JPH08266064A - インバータの制御装置 - Google Patents
インバータの制御装置Info
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- JPH08266064A JPH08266064A JP7064099A JP6409995A JPH08266064A JP H08266064 A JPH08266064 A JP H08266064A JP 7064099 A JP7064099 A JP 7064099A JP 6409995 A JP6409995 A JP 6409995A JP H08266064 A JPH08266064 A JP H08266064A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 出力電圧指令に対して安定でかつ応答遅れ時
間の少ない電圧フィードバック制御を実現できるインバ
ータの制御装置を提供する。 【構成】 出力電圧指令値を出力電圧検出値の検出遅れ
時間分だけ遅延する単位遅延手段と、前記単位遅延手段
の出力と出力電圧検出値の誤差を増幅し電圧補償値を出
力するトランスバーサルフィルタと、前記電圧補償値と
前記出力電圧指令値を加算する加算器と、加算器の出力
である補正した出力電圧指令値を入力とするＰＷＭ信号
発生回路を備える。 【効果】 誤差増幅器としてトランスバーサルフィルタ
を用いることで、出力電圧指令に対して安定な応答遅れ
時間の少ない電圧フィードバック制御が実現できる。
間の少ない電圧フィードバック制御を実現できるインバ
ータの制御装置を提供する。 【構成】 出力電圧指令値を出力電圧検出値の検出遅れ
時間分だけ遅延する単位遅延手段と、前記単位遅延手段
の出力と出力電圧検出値の誤差を増幅し電圧補償値を出
力するトランスバーサルフィルタと、前記電圧補償値と
前記出力電圧指令値を加算する加算器と、加算器の出力
である補正した出力電圧指令値を入力とするＰＷＭ信号
発生回路を備える。 【効果】 誤差増幅器としてトランスバーサルフィルタ
を用いることで、出力電圧指令に対して安定な応答遅れ
時間の少ない電圧フィードバック制御が実現できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電動機の駆動装置等に
利用されるインバータの制御装置に関するものである。
利用されるインバータの制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般的なインバータの制御装置では、イ
ンバータを構成するスイッチング素子のデッドタイムの
存在によって、インバータの出力電圧は入力された出力
電圧指令値に対して非線形になる。そのためインバータ
の出力電圧と出力電圧指令値との電圧誤差を出力電流を
もとにして近似できることを利用し、出力電圧が所望の
値になるよう補正している。しかしながらこの方法で
は、電圧誤差を出力電流をもとに近似しているため精度
よく電圧誤差を補正することができない。電圧誤差の補
正を精度よく行なうために、本出願人は先に出願された
特願平６−２８２５０号にインバータの電圧のフィード
バックを行なう方法を提案している。
ンバータを構成するスイッチング素子のデッドタイムの
存在によって、インバータの出力電圧は入力された出力
電圧指令値に対して非線形になる。そのためインバータ
の出力電圧と出力電圧指令値との電圧誤差を出力電流を
もとにして近似できることを利用し、出力電圧が所望の
値になるよう補正している。しかしながらこの方法で
は、電圧誤差を出力電流をもとに近似しているため精度
よく電圧誤差を補正することができない。電圧誤差の補
正を精度よく行なうために、本出願人は先に出願された
特願平６−２８２５０号にインバータの電圧のフィード
バックを行なう方法を提案している。
【０００３】この電圧フィードバックのシステムの一例
を図６に示す。出力電圧指令値ｅu*、ｅv*、ｅw*から電
圧検出器１０により検出したインバータ９の出力電圧検
出値ｅu 、ｅv 、ｅw を減算器２ａ，２ｂ，２ｃにより
減算し誤差電圧値を算出する。この誤差電圧値を誤差増
幅器１２ａ，１２ｂ，１２ｃによって増幅し、電圧補償
値を出力する。前記出力電圧指令値に電圧補償値を加算
器７ａ，７ｂ，７ｃによって加算し、補正された電圧指
令をＰＷＭ信号発生回路に出力することにより電圧誤差
の補正を行なっている。
を図６に示す。出力電圧指令値ｅu*、ｅv*、ｅw*から電
圧検出器１０により検出したインバータ９の出力電圧検
出値ｅu 、ｅv 、ｅw を減算器２ａ，２ｂ，２ｃにより
減算し誤差電圧値を算出する。この誤差電圧値を誤差増
幅器１２ａ，１２ｂ，１２ｃによって増幅し、電圧補償
値を出力する。前記出力電圧指令値に電圧補償値を加算
器７ａ，７ｂ，７ｃによって加算し、補正された電圧指
令をＰＷＭ信号発生回路に出力することにより電圧誤差
の補正を行なっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】図６に示した電圧フィ
ードバックシステムに図７（ａ）に示すステップ信号を
出力電圧指令として入力した場合の応答を考える。電圧
検出器１０により検出した出力電圧検出値は、出力電圧
指令に対して同一次元であり時間遅れ要素があるため、
誤差増幅器１２ａ，１２ｂ，１２ｃに一般的なｐｉ演算
増幅器を用いた場合に、ｐゲインを大きくすると図７
（ｂ）の様に過渡応答時に発振してしまう。また、ｐゲ
インの変わりにｉゲインを大きくすると応答の遅れ分だ
け図７（ｃ）の様にオーバーシュートする。発振および
オーバーシュート量を小さくするためにはｐｉ演算増幅
器のゲインを小さく設定しなければならない。しかし、
設定ゲインが小さいと図７（ｄ）の様に指令に対する応
答の遅れ時間が大きくなり指令に対して発生する誤差が
大きくなる。以上のように誤差増幅器１２ａ，１２ｂ，
１２ｃにｐｉ演算増幅器を用いた場合に安定でかつ遅れ
時間の少ない応答をさせることが難しい。また、出力電
圧指令の任意の周波数で適切な応答ができたとしても、
周波数が変わると発振したり、または出力電圧指令に対
する応答の遅れ時間が大きくなり出力電圧指令の広い周
波数領域において安定でかつ遅れ時間の少ない応答をさ
せることが難しいという問題がある。
ードバックシステムに図７（ａ）に示すステップ信号を
出力電圧指令として入力した場合の応答を考える。電圧
検出器１０により検出した出力電圧検出値は、出力電圧
指令に対して同一次元であり時間遅れ要素があるため、
誤差増幅器１２ａ，１２ｂ，１２ｃに一般的なｐｉ演算
増幅器を用いた場合に、ｐゲインを大きくすると図７
（ｂ）の様に過渡応答時に発振してしまう。また、ｐゲ
インの変わりにｉゲインを大きくすると応答の遅れ分だ
け図７（ｃ）の様にオーバーシュートする。発振および
オーバーシュート量を小さくするためにはｐｉ演算増幅
器のゲインを小さく設定しなければならない。しかし、
設定ゲインが小さいと図７（ｄ）の様に指令に対する応
答の遅れ時間が大きくなり指令に対して発生する誤差が
大きくなる。以上のように誤差増幅器１２ａ，１２ｂ，
１２ｃにｐｉ演算増幅器を用いた場合に安定でかつ遅れ
時間の少ない応答をさせることが難しい。また、出力電
圧指令の任意の周波数で適切な応答ができたとしても、
周波数が変わると発振したり、または出力電圧指令に対
する応答の遅れ時間が大きくなり出力電圧指令の広い周
波数領域において安定でかつ遅れ時間の少ない応答をさ
せることが難しいという問題がある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明にかかるインバータ制御装置は、直流電圧を
交流に変換して出力するインバータをフィードバック制
御するインバータ制御装置であって、インバータの出力
電圧の制御指示値である出力電圧指令値を出力する指令
値出力手段と、前記出力電圧指令値を単位遅延する単位
遅延手段と、前記インバータの出力電圧を検出する電圧
検出手段と、前記単位遅延された出力電圧指令値から前
記検出された出力電圧値を減算し、誤差電圧値を算出す
る減算器と、前記誤差電圧値を、各段ごとにフィードバ
ック制御のループ特性に応じた係数を乗じて、補正し電
圧補償値を算出するトランスバーサルフィルタと、前記
出力電圧指令値と前記電圧補償値を加算して補償出力電
圧指令値を算出する加算器と、前記補償出力電圧指令値
に基づき、インバータの出力電圧を制御するＰＷＭ信号
を発生するＰＷＭ信号発生回路とを備えている。さら
に、前記トランスバーサルフィルタは、前記出力電圧指
令値の周波数に応じて各段の係数が変更されるものとす
ることもできる。さらに、前記トランスバーサルフィル
タは、前記出力電圧指令値の周波数に応じて使用する段
数が変更されるものとすることもできる。
に、本発明にかかるインバータ制御装置は、直流電圧を
交流に変換して出力するインバータをフィードバック制
御するインバータ制御装置であって、インバータの出力
電圧の制御指示値である出力電圧指令値を出力する指令
値出力手段と、前記出力電圧指令値を単位遅延する単位
遅延手段と、前記インバータの出力電圧を検出する電圧
検出手段と、前記単位遅延された出力電圧指令値から前
記検出された出力電圧値を減算し、誤差電圧値を算出す
る減算器と、前記誤差電圧値を、各段ごとにフィードバ
ック制御のループ特性に応じた係数を乗じて、補正し電
圧補償値を算出するトランスバーサルフィルタと、前記
出力電圧指令値と前記電圧補償値を加算して補償出力電
圧指令値を算出する加算器と、前記補償出力電圧指令値
に基づき、インバータの出力電圧を制御するＰＷＭ信号
を発生するＰＷＭ信号発生回路とを備えている。さら
に、前記トランスバーサルフィルタは、前記出力電圧指
令値の周波数に応じて各段の係数が変更されるものとす
ることもできる。さらに、前記トランスバーサルフィル
タは、前記出力電圧指令値の周波数に応じて使用する段
数が変更されるものとすることもできる。
【０００６】
【作用】本発明に係るインバータ制御装置においては、
トランスバーサルフィルタが出力電圧指令値と出力電圧
検出値の誤差を正確に、かつ安定性を損なうことなく増
幅し、出力電圧指令を補正する電圧補償値を出力する。
このため、出力電圧指令に対する応答が安定でかつ遅れ
時間の少ない電圧フィードバック制御ができる。さらに
出力電圧指令値の周波数に応じて係数が変更可能な乗算
器を備えたトランスバーサルフィルタまたは、出力電圧
指令値の周波数に応じて次数が変更可能なトランスバー
サルフィルタを用いており、周波数に応じた適切なゲイ
ン調整ができるので、広い周波数領域においても出力電
圧指令に対する応答が安定でかつ遅れ時間の少ない電圧
フィードバック制御ができる。
トランスバーサルフィルタが出力電圧指令値と出力電圧
検出値の誤差を正確に、かつ安定性を損なうことなく増
幅し、出力電圧指令を補正する電圧補償値を出力する。
このため、出力電圧指令に対する応答が安定でかつ遅れ
時間の少ない電圧フィードバック制御ができる。さらに
出力電圧指令値の周波数に応じて係数が変更可能な乗算
器を備えたトランスバーサルフィルタまたは、出力電圧
指令値の周波数に応じて次数が変更可能なトランスバー
サルフィルタを用いており、周波数に応じた適切なゲイ
ン調整ができるので、広い周波数領域においても出力電
圧指令に対する応答が安定でかつ遅れ時間の少ない電圧
フィードバック制御ができる。
【０００７】
【実施例】図１は本発明に係るインバータの制御装置の
一実施例のシステム構成図である。図１に係るインバー
タの制御装置の一実施例においては、インバータの出力
電圧を電圧検出器１０によって出力電圧検出値ｅu 、ｅ
v 、ｅw 、として検出する。指令値出力手段１３より出
力された出力電圧指令ｅu*、ｅv*、ｅw*を出力電圧検出
値の検出遅れ時間だけ単位遅延手段１ａ，１ｂ，１ｃに
よって遅延し保持する。これらの単位遅延手段１ａ，１
ｂ，１ｃは同一の構成を有するものであり、特に必要な
い限り以後の説明においては添符号ａ，ｂ，ｃを省略
し、単に単位遅延器１と記す。同様に他の構成について
も必要ない限り添符号を省略する。電圧検出手器１０に
よって検出した出力電圧検出値は、出力電圧指令値が前
記単位遅延手段によって単位遅延しているため単位遅延
器１の出力に対して遅れ要素はない。減算器２が単位遅
延器１の出力から出力電圧検出値を減算し誤差電圧値を
算出する。減算器２によって算出した誤差電圧値はトラ
ンスバーサルフィルタ３によって増幅され出力電圧補償
値として出力する。ここでトランスバーサルフィルタに
ついて説明する。トランスバーサルフィルタ３ａはｎ次
の単位遅延手段４ａ−１、４ａ−２、・・・４ａ−ｎを
持ち、それぞれの次数の単位遅延手段の出力を係数倍す
る複数の乗算器５ａ−１、５ｂ−２、・・・５ａ−ｎを
備えている。乗算器５はそれぞれの次数に応じた係数を
設定することができる。他の相のトランスバーサルフィ
ルタ３ｂ，３ｃも同様の構成を有している。乗算器５の
係数の設定は、例えば、トランスバーサルフィルタ３内
の乗算器５の係数は次数が大きくなるに従って指数関数
的に小さくなる値を例えば図３のように設定しておく。
トランスバーサルフィルタ３に入力する誤差電圧値は乗
算器５で増幅し、単位遅延器４で保持されている過去の
誤差電圧値もそれぞれの乗算器５に設定してある係数に
従って増幅する。これらの複数の乗算器５の出力を加算
器６で加算した結果は、過去ｎ次分の誤差分を考慮し出
力電圧指令値に対して補正する電圧値であり、これは、
出力電圧指令ｅu*、ｅv*、ｅw*と出力電圧検出値ｅu 、
ｅv 、ｅw との誤差電圧をトランスバーサルフィルタの
次数に対応する時間分だけ、高精度化して検出した結果
である。そこでこの加算器の出力を電圧補償値として出
力し、出力電圧指令とこの電圧補償値を加算器７で加算
し、補正した出力電圧指令をＰＷＭ信号発生回路に出力
する。本発明の電圧フィードバックシステムにステップ
信号図２の（ａ）を出力電圧指令として入力した場合の
応答を図２の（ｂ）に示す。ステップ信号の出力電圧指
令に対して応答遅れ時間が小さくかつオーバーシュート
の小さい安定した応答である。
一実施例のシステム構成図である。図１に係るインバー
タの制御装置の一実施例においては、インバータの出力
電圧を電圧検出器１０によって出力電圧検出値ｅu 、ｅ
v 、ｅw 、として検出する。指令値出力手段１３より出
力された出力電圧指令ｅu*、ｅv*、ｅw*を出力電圧検出
値の検出遅れ時間だけ単位遅延手段１ａ，１ｂ，１ｃに
よって遅延し保持する。これらの単位遅延手段１ａ，１
ｂ，１ｃは同一の構成を有するものであり、特に必要な
い限り以後の説明においては添符号ａ，ｂ，ｃを省略
し、単に単位遅延器１と記す。同様に他の構成について
も必要ない限り添符号を省略する。電圧検出手器１０に
よって検出した出力電圧検出値は、出力電圧指令値が前
記単位遅延手段によって単位遅延しているため単位遅延
器１の出力に対して遅れ要素はない。減算器２が単位遅
延器１の出力から出力電圧検出値を減算し誤差電圧値を
算出する。減算器２によって算出した誤差電圧値はトラ
ンスバーサルフィルタ３によって増幅され出力電圧補償
値として出力する。ここでトランスバーサルフィルタに
ついて説明する。トランスバーサルフィルタ３ａはｎ次
の単位遅延手段４ａ−１、４ａ−２、・・・４ａ−ｎを
持ち、それぞれの次数の単位遅延手段の出力を係数倍す
る複数の乗算器５ａ−１、５ｂ−２、・・・５ａ−ｎを
備えている。乗算器５はそれぞれの次数に応じた係数を
設定することができる。他の相のトランスバーサルフィ
ルタ３ｂ，３ｃも同様の構成を有している。乗算器５の
係数の設定は、例えば、トランスバーサルフィルタ３内
の乗算器５の係数は次数が大きくなるに従って指数関数
的に小さくなる値を例えば図３のように設定しておく。
トランスバーサルフィルタ３に入力する誤差電圧値は乗
算器５で増幅し、単位遅延器４で保持されている過去の
誤差電圧値もそれぞれの乗算器５に設定してある係数に
従って増幅する。これらの複数の乗算器５の出力を加算
器６で加算した結果は、過去ｎ次分の誤差分を考慮し出
力電圧指令値に対して補正する電圧値であり、これは、
出力電圧指令ｅu*、ｅv*、ｅw*と出力電圧検出値ｅu 、
ｅv 、ｅw との誤差電圧をトランスバーサルフィルタの
次数に対応する時間分だけ、高精度化して検出した結果
である。そこでこの加算器の出力を電圧補償値として出
力し、出力電圧指令とこの電圧補償値を加算器７で加算
し、補正した出力電圧指令をＰＷＭ信号発生回路に出力
する。本発明の電圧フィードバックシステムにステップ
信号図２の（ａ）を出力電圧指令として入力した場合の
応答を図２の（ｂ）に示す。ステップ信号の出力電圧指
令に対して応答遅れ時間が小さくかつオーバーシュート
の小さい安定した応答である。
【０００８】さらに、図１で出力電圧指令の周波数ω*
に応じてトランスバーサルフィルタ３の乗算器５の係数
を可変する。周波数ω* の値によって線形的に可変させ
てもよいし、また出力電圧指令の周波数ω* に応じてト
ランスバーサルフィルタ３の乗算器５の係数を０に設定
することで、使用する次数を選択することも可能であ
る。乗算器５の係数を周波数ω* の値によって可変させ
る例を図４に、また周波数ω* に応じて乗算器５の係数
を０に設定することで、使用する次数を選択する例を図
５に示す。
に応じてトランスバーサルフィルタ３の乗算器５の係数
を可変する。周波数ω* の値によって線形的に可変させ
てもよいし、また出力電圧指令の周波数ω* に応じてト
ランスバーサルフィルタ３の乗算器５の係数を０に設定
することで、使用する次数を選択することも可能であ
る。乗算器５の係数を周波数ω* の値によって可変させ
る例を図４に、また周波数ω* に応じて乗算器５の係数
を０に設定することで、使用する次数を選択する例を図
５に示す。
【０００９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、誤差増幅器としてトランスバーサルフィルタを用い
ることで、出力電圧指令に対して安定な応答遅れ時間の
少ない電圧フィードバック制御が実現できる。さらに、
出力電圧指令の周波数に応じてトランスバーサルフィル
タ内の乗算器の係数及びトランスバーサルフィルタの次
数を可変することで、広い周波数領域に対しても安定な
応答遅れ時間の少ない電圧フィードバック制御が実現で
きる。
は、誤差増幅器としてトランスバーサルフィルタを用い
ることで、出力電圧指令に対して安定な応答遅れ時間の
少ない電圧フィードバック制御が実現できる。さらに、
出力電圧指令の周波数に応じてトランスバーサルフィル
タ内の乗算器の係数及びトランスバーサルフィルタの次
数を可変することで、広い周波数領域に対しても安定な
応答遅れ時間の少ない電圧フィードバック制御が実現で
きる。
【図１】 本発明の電圧検出回路を示す回路構成図であ
る。
る。
【図２】 本発明のステップ応答を示す図である。
【図３】 乗算器５の係数の一例を示す図である。
【図４】 乗算器５の係数を周波数ω* の値によって可
変させる一例を示す図である。
変させる一例を示す図である。
【図５】 周波数ω* に応じて乗算器５の係数を０に設
定することで、使用する次数を選択する例を示す図であ
る。
定することで、使用する次数を選択する例を示す図であ
る。
【図６】 従来の電圧検出回路を示す回路構成図であ
る。
る。
【図７】 従来のステップ応答を示す図である。
１ 単位遅延器、２ 減算器、３ トランスバーサルフ
ィルタ、４ 単位遅延器、５ 乗算器、６ 加算器、７
加算器、８ ＰＷＭ信号発生回路、９ インバータ、
１０ 電圧検出器、１１ 交流モータ、１２ 誤差増幅
器。
ィルタ、４ 単位遅延器、５ 乗算器、６ 加算器、７
加算器、８ ＰＷＭ信号発生回路、９ インバータ、
１０ 電圧検出器、１１ 交流モータ、１２ 誤差増幅
器。
Claims (3)
- 【請求項１】 直流電圧を交流に変換して出力するイン
バータをフィードバック制御するインバータ制御装置に
おいて、 インバータの出力電圧の制御指令値である出力電圧指令
値を出力する指令値出力手段と、 前記出力電圧指令値を単位遅延する単位遅延手段と、 前記インバータの出力電圧を検出する電圧検出手段と、 前記単位遅延された出力電圧指令値から前記検出された
出力電圧値を減算し、誤差電圧値を算出する減算器と、 前記誤差電圧値を、各段ごとにフィードバック制御のル
ープ特性に応じた係数を乗じて、補正し電圧補償値を算
出するトランスバーサルフィルタと、 前記出力電圧指令値と前記電圧補償値を加算して補償出
力電圧指令値を算出する加算器と、 前記補償出力電圧指令値に基づき、インバータの出力電
圧を制御するＰＷＭ信号を発生するＰＷＭ信号発生回路
と、を備えたことを特徴とするインバータの制御装置。 - 【請求項２】 前記トランスバーサルフィルタは、前記
出力電圧指令値の周波数に応じて各段の係数が変更され
ることを特徴とする請求項１記載のインバータ制御装
置。 - 【請求項３】 前記トランスバーサルフィルタは、前記
出力電圧指令値の周波数に応じて使用する段数が変更さ
れることを特徴とする請求項２記載のインバータ制御装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06409995A JP3188603B2 (ja) | 1995-03-23 | 1995-03-23 | インバータの制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06409995A JP3188603B2 (ja) | 1995-03-23 | 1995-03-23 | インバータの制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08266064A true JPH08266064A (ja) | 1996-10-11 |
| JP3188603B2 JP3188603B2 (ja) | 2001-07-16 |
Family
ID=13248298
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06409995A Expired - Fee Related JP3188603B2 (ja) | 1995-03-23 | 1995-03-23 | インバータの制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3188603B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100472528B1 (ko) * | 2002-04-09 | 2005-03-07 | 건국대학교 산학협력단 | 3상 펄스폭 변조 인버터의 단일제어루프 전압제어기의제어 방법 |
| KR100688255B1 (ko) * | 2001-03-06 | 2007-03-09 | 주식회사신도리코 | 다중 포인트 피드백을 갖는 펄스폭변조 제어회로 |
| JP2008109815A (ja) * | 2006-10-27 | 2008-05-08 | Daihen Corp | 高周波電源装置 |
| JP2011139593A (ja) * | 2009-12-28 | 2011-07-14 | Fuji Electric Co Ltd | 電力変換装置 |
| CN102214986A (zh) * | 2010-04-06 | 2011-10-12 | 大连精拓光电有限公司 | 用于为开关电源变换器提供工作频率的系统 |
| JP2015047021A (ja) * | 2013-08-29 | 2015-03-12 | 株式会社明電舎 | 電力変換装置のデットタイム補償装置 |
| JP2018137981A (ja) * | 2016-07-20 | 2018-08-30 | 日本精工株式会社 | 電動パワーステアリング装置 |
-
1995
- 1995-03-23 JP JP06409995A patent/JP3188603B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR100688255B1 (ko) * | 2001-03-06 | 2007-03-09 | 주식회사신도리코 | 다중 포인트 피드백을 갖는 펄스폭변조 제어회로 |
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