JPS631375A - インバ−タの出力制御装置 - 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〕 この発明は、例えばコンブレッサに使用される各種モー
タ等を駆動するインバータ（周波数変換装置）の出力制
御装置に関するものである。

〔従来の技術） 第５図は例えば総合電子出版社発行（昭和５９年２月１
０日）のｒＡＣサーポモー夕とマイコン制御」に示され
ている従来のインバータの出力制御装置の制御原理を示
す説明図である。これは、マイクロコンピュータ（以下
マイコンという）を使用して出力周波数を決定するキャ
リア信号（イ）を発生させ、この信号と各相（Ｕ．Ｖ）
の電圧データを比較し、その比較結果に従ってＰＷＭ　
（パルス幅変調）信号を出力するもので、このＰＷＭ信
号によってインバータに設けられた各相のスイッチング
素子が制御され、所望の周波数、電圧の交流電力がモー
タ等に出力される。図中、′Ｐア゛．．’．　Ｐ３　．
　Ｐａ　，Ｐ　７の各点はＵ相が反転するポイント、Ｐ
＋　，Ｐ２，ＰＳ，Ｐ６の各点はＶ相が反転するポイン
トであり、又Ｔ＋（ｉ＝１．２，３，−一・・・）はＰ
ｌ−１からＰｌのポイントに移行するまでの時間を示し
ている。そして、マイコンのメモリ（ＲＯＭ）には上記
Ｐｉ点での各相のスイッチング状想及び時間データ（Ｔ
１）が格納されている。

上記ＰＷＭ信号を発生してインバータの制御を行う従来
のアルゴリズムは、例えば第６図のフローチャートに示
される。即ち、マイコンは内蔵するメモリに書き込まれ
たデータに従って以下の動作を行う。先ず、ＰＷＭ信号
発生の割込み処理に入ると、メモリの記憶場所のアドレ
スを与えるポインタを＋１加算し（ステップｔｏｉ），
データ終了であるかどうかを判定する（ステップ１０２
）。データ終了であれば上記ポインタをイニシャライズ
し（ステップ１０３），そのポインタで示される内容を
出力ボートから出力し（ステップ１０４），第５図の２
０点での動作を行う。次に、ポインタを＋１加算し（ス
テップ１０５），そのポインタで示さわる内容をタイマ
に出力する（ステップ１０６）。このタイマの設定値は
、次の割込みまでの時間となる。そして、マイコンは割
込みを許可し（ステップ１０７）、この割込み処理から
抜ける。

マイコンは、上記の動作を繰り返し、ＰＷＭ信号を発生
してインバータを制御する。その際、上述のように第５
図の２０点で割込みに入り、次の割込み（ｐ＋点）まで
の時間データ（Ｔ１）をタイマに入れてこの割込みから
抜け、Ｔ１時間後に次の割込みに入る。従って、Ｔ，の
時間は割込み処理にかかる時間よりも長くならなければ
ならない。つまり、割込み処理にかかる時間よりも短い
パルスを出力することはできない。第５図のＵ−Ｖ相の
パルス信号波形における斜線の部分は、上記割込み処理
時間によるタイミングのずれを示している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来のインバータの出力制御装置は以上のように構成さ
れているため、ＰＷＭ信号を発生する際割込み処理時に
タイミングのずれが生じ、従ってキャリア信号の周波数
を高くすることができず、負荷であるモータ等の効率が
良くないという問題点があった。又、写電圧区間を長く
して出力電圧、周波数を下げた時にもタイミングのずれ
が生じ、更に同一周波数で出力電圧を変化させるにはメ
モリのデータを増加させる必要があり、メモリの容量が
大きくなるという問題点があった。

この発明は、このような問題点に着目してなされたもの
で、スイッチングのタイミングの精度が向上し、少ない
メモリのデータで同一周波数にて任意の出力電圧が得ら
れるインバータの出力制御装置を提供することを目的と
している。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明のインバータの出力制御装置は、インバータに
設けられた各相のスイッチング素子をパルス幅変調され
た信号によって制御し、所望の周波数及び電圧の交流電
圧を出力させるものにおいて、周波数データ及び任意の
基本相の電圧データを格納するメモリを有し該データの
出刃先の指定を行う制御手段と、出力周波数を決定する
キャリア信号を発生するカウンタ、そのキャリア信号と
相電圧データを比較してパルス幅変調ざれた信号を発生
するコンパレータ及び該パルス幅変調信号の出刃先を変
更するデータセレクタを有したゲートアレイ回路とを具
備したものである。

（作用） 制御手段は、例えばマイコンのソフトウェアでその記憶
部に格納されたデータを出力させることができ、又キャ
リア信号を発生させパルス幅変調された信号を出力する
ゲートアレイ回路が別個に設けられているので、スイッ
チングのタイミングがずれることなく、又少ない記憶部
の容量で同一周波数にて任意の出力電圧が得られる。

〔実施例〕

以下、この発明の一実旅例を図面について説明する。

第１図はこの発明に係る出力制御装置の回路構成図であ
り、図において、１はメモリ（ＲＯＭ）２及び乗算回路
、レジスタ等を有したマイコンで、メモリ２には周波数
データ（キャリア信号の周波数データ）及びある基本相
の電圧データが格納されており、これらのデータの出刃
先の指定（回転方向の指定、即ちインバータのスイッチ
ング素子の指定）を行う制御手段を構成している。

３はマイコン１からの指令に従ってインバータの各相の
スイッチング素子（図示せず）をＰＷＭ信号により制御
するゲートアレイ回路で、以下のような構成となってい
る。即ち、４はキャリア信号を発生するカウンタ、５は
フリップフロツプ、６，７．８はラッチ回路、９，１０
．１１は上記キャリア信号と相電圧データを比較してＰ
ＷＭ信号を出力するコンパレータ、１２．１３はフリッ
プフロップ、１４はＰＷＭ信号の出刃先を変更するデー
タセレクタである。

第２図は上記回路構成の制御装置によるインバータの制
御原理を示す説明図である．この実施例では、対称３相
交流のインバータを示しており、従って６０゜区間のみ
のデータをメモリ２に有し、他の区間は出刃先を変更す
ることによって対応させている。

次に第３図のフローチャートを参照しながら動作につい
て説明する。このフローチャートの動作は、マイコン１
のメモリ２に格納されている制御プログラムに従って行
われるものである。マイコン１のイニシャライズとして
、周波数データ、即ちキャリア周期のデータが第１図の
ラッチ回路６へ、レジスタＸの電圧データがラッチ回路
７へ、レジスタＹの電圧データがラッチ回路８へそれぞ
れ書き込まれている。そして、マイコン１は、第２図の
０１の点、即ちラッチ回路６に古き込まれたキャリア周
期のデータ（実際はキャリア周期の％）の値とカウンタ
４から出力されるキャリアとが一致した点で割込み要＄
（ＩＮＴＩ）が入り、カウンタ４がＤＯＷＮカウントを
始めて第３図で示されるフローチャートの割込み処理に
入る。この割込み処理に入ると、その時点が６０゜区間
の何番目であるかによってメモリ２にある電圧パターン
（データ）のポインタを計算する（ステップ２０１）。

そして、レジスタＸにポインタで示されるメモリ２の内
容を入れ（ステップ２０２），レジスタＹにポインタに
一定値を加算した場所のメモリ２の内容を入れる（ステ
ップ２０３）。

次に、第２図の０２の点、即ち第１図のカウンタ４の値
が０になりフリップフロツブ５が反転した点で割込み要
求（ＩＮＴ２）がマイコン１に入り、カウンタ４がＵＰ
カウントを始める。この割込み要求（ＩＮＴ２）がある
と（ステップ２０４）、レジスタＸ，Ｙのデータを出力
ボートへ出力し（ステップ２０５），このデータはラッ
チ回路７．８へ書き込まれる。そして、６０゜区間が終
了したかの判定を行い（ステップ２０６），終了してい
なければ割込みを許可して（ステップ２０７），この割
込処理を抜ける。即ち、第２図のＣ２からＣ３の点に移
行する間は、割込処理をしていない為、他の動作、例え
ば負荷の電流値，温度、各スイッチの状態の取込み、あ
るいは周波数の変更等の処理が可能である。上記ステッ
プ２０６において、６０゜区間が終了していれば人力ざ
れた周波数及び電圧指令より、キャリア数の計算（ステ
ップ２０８），キャリア周期の計算（ステップ２０９）
及び電圧パターンの選択（ステップ２１０）を行い、こ
の時点では割込み要求（ＩＮＴ１）が立７ているのでそ
の要求（ＩＮＴＩ）をクリアし（ステップ２１１），次
の割込み要求（ＩＮＴＯ）をウェイトし（ステップ２１
２），その要求（ＩＮＴ２）が生じたら、Ｘ，Ｙ，Ｏ，
Ｘ．Ｙ，１　（０）のレジ，？．夕＜７）データをＵ，
Ｖ，Ｗのどの相に割当てるかの切換えを行い（ステップ
２１３），計算されたキャリア周期をラッチ回路６へ書
込み（ステップ２１４）、ステップ２０７へ移行する。

なお、上記実施例では、マイコン１のメモリ２に複数の
電圧データを希望するパターンに従って格納したが、メ
モリ２には一種類の基本相の電圧データのみ格納し、こ
のデータと出力電圧のパラメータをマイコン１内で乗算
して所望の出力電圧のデータを得るようにしても良い。

第４図はその動作フローチャートを示したものであり、
ステップ２０１でメモリ２の電圧パターンのポインタを
計算した後、ステップ２１５，２１６において、第３図
のステップ２０２，２０３で得られた値に希望する電圧
パラメータ（ｖｐ）を掛け合せることにより、出力電圧
を変更する。従って、電圧パターンは１つで良く、第３
図のステップ２１０で示す様な電圧パターンの選択が不
要となる。また、電圧パターンが１つで良い為にメモリ
２の容量がより大幅に低減できる。

このように、マイコン１にゲートアレイ回路３を付加し
ているので、装置の制御分担の中、キャリア周期、相電
圧及び出刃先の指定をマイコン１のソフトウエアで行う
ことができ、又ゲートアレイ回路３のハードウエアでキ
ャリア信号の発生、相電圧とキャリア信号の比較、出刃
先の変更を行っているので、マイコンｌのメモリ２の容
量の低減を図りながらスイッチングのタイミングの緒度
を向上させることが可能となり、又マイコン１の乗算機
能を利用することによって同一周波数で任意の出力電圧
を得ることができる。そして、この高精度のＰＷＭ信号
波形及び任意の出力電圧が得られることの２点により、
モータ等の負荷を高効率で運転することが可能となる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明によれば，周波数及び電
圧のデー多を格納するメモリを存しこのデータの出刃先
を指定する制御手段と、カウンタからのキャリア信号と
相電圧を比較してＰＷＭ信号を発生しこの信号の出刃先
を変更するゲートアレイ回路とを備えたため、ＰＷＭ信
号発生のタイミングの蹟度が向上し、インバータの負荷
を効率良く運転することができ、又メモリの容量の低減
を図ることができ、少ないデータで同一周波数にて任意
の出力電圧を得ることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図はこの発明の一実施例を示す図で、
第１図は制御装置の回路構成図、第２図は制御原理を示
す説明図、第３図は第１図の回路の動作を示すフローチ
ャート、第４図は電圧データを一種類のみメモリに格納
した場合の動作を示す説明図、第６図は従来装置の動作
を示すフローチャートである。 １・−・・・マイクロコンピュータ ２・・・・・・メモリ ３・・・・・・ゲートアレイ回路 ４・・・・・・カウンタ ９，１０．１１・・・・・・コンバレータ１　４　−−
−　・−データセレクタ なお、図中同一符号は同一又は相当部分を示す。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）インバータに設けられた各相のスイッチング素子
   をパルス幅変調された信号によって制御し、所望の周波
   数及び電圧の交流電圧を出力させるインバータの出力制
   御装置において、周波数データ及び任意の基本相の電圧
   データを格納するメモリを有し該データの出刃先の指定
   を行う制御手段と、出力周波数を決定するキャリア信号
   を発生するカウンタ、そのキャリア信号と相電圧データ
   を比較してパルス幅変調された信号を発生するコンパレ
   ータ及び該パルス幅変調信号の出刃先を変更するデータ
   セレクタを有したゲートアレイ回路とを具備したことを
   特徴とするインバータの出力制御装置。
2. （２）制御手段は、記憶部に基本相の電圧データを一種
   類のみ格納し、該データと出力電圧のパラメータを乗算
   して所望の出力電圧のデータを得ることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載のインバータの出力制御装置。