JPS62260593A - Output voltage detection system for pwm inverter - Google Patents

Output voltage detection system for pwm inverter

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JPS62260593A
JPS62260593A JP61099228A JP9922886A JPS62260593A JP S62260593 A JPS62260593 A JP S62260593A JP 61099228 A JP61099228 A JP 61099228A JP 9922886 A JP9922886 A JP 9922886A JP S62260593 A JPS62260593 A JP S62260593A
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inverter
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Abstract

PURPOSE:To enable accurate detection of an inverter output voltage with much pulsation by computing an inverter output voltage vector from a voltage of DC voltage source and a switch state variable. CONSTITUTION:A voltage detector 7 is inserted between DC side positive bus 1a and negative bus 1b. A switch state variable of voltage outputted by an inverter 2 this time is kept in mind. Based on this switch state, a switch state variable table is referred to so that a switch state variable may be read out. Then, said variable and a voltage of DC voltage source 1 detected by the voltage detector 7 are used to obtain both d, q axial components of an inverter 2 output voltage which are to be detected actually.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は高速ディジタル制御されるPWMインバータに
より3相誘導電動機の電圧、磁束を制御する時の交流電
圧検出法の改良に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an improvement in an alternating current voltage detection method when controlling the voltage and magnetic flux of a three-phase induction motor using a high-speed digitally controlled PWM inverter.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

高速スイッチング素子で構成される3相ブリッジPWM
インバータにより3相誘導電動機に給電するシステムに
おいて、電動機端子電圧すなわちインバータ出力電圧を
積分することにより電動機1火付束を演算し、磁束指令
値に追従制御を行う手法については、下記の論文等によ
り開示されている。
Three-phase bridge PWM consisting of high-speed switching elements
In a system that supplies power to a three-phase induction motor using an inverter, the method of calculating the motor 1 ignition flux by integrating the motor terminal voltage, that is, the inverter output voltage, and performing follow-up control to the magnetic flux command value is described in the following paper, etc. Disclosed.

1)電気学会研究会資料RM−84−76(昭59−9
)「新理論1こ基づく誘導電動機の高速トルク制御法」 2)電気学会論文誌6O−R61(昭6O−6)「ワン
チップマイコンによる磁束制御形リアルタイム処理PW
M制御」 これらの論文は、電動機入力電圧を検出し、これを制御
回路内で積分したものを電動機磁束としている。すなわ
ち、いわゆる磁束演算形の制御方式であり、演算磁束と
実際の磁束とをできる限り一致させることが最大の目標
である。
1) Institute of Electrical Engineers of Japan study group material RM-84-76 (Sho 59-9
) "High-speed torque control method for induction motors based on new theory 1" 2) Transactions of the Institute of Electrical Engineers of Japan 6O-R61 (Sho 6O-6) "Magnetic flux control type real-time processing PW using a one-chip microcomputer
M Control'' These papers detect the motor input voltage and integrate it within the control circuit, which is the motor magnetic flux. That is, it is a so-called magnetic flux calculation type control system, and the greatest goal is to match the calculated magnetic flux and the actual magnetic flux as much as possible.

以下、磁束演算法に関する従来技術について説明する。The conventional technology related to the magnetic flux calculation method will be explained below.

第2図は従来のPWMインバータの一例の主回路図であ
り、直流電圧源lより止器1jlla+負母線1bを経
て、3相PWMインバータ2を介して3相誘導電動機3
に給電する。制御回路4は指令および検出された情報4
2を処理し、PWMインバータ2のスイッチング素子の
通電信号41を発生する。
Fig. 2 is a main circuit diagram of an example of a conventional PWM inverter, in which a DC voltage source 1 is connected to a 3-phase induction motor 3 via a stopper 1jlla + a negative bus 1b, and a 3-phase PWM inverter 2.
to supply power. The control circuit 4 receives commands and detected information 4
2 to generate an energization signal 41 for the switching element of the PWM inverter 2.

PWMインバータ2はトランジスタQ1〜Q6 、 タ
イオードD1〜D6をそれぞれ逆並列接続してなる6個
のアームから構成されており、これらのトランジスタは
GTOやSIサイリスタなど他の高速スイッチング素子
に置き換えることができる。
The PWM inverter 2 consists of six arms each consisting of transistors Q1 to Q6 and diodes D1 to D6 connected in antiparallel, and these transistors can be replaced with other high-speed switching elements such as GTO or SI thyristor. .

また、2a * 2b 、 2cはPWMインバータ2
の交流a、b、c相の出力端子であり、これら各出力端
子から電流検出器5a 、 5b + 5cを経て3相
誘導電動機3に給電すると共に、各出力端子から電圧検
出器6a 、 6b + 6cがY接続され、各相電流
および各相電圧が検出できるようになっている。
In addition, 2a * 2b, 2c are PWM inverter 2
These are output terminals for AC phases a, b, and c, and power is supplied from each output terminal to the three-phase induction motor 3 via current detectors 5a, 5b + 5c, and voltage detectors 6a, 6b + from each output terminal. 6c is Y-connected so that each phase current and each phase voltage can be detected.

