JPH0678558A - Controlling of pwm inverter and controller using that controlling method - Google Patents

Controlling of pwm inverter and controller using that controlling method

Info

Publication number
JPH0678558A
JPH0678558A JP5048384A JP4838493A JPH0678558A JP H0678558 A JPH0678558 A JP H0678558A JP 5048384 A JP5048384 A JP 5048384A JP 4838493 A JP4838493 A JP 4838493A JP H0678558 A JPH0678558 A JP H0678558A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
switching
pulse
gate signal
phase
signal
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.)
Granted
Application number
JP5048384A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3244845B2 (en
Inventor
Hiroko Sakai
博子 境
Akihiko Ujiie
昭彦 氏家
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.)
Toshiba Corp
Toshiba Transport Engineering Inc
Original Assignee
Toshiba Corp
Toshiba Transport Engineering Inc
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 Toshiba Corp, Toshiba Transport Engineering Inc filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP04838493A priority Critical patent/JP3244845B2/en
Publication of JPH0678558A publication Critical patent/JPH0678558A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3244845B2 publication Critical patent/JP3244845B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72Electric energy management in electromobility

Abstract

PURPOSE:To do a switching operation without a phase shift by switching from three pulses to one pulse or vice versa at a specified timing separately for each of the U, V and W phases when controlling a switching operation of a PWM inverter. CONSTITUTION:A latch 3 which stores one-pulse pulse width data and a latch 4 which stores three-pulse pulse width data are installed on data buses 1, 2. Through data buses 5, 6, the data of each of the latches 3 and 4 is output to U-phase, V-phase and W-phase switching circuits 7u, 7v and 7w. Due to an AND logic of timing signals 8u-8w which provide a switching trigger and a one-pulse/three-pulse switching command signal 9, a one-pulse gate signal and a three-pulse gate signal are output, being shifted, from the switching circuits 7u-7w. The switching from the one-pulse gate signal to the three-phase one or vice versa is conducted at a timing when the maximum value or the minimum value of a fundamental wave component of each phase is reached. By this method, the switching can be done without a phase shift.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、例えば電気車の誘導
電動機または同期電動機を駆動するための電圧形PWM
可変電圧可変周波数インバータのスイッチング動作を制
御するPWMインバータの制御方法およびそれを使用す
る制御装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a voltage source PWM for driving an induction motor or a synchronous motor of an electric car, for example.
The present invention relates to a PWM inverter control method for controlling the switching operation of a variable voltage variable frequency inverter and a control device using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、電気車の誘導電動機を駆動するた
めの電圧形PWMインバータのスイッチング動作を制御
するためにスイッチング素子に与えるゲート信号を1パ
ルスから3パルスに切替え、あるいは3パルスから1パ
ルスに切替える制御方式は、図7および図8に示すよう
なものであった。すなわち、図8に示すように変調正弦
波Aと搬送三角波Bを比較して得られるゲート信号を、
図7に示すように60°の整数倍の角度に達した時点で
U,V,W各相同時に切替えるものである。ただし、図
8において角度αと変調率AL(=変調波Aの波高値/
搬送波Bの波高値)の間には次の関係がある。
2. Description of the Related Art Conventionally, a gate signal applied to a switching element for controlling a switching operation of a voltage type PWM inverter for driving an induction motor of an electric vehicle is switched from 1 pulse to 3 pulses or from 3 pulses to 1 pulse. The control method for switching to was as shown in FIGS. 7 and 8. That is, as shown in FIG. 8, a gate signal obtained by comparing the modulated sine wave A and the carrier triangular wave B is
As shown in FIG. 7, when the angle reaches an integral multiple of 60 °, the U, V, and W phases are simultaneously switched. However, in FIG. 8, the angle α and the modulation rate AL (= the peak value of the modulated wave A /
The following relationship exists between the peak value of the carrier wave B).

【0003】[0003]

【数1】 α=60・(1−AL)(deg) … (1) そして、図7の波形図は3パルスから1パルスへの切替
えを電気角60°の時点で行なった場合の波形である。
## EQU1 ## α = 60 (1-AL) (deg) (1) Then, the waveform diagram of FIG. 7 shows a waveform when switching from 3 pulses to 1 pulse is performed at an electrical angle of 60 °. is there.

【0004】ところが、このような従来の変調方式およ
び切替え方式を用いた場合には、切替え角を中心として
その前後180°を含む1周期の切替え途中の波形(斜
線を施した部分)は、3パルス波形や1パルス波形と比
較してみると、U,V,W各相ともそれぞれ電圧面積が
異なる。
However, when such a conventional modulation method and switching method are used, the waveform (hatched portion) during switching for one cycle including 180 ° before and after the switching angle is 3 When compared with a pulse waveform or a one-pulse waveform, the U, V, and W phases have different voltage areas.

【0005】この区間のU相分をそれぞれ3パルス、1
パルス、切替え途中の波形についてフーリエ級数に展開
してみると、その基本波成分は次の(2)〜(4)式の
ようになり、
The U-phase portion of this section has 3 pulses and 1 pulse, respectively.
When the pulse and the waveform in the middle of switching are expanded to the Fourier series, the fundamental wave component becomes as shown in the following equations (2) to (4),

【数2】 ただし、ここでは、ゲート信号のオン電圧をEボルト、
オフ電圧を−Eボルトとしている。
[Equation 2] However, here, the ON voltage of the gate signal is E volt,
The off voltage is set to -E volt.

【0006】(4)式より、切替え途中の波形は直流成
分を含むことが分かる。これは、1パルスから3パルス
への切替えの場合も同様である。
From equation (4), it can be seen that the waveform in the middle of switching contains a DC component. This is also the case when switching from one pulse to three pulses.

【0007】そこで、図9のような変調方形波Cと搬送
逆台形波Dを用いた新たな変調方式が提案されるように
なり、現在使用されている。ただし、図9で角度αと変
調率ALの間の関係は(1)式と同様である。
Therefore, a new modulation method using a modulation square wave C and a carrier inverse trapezoidal wave D as shown in FIG. 9 has been proposed and is currently used. However, the relationship between the angle α and the modulation rate AL in FIG. 9 is the same as in the equation (1).

【0008】ところが、この新しい変調方式によるゲー
ト信号を用いても、60°の整数倍でU,V,W各相同
時に切替える方式では、なお同様の問題が残っていた。
すなわち、図10に示すように60°で切替えた場合、
切替え点を中心とする前後180°を含む1周期を比較
すると、U相とV相は切替え途中と切替え前後の電圧面
積が等しいが、V相は電圧面積が異なる。すなわち、前
述と同様に上記の波形をフーリエ級数に展開してみる
と、U相分(W相も同じ)、V相分の基本波成分はそれ
ぞれ、次の(5)〜(7)式、(8)〜(10)式のよ
うになる。
However, even if the gate signal according to this new modulation method is used, the same problem still remains in the method in which the U, V and W phases are simultaneously switched at an integral multiple of 60 °.
That is, as shown in FIG. 10, when switching is performed at 60 °,
Comparing one cycle including 180 ° before and after centering on the switching point, the U-phase and the V-phase have the same voltage area before and after the switching, but the V-phase has a different voltage area. That is, when the above waveform is expanded into a Fourier series in the same manner as described above, the fundamental wave components for the U phase (the same for the W phase) and the V phase are respectively expressed by the following equations (5) to (7), Expressions (8) to (10) are obtained.

【0009】[0009]

【数3】 ただし、ここでもゲート信号のオン電圧をEボルト、オ
フ電圧を−Eボルトとしている。
[Equation 3] However, the on-voltage of the gate signal is set to E volt and the off-voltage of the gate signal is set to -E volt also here.

【0010】これから、U相、W相の切替え途中の波形
は直流成分を含まず、また切替え前後と比較して位相ず
れも起きていないが、V相では切替え途中の波形に直流
分が含まれ、また切替え前後と比較して位相ずれが起き
ていることが分かる。
From now on, the waveform in the middle of switching between the U phase and the W phase does not include a DC component, and there is no phase shift compared to before and after switching, but in the V phase, the waveform during switching is inclusive of a DC component. Also, it can be seen that there is a phase shift compared to before and after switching.

【0011】なお、図10では60°切替えを例示した
が、60°の整数倍の角度で切替える場合はすべて、い
ずれか1相が上記のように切替え途中の電圧に直流成分
を含み、位相ずれが起こる。また、1パルスから3パル
スに切替える場合も同様である。
Although FIG. 10 exemplifies 60 ° switching, when switching is performed at an angle that is an integral multiple of 60 °, any one phase includes a DC component in the voltage during switching as described above, and the phase shift occurs. Happens. The same applies when switching from one pulse to three pulses.

【0012】このように、従来のPWMインバータの制
御方法では、同期モードにおいてゲート信号の1パルス
から3パルスへの切替え、または3パルスから1パルス
への切替え時の出力電圧に直流成分が含まれ、正負の電
圧が不平衡となり、これが主変圧器の偏磁を引き起こ
し、過電流を発生する問題点があった。また、出力電圧
が位相ずれを起こす現象を生じる場合もあった。
As described above, in the conventional PWM inverter control method, the DC voltage is included in the output voltage when the gate signal is switched from one pulse to three pulses or from three pulses to one pulse in the synchronous mode. However, there is a problem that the positive and negative voltages become unbalanced, which causes the main transformer to be demagnetized, resulting in overcurrent. In addition, a phenomenon may occur in which the output voltage is out of phase.

【0013】また従来、電気車の誘導電動機または同期
電動機を駆動するための電圧形PWM可変電圧可変周波
数インバータの制御方法として、インバータのスイッチ
ング素子に与えるゲート信号を上記3パルスの同期モー
ドと非同期モードとの相互間で切替える方法も知られて
いる。
Further, conventionally, as a control method of a voltage type PWM variable voltage variable frequency inverter for driving an induction motor or a synchronous motor of an electric vehicle, a gate signal applied to a switching element of the inverter is a synchronous mode and an asynchronous mode of the above three pulses. A method of switching between and is also known.

【0014】このPWMインバータのスイッチング素子
に与えるゲート信号の同期モード、非同期モード切替え
を行なう制御方法においても、同期モード、非同期モー
ド相互間の切替えはU、V、W3相同時に電気角60°
(=π/3)の整数倍に達したタイミングで行なわれて
いた。図11はその代表的な例のゲート信号波形を示し
ている。この図11において各相の同期モードのゲート
信号の波形は前述の図9に示した3パルスモードの波形
であり、各相の非同期モードのゲート信号の波形は図1
2に示すPWMによって生成されたものである。すなわ
ち、図12(a)のように搬送波B´は1kHzの周波
数であり、変調波A´は90Hzの周波数であり、イン
バータの最小消弧期間を50μs、変調率ALを90%
に想定した場合、搬送波B´を変調波A´によってPW
Mすることにより同図(b)に示すような非同期モード
のゲート信号が得られるのである。
Also in the control method for switching the synchronous mode and the asynchronous mode of the gate signal applied to the switching element of the PWM inverter, the switching between the synchronous mode and the asynchronous mode is performed at the electrical angle of 60 ° at the U, V and W3 phases simultaneously.
It was performed at the timing when it reached an integral multiple of (= π / 3). FIG. 11 shows a typical example of the gate signal waveform. In FIG. 11, the waveform of the gate signal in the synchronous mode of each phase is the waveform of the 3-pulse mode shown in FIG. 9, and the waveform of the gate signal of the asynchronous mode in each phase is shown in FIG.
It is generated by the PWM shown in FIG. That is, as shown in FIG. 12A, the carrier wave B ′ has a frequency of 1 kHz, the modulated wave A ′ has a frequency of 90 Hz, the minimum arc extinction period of the inverter is 50 μs, and the modulation rate AL is 90%.
Assuming that the carrier wave B ′ is PW by the modulated wave A ′,
By performing M, a gate signal in the asynchronous mode as shown in FIG.

【0015】そこで、ゲート信号の波形をf(x)と
し、このf(x)をフーリエ級数に展開した場合、定数
項、すなわち直流項Boは次の式(11)によって表わ
される。
Therefore, when the waveform of the gate signal is f (x) and this f (x) is expanded to the Fourier series, the constant term, that is, the DC term Bo is expressed by the following equation (11).

【0016】[0016]

【数4】 この式(11)は、その波形f(x)の面積を周期で割
ったものに等しいことを表わしている。すなわち、Bo
は波形f(x)の1サイクルにわたっての平均の高さに
等しい。そこで、搬送波B´と変調波A´とが図12
(a)に示すような位置関係にある場合、ニュートン法
を用いて搬送波と変調波の交点の座標を求めて、同図
(b)に示すゲート信号波形の各パルスの角度θ1〜θ
18を求めると、それぞれの値は次のようになる。
[Equation 4] This expression (11) is equal to the area of the waveform f (x) divided by the period. That is, Bo
Is equal to the average height of the waveform f (x) over one cycle. Therefore, the carrier wave B ′ and the modulated wave A ′ are shown in FIG.
In the case of the positional relationship as shown in (a), the coordinates of the intersection of the carrier wave and the modulated wave are obtained by using the Newton method, and the angles θ1 to θ of each pulse of the gate signal waveform shown in FIG.
When 18 is obtained, the respective values are as follows.

【0017】[0017]

【数5】 θ1 =0.33(rad )θ2 =0.18 θ3 =0.45 θ4 =0.07 θ5 =1.08 θ6 =0.07 θ7 =0.45 θ8 =0.18 θ9 =0.33 θ10=0.33 θ11=0.18 θ12=0.45 θ13=0.07 θ14=1.08 θ15=0.07 θ16=0.45 θ17=0.18 θ18=0.33 前述の図9に示した同期モードのゲート信号の波形で
は、変調率ALと角度αとの関係は式(1)のようにな
るが、これをラジアン(rad )で表わすと、
Θ1 = 0.33 (rad) θ2 = 0.18 θ3 = 0.45 θ4 = 0.07 θ5 = 1.08 θ6 = 0.07 θ7 = 0.45 θ8 = 0.18 θ9 = 0 .33 θ10 = 0.33 θ11 = 0.18 θ12 = 0.45 θ13 = 0.07 θ14 = 1.08 θ15 = 0.07 θ16 = 0.45 θ17 = 0.18 θ18 = 0.33 The above figure In the waveform of the gate signal in the synchronous mode shown in FIG. 9, the relationship between the modulation rate AL and the angle α is as shown in the equation (1). If this is expressed in radians (rad),

【数6】 となる。そして、ここで変調率ALとして90%を想定
しているので、α=0.1(rad )である。
[Equation 6] Becomes Since the modulation rate AL is assumed to be 90% here, α = 0.1 (rad).

【0018】そこで、これらの値を用いて図11におけ
る各波形の直流分Boを切替え点の前後180°(=
π)を含む1周期に関して求めると、次のようになる。
Therefore, using these values, the DC component Bo of each waveform in FIG. 11 is 180 ° (=
When it is obtained for one cycle including π), it becomes as follows.

【0019】[0019]

【数7】 U相 非同期波形: BUa ≒0 同期波形: BUs =0 非同期−同期切替え波形:BUas ≒0 V相 非同期波形: BVa ≒0 同期波形: BVs =0 非同期−同期切替え波形:BVas ≒−0.55 W相 非同期波形: BWa ≒0 同期波形: BWs =0 非同期−同期切替え波形:BWas ≒0 以上の計算結果から、この場合、V相に負の直流分が重
畳されていることが分かる。このようにU、V、W各相
を同時に60°(=π/3)の整数倍の電気角で切替え
る場合、いずれか1相のゲート信号の正負がアンバラン
スとなり、これが主変圧器の偏磁を引き起こす問題点が
あった。
[Formula 7] U-phase Asynchronous waveform: BUa ≈ 0 Synchronous waveform: BUs = 0 Asynchronous-synchronous switching waveform: BUas ≈ 0 V-phase Asynchronous waveform: BVa ≈ 0 Synchronous waveform: BVs = 0 Asynchronous-synchronous switching waveform: BVas ≈- 0.55 W phase Asynchronous waveform: BWa ≈ 0 Synchronous waveform: BWs = 0 Asynchronous-synchronous switching waveform: BWas ≈ 0 From the above calculation results, it can be seen that the negative DC component is superimposed on the V phase in this case. . In this way, when the U, V, and W phases are simultaneously switched at an electrical angle that is an integral multiple of 60 ° (= π / 3), the positive / negative of the gate signal of any one phase becomes unbalanced, which causes the deviation of the main transformer. There was a problem that caused magnetism.

【0020】[0020]

【発明が解決しようとする課題】以上のように従来のP
WMインバータの制御方法では、インバータのスイッチ
ング素子に与えるゲート信号を同期モードで1パルス、
3パルスモード相互に切替える際、また同期モード、非
同期モードで切替える際に、一定の電気角において全相
同時に切替えるようにしていたために、出力電圧に直流
分が含まれて正負の電圧が不平衡となり、主変圧器の偏
磁を引き起こし、過電流を発生するという問題点があ
り、また出力電圧が位相ずれを起こす現象を生じる場合
もあるという問題点があった。
As described above, the conventional P
In the control method of the WM inverter, the gate signal given to the switching element of the inverter is 1 pulse in the synchronous mode,
When switching between the three-pulse modes, or when switching between the synchronous mode and the asynchronous mode, all phases were switched at the same electrical angle at the same time, so the output voltage contains a DC component and the positive and negative voltages become unbalanced. However, there is a problem that the main transformer is biased and an overcurrent is generated, and there is also a problem that the output voltage may cause a phase shift.

