JPH0947083A - デッドタイム補正機能付きｐｗｍインバ−タ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】特に全周波数領域にて良好な速度，トルク制御
を行い得る簡便な構成のデッドタイム補正機能付きＰＷ
Ｍインバ−タを提供するものである。 【解決手段】電流検出器と、デッドタイム補正量演算器
と、加算器と、ＰＷＭインバ−タとを具備して構成され
るものにおいて、誘導電動機の運転パラメ−タにより出
力値を変化させるゲイン演算器と、ゲイン演算器出力と
電流検出器出力を入力として電流増幅量を出力する乗算
器とを設け、デッドタイム補正量演算器にデッドタイム
補正量設定値と電流増幅量を入力として与えるようにし
たものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、特にトルク，速度
の特性改善が図られたデッドタイム補正機能付きＰＷＭ
インバータに、関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ＰＷＭインバータ（以下単にイ
ンバータという）のア−ム間短絡を防ぐために、デッド
タイムが設けられたきた。その結果、実電圧が電圧指令
よりも少なくなって、トルク，速度制御特性に影響を及
ぼす。そこで、デッドタイム相当を予め電圧指令に足し
込むデッドタイム補正が用いられている。

【０００３】図４は従来例を示すもので、１は誘導電動
機（以下単に電動機という）、２はインバータ、３は電
流検出器、41はデッドタイム補正量演算器、51は加算器
である。図４において、インバータ２はデッドタイム補
正後の修正電圧指令ＳＷを入力し、三角波キャリア比較
により、電動機１に電力供給して電動機１を制御する。
電流検出器３は、電動機１に流れる電動機電流Ｉを検出
してデッドタイム補正量演算器41に出力する。

【０００４】デッドタイム補正量演算器41は、電動機電
流Ｉとデッドタイム補正量設定値Ｋを入力として、つぎ
に示す式（１）を演算を行い、デッドタイム補正量Ａを
発生する。すなわち、図示の如くである。 Ａ＝Ｉ（−Ｋ≦Ｉ≦Ｋ） Ａ＝Ｋ（Ｉ＜−Ｋ，Ｉ＞Ｋ） ・・・・（１） また加算器51は、電圧指令Ｖ＊にデッドタイム補正量Ａ
を加算し、デッドタイム補正後の修正電圧指令ＳＷを得
る。

【０００５】この種の従来技術においては、デッドタイ
ム補正量演算器により、電流の極性が切り替わる前後で
はデッドタイム補正量が緩やかに変化する。その結果、
低いインバ−タ周波数における電動機制御特性を改善す
ることができた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、中程度
インバ−タ周波数においても、電流の極性が切り替わる
前後でデッドタイム補正量が緩やかに変化するため、逆
に、デッドタイム補正量が不足気味となってしまう。そ
の結果、低速域での速度，トルク制御特性が劣化する。
また高いインバ−タ周波数では、かようなデッドタイム
補正を行うことにより、速度，トルク特性が悪化する。
しかして、本発明の目的とするところは、全周波数領域
にて良好な速度，トルク特性の得られるデッドタイム補
正機能付きＰＷＭインバータを、提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は上述したような
点に鑑みなされたものであって、特に電動機運転パラメ
−タにより出力値を変化させるゲイン演算器と、電流検
出器出力にゲイン演算器出力を乗算して電流増幅量を得
る乗算器とを具備して構成し、デッドタイム補正量設定
値を入力とするデッドタイム補正量演算器を電流増幅量
に対応させてなるものである。

【０００８】かかる解決手段により、つぎの如き作用を
奏し得るものである。すなわち、ゲイン演算器を、電動
機運転パラメ−タの小さいとき出力値が小さくなり、中
程度のときは出力値が大きくなる。さらに、高いとき再
び出力値が小さくなり、ついに零となるように効用でき
る。その結果、第１に、運転パラメ−タが小さいと、ゲ
イン演算器出力と電動機電流を掛けた値の振幅も小さく
なり、デッドタイム補正量は電流の極性の切り替わる前
後で緩やかに変化する。よって、従来技術と同様のデッ
ドタイム補正量が得られて速度，トルク制御特性を維持
できる。

【０００９】第２に、運転パラメ−タが中程度時には、
ゲイン演算器出力と電動機電流を掛けた値の振幅も大き
くなり、デッドタイム補正量は電流の極性の切り替わる
前後で急激に変化する。よって、ほぼステップ状のデッ
ドタイム補正量が得られて速度，トルク特性の劣化を改
善することができる。第３に、運転パラメ−タが高いと
デッドタイム補正は行われず、よって、デッドタイム補
正による速度，トルク特性の悪化を回避できる。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明による具体例を要約する
と、特に電動機運転パラメ−タにより出力値を変化させ
るゲイン演算器および電流検出器出力にゲイン演算器出
力を乗算して電流増幅量を得る乗算器を設けてなり、電
動機運転パラメ−タをインバ−タ周波数とすることによ
り、インバ−タ周波数の小さいとき，中程度のとき，高
いときそれぞれ、前述した如く作用を奏し得るものであ
って、格別なデッドタイム補正量を得るものである。以
下に、本発明を図面に基づいて、さらに詳細説明する。