このようなシステムに7おいて、電動機磁束を演算する
ための最も直接的な方法は、3相誘導電動機3の端子に
かかる電圧を積分することである。
In such a system 7, the most direct way to calculate the motor flux is to integrate the voltage across the terminals of the three-phase induction motor 3.

すなわち、−例として前記論文1)に詳述されている演
算式の要点を示すと次のようになる。
That is, as an example, the main points of the arithmetic expression detailed in the paper 1) are as follows.

3相かご形銹導電動機の1次端子電圧および電流をそれ
ぞれV工、ilとし、2次電流を12とすると、電圧方
程式は ただし、記号MS 、 11 、 l!は直軸、横軸す
なわちd、q2軸変換された量のベクトル表示であり、
例えばvlはd軸成分をvl、1 、 q軸成分をVl
qとすると Vl=vt(1+jVIQ”°=””°−”°°°”°
°゛■で示され、il 、 i2も同様に定義される。
If the primary terminal voltage and current of a three-phase squirrel cage rust conduction motor are V and il, respectively, and the secondary current is 12, then the voltage equation is given by the symbols MS, 11, l! is a vector representation of the quantity transformed on the direct axis and horizontal axis, that is, d and q two axes,
For example, vl represents the d-axis component as vl, 1, and the q-axis component as Vl.
q, then Vl=vt(1+jVIQ”°=””°−”°°°”°
It is indicated by °゛■, and il and i2 are similarly defined.

なお、■式左辺の0はd、q両軸成分ともOの場合を表
し、かご多回転子の場合2次電圧はこのように0となる
Note that 0 on the left side of equation (2) represents the case where both the d and q axis components are O, and in the case of a cage multi-rotor, the secondary voltage is thus 0.

式■における定数は R1;1次巻線抵抗 Lll: 1次インダクタンス R2;2次巻線抵抗 L22; 2次インダクタンス M;相互インダクタンス −mは回転角速度、pは微分演算子、jはベクトル積を
表す。
The constants in equation (■) are R1; primary winding resistance Lll; primary inductance R2; secondary winding resistance L22; secondary inductance M; mutual inductance - m is the rotational angular velocity, p is the differential operator, and j is the vector product. represent.

一方、磁束の定義として、1火付束ψ1はや1 = L
ll il + Mi@       ・・・・・・・
・・・旧・・・・・・・・・・・0式■の第1行を展開
して vs = (R11+ pLss ) h + pMi
2式■を代入し、整理すると vl −R41t = p9’l    BHHH+B
B…1++++++++■両辺を積分すると より求められる。
On the other hand, as a definition of magnetic flux, 1 ignition flux ψ1 is now 1 = L
ll il + Mi@・・・・・・・・・
... Old ...... Expand the first line of 0 formula ■ vs = (R11 + pLss ) h + pMi
Substituting 2 formula ■ and rearranging, vl −R41t = p9'l BHHH+B
B...1+++++++■It can be further determined by integrating both sides.

第3図はPWMインバータの高速スイッチング素子を接
点に置き換えて示した図で、第2図と同一の符号は同一
部分を示している。電圧形インバータのスイッチング素
子は、このように2位置の切換接点8a 、 8b 、
 8cを用いて表すことが多い。
FIG. 3 is a diagram showing the high-speed switching elements of a PWM inverter replaced with contacts, and the same reference numerals as in FIG. 2 indicate the same parts. The switching elements of the voltage source inverter have two switching contacts 8a, 8b,
It is often expressed using 8c.

各切換接点Sa 、 Sb 、 Scは、正母線la側
に倒れる場合と負母線lb側に倒れる場合があり、中間
位置をとることはない。前者を状態1.後者を状態0と
するとインバータの出力状態は下に示すスイ。
Each of the switching contacts Sa, Sb, and Sc may fall toward the positive bus line la or fall toward the negative bus line lb, and never take an intermediate position. The former is in state 1. If the latter is set to state 0, the output state of the inverter is as shown below.

チ状は定数表ですべてを表すことができる。All of the shapes can be represented by a table of constants.

スイッチ状壮変数表 ここに、kは各切換接点状態を示す番号で、この8通り
しか存在しない。また、vd 、 vqはct、q22
成分で表したスイッチ状態変数で、実際のd。
Switch-like parameter table Here, k is a number indicating each switching contact state, and there are only eight of these. Also, vd, vq are ct, q22
The switch state variable expressed in components, the actual d.

q軸電圧V id * ’I lqは、これζこ直流電
圧源1の電と表せる〇 先のスイッチ状態変数衣を図示したのが第4図であり、
kが増加するに従って時間方向に6σずっステップする
電圧ベクトルを表している。
The q-axis voltage V id * 'I lq can be expressed as the voltage of the DC voltage source 1. Figure 4 shows the switch state variable shown above.
It represents a voltage vector that steps by 6σ in the time direction as k increases.

