトランジスタQ1〜Q
6の間には絶縁と電流増幅を兼ねて増幅回路を設
置するが、この図面上では省略する。 システムを制御するための命令群はROMメモ
リ4bに記憶されており、マイクロプロセツサ4
aが命令を順次実行し、必要な演算および外部と
の交信を入出力ポート4cを介して行う。なお、
演算結果の一時的な記憶は、マイクロプロセツサ
4aの内部RAMを用いる。 制御に必要な命令群の一例を第8図のフローチ
ヤートに示す。以下ブロツクを追つて説明する。 401よりスタートし、402で演算に必要な
初期値の設定を行い、プログラムポイントP1か
ら演算を実行する。403は入出力ポート4cに
より外部から制御に必要な情報を入力するブロツ
クであり、インバータに対する周波数指令f*、電
動機磁束指令1およびインバータ出力電流ia,
ib,ic検出値を第2図の電流検出器5a,5b,
5cから読み込む。 404はトランジスタの蓄積時間による上下ア
ーム短絡防止のための通電禁止時間に相当する待
ち時間Tdである。後述する演算結果によるイン
バータ出力電圧kに対応する通電信号を入出力ポ
ート4cへ出力してから待ち時間Tdを経過しな
いと、トランジスタへの実際のベース駆動信号は
発生しない。ベース駆動信号を待ち時間Td遅ら
せる時間遅れ発生回路は、トランジスタのベース
増幅回路(図示せず)の中に設けている。 待ち時間Tdは、入出力ポート4cへ出力する
プログラムポイントP3から、インバータ出力電
圧va,vb,vcを再び入出力ポート4cから読み
込むプログラムポイントP2までの時間であり、
ブロツク403のような別の処理時間を含めるこ
とができる。 405は電圧検出器6a,6b,6cによりイ
ンバータ出力電圧va,vb,vcを読み込むブロツ
クである。406は前記電圧va,vb,vcをd,
q2軸成分に変換するブロツクであり、よく知ら
れた変換公式を用いる。電圧ia,ib,icについ
ても同じ変換を行いid,iqを得る。
It can be expressed as [C]. FIG. 4 is a diagram illustrating the above-mentioned switch state variable table, and represents a voltage vector that steps in steps of 60° in the time direction as k increases. Note that k=0 and k=7 are called zero vectors, and correspond to the origin in the figure. k=0 and k=7 are the outputs of the inverter, respectively.
There is a difference in whether the switching contacts Sa, Sb, and Sc in the figure all fall to the positive bus 1a side or to the negative bus 1b side, but the line voltage of the induction motor 3 is all 0, and the three-phase short circuit mode It is. Also, a,
The reference axes of the b and c phases correspond to the directions of k=1, k=3, and k=5, respectively, according to equations described later. FIG. 5 is a block diagram showing an example of the internal configuration of the control circuit 4, where 4a is a microprocessor and 4b is a microprocessor.
ROM memory, 4c is an input/output port, 4d is an address bus, and 4e is a data bus. The signal 41 output to the input/output port 4c is a signal that drives the bases of the transistors Q1 to Q6, and normally the signal 41 and the transistors Q1 to Q
An amplification circuit is installed between 6 and 6 for both insulation and current amplification, but it is omitted in this drawing. A group of instructions for controlling the system is stored in the ROM memory 4b, and the microprocessor 4
A sequentially executes instructions and performs necessary calculations and communication with the outside via the input/output port 4c. In addition,
The internal RAM of the microprocessor 4a is used to temporarily store the calculation results. An example of a command group necessary for control is shown in the flowchart of FIG. The blocks will be explained one by one below. Starting from 401, initial values necessary for the calculation are set in 402, and the calculation is executed from the program point P1. 403 is a block that inputs information necessary for control from the outside through the input/output port 4c, and includes a frequency command f * for the inverter, a motor magnetic flux command 1 , and an inverter output current ia,
The detected values of ib and ic are sent to the current detectors 5a, 5b, and
Read from 5c. 404 is a waiting time Td corresponding to a energization prohibition time to prevent a short circuit between the upper and lower arms due to the accumulation time of the transistor. An actual base drive signal to the transistor is not generated until a waiting time Td elapses after an energization signal corresponding to an inverter output voltage k based on a calculation result to be described later is output to the input/output port 4c. A time delay generation circuit that delays the base drive signal by a waiting time Td is provided in a transistor base amplifier circuit (not shown). The waiting time Td is the time from the program point P3 at which the inverter output voltages va, vb, and vc are read from the input/output port 4c again to the program point P2 at which the inverter output voltages va, vb, and vc are read from the input/output port 4c,
Other processing times such as block 403 may be included. 405 is a block for reading inverter output voltages va, vb, and vc by voltage detectors 6a, 6b, and 6c. 406 represents the voltages va, vb, vc as d,
This is a block that converts to the q2 axis component, using a well-known conversion formula. The same conversion is performed for voltages ia, ib, and ic to obtain id and iq.

