JPS63257497A - Operation controlling method and device for ac motor - Google Patents

Operation controlling method and device for ac motor

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Publication number
JPS63257497A
JPS63257497A JP62092645A JP9264587A JPS63257497A JP S63257497 A JPS63257497 A JP S63257497A JP 62092645 A JP62092645 A JP 62092645A JP 9264587 A JP9264587 A JP 9264587A JP S63257497 A JPS63257497 A JP S63257497A
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JP
Japan
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motor
carrier frequency
energy efficiency
circuit
change
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Pending
Application number
JP62092645A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Sumikazu Shiyamoto
純和 社本
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
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Publication of JPS63257497A publication Critical patent/JPS63257497A/en
Pending legal-status Critical Current

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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
    • H02P2205/00Indexing scheme relating to controlling arrangements characterised by the control loops
    • H02P2205/03Power loop, i.e. comparison of the motor power with a power reference

Abstract

PURPOSE:To retain the energy efficiency of a system to be high, by setting switching pulse fed to an inverter main-circuit to be always optimum one. CONSTITUTION:An inverter main-circuit 22 is provided with six switching elements 26, which are controlled by switching pulse from a PWM controlling circuit 28. By a motor controlling circuit 10, based on signal from an input power arithmetic circuit 34 and an output power arithmetic circuit 40, a specified arithmetic is performed, and the carrier frequency of the switching pulse is controlled so that energy efficiency in a system may be enhanced.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、交流電動機の運転制御方法および装置、特
に交流電動機の駆動システムにおけるエネルギー効率の
改善に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a method and apparatus for controlling the operation of an AC motor, and particularly to improving energy efficiency in a drive system for an AC motor.

[従来の技術] 従来から交流電動機の駆動システムとして、インバータ
主回路を組合せるシステムが用いられている。。
[Prior Art] Conventionally, a system that combines an inverter main circuit has been used as a drive system for an AC motor. .

このようなシステムでは、コントローラからの電流また
は電圧指令に基づいて、インバータ主回路におけるスイ
ッチング素子を順次オンオフ、つまりスイッチングして
交流電動機に所定の駆動電力を供給している。
In such a system, switching elements in the inverter main circuit are sequentially turned on and off, that is, switched, based on a current or voltage command from a controller to supply a predetermined drive power to an AC motor.

そして、このようなスイッチングの制御方式として、P
WM(パルス幅変:A)制御方式がある。
As a control method for such switching, P
There is a WM (pulse width variable: A) control system.

このPWM制御方式では、通常インバータ主回路におけ
るスイッチングを制御するスイッチングパルスのキャリ
ア周波数を一定に保ちながら、パルスの幅、つまり通電
の時181を変化させ、交流電動機の回転を制御してい
る。
In this PWM control method, while keeping constant the carrier frequency of the switching pulse that normally controls switching in the inverter main circuit, the width of the pulse, that is, the time of energization 181, is varied to control the rotation of the AC motor.

また、このPWM制御方式では、一般的に指令どおりの
電流または電圧を交流電動機に供給するため、指令と三
角波を比較し、所定のスイッチングパルス幅のスイッチ
ングパルスを発生し、これによってインバータ主回路に
おけるスイッチング素子のオンオフを制御している。
In addition, in this PWM control method, in order to generally supply current or voltage to the AC motor according to the command, the command is compared with a triangular wave, and a switching pulse with a predetermined switching pulse width is generated. Controls on/off of switching elements.

そこで、このスイッチングパルス発生回路の一例につい
て、第3図から第5図に基づいて説明する。
Therefore, an example of this switching pulse generation circuit will be explained based on FIGS. 3 to 5.

モータ制御回路10は、加算器12に一定周反数Fのク
ロックパルスを供給する。加算器12では、このクロッ
クパルスFのパルスが供給される度に0から順次1ずつ
加算していき、加算結果が例えばFFに達した時に0戻
る動作を繰返す。
The motor control circuit 10 supplies the adder 12 with a clock pulse having a constant frequency F. The adder 12 repeats the operation of sequentially adding 1 from 0 each time the clock pulse F is supplied, and returning to 0 when the addition result reaches, for example, FF.

そして、この加算器12は、加算結果を三角波パターン
マツプ14に供給する。三角波パターンマツプ14は、
第4図に示すような三角波パターンをその内部に記憶し
ている。そして、入力される加算結果の数値をそのまま
あるいは所定の変換をしてアドレスに対応させ、これに
対応する振幅のデータを出力する。
The adder 12 then supplies the addition result to the triangular wave pattern map 14. The triangular wave pattern map 14 is
A triangular wave pattern as shown in FIG. 4 is stored inside. Then, the input numerical value of the addition result is made to correspond to the address as it is or after a predetermined conversion, and the corresponding amplitude data is output.