なお、k=oおよびに=7は零ベクトルと呼ばれるもの
で、図では原点ζこ一致する。k=0およびに=7はそ
れぞれインバータの出力となる第3図の切換接点Sa 
、 Sb 、 Scがすべて正母線1a側に倒れるか、
または負母線lb側に倒れるかの違いはあるが、誇導電
動機3の線間電圧はいずれもOとなり、3相短絡モード
である。また、a、b、c相の基準軸は後述する式■に
より、それぞれに=1゜k=3 、に=5の方向に対応
する。
Note that k=o and ni=7 are called zero vectors, and in the figure, they coincide with the origin ζ. k=0 and ni=7 are the switching contacts Sa in Fig. 3, which are the outputs of the inverter, respectively.
, Sb, and Sc all fall to the positive generatrix 1a side, or
Although there is a difference in whether it falls to the negative bus line lb side or falls to the negative bus line lb side, the line voltage of the highly conductive motor 3 is all O, and it is in the three-phase short circuit mode. Further, the reference axes of phases a, b, and c correspond to directions of =1°k=3 and k=5, respectively, according to equation (2) described later.

第5図は制御回路4の内部構成例を示すブロック図で、
4aはマイクロプロセ、す、4bはROMメモリ、 4
cは入出力ポート、4dはアドレスバス、4Cはデータ
バスである。
FIG. 5 is a block diagram showing an example of the internal configuration of the control circuit 4.
4a is a microprocessor, 4b is a ROM memory, 4
C is an input/output port, 4d is an address bus, and 4C is a data bus.

入出カポ−°ト4Cに出力する信号41は、トランジス
タQl−Q6のベースをドライブする信号であり、通常
は信号41とトランジスタQ1〜Q6の間には絶縁と電
流増幅を兼ねて増幅回路を設置するが、この図面上では
省略する。
The signal 41 output to the input/output port 4C is a signal that drives the bases of the transistors Ql-Q6, and an amplifier circuit is usually installed between the signal 41 and the transistors Q1 to Q6 for both insulation and current amplification. However, it is omitted in this drawing.

システムを制御するための命令群はROMメモ+74b
に記憶されており、マイクロプロセ、す4aが命令を順
次実行し、必要な演算および外部との交信を入出カポ−
) 4cを介して行う。なお、演算結果の一時的な記憶
は、マイクロプロセ、す4aの内部RAMを用いる。
The command group for controlling the system is ROM memo +74b
The microprocessor 4a executes the instructions sequentially and performs the necessary calculations and communication with the outside via input/output ports.
) via 4c. Note that the internal RAM of the microprocessor 4a is used for temporary storage of the calculation results.

制御に必要な命令群の一例を第8図のフローチャートに
示す。以下ブロックを追って説明する。
An example of the command group necessary for control is shown in the flowchart of FIG. Each block will be explained below.

401よりスタートし、402で演算に必要な初期値の
設定を行い、プログラムポイン)PIから演算を実行す
る。403は入出カポ−)4cにより外部から制御に必
要な情報を入力するブロックであり、インバータに対す
る周波数指令f*、電動機磁束指命ψ↑およびインバー
タ出力電流la 、 ib 、 ic検出値を第2図の
電流検出器5a 、 5b 、 5cから読み込む。
Starting from 401, initial values necessary for the calculation are set in 402, and the calculation is executed from the program point (PI). 403 is a block that inputs information necessary for control from the outside through input/output capo) 4c, and inputs the frequency command f* for the inverter, the motor magnetic flux command ψ↑, and the detected values of inverter output currents la, ib, and ic as shown in FIG. are read from current detectors 5a, 5b, and 5c.

404はトランジスタの蓄積時間による上下アーム短絡
防止のための通電禁止時間に相当する待ち時間Tdであ
る。後述する演算結果によるインバータ出力電圧kに対
応する通電信号を入出力ポート4Cへ出力してから待ち
時間Tdを経過しないと、トランジスタへの実際のベー
ス駆動信号は発生しない。ベース駆動信号を待ち時間T
d遅らせる時間遅れ発生回路は、トランジスタのベース
増幅回路(図示せず)の中に設けている。
404 is a waiting time Td corresponding to a energization prohibition time to prevent a short circuit between the upper and lower arms due to the storage time of the transistor. An actual base drive signal to the transistor is not generated until a waiting time Td elapses after an energization signal corresponding to an inverter output voltage k based on a calculation result to be described later is output to the input/output port 4C. Waiting time T for base drive signal
A time delay generation circuit for delaying the signal d is provided in a transistor base amplifier circuit (not shown).

待ち時間Tdは、入出カポ−)4cへ出力するプログラ
ムポイントP3から、インバータ出力電圧va 。
The waiting time Td is the inverter output voltage va from the program point P3 outputting to the input/output capacitor 4c.

vb 、 vcを再び入出力ポート4cから読み込むプ
ログラムポイントP2までの時間であり、ブロック40
3のような別の処理時間を含めることができる。
This is the time until program point P2, where vb and vc are read again from the input/output port 4c, and block 40
Another processing time, such as 3, can be included.

