JPH0783636B2 - PWM inverter device - Google Patents

PWM inverter device

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JPH0783636B2
JPH0783636B2 JP63222783A JP22278388A JPH0783636B2 JP H0783636 B2 JPH0783636 B2 JP H0783636B2 JP 63222783 A JP63222783 A JP 63222783A JP 22278388 A JP22278388 A JP 22278388A JP H0783636 B2 JPH0783636 B2 JP H0783636B2
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output
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鉄明 長野
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  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は交流電動機を可変速制御するPWMインバータ装
置に関し,特にその出力電圧の推定値の検出手段に関す
るものである。
The present invention relates to a PWM inverter device for variable speed control of an AC motor, and more particularly to a means for detecting an estimated value of its output voltage.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来の誘導電動機等の交流電動機を可変速制御するPWM
インバータ装置は上記電動機へ印加するインバータ出力
電圧を検出する電圧検出器を有し,この電圧検出器によ
る検出電圧値を上記PWMインバータ装置の制御部にフイ
ードバツクして可変速制御に供している。
PWM for variable speed control of AC motors such as conventional induction motors
The inverter device has a voltage detector for detecting the inverter output voltage applied to the electric motor, and the voltage value detected by the voltage detector is fed back to the control unit of the PWM inverter device for variable speed control.

上記インバータ出力電圧の電圧検出器としては,例え
ば,昭和55年電気学会全国大会講演論文集541(P647〜6
48)に示されているように,計器用変成器(以下PTと記
す)が用いられ直接検出されていた。
Examples of the voltage detector of the inverter output voltage include, for example, Proc.
As shown in 48), an instrument transformer (hereinafter referred to as PT) was used for direct detection.

しかし,上記PTを用いた方式では,低周波領域でのPTの
磁束飽和による振幅や位相の誤差の問題があり,正確に
インバータの出力電圧を検出できず,この磁束飽和を避
けようとすると,PTの鉄心を大型化する必要があり,収
納スペース大となりつつコストアツプとなつた。
However, in the method using the above PT, there is a problem of amplitude and phase error due to magnetic flux saturation of PT in the low frequency region, and the output voltage of the inverter cannot be accurately detected. It was necessary to increase the size of the PT iron core, which resulted in a large storage space and cost reduction.

第5図Aはインバータ制御部が出力する電圧指令信号で
ある変調波(a)と搬送波である三角波搬送波(b)の
関係示し,第5図Bは上記変調波(a)と搬送波とを比
較して得られるPWMインバータ装置の出力電圧としての
パルス巾変調信号(c)とこのパルス巾変調信号(c)
が含む基本波成分(d)の関係を示す。
FIG. 5A shows the relationship between the modulated wave (a) which is the voltage command signal output from the inverter control unit and the triangular wave carrier (b) which is the carrier, and FIG. 5B compares the modulated wave (a) with the carrier. And the pulse width modulation signal (c) as the output voltage of the PWM inverter device obtained by
The relationship of the fundamental wave component (d) included in is shown.

上記インバータ制御部には,上記インバータ装置の出力
電圧を検出して,その基本波成分(d)をフイードバツ
クしてやる必要があるが,上記PWMインバータ装置の出
力電圧波形は,第5図Bの実線で示す矩形波(c)であ
るので,従来の出力電圧検出器の出力もこれと同様の波
形となる。このようなPWM電圧波(c)から,第5図B
の破線で示す基本波成分(d)をアナログ的に検出する
には,フイルタ処理が必要となるため検出信号に遅れが
生じ,PWMインバータ装置の出力電圧を正確に検出できな
かつた。また,マイクロプロセツサによるサンプリング
デジタル制御を行なおうとする場合には,従来の出力電
圧検出器で検出された第5図Bの実線で示すPWM出力電
圧波形(c)より,第5図Bの破線で示す基本波成分を
検出するには,パルス幅を正確に検出しなければならな
いため,非常に短かいサンプリング時間で制御しなけれ
ばならず,通常のマイクロプロセツサの処理能力では実
現が不可能であつた。さらに,PTの巻き線インダクタン
スと巻き線間のストレイキヤパシタンスによりスイツチ
ング時にLC共振によるリンギングが生じ検出精度が損な
われた。
The inverter control unit needs to detect the output voltage of the inverter device and feed back the fundamental wave component (d). The output voltage waveform of the PWM inverter device is shown by the solid line in FIG. 5B. Since it is the rectangular wave (c) shown, the output of the conventional output voltage detector has a similar waveform. From such a PWM voltage wave (c), FIG.
In order to detect the fundamental wave component (d) indicated by the broken line in Fig. 4 in an analog manner, filter processing is required, so a delay occurs in the detection signal, and the output voltage of the PWM inverter device cannot be accurately detected. Further, when attempting to perform sampling digital control by the microprocessor, the PWM output voltage waveform (c) shown by the solid line in FIG. In order to detect the fundamental wave component shown by the broken line, the pulse width must be detected accurately, so control must be performed with a very short sampling time, which is not possible with the processing capacity of a normal microprocessor. It was possible. In addition, ringing due to LC resonance during switching occurs due to the winding inductance of the PT and the stray capacitance between windings, which impairs the detection accuracy.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be Solved by the Invention]

