KR0137870B1 - Pwm 인버터의 제어방법 및 pwm 인버터 시스템 - Google Patents

Pwm 인버터의 제어방법 및 pwm 인버터 시스템

Info

Publication number
KR0137870B1
KR0137870B1 KR1019890016460A KR890016460A KR0137870B1 KR 0137870 B1 KR0137870 B1 KR 0137870B1 KR 1019890016460 A KR1019890016460 A KR 1019890016460A KR 890016460 A KR890016460 A KR 890016460A KR 0137870 B1 KR0137870 B1 KR 0137870B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
vector
inverter
voltage
zero
magnetic flux
Prior art date
Application number
KR1019890016460A
Other languages
English (en)
Other versions
KR900008774A (ko
Inventor
노브요시 무도오
게이지로 사까이
히로시 후지이
게이지 난도오
Original Assignee
미다 가쓰시게
가부시기 가이샤 히다찌 세이사꾸쇼
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 미다 가쓰시게, 가부시기 가이샤 히다찌 세이사꾸쇼 filed Critical 미다 가쓰시게
Publication of KR900008774A publication Critical patent/KR900008774A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR0137870B1 publication Critical patent/KR0137870B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K7/00—Modulating pulses with a continuously-variable modulating signal
    • H03K7/08—Duration or width modulation ; Duty cycle modulation
    • H—ELECTRICITY
    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/53—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/537—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
    • H02M7/5387—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration
    • H02M7/53871—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration with automatic control of output voltage or current
    • H02M7/53873—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration with automatic control of output voltage or current with digital control
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/53—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/537—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
    • H02M7/5387—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration
    • H02M7/53871—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration with automatic control of output voltage or current
    • H02M7/53875—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration with automatic control of output voltage or current with analogue control of three-phase output
    • H02M7/53876—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration with automatic control of output voltage or current with analogue control of three-phase output based on synthesising a desired voltage vector via the selection of appropriate fundamental voltage vectors, and corresponding dwelling times
    • H—ELECTRICITY
    • 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
    • H02P23/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by a control method other than vector control
    • H02P23/0077—Characterised by the use of a particular software algorithm

