JPS58198165A - Detecting method for current of pwm converter - Google Patents

Detecting method for current of pwm converter

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JPS58198165A
JPS58198165A JP57078342A JP7834282A JPS58198165A JP S58198165 A JPS58198165 A JP S58198165A JP 57078342 A JP57078342 A JP 57078342A JP 7834282 A JP7834282 A JP 7834282A JP S58198165 A JPS58198165 A JP S58198165A
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    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
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Abstract

PURPOSE:To obtain the detected current value of the fundamental wave component of an output current without influence of pulsating component by detecting the output current of a PWM converter when a carrier signal is in the vicinity of the maximum amplitude. CONSTITUTION:A microcomputer 9 detects the speed and current of an induction motor 6, and executes the speed control process to allow the speed of an induction motor 6 to respond to the speed instruction value. A voltage instruction value to be applied to the motor 6 is outputted by the control process. An instantaneous voltage generator 14 generates an instantaneous voltage signal (modulation signal) of sinusoidal waveform in response to the voltage instruction value. The output signal of a PWM inverter 1 is detected when the carrier signal is in the vicinity of the maximum amplitude by comparing the modulation signal with a triangular waveform carrier signal which is outputted from a carrier signal generator 15.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は直流電圧をスイッチングして出力電圧を所望値
に制御するPWM変供器の出力wL流を検出するPWM
変換器の11LflL検出方法に関する。
Detailed Description of the Invention The present invention is a PWM transformer that detects the output wL current of a PWM transformer that switches DC voltage and controls the output voltage to a desired value.
The present invention relates to a method for detecting 11LflL of a converter.

直流電圧をスイッチングして出力電圧の基本波成分を所
望の値に制御する電力変換器としては、誘導電動機の可
変速駆動などに、轡いられるパルス幅変調(以下PWM
と略称する)インバータや直流電動機の駆動用としての
チョッパなどがある。
As a power converter that switches the DC voltage and controls the fundamental wave component of the output voltage to a desired value, pulse width modulation (hereinafter referred to as PWM) is used for variable speed driving of induction motors.
There are choppers for driving inverters and DC motors.

一般に、これら電力変換器の出力電流はスイッチングさ
れる出力電圧に対厄して基本波成分に脈動成分が重畳し
た波形となる。このような出力電流を検出して電流制御
を行うためにはで龜るだけ基本波成分のみを抽出して脈
動成分の影響の少ない検出値として取り出すことが望ま
れる。
Generally, the output current of these power converters has a waveform in which a pulsating component is superimposed on a fundamental wave component due to the switching output voltage. In order to detect such an output current and perform current control, it is desirable to extract only the fundamental wave component as much as possible and take it out as a detected value that is less affected by the pulsating component.

一方、マイクロプロセッサなどを用いたディジタル制御
装置では所定周期毎に電流制御を実行する。電力変換器
の出力電流の検出もこの制御周期毎に行われる。このた
め、脈動する電力変換器出力電流をどの時点で検出する
かによって得られる値が大きく変動する。このような検
出値は電流制御を行う検出値としては不適当である。
On the other hand, a digital control device using a microprocessor or the like executes current control at predetermined intervals. Detection of the output current of the power converter is also performed at each control cycle. Therefore, the value obtained varies greatly depending on when the pulsating power converter output current is detected. Such a detected value is inappropriate as a detected value for current control.

従来、′#LfIL検出値の脈動成分を取り除くには電
流検出器の電流検出値を低域通過フィルタを用いて平滑
している。平滑した脈動成分の少ない電流検出値を制御
周期毎に取り込むことにより、電力変換器の出力tmの
基本波成分の検出が可能となる。
Conventionally, in order to remove the pulsating component of the '#LfIL detected value, the current detected value of the current detector is smoothed using a low-pass filter. By taking in a smoothed current detection value with less pulsation component every control cycle, it becomes possible to detect the fundamental wave component of the output tm of the power converter.

しかし、低域通過フィルタを用いると基本波成分と除去
したい脈動成分との周波数が接近している場合にはフィ
ルタによって基本波成分を正確に検出し脈動成分を除去
することが難しくなる。また、フィルタによる時間遅れ
のため電流検出値の位相が遅れてしまい瞬時の電流値と
して検出できないという問題点がある。
However, when a low-pass filter is used, if the frequencies of the fundamental wave component and the pulsating component to be removed are close to each other, it becomes difficult for the filter to accurately detect the fundamental wave component and remove the pulsating component. Another problem is that the phase of the detected current value is delayed due to the time delay caused by the filter, making it impossible to detect it as an instantaneous current value.

このような問題点を解決し、制御周期毎に脈動成分の影
響途少なくしかも遅れのない糾時電(ltk検出する方
法として、電力変侠器のスイッチング信号(点弧パルス
徊号)に同期して出力−流を検出する方法が考えられて
いる。この方法によれば、点弧パルス信号に対応して脈
動する電流波影の軸足の時点の電流値を検出するため、
低域通過フィルタなどを用いることなく脈JIIJ成分
の影響のない電流値を得ることができる。しかも、得ら
れた電流値はフィルタを通していな、いので位相の遅れ
がなく検出した時点の瞬時の電流値となる。
To solve these problems, and to detect the firing time (ltk) with less influence of pulsation components and no delay in each control cycle, we have developed a method that synchronizes with the switching signal (ignition pulse signal) of the power converter. According to this method, in order to detect the current value at the axis of the current wave shadow that pulsates in response to the ignition pulse signal,
A current value that is not affected by the pulse JIIJ component can be obtained without using a low-pass filter or the like. Furthermore, the obtained current value is not passed through a filter, so there is no phase delay and it is the instantaneous current value at the time of detection.