従来のPWMインバータ装置は,その出力電圧の検出のた
めに,PTのごとき電圧検出器を用いたので,低周波領域
では磁束飽和のために検出値の振巾や位相に誤差を生
じ,上記出力電圧を正確に検出できず,また,上記電圧
検出器が検出する矩形波からなるPWM電圧波形から基本
波成分を得るにあたり,アナログ的に検出するにはフイ
ルタ処理を必要とするために時間遅れを生じ,サンプリ
ングデジタル制御による場合には,非常に短かいサンプ
リング時間で制御を要するために通常のマイクロプロセ
ツサでは処理出来ないなどの問題点がつた。
Since the conventional PWM inverter device uses a voltage detector such as PT to detect the output voltage, errors occur in the amplitude and phase of the detected value due to magnetic flux saturation in the low frequency region, and the above output The voltage cannot be detected accurately, and when obtaining the fundamental wave component from the PWM voltage waveform consisting of the rectangular wave detected by the above voltage detector, there is a time delay because it requires filter processing for analog detection. However, in the case of sampling digital control, there is a problem that it cannot be processed by a normal microprocessor because it requires control in a very short sampling time.

この発明は,以上のような問題点を解消するためになさ
れたもので,PWMインバータ装置の出力電圧を実際に検出
することなく,その正確な推定値を出力する手段を備え
たPWMインバータ装置を得ることを目的とする。
The present invention has been made to solve the above problems, and provides a PWM inverter device equipped with a means for outputting an accurate estimated value without actually detecting the output voltage of the PWM inverter device. The purpose is to get.

〔課題を解決するための手段〕[Means for Solving the Problems]

PWMインバータの出力電圧を推定する出力電圧推定値発
生手段を備え、この出力電圧推定値発生手段を、上記交
流電圧指令信号の一相分をVU *、上記搬送波の波高値をV
C、電圧検出器で検出された上記PWMインバータの直流電
圧源の電圧をVDCとしたとき、上記VU *の波高値が上記VC
より大きい場合、上記VU *の波高値を上記VC以下のレベ
ルに制限したVU′とした後、(VDC/2)×(1/VC)×
VU′の演算を行うとともに、上記VU *の波高値が上記VC
より小さい場合、(VDC/2)×(1/VC)×VU *の演算を行
ってPWMインバータの出力電圧を推定するものとしたも
のである。
An output voltage estimated value generation means for estimating the output voltage of the PWM inverter is provided, and this output voltage estimated value generation means is used to output one phase of the AC voltage command signal as V U * and the crest value of the carrier wave as V U * .
C , when the voltage of the DC voltage source of the PWM inverter detected by the voltage detector is V DC , the peak value of V U * is V C
If it is larger, the peak value of V U * is set to V U ′, which is limited to the level below V C , and then (V DC / 2) × (1 / V C ) ×
V U ′ is calculated, and the peak value of V U * is V C
If it is smaller, the output voltage of the PWM inverter is estimated by calculating (V DC / 2) × (1 / V C ) × V U * .