【0021】この発明はこのような従来の問題点に鑑み
てなされたもので、3パルスから1パルスへの切替え
時、また1パルスから3パルスへの切替え時にゲート信
号の基本波成分に直流成分を含まず、位相ずれを起こさ
ないように切替えることができるPWMインバータの制
御方法およびそれを使用する制御装置を提供することを
目的とする。
The present invention has been made in view of such conventional problems, and a DC component is added to the fundamental wave component of the gate signal when switching from 3 pulses to 1 pulse and when switching from 1 pulse to 3 pulses. It is an object of the present invention to provide a control method of a PWM inverter which does not include the above and can be switched without causing a phase shift and a control device using the same.

【0022】この発明はまた、同期モード、非同期モー
ドの相互間の切替え時にゲート信号に直流成分を含まな
いように切替えることができるPWMインバータの制御
方法及びそれを使用する制御装置を提供することを目的
とする。
The present invention also provides a control method of a PWM inverter and a control device using the same, which can switch a gate signal so as not to include a DC component when switching between a synchronous mode and an asynchronous mode. To aim.

【0023】[0023]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明のPWM
インバータの制御方法は、PWMインバータのスイッチ
ング動作を制御するゲート信号を生成するに際して、半
周期内のパルス数が一定の同期モードにおいて、変調方
形波と搬送逆台形波を比較する変調方式、もしくはこれ
によって得られる信号と等価の電圧パターンを電圧と周
波数の指令により生成する変調方式を用いて、3パルス
から1パルスへの切替え、または1パルスから3パルス
への切替えをU,V,W各相個別にそれぞれの相の基本
波成分の最大値または最小値に達したタイミングで行な
うものである。
The PWM of the invention of claim 1
The inverter control method is a modulation method that compares a modulated square wave with an inverse carrier trapezoidal wave in a synchronous mode in which the number of pulses in a half cycle is constant when generating a gate signal that controls the switching operation of a PWM inverter, or Using a modulation method that generates a voltage pattern equivalent to the signal obtained by the command of voltage and frequency, switching from 3 pulses to 1 pulse or from 1 pulse to 3 pulses is performed for each U, V, W phase. It is performed individually at the timing when the maximum value or the minimum value of the fundamental wave component of each phase is reached.

【0024】請求項2の発明のPWMインバータの制御
装置は、3パルスゲート信号生成回路と1パルスゲート
信号生成回路と、これらのゲート信号生成回路からのゲ
ート信号を取り込み、1パルス/3パルス切替えの共通
指令とU、V、W各相の個別の切替え指令パルス信号と
のAND論理によっ1パルスゲート信号と3パルスのゲ
ート信号を相互に切替えて出力するU、V、W各相ごと
の出力ゲート信号切替え回路とを備えたものである。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a PWM inverter control device in which a 3-pulse gate signal generation circuit, a 1-pulse gate signal generation circuit, and gate signals from these gate signal generation circuits are fetched and 1-pulse / 3-pulse switching is performed. Of the U pulse, the V pulse, the W pulse, and the W pulse that individually output the switching command pulse signals of the U, V, and W phases. And an output gate signal switching circuit.

【0025】請求項3の発明は、PWMインバータのス
イッチング動作を制御するゲート信号を同期モード、非
同期モードの相互間で切替えてスイッチング動作を制御
するPWMインバータの制御方法であって、U、V、W
各相共通の同期モード、非同期モードの切替え指令の入
力後、U、V、W各相個別にそれぞれの基本波成分の最
大値または最小値に達したタイミングで同期モードゲー
ト信号と非同期モードゲート信号を相互に切替えるもの
である。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a PWM inverter control method for controlling a switching operation by switching a gate signal for controlling a switching operation of a PWM inverter between a synchronous mode and an asynchronous mode. W
Synchronous mode gate signal and asynchronous mode gate signal at the timing when the maximum value or the minimum value of the fundamental wave component of each U, V, W phase is individually reached after inputting the synchronous mode / asynchronous mode switching command common to each phase. To switch between each other.

【0026】請求項4の発明は、請求項3のPWMイン
バータの制御方法において、PWMインバータの最小消
弧期間以下のオンパルスをオフとし、最小消弧期間以下
のオフパルスをオンとする補正を行ない、モード切替え
点付近で所定の値を超える変調率に達したタイミングで
モード切替えを実行するものである。
According to a fourth aspect of the present invention, in the control method for the PWM inverter according to the third aspect, correction is performed such that an ON pulse of a PWM arc inverter having a minimum arc extinction period or less is turned OFF, and an OFF pulse of the minimum arc extinction period or less is turned ON, The mode switching is executed at the timing when the modulation rate exceeds a predetermined value near the mode switching point.

【0027】請求項5の発明のPWMインバータの制御
装置は、ゲート信号の同期モード、非同期モードの切替
え信号と各相個別の切替え角における切替え信号のAN
D論理によって同期モード、非同期モードの切替え信号
を出力するU、V、W各相ごとの切替え信号生成回路
と、各相ごとの同期ゲート信号と非同期ゲート信号を入
力し、各相ごとの切替え信号生成回路から切替え信号が
入力されたときにそれまでの同期ゲート信号または非同
期ゲート信号から新たに非同期ゲート信号または同期ゲ
ート信号に切替えて出力するU、V、W各相ごとの出力
ゲート信号とを備えたものである。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a PWM inverter control device in which the switching signal for switching between the synchronous mode and the asynchronous mode of the gate signal and the switching signal for the individual switching angles of each phase are AN.
A switching signal generation circuit for each phase of U, V, and W that outputs a switching signal for synchronous mode and asynchronous mode by D logic, and a synchronous gate signal and an asynchronous gate signal for each phase are input, and a switching signal for each phase When the switching signal is input from the generation circuit, the output gate signal for each phase of U, V, and W which is output by switching from the synchronous gate signal or the asynchronous gate signal up to that time to the asynchronous gate signal or the synchronous gate signal is output. Be prepared.

【0028】[0028]

【作用】請求項1の発明のPWMインバータの制御方法
では、U、V、W各相のゲート信号を一律の切替え角に
おいて1パルス、3パルス相互に切替えるのではなく、
各相個別に電圧面積が等しくなる点で切替えることによ
り、出力電圧の基本波成分中に直流成分を含まず、また
同じゲート信号の基本波の最大値または最小値の点で切
替えることにより位相ずれもないゲート信号を生成し、
これによってPWMインバータのゲート制御を行なうこ
とができる。
According to the control method of the PWM inverter of the first aspect of the invention, the gate signals of the U, V and W phases are not switched to one pulse or three pulses at a uniform switching angle, but to each other.
By switching at the point where the voltage area becomes equal for each phase, the DC component is not included in the fundamental wave component of the output voltage, and the phase shift occurs by switching at the maximum or minimum value of the fundamental wave of the same gate signal. Generate a gate signal without
This allows gate control of the PWM inverter.

【0029】請求項2の発明のPWMインバータの制御
装置では、U、V、W各相ごとの出力ゲート信号切替え
回路が、パルスゲート信号生成回路と1パルスゲート信
号生成回路それぞれからのゲート信号を取り込み、1パ
ルス/3パルス切替えの共通指令とU、V、W各相の個
別の切替え指令パルス信号とのAND論理によっ1パル
スゲート信号と3パルスのゲート信号を相互に切替えて
出力することにより、U,V,W各相個別にそれぞれの
相の基本波成分の最大値または最小値に達したタイミン
グで行なうことができる。
In the control device for the PWM inverter according to the second aspect of the present invention, the output gate signal switching circuit for each phase of U, V and W outputs the gate signals from the pulse gate signal generating circuit and the one pulse gate signal generating circuit. Capture and output 1-pulse gate signal and 3-pulse gate signal by mutually switching by AND logic of common command for 1-pulse / 3-pulse switching and U-, V-, and W-phase individual switching command pulse signals. Thus, the U, V, and W phases can be individually performed at the timing when the maximum value or the minimum value of the fundamental wave component of each phase is reached.

【0030】請求項3の発明のPWMインバータの制御
方法では、PWMインバータのスイッチング動作を制御
するゲート信号を同期モード、非同期モード相互間で切
替える場合、U、V、W各相共通の同期モード、非同期
モードの切替え指令の入力後、U、V、W各相個別にそ
れぞれの基本波成分の最大値または最小値に達したタイ
ミングで同期モード、非同期モード相互の切替えを行な
うことにより、直流成分を含まず、また位相ずれもない
ゲート信号を生成し、これによってPWMインバータの
ゲート制御を行なうことができる。
According to the control method of the PWM inverter of the third aspect of the invention, when the gate signal for controlling the switching operation of the PWM inverter is switched between the synchronous mode and the asynchronous mode, the synchronous mode common to each phase of U, V and W, After inputting the command to switch the asynchronous mode, the U, V, and W phases are switched individually between the synchronous mode and the asynchronous mode at the timing when the maximum value or the minimum value of the fundamental wave component is reached. It is possible to generate a gate signal that is not included and has no phase shift, thereby performing the gate control of the PWM inverter.