以上述べ九点弧パルス偵号に同期して電流検出を行う方
法は、チョッパ制御装置やサイリスタVオナード装置の
ように決められた周期に1回だけ点弧パルスが出力され
るものにおいては電流検出周期がほぼ一定となるため1
回の電流検出に要する時間や制御処理に必要な時間が問
題になることはない。しかし、PWMインバータのよう
にスイッチング信号の時間間隔が変調されるものではス
イッチング信号に対応して電流検出周期が変動する。こ
のため、オンオフの時間間隔が変調され狭くなった時点
では、1回の電流検出に要する時間よりパルス間隔のほ
うが狭くなる場合がある。更に、スイッチング信号に同
期して制御処理を行う場合には、パルス間隔が狭い時点
において1回の制御処理に要する時間よりパルス間隔の
ほうが短かくなり、処理時間か不足するなどの問題点が
ある。
The method of detecting current in synchronization with the nine firing pulse reconnaissances described above is suitable for current detection in devices where firing pulses are output only once in a predetermined period, such as chopper control devices and thyristor V-honored devices. Since the period is almost constant, 1
There is no problem with the time required for current detection or the time required for control processing. However, in a PWM inverter in which the time interval of a switching signal is modulated, the current detection period varies in accordance with the switching signal. Therefore, when the on-off time interval is modulated and narrowed, the pulse interval may become narrower than the time required for one current detection. Furthermore, when performing control processing in synchronization with a switching signal, there is a problem that the pulse interval is shorter than the time required for one control processing at a point in time when the pulse interval is narrow, resulting in insufficient processing time. .

また、点弧パルスに同期して電力変換器の出力電流を検
出する方法では脈動成分の影響の少ない電流検出を実現
できるが、検出値は点弧パルスの時点に対応した、電流
脈動のピーク時の電流値となり、出力電流の基本波成分
を表わす平均値の電流検出値が得られないという欠点も
ある。
In addition, the method of detecting the output current of the power converter in synchronization with the ignition pulse can realize current detection with less influence of pulsation components, but the detected value is at the peak of the current pulsation, which corresponds to the time of the ignition pulse. There is also a drawback that an average current detection value representing the fundamental wave component of the output current cannot be obtained.

本発明は上記点に対処して成されたもので、その目的と
するところは脈動成分の影響が少なく出力電゛流の基本
波成分の検出値が得られるPWM変換器の電流検出方法
を提供することにある。
The present invention has been made in response to the above-mentioned problems, and its purpose is to provide a current detection method for a PWM converter that is less affected by pulsation components and can obtain a detected value of the fundamental wave component of the output current. It's about doing.

本発明の特撃はPWM変換器のスイッチング11号を発
生するだめの基準信号でおる搬送波信号の蝦大振幅値近
傍のときにPWM変換器の出力電流を検出するようにし
たことにある1゜ 第1図に本発明の一実施例を示す。
The special advantage of the present invention is that the output current of the PWM converter is detected when the carrier wave signal, which is the reference signal used to generate the switching signal 11 of the PWM converter, is near the maximum amplitude value. FIG. 1 shows an embodiment of the present invention.

第1図はPWMインバータで誘導電動機をIIJAwJ
する場合の実施例である。
Figure 1 shows an induction motor using a PWM inverter.
This is an example in which

第1図においてPWMインバータ1には35fi電源2
の交流電圧を順変換器3で直流に変換しコンデンサ4で
平滑された直流電圧が人力されろうPWMインバータ1
は直流入力電圧をパルス幅変調し誘導電動機6に加える
っ誘導電動機6にU −タリエンコーダ7が直結されて
おり、ロータリエンコーダ7の出力パルスはカウンタ8
により1数される。マイクロコンピュータ(以後、マイ
コンと略称する)9はカウンタ8の計数値を一定時間毎
に読込んで誘導電動機6の速度を演算する。“フィコ/
9は例えば10mS毎の時間割込み処理によって速度演
算を実行する。誘導電動機6に流れる電流は電流検出器
10で検出され、マルチプレクサ11を介してA/D変
換器12に人力される。
In Figure 1, the PWM inverter 1 has a 35fi power supply 2.
The AC voltage is converted to DC by a forward converter 3, and the DC voltage smoothed by a capacitor 4 is then manually input to the PWM inverter 1.
The DC input voltage is pulse width modulated and applied to the induction motor 6.A U-tary encoder 7 is directly connected to the induction motor 6, and the output pulses of the rotary encoder 7 are sent to the counter 8.
is incremented by 1. A microcomputer (hereinafter abbreviated as microcomputer) 9 reads the count value of the counter 8 at regular intervals and calculates the speed of the induction motor 6. “Fico/
9 executes speed calculation by time interrupt processing every 10 mS, for example. The current flowing through the induction motor 6 is detected by a current detector 10 and inputted to an A/D converter 12 via a multiplexer 11 .

