JPH1054852A - インバータの出力電流検出方法 - Google Patents
インバータの出力電流検出方法Info
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- JPH1054852A JPH1054852A JP8227509A JP22750996A JPH1054852A JP H1054852 A JPH1054852 A JP H1054852A JP 8227509 A JP8227509 A JP 8227509A JP 22750996 A JP22750996 A JP 22750996A JP H1054852 A JPH1054852 A JP H1054852A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 三相のインバータ主回路のうち下アーム半導
体スイッチング素子がオフの状態でも、電流に追従した
アナログ電流を検出する。 【解決手段】 三相アナログ電流検出回路６を備えた三
相インバータの運転中の出力電流を前記三相アナログ電
流検出回路６により三相アナログ電圧に変換し、前記イ
ンバータの出力電流を検出するインバータの出力電流検
出方法において、前記インバータの出力電圧指令の電気
角に応じて、前記三相インバータの主回路のうち下アー
ム半導体スイッチング素子駆動信号のＯＦＦ時間が短い
二相を順次選択し、前記選択した二相に対応するアナロ
グ電圧をディジタル変換することにより前記インバータ
の出力電流を検出する。
体スイッチング素子がオフの状態でも、電流に追従した
アナログ電流を検出する。 【解決手段】 三相アナログ電流検出回路６を備えた三
相インバータの運転中の出力電流を前記三相アナログ電
流検出回路６により三相アナログ電圧に変換し、前記イ
ンバータの出力電流を検出するインバータの出力電流検
出方法において、前記インバータの出力電圧指令の電気
角に応じて、前記三相インバータの主回路のうち下アー
ム半導体スイッチング素子駆動信号のＯＦＦ時間が短い
二相を順次選択し、前記選択した二相に対応するアナロ
グ電圧をディジタル変換することにより前記インバータ
の出力電流を検出する。
Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は、電動機を駆動する
インバータの出力電流を精度良く検出する方法に関す
る。
インバータの出力電流を精度良く検出する方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来の三相アナログ電流検出回路を備え
たインバータの出力電流検出方法の一例として、図６に
インバータの回路構成図を示す。図６において、１は直
流電源で、例えば三相の交流電源をダイオードで構成さ
れたコンバータで順変換して得られる直流電源である。
２は電動機で、例えば三相の誘導電動機である。３は直
流電源１の正・負極間（Ｐ−Ｎ線間）に接続されたパワ
ーデバイスで、例えばＰ−Ｎ線間にＩＧＢＴ（絶縁ゲー
ト型バイポーラトランジスタ）Ｑ１ーＱ６とその各ＩＧ
ＢＴに逆並列接続されたフリーホイールダイオードＤ１
−Ｄ６の組が三相ブリッジに接続されたものである。こ
の三相ブリッジの上アームと下アームのＩＧＢＴの接続
ノードから電動機２への三相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）出力
が得られる。また、下アームのＱ２、Ｑ４、Ｑ６各ＩＧ
ＢＴのエミッタと直流電源１の負極（Ｎ線）との間にア
ナログ電流検出用抵抗ＲＣＴ１ーＲＣＴ３が挿入されて
いる。４はパワーデバイス３を駆動するパワーデバイス
制御装置である。この制御装置は、例えば、６個のＩＧ
ＢＴＱ１ーＱ６を独立にオン・オフ駆動するパワーデバ
イス駆動回路５と、アナログ電流検出用抵抗ＲＣＴ１ー
ＲＣＴ３の両端電圧を入力とする三相アナログ電流検出
回路６とを備えている。
たインバータの出力電流検出方法の一例として、図６に
インバータの回路構成図を示す。図６において、１は直
流電源で、例えば三相の交流電源をダイオードで構成さ
れたコンバータで順変換して得られる直流電源である。
２は電動機で、例えば三相の誘導電動機である。３は直
流電源１の正・負極間（Ｐ−Ｎ線間）に接続されたパワ
ーデバイスで、例えばＰ−Ｎ線間にＩＧＢＴ（絶縁ゲー
ト型バイポーラトランジスタ）Ｑ１ーＱ６とその各ＩＧ
ＢＴに逆並列接続されたフリーホイールダイオードＤ１
−Ｄ６の組が三相ブリッジに接続されたものである。こ
の三相ブリッジの上アームと下アームのＩＧＢＴの接続
ノードから電動機２への三相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）出力
が得られる。また、下アームのＱ２、Ｑ４、Ｑ６各ＩＧ
ＢＴのエミッタと直流電源１の負極（Ｎ線）との間にア
ナログ電流検出用抵抗ＲＣＴ１ーＲＣＴ３が挿入されて
いる。４はパワーデバイス３を駆動するパワーデバイス
制御装置である。この制御装置は、例えば、６個のＩＧ
ＢＴＱ１ーＱ６を独立にオン・オフ駆動するパワーデバ
イス駆動回路５と、アナログ電流検出用抵抗ＲＣＴ１ー
ＲＣＴ３の両端電圧を入力とする三相アナログ電流検出
回路６とを備えている。
【０００３】７はインバータ制御用のマイクロコンピュ
ータ（以下ＭＰＵという）である。ＭＰＵは電動機２を
駆動するために必要なＰＷＭ信号を演算する。パワーデ
バイス３をオン・オフ駆動する指令（ＰＵＬ−ＰＷＬ、
ＮＵＬ−ＮＷＬ）をパワーデバイス制御装置４に与え
る。また、ＭＰＵ７はアナログ電流検出用抵抗ＲＣＴ１
ーＲＣＴ３の両端電圧を三相アナログ電流検出回路６を
介して読み込むことにより、ＭＰＵ７の制御演算に必要
なインバータのフィードバック信号を得る。次に動作に
ついて説明する。ＭＰＵ７は電動機２を駆動するための
ＰＷＭ信号を演算し、パワーデバイス３をオン・オフ駆
動する指令（ＰＵＬ−ＰＷＬ、ＮＵＬ−ＮＷＬ）をパワ
ーデバイス制御装置４に与える。パワーデバイス制御装
置４はＭＰＵ７からの指令に応じてパワーデバイス３を
オン・オフ駆動する。パワーデバイス３の上アームＩＧ
ＢＴＱ１、Ｑ３、Ｑ５と下アームＩＧＢＴＱ２、Ｑ４、
Ｑ６は交互にオン・オフされ、直流電源１の直流電力が
電動機２を駆動するための交流電力に変換される。
ータ（以下ＭＰＵという）である。ＭＰＵは電動機２を
駆動するために必要なＰＷＭ信号を演算する。パワーデ
バイス３をオン・オフ駆動する指令（ＰＵＬ−ＰＷＬ、
ＮＵＬ−ＮＷＬ）をパワーデバイス制御装置４に与え
る。また、ＭＰＵ７はアナログ電流検出用抵抗ＲＣＴ１
ーＲＣＴ３の両端電圧を三相アナログ電流検出回路６を
介して読み込むことにより、ＭＰＵ７の制御演算に必要
なインバータのフィードバック信号を得る。次に動作に
ついて説明する。ＭＰＵ７は電動機２を駆動するための
ＰＷＭ信号を演算し、パワーデバイス３をオン・オフ駆
動する指令（ＰＵＬ−ＰＷＬ、ＮＵＬ−ＮＷＬ）をパワ
ーデバイス制御装置４に与える。パワーデバイス制御装
置４はＭＰＵ７からの指令に応じてパワーデバイス３を
オン・オフ駆動する。パワーデバイス３の上アームＩＧ
ＢＴＱ１、Ｑ３、Ｑ５と下アームＩＧＢＴＱ２、Ｑ４、
Ｑ６は交互にオン・オフされ、直流電源１の直流電力が
電動機２を駆動するための交流電力に変換される。
【０００４】次に三相アナログ電流検出回路６の動作に
ついて図７を参照して説明する。図７は三相アナログ電
流検出回路の動作を示すタイミングチャートである。ま
ず、三相のうちの一相であるＵ相について説明する。Ｍ
ＰＵ７からパワーデバイス制御装置４に与えられる指令
ＮＵＬ（Ｕ相の下アームＩＧＢＴＱ２駆動信号）はパル
ス信号として与えられ（図７（ａ）参照）、前記指令Ｎ
ＵＬによって動作するＩＧＢＴＱ２およびフリーホイー
ルダイオードＤ２に流れる電流ＩＣＵは、図７（ｂ）の
ようになる。電流ＩＣＵをアナログ電流検出用抵抗ＲＣ
Ｔ１により電流／電圧変換して得られる電圧ＶＯＵＴＵ
は図７（ｃ）のようになる。この電圧ＶＯＵＴＵは、前
記三相アナログ電流検出回路６でアナログ信号に近い形
状に処理され、アナログ出力電圧ＡＶＯＵＴＵとして出
力される（図７（ｄ）参照）。すなわち、前記三相アナ
ログ電流検出回路６における前記アナログ信号に近い形
状に処理する回路（図示せず）により、ＭＰＵ７の指令
ＮＵＬがＯＦＦからＯＮに変化した時点からディレイを
追加したホールド信号ＶＨによりホールド用コンデンサ
（図示せず）の充電電圧を前記電流ＩＣＵに追従させる
か、充電電圧を保持させるかを制御し、この制御された
充電電圧を前記アナログ出力電圧ＡＶＯＵＴＵとして外
部に出力する。このアナログ出力電圧ＡＶＯＵＴＵはＩ
ＧＢＴＱ２およびフリーホイールダイオードＤ２に流れ
るアナログ電流出力としてＭＰＵ７に与えられる。
ついて図７を参照して説明する。図７は三相アナログ電
流検出回路の動作を示すタイミングチャートである。ま
ず、三相のうちの一相であるＵ相について説明する。Ｍ
ＰＵ７からパワーデバイス制御装置４に与えられる指令
ＮＵＬ（Ｕ相の下アームＩＧＢＴＱ２駆動信号）はパル
ス信号として与えられ（図７（ａ）参照）、前記指令Ｎ
ＵＬによって動作するＩＧＢＴＱ２およびフリーホイー
ルダイオードＤ２に流れる電流ＩＣＵは、図７（ｂ）の
ようになる。電流ＩＣＵをアナログ電流検出用抵抗ＲＣ
Ｔ１により電流／電圧変換して得られる電圧ＶＯＵＴＵ
は図７（ｃ）のようになる。この電圧ＶＯＵＴＵは、前
記三相アナログ電流検出回路６でアナログ信号に近い形
状に処理され、アナログ出力電圧ＡＶＯＵＴＵとして出
力される（図７（ｄ）参照）。すなわち、前記三相アナ
ログ電流検出回路６における前記アナログ信号に近い形
状に処理する回路（図示せず）により、ＭＰＵ７の指令
ＮＵＬがＯＦＦからＯＮに変化した時点からディレイを
追加したホールド信号ＶＨによりホールド用コンデンサ
（図示せず）の充電電圧を前記電流ＩＣＵに追従させる
か、充電電圧を保持させるかを制御し、この制御された
充電電圧を前記アナログ出力電圧ＡＶＯＵＴＵとして外
部に出力する。このアナログ出力電圧ＡＶＯＵＴＵはＩ
ＧＢＴＱ２およびフリーホイールダイオードＤ２に流れ
るアナログ電流出力としてＭＰＵ７に与えられる。
【０００５】さて、図７（ｄ）に示すように、ＭＰＵ７
からの指令ＮＵＬがＯＮの状態では、アナログ出力電圧
ＡＶＯＵＴＵ（図６の三相アナログ電流検出回路６の出
力電圧）はＩＧＢＴＱ２およびフリーホイールダイオー
ドＤ２に流れるアナログ電流ＩＣＵに追従した電圧とな
り、指令ＮＵＬがＯＦＦの状態では、指令ＮＵＬがＯＮ
からＯＦＦに変化した時点の電圧が短時間（例えば５０
０μｓｅｃ間）保持される。図７（ｄ）のホールド期間
中のＡＶＯＵＴＵがこの状態を表してる。Ｖ相及びＷ相
についてもＵ相と同様である。ＭＰＵ７は、このように
変化する三相アナログ電流検出回路６からの三相のアナ
ログ出力電圧ＡＶＯＵＴＵ、ＡＶＯＵＴＶ、ＡＶＯＵＴ
Ｗを読み込んで、ディジタル変換することによりインバ
ータの出力電流を検出する。
からの指令ＮＵＬがＯＮの状態では、アナログ出力電圧
ＡＶＯＵＴＵ（図６の三相アナログ電流検出回路６の出
力電圧）はＩＧＢＴＱ２およびフリーホイールダイオー
ドＤ２に流れるアナログ電流ＩＣＵに追従した電圧とな
り、指令ＮＵＬがＯＦＦの状態では、指令ＮＵＬがＯＮ
からＯＦＦに変化した時点の電圧が短時間（例えば５０
０μｓｅｃ間）保持される。図７（ｄ）のホールド期間
中のＡＶＯＵＴＵがこの状態を表してる。Ｖ相及びＷ相
についてもＵ相と同様である。ＭＰＵ７は、このように
変化する三相アナログ電流検出回路６からの三相のアナ
ログ出力電圧ＡＶＯＵＴＵ、ＡＶＯＵＴＶ、ＡＶＯＵＴ
Ｗを読み込んで、ディジタル変換することによりインバ
ータの出力電流を検出する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来のイン
バータの出力電流検出方法によると、ＭＰＵ７からの指
令ＮＵＬ（ＮＶＬ、ＮＷＬ）がＯＦＦの状態では、三相
のアナログ出力電圧ＡＶＯＵＴＵ（ＡＶＯＵＴＶ、ＡＶ
ＯＵＴＷ）は、ＩＧＢＴＱ２（ＩＧＢＴＱ４、ＩＧＢＴ
Ｑ６）およびフリーホイールダイオードＤ２（Ｄ４、Ｄ
６）に流れるアナログ電流に追従した電圧とならず、Ｍ
ＰＵ７は精度の良い三相のアナログ出力電圧ＡＶＯＵＴ
Ｕ（ＡＶＯＵＴＶ、ＡＶＯＵＴＷ）を読み込むことがで
きないという問題があった。
バータの出力電流検出方法によると、ＭＰＵ７からの指
令ＮＵＬ（ＮＶＬ、ＮＷＬ）がＯＦＦの状態では、三相
のアナログ出力電圧ＡＶＯＵＴＵ（ＡＶＯＵＴＶ、ＡＶ
ＯＵＴＷ）は、ＩＧＢＴＱ２（ＩＧＢＴＱ４、ＩＧＢＴ
Ｑ６）およびフリーホイールダイオードＤ２（Ｄ４、Ｄ
６）に流れるアナログ電流に追従した電圧とならず、Ｍ
ＰＵ７は精度の良い三相のアナログ出力電圧ＡＶＯＵＴ
Ｕ（ＡＶＯＵＴＶ、ＡＶＯＵＴＷ）を読み込むことがで
きないという問題があった。
【０００７】その原因は、ＭＰＵ７からの指令ＮＵＬ
（ＮＶＬ、ＮＷＬ）のＯＦＦ時間が長い場合（例えば５
００μｓｅｃ以上の場合）、前記指令ＮＵＬ（ＮＶＬ、
ＮＷＬ）がＯＮからＯＦＦになった時点の三相のアナロ
グ出力電圧ＡＶＯＵＴＵ（ＡＶＯＵＴＶ、ＡＶＯＵＴ
Ｗ）は、図６の三相のアナログ電流検出回路６のホール
ド用コンデンサーによって一定時間（例えば５００μｓ
ｅｃ間）保持されるが、前記一定時間以後は保持されな
い。この結果、三相のアナログ出力電圧ＡＶＯＵＴＵ
（ＡＶＯＵＴＶ、ＡＶＯＵＴＷ）はＩＧＢＴＱ２（ＩＧ
ＢＴＱ４、ＩＧＢＴＱ６）およびフリーホイールダイオ
ードＤ２（Ｄ４、Ｄ６）に流れるアナログ電流に追従し
た電圧とならず、ＭＰＵ７は精度の良い三相のアナログ
出力電圧ＡＶＯＵＴＵ（ＡＶＯＵＴＶ、ＡＶＯＵＴＷ）
を読み込むことができないという問題があった。特に、
２アーム変調方式の場合は、ＭＰＵ７からの指令ＮＵＬ
（ＮＶＬ、ＮＷＬ）のＯＦＦ時間が、インバータの出力
電圧指令の電気角で６０゜区間（インバータの出力周波
数が６０Ｈｚの場合は約２．８ｍｓｅｃ期間）となる状
態が発生するため前述のように図６の三相アナログ電流
検出回路６の出力電圧が保持できないため、この区間で
はインバータの出力電流を検出することができないとい
う問題があった。そこで本発明は、以上のような問題点
を解決するためになされたもので、ＭＰＵ７がパワーデ
バイス制御装置４に与える指令ＮＵＬ（ＮＶＬ、ＮＷ
Ｌ）のＯＦＦ時間が長くなって、三相アナログ電流検出
回路６のホールド用コンデンサで出力電圧を保持できな
い場合が生じても、インバータの出力電流を精度良く検
出することができるインバータの出力電流検出方法を提
供することを目的とする。
（ＮＶＬ、ＮＷＬ）のＯＦＦ時間が長い場合（例えば５
００μｓｅｃ以上の場合）、前記指令ＮＵＬ（ＮＶＬ、
ＮＷＬ）がＯＮからＯＦＦになった時点の三相のアナロ
グ出力電圧ＡＶＯＵＴＵ（ＡＶＯＵＴＶ、ＡＶＯＵＴ
Ｗ）は、図６の三相のアナログ電流検出回路６のホール
ド用コンデンサーによって一定時間（例えば５００μｓ
ｅｃ間）保持されるが、前記一定時間以後は保持されな
い。この結果、三相のアナログ出力電圧ＡＶＯＵＴＵ
（ＡＶＯＵＴＶ、ＡＶＯＵＴＷ）はＩＧＢＴＱ２（ＩＧ
ＢＴＱ４、ＩＧＢＴＱ６）およびフリーホイールダイオ
ードＤ２（Ｄ４、Ｄ６）に流れるアナログ電流に追従し
た電圧とならず、ＭＰＵ７は精度の良い三相のアナログ
出力電圧ＡＶＯＵＴＵ（ＡＶＯＵＴＶ、ＡＶＯＵＴＷ）
を読み込むことができないという問題があった。特に、
２アーム変調方式の場合は、ＭＰＵ７からの指令ＮＵＬ
（ＮＶＬ、ＮＷＬ）のＯＦＦ時間が、インバータの出力
電圧指令の電気角で６０゜区間（インバータの出力周波
数が６０Ｈｚの場合は約２．８ｍｓｅｃ期間）となる状
態が発生するため前述のように図６の三相アナログ電流
検出回路６の出力電圧が保持できないため、この区間で
はインバータの出力電流を検出することができないとい
う問題があった。そこで本発明は、以上のような問題点
を解決するためになされたもので、ＭＰＵ７がパワーデ
バイス制御装置４に与える指令ＮＵＬ（ＮＶＬ、ＮＷ
Ｌ）のＯＦＦ時間が長くなって、三相アナログ電流検出
回路６のホールド用コンデンサで出力電圧を保持できな
い場合が生じても、インバータの出力電流を精度良く検
出することができるインバータの出力電流検出方法を提
供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、三相アナログ電流検出回路を備えた三相インバータ
の運転中の出力電流を前記三相アナログ電流検出回路に
より三相アナログ電圧に変換し、前記インバータの出力
電流を検出するインバータの出力電流検出方法におい
て、前記インバータの出力電圧指令の電気角に応じて、
前記三相インバータの主回路のうち下アーム半導体スイ
ッチング素子駆動信号のＯＦＦ時間が短い二相を順次選
択し、前記選択した二相に対応するアナログ電圧をディ
ジタル変換することにより前記インバータの出力電流を
検出するものである。また、本発明による第２のインバ
ータの出力電流検出方法は、前記二相を選択してディジ
タル変換する場合、二相のうちＰＷＭの変調率の高い方
の相を先にディジタル変換するものである。さらに、本
発明による第３のインバータの出力電流検出方法は、前
記選択した二相のディジタル変換値を、前記インバータ
の出力電圧指令の電気角に応じて直交固定子座標系の二
相交流電流ｉα、ｉβに変換するものである。
め、三相アナログ電流検出回路を備えた三相インバータ
の運転中の出力電流を前記三相アナログ電流検出回路に
より三相アナログ電圧に変換し、前記インバータの出力
電流を検出するインバータの出力電流検出方法におい
て、前記インバータの出力電圧指令の電気角に応じて、
前記三相インバータの主回路のうち下アーム半導体スイ
ッチング素子駆動信号のＯＦＦ時間が短い二相を順次選
択し、前記選択した二相に対応するアナログ電圧をディ
ジタル変換することにより前記インバータの出力電流を
検出するものである。また、本発明による第２のインバ
ータの出力電流検出方法は、前記二相を選択してディジ
タル変換する場合、二相のうちＰＷＭの変調率の高い方
の相を先にディジタル変換するものである。さらに、本
発明による第３のインバータの出力電流検出方法は、前
記選択した二相のディジタル変換値を、前記インバータ
の出力電圧指令の電気角に応じて直交固定子座標系の二
相交流電流ｉα、ｉβに変換するものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】上記手段により、運転中のインバ
ータの出力電流を三相アナログ電流検出回路６で電流／
電圧変換し、ＭＰＵ７は前記インバータの出力電圧指令
の電気角に応じて、パワーデバイス制御装置４に与える
指令ＮＵＬ（ＮＶＬ、ＮＷＬ）のＯＦＦ時間が短い（例
えばＩＧＢＴのスイッチング時間１００μｓｅｃ以下
の）二相を順次選択してディジタル変換する。前記選択
された二相のアナログ出力電圧は、ＩＧＢＴＱ２（ＩＧ
ＢＴＱ４、ＩＧＢＴＱ６）およびフリーホイールダイオ
ードＤ２（Ｄ４、Ｄ６）に流れるアナログ電流に追従し
た電圧であるので、このアナログ出力電圧をディジタル
変換することによりインバータの出力電流を精度良く検
出することができる。特に問題となる、変調アーム数が
２アーム変調方式の場合でも、インバータの出力電流を
精度良く検出することができる。以下、本発明の実施例
を図に基づいて説明する。図６に示すインバータの回路
は本発明が実施される回路で、従来の回路構成と同じで
ある。図１は本発明の実施例を示す制御テーブルであ
る。前記制御テーブルは、インバータの三相出力電流の
うちアナログ／ディジタル変換する特定の二相を選択す
る相を予め設定したテーブルである。運転中のインバー
タの出力電流を三相アナログ電流検出回路６で電流／電
圧変換し、ＭＰＵ７はインバータの出力電圧指令の電気
角に応じて、ＭＰＵ７からパワーデバイス制御装置４に
与える指令ＮＵＬ（ＮＶＬ、ＮＷＬ）のＯＦＦ時間が短
い（例えばＩＧＢＴのスイッチング時間１００μｓｅｃ
以下の）二相を順次選択してアナログ／ディジタル変換
する。前記制御テーブルにおいて、項目「電気角」はＵ
相の出力電圧指令の電気角を表わし、０゜〜３６０゜を
３０゜刻みで分割している。項目「Ａ／Ｄ変換１」はア
ナログ／ディジタル変換する二相のうちの一相を表わ
し、二相のうちＰＷＭの変調率の高い方の変換対称相で
ある。項目「Ａ／Ｄ変換２」は、アナログ／ディジタル
変換する二相のうちの前記項目「Ａ／Ｄ変換１」の相と
は別の一相を表わしている。制御テーブルの項目「Ａ／
Ｄ変換１」の相と「Ａ／Ｄ変換２」の相とでは、「Ａ／
Ｄ変換１」の相が先にアナログ／ディジタル変換され
る。図２は本発明の実施例を説明するための図で、イン
バータの出力電圧指令の信号波ｅｕ、ｅｖ、ｅｗであ
る。前記信号波ｅｕ、ｅｖ、ｅｗは電動機２に与える三
相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の出力電圧指令であり、変調ア
ーム数は２アーム変調方式で変調率１．０の場合を示し
ている。なお、図２の式は、変調率Ｖ＝１．０のときの
信号波ｅｕを表している。
ータの出力電流を三相アナログ電流検出回路６で電流／
電圧変換し、ＭＰＵ７は前記インバータの出力電圧指令
の電気角に応じて、パワーデバイス制御装置４に与える
指令ＮＵＬ（ＮＶＬ、ＮＷＬ）のＯＦＦ時間が短い（例
えばＩＧＢＴのスイッチング時間１００μｓｅｃ以下
の）二相を順次選択してディジタル変換する。前記選択
された二相のアナログ出力電圧は、ＩＧＢＴＱ２（ＩＧ
ＢＴＱ４、ＩＧＢＴＱ６）およびフリーホイールダイオ
ードＤ２（Ｄ４、Ｄ６）に流れるアナログ電流に追従し
た電圧であるので、このアナログ出力電圧をディジタル
変換することによりインバータの出力電流を精度良く検
出することができる。特に問題となる、変調アーム数が
２アーム変調方式の場合でも、インバータの出力電流を
精度良く検出することができる。以下、本発明の実施例
を図に基づいて説明する。図６に示すインバータの回路
は本発明が実施される回路で、従来の回路構成と同じで
ある。図１は本発明の実施例を示す制御テーブルであ
る。前記制御テーブルは、インバータの三相出力電流の
うちアナログ／ディジタル変換する特定の二相を選択す
る相を予め設定したテーブルである。運転中のインバー
タの出力電流を三相アナログ電流検出回路６で電流／電
圧変換し、ＭＰＵ７はインバータの出力電圧指令の電気
角に応じて、ＭＰＵ７からパワーデバイス制御装置４に
与える指令ＮＵＬ（ＮＶＬ、ＮＷＬ）のＯＦＦ時間が短
い（例えばＩＧＢＴのスイッチング時間１００μｓｅｃ
以下の）二相を順次選択してアナログ／ディジタル変換
する。前記制御テーブルにおいて、項目「電気角」はＵ
相の出力電圧指令の電気角を表わし、０゜〜３６０゜を
３０゜刻みで分割している。項目「Ａ／Ｄ変換１」はア
ナログ／ディジタル変換する二相のうちの一相を表わ
し、二相のうちＰＷＭの変調率の高い方の変換対称相で
ある。項目「Ａ／Ｄ変換２」は、アナログ／ディジタル
変換する二相のうちの前記項目「Ａ／Ｄ変換１」の相と
は別の一相を表わしている。制御テーブルの項目「Ａ／
Ｄ変換１」の相と「Ａ／Ｄ変換２」の相とでは、「Ａ／
Ｄ変換１」の相が先にアナログ／ディジタル変換され
る。図２は本発明の実施例を説明するための図で、イン
バータの出力電圧指令の信号波ｅｕ、ｅｖ、ｅｗであ
る。前記信号波ｅｕ、ｅｖ、ｅｗは電動機２に与える三
相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の出力電圧指令であり、変調ア
ーム数は２アーム変調方式で変調率１．０の場合を示し
ている。なお、図２の式は、変調率Ｖ＝１．０のときの
信号波ｅｕを表している。
【００１０】図３は本発明の実施例を説明する図で、図
１のＡ／Ｄ変換１とＡ／Ｄ変換２の動作タイミングチャ
ートである。Ａ／Ｄ変換１の起動は、ＭＰＵ７からの項
目「Ａ／Ｄ変換１」の相への指令ＮＵＬ（ＮＶＬ、ＮＷ
Ｌ）がＯＮの期間に行い、Ａ／Ｄ変換２の起動はＡ／Ｄ
変換１の実行完了後、項目「Ａ／Ｄ変換２」の相への指
令がＯＮの期間に行う。図４は本発明の実施例を説明す
る図で、ＭＰＵ７は、図６の三相アナログ電流検出回路
６により得られたインバータの出力電流Ｕ相電流、Ｖ相
電流、Ｗ相電流（図６のＡＶＯＵＴＵ，ＡＶＯＵＴＶ，
ＡＶＯＵＴＷそれぞれに対応）を読み込んでインバータ
の出力電流を演算する。２相選択回路１１は、前記Ｕ相
電流、Ｖ相電流、Ｗ相電流の三相の内２相を順次選択し
てディジタル変換するブロックで、２相交流電流変換回
路１２は、直交固定子座標系の二相交流電流への変換ブ
ロックである。なお１０の部分は従来技術の演算処理で
ある。
１のＡ／Ｄ変換１とＡ／Ｄ変換２の動作タイミングチャ
ートである。Ａ／Ｄ変換１の起動は、ＭＰＵ７からの項
目「Ａ／Ｄ変換１」の相への指令ＮＵＬ（ＮＶＬ、ＮＷ
Ｌ）がＯＮの期間に行い、Ａ／Ｄ変換２の起動はＡ／Ｄ
変換１の実行完了後、項目「Ａ／Ｄ変換２」の相への指
令がＯＮの期間に行う。図４は本発明の実施例を説明す
る図で、ＭＰＵ７は、図６の三相アナログ電流検出回路
６により得られたインバータの出力電流Ｕ相電流、Ｖ相
電流、Ｗ相電流（図６のＡＶＯＵＴＵ，ＡＶＯＵＴＶ，
ＡＶＯＵＴＷそれぞれに対応）を読み込んでインバータ
の出力電流を演算する。２相選択回路１１は、前記Ｕ相
電流、Ｖ相電流、Ｗ相電流の三相の内２相を順次選択し
てディジタル変換するブロックで、２相交流電流変換回
路１２は、直交固定子座標系の二相交流電流への変換ブ
ロックである。なお１０の部分は従来技術の演算処理で
ある。
【００１１】図５は、図４の処理ブロック１２におい
て、インバータの出力電圧指令の電気角に応じて直交固
定子座標系の二相交流電流ｉα、ｉβに変換する計算式
を表わしている。図５において、項目「電気角］はＵ相
の出力電圧指令の電気角を表わしている。次に動作につ
いて説明する。ＭＰＵ７は現在出力している前記信号波
ｅｕの電気角に応じて図１の制御テーブルの項目「Ａ／
Ｄ変換１」と「Ａ／Ｄ変換２」からアナログ／ディジタ
ル変換する二相を選択して、アナログ／ディジタル変換
を実行する。この実行において、Ａ／Ｄ変換１の相を先
にアナログ／ディジタル変換する。前記Ａ／Ｄ変換１と
Ａ／Ｄ変換２の実行タイミングは、図３に示すように、
Ａ／Ｄ変換１の実行はＭＰＵ７からの項目「Ａ／Ｄ変換
１」の相への指令ＮＵＬ（ＮＶＬ、ＮＷＬ）がＯＮの期
間に行い、Ａ／Ｄ変換２の実行はＡ／Ｄ変換１の実行完
了後、項目「Ａ／Ｄ変換２」の相への指令がＯＮの期間
に行う。すなわち、ＯＮの期間のアナログ出力電圧ＡＶ
ＯＵＴＵ（ＡＶＯＵＴＶ、ＡＶＯＵＴＷ）は、ＩＧＢＴ
Ｑ２（ＩＧＢＴＱ４、ＩＧＢＴＱ６）およびフリーホイ
ールダイオードＤ２（Ｄ４、Ｄ６）に流れるアナログ電
流に追従した電圧であるので、このアナログ出力電圧を
ディジタル変換することにより、インバータの出力電流
を精度良く検出することができる。Ａ／Ｄ変換１とＡ／
Ｄ変換２の実行で得られた数値を、インバータの出力電
圧指令の電気角に応じて直交固定子座標系の二相交流の
電流ｉα、ｉβに変換する方法は、ＭＰＵ７が現在出力
している前記信号波ｅｕの電気角に応じて図５に示す電
流ｉα、ｉβに変換する計算式を選択して実行する。
て、インバータの出力電圧指令の電気角に応じて直交固
定子座標系の二相交流電流ｉα、ｉβに変換する計算式
を表わしている。図５において、項目「電気角］はＵ相
の出力電圧指令の電気角を表わしている。次に動作につ
いて説明する。ＭＰＵ７は現在出力している前記信号波
ｅｕの電気角に応じて図１の制御テーブルの項目「Ａ／
Ｄ変換１」と「Ａ／Ｄ変換２」からアナログ／ディジタ
ル変換する二相を選択して、アナログ／ディジタル変換
を実行する。この実行において、Ａ／Ｄ変換１の相を先
にアナログ／ディジタル変換する。前記Ａ／Ｄ変換１と
Ａ／Ｄ変換２の実行タイミングは、図３に示すように、
Ａ／Ｄ変換１の実行はＭＰＵ７からの項目「Ａ／Ｄ変換
１」の相への指令ＮＵＬ（ＮＶＬ、ＮＷＬ）がＯＮの期
間に行い、Ａ／Ｄ変換２の実行はＡ／Ｄ変換１の実行完
了後、項目「Ａ／Ｄ変換２」の相への指令がＯＮの期間
に行う。すなわち、ＯＮの期間のアナログ出力電圧ＡＶ
ＯＵＴＵ（ＡＶＯＵＴＶ、ＡＶＯＵＴＷ）は、ＩＧＢＴ
Ｑ２（ＩＧＢＴＱ４、ＩＧＢＴＱ６）およびフリーホイ
ールダイオードＤ２（Ｄ４、Ｄ６）に流れるアナログ電
流に追従した電圧であるので、このアナログ出力電圧を
ディジタル変換することにより、インバータの出力電流
を精度良く検出することができる。Ａ／Ｄ変換１とＡ／
Ｄ変換２の実行で得られた数値を、インバータの出力電
圧指令の電気角に応じて直交固定子座標系の二相交流の
電流ｉα、ｉβに変換する方法は、ＭＰＵ７が現在出力
している前記信号波ｅｕの電気角に応じて図５に示す電
流ｉα、ｉβに変換する計算式を選択して実行する。
【００１２】
【発明の効果】以上述べたように、本発明のインバータ
の出力電流検出方法によれば、運転中のインバータの三
相出力電流を三相アナログ電流検出回路で電流／電圧変
換し、インバータの出力電圧指令の電気角に応じて三相
のインバータ主回路のうち、下アーム半導体スイッチン
グ素子駆動信号のＯＦＦ時間が短い（例えばＩＧＢＴの
スイッチング時間１００μｓｅｃ以下の）二相を順次選
択して、前記三相アナログ電流をディジタル変換するこ
とにより、半導体スイッチング素子およびその素子に逆
並列接続されたフリーホイールダイオードに流れるアナ
ログ電流に追従したディジタル変換値を得ることができ
るので、インバータの出力電流を精度良く検出すること
ができる。特に問題となる、変調アーム数が２アーム変
調方式の場合でも、インバータの出力電流を精度良く検
出することができる。
の出力電流検出方法によれば、運転中のインバータの三
相出力電流を三相アナログ電流検出回路で電流／電圧変
換し、インバータの出力電圧指令の電気角に応じて三相
のインバータ主回路のうち、下アーム半導体スイッチン
グ素子駆動信号のＯＦＦ時間が短い（例えばＩＧＢＴの
スイッチング時間１００μｓｅｃ以下の）二相を順次選
択して、前記三相アナログ電流をディジタル変換するこ
とにより、半導体スイッチング素子およびその素子に逆
並列接続されたフリーホイールダイオードに流れるアナ
ログ電流に追従したディジタル変換値を得ることができ
るので、インバータの出力電流を精度良く検出すること
ができる。特に問題となる、変調アーム数が２アーム変
調方式の場合でも、インバータの出力電流を精度良く検
出することができる。
【図１】本発明の実施例である制御テーブル
【図２】インバータの出力電圧指令の信号波ｅｕ、ｅ
ｖ、ｅｗを示す図
ｖ、ｅｗを示す図
【図３】Ａ／Ｄ変換１とＡ／Ｄ変換２の実行タイミング
チャート
チャート
【図４】二相交流の電流ｉα、ｉβに変換する処理ブロ
ック図
ック図
【図５】二相交流の電流ｉα、ｉβに変換する計算式を
示す図
示す図
【図６】インバータの回路構成図
【図７】三相アナログ電流検出回路の動作を示すタイミ
ングチャート
ングチャート
１ 直流電源 ２ 電動機 ３ パワーデバイス ４ パワーデバイス制御装置 ５ パワーデバイス駆動回路 ６ 三相アナログ電流検出回路 ７ ＭＰＵ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０２Ｐ 21/00 Ｈ０２Ｐ 7/63 ３０２Ｄ 7/63 ３０２ 5/408 Ａ
Claims (3)
- 【請求項１】 三相アナログ電流検出回路を備えた三相
インバータの運転中の出力電流を前記三相アナログ電流
検出回路により三相アナログ電圧に変換し、前記インバ
ータの出力電流を検出するインバータの出力電流検出方
法において、 前記インバータの出力電圧指令の電気角に応じて、前記
三相インバータの主回路のうち下アーム半導体スイッチ
ング素子駆動信号のＯＦＦ時間が短い二相を順次選択
し、前記選択した二相に対応するアナログ電圧をディジ
タル変換することにより前記インバータの出力電流を検
出することを特徴とするインバータの出力電流検出方
法。 - 【請求項２】 前記二相を選択してディジタル変換する
場合、前記二相のうちＰＷＭの変調率の高い方の相を先
にディジタル変換することを特徴とする請求項１記載の
インバータの出力電流検出方法。 - 【請求項３】 前記選択した二相のディジタル変換値
を、前記インバータの出力電圧指令の電気角に応じて直
交固定子座標系の二相交流電流ｉα、ｉβに変換するこ
とを特徴とする請求項１記載のインバータの出力電流検
出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22750996A JP3786142B2 (ja) | 1996-08-09 | 1996-08-09 | インバータ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22750996A JP3786142B2 (ja) | 1996-08-09 | 1996-08-09 | インバータ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1054852A true JPH1054852A (ja) | 1998-02-24 |
| JP3786142B2 JP3786142B2 (ja) | 2006-06-14 |
Family
ID=16862022
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22750996A Expired - Fee Related JP3786142B2 (ja) | 1996-08-09 | 1996-08-09 | インバータ装置 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3786142B2 (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6181587B1 (en) | 1999-11-24 | 2001-01-30 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Analog signal detecting circuit, and AC side current detector of semiconductor power conversion device |
| JP2003079157A (ja) * | 2001-08-31 | 2003-03-14 | Fuji Electric Co Ltd | インバータの出力電流検出方法 |
| JP2007118858A (ja) * | 2005-10-31 | 2007-05-17 | Nsk Ltd | 電動パワーステアリング装置の制御装置 |
| JP2008120170A (ja) * | 2006-11-09 | 2008-05-29 | Nsk Ltd | 電動パワーステアリング装置 |
| WO2013084289A1 (ja) | 2011-12-06 | 2013-06-13 | 三菱電機株式会社 | 電力変換装置 |
| DE10204423B4 (de) * | 2002-02-04 | 2016-09-01 | Vacuumschmelze Gmbh & Co. Kg | Stromsensor |
| CN114008901A (zh) * | 2019-07-19 | 2022-02-01 | 株式会社日立制作所 | 电流测量器和电力转换装置 |
| WO2023120546A1 (ja) * | 2021-12-24 | 2023-06-29 | ニデック株式会社 | 制御装置及び制御方法 |
-
1996
- 1996-08-09 JP JP22750996A patent/JP3786142B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6181587B1 (en) | 1999-11-24 | 2001-01-30 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Analog signal detecting circuit, and AC side current detector of semiconductor power conversion device |
| JP2003079157A (ja) * | 2001-08-31 | 2003-03-14 | Fuji Electric Co Ltd | インバータの出力電流検出方法 |
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| JP2007118858A (ja) * | 2005-10-31 | 2007-05-17 | Nsk Ltd | 電動パワーステアリング装置の制御装置 |
| JP4736719B2 (ja) * | 2005-10-31 | 2011-07-27 | 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 |
| JP2008120170A (ja) * | 2006-11-09 | 2008-05-29 | Nsk Ltd | 電動パワーステアリング装置 |
| WO2013084289A1 (ja) | 2011-12-06 | 2013-06-13 | 三菱電機株式会社 | 電力変換装置 |
| CN114008901A (zh) * | 2019-07-19 | 2022-02-01 | 株式会社日立制作所 | 电流测量器和电力转换装置 |
| WO2023120546A1 (ja) * | 2021-12-24 | 2023-06-29 | ニデック株式会社 | 制御装置及び制御方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3786142B2 (ja) | 2006-06-14 |
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