JPS61121798A - 交流電動機のpwm制御装置 - Google Patents
交流電動機のpwm制御装置Info
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- JPS61121798A JPS61121798A JP59239511A JP23951184A JPS61121798A JP S61121798 A JPS61121798 A JP S61121798A JP 59239511 A JP59239511 A JP 59239511A JP 23951184 A JP23951184 A JP 23951184A JP S61121798 A JPS61121798 A JP S61121798A
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P27/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
- H02P27/04—Arrangements 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
- H02P27/06—Arrangements 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
- H02P27/08—Arrangements 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
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- Control Of Ac Motors In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
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のPWM制却制置装置シ、更に詳し
くはPWMインバータの出力電流に生じる電流リプルを
抑制する様にした交流電動機のPWM制御装置に関する
。
くはPWMインバータの出力電流に生じる電流リプルを
抑制する様にした交流電動機のPWM制御装置に関する
。
第6図は、従来の交流電動機のPWM制御装置の一例を
示す図である。同図において、順変換器1は交流電源を
全波整流し、それをコンデンサ2によシ平滑して、脈動
の少ない直流電圧を作る。
示す図である。同図において、順変換器1は交流電源を
全波整流し、それをコンデンサ2によシ平滑して、脈動
の少ない直流電圧を作る。
そして、この直流電圧をトランジスタ41〜46と各ト
ランジスタ41〜46に並列接続されたダイオード51
〜56よりなるPWMインバータによって逆変換し、出
力電圧と周波数を制御して交流電動機3を駆動する。P
WMインバータの制御は、トリガ回路8で行なわれる。
ランジスタ41〜46に並列接続されたダイオード51
〜56よりなるPWMインバータによって逆変換し、出
力電圧と周波数を制御して交流電動機3を駆動する。P
WMインバータの制御は、トリガ回路8で行なわれる。
上記PWMインバータによる逆変換は、トリガ回路8に
よるトランジスタ41〜46の導通制御により行なわれ
る。トリガ回路8は、PWMインバータの出力電流(正
弦波)を指令する1:流指令信号i、と電流検出器61
の出力を電流検出信号62を通し得た電流出力信号1.
に基づいて、第7図に示す様なトランジスタ41.42
のオン信号、UP、UNを出力する。尚、第6図及び第
7図には示していないが、トランジスタ43〜46につ
いても同様にオン信号が形成出力される。第7図から明
らかな様にトランジスタ41のオン信号UPとトランジ
スタ42のオン信号は、論理を反転すると等しい信号に
なる様に形成され、図示しないトランジスタ43.44
のオン信号及びトランジスタ45.46のオン信号も同
様な関係にある。
よるトランジスタ41〜46の導通制御により行なわれ
る。トリガ回路8は、PWMインバータの出力電流(正
弦波)を指令する1:流指令信号i、と電流検出器61
の出力を電流検出信号62を通し得た電流出力信号1.
に基づいて、第7図に示す様なトランジスタ41.42
のオン信号、UP、UNを出力する。尚、第6図及び第
7図には示していないが、トランジスタ43〜46につ
いても同様にオン信号が形成出力される。第7図から明
らかな様にトランジスタ41のオン信号UPとトランジ
スタ42のオン信号は、論理を反転すると等しい信号に
なる様に形成され、図示しないトランジスタ43.44
のオン信号及びトランジスタ45.46のオン信号も同
様な関係にある。
トリガ回路8は、第7図に示す様に、トランジスタ41
のオン信号UPを次の様な原理に従って形成出力する。
のオン信号UPを次の様な原理に従って形成出力する。
即ち、電流指令信号i、とヒステリシス幅Δh(あらか
じめ定められている)を加算した信号(it+Δn)と
、電流検出信号i。
じめ定められている)を加算した信号(it+Δn)と
、電流検出信号i。
とを比較し、i、≦(二it+Δn)の場合にオン信号
UPを論理値″1”とし、i 、 ) (i 、 +Δ
n)の場合にオン信号UPを論理値″′ONとする。こ
れによって、トランジスタ41がオン・オフし、交流電
動機3への出力電流を制御する。ここで、第7図に示す
電流検出信号i、の頌き、即ち交流電動機3に流れる電
動機電流の頌きは、交流電動機3の回路インピーダンス
(電機子巻線等のインピーダンス)によって定まる。
UPを論理値″1”とし、i 、 ) (i 、 +Δ
n)の場合にオン信号UPを論理値″′ONとする。こ
れによって、トランジスタ41がオン・オフし、交流電
動機3への出力電流を制御する。ここで、第7図に示す
電流検出信号i、の頌き、即ち交流電動機3に流れる電
動機電流の頌きは、交流電動機3の回路インピーダンス
(電機子巻線等のインピーダンス)によって定まる。
この様に、PWMインバータの出力′電流は、その電流
検出信号i、から明らかな様に、電流リプルを有したも
のとなっている。この電流リプルの大きさは、上記ヒス
テリシス幅Δh () IJガ回路8で設定される)で
定まシ、又トランジスタ41〜46のスイッチング周波
数は交流′醒動憬3の回路インピーダンスとヒステリシ
ス幅Δhによって定まる。従って、電A’)プルを小さ
くするためには、ヒステリシス幅Δhを小さくする必要
があるが、ヒステリシス幅Δhを小さくするとトランジ
スタ41〜46のスイッチング周波数が高くなってしま
う。一般に、トランジスタにはスイッチング周波数に上
限があるため、電流リプルとスイッチング周波数を考慮
し、トリガ回路8でヒステリシス幅Δhを設定する必要
がある。
検出信号i、から明らかな様に、電流リプルを有したも
のとなっている。この電流リプルの大きさは、上記ヒス
テリシス幅Δh () IJガ回路8で設定される)で
定まシ、又トランジスタ41〜46のスイッチング周波
数は交流′醒動憬3の回路インピーダンスとヒステリシ
ス幅Δhによって定まる。従って、電A’)プルを小さ
くするためには、ヒステリシス幅Δhを小さくする必要
があるが、ヒステリシス幅Δhを小さくするとトランジ
スタ41〜46のスイッチング周波数が高くなってしま
う。一般に、トランジスタにはスイッチング周波数に上
限があるため、電流リプルとスイッチング周波数を考慮
し、トリガ回路8でヒステリシス幅Δhを設定する必要
がある。
しかし、以上のように電流リプルとスイッチング周波数
を考慮すると、妥当なヒステリシス幅Δhを決定出来な
いことがある。例えば、汎用電動機を駆動するとき、ヒ
ステリシス幅Δhを定格電流のピーク値に対して30%
とするとスイッチング周波数は2〜3KHa度である。
を考慮すると、妥当なヒステリシス幅Δhを決定出来な
いことがある。例えば、汎用電動機を駆動するとき、ヒ
ステリシス幅Δhを定格電流のピーク値に対して30%
とするとスイッチング周波数は2〜3KHa度である。
このとき、トランジスタのスイッチング損失は、定常損
失に比べて2〜3倍となり、実用において適当ではない
。また、実用においては、トランジスタ41〜46を駆
動するトリガ回Nr8においても、高周波数化に限界が
ある。
失に比べて2〜3倍となり、実用において適当ではない
。また、実用においては、トランジスタ41〜46を駆
動するトリガ回Nr8においても、高周波数化に限界が
ある。
電流リプルを小さくするPWM制御装置としては、例え
ば、直流電動機に関するものであるが特開昭58−36
189号公報に開示されているものが知られている。こ
れは、インバータと直流電動機間での還流モードを利用
したものである。即ち、ブリッジ結線された4つの自己
消弧素子の各々に逆並列に還流ダイオードを設けた構成
において、直流電動機に負荷電流を流している一対の自
己消弧素子の一方がオフした後でも、他方の自己消弧素
子をオンに保持し、この自己消弧素子と他の−対の自己
消弧素子に設けられた還流ダイオードの一方とを用いて
、直流電動截に還流モードで′電動機電流を流す。これ
によって、直流電源を介することなく、還流モードで・
胤wJ機電流を流すことを可能にし、電fJJJ機電流
の傾きを小さくして、′に流リプルを低減するものであ
る。
ば、直流電動機に関するものであるが特開昭58−36
189号公報に開示されているものが知られている。こ
れは、インバータと直流電動機間での還流モードを利用
したものである。即ち、ブリッジ結線された4つの自己
消弧素子の各々に逆並列に還流ダイオードを設けた構成
において、直流電動機に負荷電流を流している一対の自
己消弧素子の一方がオフした後でも、他方の自己消弧素
子をオンに保持し、この自己消弧素子と他の−対の自己
消弧素子に設けられた還流ダイオードの一方とを用いて
、直流電動截に還流モードで′電動機電流を流す。これ
によって、直流電源を介することなく、還流モードで・
胤wJ機電流を流すことを可能にし、電fJJJ機電流
の傾きを小さくして、′に流リプルを低減するものであ
る。
しかし、上記特公昭58−36189号公報に記載され
た発明は、直流電動機に関するものであシ、交流電動機
にこれを直接適用することはできないのである。即ち、
直R,電動機の電動機電流は、PWMインバータの出力
電圧と直流電動機の内部で発生する電圧との差によって
流れる。直流電動機の内部で発生する電圧には、重機子
の回転によって生じる誘起電圧(回転数に比例する)と
、電機子巻線に流れる電動機電流の脈動による逆起電電
動機電流iはインバータの出力電圧と誘起電圧の差によ
って流れ、電動機電流は誘起電圧に逆極性で流れる。こ
のため、還流モードで直流電動機の端子間を短絡すると
、直流電動機のインダクタ電動機電流iは直流電動機の
抵抗(電機子抵抗や配線抵抗からなる)によって定まる
ことになる。
た発明は、直流電動機に関するものであシ、交流電動機
にこれを直接適用することはできないのである。即ち、
直R,電動機の電動機電流は、PWMインバータの出力
電圧と直流電動機の内部で発生する電圧との差によって
流れる。直流電動機の内部で発生する電圧には、重機子
の回転によって生じる誘起電圧(回転数に比例する)と
、電機子巻線に流れる電動機電流の脈動による逆起電電
動機電流iはインバータの出力電圧と誘起電圧の差によ
って流れ、電動機電流は誘起電圧に逆極性で流れる。こ
のため、還流モードで直流電動機の端子間を短絡すると
、直流電動機のインダクタ電動機電流iは直流電動機の
抵抗(電機子抵抗や配線抵抗からなる)によって定まる
ことになる。
従って、′電動機電流iの減少は、非常に小さなものと
なり、電流リプルが減少する。
なり、電流リプルが減少する。
しかし、交流電動機においては、第6図に示す様に、各
相の電m機電流10(u)、 10(v)、 io
6v)と各相の誘起電圧vo (u)、 Vo (’
/)、 vo Hは、所定の位相差を有した正弦波とな
り、上記した直流電動機の様に電流リプルを減少するこ
とは困難なのである。即ち、第9図は交流電動機の等価
回路を示す図であり、U相、V相、W相のそれぞれにつ
いて、電動mflLRi o (u)、 i o (
Y)、 i o 6N)と誘起電圧31,32.33
と電動機抵抗34,35゜36と電動機インダクタンス
37,38.39が示されている。そして、第9図は、
第8図における時刻1oでの還流モードを示している。
相の電m機電流10(u)、 10(v)、 io
6v)と各相の誘起電圧vo (u)、 Vo (’
/)、 vo Hは、所定の位相差を有した正弦波とな
り、上記した直流電動機の様に電流リプルを減少するこ
とは困難なのである。即ち、第9図は交流電動機の等価
回路を示す図であり、U相、V相、W相のそれぞれにつ
いて、電動mflLRi o (u)、 i o (
Y)、 i o 6N)と誘起電圧31,32.33
と電動機抵抗34,35゜36と電動機インダクタンス
37,38.39が示されている。そして、第9図は、
第8図における時刻1oでの還流モードを示している。
第7図及び第8図に示す様に、時刻1.において、V相
では電動機電流i 、 (v)と誘起電圧vo(v)は
共に負の値であシ、上記した直流電動機の場合と同様に
、電動機電流1o(V)は誘起電圧To(V)と逆極性
で流れる。従って、V相においては電流リプルを減少す
る方向に働く。しかし、U相においては、第7図及び第
8図に示す様に、電動機電流1o(u)が負で誘起電圧
To(u)が正となるため、電動機電流1o(u)は誘
起電圧’10(u)と同極性に流れ、U相においては電
動機電流を減少する様に作用せず、電流リプルは減少し
ない。尚、W相では、電流リプルを減少する方向に働く
。以上に説明した様に、特開昭58−36189号公報
に記載された発明は、交流電動機には適用できないので
ある。
では電動機電流i 、 (v)と誘起電圧vo(v)は
共に負の値であシ、上記した直流電動機の場合と同様に
、電動機電流1o(V)は誘起電圧To(V)と逆極性
で流れる。従って、V相においては電流リプルを減少す
る方向に働く。しかし、U相においては、第7図及び第
8図に示す様に、電動機電流1o(u)が負で誘起電圧
To(u)が正となるため、電動機電流1o(u)は誘
起電圧’10(u)と同極性に流れ、U相においては電
動機電流を減少する様に作用せず、電流リプルは減少し
ない。尚、W相では、電流リプルを減少する方向に働く
。以上に説明した様に、特開昭58−36189号公報
に記載された発明は、交流電動機には適用できないので
ある。
本発明は、上記した従来技術の問題点に鑑みなされたも
ので、電流リプルの小さい電動機電流を出力することが
可能な交流電動機のPWM制御装置を提供することを目
的としている。
ので、電流リプルの小さい電動機電流を出力することが
可能な交流電動機のPWM制御装置を提供することを目
的としている。
本発明の交流電動機のPWM割御装置は、スイッチング
素子とダイオードの逆並列回路を6個設けて構成された
PWMインバータと、交流電動機の各相の端子電圧から
各相の誘起電圧(交流電動機の回転数に比例する。)を
検出して電圧検出信号を出力する電圧検出手段と、交流
電動機の各相の電動機電流を検出して電流検出信号とし
て出力する電流検出手段と、上記各相毎の電圧検出信号
と上記各相毎の電流検出信号とPWMイ/パータの出力
電力を指示する指令信号を受け、PWMインバータを構
成する6個のスイッチング素子を動作させる6個のオン
信号を出力するトリガ回路とを備えているものであって
、上記トリガ回路が、各相の電圧検出信号と電流検出信
号の正負が等しいとき、一致信号を出力する各相毎に設
けられた第1の手段と、上記各相毎に設けられた第1の
手出から一致信号が同時に出力された期間中、所定のタ
イミングで、PWMインバータを偶成するスイッチング
素子によるr+Rモー□ドを作成する6個のオン信号を
出力する第2の手段と、上記各相毎に設けられた第1の
手段から一致傷′号が同時に出力されない期間中、所定
のタイミングで、PWMインバータを構成する6個のス
イッチング素子を全てオフする6個のオン信号を出力し
、ダイオードによる還流モードを作成する第3の手段と
を有していることを特徴としている。
素子とダイオードの逆並列回路を6個設けて構成された
PWMインバータと、交流電動機の各相の端子電圧から
各相の誘起電圧(交流電動機の回転数に比例する。)を
検出して電圧検出信号を出力する電圧検出手段と、交流
電動機の各相の電動機電流を検出して電流検出信号とし
て出力する電流検出手段と、上記各相毎の電圧検出信号
と上記各相毎の電流検出信号とPWMイ/パータの出力
電力を指示する指令信号を受け、PWMインバータを構
成する6個のスイッチング素子を動作させる6個のオン
信号を出力するトリガ回路とを備えているものであって
、上記トリガ回路が、各相の電圧検出信号と電流検出信
号の正負が等しいとき、一致信号を出力する各相毎に設
けられた第1の手段と、上記各相毎に設けられた第1の
手出から一致信号が同時に出力された期間中、所定のタ
イミングで、PWMインバータを偶成するスイッチング
素子によるr+Rモー□ドを作成する6個のオン信号を
出力する第2の手段と、上記各相毎に設けられた第1の
手段から一致傷′号が同時に出力されない期間中、所定
のタイミングで、PWMインバータを構成する6個のス
イッチング素子を全てオフする6個のオン信号を出力し
、ダイオードによる還流モードを作成する第3の手段と
を有していることを特徴としている。
以下、添付の図面に示す実施例により、更に詳細に本発
明について説明する。
明について説明する。
第1図は本発明の一実施例を示すブロック図である。第
1図に示すトリガ回路8は、U相、V相。
1図に示すトリガ回路8は、U相、V相。
W相をそれぞれ制御する制御回路8a、8b。
8Cと強制点弧回路85から構成されている。制御回路
8a、8b、8cは同一構成を有しており、その動作も
同一であるため、U相用の制御回路8aについて、次に
説明する。
8a、8b、8cは同一構成を有しており、その動作も
同一であるため、U相用の制御回路8aについて、次に
説明する。
第1図に示す様に、制御回路8aには、U相の電流指令
信号i、(u)と電流検出回路62(第6図参照)から
出力される′F!L流検出信号i 、 (u)が入力さ
れる。入力された電流指令信号i 、 (u)と電流検
出信号i 、 (u)は、ヒステリシス特性を有する比
較器81に入力され、大小関係の比較が行なわれる。
信号i、(u)と電流検出回路62(第6図参照)から
出力される′F!L流検出信号i 、 (u)が入力さ
れる。入力された電流指令信号i 、 (u)と電流検
出信号i 、 (u)は、ヒステリシス特性を有する比
較器81に入力され、大小関係の比較が行なわれる。
そして、比較器81の出力信号と強制点弧回路85の出
力信号Rとをオア回路82に入力し、オア回路82の出
力信号からトランジスタ45゜46のオン信号UP、U
Nを形成する。オン信号UP、UNは、ノット回路83
.84によって、調理を反転すれば互いに等しい信号に
なる様に構成されている。
力信号Rとをオア回路82に入力し、オア回路82の出
力信号からトランジスタ45゜46のオン信号UP、U
Nを形成する。オン信号UP、UNは、ノット回路83
.84によって、調理を反転すれば互いに等しい信号に
なる様に構成されている。
第2図は、強制点弧回路85の具体例を示すブロック図
である。強制点弧回路85は、図示する様に、U相、V
相、W相についての点弧回路85a。
である。強制点弧回路85は、図示する様に、U相、V
相、W相についての点弧回路85a。
85b、85cと、U相、V相、W相について共通に設
けられた発振回路851とアンド回路855゜858か
ら構成されている。各点弧回路85a。
けられた発振回路851とアンド回路855゜858か
ら構成されている。各点弧回路85a。
85b、85Gは同一構成を有しており、その動作も同
一であるため同一符号を付し、U相用の点弧回路85a
について説明する。図示する様に、点弧回路85aは、
電圧検出回路62から出力される電流検出信号i 、
(u)と電圧検出回路72から出力される電圧検出信号
v 、 (u)が入力されている(第6図参照)。゛電
流検出信号i 、 (u)は、U相の電動機電流1o(
u)の正負及び大きさを示す信号であり、電圧検出信号
V 、 (u)はU相における誘起電圧vo(u)の正
負及び大きさを示す信号である。そして、電流検出信号
i 、 (u)と電圧検出信号v 、 (u)は、第3
図に示す様に共に正弦波である。電圧検出回路72は、
電動機端子電圧をローパスフィルタに入力することによ
って、各相の誘起電圧V、 (u)、 v、) (v)
、 v6 (w)に比例した電圧検出信号を出力する。
一であるため同一符号を付し、U相用の点弧回路85a
について説明する。図示する様に、点弧回路85aは、
電圧検出回路62から出力される電流検出信号i 、
(u)と電圧検出回路72から出力される電圧検出信号
v 、 (u)が入力されている(第6図参照)。゛電
流検出信号i 、 (u)は、U相の電動機電流1o(
u)の正負及び大きさを示す信号であり、電圧検出信号
V 、 (u)はU相における誘起電圧vo(u)の正
負及び大きさを示す信号である。そして、電流検出信号
i 、 (u)と電圧検出信号v 、 (u)は、第3
図に示す様に共に正弦波である。電圧検出回路72は、
電動機端子電圧をローパスフィルタに入力することによ
って、各相の誘起電圧V、 (u)、 v、) (v)
、 v6 (w)に比例した電圧検出信号を出力する。
次に、第3図に示すタイムチャートを用いて、第1図及
び年2図に示す実施例の動作について説明する。図示す
る様に、電圧検出信号V 、 (u)と電流検出信号i
、 (u)は、それぞれ比較器852゜853に入力
され、正負の判定が行なわれる。比較器852,853
は、それぞれ電圧検出信号v 、 (u)と電流検出信
号i 、 (u)が正のとき、論理値″1″の出力信号
A、Dを出力する。出力信号A。
び年2図に示す実施例の動作について説明する。図示す
る様に、電圧検出信号V 、 (u)と電流検出信号i
、 (u)は、それぞれ比較器852゜853に入力
され、正負の判定が行なわれる。比較器852,853
は、それぞれ電圧検出信号v 、 (u)と電流検出信
号i 、 (u)が正のとき、論理値″1″の出力信号
A、Dを出力する。出力信号A。
Dは共に排他オア回路854に入力され、排他オア回路
854は出力信号A、Dが共に同符号(共に論理値″1
”、θ″)のとき論理値′1”の一致信号Gを出力する
。点弧回路85b、85cにおいても、全く同様の処理
が行なわれ、電圧検出信号y、(v)、v、(tv)の
正負の判定結果を示す出力信号B、C及び電流検出信号
i、(u)、i、(財)の正負の判定結果を示す出力信
−弓E、Fに基ついて、電圧検出信号v、 (V)と電
流検出信号i 、 (v)の正負が等しいとき論理値”
■”となる一致信号Hと、同様に電圧検出信号v、(W
)と電流検出信号i 、 (W)の正負が等しいとき論
理値”1”となる一致信号Jが形成される。電動機電流
の電流リプルを低減することが可能な期は、U相、V相
、W相のそれぞれについては、一致は号G、H,Jが論
理値″1”となる期間でおる。しかし、一致信号G。
854は出力信号A、Dが共に同符号(共に論理値″1
”、θ″)のとき論理値′1”の一致信号Gを出力する
。点弧回路85b、85cにおいても、全く同様の処理
が行なわれ、電圧検出信号y、(v)、v、(tv)の
正負の判定結果を示す出力信号B、C及び電流検出信号
i、(u)、i、(財)の正負の判定結果を示す出力信
−弓E、Fに基ついて、電圧検出信号v、 (V)と電
流検出信号i 、 (v)の正負が等しいとき論理値”
■”となる一致信号Hと、同様に電圧検出信号v、(W
)と電流検出信号i 、 (W)の正負が等しいとき論
理値”1”となる一致信号Jが形成される。電動機電流
の電流リプルを低減することが可能な期は、U相、V相
、W相のそれぞれについては、一致は号G、H,Jが論
理値″1”となる期間でおる。しかし、一致信号G。
H,Jが論理値″1″となる期間は異なり、その。
ため還流モードを作って電動機電流の電流リプルを低減
できる期間は、一致信号G、H,Jのアンド論理をとる
ことによって得られることになる。
できる期間は、一致信号G、H,Jのアンド論理をとる
ことによって得られることになる。
そこで、次のへな処理が行なわれる。
一致信号G、H,Jは、アンド回路855に入力され、
アンド回路855は、4圧検出信号と電流検出信号の組
み合わせ(V、 (u)、 i 、 (u)) 。
アンド回路855は、4圧検出信号と電流検出信号の組
み合わせ(V、 (u)、 i 、 (u)) 。
(v、(v)、i、(v))、(v−←)、i、(ロ)
))の全ての正負の関係が等しいとき、諦理値”1″と
なる出力信号りを出力する。この出力信号りが論理値″
1″の期間は、還流モードを作ることによって、電動機
電流の電流リプルを低減できる期間となる。次に、出力
信号りは、発振回路851から出力されるパルス信号に
と共にアンド回路858に入力され、アンド回路858
は出力信号Mを出力する。この出力信号Mは、出力信号
りとパルス信号にのアンド調理をとったものであり、第
3図に示す様に電動機電流の電流リプルを低減できる期
間、パルス信号Mを通過させた形となる。
))の全ての正負の関係が等しいとき、諦理値”1″と
なる出力信号りを出力する。この出力信号りが論理値″
1″の期間は、還流モードを作ることによって、電動機
電流の電流リプルを低減できる期間となる。次に、出力
信号りは、発振回路851から出力されるパルス信号に
と共にアンド回路858に入力され、アンド回路858
は出力信号Mを出力する。この出力信号Mは、出力信号
りとパルス信号にのアンド調理をとったものであり、第
3図に示す様に電動機電流の電流リプルを低減できる期
間、パルス信号Mを通過させた形となる。
この出力信号Mは、オア回路860に入力され、出力信
号孔の一部(出力信号りが論理値“1″の部分)を形成
する。点弧回路85b、85Cにおいても、同様の処理
が行なわれ、出力信号Mが出力信号S、Tの一部を形成
する。
号孔の一部(出力信号りが論理値“1″の部分)を形成
する。点弧回路85b、85Cにおいても、同様の処理
が行なわれ、出力信号Mが出力信号S、Tの一部を形成
する。
出力信号R,,8,Tが論理値11″の場合は、第1図
に示す様に、制御回路8a、8b、8cのオア回路82
に論理値′″1″が入力され、オン信号UP、VP、W
Pを論理値″1″′とし、オン信号UN、VN、、WN
を論理値”0”とする。これによって、第6図に示すト
ランジスタ41,43゜45を同時にオンし、トランジ
スタ42,44゜46を同時にオフして、速流モードを
作る。
に示す様に、制御回路8a、8b、8cのオア回路82
に論理値′″1″が入力され、オン信号UP、VP、W
Pを論理値″1″′とし、オン信号UN、VN、、WN
を論理値”0”とする。これによって、第6図に示すト
ランジスタ41,43゜45を同時にオンし、トランジ
スタ42,44゜46を同時にオフして、速流モードを
作る。
尚、出力信号りが論理値″1″の期間内で、出力信号孔
、S、Tが論理値10″のタイミングでは、制御回路s
a、sb、Bc内の比較器81の出力に基づいて、通常
のPWM制御が行なわれる。
、S、Tが論理値10″のタイミングでは、制御回路s
a、sb、Bc内の比較器81の出力に基づいて、通常
のPWM制御が行なわれる。
従って、出力信号りが論理値″1′で、還流モードによ
って電流リプルを小さくできる期間においては、次の様
に動作することになる。即ち、出力信号Mが論理値″O
nの場合は、電流指令信号i v (u)、 i t
(v)、 i 、、、(w)と電流検出信号’ @
(uLi、(v)、i、(財)の大小関係に基づいて
オン信号UP、UN、VP、VN、WP、WNを形成し
てPWM制御を行ない、出力信号Mが論理値″1″の場
合は、出力信号R,S、Tによってオン信号UP、VP
、WPを論理値11″とし、オン信号UN、VN、WN
をm理値” 0’ として、還流モードを作る。これに
よって、電動機電流の電流リプルを低減することができ
る。
って電流リプルを小さくできる期間においては、次の様
に動作することになる。即ち、出力信号Mが論理値″O
nの場合は、電流指令信号i v (u)、 i t
(v)、 i 、、、(w)と電流検出信号’ @
(uLi、(v)、i、(財)の大小関係に基づいて
オン信号UP、UN、VP、VN、WP、WNを形成し
てPWM制御を行ない、出力信号Mが論理値″1″の場
合は、出力信号R,S、Tによってオン信号UP、VP
、WPを論理値11″とし、オン信号UN、VN、WN
をm理値” 0’ として、還流モードを作る。これに
よって、電動機電流の電流リプルを低減することができ
る。
出力信号りが論理値″′θ″′であシ、還流モードを作
ることにより、逆に電動機電流10(u)11 o (
v)、’ o←)を大きくする期間においては、次の様
に動作する。即ち、出力信号りが論理値1o”の場合に
は、ノット回路857によって出力信号りが反転され、
アンド回路859に論理値″11”が入力される。又、
を流検出信号i 、 (u)が負の場合、比較器853
から論理値″O”が出力され、これがノット回路856
で論理値″′1″に反転された後、アンド回路859に
入力される。従って、アンド回路859は、出力信号り
が論理値″0”でかつ電流検出信号i 、 (u)が負
の場合、発掘回路851の出力信号Kがアンド回路85
9を通過し、出力信号Nを形成する。この出力信号Nは
、オア回路860を介して、出力信号Rの一部(出力信
号りが論理値″0′の部分)を形成する。点弧回路85
b、85cにおいても、同様の処理が行なわれ、出力信
号P、Qが形成され、出力信号S。
ることにより、逆に電動機電流10(u)11 o (
v)、’ o←)を大きくする期間においては、次の様
に動作する。即ち、出力信号りが論理値1o”の場合に
は、ノット回路857によって出力信号りが反転され、
アンド回路859に論理値″11”が入力される。又、
を流検出信号i 、 (u)が負の場合、比較器853
から論理値″O”が出力され、これがノット回路856
で論理値″′1″に反転された後、アンド回路859に
入力される。従って、アンド回路859は、出力信号り
が論理値″0”でかつ電流検出信号i 、 (u)が負
の場合、発掘回路851の出力信号Kがアンド回路85
9を通過し、出力信号Nを形成する。この出力信号Nは
、オア回路860を介して、出力信号Rの一部(出力信
号りが論理値″0′の部分)を形成する。点弧回路85
b、85cにおいても、同様の処理が行なわれ、出力信
号P、Qが形成され、出力信号S。
Tの一部を形成する。
従って、電流検出信号i、(u)、 1s(v)、
i、6v)のそれぞれが負の場合には、出力信号孔、
S、 Tがそれぞれ論理値″1”となるタイミングで
、オン信号UP、VP、WPが論理値″1”となり、オ
ン信号UN、VN、WNが論理値″′0”になる。
i、6v)のそれぞれが負の場合には、出力信号孔、
S、 Tがそれぞれ論理値″1”となるタイミングで
、オン信号UP、VP、WPが論理値″1”となり、オ
ン信号UN、VN、WNが論理値″′0”になる。
この場合、前記した出力信号りが論理値″1′となる期
間と異なシ、同時に出力信号孔、S、Tが論理値″1”
となることはないため、前記した様なトランジスタ41
〜46による還流モードは生じない。
間と異なシ、同時に出力信号孔、S、Tが論理値″1”
となることはないため、前記した様なトランジスタ41
〜46による還流モードは生じない。
しかし、このとき、電流検出信号i 、 (u)又はi
、 (v)父はi 、 6N)が負で、論理値″′1
”のオン信号UPlvP、WPがトランジスl’ 41
+ 43 +45に印加されても、トランジスタ41
.43゜45はオンしない。これは、例えばV相に関し
て説明すると、V相の電動機電流1o(v)を負方向に
流し得るのは、トランジスタ44とダイオード53であ
り、このときトランジスタ43に論理値“1”のオン信
号vPを与えても、トランジスタ43は逆バイアスされ
ているため、オンしない。
、 (v)父はi 、 6N)が負で、論理値″′1
”のオン信号UPlvP、WPがトランジスl’ 41
+ 43 +45に印加されても、トランジスタ41
.43゜45はオンしない。これは、例えばV相に関し
て説明すると、V相の電動機電流1o(v)を負方向に
流し得るのは、トランジスタ44とダイオード53であ
り、このときトランジスタ43に論理値“1”のオン信
号vPを与えても、トランジスタ43は逆バイアスされ
ているため、オンしない。
第4図は、上記の例を示すもので、第3図における時刻
1.の状態を示す図である。第4図においては、全ての
トランジスタ41〜46がオフの状態で、導通している
素子はダイオードのみであり、還流モードが形成され、
電動機電流i。(U)。
1.の状態を示す図である。第4図においては、全ての
トランジスタ41〜46がオフの状態で、導通している
素子はダイオードのみであり、還流モードが形成され、
電動機電流i。(U)。
1o(v)+!o(ロ)はゆるやかに低減する。
従って、出力信号りが論理値″0”で前記したトランジ
スタによる還流では電動機電流の傾きが大きくなる期間
においても、電動機電流を低減することができる。
スタによる還流では電動機電流の傾きが大きくなる期間
においても、電動機電流を低減することができる。
を流検出信号i、 (u)、 i 、 (V)、
i 、 tW)が正の場合には、出力信号R,S、Tが
論理値“0”となシ、制御回路8a、8b、8cの比較
器81の出力によるPWM制御が行なわれる。この場合
、トランジスタ41〜46のバイアス状態によっては、
オン信号UP等が出力されても、トランジスタ41〜4
6がオンせず、ダイオード51〜56による還流が生じ
るタイミングが存在する。この場合にも、電動機電流i
o (u)、 j o (v)、 i o 6v
)はゆるやかに低減する。従って、電流検出信号r m
(u)+i、(v)、i、(→が負の場せには、論理
値″′1″の出力信号R,S、Tによって、ダイオード
のみによる還流モードを強制的に発生させ、ダイオード
のみによる還流モードの発生割合を増大させる効果があ
る。
i 、 tW)が正の場合には、出力信号R,S、Tが
論理値“0”となシ、制御回路8a、8b、8cの比較
器81の出力によるPWM制御が行なわれる。この場合
、トランジスタ41〜46のバイアス状態によっては、
オン信号UP等が出力されても、トランジスタ41〜4
6がオンせず、ダイオード51〜56による還流が生じ
るタイミングが存在する。この場合にも、電動機電流i
o (u)、 j o (v)、 i o 6v
)はゆるやかに低減する。従って、電流検出信号r m
(u)+i、(v)、i、(→が負の場せには、論理
値″′1″の出力信号R,S、Tによって、ダイオード
のみによる還流モードを強制的に発生させ、ダイオード
のみによる還流モードの発生割合を増大させる効果があ
る。
従って、出力信号″L″が論理値″0″で、トランジス
タによる還流モードでは電動機電流io(ω* io
(V)+ ’o←)を増大させる場せでも、上記ダ
イオードによる還流モードにより、電動機電流i o
(u)、 i o (v)、 i o 6v)を減
少させ、電流リプルを低減することが可能になる。第5
図は、上記の動作の一例を示す波形図である。
タによる還流モードでは電動機電流io(ω* io
(V)+ ’o←)を増大させる場せでも、上記ダ
イオードによる還流モードにより、電動機電流i o
(u)、 i o (v)、 i o 6v)を減
少させ、電流リプルを低減することが可能になる。第5
図は、上記の動作の一例を示す波形図である。
なお、上述の実施例においては、トランジスタ41〜4
6を用いたが、半導体導通制御素子として、GTO丈イ
サイリスタるいは、一般のサイリスタを用いて行なえる
こと、また、トランジスタ41〜46を用いた還流モー
ドにより出力電流の傾きが大きくなる期間において、全
トランジスタに同時にオフ信号を与えることによって、
ダイオード51〜56を用いた還流モードを作ることが
可能であることは明らかである。
6を用いたが、半導体導通制御素子として、GTO丈イ
サイリスタるいは、一般のサイリスタを用いて行なえる
こと、また、トランジスタ41〜46を用いた還流モー
ドにより出力電流の傾きが大きくなる期間において、全
トランジスタに同時にオフ信号を与えることによって、
ダイオード51〜56を用いた還流モードを作ることが
可能であることは明らかである。
また、実施例はPWM制御方式として電流比較形に関し
て述べたが、従来より仰られている電圧指令形、すなわ
ち、PWMインバータの電圧指令とKA波(三角波等)
を比較することによって、PWMインバータの主回路ト
ランジスタのオン。
て述べたが、従来より仰られている電圧指令形、すなわ
ち、PWMインバータの電圧指令とKA波(三角波等)
を比較することによって、PWMインバータの主回路ト
ランジスタのオン。
オフ1言号を得る方式においても、本発明を用いること
は可能である。
は可能である。
以上の説明から明らかな様に、本発明によれば、交流電
動機の電動機電流に生じる電流リプルを大幅に低減する
ことが可能な交流電動機のPWM制御装置を提供するこ
とができる。
動機の電動機電流に生じる電流リプルを大幅に低減する
ことが可能な交流電動機のPWM制御装置を提供するこ
とができる。
第1図は本発明の一実施例を示すブロック図、第2図は
第1図に示す実施例中の強制点弧回路の一例を示すブロ
ック図、第3図は第1図及び第2図に示す実施例の動作
を説明するだめのタイムチャート、第4図は第6図に示
す交流電動機のダイオードだけによる還流状態の等価回
路を示す図、第5図は第1図及び第2図に示す実施例に
よって電動機電流の電流リプルが低減する状態を示す波
形図、第6図は従来の交流電動機のPWM制御装置の一
例を示すブロック図、第7図は第6図に示す従来の交流
電m機のPWM制御装置の動作を説明するためのタイム
チャー、ト、第8図は交流電動機のd動機電流を示す波
形図、第9図は従来技術による交流電動機の還流状態の
等価回路を示す図である。 8・・・トリガ回路、8a、8b、8c・・・制御回路
、41〜46・・・トランジスタ、51〜56・・・ダ
イオード、61・・・電流検出器、62・・・電流検出
回路、72・・・寵臣検出回路、85・・・強制点弧回
路、85a、85b、85C−・・点弧回路。
第1図に示す実施例中の強制点弧回路の一例を示すブロ
ック図、第3図は第1図及び第2図に示す実施例の動作
を説明するだめのタイムチャート、第4図は第6図に示
す交流電動機のダイオードだけによる還流状態の等価回
路を示す図、第5図は第1図及び第2図に示す実施例に
よって電動機電流の電流リプルが低減する状態を示す波
形図、第6図は従来の交流電動機のPWM制御装置の一
例を示すブロック図、第7図は第6図に示す従来の交流
電m機のPWM制御装置の動作を説明するためのタイム
チャー、ト、第8図は交流電動機のd動機電流を示す波
形図、第9図は従来技術による交流電動機の還流状態の
等価回路を示す図である。 8・・・トリガ回路、8a、8b、8c・・・制御回路
、41〜46・・・トランジスタ、51〜56・・・ダ
イオード、61・・・電流検出器、62・・・電流検出
回路、72・・・寵臣検出回路、85・・・強制点弧回
路、85a、85b、85C−・・点弧回路。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、スイッチング素子とダイオードの逆並列回路を6個
設けて構成されたPWMインバータと、交流電動機の各
相の端子電圧から各相の誘起電圧を検出して電圧検出信
号として出力する電圧検出手段と、交流電動機の各相の
電動機電流を検出して電流検出信号として出力する電流
検出手段と、上記各相毎の電圧検出信号と各相毎の電流
検出信号とPWMインバータの出力電力を指示する指令
信号を受け、PWMインバータを構成する6個のスイッ
チング素子を動作させる6個のオン信号を出力するトリ
ガ回路とを備えている交流電動機のPWM制御装置にお
いて、上記トリガ回路が、各相の電圧検出信号と電流検
出信号の正負が等しいとき、一致信号を出力する各相毎
に設けられた第1の手段と、上記各相毎に設けられた第
1の手段から一致信号が同時に出力される期間中、所定
のタイミングでPWMインバータを構成するスイッチン
グ素子による還流モードを作成する6個のオン信号を出
力する第2の手段と、上記各相毎に設けられた第1の手
段から一致信号が同時に出力されない期間中、所定のタ
イミングで、PWMインバータを構成する6個のスイッ
チング素子を全てオフする6個のオン信号を出力し、ダ
イオードによる環流モードを作成する第3の手段とを有
していることを特徴とする交流電動機のPWM制御装置
。 2、前記指令信号は、交流電動機の電動機電流の大きさ
を指令する電流指令信号であることを特徴とする特許請
求の範囲第1項記載の交流電動機のPWM制御装置。 3、前記指令信号は、交流電動機の電動機電圧の大きさ
を指令する電流指令信号であることを特徴とする特許請
求の範囲第1項記載の交流電動機のPWM制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59239511A JPS61121798A (ja) | 1984-11-15 | 1984-11-15 | 交流電動機のpwm制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59239511A JPS61121798A (ja) | 1984-11-15 | 1984-11-15 | 交流電動機のpwm制御装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61121798A true JPS61121798A (ja) | 1986-06-09 |
Family
ID=17045878
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59239511A Pending JPS61121798A (ja) | 1984-11-15 | 1984-11-15 | 交流電動機のpwm制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61121798A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009001738A1 (ja) * | 2007-06-26 | 2008-12-31 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | モータ駆動システムおよびその制御方法 |
-
1984
- 1984-11-15 JP JP59239511A patent/JPS61121798A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009001738A1 (ja) * | 2007-06-26 | 2008-12-31 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | モータ駆動システムおよびその制御方法 |
US8138712B2 (en) | 2007-06-26 | 2012-03-20 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Motor drive system and its control method |
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