このデータは、D/A変換器16人力される。This data is input to 16 D/A converters.

このD/A変換器16は入力されるクロックパルス1個
毎の振幅のデータより、三角波を生成し、これを出力す
る。
The D/A converter 16 generates a triangular wave from the amplitude data of each input clock pulse and outputs it.

そして、PWMパターン発生器18には、第5図に入力
信号として示すようにこのD/A変換器16からの三角
波およびモータ制御回路10からの電流または電圧指令
が供給される。この電流または電圧指令は120度ずつ
ずれた3相交流の波形に対応するものである。この指令
と三角波を処理することによって、第5図に示すような
U、V。
The PWM pattern generator 18 is supplied with a triangular wave from the D/A converter 16 and a current or voltage command from the motor control circuit 10, as shown as input signals in FIG. This current or voltage command corresponds to a three-phase alternating current waveform shifted by 120 degrees. By processing this command and the triangular wave, U and V as shown in FIG.

Wの3相のスイッチングパルスが形成される。Three-phase switching pulses of W are formed.

このスイッチングパルスをインバータ主回路に供給し、
スイッチングを行うことによって、所定の駆動電力が交
流電動機に供給される。
This switching pulse is supplied to the inverter main circuit,
By performing the switching, a predetermined drive power is supplied to the AC motor.

[従来の問題点コ このような従来の交流電動機の運転制御においては、次
のような理由によって交流電動機の駆動システムの効率
を十分高く保つことができなかった。
[Conventional Problems] In such conventional AC motor operation control, the efficiency of the AC motor drive system could not be maintained sufficiently high for the following reasons.

一般に交流電動機の駆動システムにおけるエネルギー損
失は、スイッチングパルスのキャリア周波数によって変
化する。この関係を第6図に示す。
Generally, energy loss in an AC motor drive system changes depending on the carrier frequency of the switching pulse. This relationship is shown in FIG.

このように交流電動機におけるエネルギー損失は、キャ
リア周波数が大きいほど小さく、スイッチング素子にお
けるエネルギー損失はキャリア周波数が小さいほど大き
い。このため、システム全体でのエネルギー損失には、
これが極小となる最高キャリア周波数がある。そして、
キャリア周波数をこの最適キャリア周波数とすれば、こ
のシステムのエネルギー効率を最高のものとできる。
In this way, the energy loss in the AC motor is smaller as the carrier frequency is higher, and the energy loss in the switching element is larger as the carrier frequency is smaller. Therefore, the energy loss in the entire system is
There is a highest carrier frequency at which this becomes a minimum. and,
By setting the carrier frequency to this optimal carrier frequency, the energy efficiency of this system can be maximized.

しかし、この最適キャリア周波数は交流電動機の回転速
度および負荷に応じて変化する。そして、従来のシステ
ムでは、キャリア周波数を一定としているため、システ
ムのエネルギー効率を高く保つことができなかった。
However, this optimum carrier frequency changes depending on the rotational speed and load of the AC motor. In conventional systems, the carrier frequency is kept constant, making it impossible to maintain high energy efficiency of the system.

この発明は、キャリア周波数を常時監視するとともに、
これを常に最適のものとできるように制御し、交流電動
機駆動システムのエネルギー効率を常に最適のものとで
きる交流電動機の運転制御方法および装置を提供するこ
とを目的とする。
This invention constantly monitors the carrier frequency and
It is an object of the present invention to provide an operation control method and device for an AC motor that can control this so as to always optimize the energy efficiency of an AC motor drive system.

[関連技術] なお、インバータ主回路へ供給するスイッチングパルス
のキャリア周波数を変更することは、特開昭55−10
0087号公報に示されている。
[Related technology] Note that changing the carrier frequency of switching pulses supplied to the inverter main circuit is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 55-10.
It is shown in the 0087 publication.

この特開昭55−100087号公報には、無整流子電
動機の回転速度をパルス幅変調制御するにあたって、電
動機の回転速度が小さいときにスイッチングパルスのキ
ャリア周波数を大きくするという技術が示されている。
JP-A-55-100087 discloses a technique for pulse width modulation control of the rotation speed of a non-commutated motor, in which the carrier frequency of the switching pulse is increased when the rotation speed of the motor is low. .

そして、これによる効果は、回転速度が小さいときに、
スイッチング素子に過大な電流が流れるのを防止するこ
とである。
The effect of this is that when the rotation speed is small,
The purpose is to prevent excessive current from flowing through the switching elements.

このように特開昭55−100087号公報には、スイ
ッチングパルスの周波数を変更するという技術は示され
ているが、この発明の特徴であるシステムのエネルギー
効率およびキャリア周波数を常時監視し、エネルギー効
率が常に高く保てるようにキャリア周波数を変更すると
いう技術は示されていない。
In this way, JP-A-55-100087 discloses a technique of changing the frequency of switching pulses, but the feature of this invention is to constantly monitor the energy efficiency and carrier frequency of the system, and improve the energy efficiency. No technique has been shown to change the carrier frequency so that it is always kept high.

[問題点を解決するための手段] この発明の第1発明の交流電動機の運転制御方法は、交
流電動機に所定の駆動電力を供給するインバータ主回路
を変更可能なキャリア周波数が変更可能でパルス幅変調
されたスイッチングパルスによって制御する交流電動機
の運転制御方法において、 上記インバータ主回路への入力電力を検出する工程と、 上記インバータ主回路から電力の供給を受け駆動される
交流電動機の出力電力を検出する工程と、上記入力電力
と出力電力とよりエネルギー効率を計算する工程と、 上記エネルギー効率の変化量を算出する工程と、上記ス
イッチングパルスの上記キャリア周波数の変化量を検出
する工程と、 上記エネルギー効率の変化量の正負および上記キャリア
周波数の変化量の正負の比較によって、上記エネルギー
効率が上昇するように上記キャリア周波数を変更する工
程と、からなることを特徴とする。
[Means for Solving the Problems] The AC motor operation control method according to the first aspect of the present invention is characterized in that the inverter main circuit that supplies predetermined driving power to the AC motor can be changed in carrier frequency and pulse width. A method for controlling the operation of an AC motor using modulated switching pulses, which includes the steps of: detecting the input power to the inverter main circuit; and detecting the output power of the AC motor that is driven by receiving power from the inverter main circuit. a step of calculating energy efficiency from the input power and output power; a step of calculating the amount of change in the energy efficiency; a step of detecting the amount of change in the carrier frequency of the switching pulse; The method is characterized by comprising a step of changing the carrier frequency so as to increase the energy efficiency by comparing the positive and negative of the amount of change in efficiency and the positive and negative of the amount of change in the carrier frequency.

この発明の第2発明の交流電動の運転制御装置は、複数
のスイッチング素子を宵し、交流電動機に駆動電力を供
給するインバータ主回路と、上記スイッチング素子を順
次オンオフする所定のパルス幅および所定のキャリア周
波数を有するスイッチングパルスを上記インバータ主回
路に供給するパルス幅変調制御回路と、 上記インバータ主回路への入力電力を検出する入力電力
検出回路と、 上記交流電動機の回転数を検出する回転数センサと、上
記交流電動機のトルクを検出するトルクセンサと、上記
回転数センサによって得られた回転数と上記トルクによ
りて得られたトルクとより上記交流電動機の出力電力を
検出する出力電力検出回路と、 」−記スイツチングパルスの変化量を検出する回路と、 上記人力電力と上記出力電力からエネルギー効率を求め
、このエネルギー効率の変化量と上記キャリア周波数の
変化量とを比較し、その結果に応じて上記エネルギー効
率が上昇するように」二足パルス幅変調制a1回路にお
ける上記スイッチングパルスのキャリア周波数を制御す
るモータ制御回路と、を有することを特徴とする特 [作用] この発明の第1発明である交流電動機の運転制御方法で
は、インバータ主回路へ入力される入力電力および交流
電動機の出力電力を検出する。そして、この両者の比か
らこのシステムのエネルギー効率を求め、次にこのエネ
ルギー効率の変化量を求める。
The AC electric drive control device according to the second aspect of the present invention includes an inverter main circuit that includes a plurality of switching elements and supplies drive power to the AC motor, and a predetermined pulse width and a predetermined pulse width for sequentially turning on and off the switching elements. a pulse width modulation control circuit that supplies switching pulses having a carrier frequency to the inverter main circuit; an input power detection circuit that detects input power to the inverter main circuit; and a rotation speed sensor that detects the rotation speed of the AC motor. a torque sensor that detects the torque of the AC motor; and an output power detection circuit that detects the output power of the AC motor based on the rotation speed obtained by the rotation speed sensor and the torque obtained from the torque. - A circuit that detects the amount of change in the switching pulse, calculates the energy efficiency from the above human power power and the above output power, compares the amount of change in this energy efficiency with the amount of change in the carrier frequency, and responds to the result. and a motor control circuit that controls the carrier frequency of the switching pulse in the bipedal pulse width modulation control A1 circuit so that the energy efficiency increases. In this method of controlling the operation of an AC motor, input power input to an inverter main circuit and output power of the AC motor are detected. Then, the energy efficiency of this system is determined from the ratio of the two, and then the amount of change in this energy efficiency is determined.