【化】 407は式の積分を実行するため、1次電流
による抵抗の電圧降下を補正するブロツクであ
り、電動機の磁束生成に有効な電圧のd,q成分
を式により求める。これを交流出力電圧等価信
号と称す。 V1d′=V1d−R1i1d V1q′=V1q−R1i1q …… ブロツク408は磁束ベクトル1→を演算する
もので、1回前の演算サイクルにおける磁束ベク
トル1→の値に、式による電圧値と演算サイク
ル時間Δtとの積を加算する。Δtは演算サイクル
時間に相等する時間であり、演算時間と等しい必
要はないが、比例した大きさを持つことが必要で
ある。 1は磁束ベクトルの長さであり、磁束ベクト
1→のd,q2軸成分1d,1qの自乗和の平方
根を演算することによつて求められる。 ブロツク409は周波数指令f*から θ*=2πf*t(tは時間) …… により位相指令θ*を演算する。 ブロツク410は磁束のd,q2軸成分1d1q
から θ=cos-1 1d/√1d 21q 2 …… により位相θを検出するブロツクで、cos-1の計
算は関数テーブルによるが、その詳細は本発明の
本質に直接関らないので説明は省略する。 磁束ベクトル1は第6図に示すようにd,q
平面において円軌跡を描くように制御される。第
6図において磁束指令ベクトルは1*で表され、
その長さはブロツク403で読み込んだ磁束指令
1 *,d軸とする角度はブロツク409で演算さ
れたθ*である。 制御される磁束ベクトル1→は上記磁束指令ベ
クトル1*に追従し、その先端が常に幅Δの円
環内に保持されるように制御される。ここにΔ
は磁束1の許容誤差範囲である。 ブロツク411において先の演算サイクルにお
いて設定したフラグがfg=1かfg=−1かを判定
し412または412aのいずれかに進む。41
2,412aは磁束ベクトルの長さ1が403
で読み込んだ磁束指令1 *に対して、第7図のよ
うなリミツトサイクルを描くように、それぞれ上
限および下限を越えたか否かを判別するブロツク
である。 上限1 *を越えたときはブロツク413aによ
り電圧制御フラグをfg=−1にセツトし増磁を指
令する。また、下限1 *−Δより小となるとブロ
ツク413により電圧制御フラグをfg=1にセツ
トし減磁を指令する。フラグは磁束ベクトルの長
1が上限または下限を越えるまでは先の演算
サイクルにおいてセツトされたままで保持され
る。 ブロツク414,414aは位相θが指令位相
θ*を追い越していないかどうかを判定するもので
あり、θ>θ*の場合にはブロツク415aで第4
図で説明したk=0またはk=7の零ベクトルを
出力してブロツク416へ進む。インバータが零
ベクトルを出力すると、位相θ、磁束ベクトルの
長さ1ともそのままの状態を保持される。 θ≦θ*の場合にはブロツク415において次に
示すPWM信号テーブルを検索し、ブロツク41
6へ進む。
407 is a block that corrects the voltage drop in the resistor due to the primary current in order to perform the integration of the equation, and calculates the d and q components of the voltage effective for generating the magnetic flux of the motor using the equation. This is called an AC output voltage equivalent signal. V 1d ′=V 1d −R 1 i 1d V 1q ′=V 1q −R 1 i 1q ... Block 408 calculates the magnetic flux vector 1 →, and the value of the magnetic flux vector 1 → in the previous calculation cycle The product of the voltage value according to the formula and the calculation cycle time Δt is added to . Δt is a time equivalent to the calculation cycle time, and does not need to be equal to the calculation time, but it is necessary to have a size proportional to the calculation time. 1 is the length of the magnetic flux vector, and is obtained by calculating the square root of the sum of squares of the d and q2 axis components 1 d and 1 q of the magnetic flux vector 1 →. Block 409 calculates the phase command θ * from the frequency command f * according to θ * =2πf * t (t is time). Block 410 has d and q2 axis components 1d and 1q of magnetic flux.
This is a block that detects the phase θ from θ=cos -1 1d /√ 1d 2 + 1q 2 .... The calculation of cos -1 is based on a function table, but the details are not directly related to the essence of the present invention, so they will be explained below. is omitted. The magnetic flux vector 1 is d, q as shown in Figure 6.
It is controlled to draw a circular locus on a plane. In Figure 6, the magnetic flux command vector is expressed as 1* ,
Its length is the magnetic flux command read in block 403.
1 * , the angle with the d axis is θ * calculated in block 409. The controlled magnetic flux vector 1 → follows the above-mentioned magnetic flux command vector 1* , and is controlled so that its tip is always held within an annular ring having a width Δ. Here Δ
is the permissible error range of magnetic flux 1 . In block 411, it is determined whether the flag set in the previous calculation cycle is fg=1 or fg=-1, and the process proceeds to either 412 or 412a. 41
2,412a has a magnetic flux vector length 1 of 403
This block determines whether or not the magnetic flux command 1 * read in exceeds the upper and lower limits, respectively, so as to draw a limit cycle as shown in FIG. When the upper limit 1 * is exceeded, block 413a sets the voltage control flag to fg=-1 and commands magnetization. When it becomes smaller than the lower limit 1 * -Δ, block 413 sets the voltage control flag to fg=1 and commands demagnetization. The flag remains set in the previous calculation cycle until the length 1 of the magnetic flux vector exceeds the upper or lower limit. Blocks 414 and 414a are for determining whether or not the phase θ has overtaken the command phase θ * . If θ>θ * , the block 415a
The zero vector of k=0 or k=7 explained in the figure is output and the process proceeds to block 416. When the inverter outputs a zero vector, both the phase θ and the length 1 of the magnetic flux vector remain unchanged. If θ≦θ * , block 415 searches the PWM signal table shown below, and block 41
Proceed to step 6.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

上述した電圧制御の結果インバータ出力電圧が
変化する場合、例えばa相およびb相はこれまで
のままの状態を存続するが、c相のスイツチ状態
変数が1から0に変化する場合、すなわちトラン
ジスタQ5が導通から非導通に切り替わり、トラ
ンジスタQ2が非導通から導通に切り替わるとき
を考えてみる。 トランジスタQ5のベース信号は直ちに消滅さ
せることができるが、これに代わるトランジスタ
Q2のベース信号を送るのは、トランジスタQ5
が完全にオフするために要する時間だけは少なく
とも待たなければならない。これにトランジスタ
の特性のばらつきを考慮して、更に所定の余裕を
加えた通電禁止時間が一定の待ち時間Tdとなつ
ている。 よつて、第8図のプログラムポイントP3から
待ち時間Tdを経過しないと、インバータ出力に
は正規な電圧が発生しない。これは待ち時間Td
の時間遅れと、その期間インバータ出力電圧の減
少をもたらす。 なお、実際には前述したごとく、プログラムを
簡単にするために、通電信号を待ち時間Tdだけ
遅らせるための時間遅れ発生回路は、トランジス
タの図示してないベース増幅回路の中に設けてい
る。 第9図は待ち時間Tdによる波形への影響を示
す図で、aはc相制御用として入出力ポート4c
に生ずる波形であり、できればc相の出力点2c
に生じて欲しい波形である。bはトランジスタの
遅れのために実際にc相の出力点2cに生じる波
形であり、cは電圧検出器6cに生じる波形であ
つて、電圧検出器6cに用いられるDCPTは高価
でありながら周波数特性の悪いものが多く、一般
に立ち上りがなまつた図示のような波形となる。 しかも、第8図で示したようなマイクロプロセ
ツサプログラムを用いたデイジタル制御では、第
9図cのような波形の電圧を検出するにしても、
命令サイクルのブロツク405で示す一瞬の間で
しか観測することができず、正確な情報とはなり
得ない。 〔問題点を解決するための手段〕 第1図は本発明が適用されたPWMインバータ
の主回路図で、これに対応する制御回路の命令群
の一実施例のフローチヤートが第10図であつ
て、第2図、第8図と同一の符号は同一部分を示
す。 第1図と第2図とを比較し相違点のみを述べる
と、PWMインバータ2の交流側の電圧検出器6
a,6b,6cを除去し、代りに直流側の正母線
1aと負母線1bとの間に電圧検出器7を挿入し
てある。 また、命令群のフローチヤートにおいて、第1
0図ではインバータ出力電圧ベクトルv1→の算出
を式を用いて、電圧検出器7により検出した直
流電圧源1の電圧Vdcとスイツチ状態変数,
vQから算出すると共に、プログラムポイントP
3からプログラムポイントP1に戻る過程にブロ
ツク421を設け、今回記憶したインバータ電圧
ベクトルv1→を前回分として記憶して後、新しい
プログラムサイクルに入つている。 〔作用〕 本発明の一実施例の動作原理を第10図のフロ
ーチヤートにより説明する。インバータが今回出
力した出力電圧のスイツチ状態変数をブロツク4
21で記憶しておく。 このスイツチ状態に基づいて、ブロツク404
aにおいてスイツチ状態変数表を参照してスイツ
チ状態変数,を読み出し、ブロツク405
aにおいて電圧検出器7により検出した直流電圧
源1の電圧Vdcと式とを用いて、実際に検出さ
れるべきインバータの出力電圧のd,q両軸成分
であるv1d,v1qを得ることができる。 直流電圧源1の電圧Vdcには急激な変動はない
ので、周波数特性があまり良くないDCPTでも充
分使用に耐え、また数も1個だけでよい。このよ
うにすると、入出力ポート4cからインバータの
各相出力電圧va,vb,vcを読み込む必要がなく、
しかも待ち時間Tdは既知であるからトランジス
タの通電禁止時間を待ち時間Tdとする必要がな
くなる。従つて、正確な情報がより速く得られる
ことになる。 ブロツク407において1次抵抗R1に生じる
1次電圧i1→による電圧降下は第8図と同じよう
に交流出力電圧等価信号を処理することができ
る。ブロツク408aの磁束演算は増分の時間成
分であるΔtを(Δt−Td)に代えることにより、
第9図bのように待ち時間Tdの影響によるイン
バータ出力電圧の減少を考慮している。これは待
ち時間Tdの期間交流出力電圧等価信号を0とす
ることである。 第10図のブロツク406aおよび406bは
更に本発明の効果を完全なものに近づけるための
もので、命令サイクルの中で入出力ポート4cに
出力される各トランジスタへの通電信号に変更が
ないときには、トランジスタの通電禁止時間は発
生しないので、待ち時間Tdを0として電圧波形
の減少を生じないようにしている。すなわち、ブ
ロツク406aで前回の命令サイクルにおけるイ
ンバータ電圧ベクトルv1→と今回のインバータ電
圧ベクトルv1→とを比較し、変化が無いときには
ブロツク406bにより待ち時間Tdを0とし、
実際のトランジスタの通電禁止時間のみの交流出
力電圧等価信号を0としている。 〔発明の効果〕 PWMインバータで駆動される誘導電動機の電
圧あるいは磁束の制御をデイジタルにより制御す
るシステムにおいて、電圧検出手段を簡略化し、
デイジタル制御が持つ記憶機能を活用して、脈動
が多いインバータ出力電圧の正確な検出を可能に
すると共に、演算時間をも短縮させることが可能
となり、特に瞬時値を問題にする高速サンプリン
グ制御に好適な装置を提供することができる。 また、本発明について3相かご形誘導電動機の
1次磁束制御を例として説明したが、PWMイン
バータの交流出力電圧を正確に制御する多くの制
御装置に適用することが可能である。
When the inverter output voltage changes as a result of the voltage control described above, for example, the a-phase and b-phase remain in their previous states, but when the switch state variable of the c-phase changes from 1 to 0, that is, the transistor Q5 Consider when Q2 switches from conductive to non-conductive and transistor Q2 switches from non-conductive to conductive. The base signal of transistor Q5 can be immediately disappeared, but it is transistor Q5 that sends the base signal of transistor Q2 instead.
