JPH077959A - Pwmインバータの制御方法 - Google Patents
Pwmインバータの制御方法Info
- Publication number
- JPH077959A JPH077959A JP5142291A JP14229193A JPH077959A JP H077959 A JPH077959 A JP H077959A JP 5142291 A JP5142291 A JP 5142291A JP 14229193 A JP14229193 A JP 14229193A JP H077959 A JPH077959 A JP H077959A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- current
- voltage
- inverter
- output
- command value
- 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
Links
Landscapes
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Abstract
て、演算時間の影響を無くすため、制御量を予測するこ
とによって高速応答且つ高精度の出力電圧制御を実現す
ることを目的とする。 【構成】 PWMインバータとLCフィルタとで構成さ
れたディジタル制御系において、出力電圧や電流をサン
プリング時間毎に検出する。それらの検出値とPWMイ
ンバータの電圧出力パターンの情報とより、1サンプリ
ング先のフィルタコンデンサ電流を予測し、ディジタル
制御系の演算時間の遅れの影響を無くす。周期的な非線
形負荷に対しては負荷電流を一周期分記録し、繰り返し
制御を行うことにより性能を向上する。
Description
形インバータは、制御系の演算時間の影響を受けずに、
フィルタコンデンサ電流を指令値に追従できるため、高
性能な制御特性が得られる。従って、本発明は電圧形イ
ンバータを使用している産業機械、家電製品などの分野
で効用し得るものである。
様々な制御方法が考案されている。図2は従来より使用
されているPWM電圧形インバータ制御法の一例であ
り、図3はその波形図である。
v * 、vw * と三角波vc とを比較し、ヒステリシスコ
ンパレータを通してベースドライブ回路の信号を作る。
電圧指令値の振幅値を調整することにより、出力電圧振
幅値を変化させることができる。図3の最上部に、波高
Vc を有する三角波vc と、各相電圧指令値vu * 、v
v * 、vw * との比較の状況の波形図を示し、vuN、v
vN、vwNはそれぞれ各相の中性点との間の電圧波形を示
し、vuv、vvw、vwuは各相間の電圧波形を示してお
り、Ed は直流電源の電圧である。インバータはそれぞ
れダイオードが逆並列接続されたスイッチング素子2〜
7(例えばトランジスタ)を三相ブリッジ接続し、仮想
中性点を有する2個の直列接続されたそれぞれEd /2
の電圧を有する直流電源1,1′により直流電圧Ed を
直流入力端子に給電し、各相交流出力端子にフィルタリ
アクトル8,9及び10を直列接続し、Y接続したフィル
タコンデンサ11, 12及び13を並列接続して、交流出力を
負荷に供給する。
バータにおいて、出力電圧は指令値と三角波により決ま
るが、直流入力電圧の変動や負荷変動に対してかなりの
負荷変動が生じる。フィードバック制御を導入すれは誤
差は減少できるものの、安定性などの新たな問題を生じ
かねない。また、直流入力電圧のリップルもそのまま出
力電圧に悪影響を与えることになる。さらに、図2から
も見られるように三相が独立に制御されるため、スイッ
チング周波数を上げずに出力電圧のリップル低減策が難
しい。
ータの出力電圧パターンを電圧ベクトルとして直接演算
する方法も考案されてきた。いわゆる瞬時制御を行うこ
とにより、インバータの制御特性を向上させる。しか
し、瞬時制御を行う場合は複雑な演算が必要なため、マ
イクロプロセッサやディジタルシグナルプロセッサ(D
SP)を用いることが多い。その場合、演算時間の影響
で検出値は常にサンプリング時間だけの遅れがあり、制
御性能の劣化を招く。
LCフィルタとで構成された系において、フィルタコン
デンサ電流を指令値に追従させるようインバータの電圧
パターンを出力し、フィルタコンデンサ電圧を制御す
る。フィルタコンデンサ電流はサンプリング時間毎に検
出した出力量と現在の電圧パターンなどの情報により予
測する。いわゆる予測制御を行うことによってディジタ
ル制御系の演算時間の影響を無くす。周期的な非線形負
荷の場合は負荷電流の一周期分のサンプリングデータを
記録し、繰り返し制御を施せば解決できる。
御法原理の詳細については、本出願人が先に平成5年2
月16日付で出願した特願平5-26646 号「PWMインバー
タ制御方法」に開示している。ここでは以下にその概念
を援用する。
WMインバータシステムの構成を示し、(b)はその制
御原理を示している。図2と同一符号は同一部分を示
し、制御回路によりベースドライブ回路を制御しインバ
ータを駆動している。原理図である図1(b)におい
て、θS は1サンプリング時間で電流ベクトルが回転す
べき角度、ωは回転角周波数である。
圧はベースとして取り扱うことができる。また、一般に
知られているように、三相電圧形インバータは2つのゼ
ロ電圧ベクトルを含め、8つの電圧ベクトルがある。図
1(a)の出力電圧電流ベクトル方程式は
り、vc はコンデンサ電圧ベクトル、i,ic とiL は
それぞれフィルタリアクトル電流ベクトル,コンデンサ
電流ベクトルと負荷電流ベクトルである。
えると、速度一定の円軌跡を描く。従って、負荷コンデ
ンサの基本波電流も円軌跡でなければならない。
義する。
期のサンプリング数である。即ち、サンプリング時間T
S 内に電流ベクトルは指令値の円に沿って移動すればよ
い。
たスイッチング領域を図4のように60度毎に6つの空間
領域セクターに分割する。各セクターに対応した出力電
圧ベクトルは以下の表に定義する。
圧ベクトルと2つのゼロ電圧ベクトルを用いてサンプリ
ング時間内で電流は指令値に追従させることができる。
=1〜6)は非ゼロ電圧ベクトルの番号である。ΔiL
は負荷電流の変化量で、負荷急変の無い場合は無視して
もよい。
ルを、図1(b)に示したごとく V7 →V6 →V1 →V0 または、 V0 →V1 →V6 →V7 と、図5のように決められた期間で出力し、1サンプリ
ング時間内でコンデンサ電流を指令値に追従できる。
回数を減らす観点からV1 ,V3 ,V5 の切り換えはV
0 を使い、V2 ,V4 ,V6 の切り換えはV7 を使う。
算時間が必要なため、実際の検出値は常にサンプリング
時間だけ遅れる。特にフィルタコンデンサ電流は高周波
で変化するため、演算時間の影響で大きな誤差を生じ
る。そこで、現時点の検出値と電圧ベクトルの情報よ
り、1サンプリング先の電流を予測する。
時点の値を表す。
を示す。
次式のように与えられる。
電流振幅の指令値IC *は電圧振幅の指令値VC * を用
いることにより求められる。
と、次の方程式が得られる。
Cb は定数である。上式により、
う決める必要があるが、ここでは簡単のため、
マイナスになる場合がある。そのような場合は逆方向の
電圧ベクトルを出力すればよい。さらに、急激な負荷変
動の場合は1サンプリング時間内では追従できないこと
があるので、
ベクトルが最小になるように解くと、式(13)となる。
出力すればよい。
流の予測演算式には負荷電流の変化分も含まれているた
め、負荷電流が急激に変化するような場合でも、演算時
間の影響で、演算精度が悪くなる。そこで、整流器負荷
のような周期的な非線形負荷では、負荷電流を一周期記
録し、次の周期にこれらのデータを用いてコンデンサ電
流を正確に予測することができる。
て、現時点の検出量と出力電圧パターンより、1サンプ
リング先のコンデンサ電流を予測し、コンデンサ電流を
指令値に追従させることによって、PWMインバータの
出力特性を向上できる。
インバータに応用した例を具体的に示す。回路の構成は
図1に示したものと同じである。負荷はY接続三相抵抗
負荷、あるいは三相整流器負荷とする。
SP(ディジタルシクナルプロセッサ)とA/D変換器
とから成る。ここでは、3個の電圧入力(vC )と2個
の電流入力(iC )、及び3個の電流入力(iL )のA
/D変換器を示している。A/D変換器はDSPによっ
て制御され、サンプリング時間毎に直流入力電圧Vdcの
他に、三相負荷電流iL 、コンデンサ電流iC 、及びコ
ンデンサ電圧vC をディジタル量としてDSPに入力す
る。DSPは前述の制御原理に基づいた制御アルゴリズ
ムを高速に実行する。
で、サンプリング周波数を10.8kHzにし、その場合、定
常時のスイッチ周波数は5.4kHzとなる。 100%負荷急変
や整流器負荷ともに良好な結果を得ることができた。
と電圧出力ベクトルとを用いて1サンプリング先のフィ
ルタコンデンサ電流を予測し、その予測値を指令値に追
従させることによって、出力電圧は演算時間の影響を受
けずに制御できる。よって、出力電圧の波形は大幅に改
善され、制御精度も格段に向上することができる。
ータの構成を示す図、(b)はその制御原理を示す図で
ある。
御方法の一例の原理図である。
す図である。
図である。
Claims (1)
- 【請求項1】 三相電圧形インバータと交流LCフィル
タとで構成された系において、ディジタル制御を行う場
合、出力電圧や電流をサンプリング時間毎に検出し、現
時点の検出値とPWM出力パターンとの情報より1サン
プリング先のフィルタコンデンサ電流を予測し、インバ
ータの8つの出力電圧ベクトルのうち最適な2つの非ゼ
ロ電圧ベクトルと2つのゼロ電圧ベクトルとを用いるこ
とによって決められたサンプリング時間内でフィルタコ
ンデンサの予測値電流を指令値電流に追従させ、出力電
圧(フィルタコンデンサの電圧)を演算時間の影響無し
に制御することを特徴とするPWMインバータの制御方
法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5142291A JP2703711B2 (ja) | 1993-06-14 | 1993-06-14 | Pwmインバータの制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5142291A JP2703711B2 (ja) | 1993-06-14 | 1993-06-14 | Pwmインバータの制御方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH077959A true JPH077959A (ja) | 1995-01-10 |
JP2703711B2 JP2703711B2 (ja) | 1998-01-26 |
Family
ID=15311968
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5142291A Expired - Lifetime JP2703711B2 (ja) | 1993-06-14 | 1993-06-14 | Pwmインバータの制御方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2703711B2 (ja) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5827205A (en) * | 1995-10-26 | 1998-10-27 | Matsushita Electric Works, Ltd. | Foot vibrator massager having a pair of solinoids |
EP1531543A3 (de) * | 2003-11-11 | 2006-09-13 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zur Stromversorgung eines mehrsträngigen, durch Pulsweitenmodulation gesteuerten Elektromotors |
JP2010220469A (ja) * | 2001-05-25 | 2010-09-30 | Texas Instr Japan Ltd | 複数のエネルギー貯蔵装置におけるエネルギーを管理する方法及び装置 |
JP2013059145A (ja) * | 2011-09-07 | 2013-03-28 | Denso Wave Inc | ロボットを制御する制御装置 |
JP2015070702A (ja) * | 2013-09-30 | 2015-04-13 | 株式会社日立産機システム | 電力変換装置および制御方法 |
JP2017093228A (ja) * | 2015-11-13 | 2017-05-25 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 電気ブレーキユニット |
CN108023493A (zh) * | 2017-12-28 | 2018-05-11 | 徐州中矿大传动与自动化有限公司 | 碳化硅逆变器共模电压幅值减小的方法和装置 |
-
1993
- 1993-06-14 JP JP5142291A patent/JP2703711B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5827205A (en) * | 1995-10-26 | 1998-10-27 | Matsushita Electric Works, Ltd. | Foot vibrator massager having a pair of solinoids |
JP2010220469A (ja) * | 2001-05-25 | 2010-09-30 | Texas Instr Japan Ltd | 複数のエネルギー貯蔵装置におけるエネルギーを管理する方法及び装置 |
EP1531543A3 (de) * | 2003-11-11 | 2006-09-13 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zur Stromversorgung eines mehrsträngigen, durch Pulsweitenmodulation gesteuerten Elektromotors |
JP2013059145A (ja) * | 2011-09-07 | 2013-03-28 | Denso Wave Inc | ロボットを制御する制御装置 |
JP2015070702A (ja) * | 2013-09-30 | 2015-04-13 | 株式会社日立産機システム | 電力変換装置および制御方法 |
JP2017093228A (ja) * | 2015-11-13 | 2017-05-25 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 電気ブレーキユニット |
CN108023493A (zh) * | 2017-12-28 | 2018-05-11 | 徐州中矿大传动与自动化有限公司 | 碳化硅逆变器共模电压幅值减小的方法和装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2703711B2 (ja) | 1998-01-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Kazmierkowski et al. | Novel space vector based current controllers for PWM-inverters | |
Holmes et al. | Implementation of a direct digital predictive current controller for single and three phase voltage source inverters | |
JP6326832B2 (ja) | インバータ制御方法および電圧型インバータ | |
Fereidouni et al. | Supervisory nearly constant frequency hysteresis current control for active power filter applications in stationary reference frame | |
Grandi et al. | Space vector modulation of a seven-phase voltage source inverter | |
KR20050062776A (ko) | 영구 자석 모터 드라이브를 위한 공간 벡터 pwm 변조기 | |
JP3636098B2 (ja) | 電力変換装置の制御回路 | |
Xue et al. | A stator flux-oriented voltage source variable-speed drive based on dc link measurement | |
JP2703711B2 (ja) | Pwmインバータの制御方法 | |
JP4893151B2 (ja) | 交流−交流直接変換装置の空間ベクトル変調方法 | |
WO2020217879A1 (ja) | 電力変換装置、機械学習器、および学習済みモデルの生成方法 | |
JP6221815B2 (ja) | インバータの制御方法およびインバータ | |
KR102091589B1 (ko) | 상간 위상 제어 방식을 이용한 다상 모터 제어 시스템의 공통 모드 전압 저감 장치 | |
Suman et al. | Direct Torque Controlled induction motor drive with space vector modulation fed with three-level inverter | |
Gupta et al. | A general space vector PWM algorithm for a multilevel inverter including operation in overmodulation range, with a detailed modulation analysis for a 3-level NPC inverter | |
Sikorski et al. | Current controller reduced switching frequency for VS-PWM inverter used with AC motor drive applications | |
JP2001028892A (ja) | 交流電動機のトルク検出装置及び駆動制御装置 | |
Kim et al. | Simplified model predictive control method for three-phase four-leg voltage source inverters | |
Jeong et al. | Model predictive current control with modified discrete space vector modulation for three-leg two-phase VSI | |
JPH06245588A (ja) | Pwmインバータ制御方法 | |
Gupta et al. | A general space vector PWM algorithm for multilevel inverters, including operation in overmodulation range | |
Zare et al. | A new hysteresis current control for three-phase inverters based on adjacent voltage vectors and time error | |
JP2004015949A (ja) | 同期pwm電力変換器の電流検出装置 | |
JP3115795B2 (ja) | Pwmインバータの制御方法および装置 | |
KR102570150B1 (ko) | 공통모드 전압 변동에 의한 누설전류를 최소화하는 3상 3-레벨 컨버터의 pwm 제어 방법 및 그 전력 변환 장치 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071003 Year of fee payment: 10 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081003 Year of fee payment: 11 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081003 Year of fee payment: 11 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091003 Year of fee payment: 12 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091003 Year of fee payment: 12 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101003 Year of fee payment: 13 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111003 Year of fee payment: 14 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111003 Year of fee payment: 14 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121003 Year of fee payment: 15 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121003 Year of fee payment: 15 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131003 Year of fee payment: 16 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |