JPH0984385A - モータ制御装置 - Google Patents
モータ制御装置Info
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- JPH0984385A JPH0984385A JP7232452A JP23245295A JPH0984385A JP H0984385 A JPH0984385 A JP H0984385A JP 7232452 A JP7232452 A JP 7232452A JP 23245295 A JP23245295 A JP 23245295A JP H0984385 A JPH0984385 A JP H0984385A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＰＷＭ方式電圧形インバータを具備するモー
タ制御装置において、最適なデッドタイム補償量を与え
て、高精度の制御を可能とする制御方法を提供する。 【解決手段】 モータ制御装置での電流制御において、
電流指令値３に基づいてデッドタイム補償量５を算出す
るデッドタイム補償部４と、電流指令値３と電流検出値
６に基づき電圧指令値を算出し、デッドタイム補償量５
を電圧指令値に加算して補正電圧指令値８を算出する。
前記デッドタイム補償量５は、電流指令値と同じ極性を
有し、その大きさは、電流指令値の大きさが所定のしき
い値以上である場合には一定値であり、前記しきい値未
満の場合には、これに比例する値である。
タ制御装置において、最適なデッドタイム補償量を与え
て、高精度の制御を可能とする制御方法を提供する。 【解決手段】 モータ制御装置での電流制御において、
電流指令値３に基づいてデッドタイム補償量５を算出す
るデッドタイム補償部４と、電流指令値３と電流検出値
６に基づき電圧指令値を算出し、デッドタイム補償量５
を電圧指令値に加算して補正電圧指令値８を算出する。
前記デッドタイム補償量５は、電流指令値と同じ極性を
有し、その大きさは、電流指令値の大きさが所定のしき
い値以上である場合には一定値であり、前記しきい値未
満の場合には、これに比例する値である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、ＰＷＭ方式電圧
形インバータを具備するモータ制御装置に関するもので
ある。
形インバータを具備するモータ制御装置に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】ＰＷＭ方式電圧形インバータでは、モー
タのひとつの相のコイルに対して、これをＤＣ電源の正
・負極各々接続する２つのスイッチング素子（例えば、
図３のＳＷ１とＳＷ２）が設けられている。スイッチン
グ素子に動作遅れ時間があるために、前記２つのスイッ
チング素子へのそれぞれのオン信号の間に時間的猶予が
ないと、これらが同時にオン状態となってしまい短絡す
る恐れがある。この短絡防止のために同時にオフとなる
期間、つまりデッドタイムが設定されている。しかし、
この期間中は、出力電圧が制御できなくなるので、電圧
指令値に対してインバータの出力電圧には歪みが生じて
しまう。この出力電圧の歪みを補償するために、デッド
タイムに相当する補償量を電圧指令値に加算して補正電
圧指令値とする。そして、この補正電圧指令値をパルス
幅変調した信号をインバータに送出し、モータを制御す
る。
タのひとつの相のコイルに対して、これをＤＣ電源の正
・負極各々接続する２つのスイッチング素子（例えば、
図３のＳＷ１とＳＷ２）が設けられている。スイッチン
グ素子に動作遅れ時間があるために、前記２つのスイッ
チング素子へのそれぞれのオン信号の間に時間的猶予が
ないと、これらが同時にオン状態となってしまい短絡す
る恐れがある。この短絡防止のために同時にオフとなる
期間、つまりデッドタイムが設定されている。しかし、
この期間中は、出力電圧が制御できなくなるので、電圧
指令値に対してインバータの出力電圧には歪みが生じて
しまう。この出力電圧の歪みを補償するために、デッド
タイムに相当する補償量を電圧指令値に加算して補正電
圧指令値とする。そして、この補正電圧指令値をパルス
幅変調した信号をインバータに送出し、モータを制御す
る。
【０００３】モータに電流が流れている時に、前記２つ
のスイッチング素子が同時にオフとなれば、モータのイ
ンダクタンス成分により電流はダイオードを介して同一
方向に流れ続けようとするので、図３の点Ｐの電位は電
流の流れる方向、すなわち電流指令値の極性に依存し、
ＤＣバス電圧をＶとすれば、０かＶのいずれかになる。
図７は、従来技術でのデッドタイム補償量を示す図であ
り、デッドタイム補償量は電流指令値の極性だけに依存
する一定の正または負の量として決定される。
のスイッチング素子が同時にオフとなれば、モータのイ
ンダクタンス成分により電流はダイオードを介して同一
方向に流れ続けようとするので、図３の点Ｐの電位は電
流の流れる方向、すなわち電流指令値の極性に依存し、
ＤＣバス電圧をＶとすれば、０かＶのいずれかになる。
図７は、従来技術でのデッドタイム補償量を示す図であ
り、デッドタイム補償量は電流指令値の極性だけに依存
する一定の正または負の量として決定される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ＰＷＭ方式電圧形イン
バータを具備するモータ制御装置においては、前述のよ
うな２つのスイッチング素子が同時にオフしても、オフ
する直前に電流が流れていれば、インダクタンス成分が
あるために電流は流れ続けようとする。しかし、モータ
にはインダクタンス成分だけではなく抵抗成分も存在す
るため、デッドタイム時に流れる電流は時間経過ととも
に減少していく。すなわち、モータに流れる電流が小さ
ければ、２つのスイッチング素子の一方がオンする前に
電流はゼロになってしまう。電流がゼロになる場合には
前記Ｐ点の電位は不定となってしまうので、デッドタイ
ム補償量は電流がゼロになるまでの時間、すなわち電流
指令値に比例する量として考慮すればよく、従来技術で
の極性だけに依存する一定の正または負のデッドタイム
補償量では補正が正しく行なえないという問題があっ
た。
バータを具備するモータ制御装置においては、前述のよ
うな２つのスイッチング素子が同時にオフしても、オフ
する直前に電流が流れていれば、インダクタンス成分が
あるために電流は流れ続けようとする。しかし、モータ
にはインダクタンス成分だけではなく抵抗成分も存在す
るため、デッドタイム時に流れる電流は時間経過ととも
に減少していく。すなわち、モータに流れる電流が小さ
ければ、２つのスイッチング素子の一方がオンする前に
電流はゼロになってしまう。電流がゼロになる場合には
前記Ｐ点の電位は不定となってしまうので、デッドタイ
ム補償量は電流がゼロになるまでの時間、すなわち電流
指令値に比例する量として考慮すればよく、従来技術で
の極性だけに依存する一定の正または負のデッドタイム
補償量では補正が正しく行なえないという問題があっ
た。
【０００５】この発明は、上記問題点を解決するために
なされたものであり、デッドタイム補償量を電流指令値
の大きさが図２のＩｄより小さい範囲では電流指令値に
比例した量、また電流指令値の大きさがＩｄより大きい
範囲では一定量として、電圧指令値に加算してＰＷＭ信
号発生回路への指令である補正電圧指令値を算出して、
高精度のモータ制御装置を提供することを目的としてい
る。
なされたものであり、デッドタイム補償量を電流指令値
の大きさが図２のＩｄより小さい範囲では電流指令値に
比例した量、また電流指令値の大きさがＩｄより大きい
範囲では一定量として、電圧指令値に加算してＰＷＭ信
号発生回路への指令である補正電圧指令値を算出して、
高精度のモータ制御装置を提供することを目的としてい
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】モータの相電流を検出し
てフィードバック制御するモータ制御装置での電流制御
において、トルク指令値に基づき電流指令値を算出する
電流指令演算部と、電流指令値の極性と大きさに基づい
てデッドタイム補償量を算出するデッドタイム補償部
と、電流指令値と電流検出値に基づき電圧指令値を算出
し、デッドタイム補償量を電圧指令値に加算して補正電
圧指令値とする電圧指令演算部と、補正電圧指令値から
パルス幅変調信号を生成してインバータを駆動するＰＷ
Ｍ信号発生部とを備えている。
てフィードバック制御するモータ制御装置での電流制御
において、トルク指令値に基づき電流指令値を算出する
電流指令演算部と、電流指令値の極性と大きさに基づい
てデッドタイム補償量を算出するデッドタイム補償部
と、電流指令値と電流検出値に基づき電圧指令値を算出
し、デッドタイム補償量を電圧指令値に加算して補正電
圧指令値とする電圧指令演算部と、補正電圧指令値から
パルス幅変調信号を生成してインバータを駆動するＰＷ
Ｍ信号発生部とを備えている。
【０００７】この発明によるデッドタイム補償機能を有
するモータ制御装置は、前記２つのスイッチング素子が
同時にオフするデッドタイム時において、電流がゼロに
なるような電流指令値が微小な場合でも電流指令値の極
性と大きさに基づいてデッドタイム補償量を決定するの
で高精度のモータ制御をすることができる。
するモータ制御装置は、前記２つのスイッチング素子が
同時にオフするデッドタイム時において、電流がゼロに
なるような電流指令値が微小な場合でも電流指令値の極
性と大きさに基づいてデッドタイム補償量を決定するの
で高精度のモータ制御をすることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】図１はこの発明にかかるデッドタ
イム補償機能を有するモータ制御装置の回路の一実施形
態を示すブロック図である。図１において、電流指令演
算部２では、トルク指令値１に基づき電流指令値３を算
出する。またデッドタイム補償部４には、図４の三角波
を発生するマイクロコンピュータに設定してあるデッド
タイム分に相当する電圧指令値、すなわち図２のデッド
タイム補償量Ｖｄと、図２の電流指令値Ｉｄとが入力さ
れており、電流指令値３の極性と大きさにより、三相分
のデッドタイム補償量５が算出される。ここで、電流指
令値Ｉｄの決定方法を図６で説明する。図６で縦軸は前
記Ｐ点での電流Ｉｐを、横軸は前記２つのスイッチング
素子が同時にオフしてからの時間Ｔを表す。また、イン
ダクタンスをＬ，抵抗をＲとすると、Ｍ１はＬ／Ｒが大
きい場合での減衰曲線、Ｍ２はＬ／Ｒが小さい場合での
減衰曲線であり、Ｔｄはデッドタイムである。前記電流
指令値Ｉｄは、電流の減衰曲線で電流がほぼゼロとなる
時間からデッドタイム分だけ戻った時の電流値であり、
図６のＩｄ１またはＩｄ２に相当する値となる。
イム補償機能を有するモータ制御装置の回路の一実施形
態を示すブロック図である。図１において、電流指令演
算部２では、トルク指令値１に基づき電流指令値３を算
出する。またデッドタイム補償部４には、図４の三角波
を発生するマイクロコンピュータに設定してあるデッド
タイム分に相当する電圧指令値、すなわち図２のデッド
タイム補償量Ｖｄと、図２の電流指令値Ｉｄとが入力さ
れており、電流指令値３の極性と大きさにより、三相分
のデッドタイム補償量５が算出される。ここで、電流指
令値Ｉｄの決定方法を図６で説明する。図６で縦軸は前
記Ｐ点での電流Ｉｐを、横軸は前記２つのスイッチング
素子が同時にオフしてからの時間Ｔを表す。また、イン
ダクタンスをＬ，抵抗をＲとすると、Ｍ１はＬ／Ｒが大
きい場合での減衰曲線、Ｍ２はＬ／Ｒが小さい場合での
減衰曲線であり、Ｔｄはデッドタイムである。前記電流
指令値Ｉｄは、電流の減衰曲線で電流がほぼゼロとなる
時間からデッドタイム分だけ戻った時の電流値であり、
図６のＩｄ１またはＩｄ２に相当する値となる。
【０００９】ここで、デッドタイム補償量を決定するデ
ッドタイムにおける電流の流れについて、スイッチング
素子（ＳＷ１〜ＳＷ４）のオン、オフが図５のように制
御されているとして考察する。負荷をＩの矢印方向に電
流が流れている時、ＳＷ１とＳＷ４がオンの状態からＳ
Ｗ１がオフすると、電流は図５のＡのように流れる。次
に、ＳＷ２とＳＷ４がオンの状態からＳＷ２がオフする
と、電流は図５のＡのように流れる。また、ＳＷ１とＳ
Ｗ４がオンの状態からＳＷ４がオフすると、電流はＢの
ように流れる。次に、ＳＷ１とＳＷ３がオンの状態から
ＳＷ３がオフすると、電流はＢのように流れる。電流経
路がＡまたはＢの場合、インバータの出力電圧は０とな
り、デッドタイムの期間中だけ出力電圧が減少すること
になる。一方、負荷をＩの矢印方向と逆に電流が流れて
いる場合について同様に考えると、電流はすべて図５の
Ｃのように流れる。電流経路がＣの場合には、インバー
タの出力電圧はＶとなり、デッドタイムの期間中だけ出
力電圧が増加することになる。しかし、デッドタイム時
に流れる電流がゼロとなると上記のようにはならず、デ
ッドタイム補償量を変更する必要があり、その変更点と
なるのが電流指令値Ｉｄである。
ッドタイムにおける電流の流れについて、スイッチング
素子（ＳＷ１〜ＳＷ４）のオン、オフが図５のように制
御されているとして考察する。負荷をＩの矢印方向に電
流が流れている時、ＳＷ１とＳＷ４がオンの状態からＳ
Ｗ１がオフすると、電流は図５のＡのように流れる。次
に、ＳＷ２とＳＷ４がオンの状態からＳＷ２がオフする
と、電流は図５のＡのように流れる。また、ＳＷ１とＳ
Ｗ４がオンの状態からＳＷ４がオフすると、電流はＢの
ように流れる。次に、ＳＷ１とＳＷ３がオンの状態から
ＳＷ３がオフすると、電流はＢのように流れる。電流経
路がＡまたはＢの場合、インバータの出力電圧は０とな
り、デッドタイムの期間中だけ出力電圧が減少すること
になる。一方、負荷をＩの矢印方向と逆に電流が流れて
いる場合について同様に考えると、電流はすべて図５の
Ｃのように流れる。電流経路がＣの場合には、インバー
タの出力電圧はＶとなり、デッドタイムの期間中だけ出
力電圧が増加することになる。しかし、デッドタイム時
に流れる電流がゼロとなると上記のようにはならず、デ
ッドタイム補償量を変更する必要があり、その変更点と
なるのが電流指令値Ｉｄである。
【００１０】一方、電圧指令演算部７では、電流指令値
３と電流検出器１２により求められた電流検出値６とに
より算出される電圧指令値にデッドタイム補償量５が加
算されて、補正電圧指令値８となる。また、電流指令演
算部２とデッドタイム補償部４と電圧指令演算部７とか
ら構成されている電流制御演算部１４では、入出力およ
び計算等の必要な処理はすべてマイクロコンピュータに
より行なわれている。さらに、マイクロコンピュータは
ＰＷＭ信号発生部９の役割も担っており、補正電圧指令
値８に基づきパルス幅変調信号１０を生成し、インバー
タ１１に送出する。送出されてきた信号により、インバ
ータ１１ではスイッチング素子がオンまたはオフされて
モータを制御する。
３と電流検出器１２により求められた電流検出値６とに
より算出される電圧指令値にデッドタイム補償量５が加
算されて、補正電圧指令値８となる。また、電流指令演
算部２とデッドタイム補償部４と電圧指令演算部７とか
ら構成されている電流制御演算部１４では、入出力およ
び計算等の必要な処理はすべてマイクロコンピュータに
より行なわれている。さらに、マイクロコンピュータは
ＰＷＭ信号発生部９の役割も担っており、補正電圧指令
値８に基づきパルス幅変調信号１０を生成し、インバー
タ１１に送出する。送出されてきた信号により、インバ
ータ１１ではスイッチング素子がオンまたはオフされて
モータを制御する。
【００１１】
【発明の効果】以上説明したように、この発明のデッド
タイム補償機能を有するモータ制御装置によれば、デッ
ドタイムによる出力電圧の歪みを補償するためのデッド
タイム補償量を電流指令値の極性と大きさに基づいて算
出するので、たとえ電流指令値が微小な時でも高精度の
モータ制御をすることができる。
タイム補償機能を有するモータ制御装置によれば、デッ
ドタイムによる出力電圧の歪みを補償するためのデッド
タイム補償量を電流指令値の極性と大きさに基づいて算
出するので、たとえ電流指令値が微小な時でも高精度の
モータ制御をすることができる。
【図１】この発明によるデッドタイム補償機能を有する
モータ制御装置の回路の一実施形態を示すブロック図で
ある。
モータ制御装置の回路の一実施形態を示すブロック図で
ある。
【図２】この発明によるデッドタイム補償量を示す図で
ある。
ある。
【図３】ＰＷＭ方式電圧形インバータを示す図である。
【図４】ＰＷＭ方式電圧形インバータのデッドタイムを
示す図である。
示す図である。
【図５】ＰＷＭ方式電圧形インバータの動作例を示す図
である。
である。
【図６】デッドタイム時の相電流の減衰を示す図であ
る。
る。
【図７】従来技術によるデッドタイム補償量を示す図で
ある。
ある。
１ トルク指令値 ２ 電流指令演算部 ３ 電流指令値 ４ デッドタイム補償部 ５ デッドタイム補償量 ６ 電流検出値 ７ 電圧指令演算部 ８ 補正電圧指令値 ９ ＰＷＭ信号発生部 １０ パルス幅変調信号 １１ インバータ １２ 電流検出器 １３ モータ １４ 電流制御演算部 １５ ＤＣ電源 １６ 平滑用コンデンサ １７ 回生装置 １８〜２３ スイッチング素子 ２４〜２９ ダイオード
Claims (3)
- 【請求項１】 ＰＷＭ方式電圧形インバータを具備し、
モータの相電流を検出してフィードバック制御するモー
タ制御装置において、トルク指令値に基づき電流指令値
を算出する電流指令演算部と、前記電流指令値の極性と
大きさに基づいてデッドタイム補償量を算出するデッド
タイム補償部と、前記電流指令値と前記電流検出値に基
づき電圧指令値を算出し、前記デッドタイム補償量を前
記電圧指令値に加算して補正電圧指令値とする電圧指令
演算部と、前記補正電圧指令値からインバータを駆動す
る信号を生成するＰＷＭ信号発生部とを備えているモー
タ制御装置。 - 【請求項２】 前記デッドタイム補償部は、前記デッド
タイム補償量の大きさを、前記電流指令値の大きさが所
定のしきい値以上であれば一定値に、また、前記しきい
値未満であれば前記電流指令値の大きさに比例する値と
して算出することを特徴とする請求項１のモータ制御装
置。 - 【請求項３】 前記しきい値の大きさを、モータのイン
ダクタンスとモータを含む配線経路の抵抗の比で定まる
モータの前記相電流の減衰カーブに依存する値として決
定することを特徴とする請求項２のモータ制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7232452A JPH0984385A (ja) | 1995-09-11 | 1995-09-11 | モータ制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7232452A JPH0984385A (ja) | 1995-09-11 | 1995-09-11 | モータ制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0984385A true JPH0984385A (ja) | 1997-03-28 |
Family
ID=16939512
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7232452A Pending JPH0984385A (ja) | 1995-09-11 | 1995-09-11 | モータ制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0984385A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100300130B1 (ko) * | 1999-07-08 | 2001-11-01 | 윤종용 | 모터의 데드타임보상기 및 데드타임보상 제어방법 |
| WO2005023626A1 (ja) * | 2003-09-02 | 2005-03-17 | Nsk Ltd. | 電動パワーステアリング装置の制御装置 |
| EP1814215A1 (en) | 2006-01-30 | 2007-08-01 | Hitachi, Ltd. | Electric power converter and motor driving system |
| KR100761210B1 (ko) * | 2006-03-16 | 2007-09-21 | 현대모비스 주식회사 | 이피에스의 토크 노이즈 저감 장치 |
| JP2009183142A (ja) * | 2002-02-25 | 2009-08-13 | Daikin Ind Ltd | 電動機制御方法およびその装置 |
| WO2013171866A1 (ja) * | 2012-05-16 | 2013-11-21 | 三菱電機株式会社 | 交流電動機制御装置およびｏｎ電圧補正方法 |
| DE19808104B4 (de) * | 1996-11-28 | 2014-08-07 | Okuma Corp. | Wechselrichter-Steuerungsvorrichtung |
| JP2018174660A (ja) * | 2017-03-31 | 2018-11-08 | オークマ株式会社 | 三相インバータ装置 |
| JP2021168549A (ja) * | 2020-04-09 | 2021-10-21 | 日立Astemo株式会社 | 電動モータ用制御装置、ステアリング装置 |
-
1995
- 1995-09-11 JP JP7232452A patent/JPH0984385A/ja active Pending
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US8129933B2 (en) | 2002-02-25 | 2012-03-06 | Daikin Industries, Ltd. | Motor controlling method and apparatus thereof |
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| US8587241B2 (en) | 2002-02-25 | 2013-11-19 | Daikin Industries, Ltd. | Motor controlling method and apparatus thereof |
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| US7345442B2 (en) | 2003-09-02 | 2008-03-18 | Nsk Ltd. | Device for controlling electric-motor power steering device |
| JP4681453B2 (ja) * | 2003-09-02 | 2011-05-11 | 日本精工株式会社 | 電動パワーステアリング装置の制御装置 |
| EP1814215A1 (en) | 2006-01-30 | 2007-08-01 | Hitachi, Ltd. | Electric power converter and motor driving system |
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