JPH0591782A - 電圧形インバータの制御装置及びその方法 - Google Patents
電圧形インバータの制御装置及びその方法Info
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- JPH0591782A JPH0591782A JP3273430A JP27343091A JPH0591782A JP H0591782 A JPH0591782 A JP H0591782A JP 3273430 A JP3273430 A JP 3273430A JP 27343091 A JP27343091 A JP 27343091A JP H0591782 A JPH0591782 A JP H0591782A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 オンデレイによる出力電圧降下の大きさを簡
単にかつ正確に求め、出力電圧指令に加算することによ
り、インバータの出力電圧を波形歪のない正弦波にする
ことにある。 【構成】 交流電動機の励磁電流指令信号とトルク電流
指令信号及び１次角周波数指令信号から算出した交流電
動機の回転座標系の各相の電圧指令信号に基づいて交流
出力電圧指令を演算し、前記交流出力電圧指令によりパ
ルス幅変調制御する電圧形インバータの制御システムに
おいて、励磁電流信号、トルク電流信号及び前記１次角
周波数指令信号とから各相の交流電流信号を生成し、前
記交流電流信号の大きさを得る絶対値を演算し、前記絶
対値より補償領域を分離し、前記補償領域の分離に対応
した電圧降下補償量の大きさを生成する関数を発生し、
インバータ出力電流の各相の位相角を算出し、前記電流
位相角から電圧降下補償量の極性を決定し、電圧降下補
償信号を生成する。
単にかつ正確に求め、出力電圧指令に加算することによ
り、インバータの出力電圧を波形歪のない正弦波にする
ことにある。 【構成】 交流電動機の励磁電流指令信号とトルク電流
指令信号及び１次角周波数指令信号から算出した交流電
動機の回転座標系の各相の電圧指令信号に基づいて交流
出力電圧指令を演算し、前記交流出力電圧指令によりパ
ルス幅変調制御する電圧形インバータの制御システムに
おいて、励磁電流信号、トルク電流信号及び前記１次角
周波数指令信号とから各相の交流電流信号を生成し、前
記交流電流信号の大きさを得る絶対値を演算し、前記絶
対値より補償領域を分離し、前記補償領域の分離に対応
した電圧降下補償量の大きさを生成する関数を発生し、
インバータ出力電流の各相の位相角を算出し、前記電流
位相角から電圧降下補償量の極性を決定し、電圧降下補
償信号を生成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、インバータのパルス幅
変調に係わり、特に、出力電圧を制御する電圧形インバ
ータの制御装置及びその方法に関する。
変調に係わり、特に、出力電圧を制御する電圧形インバ
ータの制御装置及びその方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】パルス幅変調インバータ（以下ＰＷＭイ
ンバータと称する。）は、インバータを構成する正側及
び負側のスイッチング素子を交互に導通制御し、出力電
圧を平均値して正弦波に制御する方式が採用されてい
る。しかし、この制御方式を実行するに際し、スイッチ
ング素子には、ターンオフ時間によるスイッチングの遅
れがあるため、正側及び負側のスイッチング素子が同時
に導通しないように、短絡防止期間が設けられている。
これにより、インバータの出力電圧が低下して、波形歪
が生じるという問題がある。従来は、特開昭６２ー１３
５２８９号公報に記載されているように、出力電流指令
信号に基づにいて、インバータのオンデレイによる出力
電圧降下を演算し、この演算値をインバータの出力電圧
指令に加算して、オンデレイに伴う出力電圧降下を補償
する方法が提案されている。
ンバータと称する。）は、インバータを構成する正側及
び負側のスイッチング素子を交互に導通制御し、出力電
圧を平均値して正弦波に制御する方式が採用されてい
る。しかし、この制御方式を実行するに際し、スイッチ
ング素子には、ターンオフ時間によるスイッチングの遅
れがあるため、正側及び負側のスイッチング素子が同時
に導通しないように、短絡防止期間が設けられている。
これにより、インバータの出力電圧が低下して、波形歪
が生じるという問題がある。従来は、特開昭６２ー１３
５２８９号公報に記載されているように、出力電流指令
信号に基づにいて、インバータのオンデレイによる出力
電圧降下を演算し、この演算値をインバータの出力電圧
指令に加算して、オンデレイに伴う出力電圧降下を補償
する方法が提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、イン
バータの出力電圧指令に加算される演算値は一定値が加
算されるため、インバータ出力電流の大きさに応じてオ
ンデレイによる出力電圧降下の大きさが変化しても、こ
れを補償できないという問題がある。本発明の目的は、
オンデレイによる出力電圧降下の大きさを簡単にかつ正
確に求め、出力電圧指令に加算することにより、インバ
ータの出力電圧を波形歪のない正弦波にすることにあ
る。