You have to wait at least the time it takes for it to turn off completely. In consideration of variations in transistor characteristics, a predetermined margin is added to this, and the energization prohibition time becomes a fixed waiting time Td. Therefore, a normal voltage will not be generated at the inverter output until the waiting time Td elapses from program point P3 in FIG. This is the waiting time Td
resulting in a time delay and a decrease in the inverter output voltage during that period. In fact, as described above, in order to simplify programming, a time delay generation circuit for delaying the energization signal by the waiting time Td is provided in the base amplifier circuit (not shown) of the transistor. Figure 9 is a diagram showing the influence of waiting time Td on the waveform, where a is the input/output port 4c for c-phase control.
It is a waveform that occurs at the output point 2c of the c phase if possible.
This is the waveform that we want to occur. b is the waveform actually generated at the output point 2c of the c phase due to the delay of the transistor, and c is the waveform generated at the voltage detector 6c. Although the DCPT used for the voltage detector 6c is expensive, it has low frequency characteristics. There are many cases where the waveform is poor, and the waveform generally has a sluggish rise as shown in the figure. Moreover, with digital control using a microprocessor program as shown in FIG. 8, even if a voltage with a waveform as shown in FIG. 9c is detected,
It can only be observed for a moment shown in block 405 of the instruction cycle, and cannot provide accurate information. [Means for Solving the Problems] Fig. 1 is a main circuit diagram of a PWM inverter to which the present invention is applied, and Fig. 10 is a flowchart of an embodiment of a command group of a control circuit corresponding to this. The same reference numerals as in FIGS. 2 and 8 indicate the same parts. Comparing Fig. 1 and Fig. 2 and mentioning only the differences, the voltage detector 6 on the AC side of the PWM inverter 2
a, 6b, and 6c are removed, and instead a voltage detector 7 is inserted between the positive bus 1a and the negative bus 1b on the DC side. Also, in the flowchart of the instruction group, the first
In Figure 0, the inverter output voltage vector v 1 → is calculated using the formula, and the voltage Vdc of the DC voltage source 1 detected by the voltage detector 7 and the switch state variable,
Calculated from vQ and program points P
A block 421 is provided in the process of returning from program point 3 to program point P1, and after the inverter voltage vector v 1 → stored this time is stored as the previous one, a new program cycle begins. [Operation] The operating principle of one embodiment of the present invention will be explained with reference to the flowchart of FIG. Block 4 the switch state variable of the output voltage output by the inverter this time.
Remember it at 21. Based on this switch state, block 404
At step a, the switch state variables are read with reference to the switch state variable table, and block 405
Using the voltage Vdc of the DC voltage source 1 detected by the voltage detector 7 at step a and the formula, v 1 d, v 1 q, which are the d and q axis components of the inverter output voltage to be actually detected, are calculated. Obtainable. Since there is no sudden change in the voltage Vdc of the DC voltage source 1, even a DCPT whose frequency characteristics are not very good can be used satisfactorily, and only one DCPT is required. In this way, there is no need to read the inverter's phase output voltages va, vb, and vc from the input/output port 4c.
Moreover, since the waiting time Td is known, there is no need to set the transistor energization prohibition time as the waiting time Td. Therefore, accurate information will be obtained faster. The voltage drop caused by the primary voltage i 1 → that occurs across the primary resistor R 1 in block 407 allows processing of the AC output voltage equivalent signal in the same manner as in FIG. The magnetic flux calculation in block 408a is performed by replacing Δt, which is the time component of the increment, with (Δt−Td).