[作用] この発明における出力電圧推定値発生手段は、交流電圧
指令信号の一相分をVU *、搬送波の波高値をVC、電圧検
出器で検出された上記PWMインバータの直流電圧源の電
圧をVDCとしたとき、上記VU *の波高値が上記VCより大き
い場合、上記VU *の波高値を上記VC以下のレベルに制限
したVU′とした後、(VDC/2)×(1/VC)×VU *の演算を
行うとともに、上記VU *の波高値が上記VCより小さい場
合、(VDC/2)×(1/VC)×VU *の演算を行ってPWMイン
バータの出力電圧を推定する。
[Operation] The output voltage estimated value generating means in the present invention is the DC voltage source of the PWM inverter detected by the voltage detector, wherein V U * is one phase of the AC voltage command signal, V C is the peak value of the carrier wave. If the peak value of V U * is larger than the above V C when the voltage is V DC , then the peak value of the above V U * is set to V U ′ which is limited to the level below the above V C , and then (V DC / 2) × (1 / V C ) × V U * and when the peak value of V U * is smaller than V C above, (V DC / 2) × (1 / V C ) × V U * is calculated to estimate the output voltage of the PWM inverter.

〔実施例〕〔Example〕

本発明の一実施例を第1図により説明する。第1図は誘
導電動機の速度検出器なしベクトル制御方式によるPWM
インバータ装置を示すブロツク図である。
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Fig. 1 shows a PWM using a vector control method without a speed detector for an induction motor.
It is a block diagram which shows an inverter apparatus.

図において,(1)は誘導電動機(18)の回転速度指令
値ωr *を出力する速度設定回路,(2)は速度制御回路
(2)であり,上記回転速度指令値ωr *と後述の速度推
定回路(3)が出力する電動機(18)の回転速度の推定
を入力して,電動機(18)の電流指令値ides *,iqes *
出力する。(3)は速度推定回路であり,後述の3相2
相座標変換回路(9)が出力する直交2軸の電流値
ides,iqes,および3相2相座標変換器(8)が出力す
る直交2軸の電圧値vdes,vqesを入力して上記推定値 を出力する。(4)は上記推定値 と,後述のすべり周波数演算回路(5)が出力するすべ
り周波数ωを加算してインバータ装置の出力周波数ω
を出力する加算器,(5)は上記直交2軸電流ides,i
qesを入力して電動機(18)のすべり周波数ωを演算
して出力するすべり周波数演算回路である。(6)は上
記インバータ出力周波数ωを積分してd−q座標軸の位
相角θを出力する積分器,(7d),(7q)は上記電流指
令値ides *,ides *および直交2軸の電流値ides,iqesをそ
れぞれ入力して,idesがides *に,iqesがiqes *にそれぞ
れ追従するような電圧指令値vdes *,vqes *を出力する電
流制御回路である。(8)および(9)は三相二相座標
変換回路でu,v,wの三相交流成分を,インバータ出力周
波数ωで回転する直交2軸のd−q座標上のd軸成分と
q軸成分とに変換する。(10)は二相三相座標変換回路
で,d−q座標上のd,q軸成分を,u,v,wの三相交流成分に
変換する。(11)は二相三相座標変換回路(10)が出力
する三相交流電圧指令値Vu *,Vv *,Vw *を入力し,この電
圧指令値を基にインバータ(15)の出力電圧の推定値
Vu,Vv,Vwを出力するインバータ出力電圧推定値発生手段
としてのインバータ出力電圧推定値発生回路であり,上
記(11)の構成および動作については,第2図ないし第
4図を用いて後述する。(12u)〜(12w)は上記電圧指
令値Vu *,Vv *,Vw *と三角波搬送波発生回路(13)が出力
する三角波搬送波とを入力し,三相PWM信号を出力する
コンパレータ,(14u)〜(14W)は上記三相PWM信号を
増巾し,後段のインバータ(15)を構成するパワートラ
ンジスタのベース電流を供給するベースアンプ,(16)
はインバータ(15)の直流電圧源,(17)は直流電圧源
(16)の電圧VDCを検出する直流電圧検出器,(17u)〜
(17w)は誘導電動機(18)へ供給されるインバータ(1
5)の三相出力電流iu,iv,iwを検出する電流検出器であ
る。なお,上記速度制御回路(2)〜インバータ出力電
圧推定値発生回路(11)によりインバータ制御部(23)
が構成されている。
In the figure, (1) the speed setting circuit for outputting a rotational speed command value omega r * of the induction motor (18), (2) is a speed control circuit (2), described later with the rotational speed command value omega r * Of the rotation speed of the electric motor (18) output by the speed estimation circuit (3) To output the current command values i des * , i qes * of the motor (18). (3) is a speed estimation circuit, which will be described later in three phases 2
Orthogonal biaxial current values output by the phase coordinate conversion circuit (9)
i des , i qes and the orthogonal two-axis voltage values v des , v qes output from the three-phase two-phase coordinate converter (8) are input, and the above estimated values are obtained. Is output. (4) is the above estimated value And a slip frequency ω s output by a slip frequency calculation circuit (5) described later are added to output the output frequency ω of the inverter device.
, (5) is the orthogonal biaxial current i des , i
This is a slip frequency calculation circuit that inputs qes and calculates and outputs the slip frequency ω s of the electric motor (18). (6) is an integrator that integrates the inverter output frequency ω and outputs the phase angle θ of the dq coordinate axes, and (7d) and (7q) are the current command values i des * , i des * and the two orthogonal axes. current value i des of, and the i QES type respectively, the i des is i des *, the voltage command value as i QES to follow each i qes * v des *, v current control circuit for outputting a QES * Is. (8) and (9) are three-phase / two-phase coordinate conversion circuits, in which the three-phase AC components of u, v, w are converted into the d-axis component on the dq coordinate of the two orthogonal axes rotating at the inverter output frequency ω and the q-component. Convert to the axis component. (10) is a two-phase / three-phase coordinate conversion circuit that converts the d, q-axis components on the dq coordinates into the three-phase AC components of u, v, w. (11) inputs the three-phase AC voltage command values V u * , V v * , V w * output from the two-phase three-phase coordinate conversion circuit (10), and based on this voltage command value, the inverter (15) Estimated output voltage
It is an inverter output voltage estimated value generation circuit as an inverter output voltage estimated value generation means for outputting V u , V v , V w . For the configuration and operation of (11), refer to FIG. 2 to FIG. See below. (12u) to (12w) are comparators that input the voltage command values V u * , V v * , V w * and the triangular wave carrier output from the triangular wave carrier generation circuit (13) and output a three-phase PWM signal. (14u) to (14W) are base amplifiers for amplifying the above three-phase PWM signal and supplying the base current of the power transistor which constitutes the inverter (15) in the subsequent stage, (16)
Is a DC voltage source of the inverter (15), (17) is a DC voltage detector for detecting the voltage V DC of the DC voltage source (16), (17u) ~
(17w) is an inverter (1) supplied to the induction motor (18)
This is a current detector that detects the three-phase output currents i u , i v , and i w in 5). In addition, the speed control circuit (2) to the inverter output voltage estimated value generation circuit (11) are used to control the inverter control unit (23).
Is configured.

