JPH11164581A - 位相比較回路 - Google Patents
位相比較回路Info
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- JPH11164581A JPH11164581A JP9339285A JP33928597A JPH11164581A JP H11164581 A JPH11164581 A JP H11164581A JP 9339285 A JP9339285 A JP 9339285A JP 33928597 A JP33928597 A JP 33928597A JP H11164581 A JPH11164581 A JP H11164581A
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Abstract
L回路の応答速度を向上させ、モータ負荷の急激な変化
に対応できる意匠比較回路を得ることを課題とする。 【解決手段】 比較する二つの交流の一方から90度位
相の異なる波形を生成し、90度位相の異なる交流の方
形波形と元となる交流の方形波形とを排他的論理和回路
5で合成し、前記90度位相の異なる交流の方形波と他
方の交流の方形波とを排他的論理和解路6で合成し、二
つの排他的論理和回路の出力波形をアナログ的に加算7
して、二つの交流の位相を比較する。
Description
はブラシレス直流モータなどの制御に利用される位相比
較回路に関するものである。
の定速制御の手段としてPPL(Phase Lick
ed Loop)を用いる技術が従来から提案されてい
る。これらの技術においてPPL回路に組み込まれる位
相比較回路は、比較すべき二つの交流波形に基づいて得
た方形波同士を比較して、位相を検出するものである。
そして、方形波同士の位相の比較において、方形波の立
ち上がり部分の前縁又は後縁を捉えて比較処理する方式
が採用されている。そのために、もとの波形にリンギン
グと呼ばれる不要成分が含まれていると、このリンギン
グの数だけ波形線が発生するので、その波形の縁に同期
しようとして、基本周波数とはかけ離れた高い周波数に
跳躍するという誤動作が発生する。また、ノイズが混入
すると次の周期に跳躍するので生じる他、比較処理され
た波形には位相差以外の成分が含まれるので、高速処理
が難しく、応答性に欠け、その結果モータの負荷の急激
な変化に対応することができず、制御不能に陥る場合が
あった。
みを出力することによりローパスフィルターの負担を軽
減してPLL回路の応答速度を向上させ、モータ負荷の
急激な変化に対応できる位相比較回路を得るものであ
る。
つの交流方形波を直接比較するのではなく、90度位相
の異なる方形波と排他的論理和回路(EXOR又はEX
NOR)により合成した後に比較するものである。請求
項1の発明は、第一の交流から90度位相の異なる波形
を生成する90度位相回路と、前記第一の交流の方形波
と前記第一の交流と90度位相の異なる波形の方形波と
を合成する第一の排他的論理和回路と、比較すべき第二
の交流の方形波と前記第一の交流と90度位相の異なる
波形の方形波とを合成する第二の排他的論理和回路と、
前記第一の論理和回路の出力波形と前記第二の論理和回
路の出力波形とをアナログ的に加算する加算回路とを有
することを特徴とするものである。請求項1の回路は主
として単相交流の比較に使用するものであるが、これを
3回路設ければ三相交流の位相比較を行うことができ
る。請求項2の発明の位相比較回路は三相交流を比較す
るもので、第一の三相交流から90度位相の異なる三相
交流を生成する90度位相回路と、比較すべき第二の三
相交流の方形波と前記第一の三相交流と90度位相の異
なる三相交流の方形波とを、それぞれ対応する相毎に合
成する排他的論理和回路と、前記排他的論理和回路の三
相の出力波形をアナログ的に加算する加算回路とを有す
ることを特徴とするものである。なお、何れの発明にお
いても、第一の交流波形、90度位相の異なる波形、比
較すべき第二の交流波形がそれぞれ方形波でない場合
は、方形波への変換回路を組み込む。
と、第一の交流と90度位相の異なる波形の方形波とが
第一の排他的論理和回路で合成される。また、比較すべ
き第二の交流の方形波と前記第一の交流と90度位相の
異なる波形の方形波とが第二の排他的論理和回路で合成
される。そして、前記第一の論理和回路の出力波形と前
記第二の論理和回路の出力波形とを加算回路でアナログ
的に加算することにより第一の交流と比較すべき交流と
の位相差のみが方形波形として出力される。請求項2の
発明において、第一の三相交流と90度位相の異なる三
相交流の方形波と、比較すべき第二の三相交流の方形波
とが、それぞれ対応する相毎に排他的論理和回路で合成
される。そして排他的論理和回路の三相の出力波形を加
算回路でアナログ的に加算することにより、第一の三相