【0031】請求項4の発明のPWMインバータの制御
方法では、PWMインバータの最小消弧期間以下のオン
パルスをオフとし、最小消弧期間以下のオフパルスをオ
ンとする補正を行ない、モード切替え点付近で所定の値
を超える変調率に達したタイミングでモード切替えを実
行することにより、各相のゲート信号の半周期の中央付
近の指令値を最小値または最大値にすることができ、確
実に直流成分を含まず、位相ずれもないゲート信号を生
成してPWMインバータのゲート制御を行なうことがで
きる。
According to the control method of the PWM inverter of the fourth aspect of the present invention, the ON pulse of the PWM extinguishing period less than the minimum extinction period is turned off, and the OFF pulse of the extinguishing period less than the minimum extinction period is turned on to perform correction in the vicinity of the mode switching point. By executing the mode switching at the timing when the modulation rate that exceeds the specified value is reached, the command value near the center of the half cycle of the gate signal of each phase can be set to the minimum value or the maximum value, and the DC component can be reliably It is possible to perform gate control of the PWM inverter by generating a gate signal that does not include phase shift and does not include phase shift.

【0032】請求項5の発明のPWMインバータの制御
装置では、U、V、W各相ごとの出力ゲート信号切替え
回路が、ゲート信号の同期モード、非同期モードの切替
え信号と各相個別の切替え角における切替え信号のAN
D論理によって同期モード、非同期モードの切替え信号
を出力するU、V、W各相ごとの切替え信号生成回路か
ら同期モード、非同期モードの切替え信号を取り込んだ
ときに、それまでの同期ゲート信号または非同期ゲート
信号から新たに非同期ゲート信号または同期ゲート信号
に切替えて出力することにより、U、V、W各相個別に
それぞれの基本波成分の最大値または最小値に達したタ
イミングで同期モード、非同期モード相互のゲート信号
の切替えを行なうことができる。
In the control device for the PWM inverter of the fifth aspect of the present invention, the output gate signal switching circuit for each phase of U, V and W includes a switching signal for switching the gate signal between the synchronous mode and the asynchronous mode and a switching angle for each phase. Of the switching signal in
When the synchronous mode / asynchronous mode switching signal is fetched from the switching signal generation circuit for each phase of U, V, W which outputs the synchronous mode / asynchronous mode switching signal by D logic, the synchronous gate signal or asynchronous By switching from the gate signal to the asynchronous gate signal or the synchronous gate signal and outputting the new signal, the synchronous mode or the asynchronous mode is executed at the timing when the maximum value or the minimum value of each fundamental wave component of each of U, V, and W phases is reached. Mutual switching of gate signals can be performed.

【0033】[0033]

【実施例】以下、この発明の実施例を図に基づいて詳説
する。図1および図2は、請求項1の発明のPWMイン
バータの制御方法を使用する請求項2の発明のPWMイ
ンバータの制御装置の一実施例の回路を示している。そ
してこの図1および図2の回路図では、図9に示したよ
うな変調方形波Cと搬送逆台形波Dを比較する変調方式
による場合と等価な出力信号が得られるように電圧と周
波数の指令に応じてゲート信号のパターンを生成するP
WMインバータの制御装置の全ディジタル回路のうち、
特にパルス数切替えを行なう部分の回路構成を示してい
る。
Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings. 1 and 2 show a circuit of an embodiment of a control device for a PWM inverter according to a second aspect of the invention, which uses the method for controlling a PWM inverter according to the first aspect of the invention. In the circuit diagrams of FIGS. 1 and 2, the voltage and the frequency are adjusted so that an output signal equivalent to that obtained by the modulation method of comparing the modulated square wave C and the carrier inverse trapezoidal wave D as shown in FIG. 9 is obtained. P that generates a gate signal pattern in response to a command
Of all the digital circuits of the controller of the WM inverter,
In particular, the circuit configuration of the portion for switching the number of pulses is shown.

【0034】この制御装置において、1,2はデータバ
ス、3は1パルスのパルス幅データを保存するラッチ、
4は3パルスのパルス幅を保存するラッチ、5,6はこ
れらのラッチのデータを伝送するデータバスであり、こ
のデータバス5,6によりラッチ3,4それぞれのデー
タがU相、V相、W相それぞれの切替え回路7u,7
v,7wに送られるようになっている。これらの切替え
回路7u,7v,7wそれぞれは各相の切替え角のタイ
ミングでデータの切替えを行なうもので、後述するよう
に図2の回路構成を備えている。
In this control device, 1 and 2 are a data bus, 3 is a latch for storing pulse width data of 1 pulse,
Reference numeral 4 is a latch for storing the pulse width of 3 pulses, and 5 and 6 are data buses for transmitting the data of these latches. The data buses 5 and 6 enable the data of the latches 3 and 4 to be U phase, V phase, Switching circuits 7u, 7 for each W phase
It is designed to be sent to v, 7w. Each of the switching circuits 7u, 7v, 7w switches data at the timing of the switching angle of each phase, and has the circuit configuration of FIG. 2 as described later.

【0035】各切替え回路7u,7v,7wに切替えト
リガーを与えるタイミング信号8u,8v,8wそれぞ
れが入力されるようになっており、また1パルス/3パ
ルス切替え指令信号9が共通に入力されるようになって
いる。そこで、切替え回路7u,7v,7wそれぞれに
1パルス/3パルス切替え指令信号9が入力されている
ときに、U相のタイミング信号8uは30°または21
0°で、V相のタイミング信号8vは−30°または1
50°で、さらにW相のタイミング信号8wは270°
または90°でそれぞれトリガーしてパルス幅の切替え
を行ない、その後にパルス幅を計数してそれぞれU相、
V相、W相のゲート信号の立上りまたは立下り検出信号
10u,10v,10wを出力するようになっている。
Timing signals 8u, 8v, 8w for giving a switching trigger are input to the switching circuits 7u, 7v, 7w, respectively, and a 1-pulse / 3-pulse switching command signal 9 is commonly input. It is like this. Therefore, when the 1-pulse / 3-pulse switching command signal 9 is input to each of the switching circuits 7u, 7v, and 7w, the U-phase timing signal 8u is 30 ° or 21 °.
At 0 °, the V phase timing signal 8v is −30 ° or 1
At 50 °, the W-phase timing signal 8w is 270 °
Alternatively, the pulse width is switched by each triggering at 90 °, and then the pulse width is counted and the U phase,
The rising or falling detection signals 10u, 10v, 10w of the V-phase and W-phase gate signals are output.

【0036】そして、切替え回路7u,7v,7wそれ
ぞれは共通して図2の構成であり、データバス71,7
2(図1におけるデータバス5,6に相当する)、各相
切替え角タイミング信号73(図1における信号8u,
8v,8wに相当する)、1パルス/3パルス切替え指
令信号74(図1における信号9に相当する)を入力と
し、1パルスのパルス幅データ用レジスタ75、3パル
スのパルス幅データ用レジスタ76、内部データバス7
7,78、マルチプレクサ79、データバス710、お
よびダウンカウンタ711を備え、このダウンカウンタ
711から各相ゲート信号の立上りまたは立下りを検出
する信号712(図1における出力信号10u,10
v,10wに相当する)が出力されるようになってい
る。
The switching circuits 7u, 7v, 7w have the same configuration as shown in FIG.
2 (corresponding to the data buses 5 and 6 in FIG. 1), each phase switching angle timing signal 73 (the signal 8u in FIG. 1,
8 v, 8 w), 1 pulse / 3 pulse switching command signal 74 (corresponding to signal 9 in FIG. 1) as an input, 1 pulse pulse width data register 75, 3 pulse pulse width data register 76 , Internal data bus 7
7, 78, a multiplexer 79, a data bus 710, and a down counter 711. From the down counter 711, a signal 712 for detecting rising or falling of each phase gate signal (output signals 10u, 10 in FIG. 1).
(corresponding to v, 10w) is output.

【0037】次に、上記構成のPWMインバータの制御
装置によるPWMインバータの制御方法について説明す
る。
Next, a method of controlling the PWM inverter by the controller for the PWM inverter having the above structure will be described.