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Abstract

내용없음

Description

PWM 인버터의 제어방법 및 PWM 인버터 시스템
제1도는 본 발명의 일실시예의 전체 구성도.
제2도는 단위 전압 백터의 상태를 나타낸도.
제3도는 자속 백터의 위상의 구간과 그 구간에서 선택해야 할 단위 전압 백터를 나타낸 도.
제4도는 자속백터와 전압백터의 판계를 나타낸 도.
제5도는 단위 전압 백터와 위상각 α의 관계를 나타낸 도.
제6도는 종래의 방법의 편차 백터의 크기와, 영(0)백터의 자속시간의 관계를 나타낸 도.
제7도는 본 발명의 편차 백터와 영 백터의 움직임을 나타낸 도.
제8도는 본 발명의 제어를 실행하기 위한 플로우챠트.
제9도와 제10도는 3상 스위칭 패턴과 카운터 출력신호의 관계를 나타낸 도.
제11도는 카운터 출력신호로부터 PWM 인버터 신호가 얻어지는 과정을 나타낸 도이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10:3상 교류전원20:콘버터
30:평활 콘덴서40:PWM 인버터
50:교류 전동기60,61:전위차계
70:원칩 마이크로컴퓨터71:데이터버스
80,81:타이머 모듈90,91,92:배타적 논리합회로
100:게이트 구동회로
본 발명은 교류 전동기를 가변속 구동하는 PWM 인버터의 게이트 신호를 발생하는 방법, 및 상기 방법을 사용한 PWM 인버터 시스템에 관한 것이다. PWM 인버터의 게이트 신호를 발생하는 방법의 하나로서, 일본국 특개 소50-25592호 공보에 개시되어 있는 바와 같은 2개의 전압 백터와 영(0) 백터를 사용하여 전압 백터가 자속원상을 따르도록 게이트 신호를 결정하는 방법이 알려져 있다.
상기 방법의 경우, 영 백터의 크기(시간)는 제어주기(샘플링 타임)내에서 2개의 전압 백터가 유지되는 시간의 나머지 시간으로써 할당된다. 이 방법에서는 PWM 인버터의 스위칭 주파수는 샘플링 타임중의 전압백터, 영 백터의 조합이 몇개 있는가에 의하여 결정된다. 즉, 샘플링 타임내에서의 전압 백터와 영 백터의 조합이 많아질수록 PWM 인버터의 스위칭 주파수는 증가한다.
상기 종래 기술에서는 샘플링 타임내에서 전압백터 및 영백터의 크기가 자속의 각속도로 변하게 되므로, 이들의 백터의 어느 하나의 크기가 영이 되기 때문에, PWM 인버터의 스위칭 주파수가 저감한다. 이 결과, 전압파형의 왜(歪)가 많아져 전동기의 소음도 증가한다는 문제가 있었다.
본 발명의 목적은 공간백터 방식의 PWM 제어에 있어서, PWM 인버터의 스위칭 주파수를 고정화하는 방법을 제공하는데 있다. 또, 본 발명의 다른 목적은 종래 PWM 인버터의 스위칭 주파수가 저감하는 영역에서, 저압 이용률을 향상시킴과 동시에 전압파형 왜가 적은 제어 방법을 제공하는데 있다. 또한 다른 목적으로서, 상기 제어 방법을 사용하여 전동기 소음을 저감시킨 PWM 인버터 시스템을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, (n-1)시점에서 얻어진 자속백터
Figure kpo00001
(n-1)과 n시점에서 얻어지는 자속백터
Figure kpo00002
(n)과의 차백터(이하 편차백터라함)
Figure kpo00003
(n)을 복수의 단위백터를 사용하여 합성할 때, 반드시 소정의 크기를 가진 영백터, 혹은 전압백터가 포함되도록 합성 백터를 생성하고, 이 백터를 사용하여 PWM 인버터의 스위칭 소자의 게이트 신호를 발생하도록 한 것이다.
일정한 크기를 갖는 자속원상을 전자 백터와 영 백터의 합성 전압백터(크기 일정)가 움직이는 경우, 자속의 회전 위상에 따라 전압백터 및 영백터의 크기는 변동한다. 회전 위상에 따라 전압백터 혹은 영백터의 크기는 영이 되는 경우가 있다. 즉, 자속의 각 속도가 커질수록 일정한 크기를 갖는 자속원상을 합성 전압 백터가 움직이도록 하기 위해서 전압 백터의 크기를 크게하지 않으면 안된다. 이 때문에, 자속의 각속도가 증가할 수록, 합성 백터중의 영백터가 점유하는 비율은 감소하여, 전압 백터가 점유하는 비율은 증가한다. 따라서, 인버터 주파수가 높은 영역에서는 영백터의 크기가 영이되는 경우가 많아진다. 영백터의 크기가 영이되고 또 합성백터의 자속시간이 샘플링타임(TS)에 일치하면, 샘플링 타임(TS)의 시간의 전부를 전압백터가 점유하게 되어, PWM 인버터의 스위칭 주파수는 감소한다.
한편, 자속의 각속도가 작아지면 반대의 현상 즉, 전압 백터가 영이되는 경우가 증가하여 샘플링 타임(TS)의 시간의 전부를 영백터가 점유하게 되어, 역시 PWM 인버터의 스위칭 주파수는 감소한다.
본 발명에서는 미리 최소펄스폭이 확보될 수 있는 최소시간(△T)만큼 전압백터 및 영백터의 크기를 항상 확보할 수 있게 합성전압 백터를 결정하고 있다. 이 때문에, 자속의 회전 각속도가 변화하여, 전압백터 혹은 영백터중 어느 하나가 영이 되더라도, 미리 최소시간(△T)을 가지는 전압백터, 혹은 영백터가 합성 전압백터에 남는다. 이 때문에, PWM 인버터의 스위칭 주파수는 자속의 위상, 혹은 각속도가 변화해도 합성백터로 결정되는 주파수에 고정화 된다.
이하, 본 발명의 일실시예를 제1도에 따라 설명한다. 제1도는 본 발명의 전체구성을 나타낸 것이다. 3상의 교류 전원(10)은 콘버터(20)에 접속되고, 콘버터(20)의 출력 단자는 평활콘덴서(30)를 거쳐 복수의 스위칭소자등으로 구성된 PWM 인버터(40)의 입력단자에 접속된다. 여기서 콘버터(20) 및 PWM 인버터(40)의 회로구성은 공지의 회로 구성을 사용하면 되므로, 그 상세는 생략한다.
PWM 인버터(40)의 출력단자(U,V,W)의 각 단자는 교류 전동기(50)의 U,V,W의 각단자에 접속된다.
다음에 PWM 인버터(40)의 게이트를 제어하는 제어회로의 구성을 설명한다.
인버터 각주파수 지령(WR), 자속지령(øR)는 각각 전위차게(60,61)에 의하여 설정되도록 구성된다. 전위차계(60,61)의 출력단자는 원칩마이크로 컴퓨터(ONE CHIP MICRO-COMPUTER)(70)의 A/D 변화기(도시 생략)의 입력단자에 접속된다.
원침 마이크로컴퓨터(70)에는 이외에 메모리 RAM, EPROM 타이머등의 내장되어 있으나 이것도 생략한다. 원칩 마이크로 컴퓨터(70)의 데이터버스(71)는 타이머 모듈(80,81)의 데이터버스 라인에 접속되고, 70의 I/O 포오트(G)는 타이머모듈(80,81)의 게이트단자(G0,G1,G2,G3,G4,G5)에 접속된다. 그외에, 원칩 마이크로컴퓨터(70)가 타이머 모듈(80,81)에 데이터를 기입하게 하기 위해서는 어드레스 버스도 필요하나, 제1도에서는 이것은 생략되어 있고, 기본구성만을 나타내고 있다.
타이머 모듈(80,81)에는 각각 타이머가 3개 내장되어 있고, 이들은 출력단자(G0,G1)는 배타적 논리합회로(90)의 입력단자, 출력단자(G2,G3)는 배타적 논리합회로(91)의 입력단자, 출력단자(G4,G5)는 배타적 논리합회로(92)의 입력단자에 각각 접속된다. 배타적 논리회로(90,91,92)의 출력단자는 게이트 구동회로(100)의 입력단자에 접속된다.
게이트 구동회로(100)의 출력단자는 PWM 인버터의 각상 아암을 구성하는 6개의 스위칭 소자의 게이트에 접속된다.
다음에, PWM 신호의 제어방법과 이 방법을 사용한 제1도에 나타낸 회로동작에 대하여 설명한다. PWM 인버터(40)는 3상의 인버터이기 때문에, 각상별로 점호되는 게이트신호의 조합은 23가지가 존재한다. 여기에서는 스위칭 패턴 즉, 게이트 신호의 조합을 (U,V,W)로 하고, 각상의 스위칭 소자가 ON의 상태를 1, OFF의 상태를 0으로 표기한다. 예를 들면 (1,0,0)은 u상정(正)측 아암의 스위칭 소자가 ON, V상 정측 아암의 스위칭 소자가 OFF, W상 정측 아암의 스위칭 소자가 OFF되어 있는 상태를 나타낸다. 또한 각상 부(負)측 아암의 스위칭 소자는 정측 아암의 스위칭 소자에 대하여 상보적으로 동작한다.
즉, 정측 아암의 스위칭 소자가 ON 일때는 부측아암의 스위칭 소자가 OFF로 동작한다.
이상과 같이 스위칭 패턴을 결정했을 경우, (1,0,0), (1,1,0), (0,1,0), (0,1,1), (1,0,1)의 각 상태는 제2도와 같이 표시된다. 여기서, 상기의 각 성본을 갖는 백터를 단위 전압백터라 부르기도 한다. 상기의 나머지의 성분을 갖는 (0,0,0), (1,1,1)은 PWM 인버터의 출력전압을 영으로 하는 스위칭 패턴이 된다. 그러므로 이것을 단위 영백터라 부르고, (0,0,0)을
Figure kpo00004
0, (1,1,1)을
Figure kpo00005
7로 표시한다. 기타의 성분에 대해서는 제2도에 나타낸 표기법에 따르는 것으로 한다.
자속백터
Figure kpo00006
(t)와 전동기에 유기되는 전압백터
Figure kpo00007
(t)와의 사이에는 (1)식으로 표시되는 관계가 있다.
d
Figure kpo00008
(t)/dt=
Figure kpo00009
(t) …(1)
자속백터를
Figure kpo00010
(t)=
Figure kpo00011
oe jwt로 표시하면, 이 자속백터
Figure kpo00012
(t)는 반경(Ø0)상의 원궤적을 그리고, 전압백터(
Figure kpo00013
(t))는 원궤적의 법선 방향에 따라 동작한다. 여기서 (1)식을 차분형식(差分形式)으로 나타내면 (2)식으로 표시된다.
Figure kpo00014
(n)-
Figure kpo00015
(n-1)=TS·
Figure kpo00016
(n) …(2)
(TS:샘플링 주기)
여기서 (2)식의 좌변은 n시점의 자속백터
Figure kpo00017
(n)와 (n-1) 시점의 자속백터
Figure kpo00018
(n-1)과의 차 백터이고 이것을 편차 백터
Figure kpo00019
(n)로 한다.
다음에 상기 편차백터
Figure kpo00020
(n)를 단위백터 V1~V6및 단위백터 V0, V7을 사용하여 합성하는 것을 생각한다. 60°위상차를 갖는 2개의 단위 백터
Figure kpo00021
i,
Figure kpo00022
j는 자속백터의 위상에 따라 다르다. 제2도에 나타낸 각구간에서 사용되는 단위 전압 백터를 제3도에 나타낸다.
제4도는 단위 전압백터
Figure kpo00023
i,
Figure kpo00024
j, 단위영백터
Figure kpo00025
0(
Figure kpo00026
7)의 각 백터를 사용하여 편차 백터
Figure kpo00027
(n)을 합성하는 방법은 도시한 것이다. (2)식으로부터 편차 백터
Figure kpo00028
(n)의 자속시간은 샘플링 타임(TS)에 일치하지 않으면 안된다. 즉,
Figure kpo00029
i
Figure kpo00030
j
Figure kpo00031
i
Figure kpo00032
j
Figure kpo00033
i
Figure kpo00034
j i j
Figure kpo00035
6
Figure kpo00036
0
Figure kpo00037
7 0
Figure kpo00038
(n)=
Figure kpo00039
i
Figure kpo00040
j
Figure kpo00041
0
=To
Figure kpo00042
j＋Tｊ
Figure kpo00043
j＋To
Figure kpo00044
０　…［３］
ＴＳ＝Ｔｉ＋Ｔｊ＋Ｔｏ　…［４］
단, 지속시간 Ｔｉ, Ｔｊ는 (5),(6)식으로 표시된다.
Figure kpo00045
Figure kpo00046
여기서, ℓ는 A점으로부터 B점가지 편차백터
Figure kpo00047
(n)가 진행한 거리, 즉 샘플링 타임(TS)내에 편차백터
Figure kpo00048
(n)가 진행한 거리를 나타내고 있으며, 다음식으로 표시된다.
ℓ=△θ(n)·Ø0…(7)
△θ(n)=WlTS…(8)
여기서, △t는 시간 환산계수이고, Wl은 자속백터
Figure kpo00049
(n)의 회전각도이고 제1도의 인버터 각 주파수지령(WR)에 일치한다. (7)식은 Øo가 샘플링타임(TS)의 기간을 일정으로 하여 구해지는 것이다.
또, (5),(6)식의 위상각(α)은 사용하는 단위전압 백터에 의하여 제5도와 같이 주어진다. 제5도에서 θR*는 는 자속백터
Figure kpo00050
(n)의 순시 회전 위상이고, (9)식으로 주어진다.
Figure kpo00051
지금, 자속백터
Figure kpo00052
(n)가 각속도(W1)로 회전하고, 일정한 샘플링 타임(TS)마다 동작하고 있는 것으로 한다. (5),(6)식으로 주어지는
Figure kpo00053
i,
Figure kpo00054
j의 합성 백터의 지속시간 Ti+Tj는 위상각(α)이 30°에서 최대가 된다. 각속도(Wl)가 증가하면, TS시간내에 편차 백터의 진행거리(ℓ)가 증가하기 때문에, (Ti+Tj)의 크기가 샘플링 타임(TS)을 초과하는 경우가 출현한다. 이와 같은 상태는 최초 위상각(α)이 30°시점에서 발생하고, W1이 증가함에 따라, 그 영역은 30°의 위상을 중심으로 점차 확대되어 간다.
제6도는 이와 같은 상태를 나타낸 것이다. 제6도(b)는 위상각(α)이 C내지 D의 구간에 있는 경우 영백터(
Figure kpo00055
0 0
Figure kpo00056
(n)는 영백터(
Figure kpo00057
0
Figure kpo00058
i
Figure kpo00059
j
Figure kpo00060
i
Figure kpo00061
j S
Figure kpo00062
(n))의 진행거리(ℓ)에 상한을 둔다. 그 값을 다음식으로 억제된다.
Figure kpo00063
즉, (6),(6)식에서 사용되는 편차 백터의 지속시간((ℓ△t)은 항상(10)식으로 주어지는(ℓmax·△T)를 초과하지 않게 한다.
제7도는 Ti+Tj가 Ts를 초과하는 영역에서 상기 제어방법을 사용했을 경우의 영백터(
Figure kpo00064
0)의 지속시간과 위상각(α)과의 관계(a), 및 편차백터(
Figure kpo00065
(n))의 크기(지속시간)의 위상각(α)에 대한 변화(b)를 나타낸 것이다. 영백터(
Figure kpo00066
0)는 △T의 시간은 항상 확보되기 때문에, 영백터(Vo)의 소멸은 이 방법으로 제어되어 스위칭 주파수의 감소를 억제할 수가 있다.
다음에, 자속백터(
Figure kpo00067
(n))의 각속도(W1)가 감소하면, 편차 백터(
Figure kpo00068
(n))의 크기는 (7),(8)식에 따라 감소되어 간다. 이 시간이 시스템상에서 결정되는 최소시간(예를 들면 마이크로컴퓨터(70)의 머신 사이클)(△t)이하가 되면, 편차 백터(
Figure kpo00069
(n))의 지속시간은 영이 된다.
이때, 전압백터(
Figure kpo00070
i,
Figure kpo00071
j)는 소멸하여 합성전압 백터는 영백터(
Figure kpo00072
0)만으로 된다. 따라서 이와 같은 상태가 되어도 PWM 인버터의 스위칭 주파수는 감소한다. 그러므로, 편차백터(
Figure kpo00073
(n))의 지속시간(ℓ△t)이 하한치(ℓmin△t)이하가 되지 않도록 한다. 즉, 전압백터(
Figure kpo00074
i,
Figure kpo00075
j)의 지속시간이 하한치(Tmin)d이하가 되지 않게 하기 위해서는 (11)식을 만족하도록 한다.
Figure kpo00076
이상으로부터 자속백터(
Figure kpo00077
(n))의 가속도(Wl)가 변화해도 영백터(
Figure kpo00078
0) 및 전압백터(
Figure kpo00079
i,
Figure kpo00080
j)가 소멸(각 백터의 지속 시간이 영)되지 않게 하기 위해서는 편차백터(
Figure kpo00081
(n))의 지속시간(ℓ△t)이 (12)식을 만족하도록 제어하면 된다.
Figure kpo00082
(50),(6)식으로부터 구해진 전압백터의 지속시간(Ti, Tj)이 하한치(Tmin)이하 및 상한치(TS-△T)이상이 되지 않도록 전압백터의 지속시간(Ti, Tj)의 크기에 상·하한 리미터를 부가해도, (12)식과 등가의 관계는 얻어진다. 단, 이 경우, 전압백터의 의 각각의 크기가 Tmin내지 (TS-△T)이내에 있는가를 체크할 필요가 있어, 원칩마이크로 컴퓨터(70)의 처리시간은 증가한다.
이상 설명한 원리를 사용하여 PWM 인버터의 게이트 신호를 얻기까지의 동작에 대하여 설명한다.
먼저, 제8도의 플로우챠트를 사용하여, 원칩 마이크로 컴퓨터(70)에서 카운터(C0,C1,C2,C3,C4,C5)에 세트하는 데이터를 얻기까지의 연산과정을 설명한다.
또한 제8도는 개입중단 처리루틴이다.
(ⅰ) 처리 200A
개입중단이 발생하면, 먼저 200A의 처리가 실행된다. 처리(200A)는 원칩 마이크로 컴퓨터(70)에 내장되어 있는 타이머에 T+TS(T:현재의 타이머의 값)을 세트한다· 타이머는 TS시간 경과하면 개입중단 신호를 발생한다.
이 처리는 개입중단 신호가 발생할 때 마다 행해지기 때문에, TS의 주기를 갖는 개입중단 신호가 계속하여 발생한다.
(ⅱ) 처리 200B
인버터의 각주파수 지령(WR)즉, 자속백터(
Figure kpo00083
(n))의 각속도(Wl)을 A/D 변환기를 거쳐 입력하고, 이것과 샘플링 타임(TS)과의 곱으로부터 샘플링타임(TS)내에 진행하는 자속백터
Figure kpo00084
(n)의 편차각 △θ(n)을 구한다.
(ⅲ) 처리 200C
처리 200B에서 얻는 편차각 △θ(n)을 순차적으로 가산하여 자속백터
Figure kpo00085
(n)의 순시위상(θR*)을 구한다. 이 처리에서는 θR*의 값의 2π(1주기)에 상당하는 θ0*값과의 대소관계를 비교하고, θR*가 θ0*를 초과하면 θR*의 값을 영으로 리세트하는 처리도 행해진다. 이 처리에 의하여 θR*는 주기 2π를 갖는 위상이 된다.
(ⅳ) 처리 200D
처리 200C에서 얻어진 자속백터의 순시위상(θR*)를 기초로, θR*가 제3도에 표시되는 어느 구간인가를 판정하고, 사용하는 단위 전압백터(
Figure kpo00086
i,
Figure kpo00087
j)를 결정한다. 다음에
Figure kpo00088
i,
Figure kpo00089
j에 따른 위상각(α)을 제5도에 따라 연산한다.
(ⅴ) 처리 200E
자속지령(ØR)을 원칩 마이크로 컴퓨터(70)내의 A/D 변환기를 입력하고, 이것과 처리 200B에서 얻어진 편차각 △θ(n)와의 곱을 구하고, 이것에 시간환산계수(△t)를 곱하여, 편차백터
Figure kpo00090
(n)의 지속시간(ℓ△t)을 구한다. 그리고 리미터 처리를 행하고, ℓ△t가 (12)식을 만족하도록 처리한다.
(ⅵ) 처리 200F
위상각(α), 편차 백터의 지속시간(ℓ△t)을 사용하여 (5),(6)식으로부터 전압백터(
Figure kpo00091
i,
Figure kpo00092
j)의 지속시간(Ti, Tj)을 연산한다. 영백터(
Figure kpo00093
0)의 크기(T0)는 TS-(Ti+Tj)로부터 구한다. 이 결과, 편차백터
Figure kpo00094
(n)의 합성 전압백터(Ti
Figure kpo00095
i+Tj
Figure kpo00096
j+T0
Figure kpo00097
0)가 얻어진다. 여기서는 전압백터(
Figure kpo00098
i,
Figure kpo00099
j), 영백터(
Figure kpo00100
0)를 세분화하여, 스위칭 주파수를 향상시킨다. 예를 들면 2분할한 경우를 제9도, 제10도에 나타낸다. 이 경우 편차백터
Figure kpo00101
(n)은 다음과 같이 표시된다.
Figure kpo00102
여기서, Ti'=Ti'+Ti;Tj=Tj+Tj; T0=T0'+T0이다.
단위 영백터(V0)는 1상만 스위칭 모드가 변화하도록 삽입한다. 예를 들면, 구간 1에서는 (1,1,1)→(1,1,0)→(0,1,0)→(0,0,0)→(0,1,0)→(1,1,0)과 같이 된다. 즉, 구간에 따라 전압백터(
Figure kpo00103
i,
Figure kpo00104
j), 영백터(V0)가 합성된다.
(ⅶ) 처리 200G
처리 200G에서는 (13)식의 순서로 전압백터(
Figure kpo00105
i,
Figure kpo00106
j) 및 영백터(
Figure kpo00107
0)가 합성되도록 카운터(C0~C5)에 세트하는 데이터를 구하는 처리가 행해진다. 예를 들면 구간 I에서는 카운터(C0)에 (T0'+T1'), 카운터(C0)에 (T0+Ti'+Tj')를 각각 세트한다. 카운터(C0)에 (T0'+T1')의 데이터가 세트되면, 카운터(C0)의 출력은 로우 레벨로부터 하이 레벨로 오르고, (T0'+T1')시간후, 카운터(C0)의 출력은 하이 레벨로부터 로우레벨로 내려간다. 카운터(C1)에 (T0+Ti'+Tj')의 데이터 세트되면, 카운터(C1)의 출력은 하이 레벨로부터 로우레벨로 내려가고, (T0+Ti'+Tj')후 카운터(C1)의 출력은 로우레벨로부터 하이레벨로 올라간다.
동일한 동작이 C2, C3및 C4, C5의 각 카운터에서 행해진다.
200A 내지 200G의 처리가 개입중단 신호가 발생할 때마다 행해지면, 카운터(80,81)의 출력신호는 제11도에 타임챠트에 나타낸 바와 같이 변화한다. 카운터(80,81)의 출력단자에는 배타적 논리합회로(90,91,92)가 접속되어 있기 때문에, C0
Figure kpo00108
C1, C2
Figure kpo00109
C3, C4
Figure kpo00110
C5의 배타적 논리합 연산이 행해지고, 제11도에 나타낸 바와 같은 3상의 PWM 신호 EU, EV, EW가 얻어진다. EU, EV, EW의 각 신호가 게이트 구동회로(100)에 입력되면 각상 아암을 구성하는 게이트에 인가하기 위한 게이트신호 UP~WN이 얻어진다. 게이트 신호는 공지의 방법으로 발생하면되고, 이 상세는 생략한다.
본 발명에 의하면, 인버터의 각 주파수가 변화해도 스위칭 주파수의 감소를 억제할 수 있으므로 전류 리플을 감소시킴과 동시에 전동기의 소음을 저감할 수가 있다.
또 영백터의 크기를 최소한으로 하여 스위칭 주파수를 억제하고 있으므로, 고속영역에서의 전압이용률이 좋아지고, 고출력의 토오크를 발생할 수 있는 효과도 있다.