交流と比較すべき第二の三相交流との位相差のみが方形
波形として出力される。
位相回路であって、積分回路により入力波形を90度位
相の遅れた正弦波を生成するものである。符号2、3、
4は正弦波を方形波に波形整形するコンバータ、5、6
はEXOR(又はEXNOR)と呼ばれる排他的論理和
回路、7は加算回路である。ここで、単相交流の正弦波
Aを90度位相回路2に入力して波形Aより90度位相
の遅れた正弦波Bを生成する。前記正弦波A、正弦波A
より90度位相の遅れた正弦波B、そして前記正弦波A
と周波数が同じで位相が異なる比較対象となる正弦波E
をそれぞれコンバータ2、3、4によって方形波に整形
し、方形波C、D、Fが得られる。次いで、方形波C、
Dを排他的論理和回路5に入力して合成すると、波形G
が得られる。また、方形波D、Fを排他的論理和回路6
に入力して合成すると、波形Hが得られる。次いで、前
記方形波G、Hを加算回路7へ入力してアナログ的に加
算すると、方形波Iが出力される。この方形波Iには比
較すべき二つの単相交流の波形AとEの位相差のみが現
れ、位相差検出にとって不要な成分は波形となって現れ
ない。
スフィルタに入力してインバータの制御信号として使用
する。ここで、ローパスフィルターには位相差以外の成
分は入力されないので、ローパスフィルターの負担は軽
減され、高速処理が可能となる。また、リンディングが
発生しても波形Iの立ち上がり部の縁に現れるのみであ
るからローパスフィルターでリンディング部の波形の乱
れを除去することができ、誤動作のおそれがない。な
お、この回路を三相交流を構成する三波に対応して3回
路設ければ、三相交流の位相差検出を行うことができ
る。
を検出する装置を示す。符号符号11、12、13は9
0度位相回路であり、減算回路で構成してある。すなわ
ち、R、S、Tは三相交流を構成する3つの正弦波であ
り、正弦波Rと90度位相の遅れた正弦波を得る90度
位相回路11は、S相の正弦波SとT相の正弦波Tの波
形をそのまま減算して、正弦波Rと90度位相の遅れた
正弦波R−90を出力する。他の90度位相回路12、
13も同様に、減算処理によって正弦波S、Tと90度
位相の遅れた正弦波S−90、T−90をそれぞれ出力
する。r、s、tはそれぞれ比較すべき三相交流を構成
する正弦波である。前記各正弦波R、S、Tから90度
位相の遅れた正弦波R−90、S−90、T−90、及
び比較すべき正弦波r、s、tをそれぞれコンバータ
(図示しない)によって方形波に整形する。図におい
て、波形Aは正弦波R−90の、波形Bは正弦波S−9
0の、波形Cは正弦波T−90の方形波を示し、波形D
は正弦波rの、波形Eは正弦波sの、波形Fは正弦波t
の方形波を示す。次いで、前記方形波AとDを排他的論
理和回路(EXOR)14へ入力し、方形波BとEを排
他的論理和回路15へ入力し、方形波CとFを排他的論
理和回路16へ入力すると、排他的論理和回路14から
方形波Gが、排他的論理和回路15から方形波Hが、排
他的論理和回路16から方形波Iがそれぞれ出力され
る。これらの出力された方形波G、H、Iを加算回路1
7へ入力し、アナログ的に加算すると方形波Jが出力さ
れる。方形波Jにおいて、+1レベルの無振部分はもと
の正弦波(R、S、T)が30度進んでいる状態を意味
し、平均値0の波形部分は位相差0度の状態を意味し、
−1レベルの無振部分は30度遅れている状態を意味す
る。図7は方形波Iの示す種々の状態を説明するもので
ある。
インバータ制御に応用したものである。120度通電型
のインバータは主としてブラシレスモータの駆動に用い
られるもので、インバータの+側アームと−側アームの
ON区間の間に60度の休止区間があるのが特徴であ
る。図9において、波形A、B、Cはそれぞれ三相交流
の正弦波を方形波に整形したもの、波形D、E、Fは前
記三相交流の正弦波と90度位相の遅れた方形波、波形
G、H、Iはインバータの+側ドライブにおける方形
波、波形J、K、Lはインバータの−側ドライブにおけ
る方形波である。前記インバータにおける方形波は前記
三相交流と比較すべき三相交流である。ここで、方形波
DとGを排他的論理和回路21へ、方形波EとHを排他
的論理和回路22へ、方形波FとIを排他的論理和回路
23へ入力し、方形波M、N、Oを得る。また方形波D
とJを排他的論理和回路24へ、方形波EとKを排他的
論理和回路25へ、方形波FとLを排他的論理和回路2
6へ入力し、方形波P、Q、Rを得る。次いで、前記方
形波M、N、O、P、Q、Rを加算回路27へ入力して
アナログ的に加算すると、方形波Sが得られる。
流の波形と90度の位相差のある方形波を得、これと比
較すべき他方の交流の方形波とをEXOR又はEXNO
Rと呼ばれる排他的論理和回路で合成した後、その出力
波形を加算回路でアナログ的に加算するので、加算回路
からの出力波形により二つの交流の位相差を検出するこ
とができる。すなわち、従来行われている比較すべき交
流の方形波同士を直接比較する方式においては、方形波
形の立ち上がり部分の前縁又は後縁を比較して処理する
ので、もとの波形にリンギングと呼ばれる不要成分が含
まれていると位相比較にノイズが入り、誤動作の発生が
避けられない。然るに、この発明においては排他的論理
和回路で合成された波形の演算処理によって位相差を検
出するので、リンギングによる波形の乱れが含まれてい
ても、ローパスフィルタによって容易に除去することが
でき、位相差の検出に影響を与えることはなく、誤動作
は防止される。また、ローパスフィルタの遮断周波数を
従来方式に比べて10倍程度高く設定でき、高速な応答
が可能である。
ら、従来の制御方式を大幅に簡略化することができ、ま
た従来PLL回路では不可能と考えられていた制御を可
能にすることができる。例えば、誘導電動機のセンサレ
ルベクトル制御では、電圧と電流の位相差からすべり量
を逆算することが容易となり、同期電動機を低速域から
センサレスブラシレス電動機として運転することも可能
となる。また、これら電動機の制御ではインバータなど
半導体を用いた電力変換装置が用いられるのが一般的で
あるが、その出力波形には不要成分が多く含まれ、マイ
クロコンピュータなどのデジタルディバイスの応用を困
難にしているが、この発明においては波形の不要成分の
影響を受けることなく、二つの交流波形の位相差をアナ
ログ値として正確かつ高速に出力することができる。
の回路図である。
路図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 第一の交流から90度位相の異なる波形
を生成する90度位相回路と、前記第一の交流の方形波
と前記第一の交流と90度位相の異なる波形の方形波と
を合成する第一の排他的論理和回路と、比較すべき第二
の交流の方形波と前記第一の交流と90度位相の異なる
波形の方形波とを合成する第二の排他的論理和回路と、
前記第一の論理和回路の出力波形と前記第二の論理和回
路の出力波形とをアナログ的に加算する加算回路とを有
することを特徴とする位相比較回路 - 【請求項2】 第一の三相交流から90度位相の異なる
三相交流を生成する90度位相回路と、比較すべき第二
の三相交流の方形波と前記第一の三相交流と90度位相
の異なる三相交流の方形波とを、それぞれ対応する相毎
に合成する排他的論理和回路と、前記排他的論理和回路
の三相の出力波形をアナログ的に加算する加算回路とを
有することを特徴とする三相交流の位相比較回路
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33928597A JP3396156B2 (ja) | 1997-11-25 | 1997-11-25 | 三相交流の位相比較回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33928597A JP3396156B2 (ja) | 1997-11-25 | 1997-11-25 | 三相交流の位相比較回路 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11164581A true JPH11164581A (ja) | 1999-06-18 |
JP3396156B2 JP3396156B2 (ja) | 2003-04-14 |
Family
ID=18326015
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP33928597A Expired - Lifetime JP3396156B2 (ja) | 1997-11-25 | 1997-11-25 | 三相交流の位相比較回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3396156B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4098180B2 (ja) | 2003-07-30 | 2008-06-11 | アイシン精機株式会社 | レシプロエンジン式発電装置 |
US7097507B1 (en) | 2005-06-02 | 2006-08-29 | Hon Hai Precision Ind. Co., Ltd. | Electrical connector with improved shell |
-
1997
- 1997-11-25 JP JP33928597A patent/JP3396156B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3396156B2 (ja) | 2003-04-14 |
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