次に第1図に示したブロツク図の動作について説明す
る。直流電圧検出器(17)で検出されたインバータ(1
5)の直流電圧源(16)の電圧VDCと,二相三相座標変換
回路(10)の出力である三相交流電圧指令値Vu *,Vv *,Vw
*と,三角波搬送波発生回路(13)の出力の波高値VC
から,インバータ出力電圧推定値発生回路(11)によつ
てインバータ(15)の出力電圧の基本波分Vu,Vv,Vwを検
出する。
Next, the operation of the block diagram shown in FIG. 1 will be described. Inverter detected by DC voltage detector (17) (1
5) The voltage V DC of the DC voltage source (16) and the three-phase AC voltage command values V u * , V v * , V w output from the two-phase / three-phase coordinate conversion circuit (10)
* And the peak value V C of the output of the triangular wave carrier generation circuit (13), the fundamental wave component V u , V v , of the output voltage of the inverter (15) is calculated by the inverter output voltage estimated value generation circuit (11). Detect V w .

このVu,Vv,Vwは,三相二相座標変換回路(8)でd−q
座標上の電圧成分vdes,vdesに変換される。電流検出器
(17)で検出された三相交流電流iu,iv,iwは,三相二相
座標変換回路(9)でd−q座標上の電流成分ides,i
qesに変換される。速度推定回路は,d−q座標上の電
圧,電流成分vdes,vqes,ides,iqesと,インバータ出力
周波数ωと,予め入力されている電動機定数より,電動
機(18)の回転速度の推定値 を出力する。すべり周波数演算回路(5)は,idesとi
qesから電動機(18)に与えるべきすべり周波数ω
演算し出力する。ωは加算器(4)によつて加算されて,インバータ出力周
波数ωとなりωは積分器(6)によつて積分されて,d−
q座標の位相角θとなる。速度制御回路(2)は が速度指令値ωr *に追従するように電動機(18)に供給
するべき電流指令値ides *,iqes *を出力する。電流制御
回路(7d),(7q)は、ides *,iqes *にides,iqesが追従
するように,電圧指令値vdes *,vqes *,を出力する。こ
れ等の電圧指令値vdes *,vqes *,は二相三相座標変換回
路(10)で三相交流電圧指令値Vu *,Vv *,Vw *に変換され
る。Vu *,Vv *,Vw *はそれぞれコンパレータ(12u)〜(12
w)で三角波搬送波と比較されて三相PWM信号となり,さ
らにベースアンプ回路(14)で増幅されてインバータ
(15)の駆動信号となる。このインバータ(15)で誘導
電動機(18)を可変速制御する。
These V u , V v , V w are dq in the three-phase two-phase coordinate conversion circuit (8).
Converted to coordinate voltage components v des and v des . The three-phase alternating currents i u , i v , i w detected by the current detector (17) are the current components i des , i on the dq coordinates in the three-phase two-phase coordinate conversion circuit (9).
Converted to qes . The speed estimation circuit calculates the rotation speed of the electric motor (18) based on the voltage and current components v des , v qes , i des , i qes on the dq coordinates, the inverter output frequency ω, and the motor constant input in advance. Estimate of Is output. The slip frequency calculation circuit (5) is composed of i des and i
The slip frequency ω s to be given to the electric motor (18) is calculated from qes and output. ω s Is added by the adder (4) to become the inverter output frequency ω, and ω is integrated by the integrator (6), and d−
It becomes the phase angle θ of the q coordinate. The speed control circuit (2) Outputs current command values i des * , i qes * to be supplied to the electric motor (18) so as to follow the speed command value ω r * . Current control circuit (7d), (7q) is, i des *, i QES * to i des, as i QES to follow, * voltage command value v des, v QES *, and outputs a. These voltage command values v des * , v qes * are converted into three-phase AC voltage command values V u * , V v * , V w * by the two-phase three-phase coordinate conversion circuit (10). V u * , V v * , V w * are comparators (12u) to (12
In w), it is compared with the triangular wave carrier and becomes a three-phase PWM signal, which is further amplified by the base amplifier circuit (14) and becomes the drive signal for the inverter (15). The inverter (15) controls the induction motor (18) at a variable speed.

次にこの発明のポイントであるPWMインバータの出力電
圧の推定値を出力するインバータ出力電圧推定値発生回
路(11)の詳細について第2図および第3図を用いて説
明する。第2図はインバータ出力電圧推定値発生回路
(11)を示すブロツク図である。図において,(19
u),(19v),(19w)は入力電圧を予め設定されたク
ランプ電圧レベルVC以下に制限して出力するクランプ回
路,(20u),(20v),(20w)は入力電圧を1/VC倍に
増巾して出力する増巾器,(21)は入力電圧の1/2倍を
出力する増巾器,(22u),(22v),(22w)は増巾器
(20u),(20v),(20w)のそれぞれと増巾器(21)
の出力を入力して乗算する乗算器であり,上記クランプ
回路(19u)〜(19w),増巾器(20u)〜(20w),(2
1),乗算器(22u)〜(22w)によりインバータ出力電
圧推定値発生回路が構成されている。
Next, details of the inverter output voltage estimated value generation circuit (11) for outputting the estimated value of the output voltage of the PWM inverter, which is the point of the present invention, will be described with reference to FIGS. 2 and 3. FIG. 2 is a block diagram showing the inverter output voltage estimated value generation circuit (11). In the figure, (19
u), (19v), and (19w) are clamp circuits that limit the input voltage to a preset clamp voltage level V C or less and output it. (20u), (20v), and (20w) are 1 / Magnifier that increases the output by V C times and outputs, (21) is an amplifier that outputs 1/2 times the input voltage, (22u), (22v), (22w) is an amplifier (20u) , (20v), (20w) and amplifier (21)
Of the clamp circuits (19u) to (19w), the amplifiers (20u) to (20w), (2
1) The multipliers (22u) to (22w) make up the inverter output voltage estimated value generation circuit.

第3図は第2図に示したブロツク回路の動作の説明図で
あり,以下,この図を用いて第2図の回路の動作を説明
する。なお,第3図はu相についての説明図であるが,v
相,w相についても位相がそれぞれ2π/3ずつ異なるだけ
で,上記u相の場合と同様である。
FIG. 3 is an explanatory diagram of the operation of the block circuit shown in FIG. 2, and the operation of the circuit of FIG. 2 will be described below with reference to this figure. It should be noted that although FIG. 3 is an explanatory diagram for the u phase, v
The phases of the phases w and w are different from each other by 2π / 3, which is the same as the case of the above u phase.