Claims (8)

  1. 인버터의 각주파수 지령과 지속지령으로부터, 자속백터를 구하고, 복수의 전압백터를 상기 자속백터와 단위 전압백터와 영백터로부터 구하여, 상기 전압백터에 대응하는 인버터의 복수의 스위칭 소자의 게이트 신호를 생성하여 제어하는 PWM 인버터의 제어방법에 있어서, 상기 인버터의 각 주파수 지령과 자속지령 및 샘플링 타임으로부터 자속백터
    Figure kpo00111
    (n)를 구하고, 상기 자속백터
    Figure kpo00112
    (n)과 앞의 샘플링시에 구한 자속백터
    Figure kpo00113
    (n-1)과의 차백터를 상기 복수의 단위전압 백터와 상기 영백터를 사용하여 구함에 있어서, 소정의 지속시간을 가지는 상기 영 백터를 포함하도록 구하고, 얻어진 상기 차백터에 따라 상기 PWM 인버터의 스위칭 소장의 게이트 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 PWM 인버터의 제어방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 차백터의 상기 영백터를 제외한 상기 전압백터의 지속시간의 총합이, 상기 샘플링 타임으로부터, 상기 영백터의 상기 소정의 지속시간을 뺀 값을 초과하지 않도록 하여 구한 차백터에 의거하여 PWM 인버터의 스위칭 소자의 게이트 신호를 생성한 것을 특징으로 하는 PWM 인버터의 제어방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 차백터는 서로 이루는 각기 60°의 단위 전압백터(
    Figure kpo00114
    i,
    Figure kpo00115
    j)와 영백터
    Figure kpo00116
    0
    Figure kpo00117
    (n)=Ti
    Figure kpo00118
    i ｊ
    Figure kpo00119
    j o
    Figure kpo00120
    ０　
    Figure kpo00121
    Figure kpo00122
    단,
    Figure kpo00123
    (n):차백터
    △t:시간 환산 계수
    α:단위전압백터
    Figure kpo00124
    i,
    Figure kpo00125
    j의 위상에 따라 결정되는 각도
    Figure kpo00126
    ℓ:차백터의 크기
  4. 제1항에 있어서, 상기 단위 저압백터 및 영백터의 지속시간 Ti, Tj, T0를 m(정수;整數)분할하여 얻어지는 지속시간을 사용하여 상기 차백터를 구하는 것을 특징으로 하는 PWM 인버터의 제어방법.
  5. 인버터의 각주파수 지령과 자속지령으로부터 자속 백터를 구하고, 복수의 전압백터를 상기 자속백터와 단위 전압백터 및 영백터로부터 구하여, 상기 전압백터에 대응하는 인버터의 복수의 스위칭 소자의 게이트 신호를 생성하여 제어하는 PWM 인버터의 제어방법에 있어서, 상기 인버터의 각주파수 지령과 자속지령 및 샘플링 타임으로부터 자속백터
    Figure kpo00127
    (n)를 구하고, 상기 자속백터
    Figure kpo00128
    (n)와 앞의 샘플시에 구한 자속백터
    Figure kpo00129
    (n-1)과의 차백터를 상기 복수의 단위 전압백터와 상기 영백터를 사용하여 구함에 있어서, 영백터 이외의 전압백터를 포함하도록 구하고, 얻어진 상기 차백터에 따라, 상기 PWM 인버터의 스위칭 소자의 게이트 신호를 생성하도록 한 것을 특징으로 하는 PWM 인버터의 제어방법.
  6. 제5항에 있어서, 차백터
    Figure kpo00130
    (n)의 크기(ℓ)가 소정의 값(ℓ)min이하가 되었을 경우, 상기 소정의 값(ℓ)min의 크기에 의거하여 상기 전압백터의 각성분의 크기를 결정하는 것을 특징으로 하는 PWM 인버터의 제어방법.
  7. 인버터의 각주파수 지령과 자속지령에 의거하여, 스위칭 소자의 게이트 신호를 생성하여 제어되는 PWM 인버터의 제어 방법에 있어서, 인버터의 각 주파수의 여하에 관계없이, 상기 인버터에 공급되는 상기 게이트 신호는 샘플링 시간내에서, 영백터인지 또는 전압, 혹은 영백터와 전압 백터의 지속시간이 영이 되지 않도록 제어하는 것을 특징으로 하는 PWM 인버터의 제어방법.
  8. 교류 전동기와, 교류 전원 전압을 직류로 변환하는 콘버터와, 상기 콘버터 출력의 직류 전압을 가변 주파수의 교류전압으로 변환하여 상기 교류 전동기에 공급하는 복수의 스위칭 소자로 구성되는 인버터와, 인버터의 각 주파수 지령과 자속지령에 의거하여, 상기 인버터의 상기 스위칭 소자의 점호신호를 발생하는 제어장치로 이루어진 PWM 인버터 시스템에 있어서, 점호신호의 지속시간이 영이되지 않도록, 샘플링 시간마다 점호위상을 결정하는 수단과, 상기 점호위상에 대응한 시간(펄스폭)을 결정하는 수단과, 상기 시간을 결정하는 수단의 출력에 의거하여 PWM 신호를 합성하는 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 PWM 인버터 시스템.
KR1019890016460A 1988-11-30 1989-11-14 Pwm 인버터의 제어방법 및 pwm 인버터 시스템 KR0137870B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP88-300525 1988-11-30
JP63300525A JP2753288B2 (ja) 1988-11-30 1988-11-30 Ｐｗｍインバータの制御方法およびその制御装置ならびにｐｗｍインバータシステム
JP63-300525 1988-11-30