As shown in FIG. 9b, the reduction in the inverter output voltage due to the influence of the waiting time Td is taken into consideration. This is to set the AC output voltage equivalent signal to 0 during the waiting time Td. Blocks 406a and 406b in FIG. 10 are for further perfecting the effect of the present invention, and when there is no change in the energization signal to each transistor output to the input/output port 4c during the instruction cycle, Since no transistor energization prohibition time occurs, the waiting time Td is set to 0 to prevent the voltage waveform from decreasing. That is, block 406a compares the inverter voltage vector v 1 → in the previous instruction cycle with the current inverter voltage vector v 1 →, and if there is no change, block 406b sets the waiting time Td to 0, and
The AC output voltage equivalent signal only during the actual transistor energization prohibition time is set to 0. [Effect of the invention] In a system that digitally controls the voltage or magnetic flux of an induction motor driven by a PWM inverter, the voltage detection means is simplified,
Utilizing the memory function of digital control, it is possible to accurately detect inverter output voltages that often pulsate, and it also reduces calculation time, making it especially suitable for high-speed sampling control where instantaneous values are a problem. It is possible to provide the following equipment. Further, although the present invention has been described using primary magnetic flux control of a three-phase squirrel cage induction motor as an example, it can be applied to many control devices that accurately control the AC output voltage of a PWM inverter.

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

第1図は本発明が適用されたPWMインバータ
の主回路図、第2図は従来のPWMインバータの
一例の主回路図、第3図はPWMインバータの高
速スイツチング素子を接点に置き換えて示した主
回路図、第4図はスイツチ状態変数表を図示する
ベクトル図、第5図は制御回路の内部構成例を示
すブロツク図、第6図は磁束ベクトル図、第7図
はリミツトサイクル図、第8図は従来の制御に必
要な命令群の一例のフローチヤート、第9図は第
8図のフローチヤートによる待ち時間の出力電圧
に与える影響を示すグラフ、第10図は本発明に
かかる出力電圧検出手段を用いた場合の制御回路
の命令群の一実施例のフローチヤートである。 1……直流電圧源、2……PWMインバータ、
3……誘導電動機、4……制御回路、5a〜5c
……電流検出器、6a〜6c,7……電圧検出
器、Q1〜Q6……トランジスタ、D1〜D6…
…ダイオード、Sa〜Sc……切換接点。
Figure 1 is a main circuit diagram of a PWM inverter to which the present invention is applied, Figure 2 is a main circuit diagram of an example of a conventional PWM inverter, and Figure 3 is a main circuit diagram of a PWM inverter in which the high-speed switching elements are replaced with contacts. The circuit diagram, Fig. 4 is a vector diagram illustrating the switch state variable table, Fig. 5 is a block diagram showing an example of the internal configuration of the control circuit, Fig. 6 is a magnetic flux vector diagram, Fig. 7 is a limit cycle diagram, Fig. Figure 8 is a flowchart of an example of a group of commands necessary for conventional control, Figure 9 is a graph showing the effect of waiting time on the output voltage according to the flowchart of Figure 8, and Figure 10 is the output voltage according to the present invention. 7 is a flowchart of an example of a group of instructions for a control circuit when a detection means is used. 1...DC voltage source, 2...PWM inverter,
3...Induction motor, 4...Control circuit, 5a to 5c
...Current detector, 6a-6c, 7...Voltage detector, Q1-Q6...Transistor, D1-D6...
...Diode, Sa~Sc...Switching contact.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 直流電圧源と3相電圧形PWMインバータと
3相誘導電動機と直流電圧源電圧検出器とを少な
くとも具え、制御回路にはマイクロプロセツサと
ROMメモリと入力ポートとこれらチツプ間を接
続するアドレスバスおよびデータバスを少なくと
も具え、予めROMメモリに蓄えられている命令
プログラムにより前記PWMインバータを介して
直流電圧源より3相誘導電動機に供給する3相交
流電圧を供給するとともに、該3相交流電圧と等
価な信号から演算した電動機磁束信号が円近似軌
跡を描くようにPWMインバータ出力電圧を制御
する装置において、前記マイクロプロセツサが出
力した1サンプル前の各相出力電圧を表すスイツ
チ状態信号と、前記PWMインバータのスイツチ
状態変更に伴う通電禁止時間を該スイツチ状態信
号出力時間から差し引いた時間と、前記直流電圧
源電圧検出器出力との相乗積を、PWMインバー
タ交流出力電圧等価信号として前記電動機磁束を
演算することを特徴とするPWMインバータの出
力電圧検出装置。 2 磁束演算前に、前回の命令サイクルにおける
インバータ電圧ベクトルと今回のインバータ電圧
ベクトルとを比較するとともに、該比較において
変化がないとき、PWMインバータのスイツチン
グ素子の通電禁止時間を0としてPWMインバー
タの交流出力電圧等価信号を演算するようにした
特許請求の範囲第1項記載のPWMインバータの
出力電圧検出装置。
[Scope of Claims] 1. It comprises at least a DC voltage source, a three-phase voltage type PWM inverter, a three-phase induction motor, and a DC voltage source voltage detector, and the control circuit includes a microprocessor and a DC voltage source voltage detector.