クランプ回路(19)に入力された第3図AのVu *に示す
ごとき三相交流電圧指令Vu *,Vv *,Vw *はインバータの出
力電圧の飽和を模擬するクランプ回路(19)によつて,
予め設定された三角波搬送波の波高値VC以下のレベルに
制限され,第3図Bに示すごとき信号Vu′,Vv′,Vw
になる。Vu′,Vv′,Vw′は増幅器(20)によつてそれ
ぞれ1/VC倍され,第3図Cに示すごとき信号Vu″,
Vv″,Vw″となり,Vu″,Vv″,Vw″は,インバータの
直流電圧源の変動を補償するために増幅器(21)および
乗算器(22)によりそれぞれVDC/2倍され,第3図Dに
示すごとき波高値VDC/2のインバータ出力電圧の推定値
を示す信号Vu,Vv,Vwとなる。
The three-phase AC voltage command V u * , V v * , V w * as shown by V u * in FIG. 3A input to the clamp circuit (19) is a clamp circuit (19 which simulates the saturation of the output voltage of the inverter. ),
Signals V u ′, V v ′, V w ′ as shown in FIG. 3B are limited to a level equal to or lower than the preset peak value V C of the triangular wave carrier.
become. V u ′, V v ′, V w ′ are respectively multiplied by 1 / V C by the amplifier (20), and the signal V u ″, as shown in FIG. 3C,
V v ″, V w ″, and V u ″, V v ″, V w ″ are respectively V DC / 2 by an amplifier (21) and a multiplier (22) in order to compensate the fluctuation of the DC voltage source of the inverter. The signals are multiplied and become signals V u , V v , and V w indicating the estimated value of the inverter output voltage having the peak value V DC / 2 as shown in FIG. 3D.

第3図は三相交流電圧指令Vu *の波高値が三角波搬送波
の波高値VCより大きい場合の例であり,インバータ出力
電圧の推定値がVDC/2にクランプされたものを示した
が,上記電圧指令Vu *の波高値が上記VC以下であればイ
ンバータ出力電圧の波高値は で示される。なお,乗算器(22u)〜(22w)にて入力電
圧Vu″〜Vw″にインバータ(15)の直流電源(16)の電
圧VDCの1/2倍を乗ずるのは出力される交流電圧の基準を
上記直流電圧VDCの1/2に求め,正負対称に振らせるため
である。上記により得られたインバータ出力電圧推定値
は実際のインバータ出力電圧と比較して位相の遅れもな
く極めて類似したものであり,この値がインバータ制御
部(23)の三相二相座標変換回路(8)に入力される結
果として極めて良好な可変速制御特性のインバータ装置
が得られる。
Fig. 3 shows an example in which the crest value of the three-phase AC voltage command V u * is larger than the crest value V C of the triangular carrier wave, and the estimated output voltage of the inverter is clamped at V DC / 2. However, if the peak value of the voltage command V u * is below V C , the peak value of the inverter output voltage is Indicated by. In the multipliers (22u) to (22w), multiplying the input voltage V u ″ to V w ″ by half the voltage V DC of the DC power supply (16) of the inverter (15) is the output AC This is because the voltage reference is found to be 1/2 of the DC voltage V DC , and the voltage is oscillated in positive and negative symmetry. The estimated value of the inverter output voltage obtained by the above is very similar to the actual inverter output voltage with no phase delay, and this value is the same as the three-phase to two-phase coordinate conversion circuit () of the inverter controller (23). As a result of being input to 8), an inverter device having extremely good variable speed control characteristics can be obtained.

なお,上記実施例において,第1図のインバータ制御部
(23)(破線内)と第2図に示すインバータ出力電圧推
定値発生回路(11)は,アナログ回路等によるハードウ
エア処理,あるいはマイクロプロセツサによるソフトウ
エ処理のいずれによつても実現可能である。
In the above embodiment, the inverter control section (23) in FIG. 1 (inside the broken line) and the inverter output voltage estimated value generation circuit (11) in FIG. It can be realized by any of the software processing by the sensor.

