JPS59185188A - Controlling method and device of pwm inverter - Google Patents

Controlling method and device of pwm inverter

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JPS59185188A
JPS59185188A JP58055018A JP5501883A JPS59185188A JP S59185188 A JPS59185188 A JP S59185188A JP 58055018 A JP58055018 A JP 58055018A JP 5501883 A JP5501883 A JP 5501883A JP S59185188 A JPS59185188 A JP S59185188A
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JP
Japan
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neutral point
signal
point voltage
current
motor
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JP58055018A
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Japanese (ja)
Inventor
Toshiaki Okuyama
俊昭 奥山
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P27/00Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
    • H02P27/04Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
    • H02P27/06Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters
    • H02P27/08Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters with pulse width modulation
    • H02P27/10Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters with pulse width modulation using bang-bang controllers
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P2207/00Indexing scheme relating to controlling arrangements characterised by the type of motor
    • H02P2207/01Asynchronous machines

Abstract

PURPOSE:To reduce the noise generated from an AC motor by detecting the neutral voltage of a driven polyphase motor, and pulse-width-modulating to increase the effective value of the voltage in response to the magnitude of the neutral point voltage signal. CONSTITUTION:An AC power source AC is rectified by a rectifier 1 and smoothed by a smoothing unit 2, and applied to a PWm inverter 3. An induction motor 4 is connected to the output terminal of the inverter 3. A speed detector 5 is mechanically coupled directly to the motor 4, and the primary currents of the phases U and V of the motor 4 are detected by current detectors 8U, 8V. A speed detector 6 compares the signal of the detector 5 with the signal of a speed instructing circuit 14, and outputs a current command pattern signal to comparators 11U-11W. The signals detected by the detectors 8U, 8V are inputted to the comparators 11U-11W. A neutral point voltage detector 13 outputs a signal eN proportional to the neutral point voltage of the motor 4, and the signal eN is added to the output of the detector 6. In this manner, the inverter 3 is pulse-width-modulated, thereby reducing the noise of the motor 4.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は交流電動機を駆動するPWMインバータの出力
電流に含まれる高調渡分を少なくすることによって磁気
騒音を低減するようにしたPWMインバータの制御方法
および装置に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Application of the Invention] The present invention provides a method for controlling a PWM inverter that reduces magnetic noise by reducing harmonic components included in the output current of a PWM inverter that drives an AC motor. and regarding equipment.

〔発明の背景〕[Background of the invention]

PWMインバータの制御方式として瞬時値制御方式と平
均値制御方式とがある。瞬時値制御方式は電流指令パタ
ーン信号(正弦波信号)とインバータの出力電流検出信
号との電流偏差をヒステリシス特性を持つ比較手段に加
え、この比較手段から得られる、′6流偏差の大きさと
極性の関係に基づき変調されたパルス幅変調パルスによ
ってPWMインバータの点弧制御を行うものである。
There are two types of control methods for PWM inverters: an instantaneous value control method and an average value control method. The instantaneous value control method uses a means for comparing the current deviation between the current command pattern signal (sine wave signal) and the output current detection signal of the inverter with hysteresis characteristics, and also compares the magnitude and polarity of the current deviation obtained from this comparison means. The ignition control of the PWM inverter is performed using a pulse width modulated pulse modulated based on the relationship.

瞬時値制御方式は電流指令パターン信号を変調波イぎ号
として搬送波信号(三角波信号→を比較してパルス幅変
調パルスを発生する平均値制御方式に比べ電流制御の応
答性が良いという利点を有する。
The instantaneous value control method has the advantage of better current control responsiveness than the average value control method, which uses the current command pattern signal as the modulation wave signal and compares the carrier wave signal (triangular wave signal →) to generate a pulse width modulated pulse. .

近年、このような利点を有する瞬時値制御方式でPWM
インバータを制御することの実用化が検討され、既に一
部では実用に供されている。
In recent years, PWM has been developed using the instantaneous value control method, which has such advantages.
The practical application of controlling inverters has been studied and has already been put into practical use in some cases.

ところで、PWMインバータで交流電動機を駆動すると
電動機から磁気音(騒音)が発生する。
By the way, when an AC motor is driven by a PWM inverter, magnetic sound (noise) is generated from the motor.

磁気騒音が発生する理由はインバータの出力電流に高調
波成分が含まれているためである。特に、PWMインバ
ータを瞬時値制御方式でili!I御する場合において
は電動機の低速運転時に不快感を伴う磁気音を発生する
The reason why magnetic noise occurs is that the output current of the inverter contains harmonic components. In particular, PWM inverters can be controlled using instantaneous value control. In the case of I control, an unpleasant magnetic sound is generated when the electric motor is operated at low speed.

一方、交流電動機の設置場所も高騒音の場所のみでなく
低騒音の場所にも設置されるようになってきている。ま
た、交流電s機を高騒音の場所に設置する場合でも、不
快感を伴う騒音は作業環境の点からも好ましいことでな
い。このため、PWMインバータで駆動される交流電動
機の磁気騒音を低減することが強く要望されている。
On the other hand, AC motors are now being installed not only in high-noise locations but also in low-noise locations. Further, even when an AC electric generator is installed in a place with high noise levels, the unpleasant noise is not desirable from the viewpoint of the working environment. Therefore, it is strongly desired to reduce the magnetic noise of AC motors driven by PWM inverters.