It comprises at least a ROM memory, an input port, and an address bus and a data bus that connect these chips, and supplies a three-phase induction motor from a DC voltage source via the PWM inverter according to an instruction program stored in the ROM memory in advance. In a device that supplies a phase AC voltage and controls a PWM inverter output voltage so that a motor magnetic flux signal calculated from a signal equivalent to the three-phase AC voltage draws an approximate circular locus, one sample outputted by the microprocessor is used. The multiplicative product of the switch status signal representing the previous output voltage of each phase, the time obtained by subtracting the energization prohibition time due to the switch status change of the PWM inverter from the switch status signal output time, and the output of the DC voltage source voltage detector. An output voltage detection device for a PWM inverter, characterized in that the motor magnetic flux is calculated as a PWM inverter AC output voltage equivalent signal. 2. Before calculating the magnetic flux, compare the inverter voltage vector in the previous command cycle with the current inverter voltage vector, and if there is no change in the comparison, set the energization prohibition time of the switching elements of the PWM inverter to 0, and then change the AC current of the PWM inverter. An output voltage detection device for a PWM inverter according to claim 1, wherein the output voltage detection device is configured to calculate an output voltage equivalent signal.
JP61099228A 1986-04-28 1986-04-28 Output voltage detection system for pwm inverter Granted JPS62260593A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61099228A JPS62260593A (en) 1986-04-28 1986-04-28 Output voltage detection system for pwm inverter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61099228A JPS62260593A (en) 1986-04-28 1986-04-28 Output voltage detection system for pwm inverter

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS62260593A JPS62260593A (en) 1987-11-12
JPH0584159B2 true JPH0584159B2 (en) 1993-12-01

Family

ID=14241811

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP61099228A Granted JPS62260593A (en) 1986-04-28 1986-04-28 Output voltage detection system for pwm inverter

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS62260593A (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2821679B2 (en) * 1988-07-19 1998-11-05 株式会社日立製作所 Method and apparatus for generating gate signal of PWM inverter, PWM inverter apparatus
JP2753288B2 (en) * 1988-11-30 1998-05-18 株式会社日立製作所 PWM inverter control method and control device thereof, and PWM inverter system

Also Published As

Publication number Publication date
JPS62260593A (en) 1987-11-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4578700B2 (en) Brushless DC motor control device
US7453231B2 (en) Electric vehicle control device
JP5445892B2 (en) Control device for permanent magnet type synchronous motor
JP4010195B2 (en) Control device for permanent magnet synchronous motor
JP5193012B2 (en) Motor temperature estimation device
JP6687228B1 (en) AC rotating electric machine control device
JPH1127996A (en) Current vector control method for ac motor and ac motor drive device
JP4053511B2 (en) Vector controller for wound field synchronous machine
US10594242B2 (en) Motor controller
JP7162685B2 (en) AC rotary electric machine control device
JPH06153569A (en) Method for controlling current of ac servomotor
JPH0584159B2 (en)
JP3751991B2 (en) AC servo motor current control method
JP2000312497A (en) Control method for alternating current motor
CN113454907A (en) Rotating electric machine control system
JP7271735B2 (en) AC rotary electric machine control device
JP3156427B2 (en) Current control device for PWM inverter
JP6945673B2 (en) Control device for AC rotating electric machine
JP7309002B1 (en) power converter
JP6818929B1 (en) Rotating electric machine control device and electric power steering device
JP3752804B2 (en) AC machine control device
JP2002335700A (en) Vector control method and vector control device for induction motor
JP5456873B1 (en) Synchronous machine controller
CN116830450A (en) power conversion device
JPWO2020049673A1 (en) Motor control device and motor control method