マイコン9は後述するようにして与えられる電流検出タ
イミング信号を人力するとマルチプレクサの相アドレス
を指定する。マルチプレクサ11は指定された相の電流
検出値をA、/D変換器12に印加する。A/D変換器
12はマイコン9からA/D変換起動信号を与えられる
と電流検出値をディジタル量に変換する。マイコン9は
A/D変換が終了するとその値を電流検出値として取込
み入力する。1つの相の電流取込みが終了すると同様な
処理を行い他の2つの相の電流検出値を取込む。
The microcomputer 9 manually inputs the current detection timing signal given as described later and specifies the phase address of the multiplexer. The multiplexer 11 applies the current detection value of the specified phase to the A/D converter 12. When the A/D converter 12 receives an A/D conversion start signal from the microcomputer 9, it converts the detected current value into a digital quantity. When the A/D conversion is completed, the microcomputer 9 takes in and inputs the value as a current detection value. When the current acquisition for one phase is completed, similar processing is performed to acquire current detection values for the other two phases.

これらの電流検出値の取込みは0.5〜1mSの間に行
われる。一方、マイコン9は速度指令回路13から速度
指令値を取込み入力する。速度指令値の取込みは例えば
10m8間隔で行う。
These current detection values are taken in between 0.5 and 1 mS. On the other hand, the microcomputer 9 receives and inputs a speed command value from the speed command circuit 13. The speed command values are taken in, for example, at intervals of 10 m8.

マイコン9は上述のようにして誘導電動機6の速度およ
び電流を検出し、誘導電動機6の速度が速度指令値に応
答するように速度制御処理を実行する。この制御処理に
よって誘導電動機6に印加すべき電圧指令値を出力する
。瞬時電圧波形発生回路14は電圧指令値に応じて正弦
波形の3相分の瞬時電圧信号(変調波信号)を発生する
。この変調波信号と搬送波信号発生回路15から出力さ
れる三角波形の搬送波信号とを比較器16で比較するこ
とにより、PWMインバータ1を制御するためのPWM
信号が得られる。このP W M 46号をPWMイイ
バータ1に加えることにより、誘導電動機6を速度指令
回路13から与えられる速度指令値に制御することがで
きる。
The microcomputer 9 detects the speed and current of the induction motor 6 as described above, and executes speed control processing so that the speed of the induction motor 6 responds to the speed command value. Through this control process, a voltage command value to be applied to the induction motor 6 is output. The instantaneous voltage waveform generating circuit 14 generates instantaneous voltage signals (modulated wave signals) of three phases of a sine waveform in accordance with the voltage command value. A comparator 16 compares this modulated wave signal with a triangular waveform carrier signal outputted from a carrier wave signal generation circuit 15, thereby generating a PWM signal for controlling the PWM inverter 1.
I get a signal. By adding this PWM No. 46 to the PWM converter 1, the induction motor 6 can be controlled to the speed command value given from the speed command circuit 13.

第2図に、電流検出タイミング信号とP W M 11
号を発生する回路14,15.16の詳細図をボす。
FIG. 2 shows the current detection timing signal and P W M 11
A detailed diagram of the circuits 14, 15, and 16 that generate the signals is shown.

瞬時電圧波形発生回路14は、D/A変換器17.19
,20.90’位相差の2相正弦波値号を発生する発振
器18およびアナログ掛算器21.22から構成される
。なお、第2図は1相分の瞬時電圧波形発生回路のみを
示しておる。瞬時電圧波形発生回路14にはマイコン9
から、本実凡例では瞬時電圧波形を発生するための指令
として、瞬時電圧の周波数指令値fl*と瞬時電圧を2
つの直交する座標軸成分で表わしたときの2つの成分の
大きさの指令値Vwrj、Vt*とが与えられる。周波
数指令値f 1*はD/A変換器17でアナログ量に変
換され2相発振器18に加えられる。
The instantaneous voltage waveform generation circuit 14 includes D/A converters 17 and 19.
, 20.90' phase difference, and analog multipliers 21 and 22. Note that FIG. 2 shows only the instantaneous voltage waveform generation circuit for one phase. The instantaneous voltage waveform generation circuit 14 includes a microcomputer 9.
Therefore, in this legend, as a command to generate an instantaneous voltage waveform, the frequency command value fl* of the instantaneous voltage and the instantaneous voltage are set to 2.
Command values Vwrj and Vt* of the magnitude of two components when expressed by two orthogonal coordinate axis components are given. The frequency command value f 1 * is converted into an analog quantity by the D/A converter 17 and applied to the two-phase oscillator 18 .