405は電圧検出器6a 、 6b 、 6cによりイ
ンバータ出力電圧va 、 vb 、 vcを読み込む
ブロックである。
405 is a block that reads inverter output voltages va, vb, vc by voltage detectors 6a, 6b, 6c.

406は前記電圧va 、 vb 、 vcをd、q2
+!tl+成分に変よる抵抗の電圧降下を補正するブロ
ックであり、電動機の磁束生成に有効な電圧のd、q成
分を式■により求める。これを交流用カ真圧等価信号と
称T。
406 converts the voltages va, vb, vc into d, q2
+! This is a block that corrects the voltage drop of the resistor due to the change in the tl+ component, and the d and q components of the voltage effective for generating magnetic flux of the motor are determined by equation (2). This is called the AC true pressure equivalent signal.

Vxd’ = Vtd −R11td ・・・・・・・・・■ VIQ’ = Vlq−几1ixq ブロック408は磁束ベクトルf1を演算するもので、
1回前の演算サイクルにおける磁束ベクトルψ1の値に
、式■による電圧値と演算サイクル時間Δtとの積を加
算する。Δtは演算サイクル時間に相等する時間であり
、演算時間と等しい必要はないが、比例した大きさを持
つことが必要である。
Vxd' = Vtd - R11td ......■ VIQ' = Vlq - 几1ixq Block 408 is for calculating the magnetic flux vector f1,
The product of the voltage value according to equation (2) and the calculation cycle time Δt is added to the value of the magnetic flux vector ψ1 in the previous calculation cycle. Δt is a time equivalent to the computation cycle time, and does not need to be equal to the computation time, but it is necessary to have a size proportional to the computation time.

vlは磁束ベクトルの長さであり、磁束ベクトルψlの
d、q22成分ψtd、ψIQの自乗和の平方根を演算
することによって求められる。
vl is the length of the magnetic flux vector, and is obtained by calculating the square root of the sum of squares of the d, q22 components ψtd and ψIQ of the magnetic flux vector ψl.

ブロック409は周波数指令?から θゝ=2πf*t(tは時間)   ・・・・・・・・
・■により位相指令0 を演算する。
Is block 409 a frequency command? From θゝ=2πf*t (t is time)...
・Calculate phase command 0 using ■.

ブロック410は磁束のd、q22成分ψsd、ψIq
から により位相θを検出するブロックで、房 の計算は関数
テーブルによるが、その詳細は本発明の本質に直接間ら
ないので説明は省略する。
Block 410 calculates the magnetic flux d, q22 components ψsd, ψIq
This is a block that detects the phase θ from the ground, and the calculation of the tuft is based on a function table, but the details thereof are directly related to the essence of the present invention, so a description thereof will be omitted.

磁束ベクトルψlは第6図に示すようにct、q平面に
おいて円軌跡を描くように制御される。第6→* 図において磁束指令ベクトルはvlで表され、その* 長さはプロ、り403で読み込んだ磁束指令ψ1 、d
軸となす角度はブロック409で演算されたθである。
The magnetic flux vector ψl is controlled so as to draw a circular locus in the ct, q plane as shown in FIG. In the 6th → * figure, the magnetic flux command vector is represented by vl, and its * length is the magnetic flux command ψ1, d read in the professional printer 403.
The angle formed with the axis is θ calculated in block 409.

制御される磁束ベクトルψ1は上記磁束指令ベクトルi
*に追従し、その先端が常に幅Δψの円環内に保持され
るように制御される。ここにΔψは磁束ψlの許容誤差
範囲である。
The magnetic flux vector ψ1 to be controlled is the magnetic flux command vector i
*, and is controlled so that its tip is always kept within a ring of width Δψ. Here, Δψ is the permissible error range of the magnetic flux ψl.

プロ、り411において先の演算サイクル1こおいて設
定したフラグがfg=1かfg=−1かを判定し412
または412+1のいずれかに進むo 412−412
aは磁束ベクトルの長さψ1が403で読み込んだ磁束
指令91iζ対して、第7図のようなリミットサイクル
を描くように、それぞれ上限および下限を越えたか否か
を判別するブロックである。
In step 411, it is determined whether the flag set in the previous calculation cycle is fg=1 or fg=-1.
Or proceed to either 412+1 o 412-412
A is a block that determines whether the length ψ1 of the magnetic flux vector exceeds the upper and lower limits, respectively, for the magnetic flux command 91iζ read in 403, so as to draw a limit cycle as shown in FIG.

上限9里を越凡たときはプロ、り413aにより電圧制
御フラグをfg=−目ζセットし増磁を指令する。
When the upper limit of 9 ri is exceeded, the controller 413a sets the voltage control flag to fg = -th ζ and commands magnetization.