バータの出力電圧指令に加算される演算値は一定値が加
算されるため、インバータ出力電流の大きさに応じてオ
ンデレイによる出力電圧降下の大きさが変化しても、こ
れを補償できないという問題がある。本発明の目的は、
オンデレイによる出力電圧降下の大きさを簡単にかつ正
確に求め、出力電圧指令に加算することにより、インバ
ータの出力電圧を波形歪のない正弦波にすることにあ
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的は、交流電動機
の励磁電流指令信号とトルク電流指令信号及び１次角周
波数指令信号から算出した交流電動機の回転座標系の各
相の電圧指令信号に基づいて交流出力電圧指令を演算
し、前記交流出力電圧指令によりパルス幅変調制御する
電圧形インバータの制御システムにおいて、励磁電流信
号、トルク電流信号及び前記１次角周波数指令信号とか
ら各相の交流電流信号を生成し、前記交流電流信号の大
きさを得る絶対値を演算し、前記絶対値より補償領域を
分離し、前記補償領域の分離に対応した電圧降下補償量
の大きさを生成する関数を発生し、インバータ出力電流
の各相の位相角を算出し、前記電流位相角から電圧降下
補償量の極性を決定し、電圧降下補償信号を生成するこ
と、また、励磁電流信号とトルク電流信号とから電流信
号の大きさを得る電流信号を生成し、前記電流信号より
オンディレイ補償角度を求め、前記補償角より補償領域
を分離し、前記補償領域の分離に対応した電圧降下補償
量の大きさを生成する関数を発生し、前記励磁電流信号
と前記トルク電流信号及び前記１次角周波数指令信号か
らインバータ出力電流の各相の位相角を算出し、前記電
流位相角から電圧降下補償量の極性を決定し、電圧降下
補償信号を生成することにより、達成される。
の励磁電流指令信号とトルク電流指令信号及び１次角周
波数指令信号から算出した交流電動機の回転座標系の各
相の電圧指令信号に基づいて交流出力電圧指令を演算
し、前記交流出力電圧指令によりパルス幅変調制御する
電圧形インバータの制御システムにおいて、励磁電流信
号、トルク電流信号及び前記１次角周波数指令信号とか
ら各相の交流電流信号を生成し、前記交流電流信号の大
きさを得る絶対値を演算し、前記絶対値より補償領域を
分離し、前記補償領域の分離に対応した電圧降下補償量
の大きさを生成する関数を発生し、インバータ出力電流
の各相の位相角を算出し、前記電流位相角から電圧降下
補償量の極性を決定し、電圧降下補償信号を生成するこ
と、また、励磁電流信号とトルク電流信号とから電流信
号の大きさを得る電流信号を生成し、前記電流信号より
オンディレイ補償角度を求め、前記補償角より補償領域
を分離し、前記補償領域の分離に対応した電圧降下補償
量の大きさを生成する関数を発生し、前記励磁電流信号
と前記トルク電流信号及び前記１次角周波数指令信号か
らインバータ出力電流の各相の位相角を算出し、前記電
流位相角から電圧降下補償量の極性を決定し、電圧降下
補償信号を生成することにより、達成される。
【０００５】
【作用】ＰＷＭインバータの出力電流の大きさに対する
オンデレイによる出力電圧降下は、図３に示されるよう
に、その極性が出力電流の極性に応じて変化し、その特
性は、電流が小さい領域イ〜ロでは非線形になり、大き
い領域ハはほぼ線形になる。このように、オンデレイに
よる出力電圧降下は、インバータの出力電流の大きさに
応じて変化する。そこで、インバータの出力電流の大き
さに応じて出力電圧降下電圧を簡単にかつ正確に求め、
その信号を交流電動機の固定子座標系の三相交流電圧指
令信号に加算することにより、オンデレイによる電圧降
下を補償することが可能になる。これにより、出力電圧
は歪の少ない正弦波となり、交流電動機にトルクリップ
ルが発生するのを防止することが可能となる。
オンデレイによる出力電圧降下は、図３に示されるよう
に、その極性が出力電流の極性に応じて変化し、その特
性は、電流が小さい領域イ〜ロでは非線形になり、大き
い領域ハはほぼ線形になる。このように、オンデレイに
よる出力電圧降下は、インバータの出力電流の大きさに
応じて変化する。そこで、インバータの出力電流の大き
さに応じて出力電圧降下電圧を簡単にかつ正確に求め、
その信号を交流電動機の固定子座標系の三相交流電圧指
令信号に加算することにより、オンデレイによる電圧降
下を補償することが可能になる。これにより、出力電圧
は歪の少ない正弦波となり、交流電動機にトルクリップ
ルが発生するのを防止することが可能となる。
【０００６】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図１により説明す
る。ＰＷＭインバータ１は、正側及び負側のスイッチン
グ素子として三組のトランジスタを備え、ＰＷＭパルス
演算器９からパルス幅変調信号を受けて直流電圧を三相
の交流電圧に変換し、変換した三相交流電圧を交流電動
機２へ供給する。交流電動機２の速度は、速度検出器３
により検出され、速度検出器３の検出出力である速度信
号Ｗｒが減算器４、加算器１１に供給される。減算器４
には速度指令信号Ｗr*と速度信号Ｗｒが供給され、各信
号の偏差に応じた信号が速度調節器５に供給される。速
度調節器５は、減算器４の出力信号を零にするためのト
ルク電流指令信号Ｉq*を出力する。トルク電流指令信号