2相発振器18はfl″にの周波数で90’位相差の2
相正弦波信号sia 2πf l” +ωS2πf t
*tを出力する。一方、瞬時電圧の2軸方向酸分V m
” g V WはそれぞれD/A変換器19.20でア
ナログ量に変換される。アナログ量の励磁成分指令値V
:は掛算器21で2相発振器18の出力信号sin 2
π7t”tと掛は合わされ、同様にトルク成分指令値■
−はCO32πf 1*t と掛は合わされる。両掛算
器21.22の出力を加算することにより1相分の瞬時
電圧指令値v1*が得られる。瞬時電圧指令値v1”は
次式のように表わされる。
The two-phase oscillator 18 has a frequency of fl'' and a phase difference of 90'.
Phase sine wave signal sia 2πf l” +ωS2πf t
*Output t. On the other hand, the biaxial acid content of the instantaneous voltage V m
" g V W are each converted into an analog quantity by the D/A converter 19.20. The excitation component command value V of the analog quantity
: is the output signal sin 2 of the two-phase oscillator 18 at the multiplier 21
π7t"t and the multiplication are combined, and the torque component command value ■
- is multiplied by CO32πf 1*t . By adding the outputs of both multipliers 21 and 22, an instantaneous voltage command value v1* for one phase is obtained. The instantaneous voltage command value v1'' is expressed by the following equation.

vl” ” V m”sll 2 πft*l +V 
t”(J)82 K f 1*t=V1”5in(2π
ft*t +θv”)         =(1ンここ
で、 この瞬時電圧指令値v1*が正弦波形の変調波1g号M
となる。
vl” ” V m”sll 2 πft*l +V
t”(J)82 K f 1*t=V1”5in(2π
ft*t +θv") = (1n) Here, this instantaneous voltage command value v1* is a sinusoidal modulated wave 1g M
becomes.

搬送波信号発生回路15はクロックパルス発生器24、
アップダウンカウンタ25、D/A変換器26、最大1
[判別回路27、最小値判別回路28、オア回路29お
よびフリップフロップ30とから構成される。
The carrier wave signal generation circuit 15 includes a clock pulse generator 24,
Up/down counter 25, D/A converter 26, maximum 1
[Comprised of a discrimination circuit 27, a minimum value discrimination circuit 28, an OR circuit 29, and a flip-flop 30.

搬送波信号発生回路15の動作を第3図を用いて説明す
る。クロックパルス発生器24から出力されるクロック
パルス(a)はfツプダヮンカウンタ25で計数される
。カウンタ25のカウント値は第3図(C)のように変
化する。カウンタ25のカウント値は最大値判別回路2
7で設定最大値(搬送波の正の最大振幅値に相当する)
と比較され、カウント値が設定最大11iLと等しくな
るとオーバフローパルス(b)を出力する。パルス(b
)はオア回路29を通ってフリップフロップ30に加え
られる。フリップフロッグ30はその出力を「1」レベ
ルから「O」レベルにする。カウンタ25はフリップフ
ロップ30の出力状態に応じてアップカウントとダウン
カウントとの切替えを行い、カウンタ25のカウント値
が最大値になるとダウンカウントに切替わる。同様に、
カウント値が最小値(搬送波の負の最大振幅値に相当す
る)に等しくなると蚊小値判別回路28よりアンダーフ
ローパルス(d)が出力される。カウンタ25はアンダ
ーフローパルス(d)を入力するとダウンカウントから
アップカウントに切替わる。カウンタ25はこのような
動作を繰返し行い最大値と最小値の間を変化する三角波
状のカウントfi (C)を出力する。カウント値(C
)をD/A変換器26でアナログ量に変換することによ
り第2図に示す如き搬送波信号Tが得られる。一方、オ
ア回路29の出力信号(f)は搬送信号QTの正負の最
大振幅値のときに発生する。この信号(f)が電流検出
タイミング信号CDTとしてマイコン9に与えられる。
The operation of the carrier wave signal generation circuit 15 will be explained using FIG. 3. Clock pulses (a) outputted from the clock pulse generator 24 are counted by an f-down counter 25. The count value of the counter 25 changes as shown in FIG. 3(C). The count value of the counter 25 is determined by the maximum value determination circuit 2.
7 is the maximum value set (corresponds to the maximum positive amplitude value of the carrier wave)
When the count value becomes equal to the set maximum value of 11iL, an overflow pulse (b) is output. Pulse (b
) is applied to the flip-flop 30 through the OR circuit 29. Flip-frog 30 changes its output from the "1" level to the "O" level. The counter 25 switches between up-counting and down-counting depending on the output state of the flip-flop 30, and switches to down-counting when the count value of the counter 25 reaches the maximum value. Similarly,
When the count value becomes equal to the minimum value (corresponding to the negative maximum amplitude value of the carrier wave), the mosquito small value discrimination circuit 28 outputs an underflow pulse (d). When the counter 25 receives an underflow pulse (d), it switches from down counting to up counting. The counter 25 repeats this operation and outputs a triangular waveform count fi (C) that changes between the maximum value and the minimum value. Count value (C
) into an analog quantity by the D/A converter 26, a carrier wave signal T as shown in FIG. 2 is obtained. On the other hand, the output signal (f) of the OR circuit 29 is generated when the carrier signal QT has the maximum positive and negative amplitude values. This signal (f) is given to the microcomputer 9 as a current detection timing signal CDT.

以上のようにして得られた瞬時電圧波形信号v1”と搬
送波倶号Tとを比較器16で大きさを比較することによ
シ1相分のPWM信号PWMが得られる。他の2相のp
wMm号はそれぞれ120゜ずつ位相のずれた各相の瞬
時電圧改形信号と同一の搬送波信号Tとを比較すること
により求まる。
A PWM signal PWM for one phase is obtained by comparing the magnitude of the instantaneous voltage waveform signal v1'' obtained in the above manner with the carrier wave number T using a comparator 16. p
The number wMm is determined by comparing the instantaneous voltage modified signals of each phase whose phases are shifted by 120 degrees with the same carrier wave signal T.

なお本実施例では搬送波周波数は瞬時電圧信号vi本(
変調波信号M)の周波数と関係なく一定でおり、変調波
信号Mと搬送波信号Tとの同期はとっていない。
In this embodiment, the carrier wave frequency is equal to the instantaneous voltage signals vi (
It is constant regardless of the frequency of the modulated wave signal M), and the modulated wave signal M and the carrier wave signal T are not synchronized.

次に、マイコン9の制御処理内容を第4図を用いて説明
する。
Next, the control processing contents of the microcomputer 9 will be explained using FIG. 4.

第1図の実施例は誘導電動機に流れる電波を誘導電動機
の回転磁束に平行な成分(wJ磁電流成分)とそれに直
交する成分(トルク電流成分)とりこ分解して、各成分
を独立に制御することにより、直流横並みの島応答制御
を実現するものとなっている。マイコン9はこのような
制御処理をソフトウェア処理によって行うが、理解を容
易にするため処理内容をアナログ回路的に懺わしたもの
が第4図である。第4図の破線9内がマイコンの処理内
容を表わす。マイコン9は一定時間毎(約10m5毎)
のタイマ割込みによって速度制御タスクが起動されて速
度制御処理を行い、また搬送波信号Tの蚊大振幅時点毎
(約1mS毎)の割込パルスC1)Tによって電vL検
出タスクが起動されて電流検出処理および電流制御処理
を行う。以下、それぞれの処理について説明する。
The embodiment shown in Figure 1 separates the radio waves flowing through the induction motor into a component parallel to the rotating magnetic flux of the induction motor (wJ magnetic current component) and a component perpendicular to it (torque current component), and controls each component independently. This makes it possible to achieve island response control comparable to direct current. The microcomputer 9 performs such control processing by software processing, and FIG. 4 shows the details of the processing in an analog circuit format for ease of understanding. The broken line 9 in FIG. 4 represents the processing contents of the microcomputer. Microcomputer 9 is activated at regular intervals (approximately every 10m5)
The speed control task is activated by the timer interrupt to perform speed control processing, and the voltage VL detection task is activated by the interrupt pulse C1) T at each large amplitude moment of the carrier wave signal T (approximately every 1 mS) to perform current detection. processing and current control processing. Each process will be explained below.

まず、速度制御タスクでは、ロータリエンコーダの出力
パルスのカウント値をカウンタ8から読出し、そのカウ
ント値から速度演算手段38によって速度検出j1 f
 、を計算する。マイコン9はこの値をメモリに格納す
る。次に、速度指令値f 、*を速度指令設定回路13
1より取込みメモリに格納する。メモリから続出した速
度検出値f、と速度指令値fごとの差を計算し、速度制
御処理39を実行する。これよりトルクllL流の指令
値I−がitりこの値をメモリに格納しておく。また、
励磁電流指令回路132から励磁電流の指令値I+m’
を取込みメモリに格納する。メモリに格納し九トルク電
流の指令値■、*と励l1Ik%流の指令1直■−とか
ら、すべり周波数の指令値f、木を演算する。このすべ
り周波数指令値f、*と速度検出埴重、とを加算して誘
導xm機6に印加する電圧の周波数指令値f+を求める
。この値をメモリに格納して速度制御処理は終了する。
First, in the speed control task, the count value of the output pulses of the rotary encoder is read from the counter 8, and the speed calculation means 38 calculates the speed from the count value.
, calculate. The microcomputer 9 stores this value in memory. Next, the speed command value f, * is set to the speed command setting circuit 13.
1 and store it in the capture memory. The difference between the speed detection value f successively received from the memory and each speed command value f is calculated, and speed control processing 39 is executed. From this, the command value I- for the torque llL flow is obtained, and this value is stored in the memory. Also,
The excitation current command value I+m' from the excitation current command circuit 132
Capture and store in memory. The command value f of the slip frequency and the tree are calculated from the command values ■, * of the nine torque currents stored in the memory and the command one shift ■- of the excitation l1Ik% flow. The frequency command value f+ of the voltage to be applied to the induction xm machine 6 is determined by adding this slip frequency command value f, * and the speed detection clay weight. This value is stored in memory and the speed control process ends.

次の速度制御141割込かパルスで同様に速度制御処理
を何う。
Similarly, the speed control processing is performed at the next speed control 141 interrupt or pulse.

一方、搬送波Tの最大振幅時点毎の嵐波検出割込みパル
スCDTによって、電流検出処理と′lILm制御処理
と、が次のように行われる。1ず、搬送波信号発生回路
15から電流検出1区今パルスCDTが入ると、第、5
図に示すようにU相、■相、W相の電流のうちU相電流
を選択する選択信号をマルチプレクサ11に送り、同時
にA/D変換器12に対して起動信号を送る。これによ
シ、マルチプレクサ11はU相の’[流検出器10の電
流検出1区をA/D変換器に印加する。A/D変供器1
zは電流検出値(アナログ童)をディジタル蓋に変換す
る。A/Di挾器12が変換に要する時間(約20μs
)の間、マイコン9は待たされる。変換終了後、マイコ
ン9はディジタル量のU相電流値凰マをA/D変換器1
2から取込みメモリに格納する。次に、マルチプレクサ
11とA/D変換器12に対し■相の電流を検出すると
いう選択信号と起動信号を送り、U相の場合と同様な処
理でディジタル量の■相電流(* 1 、を取込み、こ
の値をメモリに格納する。同様にしてW相の電流血、を
取込み、メモリに格納する。このときの動作波形は第5
図のようになる。このようにして検出して得られた3相
分瞬時電流値11,1v11.を、電流成分演算手段4
1によってトルク′電流成分1、−と励磁電流成分1m
aとに分解し、その値をメモリに格納する。次に、前述
の速度制御処理によシ水めたトルク電流指令値■−と励
磁電流指令値Is”とをメモリから読出し、電流検出処
理により得られたトルク電流成分Itaと励磁′vIL
流成分11との偏光をそれぞれ計算して電流制御手段4
2゜43に与える。トルク電流制御手段43によって誘
導電動機6に印加する電圧のトルク方向成分の指令値V
−が得られ、励磁電流制御手段42で励磁方向成分の指
令値V、”が得られる。マイコンは、これらの計算が終
了した倣、前述の速度制御処理で求めメモリに格納して
あった周波数指令f*ft”と電圧指令値V −、V 
m”とを瞬時電圧発生回路14に指令として与える。こ
れにより、指令に応じた正弦波状の瞬時電圧波形が得ら
れる。以上で、電流検出割込み毎の処理は終了し、次の
電流検出割込みによって同様な処理を行う。
On the other hand, the current detection process and the 'lILm control process are performed as follows using the storm wave detection interrupt pulse CDT at each maximum amplitude point of the carrier wave T. 1. When the current detection section 1 current pulse CDT is input from the carrier wave signal generation circuit 15, the 5th
As shown in the figure, a selection signal for selecting the U-phase current among the U-phase, ■-phase, and W-phase currents is sent to the multiplexer 11, and at the same time a start signal is sent to the A/D converter 12. Accordingly, the multiplexer 11 applies the U-phase current detection section 1 of the current detector 10 to the A/D converter. A/D transformer 1
z converts the detected current value (analog value) into a digital value. The time required for the A/Di frame 12 to convert (approximately 20 μs
), the microcomputer 9 is forced to wait. After the conversion is completed, the microcomputer 9 transfers the digital U-phase current value to the A/D converter 1.
2 and store it in the capture memory. Next, a selection signal and a start signal for detecting the phase II current are sent to the multiplexer 11 and the A/D converter 12, and the digital amount of the phase phase current (*1) is detected using the same process as for the U phase. Take in and store this value in the memory.Similarly, take in the W phase current blood and store in the memory.The operating waveform at this time is the fifth waveform.
It will look like the figure. The three-phase instantaneous current values 11, 1v11. obtained by detection in this way. , the current component calculation means 4
1, torque 'current component 1, - and excitation current component 1m
a and store its value in memory. Next, the torque current command value ■- and the excitation current command value Is'' stored through the speed control process described above are read out from the memory, and the torque current component Ita obtained through the current detection process and the excitation current 'vIL' are read out from the memory.
The current control means 4 calculates the polarization of the current component 11 and the current component 11 respectively.
Give 2°43. Command value V of the torque direction component of the voltage applied to the induction motor 6 by the torque current control means 43
- is obtained, and the excitation current control means 42 obtains the command value V,'' of the excitation direction component.When these calculations are completed, the microcomputer calculates the frequency determined by the speed control process described above and stored in the memory. Command f*ft” and voltage command value V −, V
m" as a command to the instantaneous voltage generation circuit 14. As a result, a sinusoidal instantaneous voltage waveform corresponding to the command is obtained. This completes the processing for each current detection interrupt, and the next current detection interrupt Perform similar processing.

以上述べたよ−)なマイコンの処理内容をフローチャー
トで誓くと、速度制御タスクが第6図のようになり、電
流検出タスクが第7図のようになる。
If the processing contents of the microcomputer described above are shown in flowcharts, the speed control task will be as shown in FIG. 6, and the current detection task will be as shown in FIG. 7.

次に、以上述べたような制御処理により発生するPWM
信号PWMとPWMインバータ1から誘導電動機に出力
される電流との関係をi48図?Cより説明する。まず
゛3相分瞬時電圧波形として与えられる3相分の変tA
波偏号M、、M、、M、と搬送波信号Tとの関係は第8
図(a)のようになる。なお、図は理解を容易にするた
めに変all波信号Mと搬送波m号Tの同期がとれてい
る場合を示している。各相の変調波信号M、、M、、M
、と搬送波信号Tとの大きさを比較して得られたPWM
信号により、PWMインバータから出力される各相の相
電圧e* 、e−、ewは第8図(b)、 (C)、 
(d)のようになる。このとき、U相−■相関の線間電
圧e1.は同図(e)のようになる。−万、PWMイン
バータ1から誘導電動機6に出力妊れる電流は負荷側の
各相電圧に応じて流れる。いま、U相の負荷側相電圧v
、Nは各相の相電圧es + ew + ewを用いて
次式のように表わされる。
Next, the PWM generated by the control processing described above
Figure i48 shows the relationship between the PWM signal and the current output from PWM inverter 1 to the induction motor. I will explain from C. First, change tA for three phases given as instantaneous voltage waveform for three phases.
The relationship between the wave polarization M, , M, , M and the carrier signal T is the eighth
The result will be as shown in Figure (a). Note that the figure shows a case in which variable all wave signal M and carrier wave m T are synchronized for easy understanding. Modulated wave signals of each phase M, , M, , M
, and the carrier wave signal T.
The phase voltages e*, e-, and ew of each phase output from the PWM inverter according to the signals are as shown in Fig. 8(b), (C),
(d). At this time, the line voltage e1 of the U phase-■ correlation. is as shown in the same figure (e). -The output current from the PWM inverter 1 to the induction motor 6 flows according to each phase voltage on the load side. Now, the load side phase voltage v of U phase
, N are expressed as follows using the phase voltages es + ew + ew of each phase.

ここで、Nは負荷側の中性点を表わす。この関係より、
電圧v、Nの波形は第8図(f)のように表わされる。
Here, N represents the neutral point on the load side. From this relationship,
The waveforms of voltages v and N are expressed as shown in FIG. 8(f).

したがって、誘導電゛動機6に流れるU相電fii、l
は電圧v、Nの変動に対応して脈動し、同図(2)に示
すような波形となる。このとき、電流i、の基本波成分
は電圧v、Nの基本波成分に対して誘導電動機6のイン
ピーダンスに相当した位相“たけ遅れている。このよう
に脈動するU相電流1、を搬送波信号Tの最大振幅時点
毎に検出すると、得られる横出値は同図(h)の黒丸で
示すようになる。すなわち、搬送波信号Tの負の最大振
幅時点1.で相電流りの瞬時電流を検出すると、その検
出タイミングは同図(−のようになり検出1直Ipが得
られる。搬送波信号Tの正の最大振幅時点tQでも同様
なタイミングで横出値IQが得られる。この検出値を滑
らかな曲−で結んだものが同図(h)に破線で示す波形
でおる。さて、脈動する電流波形とt流検出タイミング
の関係を詳細に六わすと第9図のようになる。第9図(
a)は搬送波信号の最大振幅時点に一致した電流検出タ
イばング信号CDT、(b)はU相変調仮偏号M8と搬
送波信号Tの関係図、(C)はU相負荷側相電圧vaN
のatし、(d)は電圧v、Nに工6じて流れるU相′
亀流!、の波形である。図から明らかなように電圧vm
Nは!#4波信信号、と搬送波13号Tとの交点A、t
lO時点でスイッチングされ、それにル6じてU相電流
i、も脈動する。変調波J@号Muは搬送波信号Tの周
波数が変調波信号M、に対して十分筒いため搬送波に対
してあまり急激な変化はしない。また、搬送波16号T
は三角波波形となっている。このため、電流検出時点で
ある搬送波信号Tの最大振幅点Qの時刻tQは、変調波
信号M1と搬送波信号Tが交わる2つの交点A、Bの時
刻tム、11Iのほぼ中点に相当する。この結果、搬送
波信号Tの最大振幅時点tQで検出した電流値Ioは脈
動のピーク時点の電流Ii、inのほぼ平均の値を表わ
すことになる。したがって、このタイミングで検出した
電流値は基本波成分を検出していることになる。第8図
(h)に破線で示す曲線が相当する。
Therefore, the U-phase electric current fii, l flowing through the induction motor 6
pulsates in response to fluctuations in the voltages v and N, resulting in a waveform as shown in (2) in the figure. At this time, the fundamental wave component of current i lags behind the fundamental wave component of voltage v, N by a phase amount corresponding to the impedance of the induction motor 6. The pulsating U-phase current 1 is expressed as a carrier wave signal. If detected at each maximum amplitude point of T, the obtained horizontal value will be as shown by the black circle in the same figure (h).In other words, at the negative maximum amplitude point 1 of the carrier signal T, the instantaneous current of the phase current is detected. When it is detected, the detection timing is as shown in the figure (-), and the first detection Ip is obtained. Even at the positive maximum amplitude time tQ of the carrier wave signal T, the horizontal output value IQ is obtained at the same timing. The waveform connected by a smooth curve is shown by the broken line in Fig. 9(h).Now, if we examine the relationship between the pulsating current waveform and the t-current detection timing in detail, it becomes as shown in Fig. 9. Figure 9 (
(a) shows the current detection tying signal CDT that coincides with the maximum amplitude point of the carrier signal, (b) shows the relationship between the U-phase modulation temporary polarization M8 and the carrier signal T, and (C) shows the U-phase load-side phase voltage vaN.
, and (d) is the U phase ' flowing through voltage v and N.
Turtle style! , is the waveform of . As is clear from the figure, the voltage vm
N! Intersection point A, t of #4 wave signal and carrier wave No. 13 T
It is switched at the time 10, and accordingly the U-phase current i also pulsates. Since the frequency of the carrier wave signal T is sufficiently different from the modulated wave signal M, the modulated wave J@ No. Mu does not change too rapidly with respect to the carrier wave. In addition, carrier wave No. 16 T
has a triangular waveform. Therefore, the time tQ of the maximum amplitude point Q of the carrier wave signal T, which is the current detection point, corresponds to approximately the midpoint of the two intersection points A and B where the modulated wave signal M1 and the carrier wave signal T intersect. . As a result, the current value Io detected at the maximum amplitude time point tQ of the carrier wave signal T represents approximately the average value of the currents Ii and in at the peak time of pulsation. Therefore, the current value detected at this timing means that the fundamental wave component is detected. This corresponds to the curve shown by the broken line in FIG. 8(h).

以上説明したように、本発明は搬送波信号の最大振幅値
近傍のとき毎に離散的な電流検出により脈動分の影響が
なく、出力電流の基本波成分の電流検出値を得ることが
できる。このような電流検出によυ誘導電動機に流れる
電流を検出し電流制御を何うことによって、応答性のよ
い電流制御が実現できる。また、搬送波の蝦大振幅時点
毎の離散的な処理を前提としており、マイコンを用いた
ディジタルな制御装置に用いると好適である。
As described above, according to the present invention, the current detection value of the fundamental wave component of the output current can be obtained without the influence of pulsation by discrete current detection every time near the maximum amplitude value of the carrier wave signal. Current control with good responsiveness can be realized by detecting the current flowing through the υ induction motor using such current detection and controlling the current. Furthermore, it is assumed that discrete processing is performed at each time point of maximum amplitude of the carrier wave, and is suitable for use in a digital control device using a microcomputer.

なお、以上の実施例ではPWM信号を発生するだめの変
!1401.信号と搬送波信号とが非同期の場合につい
て述べたが、同期方式の場合でも同じ関係が成立つので
適用できる。
It should be noted that in the above embodiment, there is no need to generate a PWM signal! 1401. Although the case where the signal and the carrier signal are asynchronous has been described, the same relationship holds true even in the case of a synchronous method, so it can be applied.

また、搬送波信号の正または負のいずれか一部の振幅最
大値のときに検出してもよいのは勿論ごある。
Furthermore, it is of course possible to detect when the amplitude of either the positive or negative part of the carrier wave signal is at its maximum value.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、不発明の一実施例金示す構成図、第2図は第
1図の一部分の評細構成図、第3図は9Ii込波信信号
電流検出タイミング信号の発生の動作波形図、第4図は
第1図におけるマイクロコンピュータの制御処理内容を
アナログ的に図示したブロック図、第5図は電流検出の
動作説明用タイムチャート、第6図、第7図は第1図に
おけるマイクロコンピュータのフローチャート、第8図
は搬送波信号と脈動する出力電流の関係を説明する丸め
の動作波形図、第9図は゛第′8図の一部拡大波形図で
ある。 1・・・PWMインバータ、3・・・順変換器、5・・
・逆変換器、6・・・誘導電動徐、7・・・ロータリエ
ンコーダ、9・・・マイクロコンピュータ、10・・・
電流検出器、11・・・マルチプレクサ、12・・・A
/D変換器、14・・・瞬時電圧波形発生回路、15・
・・搬送波信号発生回路、M・・・変調波信号、CDT
・・・電流検出りL                
        J茸5 (2) 第912]
Fig. 1 is a block diagram showing one embodiment of the invention, Fig. 2 is a detailed block diagram of a part of Fig. 1, and Fig. 3 is an operation waveform diagram of generation of 9Ii wave signal current detection timing signal. , FIG. 4 is a block diagram illustrating the control processing contents of the microcomputer in FIG. 1 in analog form, FIG. 5 is a time chart for explaining the operation of current detection, and FIGS. FIG. 8 is a rounded operation waveform diagram illustrating the relationship between the carrier wave signal and the pulsating output current, and FIG. 9 is a partially enlarged waveform diagram of FIG. 8. 1...PWM inverter, 3...Forward converter, 5...
・Inverse converter, 6... Induction motor drive, 7... Rotary encoder, 9... Microcomputer, 10...
Current detector, 11...Multiplexer, 12...A
/D converter, 14... Instantaneous voltage waveform generation circuit, 15.
...Carrier signal generation circuit, M...Modulated wave signal, CDT
...Current detection L
J Mushroom 5 (2) No. 912]

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1、出力電圧の基本波と周波数と振幅が比例した変調波
信号ど三角波の搬送波頒号を比較して得られるパルス信
号によって点弧制御されるPWM変換器において、前記
搬送波信号が最大振幅値近傍のときに前記PWM変換器
の出力電流を検出するようにしたことを%獣とするPW
M変侠器の電源検出方法。
1. In a PWM converter whose ignition is controlled by a pulse signal obtained by comparing a triangular carrier wave signal with a modulated wave signal whose frequency and amplitude are proportional to the fundamental wave of the output voltage, the carrier wave signal is near the maximum amplitude value. PW which is a beast that detects the output current of the PWM converter when
How to detect the power supply of M-transformer.
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