JPH08233869A - 電流検出回路 - Google Patents

電流検出回路

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JPH08233869A
JPH08233869A JP7041147A JP4114795A JPH08233869A JP H08233869 A JPH08233869 A JP H08233869A JP 7041147 A JP7041147 A JP 7041147A JP 4114795 A JP4114795 A JP 4114795A JP H08233869 A JPH08233869 A JP H08233869A
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JP
Japan
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frequency
current
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command value
inverter circuit
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JP7041147A
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Kazuto Kawakami
和人 川上
Masahiro Suzuki
理博 鈴木
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 電流検出器の出力に含まれるオフセット成分
を除去する。 【構成】 直流電力を周波数指令値に基づき所定の周波
数の交流電力に変換するインバータ回路1の出力電流を
検出する電流検出回路3において、周波数指令値に応じ
て減衰させる境界周波数を変化させ、インバータ回路の
出力電流に含まれるオフセット成分を除去するフィルタ
手段10を有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は交流電流に生じる不要な
直流オフセット成分を除去する機能を備えた電流検出回
路に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のインバータ装置に用いられる電流
検出回路を図面を参照して説明する。図11に示すよう
に、従来のインバータ装置は、インバータ回路1と、イ
ンバータ回路1に接続された負荷2と、インバータ回路
1の出力電流を検出する電流検出器3と、電流検出器3
の出力のオフセット成分を相殺するオフセット値を設定
するオフセット設定器4と、電流検出器3の出力からオ
フセット設定器4により設定されたオフセット値を減算
する減算器5と、減算器5からの出力をインバータ回路
1の出力電流信号としてインバータ回路1の出力電流を
制御する電流制御器6とからなる。
【0003】この装置における出力電流検出は、インバ
ータ回路1の出力電流を電流検出器3によって検出し、
この検出値からオフセット設定器4により設定されたオ
フセット値を減算して、その値を電流帰還値として、電
流制御回路に与えている。このときの、オフセット設定
器4のオフセット値は固定となっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、これらの回路
はオペアンプや抵抗などの要素で構成される。この構成
要素の電気的特性は比較的長期間で変化する。また、周
囲温度によっても特性が変化し、出力電圧あるいは出力
電流にドリフトが生じる。
【0005】これら特性の変化により、電流検出器の出
力には、オフセット成分が発生する。従来、このオフセ
ット成分から一定のオフセット値を引くことによってオ
フセット成分を除去していた。
【0006】ところが、上記のように、オフセット成分
は構成要素の経年変化、周囲温度変化などで変化してし
まう性質がある。このオフセット成分が相殺できなくな
ると、電流検出回路の出力に直流成分が発生し、この出
力値に応じてインバータ装置が負荷に供給する電流にも