Ｉq*は、電圧指令演算器６、すべり角周波数演算器１
０、補償電圧演算器１３に供給され、すべり周波数演算
器１０は、励磁電流指令信号Ｉd*とトルク電流指令信号
Ｉq*からすべり角周波数信号Ｗs*を演算し、この演算信
号を加算器１１へ出力する。加算器１１は、すべり角周
波数信号Ｗs*と速度信号Ｗrとを加算して１次角周波数
指令信号Ｗ1*を生成し、この信号を電圧指令演算器６と
積分器１２へ出力する。積分器１２は、信号Ｗ1*を時間
積分して座標基準信号Ｗ1tを生成し、この信号を補償電
圧演算器１３と座標変換器７へ出力する。電圧指令演算
器６は、励磁電流指令信号Ｉd*、トルク電流指令信号Ｉ
q*及び１次角周波数指令信号Ｗ1*に基づいて交流電動機
２の回転座標系の電圧指令信号Ｖd*、Ｖq*を演算する。
各電圧指令信号は次の（１）、（２）式によって求めら
る。 Ｖd*＝ｒ1・Ｉd*ーＷ1*・（ｌ1＋ｌ2）・Ｉq* ・・・（１） Ｖq*＝ｒ1・Ｉq*＋Ｗ1*・ｌ1・Ｉd* ＋Ｗ1*・Ｍ・Ｉd*／（１＋Ｔ2Ｓ） ・・・（２） ｒ1：１次抵抗値 ｌ1：１次漏れインダクタンス値 ｌ2：２次漏れインダクタンス値 Ｍ ：励磁インダクタンス値 Ｔ2：２次時定数 Ｓ ：微分演算子 座標変換器７は、電圧指令信号Ｖd*、Ｖq*と座標基準信
号Ｗ1tとを受け、座標基準信号Ｗ1tに従って電圧指令信
号Ｖd*、Ｖq*を交流電動機２の固定子座標系の三相交流
電圧指令信号Ｖu*、Ｖv*、Ｖw*に変換する。この交流電
圧指令信号は、加算器８において補償電圧演算器１３か
らの補償電圧信号Ｖfu*、Ｖfv*、Ｖfw*と加算され、出
力電圧指令信号Ｖu**、Ｖv**、Ｖw**に変換される。こ
の出力電圧指令信号は、ＰＷＭパルス演算器９に供給さ
れ、搬送波信号と比較されてパルス幅変調信号に変換さ
れる。このパルス幅変調信号を生成する場合、ＰＷＭイ
ンバータ１の正側と負側のトランジスタが同時に導通す
るのを防止するためのオンデレイを付加してパルス幅変
調信号が生成される。そして、このパルス幅変調信号に
よりＰＷＭインバータ１の各トランジスタはスイッチン
グ制御され、直流電圧が三相の交流電圧に変換される。
なお、三相交流電圧指令信号Ｖu*、Ｖv*、Ｖw*は、図８
の（３）式によって表わされる。
る。ＰＷＭインバータ１は、正側及び負側のスイッチン
グ素子として三組のトランジスタを備え、ＰＷＭパルス
演算器９からパルス幅変調信号を受けて直流電圧を三相
の交流電圧に変換し、変換した三相交流電圧を交流電動
機２へ供給する。交流電動機２の速度は、速度検出器３
により検出され、速度検出器３の検出出力である速度信
号Ｗｒが減算器４、加算器１１に供給される。減算器４
には速度指令信号Ｗr*と速度信号Ｗｒが供給され、各信
号の偏差に応じた信号が速度調節器５に供給される。速
度調節器５は、減算器４の出力信号を零にするためのト
ルク電流指令信号Ｉq*を出力する。トルク電流指令信号
Ｉq*は、電圧指令演算器６、すべり角周波数演算器１
０、補償電圧演算器１３に供給され、すべり周波数演算
器１０は、励磁電流指令信号Ｉd*とトルク電流指令信号
Ｉq*からすべり角周波数信号Ｗs*を演算し、この演算信
号を加算器１１へ出力する。加算器１１は、すべり角周
波数信号Ｗs*と速度信号Ｗrとを加算して１次角周波数
指令信号Ｗ1*を生成し、この信号を電圧指令演算器６と
積分器１２へ出力する。積分器１２は、信号Ｗ1*を時間
積分して座標基準信号Ｗ1tを生成し、この信号を補償電
圧演算器１３と座標変換器７へ出力する。電圧指令演算
器６は、励磁電流指令信号Ｉd*、トルク電流指令信号Ｉ
q*及び１次角周波数指令信号Ｗ1*に基づいて交流電動機
２の回転座標系の電圧指令信号Ｖd*、Ｖq*を演算する。
各電圧指令信号は次の（１）、（２）式によって求めら
る。 Ｖd*＝ｒ1・Ｉd*ーＷ1*・（ｌ1＋ｌ2）・Ｉq* ・・・（１） Ｖq*＝ｒ1・Ｉq*＋Ｗ1*・ｌ1・Ｉd* ＋Ｗ1*・Ｍ・Ｉd*／（１＋Ｔ2Ｓ） ・・・（２） ｒ1：１次抵抗値 ｌ1：１次漏れインダクタンス値 ｌ2：２次漏れインダクタンス値 Ｍ ：励磁インダクタンス値 Ｔ2：２次時定数 Ｓ ：微分演算子 座標変換器７は、電圧指令信号Ｖd*、Ｖq*と座標基準信
号Ｗ1tとを受け、座標基準信号Ｗ1tに従って電圧指令信
号Ｖd*、Ｖq*を交流電動機２の固定子座標系の三相交流
電圧指令信号Ｖu*、Ｖv*、Ｖw*に変換する。この交流電
圧指令信号は、加算器８において補償電圧演算器１３か
らの補償電圧信号Ｖfu*、Ｖfv*、Ｖfw*と加算され、出
力電圧指令信号Ｖu**、Ｖv**、Ｖw**に変換される。こ
の出力電圧指令信号は、ＰＷＭパルス演算器９に供給さ
れ、搬送波信号と比較されてパルス幅変調信号に変換さ
れる。このパルス幅変調信号を生成する場合、ＰＷＭイ
ンバータ１の正側と負側のトランジスタが同時に導通す
るのを防止するためのオンデレイを付加してパルス幅変
調信号が生成される。そして、このパルス幅変調信号に
よりＰＷＭインバータ１の各トランジスタはスイッチン
グ制御され、直流電圧が三相の交流電圧に変換される。
なお、三相交流電圧指令信号Ｖu*、Ｖv*、Ｖw*は、図８
の（３）式によって表わされる。
【０００７】補償電圧演算器１３は、励磁電流指令信号
Ｉd*、トルク電流指令信号Ｉq*及び座標基準信号Ｗ1tよ
り補償電圧信号Ｖfu*、Ｖfv*、Ｖfw*を算出するように
