JPH06133559A - 電圧型pwmインバータ - Google Patents

電圧型pwmインバータ

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JPH06133559A
JPH06133559A JP4278748A JP27874892A JPH06133559A JP H06133559 A JPH06133559 A JP H06133559A JP 4278748 A JP4278748 A JP 4278748A JP 27874892 A JP27874892 A JP 27874892A JP H06133559 A JPH06133559 A JP H06133559A
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Eiji Hiraki
英治 平木
Jiro Kondo
二郎 近藤
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Mazda Motor Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 直流電源電圧Edの変動があってもtd誤差
補償を精度よく行い、制御性のよいインバータを提供す
ることを目的とする。 【構成】 半導体スイッチング素子Tr1,Tr2を少
なくとも2個直列接続した回路を直流電圧源に対し並列
接続し、かつ前記半導体スイッチング素子Tr1,Tr
2に夫々フリーホイーリングダイオードをD1,D2設
け、前記直列回路の中間点Xから交流出力電圧を得るよ
うにした電圧型PWMインバータにおいて、前記直流電
圧源に対し並列接続された2つの抵抗R1,R2により
直流電圧を分圧した点Yとインバータ出力端Zとの間に
接続されたホトカプラによりインバータの出力電圧の状
態を検出し、前記インバータの出力電圧指令と前記出力
電圧を比較して得られるデッドタイム誤差を補償して前
記半導体スイッチング素子Tr1,Tr2をオンオフ制
御するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電気自動車等に使用さ
れる電圧型PWMインバータに関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、電気自動車の性能に対する要求が
高まり、小型高出力の交流モータ/PWMインバータが
使われるようになった。
【0003】この電圧型PWMインバータには各相で直
列に接続された2つのトランジスタが、ドライブ信号か
らの動作の遅れにより同時にオンとなる状態が発生し、
これにより直流電源短絡を引き起こしトランジスタ破壊
という問題が知られている。このため、2つのトランジ
スタのオン,オフ信号は両方ともオフ信号の期間、すな
わちデッドタイム(以下、td)を設けられている。
【0004】この電圧型PWMインバータによる交流モ
ータ駆動において、上下アーム短絡防止のために設ける
上記tdに起因する出力電圧誤差により、モータの制御
性能が著しく悪化する。
【0005】そこで、従来より「ACサーボシステムの
理論と設計の実際」(総合電子出版社、1990年5月
8日第1版)に開示されているようなtd誤差補償回路
が考えられている。以下、このtd誤差補償回路を図1
に基づいて説明する。図1は従来PWMインバータに用
いられてきたtd誤差補償回路のU相分の構成を示すも
のである。3相インバータではU,V,Wの3相分必要
となる。
【0006】図中Edは直流電源を、INVはPWMイ
ンバータ主回路を示す。INVは半導体スイッチング素
子Tr1,Tr2及びフリーホイーリングダイオードD
1,D2からなる。Td誤差補償回路は抵抗R1〜R
2、ホトカプラ、ヒステレシスコンパレータ、及び抵抗
R3〜R5とコンデンサC、オペアンプOPからなる積
分器より構成される。
【0007】ホトカプラの入力は抵抗R1を介してイン
バータの出力端及びTr2のエミッタに接続される。し
たがって、ホトカプラの出力はインバータ出力電圧がE
dのときハイレベル、0のときローレベルになる。また
電圧指令VU*と三角波を比較して得られるPWM変調
波をインバータの出力電圧指令とする。この出力電圧指
令とホトカプラによって検出したインバータ出力電圧を
積分器に入力する。両者に差のある時は積分器が充放電
され、両者が一致するように出力電圧指令を制御する。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】特に電池を電源とする
電気自動車では、出力電流の大小により電源電圧が大き
く変動すること、また出力電圧誤差の大きい低速回転域
を多用することからより精度の高いtd誤差補償回路が
必要となる。
【0009】しかしながら、上記Td誤差補償回路は、
ホトカプラ検出回路がインバータ出力電圧がEdのとき
ハイレベルに、0のときローレベルとするために、ホト
カプラの入力をインバータ出力端とTr2エミッタの間
に接続している。この場合、ホトカプラの検出電圧変換
点(ハイレベルからローレベル、またはその逆へ変化す
る点)は、抵抗R1の値と直流電源電圧Edにより決定
される。理想的にはインバータ出力が丁度Ed/2とな
るところでホトカプラ検出電圧が変化するのが望まし
い。しかし実際には抵抗R1の値を固定しても、インバ
ータにかかる負荷によって直流電源電圧Edが大きく変
動するためホトカプラ検出電圧変換点がインバータ出力
0〜Edの間で変動する。その結果、td誤差補償量が
インバータ出力電圧の正負で非対称となり、満足な補償
ができなくなる欠点があった。
【0010】本発明は、上記問題点を鑑みてなされたも
ので、直流電源電圧Edの変動があってもtd誤差補償
を精度よく行い、制御性のよいインバータを提供するこ
とを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明では、半導体スイ
ッチング素子を少なくとも2個直列接続した回路を直流
電圧源に対し並列接続し、かつ前記半導体スイッチング
素子に夫々フリーホイーリングダイオードを設け、前記
直列回路の中間点から交流出力電圧を得るようにした電
圧型PWMインバータにおいて、前記直流電圧源に対し
並列接続された2つの抵抗により直流電圧を分圧した点
とインバータ出力端との間に接続されたホトカプラによ
りインバータの出力電圧の状態を検出し、前記インバー
タの出力電圧指令と前記出力電圧を比較して得られるデ
ッドタイム誤差を補償して前記半導体スイッチング素子
をオンオフ制御するようにした。
【0012】
【発明の作用】上記のような構成により、抵抗を最適値
に調整することにより、直流電源電圧が変化してもホト
カプラの出力変換点はインバータ出力電圧0と一致し、
td誤差補償量はインバータ出力の正負で差がなく良好
な補償が得られる。
【0013】
【実施例】図4は本発明のtd誤差補償回路をもつ電圧
型3相PWMインバータの実施例を示す構成図である。
点線で囲まれた領域がtd誤差補償回路に相当し、この
部分の詳細な構成を図2に、またtd誤差補償回路のタ
イムチャートを図3に示す。以下、図4に基づいて、全
体の流れを説明する。
【0014】制御演算回路10により出力電圧指令値V
*を計算する。この指令をPWM変調器11でPWM変
調し、td誤差補償回路12に入力する。td誤差補償
回路12はこのPWM入力とホトカプラ検出電圧を比較
することでtd誤差補償を行い、その結果をPWM補償
出力としてtd付加回路13に出力する。このtd付加
回路13でPWM補償出力にtdを付加してインバータ
主回路を構成する半導体スイッチング素子Tr1〜Tr
6を駆動する。
【0015】ここで、本実施例のtd誤差補償回路12
では、インバータ出力電圧が、その振幅の中間値よりも
高いか低いかでホトカプラ検出電圧を変換している。そ
こで、図2に示すように、直流電源電圧Edの中間に0
点を設け、インバータの出力電圧振幅の中間値を0とす
る。したがって、ここではインバータ出力電圧が0から
Ed/2のときホトカプラ検出電圧はローレベルとし、
−Ed/2から0まではハイレベルとなる。
【0016】また、直流電源電圧を抵抗R1とR2によ
って分圧された点Yを電圧基準点とし、この点Yとイン
バータ出力端Zの間に抵抗R3を介してインバータ出力
電圧を検出するホトカプラ入力を接続する。ホトカプラ
の動作が理想的ならば、電圧基準点を0とすることでイ
ンバータ出力電圧が中心値0より高いか低いかでホトカ
プラ検出電圧が変換する。この構成により、直流電源電
圧Edが変化しても電圧基準点は0なのでホトカプラの
出力変換点はインバータ出力電圧0と一致し、td誤差
補償量はインバータ出力の正負で差がなく良好な補償が
得られる。ただし実際のホトカプラは1mAのバイアス
電流が必要であり、インバータ出力電圧0とホトカプラ
検出電圧変換点を一致させるには、抵抗R1,R2及び
R3を調整し電圧基準点を0より若干下げる必要があ
る。そのため直流電源電圧Edの変動によって、電圧基
準点が若干変動するが、その変動量はわずかなので問題
にはならない。次にtd誤差補償回路12の動作を図2
及び図3に基づいて説明する。
【0017】PWMの周期は非常に短いので、インバー
タの出力電流の方向は1周期間中変化しないものとす
る。モータに流れる方向を正の電流、逆方向を負の電流
とする。(図2,3におけるAで示す。)正の電流では
PWMのパルス幅は所望のパルス幅に対してtdだけ短
くなり、インバータ出力電圧は減少する。逆に負の電流
ではパルス幅はtdだけ長くなり、出力電圧が増加す
る。
【0018】この誤差を補償するために、次の動作が行
われる。図2において、PWM入力とホトカプラ検出電
圧のAND信号を正の誤差パルス(図2,3におけるB
