JPH07163189A - Pwm controller for motor - Google Patents

Pwm controller for motor

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Publication number
JPH07163189A
JPH07163189A JP5307827A JP30782793A JPH07163189A JP H07163189 A JPH07163189 A JP H07163189A JP 5307827 A JP5307827 A JP 5307827A JP 30782793 A JP30782793 A JP 30782793A JP H07163189 A JPH07163189 A JP H07163189A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
motor
signal
control device
triangular wave
pwm
Prior art date
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Pending
Application number
JP5307827A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Eiji Yamada
英治 山田
Yasumi Kawabata
康己 川端
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.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP5307827A priority Critical patent/JPH07163189A/en
Publication of JPH07163189A publication Critical patent/JPH07163189A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To realize high speed operation without requiring any high speed control device by operating a plurality of control devices in parallel at different timings thereby updating the command signal value for each phase a plurality of times during a single period of a reference signal. CONSTITUTION:A timing generator 24 for a PWM controller 16 generates interruption signals for CPUs 18A and 18B at different timings in synchronism with a reference triangular wave (ref) generated from a triangular wave generator 26. A comparator 28 compares voltage commands UC, VC, WC for respective phases on a latch 32 with the reference triangular wave (ref) generated from the triangular wave generator 26 and produces three types of waveforms through PWM of the reference triangular wave (ref) They are fed, as switching signals USW, VSW and WSW, to an inverter 14 and the voltage commands UC, VC, WC on the latch 32 are updated at a moment of time when the switching operation is not carried out. This constitution realizes stabilized high speed operation without requiring any expensive control device.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、モータの出力をPWM
(パルス幅変調)信号に基づき制御するモータのPWM
制御装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention uses a PWM output for a motor.
PWM of motor controlled based on (pulse width modulation) signal
Regarding the control device.

【0002】[0002]

【従来の技術】モータの出力を制御する方法としては、
PWM制御が一般に知られている。この種の制御におい
ては、三角波等所定の波形を有する基準信号とモータに
対する指令信号とが比較され、これによりスイッチング
信号が生成される。この信号は、基準信号を指令信号に
よりPWMした信号である。例えば電池の出力によって
交流モータを駆動しようとする場合、電池と交流モータ
の間に配設されるインバータ等の電力変換回路に対し、
このスイッチング信号を供給することにより、モータの
出力を制御できる。すなわち、スイッチング信号は電力
変換回路に供給され、当該回路を構成するスイッチング
素子のスイッチング制御に用いられる。
2. Description of the Related Art As a method of controlling the output of a motor,
PWM control is generally known. In this type of control, a reference signal having a predetermined waveform such as a triangular wave is compared with a command signal for the motor, and thereby a switching signal is generated. This signal is a signal obtained by PWMing the reference signal with the command signal. For example, when trying to drive the AC motor by the output of the battery, for the power conversion circuit such as an inverter arranged between the battery and the AC motor,
By supplying this switching signal, the output of the motor can be controlled. That is, the switching signal is supplied to the power conversion circuit and is used for switching control of the switching element that constitutes the circuit.

【0003】指令信号の値は、通常、例えば特開平1−
236815号に示されるように基準信号の1周期を周
期として更新される。図5には、基準信号の1周期毎に
基準信号と指令信号を比較する場合の制御波形の一例が
示されている。
The value of the command signal is usually, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 1-
As shown in No. 236815, it is updated with one cycle of the reference signal as a cycle. FIG. 5 shows an example of a control waveform when the reference signal and the command signal are compared for each cycle of the reference signal.

【0004】この図に示される制御波形は、制御対象た
るモータが三相交流モータである場合の波形である。ま
た、モータに対する指令信号はU,V,W各相毎に電圧
指令U,V,Wとして生成されている。さらに、
基準信号は三角波であり(基準三角波ref)、電圧指
令U,V,Wはこの基準三角波refと比較され
る。この比較により、U,V,W各相のスイッチング信
号(PWM信号)U ,Vsw,Wswが生成され
る。例えばU相のスイッチング信号Uswの値は、re
f>Uの期間にはハイとなり、ref<Uの期間に
はローとなる。
The control waveform shown in this figure is a waveform when the motor to be controlled is a three-phase AC motor. The command signal for the motor is generated as voltage commands U c , V c , and W c for each U, V, W phase. further,
Reference signal is a triangular wave (reference triangular ref), voltage command U c, V c, W c is compared with the reference triangular wave ref. This comparison, U, V, W phases of the switching signal (PWM signal) U s w, V sw, W sw is generated. For example, the value of the U-phase switching signal U sw is re
It goes high during f> U c and goes low during ref <U c .

【0005】この図においては、電圧指令U,V
が基準三角波refの1周期Tc1毎に更新されて
いる。すなわち、電圧指令U,V,Wを生成する
制御デバイス(通常はCPU)は、基準三角波refの
立上がりピークに同期してその出力に係る電圧指令
,V,Wを新たな値にしている。このように基
準三角波refのピークに同期して制御デバイスを動作
させるのは、この時点でいずれのスイッチング信号U
sw,Vsw,Wswもロー値であり、電力変換回路に
おけるスイッチング動作が生じていないからである。
In this figure, voltage commands U c , V c ,
W c is updated every one cycle T c1 of the reference triangular wave ref. That is, (usually CPU) control device for generating a voltage command U c, V c, W c is the voltage according in synchronization with the rising peak of the reference triangular wave ref at its output command U c, V c, the W c new Is set to a value. In this way, the control device is operated in synchronization with the peak of the reference triangular wave ref at which switching signal U
This is because sw , V sw , and W sw are also low values, and the switching operation in the power conversion circuit has not occurred.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】このような構成では、
電力変換回路におけるスイッチング動作の周波数が、ス
イッチング信号の周波数、ひいては各相指令信号の周波
数に等しくなる。従って、モータの出力を高速域まで安
定的に制御することが困難である。また、基準信号の1
周期中に複数回電圧指令を更新することも考えられる
が、そのためには制御デバイスの動作周波数を高めねば
ならない。電力変換回路を構成するスイッチング素子と
して、例えばIGBT(Insulated Gate Bipolar Trans
istor )を用いた場合、対応できるスイッチング周波数
が10〜20kHz程度であるから、これは、DSP
(Digital Signal Processor)等の高速制御デバイスを
用いることにより達成できる。しかし、この種のデバイ
スは通常高価であるから、制御装置のコストアップが生
じてしまう。また、制御デバイスの処理負担も重くな
り、他の付加的な処理を行わせることができなくなる。
SUMMARY OF THE INVENTION With such a configuration,
The frequency of the switching operation in the power conversion circuit becomes equal to the frequency of the switching signal and eventually the frequency of each phase command signal. Therefore, it is difficult to control the output of the motor stably up to the high speed range. In addition, 1 of the reference signal
It is conceivable to update the voltage command multiple times during the cycle, but for that purpose the operating frequency of the control device must be increased. As a switching element that constitutes a power conversion circuit, for example, an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) is used.
istor), the switching frequency that can be supported is about 10 to 20 kHz.
This can be achieved by using a high speed control device such as (Digital Signal Processor). However, since this kind of device is usually expensive, the cost of the control device increases. Further, the processing load on the control device becomes heavy, and it becomes impossible to perform other additional processing.

【0007】仮に、一般に安価な低速の制御デバイスを
用いてモータを高速運転しようとしても、制御遅れが発
生してしまう。制御遅れが発生すると、モータの電流振
幅及び位相が指令信号の値からずれるから、モータの出
力トルクや最高速度の低下が生じる。また、モータの電
流位相が遅れる結果、モータへの要求トルクに対する電
流値の増大が生じる。これは、銅損、鉄損の増加、効率
の低下、モータの大型化を招く。
Even if an inexpensive low speed control device is used to drive the motor at a high speed, a control delay will occur. When the control delay occurs, the current amplitude and phase of the motor deviate from the value of the command signal, so that the output torque of the motor and the maximum speed decrease. Further, as a result of the current phase of the motor being delayed, the current value increases with respect to the torque required for the motor. This leads to increased copper loss, iron loss, reduced efficiency, and increased motor size.

【0008】本発明は、このような問題点を解決するこ
とを課題としてなされたものであり、高速の制御デバイ
スを用いることなくモータを高速運転することが可能な
制御装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a control device capable of operating a motor at high speed without using a high speed control device. And

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明に係るモータのPWM制御装置は、各
相毎に指令信号を生成する制御デバイスを複数個備える
と共に、複数個の制御デバイスを異なるタイミングで並
列的に動作させることにより、各相の指令信号の値を基
準信号の1周期中に複数回更新する手段を備えることを
特徴とする。
In order to achieve such an object, a motor PWM control apparatus according to the present invention includes a plurality of control devices for generating a command signal for each phase and a plurality of control devices. It is characterized in that the control device is provided with means for operating the control devices in parallel at different timings to update the value of the command signal of each phase a plurality of times during one cycle of the reference signal.

【0010】また、本発明に係るモータのPWM制御装
置は、基準信号が三角波であり、制御デバイスが2個あ
り、2個の制御デバイスのうち1個が基準信号の立上が
り部分において、他の1個が立下がり部分において、指
令信号を生成することを特徴とする。
Further, in the motor PWM control apparatus according to the present invention, the reference signal is a triangular wave, and there are two control devices. One of the two control devices is the other one in the rising portion of the reference signal. It is characterized in that the individual generate a command signal in the falling portion.

【0011】そして、本発明に係るモータのPWM制御
装置は、複数個の制御デバイスのうちいずれかに故障又
は異常が発生した場合に、他の制御デバイスが動作を継
続することを特徴とする。
The motor PWM control apparatus according to the present invention is characterized in that when one of the plurality of control devices fails or malfunctions, the other control device continues to operate.

【0012】[0012]

【作用】本発明においては、制御デバイスが複数個設け
られ、これらが異なるタイミングで並列的に動作する。
この動作によって、各相の指令信号の値が、基準信号の
1周期中に複数回更新される。従って、PWM信号の波
形がより滑らかになるため、PWM信号に含まれる高調
波の減少、ひいては損失の低減が実現され、また高速運
転時の応答性が向上する。このように、本発明において
は、各制御デバイスの動作周波数を高めることなく、す
なわち高速動作可能で一般に高価な制御デバイスを用い
ることなく、PWM信号の波形をより高速に制御するこ
とが可能になる。その結果、より低速で安価な制御デバ
イスを用いて装置を構成可能になる。また、一般に、安
価な制御デバイスはノイズに敏感に反応することが少な
いため、装置の信頼性が向上する。
In the present invention, a plurality of control devices are provided, and these control devices operate in parallel at different timings.
By this operation, the value of the command signal of each phase is updated a plurality of times during one cycle of the reference signal. Therefore, since the waveform of the PWM signal becomes smoother, the harmonics contained in the PWM signal can be reduced and the loss can be reduced, and the responsiveness at the time of high speed operation can be improved. As described above, according to the present invention, the waveform of the PWM signal can be controlled at a higher speed without increasing the operating frequency of each control device, that is, without using a control device that can operate at high speed and is generally expensive. . As a result, the apparatus can be configured using a slower and cheaper control device. In addition, since an inexpensive control device generally does not react sensitively to noise, the reliability of the device is improved.

【0013】また、本発明において基準信号として三角
波を用い、また制御デバイスを2個用いた場合、これら
の制御デバイスのうち1個により基準信号の立上がり部
分における指令信号を、他の1個により立下がり部分に
おける指令信号を、それぞれ分担させることができる。
この場合、各制御デバイスの動作タイミングは、三角波
のピークに同期した割込み信号として与えることができ
る。このようにすると、常に、スイッチング動作が行わ
れていない時点で指令信号の値を更新することが可能に
なる。
Further, in the present invention, when a triangular wave is used as the reference signal and two control devices are used, one of these control devices raises the command signal at the rising portion of the reference signal by the other one. The command signals in the falling portion can be shared.
In this case, the operation timing of each control device can be given as an interrupt signal synchronized with the peak of the triangular wave. By doing so, it becomes possible to always update the value of the command signal when the switching operation is not performed.

【0014】そして、本発明においては、複数個の制御
デバイスのうちいずれかに故障又は異常が発生した場
合、他の制御デバイスによって制御が継続される。本発
明においては、複数個の制御デバイスが並列動作してい
るから、複数個の制御デバイスのうちいずれかに故障又
は異常が発生したとしても、高々、指令信号の更新頻度
が低下するのみに止まり、モータの運転を継続すること
ができる。さらに、故障又は異常が発生した旨を警報す
るようにすれば、使用者は当該事態を知ることができ
る。
In the present invention, when a failure or abnormality occurs in any of the plurality of control devices, the control is continued by the other control device. In the present invention, since the plurality of control devices are operating in parallel, even if a failure or abnormality occurs in any of the plurality of control devices, at most, the update frequency of the command signal only decreases. , The operation of the motor can be continued. Further, if the user is alerted that a failure or abnormality has occurred, the user can know the situation.

【0015】[0015]

【実施例】以下、本発明の好適な実施例について図面に
基づき説明する。なお、図5に示される従来例と同様の
構成には同一の符号を付し、説明を省略する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT A preferred embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. It should be noted that the same components as those of the conventional example shown in FIG.

【0016】図1には、本発明の一実施例に係るPWM
制御装置の構成が示されている。この図に示される装置
の制御対象は三相交流モータ10である。このモータ1
0は電池12の電力によって駆動されており、またこの
電力はインバータ14を介してモータ10に供給されて
いる。インバータ14は所定個数のスイッチング素子か
ら構成されており、これらのスイッチング素子のスイッ
チング動作により、電池12からの直流電力を交流電力
に変換した上でモータ10に供給する。
FIG. 1 shows a PWM according to an embodiment of the present invention.
The configuration of the controller is shown. The control target of the apparatus shown in this figure is a three-phase AC motor 10. This motor 1
Zero is driven by the electric power of the battery 12, and this electric power is supplied to the motor 10 via the inverter 14. The inverter 14 is composed of a predetermined number of switching elements, and by the switching operation of these switching elements, the DC power from the battery 12 is converted into AC power and then supplied to the motor 10.

【0017】インバータ14を構成するスイッチング素
子のスイッチング動作は、U,V,W各相それぞれにつ
いて本実施例に係るPWM制御装置16から供給される
各相スイッチング信号Usw,Vsw,Wswに応じ、
実行される。PWM制御装置16は、使用者等から与え
られる要求出力に関する指令に応じ、インバータ14に
対し各相スイッチング信号Usw,Vsw,Wswを与
え、これにより要求出力となるようモータ10の出力を
制御する。
The switching operation of the switching element which constitutes the inverter 14 is performed on each phase switching signal U sw , V sw , W sw supplied from the PWM control device 16 according to this embodiment for each phase of U, V, W. According to
To be executed. The PWM control device 16 gives each phase switching signal Usw , Vsw , Wsw to the inverter 14 in response to a command relating to the required output given by the user or the like, and thereby outputs the output of the motor 10 so as to obtain the required output. Control.

【0018】PWM制御装置16は、2個のCPU18
A及び18Bを有している。CPU18A及び18B
は、それぞれ、要求出力に応じてU,V,W各相電圧指
令U,V,Wを生成し、出力する。CPU18A
及び18Bは、一方で、回転位置検出器20によりモー
タ10の回転位置(ロータの角度)を検出し、また電流
検出器22によりモータ10の電流を検出する。電圧指
令U,V,Wを生成する際、CPU18A及び1
8Bは、要求出力の他にこれらの情報を用いる。
The PWM controller 16 includes two CPUs 18
It has A and 18B. CPU 18A and 18B
Respectively generate and output U, V, W phase voltage commands U c , V c , W c according to the required output. CPU18A
18B, on the other hand, the rotational position detector 20 detects the rotational position of the motor 10 (rotor angle), and the current detector 22 detects the current of the motor 10. When generating the voltage commands U c , V c , and W c , the CPUs 18A and 1
8B uses this information in addition to the requested output.

【0019】CPU18A及び18Bは、タイミング発
生器24から供給される割込み信号に応じ、各相電圧指
令U,V,Wを生成する処理を開始する。タイミ
ング発生器24は、この割込み信号を、CPU18Aに
対する割込み信号とCPU18Bに対する割込み信号と
が異なるタイミングとなるよう、発生させる。タイミン
グ発生器24は、例えば、図2に示されるように、時刻
,t,…においてはCPU18Aに対し、時刻t
,t,…においてはCPU18Bに対し、割込み信
号を与える。従って、CPU18Aは時刻t,t
…から処理を開始し、CPU18Bは時刻t,t
…から処理を開始する。
The CPUs 18A and 18B start the process of generating the phase voltage commands U c , V c and W c in response to the interrupt signal supplied from the timing generator 24. The timing generator 24 generates this interrupt signal so that the interrupt signal for the CPU 18A and the interrupt signal for the CPU 18B have different timings. As shown in FIG. 2, for example, the timing generator 24 sends the time t 0 , t 2 , ... To the CPU 18A at the time t.
At 1 , t 3 , ..., An interrupt signal is given to the CPU 18B. Therefore, the CPU 18A causes the times t 0 , t 2 ,
The processing is started from ..., and the CPU 18B causes the times t 1 , t 3 ,
The process starts from.

【0020】また、タイミング発生器24は、CPU1
8A及び18Bに対する割込み信号を、三角波発生器2
6によって生成される基準三角波refに同期して発生
させる。タイミング発生器24は、例えば図3及び図4
に示されるように、基準三角波refのピークタイミン
グで割込み信号を発生させる。発生させた割込み信号の
うち、負のピークタイミングの割込み信号はCPU18
Aに、正のピークタイミングの割込み信号はCPU18
Bに、それぞれ供給される。従って、図3に示されるよ
うに基準三角波refの1周期をTc1で表した場合、
CPU18Aに対して与えられる割込み信号とCPU1
8Bに対して与えられる割込み信号との時間間隔は、T
c2=Tc1/2となる。また、図3及び図4に示され
るように、CPU18Aは基準三角波refの立上がり
期間における各相電圧指令U,V,Wを、CPU
18Bは立下がり期間における各相電圧指令U
,Wを、それぞれ発生させる。なお、この基準三
角波refは、後述する比較器28において各相電圧指
令U,V,Wと比較される信号であり、スイッチ
ング信号Usw,Vsw,WswたるPWM信号の搬送
波となる。
The timing generator 24 is the CPU 1
The interrupt signals for 8A and 18B are sent to the triangular wave generator 2
It is generated in synchronism with the reference triangular wave ref generated by 6. The timing generator 24 may be, for example, as shown in FIGS.
As shown in, an interrupt signal is generated at the peak timing of the reference triangular wave ref. Of the generated interrupt signals, the interrupt signal with the negative peak timing is the CPU 18
An interrupt signal of positive peak timing is sent to the CPU 18
B, respectively. Therefore, when one cycle of the reference triangular wave ref is represented by T c1 as shown in FIG.
Interrupt signal given to CPU 18A and CPU 1
The time interval with the interrupt signal given to 8B is T
c2 = T c1 / 2. Further, as shown in FIGS. 3 and 4, the CPU 18A sends the phase voltage commands U c , V c , and W c in the rising period of the reference triangular wave ref to the CPU.
18B indicates each phase voltage command U c in the falling period,
V c and W c are generated respectively. The reference triangular wave ref is a signal that is compared with the phase voltage commands U c , V c , and W c in a comparator 28, which will be described later, and is the switching signal U sw , V sw , and the carrier wave of the PWM signal that is W sw. Become.

【0021】各CPU18A及び18Bの後段には、ス
リーステートバッファ30A及び30Bが設けられてい
る。スリーステートバッファ30A及び30Bは、タイ
ミング発生器24からのイネーブル信号がオンされるに
応じ、対応するCPU18A又は18Bの出力を記憶す
る。タイミング発生器24は、各CPU18A及び18
Bへの割込み信号に同期して、対応するスリーステート
バッファ30A及び30Bに対するイネーブル信号をオ
ンする。従って、各CPU18A及び18Bにおける処
理により生成された各相電圧指令U,V,Wは、
図2及び図4に示されるように、割込み信号に同期し
て、対応するスリーステートバッファ30A又は30B
に格納される。例えばCPU18Aが時刻tの割込み
信号に応じて実行した処理の結果たる各相電圧指令
,V,Wは、CPU18Aに対して次に割込み
信号が与えられるのと同期して、すなわち時刻tにお
いてスリーステートバッファ30Aに格納される。タイ
ミング発生器24は、スリーステートバッファ30Aに
対するイネーブル信号をオンする際にはスリーステート
バッファ30Bに対するイネーブル信号をオフする。従
って、スリーステートバッファ30A及び30B上の各
相電圧指令U,V,Wは、交互に読出し可能にな
る。
Three-state buffers 30A and 30B are provided after the CPUs 18A and 18B, respectively. The three-state buffers 30A and 30B store the output of the corresponding CPU 18A or 18B in response to the enable signal from the timing generator 24 being turned on. The timing generator 24 includes CPUs 18A and 18A.
In synchronization with the interrupt signal to B, the enable signals for the corresponding three-state buffers 30A and 30B are turned on. Therefore, the respective phase voltage commands U c , V c , W c generated by the processes in the respective CPUs 18A and 18B are
As shown in FIGS. 2 and 4, the corresponding three-state buffer 30A or 30B is synchronized with the interrupt signal.
Stored in. For example, the phase voltage commands U c , V c , and W c, which are the results of the processing executed by the CPU 18A in response to the interrupt signal at time t 0 , are synchronized with the next interrupt signal being given to the CPU 18A, that is, It is stored in the three-state buffer 30A at time t 2. The timing generator 24 turns off the enable signal for the three-state buffer 30B when turning on the enable signal for the three-state buffer 30A. Therefore, the phase voltage commands U c , V c , and W c on the three-state buffers 30A and 30B can be read alternately.

【0022】スリーステートバッファ30A及び30B
の後段には、さらにラッチ32が設けられている。ラッ
チ32は、タイミング発生器24から供給されるラッチ
信号に応じ、各相電圧指令U,V,Wをラッチす
る。タイミング発生器24は、CPU18A及び18B
のいずれかに対して割込み信号が与えられるのと同期し
て、ラッチ信号を生成する。従って、スリーステートバ
ッファ30A上の各相電圧指令U,V,Wと、ス
リーステートバッファ30B上の各相電圧指令U,V
,Wとが、ラッチ32により交互にラッチされる。
先に述べたように、CPU18Aに対する割込み信号と
CPU18Bに対する割込み信号の時間間隔はTc2
あるから、ラッチ32上の各相電圧指令U,V,W
は、図3及び図4に示されるように、Tc2を周期と
して更新されることになる。図4においては、1相分の
電圧指令の値V(i:整数)について、更新の動作が
示されている。
Three-state buffers 30A and 30B
A latch 32 is further provided in the subsequent stage. Latch 32, in response to a latch signal supplied from the timing generator 24, latches the phase voltage command U c, V c, W c . The timing generator 24 includes CPUs 18A and 18B.
The latch signal is generated in synchronism with the interrupt signal being given to any of the above. Thus, the phase voltage command U c of the three-state buffers 30A, V c, W c and phase voltage command U c of the three-state buffer 30B, V
c and W c are alternately latched by the latch 32.
As described above, since the time interval between the interrupt signal for the CPU 18A and the interrupt signal for the CPU 18B is T c2 , the phase voltage commands U c , V c , W on the latch 32 are set.
As shown in FIGS. 3 and 4, c will be updated with T c2 as the period. In FIG. 4, the operation of updating the voltage command value V i (i: integer) for one phase is shown.

【0023】比較器28は、ラッチ32上の各相電圧指
令U,V,Wと三角波発生器26からの基準三角
波refとを比較する。その結果、図3に示されるよう
に、各相電圧指令U,V,Wそれぞれにより基準
三角波refをPWMした3種類の波形が得られる。こ
れらの波形は、スイッチング信号Usw,Vsw,W
swとしてインバータ14に供給される。また、割込み
信号は基準三角波refのピークに同期しているから、
図3から明らかなように、インバータ14においてスイ
ッチング動作が行われていない時点でラッチ32上の各
相電圧指令U,V,Wが更新されることになる。
The comparator 28 compares the phase voltage commands U c , V c , W c on the latch 32 with the reference triangular wave ref from the triangular wave generator 26. As a result, as shown in FIG. 3, three types of waveforms obtained by PWM of the reference triangular wave ref by each of the phase voltage commands U c , V c , and W c are obtained. These waveforms are the switching signals U sw , V sw , W
It is supplied to the inverter 14 as sw . Also, since the interrupt signal is synchronized with the peak of the reference triangular wave ref,
As is apparent from FIG. 3, the phase voltage commands U c , V c , and W c on the latch 32 are updated when the inverter 14 is not performing the switching operation.

【0024】従って、本実施例においては、図3に示さ
れる制御波形と図5に示される従来の波形との比較から
明らかなように、基準三角波refの1周期Tc1の間
に2回、すなわちTc2を周期として、比較器28に供
給される各相電圧指令U,V,Wの値が更新され
る。従って、制御遅れが従来に比べ半減するため、モー
タ10の出力トルクや最高速度の低下を防ぐことができ
る。また、要求出力に対する電流値が位相遅れに起因し
て増大することも生じにくいから、銅損、鉄損の増加、
効率の低下、モータの大型化も発生しにくくなる。さら
に、本実施例においては、スイッチング信号Usw,V
sw,Wswの波形が滑らかになり、モータ10に供給
される電流に含まれる高調波成分が少なくなる。これに
より、損失が低減し、モータ10をより効率よく運転す
ることが可能になる。
Therefore, in this embodiment, as is clear from the comparison between the control waveform shown in FIG. 3 and the conventional waveform shown in FIG. 5, the reference triangular wave ref is twice twice during one cycle T c1 . That is, the values of the respective phase voltage commands U c , V c , and W c supplied to the comparator 28 are updated with T c2 as a cycle. Therefore, the control delay is halved as compared with the conventional one, so that the output torque of the motor 10 and the maximum speed can be prevented from decreasing. In addition, since the current value for the required output does not easily increase due to the phase delay, an increase in copper loss and iron loss,
It is less likely that the efficiency will decrease and the motor will become larger. Further, in this embodiment, the switching signals U sw , V
The waveforms of sw and W sw are smoothed, and the harmonic components contained in the current supplied to the motor 10 are reduced. This reduces the loss and enables the motor 10 to operate more efficiently.

【0025】さらに、図2及び図4に示されるようにC
PU18A及び18Bの処理は従来と同様基準三角波r
efの1周期Tc1の間に行えば足りる。従って、本実
施例においては、CPU18A及び18Bとして高速動
作する一般に高価なCPUを用いる必要がなくなる。こ
れにより、比較的安価な構成にて、モータ10を安定に
高速運転することが可能になる。加えて、一般に安価な
CPUはノイズに敏感に反応することが少ないため、装
置の信頼性が向上する。
Further, as shown in FIGS. 2 and 4, C
The processing of the PUs 18A and 18B is the same as in the conventional method.
It suffices if it is performed during one cycle T c1 of ef. Therefore, in this embodiment, it is not necessary to use generally expensive CPUs that operate at high speed as the CPUs 18A and 18B. As a result, the motor 10 can be stably operated at high speed with a relatively inexpensive structure. In addition, since an inexpensive CPU generally does not react sensitively to noise, the reliability of the device is improved.

【0026】そして、本実施例においては、図1に示さ
れるように、CPU18AとCPU18Bとが互いに他
のフェイルの有無を監視している。いずれかのCPUが
フェイルした場合、フェイルしたCPUからは正確な各
相電圧指令U,V,Wが得られない。そこで、他
のCPUがフェイルしていることを発見したCPUは、
使用者等及びタイミング発生器24に対しその旨を警報
する。使用者等は、この警報に応じて所定の対処を行う
ことができる。また、タイミング発生器24は、スリー
ステートバッファ30A及び30Bのうちフェイルした
CPUに対応する方に対するイネーブル信号を常時オフ
とする。この後は、ラッチ32上の各相電圧指令U
,Wは基準三角波refの1周期Tc1中に1回
更新されるのみとなるが、モータ10の制御が中断され
ることはない。このように、本実施例においては、優れ
たフェイルセーフ機能が実現される。
In this embodiment, as shown in FIG. 1, the CPU 18A and the CPU 18B monitor whether or not there is another failure. If you fail one of the CPU, not fail and accurate phase voltage command U c from CPU, V c, is W c obtained. So, the CPU that found that the other CPU failed,
A warning to that effect is issued to the user and the timing generator 24. The user or the like can take a predetermined action in response to this warning. The timing generator 24 always turns off the enable signal for the one of the three-state buffers 30A and 30B corresponding to the failed CPU. After that, each phase voltage command U c on the latch 32,
V c and W c are updated only once during one cycle T c1 of the reference triangular wave ref, but the control of the motor 10 is not interrupted. Thus, in this embodiment, an excellent fail-safe function is realized.

【0027】なお、上記の説明では、CPUを2個とし
ているが本発明においてこの個数に関しては特に限定を
必要としない。一般に、CPU等の制御デバイスを多数
並列に用いる程、制御遅れを低減できる。また、基準信
号(搬送波)として基準三角波refを用いているが、
他の波形であっても構わない。さらに、基準信号のピー
クで割込みをかける構成にも限定されない。加えて、複
数個の制御デバイスから供給される各相電圧指令を比較
器に交互に入力する回路は、本実施例のような構成に限
られず、当業者にとって周知の各種構成を適用できる。
Although the number of CPUs is two in the above description, the number of CPUs is not particularly limited in the present invention. In general, the more control devices such as CPUs are used in parallel, the more control delay can be reduced. Further, although the reference triangular wave ref is used as the reference signal (carrier wave),
Other waveforms may be used. Furthermore, the configuration is not limited to interrupting at the peak of the reference signal. In addition, the circuit for alternately inputting each phase voltage command supplied from a plurality of control devices to the comparator is not limited to the configuration of this embodiment, and various configurations known to those skilled in the art can be applied.

【0028】[0028]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
制御デバイスを複数個設けこれらを異なるタイミングで
並列動作させ、各相の指令信号の値を基準信号の1周期
中に複数回更新するようにしたため、PWM信号の波形
がより滑らかになり、PWM信号に含まれる高調波の減
少、ひいては損失の低減を実現できる。また、制御遅れ
が低減され高速運転時の応答性が向上するため、モータ
をより安定に高速運転することが可能になる。また、そ
の際、各制御デバイスの動作周波数を高める必要、すな
わち高速動作可能で一般に高価な制御デバイスを用いる
必要がない。その結果、より低速で安価な制御デバイス
を用いて装置を構成可能になる。また、一般に、安価な
制御デバイスはノイズに敏感に反応することが少ないた
め、装置の信頼性を向上させることができる。
As described above, according to the present invention,
Since a plurality of control devices are provided and these are operated in parallel at different timings and the value of the command signal for each phase is updated multiple times during one cycle of the reference signal, the waveform of the PWM signal becomes smoother, It is possible to reduce the harmonics contained in, and eventually reduce the loss. Further, since the control delay is reduced and the responsiveness at high speed operation is improved, the motor can be operated more stably at high speed. At that time, it is not necessary to increase the operating frequency of each control device, that is, to use a generally expensive control device that can operate at high speed. As a result, the apparatus can be configured using a slower and cheaper control device. In addition, since an inexpensive control device generally does not react sensitively to noise, it is possible to improve the reliability of the device.

【0029】また、本発明によれば、基準信号として三
角波を用い、また制御デバイスを2個用いた場合に、こ
れらの制御デバイスのうち1個により基準信号の立上が
り部分における指令信号を、他の1個により立下がり部
分における指令信号を、それぞれ分担させることができ
るから、常に、スイッチング動作が行われていない時点
で指令信号の値を更新することが可能になる。
Further, according to the present invention, when a triangular wave is used as the reference signal and two control devices are used, one of these control devices changes the command signal at the rising portion of the reference signal to another. Since one command signal can be shared in each falling portion, the value of the command signal can be constantly updated at the time when the switching operation is not performed.

【0030】そして、本発明によれば、複数個の制御デ
バイスのうちいずれかに故障又は異常が発生した場合、
他の制御デバイスの動作により制御が継続されるため、
また高々指令信号の更新頻度が低下するのみでモータの
運転を継続することができる。その際、警報を発するよ
うにするのが好ましい。
According to the present invention, when a failure or abnormality occurs in any of the plurality of control devices,
Since control is continued by the operation of other control devices,
Further, the operation of the motor can be continued only by reducing the update frequency of the command signal at most. At that time, it is preferable to issue an alarm.

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

【図1】本発明の一実施例に係るPWM制御装置の構成
を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a PWM control device according to an embodiment of the present invention.

【図2】この実施例における各CPUの処理タイミング
を示すタイミングチャートである。
FIG. 2 is a timing chart showing the processing timing of each CPU in this embodiment.

【図3】この実施例における制御波形を示すタイミング
チャートである。
FIG. 3 is a timing chart showing control waveforms in this embodiment.

【図4】この実施例における電圧指令更新動作を示すタ
イミングチャートである。
FIG. 4 is a timing chart showing a voltage command updating operation in this embodiment.

【図5】従来における制御波形を示すタイミングチャー
トである。
FIG. 5 is a timing chart showing a conventional control waveform.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 モータ 14 インバータ 16 PWM制御装置 18A,18B CPU 24 タイミング発生器 26 三角波発生器 28 比較器 10 Motor 14 Inverter 16 PWM Controller 18A, 18B CPU 24 Timing Generator 26 Triangular Wave Generator 28 Comparator

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 制御対象たるモータの出力を制御すべく
基準信号に同期して各相毎に指令信号を生成する制御デ
バイスと、所定の周期を有する基準信号を生成する手段
と、上記指令信号と基準信号とを比較しその結果得られ
るPWM信号に基づきモータの各相出力を制御する手段
と、を備えるモータのPWM制御装置において、 制御デバイスを複数個備えると共に、 複数個の制御デバイスを異なるタイミングで並列的に動
作させることにより、各相の指令信号の値を基準信号の
1周期中に複数回更新する手段を備えることを特徴とす
るモータのPWM制御装置。
1. A control device for generating a command signal for each phase in synchronization with a reference signal to control an output of a motor to be controlled, a means for generating a reference signal having a predetermined cycle, and the command signal. And a reference signal, and means for controlling each phase output of the motor based on the PWM signal obtained as a result, in a PWM control device for a motor, wherein a plurality of control devices are provided and a plurality of control devices are different. A PWM control device for a motor, comprising means for updating the value of the command signal of each phase a plurality of times during one cycle of the reference signal by operating in parallel at the timing.
【請求項2】 請求項1記載のモータのPWM制御装置
において、 基準信号が三角波であり、 制御デバイスが2個あり、 2個の制御デバイスのうち1個が基準信号の立上がり部
分において、他の1個が立下がり部分において、指令信
号を生成することを特徴とするモータのPWM制御装
置。
2. The PWM control device for a motor according to claim 1, wherein the reference signal is a triangular wave, there are two control devices, and one of the two control devices has a reference signal at the rising edge of the other. A PWM control device for a motor, wherein one of them generates a command signal at a falling portion.
【請求項3】 請求項1又は2記載のモータのPWM制
御装置において、 複数個の制御デバイスのうちいずれかに故障又は異常が
発生した場合に、他の制御デバイスが動作を継続するこ
とを特徴とするモータのPWM制御装置。
3. The motor PWM control device according to claim 1, wherein when one of the plurality of control devices has a failure or abnormality, the other control device continues to operate. And a PWM control device for the motor.
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