才た、下限ψl−Δψより小となるとプロ、り413に
より電圧制御フラグをfg=lにセットし減磁を指令す
る@フラグは磁束ベクトルの長さψ1が上限または下限
を越えるまでは先の演算サイクルにおいてセットされた
ままで保持される。
When it becomes smaller than the lower limit ψl - Δψ, the controller sets the voltage control flag to fg=l by 413 and commands demagnetization. It remains set during the calculation cycle.

ブロック414.414aは位相0が指令位相θを追い
越していないかどうかを判定するものであり、θ〉θの
場合にはブロック415aで第4図で説明したに=0ま
たはに=7の零ベクトルを出力してブロック416へ進
む。インバータが零ベクトルを出力すると、位相θ、磁
束ベクトルの長さvlともそのままの状態を保持される
Blocks 414 and 414a are for determining whether phase 0 has overtaken the command phase θ, and if θ>θ, block 415a determines whether the zero vector of 0 or 7 as explained in FIG. is output and the process proceeds to block 416. When the inverter outputs a zero vector, both the phase θ and the length vl of the magnetic flux vector are maintained as they are.

θ≦θ〜場合にはブロック415において次に示すPW
M信号テーブルを検索し、ブロック416へ進む。
If θ≦θ~, in block 415, the following PW
Search the M signal table and proceed to block 416.

式■により磁束ベクトルψ1は(vl−R1ft )の
電圧ベクトルを積分したものであるが、R11tは小さ
いからほぼインバータ出力電圧v1の方向と同じである
。インバータ出力電圧v1はスイッチ状態変数表のkの
値で表すことができ、これをVl (k)で表すものと
すれば、最適なりs (k)は位相0および電圧増減フ
ラグfgの値により、PWM信号テーブルに従って変化
する。
According to the equation (2), the magnetic flux vector ψ1 is obtained by integrating the voltage vector of (vl-R1ft), but since R11t is small, it is almost in the same direction as the inverter output voltage v1. The inverter output voltage v1 can be expressed by the value of k in the switch state variable table, and if this is expressed by Vl (k), then the optimum value s (k) is determined by the value of phase 0 and voltage increase/decrease flag fg. Varies according to the PWM signal table.

一例として第6図の場合は一3ゲ≦0〈30°の場合で
あり、磁束ベクトル?1が幅Δψの円環部の外側番こ達
するとフラグfg=1となり、減磁成分(円の内向き)
を持つk = 3 、 Vl(31が選ばれ、また磁束
ベクトルψ1が円環部の内側ζこ達するとフラグfg=
−1となり、増磁成分を持つに= 21 vt(2)が
選ばれる。
As an example, in the case of Fig. 6, 13ge≦0<30°, and the magnetic flux vector? When 1 reaches the outer number of the annular part with width Δψ, the flag fg=1, and the demagnetization component (inward of the circle)
k = 3, Vl(31) is selected, and when the magnetic flux vector ψ1 reaches the inside ζ of the torus, the flag fg =
-1, and = 21 vt(2) is selected to have an increasing component.

kの値は位相0の進行とともに1ずつ増加し、前記のP
WM信号テーブルに示す通りの値となる。
The value of k increases by 1 as phase 0 progresses, and the value of k increases by 1 as the phase 0 progresses.
The values are as shown in the WM signal table.

か(して選ばれたvs(k)が入出カポ−)4cへ送出
され、各トランジスタへの通電信号を送る。以下、プロ
グラムポイントP3からプログラムポイントP1ヘジャ
ンプし、無限に演算を繰り返えす。
The selected vs(k) is sent to the input/output capo 4c, and sends an energization signal to each transistor. Thereafter, the program jumps from the program point P3 to the program point P1, and the calculation can be repeated infinitely.

高速マイクロプロセッサを用いると演算サイクル時間は
50〜100As程度が得られるが、このうちトランジ
スタの通電禁止時間による待ち時間Tdが30μs程度
を占める。
If a high-speed microprocessor is used, an operation cycle time of about 50 to 100 As can be obtained, but of this time, the waiting time Td due to the transistor energization prohibition time occupies about 30 μs.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

上述した電圧制御の結果インバータ出力電圧が変化する
場合、例えばa相およびb相はこれまでのままの状態を
存続するが、C相のスイッチ状態変数が1から0に変化
する場合、すなわちトランジスタQ5が導通から非導通
に切り替わり、トランジスタQ2が非導通から導通に切
り替わるときを考えてみる。
When the inverter output voltage changes as a result of the voltage control described above, for example, the a-phase and b-phase remain in their previous states, but when the switch state variable of the C-phase changes from 1 to 0, that is, the transistor Q5 Consider when Q2 switches from conductive to non-conductive and transistor Q2 switches from non-conductive to conductive.

トランジスタQ5のベース信号は直ちに消滅させること
ができるが、これに代わるトランジスタQ2のベース信
号を送るのは、トランジスタQ5が完全にオフするため
に要する時間だけは少なくとも待たなければならない。
Although the base signal of transistor Q5 can be immediately extinguished, sending the base signal of transistor Q2 in its place must wait at least the time required for transistor Q5 to be completely turned off.

これにトランジスタの特性のばらつきを考慮して、更に
所定の余裕を加えた通電禁止時間が一定の待ち時間Td
となっている。
In addition to this, taking into account variations in transistor characteristics, a predetermined margin is added to the waiting time Td, which is a constant energization prohibition time.
It becomes.

よって、第8図のプログラムポイントP3から待ち時間
Tdを経過しないき、インバータ出力には正規な電圧が
発生しない。これは待ち時間Tdの時間遅れと、その期
間インバータ出力電圧の減少をもたらす。
Therefore, a normal voltage is not generated at the inverter output until the waiting time Td has elapsed from program point P3 in FIG. This results in a delay in the waiting time Td and a decrease in the inverter output voltage during that period.

なお、実際には前述したごとく、プログラムを簡単にす
るために、通電信号を待ち時間Tdだけ遅らせるための
時間遅れ発生回路は、トランジスタの図示してないベー
ス増幅回路の中に設けている。
In fact, as described above, in order to simplify programming, a time delay generation circuit for delaying the energization signal by the waiting time Td is provided in the base amplifier circuit (not shown) of the transistor.

第9図は待ち時間Tdによる波形への影響を示す図で、
(a)はC相制御用として入出カポ−)4cに生ずる波
形であり、できればC相の出力点2Cに生じて欲しい波
形である。(b)はトランジスタの遅れのために実際に
C相の出力点2Cに生じる波形であり、(C)は電圧検
出器6Cに生じる波形であって、電圧検出器6cに用い
られるDOPTは高価でありながら周波数特性の悪いも
のが多く、一般に立ち上りがなまった図示のような波形
となる。
FIG. 9 is a diagram showing the influence of waiting time Td on the waveform.
(a) is a waveform generated at the input/output capo 4c for C-phase control, and is preferably a waveform that is desired to be generated at the output point 2C of the C-phase. (b) is the waveform that actually occurs at the C-phase output point 2C due to the delay of the transistor, and (C) is the waveform that occurs at the voltage detector 6C, and the DOPT used in the voltage detector 6c is expensive. However, many of them have poor frequency characteristics, and generally have a waveform with a blunted rise as shown in the figure.

しかも、第8図で示したようなマイクロプロセ、サプロ
ダラムを用いたディジタル制御では、第7図(C)のよ
うな波形の電圧を検出するにしても、命令サイクルのブ
ロック405で示す一瞬の間でしか観測することができ
ず、正確な情報とはなり得ない。
Moreover, in digital control using a microprocessor and a subprogram as shown in FIG. 8, even if a voltage with a waveform as shown in FIG. It can only be observed on the ground, so it cannot be accurate information.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

第1図は本発明にかかる出力電圧検出方式を用いたPW
Mインバータの主回路図で、これに対応する制御回路の
命令群の一実施例のフローチャートが第10図であって
、第2図、第8図と同一の符合は同一部分を示す。
Figure 1 shows a PW using the output voltage detection method according to the present invention.
FIG. 10 is a main circuit diagram of the M inverter, and is a flowchart of an embodiment of the command group of the corresponding control circuit, and the same reference numerals as in FIGS. 2 and 8 indicate the same parts.

第1図と第2図とを比較し相違点のみを述べると、PW
Mインバータ2の交流側の電圧検出器6a。
Comparing Figure 1 and Figure 2 and mentioning only the differences, PW
Voltage detector 6a on the AC side of M inverter 2.

6b 、 6cを除去し、代りに直流側の正母線1aと
負母線1bとの間に電圧検出器7を挿入しである〇また
、命令群のフローチャートにおいて、第10図ではイン
バータ出力電圧ベクトルv1の算出を式■を用いて、電
圧検出器7により検出した直流電圧源1の電圧Vdcと
スイッチ状態変数yd 、 vqから算出すると共に、
プログラムポイントP3からプログラムポイン1−PI
に戻る過程にブロック421を設け、今回記憶したイン
バータ電圧ベクトルv1を前回分として記憶して後、新
しいプログラムサイクルに入っている。
6b and 6c are removed, and instead a voltage detector 7 is inserted between the positive bus 1a and the negative bus 1b on the DC side. Also, in the flowchart of the instruction group, in Fig. 10, the inverter output voltage vector v1 is calculated from the voltage Vdc of the DC voltage source 1 detected by the voltage detector 7 and the switch state variables yd and vq using equation (2).
Program point P3 to program point 1-PI
A block 421 is provided in the process of returning to , and after the inverter voltage vector v1 stored this time is stored as the previous one, a new program cycle is entered.

〔作 用〕[For production]

本発明の一実施例の動作原理を第10図のフローチャー
トにより説明する。インバータが今回出力した出力電圧
のスイッチ状態変数をブロック421で記憶しておく。
The operating principle of one embodiment of the present invention will be explained with reference to the flowchart shown in FIG. The switch state variable of the output voltage currently output by the inverter is stored in block 421.

このスイッチ状態に基づいて、ブロック404aにおい
てスイッチ状態変数衣を参照してスイッチ状態変数yd
 、 vqを読み出し、ブロック405aにおいて電圧
検出器7により検出した直流電圧源1の電圧Vdcと式
■とを用いて、実際に検出されるべきインバータの出力
電圧のd、q両軸成分であるvld 。
Based on this switch state, the switch state variable yd is determined by referring to the switch state variable yd in block 404a.
, vq are read out, and in block 405a, using the voltage Vdc of the DC voltage source 1 detected by the voltage detector 7 and equation (2), vld, which is the d and q axis components of the inverter output voltage to be actually detected, is determined. .

Ylqを得ることができる。Ylq can be obtained.

直流電圧源1の電圧Vdcには急激な変動はないので、
周波数特性があまり良くないDOPTでも充分使用に耐
え、また数も1個だけでよい。このようにすると、入出
力ボート4Cからインバータの各相出力電圧va 、 
vb 、 vcを読み込む必要がなく、しかも待ち時間
Tdは既知であるからトランジスタの通電禁止時間を待
ち時間Tdとする必要がなくなる。従って、正確な情報
がより速く得られることになる。
Since there is no sudden fluctuation in the voltage Vdc of DC voltage source 1,
Even a DOPT whose frequency characteristics are not very good can be used sufficiently, and only one is required. In this way, each phase output voltage va of the inverter from the input/output boat 4C,
There is no need to read vb and vc, and since the waiting time Td is already known, there is no need to set the transistor energization prohibition time as the waiting time Td. Therefore, accurate information will be obtained faster.

ブロック407において1次抵抗R1に生じる1次電流
i里による電圧降下は第8図と同じように交流出力電圧
等価信号を処理することができる。ブロック408aの
磁束演算は増分の時間成分である。iftを(Δt −
Td )に代えることにより、第9図(b)のように待
ち時間Tdの影響によるインバータ出力電圧の減少を考
慮している。これは待ち時間Tdの期間交流出力電圧等
価信号を0とすることである。
In block 407, the voltage drop caused by the primary current i generated across the primary resistor R1 can be processed into an AC output voltage equivalent signal in the same manner as in FIG. The flux operation of block 408a is an incremental time component. ift (Δt −
By substituting Td ), the decrease in the inverter output voltage due to the influence of the waiting time Td is taken into consideration as shown in FIG. 9(b). This is to set the AC output voltage equivalent signal to 0 during the waiting time Td.

第10図のブロック406aおよび406bは更に本発
明の効果を完全なものに近づけるためのもので、命令サ
イクルの中で入出力ポート4cに出力される各トランジ
スタへの通電信号に変更がないときには。
Blocks 406a and 406b in FIG. 10 are used to further bring the effects of the present invention closer to perfection, when there is no change in the energization signal to each transistor output to the input/output port 4c during the instruction cycle.

トランジスタの通電禁止時間は発生しないので、待ち時
間TdをOとして電圧波形の減少を生じないよう化して
いる。すなわち、プロ、り406aで前回の命令サイク
ルにおけるインバータ電圧ベクトルvt7と今回のイン
バータ電圧ベクトルv1とを比較し、変化が無いときに
はブロック406bにより待ち時間Tdを0とし、実際
のトランジスタの通電禁止時間のみの交流出力電圧等価
信号をOとしている。
Since no transistor energization prohibition time occurs, the waiting time Td is set to O to prevent the voltage waveform from decreasing. That is, the inverter voltage vector vt7 in the previous command cycle is compared with the current inverter voltage vector v1 in the program controller 406a, and if there is no change, the waiting time Td is set to 0 in the block 406b, and only the actual transistor energization prohibition time is set. The AC output voltage equivalent signal is O.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

pwstインバータで駆動される誘導電動機の紙圧ある
いは磁束の制御をディジタルにより制御するシステムに
おいて、電圧検出法を簡略化し、ディジタル制御が持つ
記憶機能を活用して、脈動が多いインバータ出力電圧の
正確な検出を可能にす制御に好適な方式を提供すること
ができる。
In a system that digitally controls the paper pressure or magnetic flux of an induction motor driven by a PWST inverter, it is possible to simplify the voltage detection method and utilize the memory function of digital control to accurately measure the inverter output voltage, which often pulsates. A method suitable for control that enables detection can be provided.

菫だ1本発明について3相かご形誘導電動機の1火付束
制御を例として説明したが、PWMインバータの交流出
力電圧を正確に制御する多くの制御方式に適用すること
が可能である。
Sumida1: Although the present invention has been described using one firing bundle control of a three-phase squirrel cage induction motor as an example, it can be applied to many control methods that accurately control the AC output voltage of a PWM inverter.

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

第1図は本発明にかかる出力電圧検出方式を用いたPW
Mインバータの主回路図、第2図は従来のpWMインバ
ータの一例の主回路図、第3図はPWMインバータの高
速スイッチング素子を接点に置き換えて示した主回路図
、第4図はスイッチ状態変数表を図示するベクトル図、
第5図は制御回路の内部構成例を示すブロック図、第6
図は磁束ベクトル図、第7図はリミットサイクル図、第
8図は従来の制御に必要な命令群の一例のフローチャー
ト、第9図は第8図のフローチャートによる待ち時間の
出力電圧に与える影響を示すグラフ、第10図は本発明
にかかる出力電圧検出方式を用いた場合の制御回路の命
令群の一実施例のフローチャートである。 1・・・・・・直流電圧源、2・・・・・・PWMイン
バータ、3・・・・・・誘導電動機、4・・・・・・制
御回路、5a〜5c・・・・・電流検出器、6a〜6c
、7・・・・・・電圧検出器、Q1〜Q6・・・・・・
トランジスタ、D1〜D6・・・・・・ダイオード、S
a〜Sc・・・・・・切換接点◎
Figure 1 shows a PW using the output voltage detection method according to the present invention.
The main circuit diagram of the M inverter, Figure 2 is the main circuit diagram of an example of a conventional PWM inverter, Figure 3 is the main circuit diagram showing the high-speed switching elements of the PWM inverter replaced with contacts, and Figure 4 is the switch state variables. A vector diagram illustrating a table,
Figure 5 is a block diagram showing an example of the internal configuration of the control circuit;
The figure is a magnetic flux vector diagram, Figure 7 is a limit cycle diagram, Figure 8 is a flowchart of an example of a group of commands required for conventional control, and Figure 9 shows the effect of waiting time on the output voltage according to the flowchart in Figure 8. The graph shown in FIG. 10 is a flowchart of an example of a group of instructions for a control circuit when the output voltage detection method according to the present invention is used. 1...DC voltage source, 2...PWM inverter, 3...Induction motor, 4...Control circuit, 5a to 5c...Current Detector, 6a-6c
, 7... Voltage detector, Q1 to Q6...
Transistor, D1-D6...Diode, S
a~Sc......Switching contact◎

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)直流電圧源と3相電圧形PWMインバータと3相
誘導電動機と直流電圧源電圧検出器とを少なくとも具え
、制御回路にはマイクロプロセッサとROMメモリと入
出力ポートとこれらチップ間を接続するアドレスバスお
よびデータバスを少なくとも具え、予めROMメモリに
蓄えられている命令プログラムにより前記PWMインバ
ータが直流電圧源より3相誘導電動機に供給する電圧お
よび該電動機発生磁束を制御するものにおいて、PWM
インバータ各相出力電圧を表すスイッチ状態変数と前記
直流電圧源電圧検検出器との積によりPWMインバータ
交流出力電圧等価信号を得るPWMインバータの出力電
圧検出方式。
(1) At least includes a DC voltage source, a three-phase voltage type PWM inverter, a three-phase induction motor, and a DC voltage source voltage detector, and the control circuit includes a microprocessor, ROM memory, input/output ports, and connections between these chips. The PWM inverter includes at least an address bus and a data bus, and controls the voltage supplied from a DC voltage source to a three-phase induction motor and the magnetic flux generated by the motor according to an instruction program stored in a ROM memory in advance.
A PWM inverter output voltage detection method that obtains a PWM inverter AC output voltage equivalent signal by multiplying a switch state variable representing each phase output voltage of the inverter and the DC voltage source voltage detector.
(2)PWMインバータのスイッチング素子の通電禁止
時間はPWMインバータの交流出力電圧等価信号を0と
することを特徴とする特許請求の範囲第(1)項記載の
PWMインバータの出力電圧検出方式。
(2) The output voltage detection method of a PWM inverter according to claim (1), wherein the energization prohibition time of the switching elements of the PWM inverter is such that the AC output voltage equivalent signal of the PWM inverter is set to 0.
(3)PWMインバータの出力電圧を表すスイッチ状態
変数と、予め一時記憶されている1回前の命令サイクル
における前記スイッチ状態変数とを比較し、状態変化が
ある場合のみ通電禁止時間分のPWMインバータ交流出
力電圧等価信号を0とすることを特徴とする特許請求の
範囲第(1)項記載のPWMインバータの出力電圧検出
方式。
(3) Compare the switch state variable representing the output voltage of the PWM inverter with the switch state variable in the previous instruction cycle that is temporarily stored in advance, and only if there is a change in state, the PWM inverter is activated for the energization prohibition time. An output voltage detection method for a PWM inverter according to claim 1, wherein the AC output voltage equivalent signal is set to 0.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0232794A (en) * 1988-07-19 1990-02-02 Hitachi Ltd Method and device for generating gate signal of pwm inverter and pwm inverter device
JPH02151291A (en) * 1988-11-30 1990-06-11 Hitachi Ltd Method of controlling pwm inverter and pwm inverter system

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JPH0232794A (en) * 1988-07-19 1990-02-02 Hitachi Ltd Method and device for generating gate signal of pwm inverter and pwm inverter device
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