【００１１】

【実施例】図１は図４に類して表した本発明の一実施例
の要部構成を示すもので、42はデッドタイム補正量演算
器、52は加算器、６はゲイン演算器、７は乗算器であ
る。すなわち、図４に対してゲイン演算器６および乗算
器７が加えられ、デッドタタイム補正量演算器42はデッ
ドタタイム補正量設定値Ｋと乗算器７出力の電流増幅量
Ｘを入力としてデッドタイム補正量Ａ’を発生し、乗算
器７は電圧指令Ｖ＊とデッドタイム補正量Ａ’を入力と
して修正電圧指令ＳＷ’をインバ−タ２に与える、如く
構成される。

【００１２】これを、図２および図３を参照して、説明
する。ゲイン演算器６は、インバ−タ周波数Ｆｉ得て図
２に示す演算を行い、ゲインＧを出力する。図２におい
て、Ｇ0 は（Ｆｉ＝Ｆ0 ＝０）時の設定値であって、低
いインバ−タ周波数で速度，トルク特性が良好となるよ
うに設定した値である。Ｇ1 は最大値であって、中程度
のインバ−タ周波数で速度，トルク特性が良好となるよ
うに設定した値である。ここで、（Ｇ1 ＞Ｇ0 ）であ
る。また、Ｆ1 は第１折点周波数値で低いインバ−タ周
波数と中程度のインバ−タ周波数の境界の周波数設定値
であって、Ｆ2 は第２折点周波数値で中程度のインバ−
タ周波数と高いインバ−タ周波数の境界の周波数設定値
である。Ｆ3 は第３折点周波数値でＦ3 以上の周波数に
おいてデッドタタイム補正を行わない。乗算器７は、ゲ
インＧと電動機電流Ｉを掛けて電流増幅量Ｘとしてデッ
ドタイム補正量演算器42に与える。

【００１３】さて、超低速，無負荷のような低いインバ
−タ周波数で電動機１を制御するときには、インバ−タ
周波数Ｆｉはほぼ零（Ｈｚ）となる。このとき、ゲイン
演算器６は、図２に基づきゲインＧ0 を出力する。その
結果、デッドタイム補正量Ａ’は、図３に示されるよう
に電動機電流Ｉの極性の切り替わる前後で緩やかに変化
する。よって、従来技術に近いデッドタイム補正が実現
し、良好な速度，トルク特性が得られる。

【００１４】低速，無負荷のような中程度のインバ−タ
周波数で電動機１を制御するときには、インバ−タ周波
数Ｆｉは、第１折点周波数値Ｆ1 と第２折点周波数値Ｆ
2 の間定格60（Ｈｚ）において、ほぼ１（Ｈｚ）とな
る。このとき、ゲイン演算器６は、図２に基づきゲイン
Ｇ1 を出力する。その結果、デッドタイム補正量Ａ’
は、図３に示されるように電動機電流Ｉの極性の切り替
わる前後で急激に変化する。よって、ほぼステップ状に
変化するデッドタイム補正が実現し、良好な速度，トル
ク特性が得られる。

【００１５】中高速，無負荷のような高いインバ−タ周
波数で電動機１を制御するときには、インバ−タ周波数
Ｆｉは第３折点周波数値Ｆ3 以上となる。このときゲイ
ン演算器６は、図２に基づきゲインＧは（Ｇ＝０）を出
力する。その結果、デッドタイム補正量Ａ’は零となっ
てデッドタイム補正は行われない。よって、デッドタイ
ム補正による特性の悪化を回避し、良好な速度，トルク
特性が得られる。

【００１６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、全
周波数領域において良好な速度，トルク特性の得られる
る簡便な構成の装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の一実施例を示すブロック図であ
る。

【図２】図２は図１のゲイン演算器の一例を示す波形図
である。

【図３】図３は図１のデッドタイム補正量演算器の出力
波形の一例と電動機電流の関係を示す波形図である。

【図４】図４は従来例を示すブロック図である。

【符号の説明】

１ 誘導電動機（電動機） ２ ＰＷＭインバ−タ（インバ−タ） ３ 電流検出器 41 デッドタイム補正量演算器 42 デッドタイム補正量演算器 51 加算器 52 加算器 ６ ゲイン演算器 ７ 乗算器 Ｉ 電動機電流 Ｋ デッドタイム補正量設定値 Ａ デッドタイム補正量 Ａ’ デッドタイム補正量 Ｖ＊ 電圧指令信号 ＳＷ 修正電圧指令 ＳＷ’ 修正電圧指令 Ｆｉ インバ−タ周波数 Ｇ ゲイン Ｘ 電流増幅量

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電動機電流を検出する電流検出器と、該
   電流検出器出力値とデッドタイム補正量設定値を入力と
   してデッドタイム補正量を出力するデッドタイム補正量
   演算器と、該デッドタイム補正量と電圧指令を加算する
   加算器と、該加算器出力を得て誘導電動機に電力を供給
   するＰＷＭインバータとを備えてなるデッドタイム補正
   機能付きＰＷＭインバータにおいて、 前記誘導電動機の運転パラメ−タにより出力値を変化さ
   せるゲイン演算器と、該ゲイン演算器出力と前記電流検
   出器出力を入力として電流増幅量を発生する乗算器とを
   設け、前記デッドタイム補正量演算器にデッドタイム補
   正量設定値および電流増幅量を送出するようにしたこと
   を特徴とするデッドタイム補正機能付きＰＷＭインバー
   タ。
2. 【請求項２】 前記運転パラメ−タをインバ−タ周波数
   とした請求項１記載のデッドタイム補正機能付きＰＷＭ
   インバータ。