構成され、その具体的構成を図２に示す。交流電流指令
演算器１４は、励磁電流指令信号Ｉd*、トルク電流指令
信号Ｉq*及び座標基準信号Ｗ1tに基づき交流電流指令信
号Ｉu*、Ｉv*、Ｉw*を生成する。各交流電流指令信号
は、図８の式（４）、（５）、（６）によって求められ
る。逆正接演算器２０は、励磁電流指令信号Ｉd*とトル
ク電流指令信号Ｉq*からつぎの（７）式に従って電流位
相角を算出し、演算結果を加算器２１へ出力する。 θ＝ＡＲＣＴＡＮ（Ｉq*／Ｉd*） ・・・・・・・（７） 加算器２１は、電流位相角θと座標基準信号Ｗ1tを加算
してＵ相の電流位相角θiu*を生成し、この信号を極性
決定演算器１８Ａに供給する。減算器２３は、Ｕ相の電
流位相角θiu*より定数発生器２２の出力である２π／
３を減算し、Ｖ相の電流位相角θiv*を生成し、この信
号を極性決定演算器１８Ｂに供給する。減算器２５は、
Ｕ相の電流位相角θiu*より定数発生器２４の出力であ
る４π／３を減算し、Ｗ相の電流位相角θiw*を生成
し、この信号を極性決定演算器１８Ｃに供給する。
Ｉd*、トルク電流指令信号Ｉq*及び座標基準信号Ｗ1tよ
り補償電圧信号Ｖfu*、Ｖfv*、Ｖfw*を算出するように
構成され、その具体的構成を図２に示す。交流電流指令
演算器１４は、励磁電流指令信号Ｉd*、トルク電流指令
信号Ｉq*及び座標基準信号Ｗ1tに基づき交流電流指令信
号Ｉu*、Ｉv*、Ｉw*を生成する。各交流電流指令信号
は、図８の式（４）、（５）、（６）によって求められ
る。逆正接演算器２０は、励磁電流指令信号Ｉd*とトル
ク電流指令信号Ｉq*からつぎの（７）式に従って電流位
相角を算出し、演算結果を加算器２１へ出力する。 θ＝ＡＲＣＴＡＮ（Ｉq*／Ｉd*） ・・・・・・・（７） 加算器２１は、電流位相角θと座標基準信号Ｗ1tを加算
してＵ相の電流位相角θiu*を生成し、この信号を極性
決定演算器１８Ａに供給する。減算器２３は、Ｕ相の電
流位相角θiu*より定数発生器２２の出力である２π／
３を減算し、Ｖ相の電流位相角θiv*を生成し、この信
号を極性決定演算器１８Ｂに供給する。減算器２５は、
Ｕ相の電流位相角θiu*より定数発生器２４の出力であ
る４π／３を減算し、Ｗ相の電流位相角θiw*を生成
し、この信号を極性決定演算器１８Ｃに供給する。
【０００８】動作原理は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相とも同じな
ので、Ｕ相のみに対して説明する。絶対値演算器１５Ａ
には、交流電流指令信号Ｉu*が供給され、絶対値処理し
た極性無し交流電流指令信号｜Ｉu*｜は、補償領域分離
演算器１６Ａと関数発生器１７Ａに供給される。補償領
域分離演算器１６Ａは、極性無し交流電流指令信号｜Ｉ
u*｜より補償領域分離情報を決定し、関数発生器１７Ａ
に補償領域分離情報を供給する。関数発生器１７Ａは、
複数の関数器で構成されており、補償領域分離情報より
それに対応するひとつの関数器を選択し、極性なし交流
電流指令｜Ｉu*｜よりオンディレイ補償電圧の大きさ｜
Ｖfu*｜を算出し、極性決定演算器１８Ａに供給する。
ので、Ｕ相のみに対して説明する。絶対値演算器１５Ａ
には、交流電流指令信号Ｉu*が供給され、絶対値処理し
た極性無し交流電流指令信号｜Ｉu*｜は、補償領域分離
演算器１６Ａと関数発生器１７Ａに供給される。補償領
域分離演算器１６Ａは、極性無し交流電流指令信号｜Ｉ
u*｜より補償領域分離情報を決定し、関数発生器１７Ａ
に補償領域分離情報を供給する。関数発生器１７Ａは、
複数の関数器で構成されており、補償領域分離情報より
それに対応するひとつの関数器を選択し、極性なし交流
電流指令｜Ｉu*｜よりオンディレイ補償電圧の大きさ｜
Ｖfu*｜を算出し、極性決定演算器１８Ａに供給する。
【０００９】例えば、図３に示す様に、電圧降下補償曲
線ＰをＳ字特性とすると、交流電流指令信号は、領域イ
（０〜ｉa）のときは式（８）、領域ロ（ia〜ib）のと
きは式（９）、領域ハ（ib〜 ）のときは式（１０）と
なるように表現され、補償領域を分離して、それに対応
する関数器を選択する。なお、ｉ１、ｉ２は大きさが異
なる交流電流指令信号を示す。 Ｙ＝Ａ1・Ｘ＋Ｂ1 （領域イ） ・・・（８） Ｙ＝Ａ2・Ｘ＋Ｂ2 （領域ロ） ・・・（９） Ｙ＝Ａ3・Ｘ＋Ｂ3 （領域ハ） ・・・（１０） Ｙ ：オンデレイ補償電圧の大きさ｜Ｖfu
*｜ Ａ1，Ａ2，Ａ3 ：領域イ，ロ，ハのオンデレイ補償係
数 Ｂ1，Ｂ2，Ｂ3 ：領域イ，ロ，ハのオンデレイ初期値 Ｘ ：極性無し交流電流指令｜Ｉu*｜ 極性決定演算器１８Ａは、Ｕ相の電流位相角θiu*とオ
ンディレイ補償電圧の大きさ｜Ｖfu*｜より、つぎの式
（１１）に従ってオンディレイ補償電圧Ｖfu*を演算す
る。 Ｖfu*＝ ｜Ｖfu*｜ （θiu*： ０°〜１８０°） Ｖfu*＝−｜Ｖfu*｜ （θiu*：１８０°〜３６０°） ・・・（１１） このオンデレイ補償係数及び初期値を求めるに際して
は、図１に於て、１次角周波数指令信号Ｗ1*＝０、電圧
指令信号Ｖq*＝０とした条件において、ＰＷＭインバー
タ１を運転し、出力電流Ｉuと電圧降下Ｖfuとの関係を
測定し、オンディレイ補償係数及び初期値を決定する。
線ＰをＳ字特性とすると、交流電流指令信号は、領域イ
（０〜ｉa）のときは式（８）、領域ロ（ia〜ib）のと