一方、キャリア周波数を監視しておき、このキャリア周
波数の変化量も検出しておく。そして、エネルギー効率
の変化量とキャリア周波数の比較によって、エネルギー
効率が上昇するキャリア周波数の変更の方向を判断し、
キャリア周波数を変更する。この変更、比較を繰返すこ
とによって、キャリア周波数を常に最適なものとし、シ
ステムのエネルギー効率を高く保つ。
On the other hand, the carrier frequency is monitored and the amount of change in this carrier frequency is also detected. Then, by comparing the amount of change in energy efficiency and the carrier frequency, the direction of change in carrier frequency that increases energy efficiency is determined,
Change carrier frequency. By repeating this change and comparison, the carrier frequency is always optimized and the energy efficiency of the system is kept high.

この発明の第2発明である交流電動機の運転制御装置で
は、インバータ主回路のスイッチング素子を順次オンオ
フすることによって、交流電動機に電力を供給し、これ
を駆動する。
In the operation control device for an AC motor, which is the second aspect of the present invention, power is supplied to and driven the AC motor by sequentially turning on and off switching elements of an inverter main circuit.

ここで、インバータ主回路への入力電力を入力電力検出
回路で検出する。また、交流電動機の回転数を回転数セ
ンサ、トルクをトルクセンサで検出し、この検出値から
交流電動機の出力電力を出力電力検出回路によって検出
する。
Here, the input power to the inverter main circuit is detected by the input power detection circuit. Further, the rotation speed of the AC motor is detected by a rotation speed sensor, the torque is detected by a torque sensor, and the output power of the AC motor is detected by an output power detection circuit from the detected values.

そして、これらの入力電力および出力電力は、モータI
II g9回路に入力される。モータ制御回路では、人
力電力と出力電力の比較によってエネルギー効率を求め
、さらにこのエネルギー効率の変化量を求める。また、
インバータ主回路へ供給しているスイッチングパルスの
キャリア周波数を監視しておき、このキャリア周波数の
変化量も求める。
And these input power and output power are the motor I
II Input to g9 circuit. In the motor control circuit, energy efficiency is determined by comparing human power and output power, and the amount of change in this energy efficiency is also determined. Also,
The carrier frequency of the switching pulses supplied to the inverter main circuit is monitored, and the amount of change in this carrier frequency is also determined.

そして、エネルギー効率の変化量とキャリア周波数の変
化量を比較することによって、エネルギー効率が上昇す
る方向にキャリア周波数を変更する。これを繰返すこと
によって、システムのエネルギー効率を常時高く保つ。
Then, by comparing the amount of change in energy efficiency and the amount of change in carrier frequency, the carrier frequency is changed in a direction that increases energy efficiency. By repeating this process, the energy efficiency of the system is kept high at all times.

[実施例] この発明の一実施例について、第1図および第2図に基
づいて説明する。
[Example] An example of the present invention will be described based on FIG. 1 and FIG. 2.

第1図は、この発明の交流電動機駆動システムの全体構
成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of an AC motor drive system of the present invention.

交流電動機20には、インバータ主回路22から駆動の
ための電力が供給される。このインバータ主回路22に
は直流電源24から電力が供給されており、インバータ
主回路22はこれを交流に変換する。インバータ主回路
22は6個のスイッチング素子2’6をqしており、こ
のスイッチング素子26の入力端26aには、PWM制
御回路28からのスイッチングパルスがそれぞれ供給さ
れる。そして、スイッチング素子26が順次オンオフさ
れることによって、直流電源24からの電力が交流に変
換される。
AC motor 20 is supplied with power for driving from an inverter main circuit 22 . Electric power is supplied to this inverter main circuit 22 from a DC power supply 24, and the inverter main circuit 22 converts this into AC. The inverter main circuit 22 has six switching elements 2'6, and input terminals 26a of the switching elements 26 are supplied with switching pulses from the PWM control circuit 28, respectively. Then, by sequentially turning on and off the switching elements 26, the power from the DC power supply 24 is converted to AC.

ここで、インバータ主回路22に供給される電圧は電圧
計30、電流は電流計32で検出される。
Here, the voltage supplied to the inverter main circuit 22 is detected by a voltmeter 30, and the current supplied to the inverter main circuit 22 is detected by an ammeter 32.

そして、これらの検出結果は、入力電力演算回路34に
人力される。この人力電力an回路34は、検出した電
圧と電流を乗算して入力電力を算出する。算出された人
力電力は、モータ制御回路10に供給される。
These detection results are then manually input to the input power calculation circuit 34. This human power an circuit 34 calculates input power by multiplying the detected voltage and current. The calculated human power is supplied to the motor control circuit 10.