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR900008774A KR900008774A (ko) 1990-06-04
KR0137870B1 true KR0137870B1 (ko) 1998-06-15

Family

ID=17885869

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019890016460A KR0137870B1 (ko) 1988-11-30 1989-11-14 Pwm 인버터의 제어방법 및 pwm 인버터 시스템

Country Status (5)

Country Link
US (1) US5053690A (ko)
EP (1) EP0371442B1 (ko)
JP (1) JP2753288B2 (ko)
KR (1) KR0137870B1 (ko)
DE (1) DE68920968T2 (ko)

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0713285B1 (en) * 1990-07-20 1999-01-20 Kabushiki Kaisha Toshiba Three-phase PWM signal generating device for inverters
EP0533978B1 (de) * 1991-09-26 1995-05-31 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zum Ansteuern eines Pulswechselrichters
US5550451A (en) * 1992-05-18 1996-08-27 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Microcomputer with built-in motor control circuit
US5559419A (en) * 1993-12-22 1996-09-24 Wisconsin Alumni Research Foundation Method and apparatus for transducerless flux estimation in drives for induction machines
US5585709A (en) * 1993-12-22 1996-12-17 Wisconsin Alumni Research Foundation Method and apparatus for transducerless position and velocity estimation in drives for AC machines
US5625545A (en) * 1994-03-01 1997-04-29 Halmar Robicon Group Medium voltage PWM drive and method
US5844397A (en) * 1994-04-29 1998-12-01 Reda Pump Downhole pumping system with variable speed pulse width modulated inverter coupled to electrical motor via non-gap transformer
FI96371C (fi) * 1994-05-13 1996-06-10 Abb Industry Oy Menetelmä verkkovaihtosuuntaajan kautta siirrettävän tehon säätämiseksi
US5450521A (en) * 1994-08-03 1995-09-12 Sunpower, Inc. Pulse width modulator
DE19519369A1 (de) * 1995-05-26 1996-11-28 Philips Patentverwaltung Schaltungsanordnung zum Speisen einer Last
US5670859A (en) * 1995-06-23 1997-09-23 General Resource Corporation Feedback control of an inverter output bridge and motor system
US6384568B1 (en) 2000-11-22 2002-05-07 Electronic Design & Manufacturing, Inc. Induction motor driver
EP2113999A3 (en) * 2001-09-25 2010-01-06 Daikin Industries, Ltd. Phase current detection apparatus
US7426122B2 (en) * 2003-08-25 2008-09-16 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Power-converter control apparatus employing pulse width modulation and adjusting duration of a zero-voltage vector
FI115265B (fi) 2003-08-28 2005-03-31 Vacon Oyj Taajuusmuuttajan pulssinleveysmodulointi
US7432683B2 (en) * 2006-11-20 2008-10-07 Gm Global Technology Operations, Inc. PWM pattern sequence to reduce losses in voltage source inverters
US9634593B2 (en) 2012-04-26 2017-04-25 Emerson Climate Technologies, Inc. System and method for permanent magnet motor control
CN103532416A (zh) * 2013-11-01 2014-01-22 娄底市大丰和电动车辆有限公司 一种基于svpwm算法的车辆控制系统
CN104767444A (zh) * 2015-01-23 2015-07-08 云南电网有限责任公司电力科学研究院 一种并网双馈风力发电机变流器空间矢量脉宽调制方法
CN116054620A (zh) * 2021-10-28 2023-05-02 台达电子工业股份有限公司 功率转换器的控制方法与功率转换器
GB2613586A (en) * 2021-12-07 2023-06-14 Nissan Motor Mfg Uk Ltd Controlling a voltage source inverter to synthesise a reference voltage

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3026202A1 (de) * 1980-07-10 1982-02-04 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Drehfeldmaschinenantrieb mit einer umrichtergespeisten drehfeldmaschine und einer mit zwei wechselspannungsintegratoren und einer rechenmodellschaltung verbundenen umrichtersteuerung
JPS6038954B2 (ja) * 1980-12-30 1985-09-03 ファナック株式会社 誘導電動機駆動方式
JPS58157384A (ja) * 1982-03-12 1983-09-19 Fanuc Ltd 交流モ−タの駆動方式
JPS58193872A (ja) * 1982-04-30 1983-11-11 三菱電機株式会社 交流エレベ−タの制御装置
US4509003A (en) * 1983-03-10 1985-04-02 Kabushiki Kaisha Meidensha Vector control method and system for an induction motor
JPS59178995A (ja) * 1983-03-28 1984-10-11 Meidensha Electric Mfg Co Ltd ベクトル制御用関数発生装置
JPS6016184A (ja) * 1983-07-06 1985-01-26 Mitsubishi Electric Corp エレベ−タの制御装置
JPS60153494A (ja) * 1984-01-20 1985-08-12 Hitachi Ltd ねじ溝分子ポンプ
EP0157202B1 (en) * 1984-03-08 1989-10-04 Kabushiki Kaisha Meidensha Digital pwmed pulse generator
JP2585507B2 (ja) * 1984-11-27 1997-02-26 三菱電機株式会社 インバ−タ装置の制御装置
JPS6277896A (ja) * 1985-09-30 1987-04-10 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ブリツジ形３相正弦波インバ−タのパルス幅変調方式
JPS62260593A (ja) * 1986-04-28 1987-11-12 Toyo Electric Mfg Co Ltd Ｐｗｍインバータの出力電圧検出装置
DE3870056D1 (de) * 1987-07-07 1992-05-21 Bbc Brown Boveri & Cie Verfahren und einrichtung zum betrieb einer drehfeldmaschine.
JP2821679B2 (ja) * 1988-07-19 1998-11-05 株式会社日立製作所 Ｐｗｍインバータのゲート信号発生方法および装置、ｐｗｍインバータ装置

Also Published As

Publication number Publication date
DE68920968D1 (de) 1995-03-16
KR900008774A (ko) 1990-06-04
EP0371442A1 (en) 1990-06-06
DE68920968T2 (de) 1995-05-24
EP0371442B1 (en) 1995-02-01
JPH02151291A (ja) 1990-06-11
US5053690A (en) 1991-10-01
JP2753288B2 (ja) 1998-05-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR0137870B1 (ko) Pwm 인버터의 제어방법 및 pwm 인버터 시스템
EP0629038B1 (en) AC motor control
US4617675A (en) Digital PWMed pulse generator
US3919609A (en) Method and circuit for reducing the torque ripple of a rotating-field machine
CN104753362A (zh) 矩阵变换器、风力发电系统以及矩阵变换器的控制方法
US6459599B1 (en) Determining phase of AC mains in PWM controlled converters without voltage sensors
EP0000709A1 (en) Measurement of pulsating torque in a current source inverter motor drive and method
Le-Huy et al. An adaptive current controller for PWM inverters
Neves et al. Single-phase induction motor drives with direct torque control
EP0427571B1 (en) AC motor control
Bodin et al. New reference frame for brushless dc motor drive
Endo et al. Brushless motor without a shaft-mounted position sensor
GB1290962A (ko)
Low et al. Instantaneous torque control brushless DC drives
JPH0246173A (ja) 周波数変換装置
Gosbell et al. Current control of induction motors at low speeds
JPH09252593A (ja) インバータ装置
SU680129A1 (ru) Частотноуправл емый асинхронный электропривод
SU1325656A1 (ru) Частотно-управл емый электропривод
JPH0787697B2 (ja) Ｐｗｍインバ−タの制御方法
Mauch A compact, flexible controller for PWM inverters
Schmidt et al. Vector sliding mode control of sinusoidal-field synchronous servo drive
WO1991003869A1 (en) Variable speed ac drive control
JPS6035913B2 (ja) インバ−タ装置の制御装置
SU736329A1 (ru) Способ управлени многофазным электродвигателем

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20120119

Year of fee payment: 15

EXPY Expiration of term