きは式（９）、領域ハ（ib〜 ）のときは式（１０）と
なるように表現され、補償領域を分離して、それに対応
する関数器を選択する。なお、ｉ１、ｉ２は大きさが異
なる交流電流指令信号を示す。 Ｙ＝Ａ1・Ｘ＋Ｂ1 （領域イ） ・・・（８） Ｙ＝Ａ2・Ｘ＋Ｂ2 （領域ロ） ・・・（９） Ｙ＝Ａ3・Ｘ＋Ｂ3 （領域ハ） ・・・（１０） Ｙ ：オンデレイ補償電圧の大きさ｜Ｖfu
*｜ Ａ1，Ａ2，Ａ3 ：領域イ，ロ，ハのオンデレイ補償係
数 Ｂ1，Ｂ2，Ｂ3 ：領域イ，ロ，ハのオンデレイ初期値 Ｘ ：極性無し交流電流指令｜Ｉu*｜ 極性決定演算器１８Ａは、Ｕ相の電流位相角θiu*とオ
ンディレイ補償電圧の大きさ｜Ｖfu*｜より、つぎの式
（１１）に従ってオンディレイ補償電圧Ｖfu*を演算す
る。 Ｖfu*＝ ｜Ｖfu*｜ （θiu*： ０°〜１８０°） Ｖfu*＝−｜Ｖfu*｜ （θiu*：１８０°〜３６０°） ・・・（１１） このオンデレイ補償係数及び初期値を求めるに際して
は、図１に於て、１次角周波数指令信号Ｗ1*＝０、電圧
指令信号Ｖq*＝０とした条件において、ＰＷＭインバー
タ１を運転し、出力電流Ｉuと電圧降下Ｖfuとの関係を
測定し、オンディレイ補償係数及び初期値を決定する。
【００１０】このようにして、交流電流指令信号の大き
さに応じたオンディレイ補償電圧が正確に求められる。
このため、実際の電流に一致した交流電流信号が生成さ
れると、その大きさに応じたオンディレイ補償電圧が計
算され、補償電圧演算器１３からは図４に示される補償
電圧信号Ｖfu*が出力される。図４において、（Ａ）は
交流電流指令信号ｉ１、ｉ２、（Ｂ）は交流電流指令信
号ｉ１に対するオンディレイ補償電圧｜Ｖfu*｜、
（Ｃ）は交流電流指令信号ｉ２に対するオンディレイ補
償電圧｜Ｖfu*｜を示す。
さに応じたオンディレイ補償電圧が正確に求められる。
このため、実際の電流に一致した交流電流信号が生成さ
れると、その大きさに応じたオンディレイ補償電圧が計
算され、補償電圧演算器１３からは図４に示される補償
電圧信号Ｖfu*が出力される。図４において、（Ａ）は
交流電流指令信号ｉ１、ｉ２、（Ｂ）は交流電流指令信
号ｉ１に対するオンディレイ補償電圧｜Ｖfu*｜、
（Ｃ）は交流電流指令信号ｉ２に対するオンディレイ補
償電圧｜Ｖfu*｜を示す。
【００１１】この補償電圧信号Ｖfu*が交流電圧指令信
号Ｖu*に加算されると、出力電圧指令信号Ｖu**は、図
５に示されるような信号として出力される。図５におい
て、Ｖu*は交流電圧指令信号、ｉは交流電流指令信号、
Ｖfuは図４において説明したように交流電流指令信号ｉ
に対するオンディレイ補償電圧信号、Ｖu**は交流電圧
指令信号Ｖu*がオンディレイ補償電圧信号Ｖfuによって
補償された出力電圧指令信号を示す。このように、本実
施例に於ては、交流電流指令の大きさに応じた正確なオ
ンデレイ補償電圧を三相交流電圧指令に加算したため、
インバータ１の出力電流に波形の歪が生じるのを抑制す
ることができ、交流電動機２にトルクリップルが発生す
るのを防止することができる。
号Ｖu*に加算されると、出力電圧指令信号Ｖu**は、図
５に示されるような信号として出力される。図５におい
て、Ｖu*は交流電圧指令信号、ｉは交流電流指令信号、
Ｖfuは図４において説明したように交流電流指令信号ｉ
に対するオンディレイ補償電圧信号、Ｖu**は交流電圧
指令信号Ｖu*がオンディレイ補償電圧信号Ｖfuによって
補償された出力電圧指令信号を示す。このように、本実
施例に於ては、交流電流指令の大きさに応じた正確なオ
ンデレイ補償電圧を三相交流電圧指令に加算したため、
インバータ１の出力電流に波形の歪が生じるのを抑制す
ることができ、交流電動機２にトルクリップルが発生す
るのを防止することができる。
【００１２】次に、本発明の他の実施例を図６に基づい
て説明する。本実施例は、交流電流指令信号を求める代
わりに、出力電流の大きさと位相角より直接にオンデレ
イ補償電圧を演算するものである。補償電圧演算器１３
以外は、図１と同じなので説明は省略する。又、各相の
電流位相角θiu*、θiv*、θiw*の生成方法は、図２と
同じなので説明は省略する。動作原理は、Ｕ相、Ｖ相、
Ｗ相とも同じなので、Ｕ相のみに対して説明する。電流
演算器３０は、励磁電流指令信号Ｉd*、トルク電流指令
信号Ｉq*から図８の（１２）式に従って出力電流の大き
さＩ1*を演算し、演算結果をオンディレイ補償角度演算
器３１、３２へ出力する。オンディレイ補償角度演算器
３１、３２は、出力電流Ｉ1*がＩ1*・ＳＩＮ（Ｗ1ｔ）
で変化しているものとして、図３の電流値Ｉa、Ｉbを角
度でとらえ、オンディレイ補償角度θia、θibを次の式
（１３）、（１４）より求め、関数発生器３４Ａと、補
償領域分離演算器３３Ａへ出力する。 θia＝ＡＲＣＳＩＮ（Ｉa／Ｉ1） ＝（Ｉa／Ｉ1）＋（Ｉa／Ｉ1）3／６＋・・・ ≒（Ｉa／Ｉ1） ・・・・・（１３） θib＝ＡＲＣＳＩＮ（Ｉb／Ｉ1） ＝（Ｉb／Ｉ1）＋（Ｉb／Ｉ1）3／６＋・・・ ≒（Ｉb／Ｉ1） ・・・・・（１４） Ｕ相の電流位相角θiu*は、補償領域分離演算器３３
Ａ、関数発生器３４Ａ及び極性決定演算器３５Ａに供給
する。補償領域分離演算器３３Ａは、Ｕ相の電流位相角
θiu*と、オンディレイ補償角度演算器３１、３２の出