で示す)、NOR信号を負の誤差パルス(図2,3にお
けるB´で示す)とする。正の誤差パルスはPWM入力
の立上がりに対し、インバータ出力の立上がりがtd期
間おくれていることを示し、負の誤差パルスはPWM入
力の立下がりに対し、インバータ出力の立下がりがtd
期間おくれていることを示す。
【0019】正の電流の場合にはPWM入力の立ち上が
りからtd期間だけ、すなわち正の誤差パルス発生期
間、カウンタをカウントアップし誤差時間tdを記憶す
る。そしてPWM入力の立下り点からtd期間、すなわ
ち負の誤差パルス発生期間、カウンタをカウントダウン
し、PWM補償出力を得る。負の電流では、正の電流の
逆の動作をさせる。
【0020】この時ホトカプラ検出電圧とインバータ出
力電圧にずれがあると補償特性が悪化するが、本実施例
ではずれはほとんどなく良好な補償特性を得ることがで
きる。 図5及び図6は本実施例によってtd誤差補償
を行ったPWMインバータの出力波形である。
【0021】図5は低速での実験波形であり、従来の補
償ではVaが非対称に歪み、その結果Iaの波形も乱れ
る。それに対し本実施例では、Va,Ia共に良好な波
形となっている。
【0022】図6は高速での実験波形であり、従来の補
償ではVaが台形状に歪んでいるが、本実施例では、V
a,Ia共に波形の歪みは認められず、良好な補償が得
られている。
【0023】
【発明の効果】上記のような構成により、抵抗を最適値
に調整することにより、直流電源電圧が変化しても電圧
基準点は0なのでホトカプラの出力変換点はインバータ
出力電圧0と一致し、td誤差補償量はインバータ出力
の正負で差がなく良好な補償が得られ、インバータの制
御性能を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来より考えられているtd誤差補償回路の構
成図である。
【図2】本発明に関わるtd誤差補償回路の構成図であ
る。
【図3】本発明に関わるtd誤差補償回路の動作を説明
するタイムチャート図である。
【図4】本発明に関わる電圧型PWMインバータの全体
の流れを説明する構成図である。
【図5】低速での従来の実験波形と本発明の実験波形と
を比較した図である。
【図6】高速での従来の実験波形と本発明の実験波形と
を比較した図である。
【符号の説明】
Tr1〜Tr6 半導体スイッチング素子 D1〜D6 フリーホイーリングダイオード R1〜R3 抵抗 10 制御演算回路 11 PWM変調器 12 td誤差補償回路 13 td付加回路

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】半導体スイッチング素子を少なくとも2個
    直列接続した回路を直流電圧源に対し並列接続し、かつ
    前記半導体スイッチング素子に夫々フリーホイーリング
    ダイオードを設け、前記直列回路の中間点から交流出力
    電圧を得るようにした電圧型PWMインバータにおい
    て、前記直流電圧源に対し並列接続された2つの抵抗に
    より直流電圧を分圧した点とインバータ出力端との間に
    接続されたホトカプラによりインバータの出力電圧の状
    態を検出する手段と、前記インバータの出力電圧指令と
    前記出力電圧を比較して得られるデッドタイム誤差を補
    償して前記半導体スイッチング素子をオンオフ制御する
    手段とを有することを特徴とする電圧型PWMインバー
    タ。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US20180019697A1 (en) * 2015-02-06 2018-01-18 Hitachi Automotive Systems, Ltd. Motor Control Device
CN113906664A (zh) * 2020-03-31 2022-01-07 东芝三菱电机产业系统株式会社 电力转换装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20180019697A1 (en) * 2015-02-06 2018-01-18 Hitachi Automotive Systems, Ltd. Motor Control Device
US10027270B2 (en) * 2015-02-06 2018-07-17 Hitachi Automotive Systems, Ltd. Motor control device
CN113906664A (zh) * 2020-03-31 2022-01-07 东芝三菱电机产业系统株式会社 电力转换装置
CN113906664B (zh) * 2020-03-31 2023-09-01 东芝三菱电机产业系统株式会社 电力转换装置

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