第4図は第2図に示したインバータ出力電圧推定値発生
回路(11)ソフトウエア処理する場合のフロー図であ
り,このソフトウエア処理時の動作について説明する。
ステツプ(100)でインバータ装置への電源投入と共
に,このソフトウエア(プログラム)処理を開始させ
る。ステツプ(101),(102)で三相交流電圧指令値Vu
*の波高値の絶対値と,三角波搬送波VCの波高値の絶対
値と大小関係を調べ|Vu *|≦|VC|であればステツプ
(103)でインバータ出力電圧を を演算し,ステツプ(101)〜ステツプ(105)から成る
上記Vuの演算ステツプ(106)を終了し,次ステツプ(1
07)のVvの演算へ移行する。|Vu *|>|VC|であれば
上記Vu *が正の場合はステツプ(104)で を,負の場合はステツプ(105)で を求め,ステツプ(107)へ進む。ステツプ((107),
ステツプ(108)ではインバータ出力電圧Vv,Vwの推定値
を上記ステツプ(106)におけるVuの場合と同様に演算
し,ステツプ(109)で終了する。
FIG. 4 is a flow chart in the case of software processing of the inverter output voltage estimated value generation circuit (11) shown in FIG. 2, and the operation during this software processing will be described.
At step (100), this software (program) process is started at the same time when the inverter device is powered on. Three-phase AC voltage command value V u at steps (101) and (102)
Check the magnitude relationship between the absolute value of the crest value of * and the absolute value of the crest value of the triangular wave carrier V C. | V u * | ≦ | V C | If the inverter output voltage is determined in step (103) Calculates the ends the step (101) calculating step of said V u consisting of - step (105) (106), the next step (1
Move to V v calculation in 07). If │V u * │> │V C │, then if Vu * is positive, go to step (104). If negative, step (105) And proceed to step (107). Step ((107),
Step (108), the inverter output voltage V v, the estimated value of V w is calculated as in the case of V u in the step (106), and ends at step (109).

ソフトウエア処理の場合は,第2図に示したブロツク回
路の動作は第4図のフローチヤートに示すように,大小
判断と乗算だけの簡単な処理で,インバータ出力電圧の
推定値を求めることができるので,マイクロプロセツサ
の負荷を増加させることもないし,コストアツプするこ
ともないという点で非常に有利である。なお,第1図に
示すように直流電圧源(16)の電圧検出回路(17)が必
要であるが,一般にPWMインバータでは過電圧からトラ
ンジスタ等の主回路素子を保護するために,直流電圧源
(16)の電圧検出回路(17)は必須のものであり,特に
インバータの出力電圧検出のために新たに設ける必要は
ない。
In the case of software processing, the operation of the block circuit shown in FIG. 2 can obtain the estimated value of the inverter output voltage by a simple process of judgment of magnitude and multiplication, as shown in the flow chart of FIG. Therefore, it is very advantageous in that the load on the microprocessor is not increased and the cost is not increased. Although a voltage detection circuit (17) for the DC voltage source (16) is required as shown in Fig. 1, generally in a PWM inverter, in order to protect main circuit elements such as transistors from overvoltage, a DC voltage source ( The voltage detection circuit (17) in 16) is indispensable, and it is not necessary to newly install it to detect the output voltage of the inverter.

また,上記実施例では誘導電動機の速度検出器なしベク
トル制御方式のPWMインバータ装置の場合について説明
したが,インバータ装置の出力電圧の検出が必要な交流
電動機の制御方式の装置であつてもよく,上記実施例と
同様の効果を奏する。
Further, in the above-mentioned embodiment, the case of the PWM inverter device of the vector control system without the speed detector of the induction motor has been described, but it may be the device of the control system of the AC motor which requires the detection of the output voltage of the inverter device. The same effect as that of the above embodiment is obtained.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上のように,この発明によればPWMインバータの出力
電圧の推定値発生手段を,変調波である交流電圧指令信
号を三角波搬送波とインバータの直流電圧とで補正して
上記インバータ出力電圧を推定して出力するように構成
したので,インバータ出力電圧を直接検出するためのPT
のごとき電圧検出器が不要となり,しかも,インバータ
の出力電圧の飽和と直流電圧の変動の影響を受けないも
のが得られる効果がある。
As described above, according to the present invention, the estimated value generating means for the output voltage of the PWM inverter estimates the inverter output voltage by correcting the AC voltage command signal, which is a modulation wave, with the triangular wave carrier and the DC voltage of the inverter. Since it is configured to output the output voltage, the PT
This has the effect of eliminating the need for a voltage detector such as the one described above, and moreover, being one that is not affected by the saturation of the inverter output voltage and the fluctuation of the DC voltage.

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

第1図はこの発明の一実施例によるPWMインバータ装置
の構成を示すブロツク図,第2図は第1図におけるイン
バータ出力電圧推定値発生回路の詳細な構成を示すブロ
ツク図,第3図は第2図の動作を説明する波形図,第4
図はこの発明の効果をマイクロプロセツサで実現する場
合のフローチヤート,第5図はPWMインバータの動作波
形の説明である。 図において,(1)は速度設定回路,(2)は速度制御
回路,(3)は速度推定回路,(4)は加算器,(5)
はすべり周波数演算回路,(6)は積分回路,(7d),
(7q)は電流制御回路,(8),(9)は三相二相座標
変換回路,(10)は二相三相座標変換回路,(11)イン
バータ出力電圧推定値発生回路,(12u)〜(12w)はコ
ンパレータ,(13)は三角波搬送波発生回路,(14u)
〜(14w)はベースアンプ,(15)はインバータ,(1
6)は直流電圧源,(17)は直流電圧検出器,(17u)〜
(17w)は電流検出器,(18)は誘導電動機,(19u)〜
(19w)はクランプ回路,(20u)〜(20w)および(2
1)は増巾器,(22u)〜(22w)は乗算器,(23)はイ
ンバータ制御部を示す。 なお、図中,同一符号は同一,又は相当部分を示す。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a PWM inverter device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing the detailed configuration of the inverter output voltage estimated value generating circuit in FIG. 1, and FIG. Waveform diagram for explaining the operation of FIG.
FIG. 5 is a flow chart when the effect of the present invention is realized by a microprocessor, and FIG. 5 is an explanation of operation waveforms of the PWM inverter. In the figure, (1) is a speed setting circuit, (2) is a speed control circuit, (3) is a speed estimation circuit, (4) is an adder, and (5).
Is a slip frequency calculation circuit, (6) is an integration circuit, (7d),
(7q) is a current control circuit, (8) and (9) are three-phase to two-phase coordinate conversion circuits, (10) is a two-phase to three-phase coordinate conversion circuit, (11) inverter output voltage estimated value generation circuit, (12u). ~ (12w) comparator, (13) triangular wave carrier wave generation circuit, (14u)
~ (14w) is a base amplifier, (15) is an inverter, (1
6) DC voltage source, (17) DC voltage detector, (17u) ~
(17w) is a current detector, (18) is an induction motor, (19u) ~
(19w) is a clamp circuit, (20u) to (20w) and (2
1) is a widening device, (22u) to (22w) are multipliers, and (23) is an inverter controller. In the drawings, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】交流電圧指令信号を変調波とし、上記変調
波と別途入力された搬送波と比較して得られるパルス幅
変調信号によって制御される交流電動機の速度制御用PW
Mインバータ装置において、上記PWMインバータの出力電
圧を推定する出力電圧推定値発生手段を備え、この出力
電圧推定値発生手段を、上記交流電圧指令信号の一相分
をVU *、上記搬送波の波高値をVC、電圧検出器で検出さ
れた上記PWMインバータの直流電圧源の電圧をVDCとした
とき、上記VU *の波高値が上記VCより大きい場合、上記V
U *の波高値を上記VC以下のレベルに制限したVU′とした
後、(VDC/2)×(1/VC)×VU′の演算を行うととも
に、上記VU *の波高値が上記VCより小さい場合、(VDC/
2)×(1×VC)×VU *の演算を行ってPWMインバータの
出力電圧を推定するものとしたことを特徴とするPWMイ
ンバータ装置。
1. A PW for speed control of an AC motor, which is controlled by a pulse width modulation signal obtained by comparing an AC voltage command signal with a modulating wave and a carrier wave input separately from the modulating wave.
In the M inverter device, an output voltage estimated value generation means for estimating the output voltage of the PWM inverter is provided, and the output voltage estimated value generation means is configured to generate one phase of the AC voltage command signal by V U * , and a wave of the carrier wave. When the high value is V C and the voltage of the DC voltage source of the PWM inverter detected by the voltage detector is V DC , when the peak value of V U * is larger than V C, the above V C
'After a, (V DC / 2) × (1 / V C) × V U' V U of the peak value of U * is limited to the level below the V C performs calculation, the V U * of If the peak value is smaller than the above V C , (V DC /
2) A PWM inverter device characterized in that the output voltage of the PWM inverter is estimated by performing the operation of × (1 × V C ) × V U * .
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