従来、PWMインバータで駆動される誘導電動機の発生
する磁気騒音を低減する方法として、軽負荷時あるいは
無負荷時に誘導電動機の磁束を弱める方法あるいは電動
機の回転速度に応じて瞬時値制御方式と平均値ft1J
御方式を切換えて併用する方法が提案されている。
Conventionally, methods for reducing the magnetic noise generated by an induction motor driven by a PWM inverter include a method of weakening the magnetic flux of the induction motor during light load or no-load conditions, or an instantaneous value control method and an average value control method depending on the rotational speed of the motor. ft1J
A method has been proposed in which the control methods are switched and used in combination.

しかしながら、前者は無負荷時(@負荷時)の騒音低減
は可能であるが、定格負荷時においては磁束が定格値に
なるため騒音を低減できないという欠点を有する。また
、後者は平均値制御方式による運転速度範囲(低速運転
時)において電流制御の応答性が低下し、また切換え時
にトルク変動を生じるという欠点を有する。
However, although the former method can reduce noise when there is no load (@load), it has the disadvantage that noise cannot be reduced when the load is rated because the magnetic flux reaches the rated value. Furthermore, the latter has the drawback that the responsiveness of current control is reduced in the operating speed range (during low speed operation) based on the average value control method, and torque fluctuations occur during switching.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明は上記点に対処して成されたもので、その目的と
するところは電流制御の応答性低下やトルク変動を生じ
ることなく、かつ負荷状態に拘らず交流電動機の発生す
る騒音を低減することのできるPWMインバータの制御
方法および装置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 reduce the noise generated by an AC motor regardless of the load condition without causing a decrease in current control responsiveness or torque fluctuation. An object of the present invention is to provide a method and apparatus for controlling a PWM inverter.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本発明の特徴とするところは電流指令ノくターン信号と
電流検出信号を比較して電流偏差を求め、この電流偏差
の大きさと極性の関係に基づき変調されたパルス幅変調
パルスを出力する際に、交流電動機の中性点電圧を検出
し、この中性点電圧信号の大きさに応じて中性点電圧の
実効値が大きくなるようにパルス幅変調を行うようにし
たことにある。
The feature of the present invention is that the current deviation is determined by comparing the current command turn signal and the current detection signal, and when outputting a pulse width modulated pulse that is modulated based on the relationship between the magnitude and polarity of this current deviation. , the neutral point voltage of the AC motor is detected, and pulse width modulation is performed so that the effective value of the neutral point voltage increases according to the magnitude of the neutral point voltage signal.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

第1図に本発明の一実施例を示す。 FIG. 1 shows an embodiment of the present invention.

g1図において、ダイオード整流回路1は曲用交流電源
A(3から加えられる交流電圧を直流電圧に変換する。
In the diagram g1, a diode rectifier circuit 1 converts an AC voltage applied from an AC power source A (3) into a DC voltage.

整流回路1の直流出力電圧は平滑コンデンサ2で平滑さ
れた後にPWMインノ(−夕3に印加される。PWMイ
ンバータ3はグレーツ結線されたスイッチング素子(ゲ
ートターンオフサイリスクやトランジスタ)SuP  
+ SvP ・・・SyNと各スイッチング素子に逆並
列接続された帰カ止ダイオードDuP、DvP  ・・
・1〕、N  とから構成される。インパーク3の各相
U、V、wの交流出力端に誘導電動機4が接続されてい
る。誘導電動機4には速度検出器5が機械的に直結され
ている。誘導電動機4のU相とV相の1次屯流iu、i
The DC output voltage of the rectifier circuit 1 is smoothed by a smoothing capacitor 2 and then applied to the PWM inverter 3.
+ SvP ... Return blocking diodes DuP, DvP connected in antiparallel to SyN and each switching element.
・1], N. An induction motor 4 is connected to an AC output terminal of each phase U, V, and w of the impark 3. A speed detector 5 is mechanically directly connected to the induction motor 4. Primary ton current iu, i of U phase and V phase of induction motor 4
.

(インバータ3の出力電流)は或流構出器8 U +8
vによって検出される。電流検出器8U、8Vの検出電
流1.!7はそれぞれ比較器11U。
(Output current of inverter 3) is constant current generator 8 U +8
detected by v. Current detector 8U, 8V detection current 1. ! 7 is a comparator 11U.

11vに図示の極性で加えられると共に両検出電流は加
算器9に図示の極性で加えられる。加’74−. 器9
からは誘導電動機4のW相の検出電流工、が得られる。
11v with the polarities shown and both detection currents are added to the adder 9 with the polarities shown. Ka'74-. Vessel 9
The W-phase detection current of the induction motor 4 can be obtained from .

速度制御回路6は速度指令回路14の速度指令信号N*
と速度検出器5の速度検出信号Nを比較した速度偏差に
比例した振幅で周波数が1次周波数指令信号に比例した
120°位相差の電流パターン指令信号ii+in出力
する。1次周波数指令信号は例えば速度検出信号Nに比
例した回転周波数と速度偏差に比例したすペシ周波数の
和として与えられる。電流指令パターン信号’r、’F
はそれぞれ加算器10U、toyにおいて中性点電圧信
号eNと加算され、ヒステリシス特性を持つ比較器11
U、IIVに加えられる。
The speed control circuit 6 receives the speed command signal N* of the speed command circuit 14.
A current pattern command signal ii+in with an amplitude proportional to the speed deviation obtained by comparing the speed detection signal N of the speed detector 5 and a 120° phase difference whose frequency is proportional to the primary frequency command signal is output. The primary frequency command signal is given, for example, as the sum of a rotational frequency proportional to the speed detection signal N and a frequency proportional to the speed deviation. Current command pattern signal 'r,'F
are added to the neutral point voltage signal eN in the adder 10U and toy, respectively, and the comparator 11 with hysteresis characteristics
U, added to IIV.

また、両電流指令パターンI u” 、j 1’は加算
器で図示の極性でベクトル加算される。加算器7はW相
の電流指令パターン信号47を出力する。電流指令パタ
ーン信号I−は加算器10Wにおいて中性点電圧信号e
Nと加算されヒステリシス特性を持つ比較器11Wに加
えられる。比較器11U。
Further, both current command patterns I u'' and j 1' are vector-added with the polarities shown in the figure by an adder. The adder 7 outputs a W-phase current command pattern signal 47. The current command pattern signal I- is added as a vector with the illustrated polarity. Neutral point voltage signal e at 10W
N and is added to the comparator 11W having hysteresis characteristics. Comparator 11U.

11V、IIWはそれぞれ加算器10U、1(N’。11V and IIW are adders 10U and 1(N', respectively).

10Wの出力信号と電流検出信号i。、i、。10W output signal and current detection signal i. ,i,.

i−を比較し、インバータ3を構成するスイッチング素
子SuP 、SvP・・・S、Nをオン、オフするため
のパルス幅変調パルス(P W Mパルス)全発生する
。ゲート回路12U、12V、12Wは比較器11U、
IIV、IIWの出力するPWMパルスをスイッチング
[子S 、、p  、  S 、 p・・・S+rNに
ゲート信号として与える。中性点電圧検出回路13は比
較器11U、IIV、IIWのPWMパルスを図示の極
性で加算し中性点電圧信号e。を出力する。
i-, all pulse width modulated pulses (PWM pulses) for turning on and off the switching elements SuP, SvP...S, N constituting the inverter 3 are generated. Gate circuit 12U, 12V, 12W is comparator 11U,
The PWM pulses output by IIV and IIW are given as gate signals to switching children S,, p, S, p...S+rN. The neutral point voltage detection circuit 13 adds the PWM pulses of the comparators 11U, IIV, and IIW with the illustrated polarities to obtain a neutral point voltage signal e. Output.

次にその動作を第2図、第3図を参照して説明する。Next, its operation will be explained with reference to FIGS. 2 and 3.

まず、本発明の理解を容易にするため、中性点電圧検出
回路13から中性点電圧信号e6を加えない′r1期間
について説明する。
First, in order to facilitate understanding of the present invention, a period 'r1 in which the neutral point voltage signal e6 is not applied from the neutral point voltage detection circuit 13 will be explained.

インバータ3の出力′電流iu、iア、1アが第1図示
の矢印方向に流れているときを正極性とする。電流iu
 、iv、i、はスイッチング素子SuP 、Svp 
、Svpがオンすると正極性で増加し、スイッチング素
子SいN  、S y N I  S wNがオンする
と負極性で増加する。また、電流I5゜1、l  ’9
は正極性で流れているときスイッチング素子をオフする
とダイオードD u N + D v N +D v 
Nを介して流れて減少し、負極性で流れているときスイ
ッチング素子S、、N 、SアN18vNをオフすると
ダイオードD u P  、D V P  I D w
 Pを介して流れて減少する。
When the output currents iu, ia, and 1a of the inverter 3 are flowing in the direction of the arrow shown in the first figure, the polarity is positive. current iu
, iv, i are switching elements SuP, Svp
, Svp is turned on, it increases with positive polarity, and when the switching elements SIN and S y N I S wN are turned on, it increases with negative polarity. Also, the current I5゜1, l'9
When the switching element is turned off while flowing with positive polarity, the diode D u N + D v N + D v
When the switching element S, , N and S A N18vN are turned off, the diodes D u P and D V P I D w
It flows through P and decreases.

スイッチング素子S a P 、S v P 、S W
Nのオン。
Switching elements S a P , S v P , S W
N on.

オフは比較器11U、IIV、IIWの発生するPWM
パルスによシ行われる。第2図(a)に比較器11Uに
加えられる電流指令パターン信号1−と電流検出信号1
1の関係を示す。T1期間′において電流指令パターン
信号i7と電流検出信号i、の電流検出信号luの電流
偏差Δiuとヒステリシス幅−Δ■の関係がIΔi、l
>lΔIIになると比較器11Uは第2図(d)に示す
ようにP’WMパルスをIt 1g3レベルにする。ゲ
ート回路12UはPWMパルス(d)が11177レベ
ルになるとスイッチング素子S uP にゲート信号を
与える。この場合にはスイッチング素子SuPがオンす
るので、U相電流l。は図示のように増加する。U相電
流i7が増加し電流指令パターン信号1゜*よりヒステ
リシス幅+31以上に大きくなると比較器11UはPW
Mパルス(d)を(L−IIIレベルにする。
Off is PWM generated by comparators 11U, IIV, and IIW.
This is done by pulses. Figure 2(a) shows the current command pattern signal 1- applied to the comparator 11U and the current detection signal 1.
1 is shown. During the T1 period, the relationship between the current deviation Δiu of the current detection signal lu between the current command pattern signal i7 and the current detection signal i and the hysteresis width -Δ■ is IΔi, l
When >lΔII, the comparator 11U sets the P'WM pulse to the It1g3 level as shown in FIG. 2(d). The gate circuit 12U provides a gate signal to the switching element S uP when the PWM pulse (d) reaches the 11177 level. In this case, since the switching element SuP is turned on, the U-phase current l. increases as shown. When the U-phase current i7 increases and becomes larger than the hysteresis width +31 from the current command pattern signal 1゜*, the comparator 11U changes to PW.
Set M pulse (d) to (L-III level).

PWMパルス(d)が°I  、 nレベルになるとス
イッチング素子S u Nにゲート信号が与えられ、ス
イッチング素子S。Pはオフする。T1期間にはU相電
流16が正極性で流れている。U相電流1、はスイッチ
ング素子がオフするとダイオードD u N を介して
流れ減少する。U相電流luが減少し電流指令パターン
信号1−よシヒステリシス幅−Δ■だけ小さくなると比
較器11UのPWMパルス(d)が再度tE11レベル
になp前述の動作を繰返す。U相電流16が負極性で流
れている場合にはスイッチング素子S u )q  と
ダイオードD u pに電流11が流れる。このように
してインバータ3のU相電流i6は電流指令パターン信
号1詐に追従するように制御される。このような動作は
V相、W相についても比較器11V、IIWの発生。
When the PWM pulse (d) reaches the °I, n level, a gate signal is given to the switching element S.sub.N, and the switching element S.sub.N. P is off. During the T1 period, the U-phase current 16 is flowing with positive polarity. When the switching element is turned off, the U-phase current 1 flows through the diode D u N and decreases. When the U-phase current lu decreases and becomes smaller by the current command pattern signal 1 - the hysteresis width - Δ■, the PWM pulse (d) of the comparator 11U becomes the tE11 level again, and the above-described operation is repeated. When the U-phase current 16 is flowing with negative polarity, the current 11 flows through the switching element S u )q and the diode D u p. In this way, the U-phase current i6 of the inverter 3 is controlled to follow the current command pattern signal 1. This kind of operation also generates comparators 11V and IIW for the V and W phases.

するPWMパルスによって1200の位相差をもって同
様に行われる。第2図(b)にV相の電流指令パターン
信号1−とV相電流ivの関係を示し、第2図(e)に
比較器11’Vの発生するPWMパルスを示す。同様に
、第2図(C)にW相の電流指令パターン信号iJとW
相電流iWの関係を示し、同図(f)に比較器11Wの
発生するPWMパルスを示す。
The same is done with a phase difference of 1200 by using PWM pulses. FIG. 2(b) shows the relationship between the V-phase current command pattern signal 1- and the V-phase current iv, and FIG. 2(e) shows the PWM pulse generated by the comparator 11'V. Similarly, FIG. 2(C) shows the current command pattern signals iJ and W of the W phase.
The relationship between the phase currents iW is shown, and the PWM pulse generated by the comparator 11W is shown in (f) of the figure.

以上のようにしてPWMインバータ3の瞬時値制御含有
うのであるが、出力電流!。、i、、l。
As described above, the instantaneous value control of the PWM inverter 3 is carried out, but the output current! . ,i,,l.

の瞬時値を検出して電流指令パターン信号11*。The instantaneous value of is detected and the current command pattern signal 11* is generated.

iV” 1  j −との過不足によってPWMインバ
ータ3をスイッチングする瞬時値制御であシ、電流制御
を応答性良く行える。
The instantaneous value control that switches the PWM inverter 3 depending on the excess or deficiency of iV''1 j - allows current control to be performed with good responsiveness.

ところで、PWMインバータ3はPWMパルス(d)、
 (e)、 (f)によってオン、オフ制御されるので
、その出力電圧(相電圧)はPWMパルス(d)、(e
l。
By the way, the PWM inverter 3 generates PWM pulses (d),
(e) and (f), so the output voltage (phase voltage) is controlled by PWM pulses (d) and (e
l.

(f)と同期して変化する。第2図に示すT1期間にお
けるU相電圧(d)とV相電圧(e)の関係に着目する
と、U相電圧(d)が正じ゛1″レベル)のときV相電
圧(e)力負(”−1”レベル)、あるいはその逆にU
相電圧(d)が負のときV相電圧(e)が正となる期間
がある。電圧(d)と(e)の差は線間電圧であシ、W
相電圧(f)も含めて線間電圧e、、、e、、、。
It changes in synchronization with (f). Focusing on the relationship between the U-phase voltage (d) and the V-phase voltage (e) during the T1 period shown in Fig. 2, when the U-phase voltage (d) is exactly at the "1" level, the V-phase voltage (e) is Negative (“-1” level) or vice versa
When the phase voltage (d) is negative, there is a period in which the V-phase voltage (e) is positive. The difference between voltages (d) and (e) is the line voltage, W
Line voltage e, including phase voltage (f).

e、、を示すと第3図(h)、(す、(J)のようにな
る。
When e, , are shown, they become as shown in Fig. 3 (h), (su, and (j)).

なお、第3図の(d)〜(j)は第2図のPX’JMパ
ルスを示す。第3メの(h)γ(j)に示すT1期間に
おける線間′電圧には振幅の大きな高調波電圧が多く含
−まれている。したがって、誘導電動機4に高調波電流
が多く流れ磁気騒音が増すことになる。
Note that (d) to (j) in FIG. 3 show the PX'JM pulses in FIG. 2. The line-to-line voltage during the T1 period shown in (h) γ(j) in the third image contains many harmonic voltages with large amplitudes. Therefore, a large amount of harmonic current flows through the induction motor 4, increasing magnetic noise.

さて、次に本発明により誘導電動機4の1次巻線の中性
点電圧信号eNを電流指令パターン信号i u*、 i
 −、l 、、11に中性点電圧信号eNを加えた場合
の動作を説明する。
Next, according to the present invention, the neutral point voltage signal eN of the primary winding of the induction motor 4 is converted into a current command pattern signal i u*, i
The operation when the neutral point voltage signal eN is added to -, l, , 11 will be explained.

第2図、第3図のT2期間は中性点電圧信号eHを加え
たときの動作波形である。
The T2 period in FIGS. 2 and 3 is an operating waveform when the neutral point voltage signal eH is applied.

比較器11 U、 11 V、  11WI7)PWM
パルス(d)、 (e)、 (f)は各相電圧に比例し
たものであり、中性点電圧検出回路13から誘導電動機
4の1次巻線の中性点電圧に比例した中性点電圧信号e
Nが得られる。中性点電圧信号eNは第2図(−のよう
な波形になる。中性点電圧信号eNは加算器10U。
Comparator 11U, 11V, 11WI7) PWM
Pulses (d), (e), and (f) are proportional to each phase voltage, and are detected from the neutral point voltage detection circuit 13 to the neutral point proportional to the neutral point voltage of the primary winding of the induction motor 4. voltage signal e
N is obtained. The neutral point voltage signal eN has a waveform as shown in FIG.

10V、IOWにおいて電流指令パターン信号j W”
 Hj II” J  j J  にそれぞれ加算され
る。このとき、比較器12U、 12V、 12Wid
i−i*≧ΔI + e N・由・・・・(1)のとき
PWMパルスヲat 1 #Jレベルから”−1”レベ
ルにし、 i−i“≦−Δ■+eN      ・・・・・・・・
・(2)のときPWMパルスをI(、?+レベルからa
t II+IIルにすることになる。このことは等測的
に比較器12U、12V、12Wのヒステリシス幅±Δ
Iを中性点電圧信号eNによシ変化されていることにな
る。電流指令パターン信号i−,i、+k。
Current command pattern signal j W” at 10V, IOW
Hj II" J j J. At this time, the comparators 12U, 12V, 12Wid
i-i*≧ΔI + e N・Yu...When (1), change the PWM pulse from 1 #J level to "-1" level, i-i"≦-Δ■+eN...・・・
・In case (2), the PWM pulse is changed from I(, ?+ level to a
It will be t II + II le. This means that the hysteresis width of comparators 12U, 12V, and 12W is ±Δ
This means that I is changed by the neutral point voltage signal eN. Current command pattern signals i-, i, +k.

iW1′に中性点電圧信号eNを加算した状態を図示す
ると複雑になるので、第2図においてはヒステリシス幅
±Δ■を変化させたものとして示している。
Since it would be complicated to illustrate the state in which the neutral point voltage signal eN is added to iW1', FIG. 2 shows the state in which the hysteresis width ±Δ■ is varied.

電流指令パターン信号j ll*T 、j II 、j
 ’II”に中性動作を行い第2図(d)〜(f)に示
すよりなPWMパルスを発生する。第2図(d>〜(f
)に示すT2期間のPWMパルスでPWMインバータ3
を点弧制御した場合の線間電圧e、v、   〜v1 
ev−uは第3v 図(h)〜(j)のようになる。中性点電圧信号e、を
加算したT2期間における線間電圧はTI期間に比べ減
少する。この結果、高調波電圧も減少し誘導電動機4に
流れる高調波電流も少なくなり磁気騒音を低減できる。
Current command pattern signal j ll*T , j II , j
A neutral operation is performed at 'II' to generate more PWM pulses as shown in Figure 2 (d) to (f). Figure 2 (d> to (f)
) The PWM inverter 3 is activated by the PWM pulse of the T2 period shown in
The line voltages e, v, ~v1 when ignition is controlled
ev-u is as shown in Figures 3v (h) to (j). The line voltage in the T2 period, which is the sum of the neutral point voltage signal e, decreases compared to the TI period. As a result, the harmonic voltage decreases, and the harmonic current flowing through the induction motor 4 also decreases, making it possible to reduce magnetic noise.

以上のように電流指令パターン信号i、*、4−9i/
−に中性点電圧信号eNを加算することによシ磁気騒音
を低減するのであるが、中性点電圧信号eNは第2図(
g)のようになる。第2図(g)より明らかなように、
T2期間における中性点電圧の実効値はT1期間より大
きくなっているンこのことは中性点電圧信号eNを電流
指令パターン信号に中性点電圧eNの実効値が大きくな
るように加えていることになる。つまり、中性点電圧の
実効値が大きくなるようにパルス幅変調していることに
なる。
As described above, the current command pattern signal i, *, 4-9i/
The magnetic noise is reduced by adding the neutral point voltage signal eN to -, but the neutral point voltage signal eN is
g). As is clear from Figure 2 (g),
The effective value of the neutral point voltage in the T2 period is larger than that in the T1 period.This means that the neutral point voltage signal eN is added to the current command pattern signal so that the effective value of the neutral point voltage eN becomes larger. It turns out. In other words, pulse width modulation is performed so that the effective value of the neutral point voltage becomes large.

なお、第1図の実施例においては電流指令パターン信号
i牢に中性点電圧信号eNを加算するようにしているが
、電流検出信号iに中性点電圧信号eHを同極性で加算
するようにしても同一の動作を行わせることができる。
In the embodiment shown in FIG. 1, the neutral point voltage signal eN is added to the current command pattern signal i, but it is also possible to add the neutral point voltage signal eH to the current detection signal i with the same polarity. However, the same operation can be performed.

このことは(1)、 (2+式の関係からも明らかであ
る。
This is also clear from the relationship between equations (1) and (2+).

第4図は本発明の他の実施例を示すもので、比較器11
U、IIV、IIWのヒステリシス幅を中性点電圧信号
eNによって直接変化させるようにしたものである。
FIG. 4 shows another embodiment of the present invention, in which the comparator 11
The hysteresis widths of U, IIV, and IIW are directly changed by the neutral point voltage signal eN.

第4図において第1図と同一記号のものは相当物を示し
、ヒステリシス幅調整回路15は中性点電圧信号eNに
よって比較器11U、IIV。
In FIG. 4, the same symbols as in FIG. 1 indicate equivalents, and the hysteresis width adjustment circuit 15 connects the comparators 11U and IIV according to the neutral point voltage signal eN.

11Wのヒステリシス幅±ΔIの大きさ全調整する。Fully adjust the hysteresis width ±ΔI of 11W.

第5図にヒステリシス幅調整回路15と比較器11Uの
詳細回路図を示す。
FIG. 5 shows a detailed circuit diagram of the hysteresis width adjustment circuit 15 and the comparator 11U.

比較増幅器21の負極性端子には電流指令パターン信号
i−と電流検出信号i、を入力抵抗22゜23を介して
突き合せた電流偏差Δiが入力され昨る。比較増幅器2
1の正極性端子にはその出力電圧を抵抗24.25で分
圧したものが帰還される。
A current deviation Δi obtained by comparing the current command pattern signal i- and the current detection signal i via input resistors 22 and 23 is input to the negative terminal of the comparator amplifier 21. Comparison amplifier 2
The output voltage divided by a resistor 24.25 is fed back to the positive polarity terminal of 1.

比較増幅器21の出力電圧はダイオード26゜27によ
って制限され、その制限値は抵抗28゜29に印加する
電圧の大きさによって調整できる。
The output voltage of the comparison amplifier 21 is limited by the diodes 26 and 27, and the limiting value can be adjusted by the magnitude of the voltage applied to the resistors 28 and 29.

ダイオード26.27および抵抗28.29とで周知の
リミッタ回路を構成する。以上の比較増幅器21、ダイ
オード26.27、抵抗22〜25゜28.29とで比
較器11tJを構成する。一方、ヒステリシス調整回路
15は基準ヒステリシス幅Δ■8を設定する基準幅設定
回路30、基準値Δ工8と中性点電圧信号eHをそれぞ
れ図示の極性で加算する加算器31.32および図示の
極性で増幅する増幅器33.34とで構成されている。
Diodes 26, 27 and resistors 28, 29 constitute a well-known limiter circuit. The comparator 11tJ is composed of the above comparison amplifier 21, the diodes 26.27, and the resistors 22 to 25°28.29. On the other hand, the hysteresis adjustment circuit 15 includes a reference width setting circuit 30 that sets a reference hysteresis width Δ■8, adders 31 and 32 that add the reference value ΔΔ8 and the neutral point voltage signal eH with the polarities shown, and It is composed of amplifiers 33 and 34 that amplify based on polarity.

さて、増幅器34からは設定値Δ■8と中性点電圧信号
eNを加算した正極性電圧が出力される。
Now, the amplifier 34 outputs a positive polarity voltage that is the sum of the set value Δ■8 and the neutral point voltage signal eN.

比較増幅器21が増幅器34の正極性電圧より大きい負
極性出力を生じるとダイオードの7が導通する。したが
って、比較増幅器21の負極性出力電圧は絶対値が減少
し、増幅器34の出力電圧に応じた値に暉−限される。
When comparator amplifier 21 produces a negative output that is greater than the positive voltage of amplifier 34, diode 7 becomes conductive. Therefore, the absolute value of the negative output voltage of the comparator amplifier 21 decreases and is limited to a value corresponding to the output voltage of the amplifier 34.

同様に、比較増幅器21の正極性出力電圧は増幅器33
の負極性電圧の大きさに応じて制限される。増幅器33
.34の出力電圧は基準ヒステリシス幅ΔI6と中性点
電圧信号eNの和あるいは差に比例した大きさであり、
結局、比較増幅器21の出力電圧は設定値ΔIIlと中
性点電圧信号eNによって制限される。比較増幅器21
は正極性端子に帰還される出力電圧の大きさによってヒ
ステリシス特性を持つようになる。比較増幅器21の出
力電圧はヒステリシス幅調整回路14の出力信号によっ
て変化する。したがって、比較器11Uのヒステリシス
幅±Δ工は中性点電圧信号eNによって変化することに
なる。
Similarly, the positive output voltage of the comparison amplifier 21 is
is limited depending on the magnitude of the negative polarity voltage. Amplifier 33
.. The output voltage of 34 is proportional to the sum or difference of the reference hysteresis width ΔI6 and the neutral point voltage signal eN,
In the end, the output voltage of the comparator amplifier 21 is limited by the set value ΔIIl and the neutral point voltage signal eN. Comparison amplifier 21
has hysteresis characteristics depending on the magnitude of the output voltage fed back to the positive terminal. The output voltage of the comparison amplifier 21 changes depending on the output signal of the hysteresis width adjustment circuit 14. Therefore, the hysteresis width ±Δ of the comparator 11U changes depending on the neutral point voltage signal eN.

比較器11V、IIWもヒステリシス幅調整回路14に
よってヒステリシス幅±Δ工を調整される。
The hysteresis widths of the comparators 11V and IIW are also adjusted by the hysteresis width adjustment circuit 14.

このように第4図の実施例においても第1図と同様な制
御が行われ、高調波電流を小さくでき磁気騒音を低減で
きる。
In this manner, the same control as in FIG. 1 is performed in the embodiment shown in FIG. 4 as well, making it possible to reduce harmonic current and reduce magnetic noise.

第6図に本発明の他の実施例を示す。FIG. 6 shows another embodiment of the invention.

第6図の実施例は比較増幅器21の正極性端子に中性点
電圧信号eNを直接加えるようにしたものである。
In the embodiment shown in FIG. 6, the neutral point voltage signal eN is directly applied to the positive terminal of the comparison amplifier 21.

第6図において第1図、第4図と同一記号のものは相当
物を示す。加算器40U、40V。
In FIG. 6, the same symbols as in FIGS. 1 and 4 indicate equivalents. Adder 40U, 40V.

40Wは電流指令パターン信号i−,i−と電流検出信
号iu1 ivから各相の電流偏差Δiu1Δl・、Δ
i、を出力する。各相の電流偏差Δiu1Δlv 、Δ
i、は増幅器41U、41 、;、41Wで増幅され、
各相の比較増幅器21の゛負極性端子に入力される。各
相の比較増幅器21の正極性端子はそれぞれ抵抗42を
介して接続さrている。
40W is the current deviation of each phase Δiu1Δl・, Δ from the current command pattern signals i-, i- and the current detection signal iu1 iv.
i, is output. Current deviation of each phase Δiu1Δlv, Δ
i is amplified by amplifiers 41U, 41, ;, 41W,
It is input to the negative polarity terminal of the comparator amplifier 21 of each phase. The positive terminals of the comparator amplifiers 21 of each phase are connected via resistors 42, respectively.

この構成において比較増幅器21の正極性端子に加わる
電圧C′は次式で表わすことができる。
In this configuration, the voltage C' applied to the positive terminal of the comparator amplifier 21 can be expressed by the following equation.

・・・・・・・・・(3) ここに、R1:抵抗24の抵抗値 几2 :抵抗25の抵抗値 R3:抵抗42の抵抗値 e :各相の比較増幅器21の出力電 圧 eN:各相の比較増幅器21の出力信 の和 (3)式の右辺括弧内の第1項は比較増幅器21の出力
信号を示し、また第2項は中性点電圧信号eHを示す。
(3) Here, R1: Resistance value of resistor 24 2: Resistance value of resistor 25 R3: Resistance value of resistor 42 e: Output voltage eN of comparison amplifier 21 of each phase: The first term in parentheses on the right side of the sum of the output signals of the comparator amplifier 21 of each phase (3) indicates the output signal of the comparator amplifier 21, and the second term indicates the neutral point voltage signal eH.

比較増幅器21の出力信号eは正負両極性の2短信号で
あシ、正極性端子に加えられることによシ、比較増幅器
21にはヒステリシス特性が与えられる。また、中性点
電圧信号eNが加えられるため前述の実施例と同様の動
作に従い同様の効果が得られる。
The output signal e of the comparator amplifier 21 is a bipolar signal having both positive and negative polarities, and by being applied to the positive terminal, the comparator amplifier 21 is given a hysteresis characteristic. Furthermore, since the neutral point voltage signal eN is applied, the same operation as in the above-described embodiment is performed and the same effect can be obtained.

さらに抵抗21の抵抗値が零すなわち各比較器の正極性
入力が直接接続された場合においても同様の効果が得ら
れる。その場合の正極性久方電圧e′は次式にて示され
る。
Further, the same effect can be obtained even when the resistance value of the resistor 21 is zero, that is, when the positive polarity inputs of each comparator are directly connected. In that case, the positive Kugata voltage e' is expressed by the following equation.

(4)式の電圧e′は中性点ポ圧信刊のみであり、各比
較増幅器21の出力信号eは単独では含−まれない。そ
のため、電圧eに関係して与えられるヒステリシス特性
は消滅するが、この場合においても比較器は何等問題な
く動作し所要のPWMパルスを発生する。このようにす
ればいっさい部品を増やすことなく満足な効果が得られ
る。
The voltage e' in equation (4) is only the voltage at the neutral point, and does not include the output signal e of each comparison amplifier 21 alone. Therefore, the hysteresis characteristic given in relation to the voltage e disappears, but even in this case, the comparator operates without any problem and generates the required PWM pulse. In this way, a satisfactory effect can be obtained without increasing the number of parts.

第7図に本発明による実験結果を示す。FIG. 7 shows experimental results according to the present invention.

第7図の特性aは暗騒音で、特性すは中性点電圧信号を
加えないときの特性である。!特性Cは第1図あるいは
第4図の実施例における特性で、特性dは第6図の実施
例における特性である。特性c、dから明らかなように
不発明によれば全体的に騒音レベルが低下し、特に低速
回転時には騒音1//<ルを著しく低減できることが分
る。
Characteristic a in FIG. 7 is background noise, and characteristic A is the characteristic when no neutral point voltage signal is applied. ! Characteristic C is a characteristic in the embodiment of FIG. 1 or FIG. 4, and characteristic d is a characteristic in the embodiment of FIG. 6. As is clear from the characteristics c and d, according to the invention, the overall noise level is lowered, and especially at low speed rotation, it is found that the noise level 1//< can be significantly reduced.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように本発明は交光祇動機の中性点電圧を
検出し、この中性点電圧の大きさに応じて中性点電圧の
実効値が増加するようにパルス幅変調を行うだけでPW
Mインバータによって駆動される交流電動機の発生する
騒音を低減できる。
As explained above, the present invention simply detects the neutral point voltage of the AC motor and performs pulse width modulation so that the effective value of the neutral point voltage increases according to the magnitude of this neutral point voltage. And PW
The noise generated by the AC motor driven by the M inverter can be reduced.

特に本発明においては交流電動機の低速回転時に顕著な
効果を奏し得る。
Particularly in the present invention, remarkable effects can be achieved when the AC motor rotates at low speed.

なお、上述の実施例においては中性点電圧信号は各相の
PWMパルスの和をと9求めるようにしているが、PW
Mインバータの各相出力電圧検出信号の和あるいは電動
機1次巻線の中性点電圧検出信号であってもよいのは勿
論である。
In addition, in the above embodiment, the neutral point voltage signal is obtained by calculating the sum of PWM pulses of each phase.
Of course, it may be the sum of the output voltage detection signals of each phase of the M inverters or the neutral point voltage detection signal of the motor primary winding.

また、上述の実施例はアナログ構成のものを示したが、
マイクロプロセッサなどを用いてディジタル制御を行う
場合にも本発明を採用できるのは勿論である。
In addition, although the above-mentioned embodiment shows an analog configuration,
Of course, the present invention can also be adopted when performing digital control using a microprocessor or the like.

さらに、本発明は磁気騒音が問題とたる低速回転時のみ
中性点電圧を加えるようにすることも可能である。
Furthermore, according to the present invention, it is also possible to apply the neutral point voltage only during low speed rotation where magnetic noise is a problem.

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

第1図は本発明の一実施例を示す構成図、第2図、第3
図はその動作を説明するための波形図、第4図は本発明
の他の実施例を示す構成図、第5図は第4図におけるヒ
ステリシス幅調整回路と比較器の一例を示す詳細回路図
、第6図は本発明の他の実施例を示す構成図、第7図は
本発明の実鹸結果を示す特性図である。 3・・・PWMインバータ、4・・・誘導電動機、11
・・・比較器、13・・・中性点電圧検出回路。 代理人 弁理士 高橋明夫・、  1゛lV、、、、、
。 第 1目 竿 2日 第 3の 第4[21 箔 5′目 篤6目 回転速度(?浅、)
Fig. 1 is a configuration diagram showing one embodiment of the present invention, Fig. 2, Fig. 3
Figure 4 is a waveform diagram for explaining its operation, Figure 4 is a configuration diagram showing another embodiment of the present invention, and Figure 5 is a detailed circuit diagram showing an example of the hysteresis width adjustment circuit and comparator in Figure 4. , FIG. 6 is a block diagram showing another embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a characteristic diagram showing the actual results of the present invention. 3... PWM inverter, 4... induction motor, 11
... Comparator, 13... Neutral point voltage detection circuit. Agent: Patent Attorney Akio Takahashi, 1゛lV,,,,,
. 1st rod 2nd day 3rd 4th [21 foil 5' eye Atsushi 6th eye rotation speed (?shallow,)

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、多相交流電動機を駆動するものであって、各相毎に
電流指令パターン信号と電流検出信号を比較して電流偏
差を求め、この電流偏差の大きさと極性の関係に基づき
変調されたパルス幅変調パルスによシ制御されるPWM
インバータにおいて、前記多相交流電動機の中性点電圧
を検出し、該中性点電圧信号の大きさに応じて前記中性
点電圧の実効値が増加するようにパルス幅変調を行うよ
うにしたことを特徴とするPWMインノく一タの制御方
法。 2、特許請求の範囲第1項において、前記中性点電圧は
各相のパルス幅変調パルスを加算して得るようにしたこ
とを特徴とするPWMインバータの制御方法。 3、多相交流電動機を駆動するPWMインノ;−タと、
該PWMインバータの出力電流を指令する電流指令パタ
ーン信号を出力する速度制御回路と、前記PWMインバ
ータの出力電流を検出する電流検出手段と、前記電流指
令パターン信号と電流検出信号の電流偏差の大きさと極
性に基づいたパルス幅変調パルスをパルス幅変調手段と
、前記多相交流電動機の中性点電圧を構出する中性点電
圧検出手段とを具備し、前記パルス幅変調手段は前記中
性点電圧信号を入力し、前記中性点電圧の実効値が大き
くなるようにパルス幅変調を行うことを特徴とするPW
Mインバータの制御装置。 4、特許請求の範囲第3項において、前記中性点゛電圧
検出手段は各相のパルス幅変調パルスを加算して中性点
電圧を検出することを特徴とするPWMインバータの制
御装置。
[Claims] 1. A device for driving a multi-phase AC motor, in which a current command pattern signal and a current detection signal are compared for each phase to obtain a current deviation, and the relationship between the magnitude and polarity of this current deviation is determined. PWM controlled by pulse width modulated pulses modulated based on
The inverter detects the neutral point voltage of the multiphase AC motor, and performs pulse width modulation so that the effective value of the neutral point voltage increases according to the magnitude of the neutral point voltage signal. A method for controlling a PWM computer, characterized by the following. 2. The method of controlling a PWM inverter according to claim 1, wherein the neutral point voltage is obtained by adding pulse width modulated pulses of each phase. 3. A PWM controller that drives a polyphase AC motor;
A speed control circuit that outputs a current command pattern signal that commands the output current of the PWM inverter, a current detection means that detects the output current of the PWM inverter, and a magnitude of a current deviation between the current command pattern signal and the current detection signal. The pulse width modulating means generates a pulse width modulated pulse based on the polarity, and the neutral point voltage detecting means generates a neutral point voltage of the multiphase AC motor. A PW characterized by inputting a voltage signal and performing pulse width modulation so that the effective value of the neutral point voltage becomes large.
M inverter control device. 4. A control device for a PWM inverter according to claim 3, wherein the neutral point voltage detection means detects the neutral point voltage by adding pulse width modulated pulses of each phase.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01264571A (en) * 1988-04-14 1989-10-20 Sumitomo Heavy Ind Ltd Pulse width modulation voltage detector

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