また、交流電動機20には、回転センサ36およびトル
クセンサ38が取付けられ、回転数、トルクがそれぞれ
検出される。このようにして検出された回転数、トルク
は出力電力演算回路40に人力され、ここで乗算され、
交流電動機の出力電力が算出される。そして、この出力
電力もモータ制御回路10に入力される。
Furthermore, a rotation sensor 36 and a torque sensor 38 are attached to the AC motor 20 to detect the rotation speed and torque, respectively. The rotation speed and torque detected in this way are inputted to the output power calculation circuit 40, where they are multiplied.
The output power of the AC motor is calculated. This output power is also input to the motor control circuit 10.

モータ制御回路36は、人力された入力電力および出力
電力に基づいて、所定の演算を行い、システムにおける
エネルギー効率が上昇するようにスイッチングパルスの
キャリア周波数を制御する。
The motor control circuit 36 performs predetermined calculations based on the manually input power and output power, and controls the carrier frequency of the switching pulse so that the energy efficiency in the system increases.

ここで、入力電力演算回路34、出力電力演算回路40
およびモータ制御回路36における制御の具体的な一例
について第2図に基づいて説明する。
Here, the input power calculation circuit 34 and the output power calculation circuit 40
A specific example of control in the motor control circuit 36 will be explained based on FIG. 2.

まず、インバータ主回路22への入力端子Iおよび入力
電圧Vが入力電力演算回路34に、交流電動機20の回
転数ωおよびトルクTが出力電力演算回路40に入力さ
れる(データ人力)。
First, input terminal I and input voltage V to inverter main circuit 22 are input to input power calculation circuit 34, and rotation speed ω and torque T of AC motor 20 are input to output power calculation circuit 40 (data manually).

入力電力演算回路34では、人力された人力電流1と入
力電圧Vの乗算により、入力電力Piを算出する(入力
計算)。
The input power calculation circuit 34 calculates the input power Pi by multiplying the human power current 1 and the input voltage V (input calculation).

Pi−V・工 出力電力演算回路40では、回転数ωとトルクTの乗算
によって、出力電力Poを計算する(出力計算)。
The Pi-V/engineering output power calculation circuit 40 calculates the output power Po by multiplying the rotational speed ω and the torque T (output calculation).

Po−ω争T モータ制御回路10では、入力された出力電力Poを入
力電力Piで割算することによってシステムのエネルギ
ー効率ηを計算する。また、現在のエネルギー効率η 
と前回演算のときのエネルギー効率ηn−1の差よりエ
ネルギー効率の変化量Δηを求める(エネルギー効率計
算)。
Po-ω conflict T The motor control circuit 10 calculates the energy efficiency η of the system by dividing the input output power Po by the input power Pi. Also, the current energy efficiency η
The amount of change Δη in the energy efficiency is determined from the difference between the energy efficiency ηn−1 at the time of the previous calculation and the energy efficiency ηn−1 (energy efficiency calculation).

η−P o / P i Δη−η。−ηn−1 次に、この発明では、このエネルギー効率が高く保持す
るようにスイッチングパルスのキャリア周波数を変更す
る。
η-P o / P i Δη-η. -ηn-1 Next, in the present invention, the carrier frequency of the switching pulse is changed so that this energy efficiency is maintained high.

ここで、スイッチングパルスの発生回路は、第3図に示
したものと同一のものを用いる。そして、スイッチング
パルスのキャリア周波数は、ここでの三角波の周波数で
ある。そして、三角波の周波数を変更するために、加算
器12に入力するクロックパルスの周波数Fを変更する
Here, the same switching pulse generation circuit as shown in FIG. 3 is used. The carrier frequency of the switching pulse is the frequency of the triangular wave here. Then, in order to change the frequency of the triangular wave, the frequency F of the clock pulse input to the adder 12 is changed.

つまり、クロックパルスの周波数が大きくなれば、三角
波のアドレスの読込み速度が速くなり、出力される三角
波の周波数もそれに比例して大きくなる。
In other words, as the frequency of the clock pulse increases, the reading speed of the triangular wave address increases, and the frequency of the output triangular wave also increases in proportion to the speed.

そこで、この実施例では、クロックパルスの周波数を制
御の対象とし、キャリア周波数を間接的に制御する。
Therefore, in this embodiment, the frequency of the clock pulse is controlled, and the carrier frequency is indirectly controlled.

現在のクロックパルスの周波数F を前回演算の際の周
波数Fn−1と比較し、変化量ΔFを算出する(クロッ
クパルス変化量計算)。
The current frequency F of the clock pulse is compared with the frequency Fn-1 used in the previous calculation, and the change amount ΔF is calculated (clock pulse change amount calculation).

ΔF−F  −Fo 。ΔF−F −Fo.

次に、エネルギー効率の変化量Δηが正であるか負であ
るかの判定をする(Δη〉0?)。
Next, it is determined whether the amount of change in energy efficiency Δη is positive or negative (Δη>0?).

エネルギーの変化量Δηが、正の場合は、このシステム
のエネルギー効率が上昇したのであるから、クロックパ
ルスの変更した方向は正しい。そこで、同じ方向に所定
量だけクロックパルスの周波数を変更する。
If the amount of change in energy Δη is positive, the energy efficiency of this system has increased, and the direction in which the clock pulse has been changed is correct. Therefore, the frequency of the clock pulse is changed by a predetermined amount in the same direction.

つまり、Δη〉0のときは、次回のクロックパルスの周
波数F   を次のように変更する。
That is, when Δη>0, the frequency F of the next clock pulse is changed as follows.

n+1 ΔF>0ならば、 F    −F  +に・ΔF n+1   n ΔF≦0ならば、 F    −F  −に・ΔF n+1   n とする。n+1 If ΔF>0, F −F + ΔF n+1  n If ΔF≦0, F -F - to ΔF n+1  n shall be.

また、エネルギー効率の変化量Δηが負の場合クロック
パルスの変更の方向が間違っていたか、その量が多すぎ
たのであるから、クロックパルスの周波数を逆の方向に
変更する。
Furthermore, if the amount of change in energy efficiency Δη is negative, either the direction of the change in the clock pulse was wrong or the amount was too large, so the frequency of the clock pulse is changed in the opposite direction.

つまり、Δη≦0のときは次回のクロックパルスの周波
数Fn+1を次のように変更する。
That is, when Δη≦0, the frequency Fn+1 of the next clock pulse is changed as follows.

ΔF≧0ならば、 F   −F  −に・ΔF n+1   n ΔF<0ならば、 F    −F  +に一ΔF H+l   n とする。If ΔF≧0, F −F − to ΔF n+1  n If ΔF<0, F - F + - ΔF H+l  n shall be.

ここで、kはクロックパルスの周波数を変更する時の大
きさを決めるための係数である。そして、第2図には示
していないが、この係数kを可変とするとよい。
Here, k is a coefficient for determining the magnitude when changing the frequency of the clock pulse. Although not shown in FIG. 2, it is preferable to make this coefficient k variable.

たとえば、エネルギー効率ηについて、所定の高効率の
値η   を記憶しておき、これと求め a x られたηを比較し、この差が大きいときはkの値として
1以上の値を採用し、この差が小さいときは、1以下の
値を採用するとよい。また、この差が所定の小さな値以
下である場合は、係数にとして0を出力し、クロックパ
ルスの周波数の変更を行なわず、クロックパルスの周波
数の変更口についての所定の方向への最小の変更量をΔ
F 。
For example, regarding energy efficiency η, store a predetermined high efficiency value η, compare this with η obtained by a x , and if this difference is large, adopt a value of 1 or more as the value of k, When this difference is small, it is preferable to adopt a value of 1 or less. If this difference is less than a predetermined small value, 0 is output as a coefficient, the clock pulse frequency is not changed, and the minimum change in the clock pulse frequency change point in the predetermined direction is performed. Δ the amount
F.

 l  n として保持しておいてもよい。l n You can also keep it as .

次に、インバータ主回路22のスイッチング素子26の
破壊を防止するため、キャリア周波数に上限下限を設け
る。この例では、このキャリア周波数に対応するクロッ
クパルスの周波数に上限値F  1下限値F  を設け
、クロックパルスのHL      LL 周波数がこれ以上変化するのを防止している。
Next, in order to prevent destruction of the switching element 26 of the inverter main circuit 22, upper and lower limits are set for the carrier frequency. In this example, an upper limit value F 1 and a lower limit value F are provided for the frequency of the clock pulse corresponding to this carrier frequency to prevent the HL LL frequency of the clock pulse from changing any further.

つまり、次回のクロックパルスの周波数Fn+とF  
%F  を比較し、F   がこの範I   HL  
 LL       n+1囲外の場合は、最寄りの上
限値または下限値にクロックパルスの周波数F   を
゛設定する(FLn+1 <F    <F   )。
In other words, the frequency Fn+ of the next clock pulse and F
%F is compared, F is in this range I HL
If it is outside the LL n+1 range, set the clock pulse frequency F to the nearest upper limit value or lower limit value (FLn+1 <F <F).

L     n+1     HL F   <F    <F   ならば、F   をL
L   n+1   HL      n+1出力する
L n+1 HL If F <F <F, then set F to L
L n+1 HL n+1 output.

F    <F   ならば、F  を出力する。If F<F, output F.

n+1   LL      LL F    >F   ならば、F  を出力する。n+1 LL LL If F>F, output F.

n+1   HL      HL このようにして、次回のF   が出力されるn+1 と、次のデータ入力へ戻り、これを繰返す(Fn+1出
力)。
n+1 HL HL In this way, the next F is output (n+1), and the process returns to the next data input and repeats this (Fn+1 output).

出力された周波数F   のクロックパルスは、n+1 PWM制御回路28に人力される。このPWM制御回路
28は、」二述のように第3図に示したような構成を宵
しており、この加算器12に周波数Fn+1のクロック
パルスが入力される。
The output clock pulse of frequency F 2 is inputted to the n+1 PWM control circuit 28 . This PWM control circuit 28 has the configuration shown in FIG. 3 as described above, and a clock pulse of frequency Fn+1 is input to this adder 12.

これによって、三角波の周波数、つまりキャリア周波数
が変更される。
This changes the frequency of the triangular wave, that is, the carrier frequency.

このようにして、常にシステムのエネルギー効率が最適
になるようにキャリア周波数を変更するため、システム
のエネルギー効率を高く保てる。
In this way, the carrier frequency is always changed to optimize the energy efficiency of the system, so the energy efficiency of the system can be kept high.

なお、システムのエネルギー効率ηの上限は、だいたい
分かっているため、このηについて、所定の高効率の値
と比較し、これが所定の範囲にある場合は、上記演算を
省略し、前回の状態を保持するようにしてもよい。
Note that the upper limit of the energy efficiency η of the system is roughly known, so this η is compared with a predetermined high efficiency value, and if it is within the predetermined range, the above calculation is omitted and the previous state is changed. It may also be retained.

さらに、この所定の高効率のエネルギー効率の値と現在
のエネルギー効率ηの値との差を制御において考慮する
ようにしてもよい。例えば、この差が小さければ、上述
の係数にの大きさを比較的小さな範囲とし、このエネル
ギー効率の差が大きい時は係数にの大きさを大きくする
ようにしてもよい。
Furthermore, the difference between the value of this predetermined high efficiency energy efficiency and the value of the current energy efficiency η may be taken into consideration in the control. For example, if this difference is small, the magnitude of the above-mentioned coefficient may be set to a relatively small range, and if this difference in energy efficiency is large, the magnitude of the coefficient may be increased.

また、交流電動機、スイッチング素子の温度をモニタし
ておき、これをスイッチングパルスのキャリア周波数制
御の情報として利用してもよい。
Furthermore, the temperature of the AC motor and the switching element may be monitored and used as information for controlling the carrier frequency of the switching pulse.

つまり、熱発生はそこでのエネルギー損失に関係するの
であるから、過熱した時にエネルギー損失が減少する方
向にキャリア周波数を変更するとよい。また、加熱した
場合は、上述の係数kを大きくし、キャリア周波数の変
更量を大きくしてもよい。
In other words, since heat generation is related to energy loss, it is preferable to change the carrier frequency in a direction that reduces energy loss when overheating occurs. Furthermore, in the case of heating, the above-mentioned coefficient k may be increased to increase the amount of change in carrier frequency.

[発明の効果] 以上のように、この発明の交流電動機の運転制御方法お
よび装置によれば、インバータ主回路に供給するスイッ
チングパルスを常時最適のものとできるため、システム
のエネルギー効率を高効率に保持できる。さらに、エネ
ルギー効率がよいということは、そこでのエネルギー損
失、つまり熱発生が少ないことであり、これによって交
流電動機およびスイッチング素子の加熱防止も可能とな
る。
[Effects of the Invention] As described above, according to the AC motor operation control method and device of the present invention, the switching pulses supplied to the inverter main circuit can be always optimized, thereby increasing the energy efficiency of the system. Can be retained. Furthermore, good energy efficiency means that there is less energy loss, that is, less heat generation, which also makes it possible to prevent overheating of the AC motor and switching elements.

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

第1図は、この発明の一実施例を適用した交流電動機駆
動システムの全体構成を示すブロック図、第2図は、同
実施例の動作を説明するフローシート図、 第3図は、PWM制御回路の一例を示すブロック図、 第4図は、三角波の一例を示す波形図、第5図は、PW
M制御回路の信号を示す波形図、第6図は、キャリア周
波数とシステムのエネルギー損失の関係を示す特性図で
ある。 10 ・・・ モータ制御回路 20 ・・・ 交流電動機 22 ・・・ インバータ主回路 24 ・・・ 直流電源 26 ・・・ スイッチング素子 28 ・・・ PWM制御回路 34 ・・・ 入力電力演算回路 40 ・・・ 出力電力演算回路。
Fig. 1 is a block diagram showing the overall configuration of an AC motor drive system to which an embodiment of the present invention is applied, Fig. 2 is a flow sheet diagram explaining the operation of the embodiment, and Fig. 3 is a PWM control A block diagram showing an example of the circuit, Fig. 4 is a waveform diagram showing an example of a triangular wave, and Fig. 5 is a PW
FIG. 6, a waveform diagram showing the signals of the M control circuit, is a characteristic diagram showing the relationship between the carrier frequency and the energy loss of the system. 10...Motor control circuit 20...AC motor 22...Inverter main circuit 24...DC power supply 26...Switching element 28...PWM control circuit 34...Input power calculation circuit 40... - Output power calculation circuit.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)交流電動機に所定の駆動電力を供給するインバー
タ主回路を変更可能なキャリア周波数が変更可能でパル
ス幅変調されたスイッチングパルスによって制御する交
流電動機の運転制御方法において、 上記インバータ主回路への入力電力を検出する工程と、 上記インバータ主回路から電力の供給を受け駆動される
交流電動機の出力電力を検出する工程と、上記入力電力
と出力電力とよりエネルギー効率を計算する工程と、 上記エネルギー効率の変化量を算出する工程と、上記ス
イッチングパルスの上記キャリア周波数の変化量を検出
する工程と、 上記エネルギー効率の変化量の正負および上記キャリア
周波数の変化量の正負の比較によって、上記エネルギー
効率が上昇するように上記キャリア周波数を変更する工
程と、からなることを特徴とする交流電動機の運転制御
方法。
(1) In an operation control method for an AC motor in which an inverter main circuit that supplies a predetermined drive power to an AC motor is controlled by a switching pulse whose carrier frequency is changeable and whose pulse width is modulated, a step of detecting input power; a step of detecting output power of an AC motor driven by receiving power from the inverter main circuit; a step of calculating energy efficiency from the input power and output power; The energy efficiency is calculated by calculating the amount of change in efficiency, detecting the amount of change in the carrier frequency of the switching pulse, and comparing the positive and negative of the amount of change in the energy efficiency and the positive and negative of the amount of change in the carrier frequency. A method for controlling the operation of an AC motor, comprising: changing the carrier frequency so that the carrier frequency increases.
(2)複数のスイッチング素子を有し、交流電動機に駆
動電力を供給するインバータ主回路と、上記スイッチン
グ素子を順次オンオフする所定のパルス幅および所定の
キャリア周波数を有するスイッチングパルスを上記イン
バータ主回路に供給するパルス幅変調制御回路と、 上記インバータ主回路への入力電力を検出する入力電力
検出回路と、 上記交流電動機の回転数を検出する回転数センサと、上
記交流電動機のトルクを検出するトルクセンサと、上記
回転数センサによって得られた回転数と上記トルクによ
って得られたトルクとより上記交流電動機の出力電力を
検出する出力電力検出回路と、 上記スイッチングパルスの変化量を検出する回路と、 上記入力電力と上記出力電力からエネルギー効率を求め
、このエネルギー効率の変化量と上記キャリア周波数の
変化量とを比較し、その結果に応じて上記エネルギー効
率が上昇するように上記パルス幅変調制御回路における
上記スイッチングパルスのキャリア周波数を制御するモ
ータ制御回路と、 を有することを特徴とする交流電動機の運転制御装置。
(2) An inverter main circuit that has a plurality of switching elements and supplies drive power to the AC motor, and a switching pulse having a predetermined pulse width and a predetermined carrier frequency that sequentially turns on and off the switching elements to the inverter main circuit. a pulse width modulation control circuit to supply; an input power detection circuit that detects input power to the inverter main circuit; a rotation speed sensor that detects the rotation speed of the AC motor; and a torque sensor that detects the torque of the AC motor. and an output power detection circuit that detects the output power of the AC motor based on the rotation speed obtained by the rotation speed sensor and the torque obtained by the torque, and a circuit that detects the amount of change in the switching pulse. The energy efficiency is determined from the input power and the output power, the amount of change in this energy efficiency is compared with the amount of change in the carrier frequency, and the pulse width modulation control circuit is configured to increase the energy efficiency according to the result. An operation control device for an AC motor, comprising: a motor control circuit that controls the carrier frequency of the switching pulse;
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