JPS62239869A - Ｐｗｍ形インバ−タ装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ＰＷＭ形インバータ装置、特にＡＣサーボな
どの電流フィードバック制御を簡便に実現してなるＰＷ
Ｍ形インバータ装置に関する。

〔従来技術〕

ＰＷＭ形インバータの電流フィードバック制御では、Ｐ
ＷＭ形インバータの３相負荷電流検出が必要となる。従
来例では、ホール素子を負荷電流線路に近接して設け、
このホール素子によって負荷電流検出をはかった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

オール素子を含む磁気回路は高価であシ、且つ立体的栴
造のため実装面積が大であるとの欠点を持つ。

本発明の目的は、電流フィードバック制御での負荷電流
を簡便に検出可能とする。ＰＷＭ形インバータ装置を提
供するにおる。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、ＰＷＭ形インバータのアームに電流検出用抵
抗を設け、この抵抗の両端による電圧降下成分を所定サ
ンプルするサンプル回路（検出回路）を設け、このサン
プル回路のサンプル出力を負荷電流としてＰＷＭ制御回
路に入力せしめた。

〔作用〕

電流検出用抵抗の両端の電圧降下を所定サンプルするこ
とによって負荷電流検出ができた。

〔実施例〕

第１図は本発明のＰＷＭ形インバータ装置の実施例図を
示す。図で、直流電源１は、本来の直流電源でもよく、
ＡＣ−ＤＣ変換後の直流電源であってもよい。

ＰＷＭ形インバータ２は、パルス幅変調方式（ＰＷＭ）
によって制御を受けるインバータである。

これは、デユーティ制御法で実現させる例が多い。

インバータ２を構成するスイッチング素子は、サイリス
タやトランジスタよ構成る。接続形式は、ブリッジ形を
採用した。

三相誘導性負荷３は、リアクタンス成分の負荷である。

例えば、同期電動機である。

ＰＷＭ制御回路５は、指令値に従うようにＰＷＭ形イン
バータ２の０Ｎ−ＯＦＦの制御を行う。この際、負帰制
御法を採用するため、検出回路４を設けて、負荷電流検
出を行わせる。検出回路４はサンプルホールド回路であ
る。

第２図に更に詳細構成を示す。

インバータ２は、トランジスタをブリッジ構成で接続せ
しめた構成をなす。第１のアームにはトランジスタＱｌ
ｌとＱ１２との直列の接続を行い、第２のアームにはＱ
２１とＱ２２、第３のアームにはＱ３１とＱ３２の直列
の接続を行った。更に、すべてのトランジスタＱｌｌ〜
Ｑ３２のエミッタとコレクタとの間にフライホイールダ
イオードＤ１〜Ｄ６を設けた。

トランジスタＱ１２のエミッタとアースとの間に電流検
出用抵抗Ｒ１を設け、トランジスタＱ２２のエミッタと
アースとの間に電流検出用抵抗几２を設けた。

サンプル回路４は、２つのサンプルホールド回路ＳＨＩ
、ＳＨ２よ構成シ、それぞれは接合形Ｆ’ＥＴ素子ＦＴ
Ｉ、ＦＴ２及びコンデンサＣ１，Ｃ２よ構成る。

ＰＷＭｉｌｉｌＪ御回路５は、指令値の他にサンプル回
路４の２つのサンプル出力Ｓｌ、８２を取込み、トラン
ジスタＱ１１〜Ｑ３２の０Ｎ−ＯＦＦ制御出力ｂｌｌ〜
ｂ３２を出力する。このｂｌｌ〜ｂ３２はトランジスタ
Ｑｌｌ〜Ｑ３２のベース入力となシ、Ｑｌｌ〜Ｑ３２の
ＰＷＭ制御を行う。このＰＷＭ制御法は公知である。

更に、ＰＷＭ制御回路５は、サンプル回路４のサンプル
パルスｇ１．ｇ２を発生し、サンプル回路４で抵抗Ｒ１
，Ｒ２の両端電圧のサンプルを行う。

インバータ２の各アームにあっては、直列回路の各トラ
ンジスタの中の一方がＯＮであれば、他方のトランジス
タはＯＦＦにする。これにより、アームの短絡を防止す
る。例えば、ＱｌｌがＯＮであれば、Ｑ１２はＯＦＦと
なる。

尚、三相の中で第１．第２のアームのみに検出用抵抗を
設けた。第３のアームには検出用抵抗を設け々かった。

第１．第２のアームの電流を１□。

Ｉ２とすると、第３のアームの電流ｉ３は、監、＝−宜
１−ｉ２・・・・・・・・・・・・・・・（１）より自
動的に算出できる。

第３図に、第１のアームに関するタイムチャートを示す
。ＱｌｌとＱ１２とは、一方がＯＮでは他方がＯＦＦ’
の関係で制御させた。但し、アーム短絡を確実に防止す
るために、Ｑｌｌ、　Ｑ１２の両者が共にＯＦＦにする
区間ｔを設けた。区間ｔは負荷３が誘導性のため、この
エネルギー残余の影響を確実になくする効果を持つ。

第１アームの負荷電流１、は、ＱｌｌのＯＮで上昇し、
Ｑ１２のオン（Ｑｌｌのオフ）で下降する。それらの上
昇と下降の仕方は、負荷の誘導性の大きさによって変る
。

ＱｌｌのＯＮ区間Ｔ１とＱ１２のＯＮＮ区間Ｔ２の比率
を変更させることによって、負荷電流１１の大きさが変
化する。

負荷電流ｉ□の平均値をＩ□とすると、負荷電流！□＝
Ｉ、になる時点は、区間Ｔ２のほぼ中間位置である。そ
こで、ＰＷＭ制御回路５は、区間Ｔ２を管理しているた
め、その中間位置を自動的に特定できる。この特定した
中間位！　（１，）にサンプル信号ｇ工を発生する。サ
ンプル（６号ｇ工て抵抗几１の両端電圧Ｖをサンプルし
、平切負荷亙圧Ｖ□を得る。この電圧ｖ０は次のサンプ
ル時までコンデンサＣ１でホールドしておく。

第２のアームについても同じように、サンプル信号ｇ２
でｖ２をサンプルし、ｖ２ヲ得ル。

制御回路５は、Ｖ□、Ｖ２を取込み、現在の各アーム毎
の負荷電流を得る。この負荷電流をもとに、制御回路５
は指令値との対比でインバータ２の０Ｎ−ＯＦＦ制御を
行う。

本実施例によれば、トランジスタＦＴ１．ＦＴ２はＦＥ
Ｔであシ、この入力インピーダンスは極めて高い。従っ
て、アームの負荷電流に悪影響を及ぼすことはない。ま
た、抵抗Ｒ１，Ｒ，２の値は極めて小さい値とした。こ
れによってシャント抵抗の働きをなす。また、ｖよ、ｖ
２の出力取込みを高入力インピーダンスのオペアンプを
通じて実行すれば、更によい。

尚、サンプル点を中間位置としたが、どの位置で平均値
となるかが予じめわかっていれば、その位置でサンプル
信号を出せばよい。

更に、実施例での平均値は、スイッチング１周期内の平
均値であって、スイッチング周期に比べて十分長い時間
の中で考えれば、おおむね電流の実時間値を観測できる
ことになシ、実際負荷電流の帰還制御を行うだめの帰還
信号として十分使用に耐えうる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、簡便な回路手段で負荷電流検出ができ
、正確なインバータ制御が可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のインバータ装置の実施例図、第２図は
更に詳細な回路構成図、第３図はタイムチャートである
。 １・・・直流電源、２・・・ＰＷＭ形インノく一タ、４
・・・検出回路（サンプル回路）、５・・・ＰＷＭ制御
回路。 代理人　弁理士　秋　本　正　実 第１図 指α値 第２図 Ｄ１１１７１Ｚ０２１０ＺＺ０６１ｔ）：５２第３図 Ｑ１２／！０Ｎ１２藺の中大

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、スイッチング素子をブリッジ構成とし、該ブリッジ
   構成によつて得られた第１、第２、第３のアームの中で
   第１、第２のアームのアースとスイッチング素子との間
   に電流検出用抵抗を設けたインバータと、 該インバータ用の直流電源と、 該インバータの負荷を形成する誘導性負荷と、指令値に
   従つて上記インバータの各スイッチング素子をＰＷＭ制
   御法により制御すると共に、上記インバータの負荷電流
   を帰還して指令値に収束せしめるようにした制御回路と より成ると共に、 上記第１、第２のアーム上でのスイッチング素子のＯＮ
   期間中の予じめ定めた特定時点で、上記第１、第２のア
   ーム上の電流検出用抵抗の両端電圧をサンプルし、この
   サンプルで得られた検出値を上記帰還負荷電流算出用と
   して上記制御回路に入力する手段と、 を備えたＰＷＭ形インバータ装置。 ２、上記特定時点とは、ＯＮ期間中の中間時点とする特
   許請求の範囲第１項記載のＰＷＭ形インバータ装置。