力より補償領域分離情報を決定し、関数発生器３４Ａに
補償領域分離情報を供給する。関数発生器３４Ａは、複
数の関数器で構成され、補償領域分離情報よりそれに対
応するひとつの関数器を選択し、Ｕ相の電流位相角θiu
*とオンディレイ補償角度演算器３１、３２の出力θi
a、θibよりオンディレイ補償電圧の大きさ｜Ｖfu*｜を
算出し、極性決定演算器１８Ａに供給する。
て説明する。本実施例は、交流電流指令信号を求める代
わりに、出力電流の大きさと位相角より直接にオンデレ
イ補償電圧を演算するものである。補償電圧演算器１３
以外は、図１と同じなので説明は省略する。又、各相の
電流位相角θiu*、θiv*、θiw*の生成方法は、図２と
同じなので説明は省略する。動作原理は、Ｕ相、Ｖ相、
Ｗ相とも同じなので、Ｕ相のみに対して説明する。電流
演算器３０は、励磁電流指令信号Ｉd*、トルク電流指令
信号Ｉq*から図８の（１２）式に従って出力電流の大き
さＩ1*を演算し、演算結果をオンディレイ補償角度演算
器３１、３２へ出力する。オンディレイ補償角度演算器
３１、３２は、出力電流Ｉ1*がＩ1*・ＳＩＮ（Ｗ1ｔ）
で変化しているものとして、図３の電流値Ｉa、Ｉbを角
度でとらえ、オンディレイ補償角度θia、θibを次の式
（１３）、（１４）より求め、関数発生器３４Ａと、補
償領域分離演算器３３Ａへ出力する。 θia＝ＡＲＣＳＩＮ（Ｉa／Ｉ1） ＝（Ｉa／Ｉ1）＋（Ｉa／Ｉ1）3／６＋・・・ ≒（Ｉa／Ｉ1） ・・・・・（１３） θib＝ＡＲＣＳＩＮ（Ｉb／Ｉ1） ＝（Ｉb／Ｉ1）＋（Ｉb／Ｉ1）3／６＋・・・ ≒（Ｉb／Ｉ1） ・・・・・（１４） Ｕ相の電流位相角θiu*は、補償領域分離演算器３３
Ａ、関数発生器３４Ａ及び極性決定演算器３５Ａに供給
する。補償領域分離演算器３３Ａは、Ｕ相の電流位相角
θiu*と、オンディレイ補償角度演算器３１、３２の出
力より補償領域分離情報を決定し、関数発生器３４Ａに
補償領域分離情報を供給する。関数発生器３４Ａは、複
数の関数器で構成され、補償領域分離情報よりそれに対
応するひとつの関数器を選択し、Ｕ相の電流位相角θiu
*とオンディレイ補償角度演算器３１、３２の出力θi
a、θibよりオンディレイ補償電圧の大きさ｜Ｖfu*｜を
算出し、極性決定演算器１８Ａに供給する。
【００１３】例えば、図７に示す様に、電流位相角θiu
*が０〜９０゜の場合、オンディレイ補償角度が領域イ
（０〜θia）の時は式（１５）、領域ロ（θia〜θib）
の時は式（１６）、領域ハ（θib〜 ）の時は式（１
７）となるように補償領域を分離して、それの対応する
関数器を選択する。 Ｙ＝Ａ1／θia・Ｘ＋Ｂ1 （領域イ） ・・・（１
５） Ｙ＝Ａ2／θib・Ｘ＋Ｂ2 （領域ロ） ・・・（１
６） Ｙ＝Ａ3 ・Ｘ＋Ｂ3 （領域ハ） ・・・（１
７） Ｙ ：オンデレイ補償電圧 ｜Ｖfu*｜ Ａ1，Ａ2，Ａ3 ：領域イ，ロ，ハのオンデレイ補償係
数 Ｂ1，Ｂ2，Ｂ3 ：領域イ，ロ，ハのオンデレイ初期値 Ｘ ：電流位相角θiu* 極性決定演算器３５Ａは、Ｕ相の電流位相角θiu*とオ
ンディレイ補償電圧の大きさ｜Ｖfu*｜より、つぎの式
（１８）に従ってオンディレイ補償電圧Ｖfu*を演算す
る。 Ｖfu*＝ ｜Ｖfu*｜ （θiu*： ０°〜１８０°） Ｖfu*＝−｜Ｖfu*｜ （θiu*：１８０°〜３６０°） ・・・（１８） このように、本実施例に於ては、出力電流の大きさと位
相角に応じた正確なオンディレイ補償電圧を三相交流電
圧指令に加算したため、インバータ１の出力電流に波形
の歪が生じるのを抑制することができ、交流電動機２に
トルクリップルが発生するのを防止することができる。
*が０〜９０゜の場合、オンディレイ補償角度が領域イ
（０〜θia）の時は式（１５）、領域ロ（θia〜θib）
の時は式（１６）、領域ハ（θib〜 ）の時は式（１
７）となるように補償領域を分離して、それの対応する
関数器を選択する。 Ｙ＝Ａ1／θia・Ｘ＋Ｂ1 （領域イ） ・・・（１
５） Ｙ＝Ａ2／θib・Ｘ＋Ｂ2 （領域ロ） ・・・（１
６） Ｙ＝Ａ3 ・Ｘ＋Ｂ3 （領域ハ） ・・・（１
７） Ｙ ：オンデレイ補償電圧 ｜Ｖfu*｜ Ａ1，Ａ2，Ａ3 ：領域イ，ロ，ハのオンデレイ補償係
数 Ｂ1，Ｂ2，Ｂ3 ：領域イ，ロ，ハのオンデレイ初期値 Ｘ ：電流位相角θiu* 極性決定演算器３５Ａは、Ｕ相の電流位相角θiu*とオ
ンディレイ補償電圧の大きさ｜Ｖfu*｜より、つぎの式
（１８）に従ってオンディレイ補償電圧Ｖfu*を演算す
る。 Ｖfu*＝ ｜Ｖfu*｜ （θiu*： ０°〜１８０°） Ｖfu*＝−｜Ｖfu*｜ （θiu*：１８０°〜３６０°） ・・・（１８） このように、本実施例に於ては、出力電流の大きさと位
相角に応じた正確なオンディレイ補償電圧を三相交流電
圧指令に加算したため、インバータ１の出力電流に波形
の歪が生じるのを抑制することができ、交流電動機２に
トルクリップルが発生するのを防止することができる。
【００１４】以上、前記実施例では、スイッチング素子
をトランジスタとしたが、ＧＴＯ素子、または、ＩＧＢ
Ｔ素子を用いた電圧形インバータにも適用できる。ま
た、極性決定演算器１８Ａ，３５Ａは電流位相角θi*に
より極性を判定したが、次の式（１９）により判定して