【0038】データバス1から送られてくる1パルスの
パルス幅データをラッチ3で保存し、データバス2から
送られてくる3パルスのパルス幅データをラッチ4で保
存し、これらをデータバス5,6により各相の切替え回
路7u,7v,7wへ送り込む。各相の切替え回路7
u,7v,7wには1パルス/3パルス切替え指令信号
9、切替えタイミング信号8u(U相の基本波で最大値
または最小値となる角度である30°または210
°),8v(V相の同様の角度である−30°または1
50°),8w(W相の同様の角度である90°または
270°)が与えられるようになっている。
The pulse width data of 1 pulse sent from the data bus 1 is stored in the latch 3, the pulse width data of 3 pulses sent from the data bus 2 is stored in the latch 4, and these are stored in the data bus 5. , 6 to send to the switching circuits 7u, 7v, 7w of each phase. Switching circuit for each phase 7
u, 7v, and 7w include a 1-pulse / 3-pulse switching command signal 9 and a switching timing signal 8u (angle of 30 ° or 210 that is the maximum or minimum value of the U-phase fundamental wave).
°), 8v (similar angle of V phase -30 ° or 1
50 °), 8w (similar angle of W phase: 90 ° or 270 °).

【0039】この切替え回路7u,7v,7wそれぞれ
の動作について図2を参照して説明すると、各相切替え
タイミング信号73によりレジスタ75に1パルスのパ
ルス幅データがデータバス71を経由してロードされ、
レジスタ76に3パルスのパルス幅データがデータバス
72を経由してロードされる。
The operation of each of the switching circuits 7u, 7v, 7w will be described with reference to FIG. 2. One phase of pulse width data is loaded into the register 75 by the phase switching timing signal 73 via the data bus 71. ,
The pulse width data of 3 pulses is loaded into the register 76 via the data bus 72.

【0040】そしてこれらのレジスタ75,76にロー
ドされたパルス幅データは、データバス77,78を通
してマルチプレクサ79に送られ、1パルス/3パルス
切替え指令信号74に応じていずれかのデータがデータ
バス710を経由してダウンカウンタ711にロードさ
れる。
The pulse width data loaded in these registers 75 and 76 is sent to the multiplexer 79 through the data buses 77 and 78, and any one of the data is transmitted in accordance with the 1-pulse / 3-pulse switching command signal 74. It is loaded into the down counter 711 via 710.

【0041】このダウンカウンタ711では、ロードさ
れるパルス幅データをカウントダウンし、カウント値が
ゼロになったタイミングでボロー信号712を出力す
る。この信号712が、図1におけるU,V,W各相の
ゲート信号の立上りまたは立下りを検出する信号(ゲー
ト信号の基本波成分の最大値で切替えが起こった場合は
パルスの立下りの検出信号、最小値で切替えが起こった
場合はパルスの立上り検出信号)10u,10v,10
wとなる。
The down counter 711 counts down the pulse width data to be loaded and outputs a borrow signal 712 at the timing when the count value becomes zero. This signal 712 is a signal for detecting the rising or falling of the gate signal of each phase of U, V and W in FIG. 1 (when the switching occurs at the maximum value of the fundamental wave component of the gate signal, the detection of the falling edge of the pulse). Signal, pulse rise detection signal when switching occurs at the minimum value) 10u, 10v, 10
w.

【0042】上記のPWMインバータの制御装置を用い
て行なう1パルス/3パルスの切替え処理では、図4に
示すようにU相、V相、W相それぞれが30°、−30
°、90°を切替え角として3パルスから1パルスへ切
替えられ、このときの各切替え角を中心としたその前後
180°を含む1周期の切替え途中の部分(斜線を施し
た部分)を3パルス波形、1パルス波形、途中で切替え
た波形の3つについて比較してみれば、電圧面積がすべ
て等しくなっていることが分かる。
In the 1-pulse / 3-pulse switching process performed using the above PWM inverter controller, as shown in FIG. 4, the U-phase, V-phase, and W-phase are 30 ° and −30, respectively.
Switching from 3 pulses to 1 pulse with a switching angle of 90 ° and 90 °, 3 pulses for the part in the middle of switching for one cycle including the 180 ° before and after each switching angle (hatched part) Comparing three waveforms, a pulse waveform and a waveform switched in the middle, it can be seen that the voltage areas are all equal.

【0043】このことをU相を例にとって説明すれば、
これら3種類の波形の上記1周期分をフーリエ級数に展
開してみると、その基本波成分はすべて(5)〜(7)
式と同じになり、切替え途中、切替え前、切替え後のい
ずれの波形にも出力電圧の基本波成分に直流成分が含ま
れることはなく、また位相ずれもないことが分かる。
If this is explained using the U phase as an example,
When the above-mentioned one period of these three kinds of waveforms is expanded into a Fourier series, all the fundamental wave components are (5) to (7).
It becomes the same as the expression, and it can be seen that the DC component is not included in the fundamental wave component of the output voltage in any waveform during switching, before switching, and after switching, and there is no phase shift.

【0044】なお、上記実施例では3パルスから1パル
スへの切替え方法について説明したが、逆に3パルスか
ら1パルスへの切替えの場合も同様である。
In the above embodiment, the method of switching from 3 pulses to 1 pulse has been described, but the same applies to the case of switching from 3 pulses to 1 pulse.

【0045】請求項3および4の発明のPWMインバー
タの制御方法の一実施例について説明する。図5はこの
発明の一実施例の非同期モードのゲート信号波形、同期
モードのゲート信号波形、非同期−同期切替え途中のゲ
ート信号波形をU、V、W各相について示したものであ
る。各相の非同期波形は図12(a)で示したように、
この実施例では1kHzの搬送波B′を90Hzの変調
波A′によってPWMした結果得られた同図(b)に示
すような波形である。さらにこの場合、PWMインバー
タの最小消弧期間である約50μs以下のオフパルスγ
1をオンとし、また最小消弧期間以下のオンパルスγ2
をオフとする補正を行なうことによって、基本波の半周
期の中央付近の指令値を最大値または最小値にするよう
にしている。
An embodiment of the control method of the PWM inverter according to the invention of claims 3 and 4 will be described. FIG. 5 shows a gate signal waveform in the asynchronous mode, a gate signal waveform in the synchronous mode, and a gate signal waveform in the middle of asynchronous-synchronous switching for each of U, V, and W phases according to an embodiment of the present invention. The asynchronous waveform of each phase is as shown in FIG.
In this embodiment, the carrier wave B'of 1 kHz has a waveform as shown in FIG. 9B obtained as a result of PWM by the modulated wave A'of 90 Hz. Further, in this case, the off-pulse γ of about 50 μs or less, which is the minimum extinction period of the PWM inverter,
ON pulse 1 and ON pulse γ2 less than the minimum extinction period
Is corrected so that the command value near the center of the half cycle of the fundamental wave becomes the maximum value or the minimum value.

【0046】同期波形は図9に示したように方形搬送波
Cを逆台形変調波DによってPWMして得られたもので
ある。
The synchronizing waveform is obtained by PWMing the square carrier C with the inverted trapezoidal modulated wave D as shown in FIG.

【0047】そこでこの実施例では、U、V、W全相に
対する非同期モード−同期モード切替え指令が電気角0
(rad )において入力され、これに対してU相では、基
本波が最大値または最小値をとるタイミングとして角度
π/6(rad )(この場合には最小値をとる)で実際の
切替えが実行される。またV相では、基本波の最大値ま
たは最小値をとるタイミングとして角度5π/6(rad
)(この場合には最小値をとる)で実際の切替えが実
行され、W相では角度π(rad )(この場合には最大値
をとる)で実際の切替えが実行される。
Therefore, in this embodiment, the asynchronous mode-synchronous mode switching command for all U, V and W phases is 0 electrical angle.
In the U phase, the actual switching is performed at the angle π / 6 (rad) (which takes the minimum value in this case) as the timing when the fundamental wave takes the maximum value or the minimum value. To be done. In the V phase, the angle of 5π / 6 (rad
) (Which takes the minimum value in this case) and the actual switching is performed in the W phase at an angle π (rad) (which takes the maximum value in this case).

【0048】このようにして非同期モード−同期モード
相互間のゲート信号の切替えタイミングを設定すると、
切替波形に直流成分が含まれず、主変圧器の偏磁の原因
となるような直流分が含まれなくなる。この理由につい
て説明すると、前述の(11)式よりゲート波形が対称
であるとき、すなわち負の半波の面積が正の半波の面積
に等しい場合には平均の面積も0に等しくなり、定数
項、したがって直流分も0となる。ゲート波形は方形波
であるから、この(11)式より1周期におけるゲート
波形のオンパルスの角度の合計とオフパルスの角度の合
計が等しく、それぞれπラジアンであれば、直流分は含
まれないことになる。
When the switching timing of the gate signal between the asynchronous mode and the synchronous mode is set in this way,
The switching waveform does not include a DC component, and thus does not include a DC component that causes bias magnetization of the main transformer. Explaining the reason for this, from the above equation (11), when the gate waveform is symmetric, that is, when the area of the negative half-wave is equal to the area of the positive half-wave, the average area is also equal to 0 and the constant The term, and therefore the DC component, is also zero. Since the gate waveform is a square wave, if the sum of the on-pulse angles and the sum of the off-pulse angles of the gate waveform in one cycle are equal and the respective π radians are used, the DC component is not included. Become.