直流成分が発生することになる。負荷が電動機の場合、
電動機が発生するトルク出力に脈動が生じ、電動機によ
って駆動される機械が正常に動作できなくなることがあ
る。
【0007】したがって、電動機が発生するトルクの脈
動が無視できない状況になると、電動機を停止させオフ
セット設定器の設定値を再調整する必要があった。よっ
て本発明の目的は、電流検出器の出力が含むオフセット
成分が経年、周囲温度などで変化しても、その時点での
直流オフセット成分を除去できるとともに、インバータ
装置が能動的に直流電流を流すときは直流成分を減衰す
ることなく直流電流を電流検出値として検出でき、イン
バータ装置の出力周波数0Hzから任意の周波数まで、
制御に有効な電流検出値を得ることができる電流検出回
路を提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の請求項1記載の電流検出回路は、直流電力を
周波数指令値に基づき所定の周波数の交流電力に交換す
るインバータ回路の出力電流を検出する電流検出回路に
おいて、上記周波数指令値に応じて減衰させる境界周波
数を変化させ、上記インバータ回路の出力電流に含まれ
るオフセット成分を除去するフィルタ手段を有したこと
を特徴とする。
【0009】本発明の請求項2記載の電流検出回路は、
請求項1記載のフィルタ手段は、上記インバータ回路の
出力と上記周波数指令値とが入力され、上記周波数指令
値に応じて上記インバータ回路の出力から上記周波数指
令値より高い周波数成分を減衰させる時変形低域通過フ
ィルタと、上記インバータ回路の出力から上記時変形低
域通過フィルタの出力を減算する減算手段とを有したこ
とを特徴とする。
【0010】本発明の請求項3記載の電流検出回路は、
請求項1記載のフィルタ手段は、上記インバータ回路の
出力と上記周波数指令値とが入力され、上記周波数指令
値に応じて上記インバータ回路の出力から上記周波数指
令値より低い周波数成分を減衰させる時変形高域通過フ
ィルタを有したことを特徴とする。
【0011】本発明の請求項4記載の電流検出回路は、
請求項1記載のフィルタ手段は、上記インバータ回路の
出力と上記周波数指令値とが入力され、上記周波数指令
値に応じて所定の周波数帯域以外の周波数成分を減衰さ
せる時変形帯域通過フィルタを有したことを特徴とす
る。
【0012】
【作用】本発明の請求項1記載の電流検出回路は、フィ
ルタ手段の入力されたインバータ回路の出力電流を減衰
させる境界周波数を周波数指令値に応じて変化させ、イ
ンバータ回路の出力電流に含まれるオフセット成分を除
去する。
【0013】本発明の請求項2記載の電流検出回路は、
時変形低域通過フィルタの入力されたインバータ回路の
出力電流を減衰させる境界周波数を周波数指令値に応じ
て変化させ、インバータ回路の出力電流に含まれるオフ
セット成分を取り出し、その成分をインバータ回路の出
力電流から減算して、インバータ回路の出力電流に含ま
れるオフセット成分を除去する。
【0014】本発明の請求項3記載の電流検出回路は、
時変形高域フィルタの入力されたインバータ回路の出力
電流を減衰させる境界周波数を周波数指令値に応じて変
化させ、インバータ回路の出力電流に含まれるオフセッ
ト成分を除去する。
【0015】本発明の請求項4記載の電流検出回路は、
時変形帯域フィルタの入力されたインバータ回路の出力
電流を減衰させる境界周波数を周波数指令値に応じて変
化させ、インバータ回路の出力電流に含まれるオフセッ
ト成分を除去する。
【0016】
【実施例】本発明の実施例を図面を参照して説明する。
図1は本発明の第1の実施例の電流検出回路を有するイ
ンバータ装置で、インバータ回路1と、インバータ回路
1に接続された負荷2と、インバータ回路1の出力電流
を検出する電流検出器3と、電流検出器3の出力とイン
バータ周波数指令値とが入力され、電流検出器3の出力
からインバータ周波数指令値より高い周波数成分を減衰
させる時変形低域通過フィルタ10と、電流検出器3の出
力から時変形低域通過フィルタ10の出力を減算する減算
器5と、減算器5からの出力をインバータ回路1の出力
電流信号としてインバータ回路1の出力電流を制御する
電流制御器6とからなる。
【0017】この電流検出動作を説明する。電流検出器
3によって検出されたインバータ回路1の出力電流に
は、オフセット成分である直流成分が含まれている。電
流検出器3の出力を時変形低域通過フィルタ10を通過さ
せると、インバータ周波数指令値より高い周波数成分が
減衰された信号が得られる。すなわち、直流成分が得ら
れる。よって、この信号を電流検出器3の出力から引い
た値がインバータ回路1の出力電流信号としてあつかわ
れる。
【0018】次に図2乃至図4を用いて本実施例の時変
形低域フィルタについて説明する。図2は時変形低域通
過フィルタの構成図であり、フィルタ定数Kをインバー
タ周波数指令値に比例するように変化させ、カットオフ
周波数を変化させる。
【0019】フィルタ定数Kはインバータ周波数指令値
が低いとき小さくなり、インバータ周波数指令値が高い
とき大きくなるように変化する。ことのきのインバータ
周波数指令値と時変形低減通過フィルタのゲインとの特
性は図3のようになる。
【0020】図においてインバータ周波数指令値がf1
のときの周波数−ゲイン特性はf1を通る特性を示し、
インバータ周波数指令値f1 より高い周波数帯域の信号
成分を減衰させ、制御上不必要なインバータ周波数指令
値以下の周波数成分を通過出力する。ここで、インバー
タ周波数指令値が高くなりf2 になると周波数−ゲイン
特性はf2 を通る特性となり、逆にインバータ周波数指
令値が低くなりf0 になると周波数−ゲイン特性はf0
を通る特性となる。
【0021】またこのとき、インバータ周波数指令値と
フィルタ定数と、時定数との関係は図4に示すようにな
る。フィルタ定数はインバータ周波数指令値に比例して
増加し、フィルタの時定数は周知の如くフィルタ定数に
反比例する。
【0022】すなわち、高周波数域でフィルタの時定数
は小さくなり、応答が速くなることを示しており、逆に
低周波数域で応答が遅くなることを示している。また、
この特性は周波数指令値が0Hzのときは時定数が無限
大となる。すなわち、直流での励磁制御も行えることを
示している。
【0023】このように電流検出回路を構成すれば、電
流検出器の出力に含まれる制御上不要な直流オフセット
成分が、経年あるいは周囲温度にて変化しても、連続時
間で直流オフセット成分を検出し、電流検出器の出力か
ら直流オフセット成分を差し引くことで、直流オフセッ
ト成分を除去した電流検出値を得られる。
【0024】また、インバータ回路が直流電流を出力し
たときは、直流電流を減衰することなく電流を検出で
き、インバータ回路の周波数指令値0Hzから任意の周
波数まで、制御に有効な電流検出値を得ることができ
る。
【0025】次に本発明の第2の実施例について説明す
る。図5は本発明の第2の実施例の電流検出回路を有す
るインバータ装置で、インバータ回路1と、インバータ
回路1に接続された負荷2と、インバータ回路1の出力
電流を検出する電流検出器3と、電流検出器3の出力と
インバータ周波数指令値とが入力されカットオフ周波数
より低い周波数成分を減衰させる時変形高域通過フィル
タ11と、時変形高域通過フィルタ11からの出力をインバ
ータ回路1の出力電流信号としてインバータ回路1の出
力電流を制御する電流制御器6とからなる。
【0026】この電流検出動作を説明する。電流検出器
3によって検出されたインバータ回路1の出力電流には
オフセット成分である直流成分が含まれている。電流検
出器3の出力を時変形高域通過フィルタ11を通過させる
と、カットオフ周波数より低い周波数成分は減衰される
のでオフセット成分は除去されるので、この時変形高域
通過フィルタ11の出力がインバータ回路1の出力電流信
号としてあつかわれる。
【0027】次に本実施例の時変形高域フィルタについ
て説明する。図6は時変形高域通過フィルタの構成図で
あり、その構成要素の積分器によりカットオフ周波数が
1/TI で与えられる。
【0028】図7に時変形高域通過フィルタのインバー
タ周波数指令値とゲイン特性を示す。図においてインバ
ータ周波数指令値がf1 のとき周波数−ゲイン特性はf
1 を通る特性を示し、インバータ周波数指令値f1 より
低い周波数帯域の信号成分を減衰させ、制御上不必要な
インバータ周波数指令値以下の周波数成分を減衰させ
る。ここでインバータ周波数指令が高くなりf2 になる
と周波数−ゲイン特性はf2 を通る特性となり、逆にイ
ンバータ周波数指令が低くなりf0 になると周波数−ゲ
イン特性はf0 を通る特性となる。
【0029】よって本実施例では、上記の如く周波数指
令値にて時変形高域通過フィルタのカットオフ周波数を
変化させ、逐次、周波数指令値近傍にカットオフ周波数
を設定することで、有効な周波数成分を減衰させること
なく、不要な直流オフセット成分を除去できるようにし
ている。
【0030】また、インバータ装置が直流電流を出力し
たときは、直流電流を減衰することなく電流を検出でき
るようにしている。次に本発明の第3の実施例について
説明する。
【0031】図8は本発明の第3の実施例の電流検出回
路を有するインバータ装置で、インバータ回路1と、イ
ンバータ回路1に接続された負荷2と、インバータ回路
1の出力電流を検出する電流検出器3と、電流検出器3
の出力とインバータ周波数指令値とが入力され所定の周
波数帯域以外の周波数成分を減衰させる時変形帯域通過
フィルタ12と、時変形帯域通過フィルタ12からの出力を
インバータ回路1の出力電流信号としてインバータ回路
1の出力電流を制御する電流制御器6とからなる。
【0032】この電流検出動作を説明する。電流検出器
3によって検出されたインバータ回路1の出力電流には
オフセット成分である直流成分が含まれている。電流検
出器3の出力を時変形帯域通過フィルタ12を通過させる
と、時変形帯域通過フィルタ12により設定された周波数
帯域以外は減衰されるので、周波数成分の低いオフセッ
ト成分は除去され、更に高周波雑音が除去される。そし
て、この時変形帯域通過フィルタ12の出力がインバータ
回路1の出力電流信号としてあつかわれる。
【0033】次に本実施例の時変形帯域通過フィルタに
ついて説明する。図9は時変形帯域通過フィルタの構成
図であり、TI で高域通過周波数を設定し、Kで低域通
過周波数をインバータ周波数指定値で変化させる。
【0034】図10に時変形帯域通過フィルタのインバー
タ周波数指令値とゲイン特性を示す。図においてインバ
ータ周波数指令値がf1 のとき周波数−ゲイン特性は実
線で示された特性を示し、設定された帯域以外の周波数
帯域の信号成分を減衰させ、制御上不必要な周波数帯域
以外の周波数成分を減衰させる。ここでインバータ周波
数指令値が高くなりf2 になると周波数−ゲイン特性は
1点鎖線で示す特性となり、逆にインバータ周波数指令
値が低くなりf0 になると周波数−ゲイン特性は点線で
示された特性となる。
【0035】本実施例では、上記の如く周波数指令値に
て時変形帯域通過フィルタの周波数帯域を変化させ、逐
次、周波数指令値近傍に周波数帯域を移動することで、
有効な周波数成分を減衰させることなく、不要な直流オ
フセット成分および高周波雑音をも除去できるようにし
ている。
【0036】また、インバータ装置が直流電流を出力し
たときは、直流電流を減衰することなく電流を検出でき
るようにしている。以上挙げた実施例の各フィルタでは
ソフトを主眼に離散値系で表現しているが、アナログ回
路を用いても良い。また、各フィルタの特性をインバー
タ装置の周波数指令値で変化させる構成であれば、各フ
ィルタの細かい構成は問わない。
【0037】
【発明の効果】上述したように本発明の請求項1記載の
電流検出回路では、経年あるいは周囲温度などで変化す
るオフセット成分を常に除去できるとともに、インバー
タ装置が直流電流を出力したときは、直流電流を減衰す
ることなく電流を検出できる。
【0038】本発明の請求項2記載の電流検出回路で
は、電流検出器の出力に含まれる制御上不要な直流オフ
セット成分が、経年あるいは周囲温度にて変化しても、
連続時間で直流オフセット成分を検出し、電流検出器の
出力から直流オフセット成分を差し引くことで、直流オ
フセット成分を除去した電流検出値を得られる。
【0039】また、インバータ回路が直流電流を出力し
たときは、直流電流を減衰することなく電流を検出で
き、インバータ回路の周波数指令値0Hzから任意の周
波数まで、制御に有効な電流検出値を得ることができ
る。
【0040】本発明の請求項3記載の電流検出回路で
は、周波数指令値にて時変形高域通過フィルタのカット
オフ周波数を変化させ、逐次、周波数指令値近傍にカッ
トオフ周波数を設定することで、有効な周波数成分を減
衰させることなく、不要な直流オフセット成分を除去で
きるようにしている。
【0041】また、インバータ装置が直流電流を出力し
たときは、直流電流を減衰することなく電流を検出でき
る。本発明の請求項4記載の電流検出回路では、周波数
指令値にて時変形帯域通過フィルタの周波数帯域を変化
させ、逐次、周波数指令値近傍に周波数帯域を移動する
ことで、有効な周波数成分を減衰させることなく、不要
な直流オフセット成分および高周波雑音をも除去できる
ようにしている。また、インバータ装置が直流電流を出
力したときは、直流電流を減衰することなく電流を検出
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例の電流検出回路を有する
インバータ装置の構成図。
【図2】本発明の第1の実施例の時変形低域通過フィル
タの構成図。
【図3】時変形低域通過フィルタの周波数−ゲイン特性
を説明した図。
【図4】時変形低域通過フィルタの周波数−フィルタ定
数、時定数特性を説明した図。
【図5】本発明の第2の実施例の電流検出回路を有する
インバータ装置の構成図。
【図6】本発明の第2の実施例の時変形高域通過フィル
タの構成図。
【図7】時変形高域通過フィルタの周波数−ゲイン特性
を説明した図。
【図8】本発明の第3の実施例の電流検出回路を有する
インバータ装置の構成図。
【図9】本発明の第3の実施例の時変形帯域通過フィル
タの構成図。
【図10】時変形帯域通過フィルタの周波数−ゲイン特
性を説明した図。
【図11】従来の電流検出回路を有するインバータ装置
の構成図。
【符号の説明】
1…インバータ回路 2…負荷 3…電流検出器 5…減算器 6…電流制御器 10…時変形低域通過フィルタ 11…時変形高域通過フィルタ 12…時変形帯域通過フィルタ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 直流電力を周波数指令値に基づき所定の
    周波数の交流電力に変換するインバータ回路の出力電流
    を検出する電流検出回路において、前記周波数指令値に
    応じて減衰させる境界周波数を変化させ、前記インバー
    タ回路の出力電流に含まれるオフセット成分を除去する
    フィルタ手段を具備したことを特徴とする電流検出回
    路。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のフィルタ手段は、前記イ
    ンバータ回路の出力と前記周波数指令値とが入力され、
    前記周波数指令値に応じて前記インバータ回路の出力か
    ら前記周波数指令値より高い周波数成分を減衰させる時
    変形低域通過フィルタと、前記インバータ回路の出力か
    ら前記時変形低域通過フィルタの出力を減算する減算手
    段とを具備したことを特徴とする電流検出回路。
  3. 【請求項3】 請求項1記載のフィルタ手段は、前記イ
    ンバータ回路の出力と前記周波数指令値とが入力され、
    前記周波数指令値に応じて前記インバータ回路の出力か
    ら前記周波数指令値より低い周波数成分を減衰させる時
    変形高域通過フィルタを具備したことを特徴とする電流
    検出回路。
  4. 【請求項4】 請求項1記載のフィルタ手段は、前記イ
    ンバータ回路の出力と前記周波数指令値とが入力され、
    前記周波数指令値に応じて所定の周波数帯域以外の周波
    数成分を減衰させる時変形帯域通過フィルタを具備した
    ことを特徴とする電流検出回路。
JP7041147A 1995-03-01 1995-03-01 電流検出回路 Pending JPH08233869A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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