も同様の結果が得られる。 Ｖfu*＝ ｜Ｖfu*｜ （Ｉu*≧０、Ｉu≧０） Ｖfu*＝−｜Ｖfu*｜ （Ｉu*＜０、Ｉu＜０） ・・・（１９） さらに、関数発生器１７Ａ，３４Ａは、３個の関数器で
構成されているが、複数の（２以上）関数器でも構成で
きる。同様に、オンディレイ補償角演算器は、２個から
構成されているが、複数の（２以上）演算器でも構成で
きる。特別な場合として、出力電流値が変化しない、又
は、変化が小さい時は、図６に於ける出力電流Ｉ1*を固
定し、電流演算器３０を定数発生器としてもよい。最後
に、電圧補償演算器の入力をトルク電流指令信号と励磁
電流指令信号としたが、それぞれ帰還量でも構成でき
る。
をトランジスタとしたが、ＧＴＯ素子、または、ＩＧＢ
Ｔ素子を用いた電圧形インバータにも適用できる。ま
た、極性決定演算器１８Ａ，３５Ａは電流位相角θi*に
より極性を判定したが、次の式（１９）により判定して
も同様の結果が得られる。 Ｖfu*＝ ｜Ｖfu*｜ （Ｉu*≧０、Ｉu≧０） Ｖfu*＝−｜Ｖfu*｜ （Ｉu*＜０、Ｉu＜０） ・・・（１９） さらに、関数発生器１７Ａ，３４Ａは、３個の関数器で
構成されているが、複数の（２以上）関数器でも構成で
きる。同様に、オンディレイ補償角演算器は、２個から
構成されているが、複数の（２以上）演算器でも構成で
きる。特別な場合として、出力電流値が変化しない、又
は、変化が小さい時は、図６に於ける出力電流Ｉ1*を固
定し、電流演算器３０を定数発生器としてもよい。最後
に、電圧補償演算器の入力をトルク電流指令信号と励磁
電流指令信号としたが、それぞれ帰還量でも構成でき
る。
【００１５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
インバータのオンデレイに伴う出力電圧降下をインバー
タの出力電流の大きさに応じて正確に補償するようにし
たため、インバータの出力電圧が歪の少ない正弦波とな
り、インバータの出力電流の波形歪を抑制することがで
き、交流電動機にトルクリップルが発生するのを防止す
ることが可能となる。
インバータのオンデレイに伴う出力電圧降下をインバー
タの出力電流の大きさに応じて正確に補償するようにし
たため、インバータの出力電圧が歪の少ない正弦波とな
り、インバータの出力電流の波形歪を抑制することがで
き、交流電動機にトルクリップルが発生するのを防止す
ることが可能となる。
【図１】本発明の一実施例
【図２】オンディレイ補償電圧演算器
【図３】オンディレイ補償電圧演算器の出力例
【図４】オンディレイ補償電圧演算器の出力例
【図５】オンディレイ補償電圧演算器の出力例
【図６】本発明の他の実施例によるオンディレイ補償電
圧演算器
圧演算器
【図７】オンディレイ補償電圧演算器の出力例
【図８】数式（３）式、（４）式、（５）式、（６）
式、（１２）式
式、（１２）式
１ インバータ ２ 交流電動機 ３ 速度検出器 ４ 減算器 ５ 速度調節器 ６ 電圧指令演算器 ７ 座標変換器 ８ 加算器機 ９ パルス演算器 １０ すべり周波数演算器 １１ 加算器機 １２ 積分器 １３ 補償電圧演算器
Claims (6)
- 【請求項１】 交流電動機の励磁電流指令信号とトルク
電流指令信号及び１次角周波数指令信号から算出した交
流電動機の回転座標系の各相の電圧指令信号に基づいて
交流出力電圧指令を演算し、前記交流出力電圧指令によ
りパルス幅変調制御する電圧形インバータの制御装置に
於て、電圧降下補償信号生成手段を設け、この電圧降下
補償信号生成手段は、励磁電流信号、トルク電流信号及
び前記１次角周波数指令信号とから各相の交流電流信号
を生成する交流電流信号生成手段と、前記交流電流信号
の大きさを得る絶対値演算手段と、前記絶対値演算手段
の出力より補償領域を分離する補償領域分離手段と、前
記補償領域分離手段に対応した電圧降下補償量の大きさ
を生成する関数発生手段と、インバータ出力電流の各相
の位相角を算出する電流位相角演算手段と、前記電流位
相演算手段の出力から電圧降下補償量の極性を決定する
極性決定手段とから構成することを特徴とする電圧形イ
ンバータの制御装置。 - 【請求項２】 交流電動機の励磁電流指令信号とトルク
電流指令信号及び１次角周波数指令信号から算出した交
流電動機の回転座標系の各相の電圧指令信号に基づいて
交流出力電圧指令を演算し、前記交流出力電圧指令によ
りパルス幅変調制御する電圧形インバータの制御装置に
於て、電圧降下補償信号生成手段を設け、この電圧降下
補償信号生成手段は、励磁電流信号とトルク電流信号と
から電流信号の大きさを得る電流信号生成手段と、前記
電流信号生成手段の出力よりオンディレイ補償角度を求
める補償角生成手段と、前記補償角生成手段の出力より
補償領域を分離する補償領域分離手段と、前記補償領域
分離手段に対応した電圧降下補償量の大きさを生成する
関数発生手段と、前記励磁電流信号と前記トルク電流信
号及び前記１次角周波数指令信号からインバータ出力電
流の各相の位相角を算出する電流位相角演算手段と、前
記電流位相演算手段の出力から電圧降下補償量の極性を
決定する極性決定手段とから構成することを特徴とする
電圧形インバータの制御装置。 - 【請求項３】 請求項１または請求項２において、電圧
降下補償信号生成手段は、電圧降下補償曲線としてＳ字
特性を有することを特徴とする電圧形インバータの制御
装置。 - 【請求項４】 交流電動機の励磁電流指令信号とトルク
電流指令信号及び１次角周波数指令信号から算出した交
流電動機の回転座標系の各相の電圧指令信号に基づいて
交流出力電圧指令を演算し、前記交流出力電圧指令によ
りパルス幅変調制御する電圧形インバータの制御方法に
おいて、励磁電流信号、トルク電流信号及び前記１次角
周波数指令信号とから各相の交流電流信号を生成し、前
記交流電流信号の大きさを得る絶対値を演算し、前記絶
対値より補償領域を分離し、前記補償領域の分離に対応
した電圧降下補償量の大きさを生成する関数を発生し、
インバータ出力電流の各相の位相角を算出し、前記電流
位相角から電圧降下補償量の極性を決定し、電圧降下補
償信号を生成することを特徴とする電圧形インバータの
制御方法。 - 【請求項５】 交流電動機の励磁電流指令信号とトルク
電流指令信号及び１次角周波数指令信号から算出した交
流電動機の回転座標系の各相の電圧指令信号に基づいて
交流出力電圧指令を演算し、前記交流出力電圧指令によ
りパルス幅変調制御する電圧形インバータの制御方法に
おいて、励磁電流信号とトルク電流信号とから電流信号
の大きさを得る電流信号を生成し、前記電流信号よりオ
ンディレイ補償角度を求め、前記補償角より補償領域を
分離し、前記補償領域の分離に対応した電圧降下補償量
の大きさを生成する関数を発生し、前記励磁電流信号と
前記トルク電流信号及び前記１次角周波数指令信号から
インバータ出力電流の各相の位相角を算出し、前記電流
位相角から電圧降下補償量の極性を決定し、電圧降下補
償信号を生成することを特徴とする電圧形インバータの
制御方法。 - 【請求項６】 請求項４または請求項５において、電圧
降下補償曲線は、Ｓ字特性を有することを特徴とする電
圧形インバータの制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3273430A JP2770088B2 (ja) | 1991-09-25 | 1991-09-25 | 電圧形インバータの制御装置及びその方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3273430A JP2770088B2 (ja) | 1991-09-25 | 1991-09-25 | 電圧形インバータの制御装置及びその方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0591782A true JPH0591782A (ja) | 1993-04-09 |
| JP2770088B2 JP2770088B2 (ja) | 1998-06-25 |
Family
ID=17527798
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3273430A Expired - Lifetime JP2770088B2 (ja) | 1991-09-25 | 1991-09-25 | 電圧形インバータの制御装置及びその方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2770088B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006320122A (ja) * | 2005-05-13 | 2006-11-24 | Nissan Motor Co Ltd | 電動機の制御装置 |
| CN100395949C (zh) * | 2004-11-19 | 2008-06-18 | 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 | 多相pwm控制器的建模方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03135389A (ja) * | 1989-10-19 | 1991-06-10 | Hitachi Ltd | 電圧形インバータの制御方法及びその装置 |
-
1991
- 1991-09-25 JP JP3273430A patent/JP2770088B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03135389A (ja) * | 1989-10-19 | 1991-06-10 | Hitachi Ltd | 電圧形インバータの制御方法及びその装置 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100395949C (zh) * | 2004-11-19 | 2008-06-18 | 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 | 多相pwm控制器的建模方法 |
| JP2006320122A (ja) * | 2005-05-13 | 2006-11-24 | Nissan Motor Co Ltd | 電動機の制御装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2770088B2 (ja) | 1998-06-25 |
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