【0049】そして上記の実施例の場合、U、V、W各
相の基本波の最大値または最小値を中心として左右対称
であるから左右の面積は等しい。そして非同期モード、
同期モードのいずれのゲート波形にも直流分が含まれな
いので、切替波形にも直流分が含まれない。したがっ
て、この切替波形によってスイッチング制御がなされる
PWMインバータの主変圧回路に偏磁が引き起こされる
ことはない。
In the case of the above-described embodiment, the areas are the same on the left and right sides because they are symmetrical with respect to the maximum or minimum value of the fundamental wave of each phase of U, V and W. And asynchronous mode,
Since no DC component is included in any gate waveform in the synchronous mode, no DC component is included in the switching waveform. Therefore, this switching waveform does not cause magnetic bias in the main transformer circuit of the PWM inverter whose switching is controlled.

【0050】さらに、各相の基本波の最大値または最小
値は半波の中央付近であり、ここには微小時間のオンパ
ルスγ2またはオフパルスγ1が出るが、インバータの
最小消弧時間の約50μs以下のオンパルスまたはオフ
パルスは消すことによって半周期の中央付近の指令値を
最大値または最小値にすることができる。
Further, the maximum value or the minimum value of the fundamental wave of each phase is near the center of the half wave, and the on-pulse γ2 or the off-pulse γ1 of a minute time appears here, but the minimum extinction time of the inverter is about 50 μs or less. By deleting the on-pulse or off-pulse of, the command value near the center of the half cycle can be set to the maximum value or the minimum value.

【0051】図6は上記実施例のPWMインバータの制
御方法を使用する請求項5の発明の制御装置の一実施例
の回路ブロック図を示している。この制御装置では、各
相に共通に与えられるモード切替え信号11をD入力と
し、各相個別の電気角度でモード切替え信号12u,1
2v,12wがクロック入力として与えられ、これらの
両入力によって“H”信号を出力するフリップフロップ
回路13u,13v,13wを備えている。またフリッ
プフロップ回路13u,13v,13wそれぞれの出力
をS入力とし、図5に示した各相ごとの同期モードのゲ
ート信号14u,14v,14wをA入力、また各相ご
との非同期モードのゲート信号15u,15v,15w
をB入力とし、S入力に“H”信号が入力するたびにA
入力、B入力を相互に切替えてゲート信号16u,16
v,16wとして出力するマルチプレクサ17u,17
v,17wを備えている。
FIG. 6 shows a circuit block diagram of an embodiment of the controller of the invention of claim 5 which uses the control method of the PWM inverter of the above embodiment. In this control device, the mode switching signal 11 commonly given to each phase is used as the D input, and the mode switching signals 12u, 1 are set at the individual electrical angles of each phase.
2v, 12w are provided as clock inputs, and flip-flop circuits 13u, 13v, 13w for outputting an "H" signal are provided by these two inputs. The outputs of the flip-flop circuits 13u, 13v, and 13w are used as S inputs, the synchronous mode gate signals 14u, 14v, and 14w for each phase shown in FIG. 5 are input to A, and the asynchronous mode gate signals for each phase are input. 15u, 15v, 15w
Is the B input, and A is input each time the "H" signal is input to the S input.
The gate signals 16u and 16 are switched by switching between the input and the B input.
multiplexers 17u and 17 for outputting as v and 16w
It is equipped with v and 17w.

【0052】上記構成のPWMインバータの制御装置で
は、いま各フリップフロップ回路13u,13v,13
wに共通に電気角0に非同期−同期モード切替え信号が
入力される。また各相ごとに基本波成分の最大値または
最小値でオンとなるパルス波形12u,12v,12w
がクロック入力として与えられる。そしてこの場合、U
相の波形12uはπ/6(=30°)または7π/6
(=210°)、V相の波形12vは5π/6(=15
0°)または11π/6(=330°)、W相の波形1
2wは3π/2(=270°)またはπ/2(=90
°)でそれぞれ“H”となる。
In the control device for the PWM inverter having the above configuration, each flip-flop circuit 13u, 13v, 13
The asynchronous-synchronous mode switching signal is input to the electrical angle 0 in common with w. Further, pulse waveforms 12u, 12v, 12w that are turned on at the maximum value or the minimum value of the fundamental wave component for each phase
Are provided as clock inputs. And in this case U
Phase waveform 12u is π / 6 (= 30 °) or 7π / 6
(= 210 °), the V-phase waveform 12v is 5π / 6 (= 15
0 °) or 11π / 6 (= 330 °), W phase waveform 1
2w is 3π / 2 (= 270 °) or π / 2 (= 90)
Each becomes "H" at °).

【0053】そこで、共通のモード切替え信号11が入
力され、各フリップフロップ回路13u,13v,13
wごとに上記のパルス波形12u,12v,12wが入
力されれば、各波形の最大値または最小値のタイミング
でフリップフロップ回路13u,13v,13wそれぞ
れから“H”信号が各マルチプレクサ17u,17v,
17wそれぞれのS入力に与えられる。
Therefore, the common mode switching signal 11 is inputted, and the respective flip-flop circuits 13u, 13v, 13 are inputted.
If the above-mentioned pulse waveforms 12u, 12v, 12w are input for each w, the "H" signal from each of the flip-flop circuits 13u, 13v, 13w at the timing of the maximum value or the minimum value of each waveform, the multiplexers 17u, 17v,
17w is given to each S input.

【0054】この結果、各マルチプレクサ17u,17
v,17wから上記のタイミング、つまり図5に示した
ように、U相ではπ/6(=30°)または7π/6
(=210°)、V相では5π/6(=150°)また
は11π/6(=330°)、W相では3π/2(=2
70°)またはπ/2(=90°)で非同期−同期モー
ドが切替えられたゲート信号16u,16v,16wが
出力されることになる。そしてこれらの各相のゲート信
号には直流成分が含まれず、主変圧器の偏磁の原因とな
るような直流分が含まれなくなる。
As a result, each multiplexer 17u, 17
From v, 17w to the above timing, that is, π / 6 (= 30 °) or 7π / 6 in the U phase as shown in FIG.
(= 210 °), 5π / 6 (= 150 °) or 11π / 6 (= 330 °) in V phase, 3π / 2 (= 2 in W phase)
70 °) or π / 2 (= 90 °), the gate signals 16u, 16v, 16w whose asynchronous-synchronous modes are switched are output. The gate signal of each of these phases does not include a direct current component, and thus does not include a direct current component that may cause the magnetic bias of the main transformer.

【0055】[0055]

【発明の効果】以上のように請求項1の発明によれば、
変調方形波と搬送逆台形波を比較する変調方式、もしく
はこれによって得られる信号と等価の電圧パターンを電
圧と周波数の指令により生成する変調方式を用いて、3
パルスから1パルスへの切替え、または1パルスから3
パルスへの切替えをU,V,W各相個別にそれぞれの相
の基本波成分の最大値または最小値に達したタイミング
で行なうようにしているので、各相でパルス切替え前、
切替え途中、切替え後で電圧面積の変動がなく、ゲート
信号の基本波成分に直流成分を含まず、位相ずれを起こ
さない切替えができ、従来のように正負の電圧が不平衡
となり、これが主変圧器の偏磁を引き起こして過電流を
発生するという現象を防止し、安定したゲート制御がで
きる。
As described above, according to the invention of claim 1,
A modulation method that compares a modulated square wave with an inverted trapezoidal carrier wave, or a modulation method that generates a voltage pattern equivalent to the signal obtained by the voltage and frequency commands is used.
Switching from pulse to 1 pulse, or from 1 pulse to 3
Since switching to pulse is performed for each U, V, W phase individually at the timing when the maximum value or the minimum value of the fundamental wave component of each phase is reached, before pulse switching in each phase,
During switching, there is no change in the voltage area after switching, the DC component is not included in the fundamental wave component of the gate signal, and it is possible to switch without causing phase shift, and the positive and negative voltages become unbalanced as in the past, and this is the main transformer. Stable gate control can be achieved by preventing the phenomenon that overcurrent is generated by causing the magnetism of the device.

【0056】請求項2の発明によれば、U、V、W各相
ごとの出力ゲート信号切替え回路が、パルスゲート信号
生成回路と1パルスゲート信号生成回路それぞれからの
ゲート信号を取り込み、1パルス/3パルス切替えの共
通指令とU、V、W各相の個別の切替え指令パルス信号
とのAND論理によって1パルスゲート信号と3パルス
のゲート信号を相互に切替えて出力するようにしている
ので、U,V,W各相個別にそれぞれの相の基本波成分
の最大値または最小値に達したタイミングで行なうこと
ができ、ゲート信号の基本波成分に直流成分を含まず、
位相ずれを起こさない切替えができる。
According to the second aspect of the present invention, the output gate signal switching circuit for each of the U, V and W phases fetches the gate signals from the pulse gate signal generating circuit and the one pulse gate signal generating circuit and outputs one pulse. Since a common command for / 3 pulse switching and an individual switching command pulse signal for each of U, V, and W phases are ANDed, the 1-pulse gate signal and the 3-pulse gate signal are switched and output. The U, V, and W phases can be individually performed at the timing when the maximum value or the minimum value of the fundamental wave component of each phase is reached, and the fundamental wave component of the gate signal does not include a DC component,
Switching can be done without causing phase shift.

【0057】請求項3の発明によれば、PWMインバー
タのスイッチング動作を制御するゲート信号を同期モー
ド、非同期モード相互間で切替える場合、U、V、W各
相共通の同期モード、非同期モードの切替え指令の入力
後、U、V、W各相個別にそれぞれの基本波成分の最大
値または最小値に達したタイミングで同期モード、非同
期モード相互の切替えを行なうので、ゲート信号のモー
ドを切替えても直流成分を含まないゲート信号を生成す
ることができ、従来のように正負の電圧が不平衡とな
り、これが主変圧器の偏磁を引き起こして過電流を発生
するという現象を防止し、安定したゲート制御ができ
る。
According to the third aspect of the invention, when the gate signal for controlling the switching operation of the PWM inverter is switched between the synchronous mode and the asynchronous mode, the synchronous mode and the asynchronous mode common to each of U, V and W phases are switched. After inputting the command, the synchronous mode and asynchronous mode are switched at the timing when the maximum value or the minimum value of the fundamental wave component of each U, V, W phase is reached, so that even if the gate signal mode is switched. A gate signal that does not include a DC component can be generated, and the positive and negative voltages become unbalanced as in the past, which prevents the phenomenon that the main transformer is biased and overcurrent is generated. You can control.

【0058】請求項4の発明によれば、PWMインバー
タの最小消弧期間以下のオンパルスをオフとし、最小消
弧期間以下のオフパルスをオンとする補正を行ない、モ
ード切替え点付近で所定の値を超える変調率に達したタ
イミングでモード切替えを実行するので、各相のゲート
信号の半周期の中央付近の指令値を最小値または最大値
にすることができ、ゲート信号のモードを切替えても確
実に直流成分を含まないゲート信号を生成することがで
き、主変圧器の偏磁を引き起こして過電流を発生すると
いう従来の現象を確実に防止することができる。
According to the fourth aspect of the present invention, correction is performed by turning on the ON pulse of the minimum extinction period or less of the PWM inverter and turning on the off pulse of the minimum extinction period or less, and setting a predetermined value near the mode switching point. Since the mode switching is executed at the timing when the modulation rate exceeds the limit, the command value near the center of the half cycle of the gate signal of each phase can be set to the minimum value or the maximum value. It is possible to generate a gate signal that does not include a direct current component, and it is possible to reliably prevent the conventional phenomenon that the main transformer is biased and an overcurrent is generated.

【0059】請求項5の発明によれば、U、V、W各相
ごとの出力ゲート信号切替え回路が、ゲート信号の同期
モード、非同期モードの切替え信号と各相個別の切替え
角における切替え信号のAND論理によって同期モー
ド、非同期モードの切替え信号を出力するU、V、W各
相ごとの切替え信号生成回路から同期モード、非同期モ
ードの切替信号を取り込んだときに、それまでの同期ゲ
ート信号または非同期ゲート信号から新たに非同期ゲー
ト信号または同期ゲート信号に切替えて出力するように
しているので、U、V、W各相個別にそれぞれの基本波
成分の最大値または最小値に達したタイミングで同期モ
ード、非同期モード相互のゲート信号の切替えを行なう
ことができ、ゲート信号のモードを切替えても直流成分
を含まないゲート信号を生成することができ、従来のよ
うに正負の電圧が不平衡となり、これが主変圧器の偏磁
を引き起こして過電流を発生するという現象を防止する
ことができる。
According to the fifth aspect of the present invention, the output gate signal switching circuit for each phase of U, V and W is provided with a switching signal for switching between the synchronous mode and the asynchronous mode of the gate signal and a switching signal at a switching angle for each phase. When the synchronous mode / asynchronous mode switching signal is fetched from the switching signal generation circuit for each phase of U, V, W that outputs the synchronous mode / asynchronous mode switching signal by AND logic, the synchronous gate signal or asynchronous Since the gate signal is newly switched to the asynchronous gate signal or the synchronous gate signal for output, the synchronous mode is performed at the timing when the maximum value or the minimum value of the fundamental wave component of each U, V, W phase is reached. , Asynchronous mode The gate signal can be switched between each other, and even if the gate signal mode is switched, the gate signal does not include the DC component. Can generate positive and negative voltage is unbalanced as in the prior art, it is possible to prevent a phenomenon that generates an overcurrent causing biased magnetization of the main transformer.

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

【図1】請求項2の発明の一実施例の回路ブロック図。FIG. 1 is a circuit block diagram of an embodiment of the invention of claim 2;

【図2】上記制御装置における切替え回路の詳しい内部
構成を示すブロック図。
FIG. 2 is a block diagram showing a detailed internal configuration of a switching circuit in the control device.

【図3】請求項1の発明の制御方法の原理を示す波形
図。
FIG. 3 is a waveform diagram showing the principle of the control method according to the first aspect of the invention.

【図4】請求項1の発明の一実施例を示すタイミングチ
ャート。
FIG. 4 is a timing chart showing an embodiment of the invention of claim 1;

【図5】請求項3および4の発明の一実施例を示すタイ
ミングチャート。
FIG. 5 is a timing chart showing an embodiment of the inventions of claims 3 and 4.

【図6】請求項5の発明の一実施例の回路ブロック図。FIG. 6 is a circuit block diagram of an embodiment of the invention of claim 5;

【図7】従来例を説明するタイミングチャート。FIG. 7 is a timing chart illustrating a conventional example.

【図8】従来例の変調正弦波と搬送三角波を比較する変
調方式を説明する波形図。
FIG. 8 is a waveform diagram illustrating a modulation method for comparing a modulated sine wave and a carrier triangular wave of a conventional example.

【図9】従来例の変調方形波と搬送逆台形波を比較する
変調方式を説明する波形図。
FIG. 9 is a waveform diagram illustrating a modulation method for comparing a modulated square wave and a carrier inverse trapezoidal wave of a conventional example.

【図10】他の従来例を説明するタイミングチャート。FIG. 10 is a timing chart illustrating another conventional example.

【図11】他の従来例を説明するタイミングチャート。FIG. 11 is a timing chart illustrating another conventional example.

【図12】他の従来例の非同期モードのゲート信号を生
成す原理を説明する波形図。
FIG. 12 is a waveform diagram illustrating the principle of generating another asynchronous mode gate signal according to another conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,2 データバス 3,4 ラッチ 5,6 データバス 7u,7v,7w 切替え回路 8u,8v,8w 切替え角タイミング信号 9 切替え指令信号 10u,10v,10w ゲート信号の立上りまたは立
下りの検出信号 71,72 データバス 73 切替え角タイミング信号 74 切替え指令信号 75,76 レジスタ 77,78 データバス 79 マルチプレクサ 710 データバス 711 ダウンカウンタ 712 出力信号 11 切替え指令信号 12u,12v,12w 切替え角タイミング信号 13u,13v,13w フリップフロップ回路 14u,14v,14w 同期ゲート信号 15u,15v,15w 非同期ゲート信号 16u,16v,16w ゲート信号 17u,17v,17w マルチプレクサ
1, 2 Data bus 3, 4 Latch 5, 6 Data bus 7u, 7v, 7w Switching circuit 8u, 8v, 8w Switching angle timing signal 9 Switching command signal 10u, 10v, 10w Detection signal of rising or falling of gate signal 71 , 72 data bus 73 switching angle timing signal 74 switching command signal 75, 76 register 77, 78 data bus 79 multiplexer 710 data bus 711 down counter 712 output signal 11 switching command signal 12u, 12v, 12w switching angle timing signal 13u, 13v, 13w Flip-flop circuit 14u, 14v, 14w Synchronous gate signal 15u, 15v, 15w Asynchronous gate signal 16u, 16v, 16w Gate signal 17u, 17v, 17w Multiplexer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 氏家 昭彦 東京都府中市東芝町1番地 株式会社東芝 府中工場内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Akihiko Ujiie No. 1 Toshiba-cho, Fuchu-shi, Tokyo Toshiba Corporation Fuchu factory

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 PWMインバータのスイッチング動作を
制御するゲート信号を生成するに際して、半周期内のパ
ルス数が一定の同期モードにおいて、変調方形波と搬送
逆台形波を比較する変調方式、もしくはこれによって得
られる信号と等価の電圧パターンを電圧と周波数の指令
により生成する変調方式を用いて、3パルスから1パル
スへの切替え、または1パルスから3パルスへの切替え
をU,V,W各相個別にそれぞれの相の基本波成分の最
大値または最小値に達したタイミングで行なうことを特
徴とするPWMインバータの制御方法。
1. When generating a gate signal for controlling a switching operation of a PWM inverter, a modulation method for comparing a modulated square wave and an inverted trapezoidal carrier wave in a synchronous mode in which the number of pulses in a half cycle is constant, or by this. Switching from 3 pulses to 1 pulse or from 1 pulse to 3 pulses by using a modulation method that generates a voltage pattern equivalent to the obtained signal by a voltage and frequency command individually for each U, V, W phase And a method of controlling the PWM inverter, which is performed at the timing when the maximum value or the minimum value of the fundamental wave component of each phase is reached.
【請求項2】 3パルスゲート信号生成回路と、1パル
スゲート信号生成回路と、これらのゲート信号生成回路
からのゲート信号を取り込み、1パルス/3パルス切替
えの共通指令とU、V、W各相の個別の切替え指令パル
ス信号とのAND論理によって1パルスゲート信号と3
パルスのゲート信号を相互に切替えて出力するU、V、
W各相ごとの出力ゲート信号切替え回路とを備えて成る
PWMインバータ制御装置。
2. A 3-pulse gate signal generation circuit, a 1-pulse gate signal generation circuit, and a gate signal from these gate signal generation circuits are fetched and a common command for 1-pulse / 3-pulse switching and U, V, W 1 pulse gate signal and 3 by AND logic with individual phase switching command pulse signal
U, V, which switch and output pulsed gate signals mutually
A PWM inverter control device comprising an output gate signal switching circuit for each W phase.
【請求項3】 PWMインバータのスイッチング動作を
制御するゲート信号を同期モード、非同期モードの相互
間で切替えてスイッチング動作を制御するPWMインバ
ータの制御方法であって、U、V、W各相共通の同期モ
ード、非同期モードの切替え指令の入力後、U、V、W
各相個別にそれぞれの基本波成分の最大値または最小値
に達したタイミングで同期モードゲート信号と非同期モ
ードゲート信号を相互に切替えることを特徴とするPW
Mインバータの制御方法。
3. A PWM inverter control method for controlling a switching operation by switching a gate signal for controlling a switching operation of a PWM inverter between a synchronous mode and an asynchronous mode, which is common to U, V and W phases. After inputting the switching command between synchronous mode and asynchronous mode, U, V, W
A PW characterized in that the synchronous mode gate signal and the asynchronous mode gate signal are switched to each other at the timing when the maximum value or the minimum value of each fundamental wave component is reached for each phase.
Control method of M inverter.
【請求項4】 請求項3に記載のPWMインバータの制
御方法において、前記PWMインバータの最小消弧期間
以下のオンパルスをオフとし、前記最小消弧期間以下の
オフパルスをオンとする補正を行ない、モード切替え点
付近で所定の値を超える変調率に達したタイミングでモ
ード切替えを実行することを特徴とするPWMインバー
タの制御方法。
4. The method for controlling a PWM inverter according to claim 3, wherein correction is performed by turning off an ON pulse of a minimum extinction period or less of the PWM inverter and turning on an off pulse of the minimum extinction period or less of the mode. A method for controlling a PWM inverter, characterized in that mode switching is executed at a timing when a modulation rate exceeding a predetermined value is reached near the switching point.
【請求項5】 ゲート信号の同期モード、非同期モード
の切替え信号と各相個別の切替え角における切替え信号
のAND論理によって同期モード、非同期モードの切替
え信号を出力するU、V、W各相ごとの切替え信号生成
回路と、各相ごとの同期ゲート信号と非同期ゲート信号
を入力し、前記各相ごとの切替え信号生成回路から切替
え信号が入力されたときにそれまでの同期ゲート信号ま
たは非同期ゲート信号から新たに非同期ゲート信号また
は同期ゲート信号に切替えて出力するU、V、W各相ご
との出力ゲート信号切替え回路とを備えて成るPWMイ
ンバータの制御装置。
5. A synchronous mode / asynchronous mode switching signal is output by AND logic of a synchronous mode / asynchronous mode switching signal of a gate signal and a switching signal at a switching angle for each phase. A switching signal generation circuit and a synchronous gate signal and an asynchronous gate signal for each phase are input, and when a switching signal is input from the switching signal generation circuit for each phase, from the synchronous gate signal or the asynchronous gate signal up to that point A PWM inverter control device further comprising an output gate signal switching circuit for each phase of U, V, and W that newly outputs by switching to an asynchronous gate signal or a synchronous gate signal.
JP04838493A 1992-06-23 1993-03-09 Control method of PWM inverter and control device using the same Expired - Fee Related JP3244845B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP04838493A JP3244845B2 (en) 1992-06-23 1993-03-09 Control method of PWM inverter and control device using the same

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4-164722 1992-06-23
JP16472292 1992-06-23
JP04838493A JP3244845B2 (en) 1992-06-23 1993-03-09 Control method of PWM inverter and control device using the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0678558A true JPH0678558A (en) 1994-03-18
JP3244845B2 JP3244845B2 (en) 2002-01-07

Family

ID=26388634

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP04838493A Expired - Fee Related JP3244845B2 (en) 1992-06-23 1993-03-09 Control method of PWM inverter and control device using the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3244845B2 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007006660A (en) * 2005-06-27 2007-01-11 Denso Corp Control unit for polyphase motor
WO2011040168A1 (en) * 2009-10-02 2011-04-07 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 Control device for electric motor drive device
US9178454B2 (en) 2013-06-05 2015-11-03 Denso Corporation Apparatus for controlling rotating machine based on output signal of resolver
CN113302080A (en) * 2019-01-25 2021-08-24 罗伯特·博世有限公司 Method and device for controlling an electric machine and electric drive system
DE102005042777B4 (en) 2004-09-09 2023-08-03 Aisin Corporation Motor drive control device, motor drive control method and related program

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4571480B2 (en) * 2004-11-04 2010-10-27 本田技研工業株式会社 Electric motor control device

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005042777B4 (en) 2004-09-09 2023-08-03 Aisin Corporation Motor drive control device, motor drive control method and related program
JP2007006660A (en) * 2005-06-27 2007-01-11 Denso Corp Control unit for polyphase motor
JP4544057B2 (en) * 2005-06-27 2010-09-15 株式会社デンソー Control device for multiphase motor
WO2011040168A1 (en) * 2009-10-02 2011-04-07 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 Control device for electric motor drive device
CN102474208A (en) * 2009-10-02 2012-05-23 爱信艾达株式会社 Control device for electric motor drive apparatus
US8232753B2 (en) 2009-10-02 2012-07-31 Aisin Aw Co., Ltd. Control device for electric motor drive apparatus
US9178454B2 (en) 2013-06-05 2015-11-03 Denso Corporation Apparatus for controlling rotating machine based on output signal of resolver
CN113302080A (en) * 2019-01-25 2021-08-24 罗伯特·博世有限公司 Method and device for controlling an electric machine and electric drive system

Also Published As

Publication number Publication date
JP3244845B2 (en) 2002-01-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2577738B2 (en) PWM inverter device
US5298871A (en) Pulse width modulation signal generating circuit
US7250740B2 (en) Method and apparatus for generating pulse-width modulated waveform
US7327181B2 (en) Multiple phase simultaneous switching preventing circuit, PWM inverter and its driving method
US20040257030A1 (en) Motor control device
EP0215897B1 (en) Inverter shoot-through protection circuit
AU651920B2 (en) Method and apparatus for controlling an inverter
JP3244845B2 (en) Control method of PWM inverter and control device using the same
JP2001231287A (en) Dc brushless motor system
US20030137269A1 (en) Method for compensating for dead time non-linearities in a pulse width modulation controlled switching scheme
JPH077967A (en) Polarity deciding method for load current and inverter
JP2005269769A (en) Three-phase inverter
JP3404230B2 (en) Three-phase PWM waveform generator
JPH1175375A (en) 3-phase pulse width modulated waveform generator
JP3322069B2 (en) PWM control circuit of neutral point clamp type inverter
JP3391025B2 (en) Short-circuit protection device for 3-level power converter
KR200259851Y1 (en) Dead time compensation device of high power transistor (IGBT) to prevent current ripple
JP7344945B2 (en) Control device and motor drive system
KR100316638B1 (en) Pulse width modulation inverter without dead time generation circuit
JPH04105563A (en) Pwm circuit of inverter
JP2001275365A (en) Signal generating circuit for inverter control
KR100321438B1 (en) Inverter drive signal generator of 3-phase induction motor
JP3882988B2 (en) Gate drive circuit of voltage driven semiconductor device
JPH03261375A (en) Sine-wave approximation pwm inverter
JP2000050640A (en) Method for generating sine wave pwm control signal of inverter

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081026

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081026

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091026

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101026

Year of fee payment: 9

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees