KR820002332B1 - Apparatus of generating waveform for a pwm-driven motor - Google Patents

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KR820002332B1
KR820002332B1 KR7904384A KR790004384A KR820002332B1 KR 820002332 B1 KR820002332 B1 KR 820002332B1 KR 7904384 A KR7904384 A KR 7904384A KR 790004384 A KR790004384 A KR 790004384A KR 820002332 B1 KR820002332 B1 KR 820002332B1
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KR
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wave
phase
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pwm
signal
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KR7904384A
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Korean (ko)
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탤붓트 보이즈 죤
Original Assignee
데이빗드 윌리암 플러
유우니버어시티 오브 오오클랜드
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Abstract

This invention is concerned with a cheap and very accurate device which generates signal waves to derive PWM-in-verter for driving A.C motor. Its objects are as follows. 1) to make triangular waves from sine waves 2) to generate signals for driving A.C motor according to reference signal whose magnitude and frequency can be varied 3) to drive PWM-inverter using the method that triagular wave of the highest frequency is made to assure the highest frequency of PWM-pulse generated by comparing reference signal with triangular wave of plural frequencies.

Description

PWM 구동전동기용 파형발생장치Waveform Generator for PWM Drive Motor

제1도는 기본적인 3상 PWM형 인버터(inverter)의 개략도이다.1 is a schematic diagram of a basic three-phase PWM inverter.

제2a도와 제2b도는 감각파 교차법을 사용하는 PWM 펄스 발생기의 동작을 이해하는데 유용한 파형도이다.2A and 2B are waveform diagrams useful for understanding the operation of a PWM pulse generator using the sensory wave intersection method.

제3도는 본 발명에 따라 3상 정현파에서 삼각파가 합성되는 방법을 이해하는데 유용한 파형도이다.3 is a waveform diagram useful for understanding how triangular waves are synthesized in a three-phase sine wave in accordance with the present invention.

제4도는 본 발명에 따른 삼각파 합성기의 한 실시예의 개략도이다.4 is a schematic diagram of one embodiment of a triangular wave synthesizer according to the present invention.

제5도는 PWM 펄스를 발생하기 위하여 삼각파 교차법을 시행하는 비교회로의 블록도이다.5 is a block diagram of a comparison circuit that implements a triangular wave crossing method to generate a PWM pulse.

제6a도와 제6b도는 제5도의 회로의 동작을 이해하는데 유용한 파형도이다.6A and 6B are waveform diagrams useful for understanding the operation of the circuit of FIG.

제7도는 본 발명에 따른 삼각파 합성기의 다른 실시예의 개략도이다.7 is a schematic diagram of another embodiment of a triangular wave synthesizer according to the present invention.

제8a도-제8e도는 제7도의 실시예를 이해하는데 유용한 파형도이다.8A-8E are waveform diagrams useful for understanding the embodiment of FIG.

제9도와 제10도는 본 발명에 따라 발생한 삼각파의 주파수가 미리 정해진 배수만큼 증가하는 진폭중첩법(amplitude folding technique)을 나타낸 파형도이다.9 and 10 are waveform diagrams showing an amplitude folding technique in which the frequency of a triangular wave generated according to the present invention increases by a predetermined multiple.

제11도는 진폭중첩회로의 한 실시예이다.11 is an embodiment of an amplitude overlapping circuit.

제12a도-제12e도는 제11도의 회로를 이해하는데 유용한 파형도이다.12A-12E are waveform diagrams useful for understanding the circuit of FIG.

제13도는 본 발명이 PWM형 인버터를 구동하기 위하여 PWM 펄스를 발생하는데 사용되는 방법을 나타낸 블록도이다.Figure 13 is a block diagram showing the method used by the present invention to generate a PWM pulse to drive a PWM inverter.

본 발명의 목적은 종전의 단점을 개선한, 특히 전동기 구동회로에 사용하기 좋은 파형을 발생하는 개선된 장치를 제공하는 것이다. 또 목적은 n 위상 정현파 신호에서 삼각파를 합성하는 장치를 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide an improved apparatus which generates a waveform which is particularly well suited for use in an electric motor drive circuit, which has improved the disadvantages of the past. It is also an object to provide a device for synthesizing a triangular wave from an n phase sinusoidal signal.

또 목적은 교류전동기를 구동하기 위한 PWM 인버터를 구동하는테 특히 편리한 신호파를 발생하는 싸고, 매우 정확한 장치를 제공하는 것이다.It is also an object to provide a cheap, highly accurate device for generating a signal wave which is particularly convenient for driving a PWM inverter for driving an AC motor.

또 목적은 인버터를 구동하기에 특히 적당한 PWM 신호를 발생하는 삼각교차 방법을 사용하는 장치를 제공하는 것이다. 여기에서, 삼각파는 기준 정현파로부터 합성되어 기준 신호의 주파수의 변화에 관계없이 정확히 동기되도록 한다.It is also an object to provide a device using a triangular crossover method that generates a PWM signal which is particularly suitable for driving an inverter. Here, the triangular wave is synthesized from the reference sinusoid so that it is accurately synchronized regardless of the frequency change of the reference signal.

또 목적은 기준 정현파로부터 삼각파를 합성하고 진폭중첩법을 사용하여 삼각파의 주파수를 배가하는 삼각파 발생기를 제공하는 것이다. 여기에서 삼각파의 기본파와 고조파는 동기되어 같은 0점을 지나게 되도록 한다.It is also an object to provide a triangular wave generator that synthesizes a triangular wave from a reference sine wave and multiplies the frequency of the triangular wave using amplitude superposition. Here, the fundamental and harmonics of the triangular wave are synchronized so that they pass the same zero point.

또 목적은 주파수와 진폭이 조정가능한 기준 신호에 응하여 n 위상 전동기를 구동하는 신호파를 발생하는 장치를 제공하는 것이다. 여기서 전동기는 비교적 큰 속도 범위에서 제어되도륵 한다.It is also an object to provide a device for generating a signal wave for driving an n-phase motor in response to a reference signal whose frequency and amplitude are adjustable. Here the motor can be controlled in a relatively large speed range.

또 목적은 주파수를 조정할 수 있는 기준 진동신호와 다수의 다른 주파수를 갖는 삼각파와 비교하여 PWM 펄스를 발생하고, 가장 높은 삼각판의 주파수는 PWM 펄스의 가장 높은 동작 주파수를 보장하도록 선택되는 삼각교차 방법을 사용하여 PWM형 인버터를 구동하는 장치를 제공하는 것이다.In addition, the objective is to generate a PWM pulse compared to a reference vibration signal with adjustable frequency and a triangular wave with a number of different frequencies, and the frequency of the highest triangular plate is selected to ensure the highest operating frequency of the PWM pulse. It is to provide a device for driving a PWM inverter using.

또 목적은 부 고조파(Subharmonic)에 의한 비트 주파수의 문제를 피한 삼각교차 방법에 따라 PWM형 인버터를 구동할 파형을 발생할 장치를 제공하는 것이다.It is also an object of the present invention to provide an apparatus for generating a waveform for driving a PWM inverter according to a triangular crossing method which avoids the problem of bit frequency due to subharmonics.

본 발명의 여러가지 목적, 장점, 특징은 발명의 상세한 설명에서 분명해질 것이다.Various objects, advantages and features of the present invention will become apparent from the detailed description of the invention.

제1도에는 3상 전동기(20)를 구동하는 3상 PWM형 인버터(10)의 간단한 실시예가 도시되어 있다. 이 인버터는 종래의 것과 같이 SCR 같은 사이리스터로 만들어도 된다. 전동기(20)는 R.Y.B로 나타낸 3상으로 연결된다. 이 3상은 전동기 안에서 별 또는 델타형으로 연결되도 된다. R.Y.B 위상 단자에 선택적으로 공급되는 전류에 의하여 토크가 생긴다. 적당한 사용을 위해서는 각각의 위상에 일련의 (+)와 (-) 전류가 흘러야 한다.1 shows a simple embodiment of a three-phase PWM type inverter 10 for driving a three-phase electric motor 20. The inverter may be made of a thyristor such as an SCR as in the prior art. The electric motor 20 is connected in three phases represented by R.Y.B. These three phases may be connected in star or delta form in the motor. Torque is generated by the current supplied selectively to the R.Y.B phase terminal. For proper use, a series of positive and negative currents must flow through each phase.

SCR S1과 SCR S4는 같은 방향으로 직렬로 연결된다. SCR S4의 양극과 SCR S1의 음극 사이의 접점에 전동기의 R 위상이 연결된다. SCR S3과 SCR S6은 같은 방향으로 직렬로 연결된다. SCR S6의 양극과 SCR S3의 음극 사이의 접점에 전동기의 Y 위상이 연결된다. SCR S5과 SCR S2는 같은 방향으로 직렬로 연결된다. SCR S2의 양극과 SCR S5의 음극 사이의 접점에 전동기의 B 위상이 연결된다. SCR S1-S6중 어느 SCR이 전도하느냐에 따라서 각각의 전동기의 위상에 그에 따른 전류가 흐른다.SCR S 1 and SCR S 4 are connected in series in the same direction. The R phase of the motor is connected to the contact between the anode of SCR S 4 and the cathode of SCR S 1 . SCR S 3 and SCR S 6 are connected in series in the same direction. The Y phase of the motor is connected to the contact between the anode of SCR S 6 and the cathode of SCR S 3 . SCR S 5 and SCR S 2 are connected in series in the same direction. The B phase of the motor is connected to the contact between the anode of SCR S 2 and the cathode of SCR S 5 . Depending on which SCR of SCR S 1 -S 6 conducts, current flows according to the phase of each motor.

예를들면, SCR S1이 ON되면 R 위상으로 (+) 전류가 흐르고, SCR S1이 OFF되고 SCR S4가 ON되면 R 위상으로 (-) 전류가 흐른다. 직렬 연결된 SCR S1과 SCR S4와, 직렬 연결된 SCR S3과 SCR S6과, 직렬 연결된 SCR S5와 SCR S2는 병렬 연결되어 직류전원에 연결된다. 다이오드 D1-D6은 SCR S1-S6에 각각 병렬 연결되어 있고 SCR과 반대 방향으로 되어 있다.For example, a positive current flows in the R phase when SCR S 1 is ON, and a negative current flows in the R phase when SCR S 1 is OFF and SCR S 4 is ON. SCR S 1 and SCR S 4 connected in series, SCR S 3 and SCR S 6 connected in series, and SCR S 5 and SCR S 2 in series connected in parallel are connected to DC power. Diodes D 1 -D 6 are connected in parallel to SCR S 1 -S 6 , respectively, in the opposite direction to SCR.

SCR S1-S6에는 게이트 펄스가 가해지는 게이트 단자가 있다. 이 펄스는 본 발명에 따른 PWM 펄스를 사용하는 것이 좋다.SCR S 1 -S 6 have a gate terminal to which a gate pulse is applied. This pulse is preferably a PWM pulse according to the present invention.

제1도에 간단히 나타낸 인버터는 전동기(20)에 일련의 (+)로 가는 전류 펄스와 (-)로 가는 전류 펄스를 공급한다. 펄스 신호에는 여러가지 고조파가 포함되며, 이것은 전동기를 구동하는데 바람직하지 않다.The inverter shown briefly in FIG. 1 supplies the motor 20 with a series of current pulses going to (+) and current pulses going to (-). The pulse signal contains various harmonics, which is undesirable for driving an electric motor.

예를들면 고조파에 의해 토크나 속도의 변동이 생길 수 있다. 또한 철손과 등손이 증가하여 전동기를 가열시킬 수도 있다. 또한 인버터의 스위치 범위보다 큰 과도전류의 원인이 될 수도 있다.For example, harmonics can cause fluctuations in torque or speed. In addition, iron loss and back loss may increase to heat the motor. It can also cause transients larger than the switch range of the inverter.

또한, SCR을 사용하는 인버터 회로는 비교적 느린 주파수에서 사용된다.In addition, inverter circuits using SCR are used at relatively slow frequencies.

예를들면 SCR은 ON 상태에서 OFF 상태로 또는 그 역으로 빨리 변할 수 있으나, 과도전류가 안정될 때까지 원상태로 돌아올 수 없다. 인버터에서 사용될 때 SCR의 주파시간은 150-450μsec이다.For example, the SCR can quickly change from ON to OFF or vice versa, but cannot return to its original state until the transients stabilize. When used in an inverter, the frequency time of the SCR is 150-450 μsec.

예를들면 제1도에서 SCR S1이 ON되고 SCR S4가 OFF되었다면, 몇 μsec동안에 SCR S1은 OFF되고 동시에 SCR S4는 ON 될 수 있다. 그러나 일단 SCR의 상태가 변하면 다시 원상태(즉 S1은 ON되고 S4는 OFF되는)로 돌아가는데는 약 300μsec가 걸린다. 따라서 SCR의 게이트에 공급되는 PWM 펄스는 300μsec 보다 큰 지속시간을 가져야 한다. PWM 펄스의 지속시간이 이보다 작으면 SCR의 전도상태를 변화시킬 수 없다. 제1도의 인버터의 SCR의 전도 상태를 제어할 PWM 펄스는 삼각파와 가변 제어신호를 비교하여 만든다.For example, in FIG. 1, if SCR S 1 is ON and SCR S 4 is OFF, SCR S 1 may be OFF and SCR S 4 may be ON at the same time for several μsec. However, once the state of the SCR changes, it takes about 300 μsec to return to its original state (ie S 1 is ON and S 4 is OFF). Therefore, the PWM pulses supplied to the gate of the SCR should have a duration greater than 300μsec. If the duration of the PWM pulse is less than this, the conduction state of the SCR cannot be changed. The PWM pulse to control the conduction state of the SCR of the inverter of FIG. 1 is made by comparing a triangular wave and a variable control signal.

예를들면 제2a도의 W가 삼각파이고 가변 제어신호가 C이면, 삼각파 W와 제어신호 C의 교점에서 제2b도에 보인 것과 같이 펄스를 발생한다. 제2b도의 펄스는 제어신호 C의 크기에 의하여 펄스폭이 변조된다. 이 PWM 펄스는 (-)로 가는 펄스이다. 제어신호 C가 (-)이면, PWM 펄스는 (+)로 가는 펄스이다. 각 PWM 펄스 P의 지속시간 T는 300μsec보다 커야 한다. 제2b도의 PWM 펄스는 전동기(20)의 한 위상에만 연관된 SCR에 가해진다. 예를들면 S1, S4에 가해져서 전동기의 R 위상을 가동하고, 제2b도와는 위상이 다른 일련의 PWM 펄스가 S3, S6에 가해져서 Y 위상을 가등하고, 또 다른 일련의 PWM 펄스가 S2, S5에 가해져서 B 위상을 가동한다.For example, if W in FIG. 2A is a triangle wave and the variable control signal is C, a pulse is generated as shown in FIG. 2B at the intersection of the triangular wave W and the control signal C. FIG. The pulse width of FIG. 2B is modulated by the magnitude of the control signal C. FIG. This PWM pulse is a negative pulse. If the control signal C is negative, the PWM pulse is a positive pulse. The duration T of each PWM pulse P must be greater than 300 μsec. The PWM pulse of FIG. 2B is applied to the SCR associated with only one phase of the motor 20. For example, it is applied to S 1 and S 4 to start the R phase of the motor, and a series of PWM pulses different in phase from the second b is applied to S 3 and S 6 to equalize the Y phase, and another series of PWM A pulse is applied to S 2 and S 5 to start the B phase.

제2b도의 펄스가 SCR S1과 SCR S4을 트리거하기 위해 사용된다면, PWM 펄스가 (-)으로 바뀌면 SCR S1은 ON되고 SCR S4는 OFF되며 (+)로 바뀌면 SCR S1은 OFF되고 SCR S4는 ON된다. SCR이 ON, OFF되는 속도는 삼각파 W와 제어신호 C가 교차하는 수에 의하여 결정된다. 삼각파의 주파수가 증가하면 SCR의 주파수도 증가한다. 제어신호 C가 교류이면, 제어신호의 주파수가 증가함에 따라 SCR의 주파수도 증가한다. 각각의 PWM 펄스의 지속시간은 제어신호 C의 크기에 의하여 결정된다.If the pulses in Figure 2b are used to trigger SCR S 1 and SCR S 4 , SCR S 1 is turned on when the PWM pulse changes to (-), SCR S 4 is turned off, and SCR S 1 is turned off when the pulses are turned to (+). SCR S 4 is turned on. The speed at which the SCR is turned on and off is determined by the number of intersections of the triangular wave W and the control signal C. As the frequency of the triangle wave increases, so does the frequency of the SCR. If the control signal C is AC, the frequency of the SCR also increases as the frequency of the control signal increases. The duration of each PWM pulse is determined by the magnitude of the control signal C.

제2a도와 제2b도에서 삼각파 W와 제어신호 C의 관계는 제어신호가 가장 클 때 펄스 지속시간 T가 SCR의 스위치 제한 시간보다 크도록 되어야 한다. PWM 펄스의 P의 최소지속시간 T가 300μsec이어야 하지만, SCR의 스위치 주파수를 충분히 낮게 제한하는 것이 좋다.2A and 2B, the relationship between the triangular wave W and the control signal C should be such that the pulse duration T is greater than the switch time limit of the SCR when the control signal is the largest. The minimum duration T of P of the PWM pulses should be 300µsec, but it is better to limit the switch frequency of the SCR sufficiently low.

실제로는 삼각파 W의 주파수는 400Hz 이하이다.In practice, the triangle wave W has a frequency of 400 Hz or less.

이렇게 낮은 주파수에서 삼각파 교점 방법이 사용되면 원치 않는 고조파가 발생한다. 삼각파 교점 방법에서 제어신호 C는 전동기의 토크와 속도를 결정할 수 있도록 주파수와 진폭이 조정가능한 정현파이다. 삼각파와 정현파가 동기되는 것이 좋다. 그러나 지금까지의 장치로는 정현파의 주파수가 50Hz이고 삼각파의 주파수가 301Hz일 수 있다. 정확한 동기에서 이런 작은 차가 나면 1Hz의 비트(beat) 신호가 정현파 신호의 6번째 고조파와 삼각파의 기본파에 의하여 발생한다. 이 1Hz의 주파수 성분에 의하여 전동기 권선에 전류가 흐른다. 이 작은 주파수에서는 전동기 권선의 임피던스가 작으므로, 이 전류 성분이 커져서 전동기의 작용을 나쁘게 할 수 있다.At these lower frequencies, the triangular intersection method produces unwanted harmonics. In the triangular wave intersection method, the control signal C is a sine wave whose frequency and amplitude are adjustable to determine the torque and speed of the motor. Triangular and sine waves should be synchronized. However, until now, the sine wave may have a frequency of 50 Hz and the triangle wave may have a frequency of 301 Hz. With this small difference in correct synchronization, a beat signal of 1 Hz is generated by the sixth harmonic of the sinusoidal signal and the fundamental wave of the triangular wave. The current flows through the winding of the motor by the frequency component of 1 Hz. At this small frequency, the impedance of the motor windings is small, so that this current component can be increased, which can worsen the action of the motor.

인버터의 SCR의 스위치 주파수를 약 400Hz에 유지하는 것이 좋다. 삼각교차법에서는 전동기의 속도가 정현파 제어신호의 주파수의 함수이므로 이것은 쉽지 않다. 예를들면 정현파의 주파수가 25Hz인 낮은 동작 속도에서는, 교차비(삼각파와 정현파의 주파수의 비)는 높은 동작 속도에서보다 커야 한다. 25Hz의 정현파의 경우 교차비는 9이어야 하고, 따라서 삼각파의 주파수는 225Hz이다. 교차비가 9에 유지되면, 정현파의 주파수가 증가함에 따라 삼각파의 주파수도 증가하고, 따라서 SCR의 스위치 비율도 증가하여 400Hz를 넘게 된다. 그 결과, 실제의 경우는 SCR의 스위치 비율이 지나치지 않도록 교차비가 일정한 정현파 주파수로 감해져야 한다.위의 논의한 점은 종전의 기술로는 해결되지 않았다.It is recommended to keep the switch frequency of the SCR of the inverter at about 400 Hz. In triangulation, this is not easy because the speed of the motor is a function of the frequency of the sinusoidal control signal. For example, at low operating speeds where the frequency of sinusoids is 25 Hz, the cross ratio (ratio of triangle and sinusoidal frequencies) must be greater than at high operating speeds. For a sinusoidal wave of 25 Hz, the cross ratio must be 9, so the frequency of the triangular wave is 225 Hz. If the ratio is maintained at 9, as the frequency of the sine wave increases, the frequency of the triangular wave also increases, thus increasing the switch ratio of the SCR to exceed 400 Hz. As a result, in the actual case, the cross ratio must be reduced to a constant sine wave frequency so that the SCR switch ratio is not excessive. The above discussion has not been solved by conventional techniques.

본 발명의 한 특징에 따라, PWM을 발생하는 삼각교차법에서 삼각파와 정현파의 잘못된 동기에 의하여 부 고조파 전류에 따른 난점을 피했다. 이것은 정현파 제어신호에서 삼각파를 합성함으로써 된다.According to one aspect of the present invention, in the triangular crossover method of generating PWM, the difficulty caused by the subharmonic current is avoided due to the incorrect synchronization of the triangular wave and the sinusoidal wave. This is done by synthesizing a triangular wave from a sinusoidal control signal.

제3도에 도시한 것과 같이 n 위상 정현파 신호에 대하여 n=3인 경우, 위상 R.Y.B는 연속적으로 조합되어 f가 정현파의 기본 주파수이면 주파수 nf의 삼각파를 형성한다. R.Y.B의 진폭이 미리 정해진 0점을 지난후 위상각 안에 있을 때, 그, 위상의 진폭은 삼각파의 증가 또는 감소단으로 사용된다. 3상 정현파 신호에서 이 미리 선택된 위상각은 30°이다.As shown in FIG. 3, when n = 3 for an n-phase sinusoidal signal, the phases R.Y.B are continuously combined to form a triangular wave of frequency nf if f is the fundamental frequency of the sinusoidal wave. When the amplitude of R.Y.B is within the phase angle after passing a predetermined zero point, the amplitude of the phase is used as the increasing or decreasing end of the triangular wave. In a three-phase sinusoidal signal, this preselected phase angle is 30 degrees.

제3도에 도시되었듯이 Y 위상이 증가할 때 Y1과 Y2부분은 Y 위상이 0점을 지난후 30°안에 있다. R 위상이 감소할 때 R1, R2부분, B 위상이 증가할 때 B1, B2부분, Y 위상이 감소할 때 Y3, Y4부분, R 위상이 증가할 때 R3, R4부분, B 위상이 감소할 때 B3, B4부분도 모든 각각 0점을 지난후 30°안에 있다.As shown in Figure 3, when the Y phase increases, the Y 1 and Y 2 portions are within 30 ° after the Y phase passes zero. R 1 , R 2 part when R phase decreases, B 1 , B 2 part when B phase increases, Y 3 , Y 4 part when Y phase decreases, R 3 , R 4 when R phase increases When part B phase decreases, parts B 3 and B 4 are also within 30 ° after all zero points respectively.

본 발명은 Y1, Y2부분을 검지하고, 다음에 R1, R2부분, 다음에 B1, B2부분, Y3, Y4부분 등등을 검지함으로써 진행된다.The present invention proceeds by detecting the Y 1 , Y 2 portion, and then detecting the R 1 , R 2 portion, then the B 1 , B 2 portion, Y 3 , Y 4 portion, and the like.

이 검지된 부분은 연속적으로 조합되어 제3도에 사선으로 나타낸 면적으로 나타낸 삼각파를 발생한다. 이 삼각파는 Y1, Y2부분의 (+) 기울기 부분과 R1, R2부분의 (-) 기울기 부분으로 형성된다. 다음은 (+) 기울기의 B1, B2, (-) 기울기의 Y3, Y4, 다음은 (+) 기울기의 R3, R4, (-) 기울기의 B3, B4로 형성된다. 삼각파의 이 3사이클은 예를들면 정현파의 Y 위상이 1회전하는 동안 형성된다.The detected portions are combined successively to generate triangular waves represented by the area shown in oblique lines in FIG. This triangular wave is formed by the positive slope portion of the Y 1 , Y 2 portion and the negative slope portion of the R 1 , R 2 portion. The following is formed by B 1 , B 2 of (+) slope, Y 3 , Y 4 of (-) slope, and R 3 , R 4 of (+) slope, and B 3 , B 4 of (-) slope. . These three cycles of a triangular wave are formed, for example, during one revolution of the Y phase of a sine wave.

그러므로 주파수 f의 3상 정현파에서 형성된 삼각파는 주파수가 3f이다. 수학적으로 n상의 정현파가 사용되면 형성된 삼각파의 주파수는 nf이다. R.Y.B 위상의 (-) 피크가 기준 준위라면 각각 위상의 특정한 부분이 다음과 같이 선택되어 삼각파를 합성한다.Therefore, a triangular wave formed from a three-phase sine wave of frequency f has a frequency of 3f. Mathematically, when n phase sine wave is used, the frequency of formed triangular wave is nf. If the negative peak of the R.Y.B phase is the reference level, a specific part of each phase is selected as follows to synthesize a triangle wave.

(a) Y 위상의 진폭이 B 위상의 진폭보다 크고 R 위상의 진폭보다 작을 때, 또는 반대로 B 위상의 진폭보다 작고 R 위상의 진폭보다 클때, Y 위상이 선택된다. 이때 Y1, Y2부분과 Y3, Y3부분이 선택된다.(a) The Y phase is selected when the amplitude of the Y phase is greater than the amplitude of the B phase and less than the amplitude of the R phase, or conversely less than the amplitude of the B phase and greater than the amplitude of the R phase. At this time, Y 1 , Y 2 and Y 3 , Y 3 are selected.

(b) R 위상의 진폭이 B 위상보다 크고 Y 위상보다 작을 때, 또는 그 반대일 때 R 위상이 선택된다. 이때 R1, R2부분과 R3, R4부분이 선택된다.(b) The R phase is selected when the amplitude of the R phase is greater than the B phase and less than the Y phase, or vice versa. At this time, R 1 , R 2 and R 3 , R 4 are selected.

(c) B 위상의 진폭이 R 위상보다 크고 Y 위상보다 작을 때, 또는 그 반대일때 B 위상이 선택된다. 이때 B1, B2부분과 B3, B4부분이 선택된다. 전술한 관계를 부울 관계식으로 표현하면(c) The B phase is selected when the amplitude of the B phase is greater than the R phase and less than the Y phase, or vice versa. At this time, the B 1 and B 2 parts and the B 3 and B 4 parts are selected. If the above relation is expressed as a Boolean expression

((R＞Y)·(Y＞B))+((R＜Y)·(Y＜B))이면 YY if ((R> Y) · (Y> B)) + ((R <Y) · (Y <B))

((Y＞B)·(B＞R))+((Y＜B)·(B＜R))이면 BIf ((Y> B) · (B> R)) + ((Y <B) · (B <R)), B

((B＞R)·(R＞Y))+((B＜R)·(R＜Y))이면 RR if ((B> R) · (R> Y)) + ((B <R) · (R <Y))

위의 부울 관계식은 본 발명의 한 실시예에 따라 제4도에 나타낸것과 같이 삼각파 발생기(30)로 실현할 수 있다. 이 삼각파 발생기는 비교기(32), (34), (36)과, 배타적 OR(38), (40), (42)와, 어낼로그 전달게이트(44), (46), (48)로 구성된다.The above boolean relation can be realized with the triangular wave generator 30 as shown in FIG. 4 in accordance with one embodiment of the present invention. This triangle wave generator is composed of comparators 32, 34, 36, exclusive ORs 38, 40, 42, and analog transfer gates 44, 46, 48. do.

각각의 비교기는 비전이(+)입력과 전이(-)입력의 차동 증폭기를 포함한다. 어느 입력에 큰 신호가 가해지는 가에 따라 비교기는 2 진의 "0" 또는 "1"의 출력을 낸다. 즉 (+)입력에 가해진 신호가 (-)입력에 가해진 신호보다 크면 비교기는 "1"을 출력을 내고, 위의 반대이면 "0"신호를 낸다. 제4도에 보인것과 같이 3상 정현파 신호의 R위상은 비교기(32)의 (+)입력과 비교기(36)의 (-)입력에 가해진다. Y위상은 비교기(34)의 (+)입력, 비교기(32)의 (-)입력에 가해진다. B위상은 비교기(36)의 입력(+), 비교기(34)의 (-)입력에 가해진다. 배타적 OR(38)의 입력은 비교기(32), (34)의 출력에 연결되어 있다.Each comparator includes a differential amplifier with a non-transistor (+) input and a transition (-) input. Depending on which input the large signal is applied to, the comparator produces a binary "0" or "1" output. That is, if the signal applied to the (+) input is greater than the signal applied to the (-) input, the comparator outputs a "1" and, if the opposite is the case, a "0" signal. As shown in FIG. 4, the R phase of the three-phase sinusoidal signal is applied to the (+) input of the comparator 32 and the (-) input of the comparator 36. The Y phase is applied to the (+) input of the comparator 34 and the (-) input of the comparator 32. The B phase is applied to the input of the comparator 36 and the negative input of the comparator 34. The input of the exclusive OR 38 is connected to the outputs of the comparators 32, 34.

또 배타적 OR(40)의 입력은 비교기(34), (36)의 출력, 배타적OR(42)의 입력은 비교기(32), (36)의 출력에 각각 연결되어 있다. 어낼로그 전달 게이트(44), (46), (48)은 각각 어낼로그 입력과, 제어입력을 갖는 종래의 소자이다. 어낼로그 전달 게이트는 미리 정해진 제어신호가 제어 입력에 가해지면 어낼로그 입력에 가해진 어낼로그신호를 전달한다.The input of the exclusive OR 40 is connected to the outputs of the comparators 34 and 36, and the input of the exclusive OR 42 is connected to the outputs of the comparators 32 and 36, respectively. The analog transfer gates 44, 46, and 48 are conventional elements each having an analog input and a control input. The analog transfer gate transfers the analog signal applied to the analog input when a predetermined control signal is applied to the control input.

본 발명의 목적을 위하여, 각각의 어낼로그 전달 게이트는 "0"신호간 제어 입력에 가해지면 어낼로그 신호를 전달하도록 되어 있다. 어낼로그전달 게이트(44), (46), (48)의 각각의 어낼로그 입력에는 정현파 신호의 Y위상, B위상, R위상이, 각각의 제어 입력에는 배타적 OR(38), (40), (42)이 연결되어 있다. 동 작시에 R위상의 진폭이 Y위상 보다 크면 비교기(32)는 "1"신호를 배타적 OR(38), (42)에 가하고, 동시에 Y위상이 B위상보다 크면 비교기(34)는 배타적 OR(38)에 "1"신호를 가하여 비교기(38)의 입력은 모두 "1'이고, 따라서 어낼로그 전달 게이트(44)의 제어 입력에 "0"이 가해져서 전달 게이트(44)는 Y입력을 전달하여 제3도와 같이 Y1, Y2부분을 발생한다. 제3도에서, Y위상이 R위상의 진폭을 초과하여비교기(32)가 "0"출력을 내고 배타적 OR출력이 "1"되어, 따라서 전달 게이트(44)가 닫힌다. 이때에는 R위상의 진폭이 B위상보다 커서 비교기(36)의 출력이 "0"된다. 비교기(32)와 (36)의 출력이 모두 "O"이므로, 배타적 OR는 전달 게이트(48)에 "0"을 인가하여 전달게이트(48)를 열어 R위상을 전달하여 제3도의 R1, R2부분을 발생한다. R위상이 감소할 때 B위상이 증가하며 B위상의 진폭이 R위상의 진폭보다 크면 비교기(30)의 출력은 "1"이 되어 배타적 OR(42)의 입력에 가해져서 전달 게이트(48)이 닫힌다. 따라서 R위상은 더 이상 전달되지 않고, 이때에 Y위상이 B위상보다 크면 비교기(34)의 출력이 "1"이 된다.For the purposes of the present invention, each analog transfer gate is adapted to carry an analog signal when applied to a control input between " 0 " signals. Each of the analog inputs of the analog transmission gates 44, 46, and 48 has a Y phase, a B phase, and a R phase of a sinusoidal signal, and each control input has an exclusive OR (38), (40), (42) are connected. In operation, if the amplitude of the R phase is greater than the Y phase, the comparator 32 applies a " 1 " signal to the exclusive ORs 38 and 42, and at the same time, if the Y phase is greater than the B phase, the comparator 34 is exclusive OR ( A signal of " 1 " is applied to 38 so that the inputs of the comparator 38 are all " 1 &quot;, so that " 0 " To generate the Y 1 and Y 2 portions as shown in Fig. 3. In Fig. 3, since the Y phase exceeds the amplitude of the R phase, the comparator 32 outputs " 0 " and the exclusive OR output is " 1 " Therefore, the transfer gate 44 is closed, at which time the output of the comparator 36 is "0" because the amplitude of the R phase is greater than the B phase, since the outputs of the comparators 32 and 36 are both "O". OR applies “0” to the transfer gate 48 to open the transfer gate 48 to transfer the R phase to generate the R 1 and R 2 portions of FIG. 3. As the R phase decreases, the B phase increases. Jean of B phase If the width is greater than the amplitude of the R phase, the output of the comparator 30 becomes "1" and is applied to the input of the exclusive OR 42 to close the transfer gate 48. Thus, the R phase is no longer transferred, If the Y phase is larger than the B phase, the output of the comparator 34 becomes "1".

비교기(34), (36)의 출력이 "1"이 되면, 배타적 OR(4O)은 "0"을 전달게이트(46)에 인가하여 게이트를 열어서 B위상을 전달한다. 이때가 제3도의 B1, B2부분이다.When the outputs of the comparators 34 and 36 become "1", the exclusive OR 40 applies "0" to the transfer gate 46 to open the gate to transfer the B phase. This is the B 1 , B 2 portion of FIG. 3.

전술한 논의는 R.Y.B의 각각의 진폭이 변함에 따라 반복된다. 어낼로그 전달 게이트(44), (46), (48)은 선택적으로 연속적으로 열려져서 정현파의 적당한 부분을 전달하여 이 전달게이트의 출력에서 조합되어 삼각파 W를 형성한다. 이 삼각파의 주파수는 정현파의 기본파의 주파수의 3배이며, 따라서 교차비는 3이다. 이 기본 삼각파 W는 "3교차파"라고 본 명세서에서 부른다. 삼각파가 각각의 정현파에서 직접 합성된다는 것에 주의해야 한다. 따라서, 정현파의 주파수가 감소 또는 증가함에 따라 삼각파의 주파수도 각각 같이 감소 또는 증가한다.The foregoing discussion is repeated as the amplitude of each of R.Y.B changes. The analogue transfer gates 44, 46, and 48 are selectively opened in succession to transmit an appropriate portion of the sinusoidal wave and combine at the output of this transfer gate to form a triangular wave W. The frequency of this triangular wave is three times the frequency of the fundamental wave of the sine wave, and therefore the crossing ratio is three. This basic triangle wave W is referred to herein as a "three-cross wave". Note that the triangle wave is synthesized directly from each sinusoid. Therefore, as the frequency of the sinusoidal wave decreases or increases, the frequency of the triangular wave also decreases or increases, respectively.

결과적으로 정확한 교차비가 유지되고, 삼각파와 정현파는 정확히 동기된다. 이 정확한 동기 때문에 전술한 부 고조파에 의한 나쁜점은 피할 수 있다.As a result, the correct aspect ratio is maintained and the triangle and sinusoids are correctly synchronized. Due to this precise synchronization, the above-mentioned disadvantages caused by the harmonics can be avoided.

제4도의 삼각파 합성기에 의하여 발생한 삼각파 W는 삼각교차방법에 따라서 PWM펄스를 발생하는데 이용된다.The triangular wave W generated by the triangular wave synthesizer of FIG. 4 is used to generate a PWM pulse according to the triangular crossover method.

PWM펄스 발생기(50)의 한 실시예가 제5도에 도시되어 있듯이 인버터(52), 조정가능 감쇄기(54), 비교기(58)로 구성되었다. 인버터(52)는 삼각파의 극성을 바꾸며, 예를 들면 이득이 -1인 증폭기로 구성될 수 있다. 가변 감쇄기(54)에는 n위상 정현파 신호의 각각의 위상이 인가되어, 조정가능한 양만큼 그 위상의 진폭을 감쇄한다.One embodiment of the PWM pulse generator 50 consists of an inverter 52, an adjustable attenuator 54, and a comparator 58, as shown in FIG. 5. The inverter 52 changes the polarity of the triangular wave and may be configured, for example, as an amplifier having a gain of -1. Each phase of the n-phase sine wave signal is applied to the variable attenuator 54 to attenuate the amplitude of that phase by an adjustable amount.

본 발명의 목적을 위해서, 3상 정현파의 R위상이 감쇄기(54)에 공급되었다고 가정하자.For the purposes of the present invention, assume that the R phase of the three-phase sine wave is supplied to the attenuator 54.

비교기(58)의 (-)입력은 인버터(52)의 출력, (+)입력은 감쇄기(54)의 출력에 연결된다. 비교기(58)의 출력은 삼각파의 반전(反轉) 값 W'가 감쇄된 삼각파 R'보다 커질때(-)로 바뀌고 W'가 R'보다 작아질 때 (+)로 바뀐다. 전술한 펄스고착 문제점, 즉 PWM펄스의 폭 T가 미리 정해진 값(예를 들면 300μsec) 보다 작아지지 않도록 정현파 R의 피크값이 삼각파 W의 피크보다 작아야 한다. 발생된 PWM펄스의 최 소지속시간은 삼각파의 피크와 정현파의 피크에 의하여 정해진다. 삼각파 W의 극을 반전시키는 목적은 정현파의 (+)반주기 동안에 (-)로 가는 펄스를 만들고 정현파의 (-)반주기 동안에 (+)로 가는 펄스를 만들기 위해서이다. 이 결과, (+)반주기 동안의 사용을(duty cycle)은 50%이상이고, (-)반주기 동안의 사용율은 50%이하이다.The negative input of the comparator 58 is connected to the output of the inverter 52, and the positive input is connected to the output of the attenuator 54. The output of the comparator 58 changes to (-) when the inverted value W 'of the triangle wave is larger than the attenuated triangle wave R' and becomes (+) when W 'becomes smaller than R'. The peak value of the sinusoidal wave R must be smaller than the peak of the triangle wave W so that the above-mentioned pulse sticking problem, that is, the width T of the PWM pulse does not become smaller than a predetermined value (for example, 300 µsec). The minimum duration of the generated PWM pulse is determined by the peak of the triangular wave and the peak of the sine wave. The purpose of inverting the pole of the triangular wave W is to produce a pulse going to (-) during the (+) half period of the sinusoidal wave and to go to (+) during the (-) half period of the sinusoidal wave. As a result, the duty cycle during the (+) half cycle is more than 50% and the utilization rate during the (-) half cycle is less than 50%.

PWM발생기(50)에 의하여 PWM펄스가 발생하는 것을 제6a도와 제6b도에 도시했다. 제6a도에 도시한 것과 각이 반전된 삼각파 W'는 감쇄된 R위상 정현파 R'와 a, b, c, d, e, f, g에서 교차한다. 비교기(58)은 각 교차점에서 전이된다. (+)전이 a'는 교차점 a에서 반전된 삼각파 W'가 감쇄된 정현파 R'를 (-)방향으로 교차할 때, (-)전위 b'는 교차점 b에서 반전된 삼각파 W'가 감쇄된 정현파 R'를 (+)방향으로 교차할 때 발생한다. 마찬가지로 전이 c', d', e', f', g'는 교차점 c, d, e, f, g에서 각각 생긴다.6A and 6B show the generation of PWM pulses by the PWM generator 50. The triangle wave W 'whose angle is inverted from that shown in Fig. 6A intersects the attenuated R phase sinusoidal wave R' at a, b, c, d, e, f and g. Comparator 58 transitions at each intersection. (+) Transition a 'is a sinusoidal wave in which the inverted triangle wave W' at the intersection point a crosses the attenuated sinusoidal wave R 'in the negative direction. Occurs when crossing R 'in the (+) direction. Likewise, transitions c ', d', e ', f', g 'occur at intersections c, d, e, f and g, respectively.

감쇄된 정현파 R'의 진폭이 감쇄함에 따라 펄스 폭 X, Y은 역으로 변한다. 즉, 감쇄된 정현파의 진폭이 증가하면 펄스 폭은 감소한다. 제5도에서 감쇄된 정현파 R'의 진폭은 입력 위상 R, 또는 제어 입력(56)에 가해지는 감쇄제어 신호의 함수이다. 감쇄 정현파 R'의 진폭이 0으로 줄면, PWM펄스 P는 50% 사용율과 삼각파 W와 같은 주파수의 구형파이다.As the amplitude of the attenuated sinusoidal wave R 'is attenuated, the pulse widths X and Y change inversely. That is, the pulse width decreases as the amplitude of the attenuated sinusoid increases. The amplitude of the attenuated sinusoidal wave R 'in FIG. 5 is a function of the input phase R, or attenuation control signal applied to the control input 56. FIG. If the amplitude of the attenuation sinusoidal R 'is reduced to zero, the PWM pulse P is a square wave with a frequency of 50% utilization and the same frequency as the triangular wave W.

제5도의 PWM발생기(50)는 구동하는 인버터의 각각의 위상에만 관련이 된다. 나머지 위상은 비슷한 PWM발생기에 의하여 구동되고, 각각의 PWM발생기에는 같은 삼각파 W와 각각의 5상 정현파가 인가된다. 즉, 제5도의 실시예에서 PWM발생기에는 R위상이 인가 된다. 3상 PWM인버터를 구동하려면 2개의 부가적인 PWM발생기가 필요하고, 이 2개의 PWM발생기에는 Y위상과 B위상이 공급된다.The PWM generator 50 of FIG. 5 is associated only with each phase of a driving inverter. The remaining phases are driven by similar PWM generators, and the same triangular wave W and each five-phase sine wave are applied to each PWM generator. That is, in the embodiment of FIG. 5, the R phase is applied to the PWM generator. To drive a three-phase PWM inverter, two additional PWM generators are required, which are supplied with the Y and B phases.

정현파의 3개의 R.Y.B위상이 삼각파 W와 비교되므로 제어신호가 0일때, 즉 R.Y.B의 위상이 모두 0일때, 이 3개의 PWM신호는 실질적으로 같고 위상이 같은 펄스를 발생한다. 따라서 PWM인버터의 3개의 위상은 결합되어 출력전압이 실질적으로 0되게 한다.Since the three R.Y.B phases of the sine wave are compared with the triangular wave W, when the control signal is zero, that is, when the phases of R.Y.B are all zero, these three PWM signals generate pulses that are substantially the same and in phase. Thus, the three phases of the PWM inverters are combined so that the output voltage is substantially zero.

제7도에 본 발명의 합성법을 이용하는 삼각파 발생기의 다른 실시예를 나타냈다.7 shows another embodiment of the triangular wave generator using the synthesis method of the present invention.

이 삼각파 합성기(60)은 다수의 op amp(62), (64), (66), (68), (70), (72)로 구성되며, op amp는 반전 (-)입력과 비반전 입력(+)을 갖고, 각각의 다이오드(63), (65), (67), (69), (71), (73)를 통해 궤환된 출력에 연결되어 있다. 정현파의 R위상은 op amp(62), (72)의 (+)입력, Y위상은 op amp(64), (66)의 (+)입력, B위상은 (68), (70)의 (+)입력에 각각 연결된다. opamp(62)와 (64)는 다이오드(63), (65)를 통하여 각각 공통접점에 연결된다. 이 공통접점은 기준 전압, 예를들면 접지에 저항(74)와 바이어스 전원(75)로 나타낸 음 바이어스 전압을 통하여 연결된다. 다이오드(63), (62)는 이 공통접점에 R, Y위상 중 큰 것을 공급한다. op amp(66), (68)은 각각 저항(67), (69)로 공통접점에 연결된다. 이 공통접점은 저항(76)과 바이어스 전원(77)으로 나타낸 바이어스 전압에 의하여 접지에 연결된다. 다이오드(67), (69)는 저항(76)에 Y, B위상중 큰것을 공급한다. 비슷한 방법으로 op amp(70), (72)의 출력은 다이오드(71), (73)에 의하여 공통접점에 연결되고, 저항(78)이 이 공통접점을 접지에 연결하고, 바이어스 전원(79)으로 나타낸 바이어스 전압이 이 접점에 미리 정해진 바이어스 전압을 가한다. 다이오드(71), (73)은 저항(78)에 R, B위상 중 큰 것을 공급한다. 저항(74), (76), (78)의 전압은 비교기(80), (82), (84)에 의하여 비교되어 가장 작은 것을 고른다.This triangular synthesizer 60 consists of a number of op amps 62, 64, 66, 68, 70 and 72, with the op amp inverted and non-inverted inputs. It is positive and connected to the output fed back via respective diodes 63, 65, 67, 69, 71, 73. The R phase of the sine wave is the (+) input of op amps (62) and (72), the Y phase is the (+) input of op amps (64) and (66), and the B phase is (68) and (70) It is connected to the +) input respectively. Opamps 62 and 64 are connected to common contacts through diodes 63 and 65, respectively. This common contact is connected to a reference voltage, for example a negative bias voltage represented by resistor 74 and bias power supply 75 to ground. Diodes 63 and 62 supply the larger one of the R and Y phases to this common contact. Op amps 66 and 68 are connected to a common contact with resistors 67 and 69, respectively. This common contact is connected to ground by a bias voltage, represented by resistor 76 and bias power supply 77. Diodes 67 and 69 supply the resistor 76 the larger of the Y and B phases. In a similar manner, the outputs of op amps 70 and 72 are connected to a common contact by diodes 71 and 73, a resistor 78 connects this common contact to ground, and a bias power supply 79 A bias voltage, denoted by, applies a predetermined bias voltage to this contact. Diodes 71 and 73 supply the resistor 78 with the larger of the R and B phases. The voltages of resistors 74, 76, and 78 are compared by comparators 80, 82, and 84 to pick the smallest one.

비교기(80)는 (+)입력에 저항(74)의 전압이 인가되고, (-)입력에는 출력이 역방향의 다이오드(81)에 의하여 궤환된다. 비교기(82), (84)도 같은 방법으로 연곁된다. 다이오드(81), (83), (85)의 출력, 즉 양극은 저항(86)과 바이어스 전원(87)로 나타낸 전압으로 접지에 공통연결된다. 저항(86)의 전압은 비교기 (80), (82), (84)에 가해진 전압의 최소값이다. 이 저항(86)양단의 전압은 버퍼(buffer)(88)를 통하여 출력에 연결되어 삼각파 W를 발생한다. 버퍼(88)는 예를들면 이득이 1인 비 반전 op amp일 수 있다.The comparator 80 is applied with the voltage of the resistor 74 to the (+) input, and the output is fed back by the diode 81 in the reverse direction to the (-) input. The comparators 82 and 84 are also connected in the same way. The outputs of diodes 81, 83, 85, i.e., the anode, are commonly connected to ground with the voltages represented by resistor 86 and bias power supply 87. The voltage of the resistor 86 is the minimum value of the voltage applied to the comparators 80, 82, 84. The voltage across this resistor 86 is connected to the output via a buffer 88 to generate a triangular wave W. The buffer 88 may be, for example, a non-inverting op amp with a gain of 1.

제8a도-제8e도를 참고하며 삼각파 합성기(60)의 동작을 설명한다. 정현파의 R.Y.B위상은 제8a도에 편리를 위하여 다시 도시했다. 앰프(62), (64)는 다이오드(63), (65)와 함께 R, Y위상의 작은 진폭과 같은 진폭을 갖는 신호D를 발생한다. 이 신호D는 저항(74)에 발생하고 제8b도에 도시했다. 처음에는 R위상이 Y위상보다 큰 진폭을 갖는다. R과 Y가 교차한후에 Y가 R보다 커지고, 다시 Y와 R이 교차한후 R이 Y보다 커진다. 이것은 제8b도에 도시했다. 마찬가지로 앰프(66), (68)은 다이오드(67), (69)과 함께 신호 E를 발생한다. 이 신호는 저항(76)에 발생하는데, Y와 B의 진폭중 큰 진폭과 같은 크기를 갖는다. 신호 E는 처음에 B와 같다가 B와 Y가 교차한 후 신호 E는 Y와 같아진다. 제8c도에 도시했다.8A to 8E, the operation of the triangular wave synthesizer 60 will be described. The sinusoidal R.Y.B phase is shown again for convenience in FIG. 8A. Amplifiers 62 and 64, together with diodes 63 and 65, generate a signal D having an amplitude equal to the small amplitude of the R and Y phases. This signal D is generated in the resistor 74 and is shown in FIG. 8B. Initially, the R phase has a larger amplitude than the Y phase. After R and Y intersect, Y becomes greater than R, and again after Y and R intersect, R becomes greater than Y. This is shown in Figure 8b. Similarly, amplifiers 66 and 68 generate signal E together with diodes 67 and 69. This signal is generated in the resistor 76, which has the same magnitude as that of the Y and B amplitudes. Signal E is initially equal to B, but after B and Y intersect, signal E equals Y. Shown in FIG. 8C.

마찬가지로 앰프(70), (72)는 다이오드(71), (73)과 함께 신호 F를 저항(78)에 발생시키며, 신호F는 처음에는 R의 진폭과 같다가 R과 B가 교차하고 R이 작아지면 신호F는 B와 같아진다.Similarly, amplifiers 70 and 72 together with diodes 71 and 73 generate signal F to resistor 78, which is initially equal to the amplitude of R, where R and B intersect and R is When smaller, signal F becomes equal to B.

제8b도, 제8c도, 제8d도에 각각 보인 신호 D, E, F는 다이오드(81), (83), (85)와 함께 앰프(80), (82), (84)에 의하여 비교되어 저항(86)에 신호D, E, F중 최소의 전압이 발생하게 된다. h점에서 i점까지 신호E는 최소이다. 이 구간동안 신호E가 저항(86)에 발생한다. i점에서 j점 동안에는 신호 F가 최소이고, 따라서 신호 F가 저항(86)에 발생하고, j점에서 k점까지는 신호 D가 최소이다. 이때에는 저항(86)에 신호D가 발생한다.The signals D, E, and F shown in FIGS. 8B, 8C, and 8D, respectively, are compared by the amplifiers 80, 82, 84 with the diodes 81, 83, 85. Thus, the minimum voltage of the signals D, E, and F is generated in the resistor 86. From point h to point i, signal E is minimal. During this period, signal E is generated in resistor 86. Signal F is minimum during point i at point j, so signal F occurs at resistor 86, and signal D is minimum at point j through point k. At this time, the signal D is generated in the resistor 86.

그리고 이 각각의 구간동안 신고는 거의 선형이다. 따라서 h-i, i-j, j-k구간 동안, 각각의 신호를 조합하면 제8e도의 삼각파가 형성된다. 저항(86)에 발생한 이 삼각파가 버퍼(88)을 통하여 출력단자(89)에 가해진다. 저항(74)와 바이어스 전원(75)의 목적은 다이오드(63), (65)의 하나에 전류를 흐르게 하기위해서이다. 마찬가지로, 저항(76)과 바이어스 전원(77)은 다이오드(67), (69)에, 그리고 저항(78)과 바이어스 전원(79)는 다이오드(71), (73)에 전류를 흐르게 하기 위해서이다. 저항(86)과 바이어스 전원(87)도 다이오드(81), (83), (85)체 비슷한 기능을 한다. 원하면 모든 다이오드와 모든 전원의 극성을 바꿀 수 있다. 이렇게 하면, 신호 D, E, F는 각각 반전되어 나타난다. 그러나 삼각파 W는 제8e도와 같다. 따라서 제7도의 실시예에서 앰프(62), (64)는 R, Y의 큰 것을 전달하고, 앰프(66), (68)은 Y, B의 큰 것을 앰프(70), (72)는 R, B의 큰것을 전달한다. 이 전달된 파형에서 앰프(80), (82), (84)는 가장 작은 파를 전달시킨다. 결과는 삼각파 W이다. 삼각파 발생기(30), (60)에 의하여 발생된 삼각파 W는 n위상 정현파에서 합성되면 교차비는 n이다.And during each of these intervals the declaration is almost linear. Therefore, during the h-i, i-j, and j-k sections, the respective signals are combined to form a triangular wave of FIG. 8e. This triangular wave generated in the resistor 86 is applied to the output terminal 89 through the buffer 88. The purpose of resistor 74 and bias power supply 75 is to allow current to flow through one of diodes 63 and 65. Similarly, resistor 76 and bias power supply 77 are intended to allow current to flow through diodes 67 and 69 and resistor 78 and bias power supply 79 to diodes 71 and 73. . The resistor 86 and the bias power supply 87 also function similarly to the diodes 81, 83, and 85. If you want, you can change the polarity of all diodes and all power supplies. In this way, signals D, E, and F appear inverted, respectively. However, the triangular wave W is shown in FIG. Therefore, in the embodiment of Fig. 7, the amplifiers 62 and 64 transmit the large R and Y, and the amplifiers 66 and 68 the Y and B large and the amplifiers 70 and 72 R. Transmits the big of B. The amplifiers 80, 82, and 84 transmit the smallest wave in this transmitted waveform. The result is a triangular wave W. When the triangular wave W generated by the triangular wave generators 30 and 60 is synthesized in an n-phase sine wave, the intersection ratio is n.

상기의 실시예에서는 삼각파는 3교 차파형이고 교차비는 3이다. 정현파 제어신호의 기본주파수가 낮아 전동기의 속도가 낮을 때, 인버터에 포함된 SCR의 스위칭 비율도 비교적 낮다. PWM펄스가 비교적 낮은 주파수일 때, 고조파 왜곡 현상이 전동기의 권선의 임피던스가 낮아지는 고조판에서 발생한다. 특히 교차비가 3일때, 5차와 7차 고조파가 있어서 전동기의 작동을 나쁘게 한다. 본 발명의 다른 특징은, 삼각파의 주파수가 낮은 전동기 속도일때의 기본 주파수의 배수로 증가한다. 그리고 전동기의 속도가 증가함에 따라 교차비는 속도의 값에 따라 감소한다. 예를들면 정현파 신호의 주파수가 낮아서 전동기의 속도가 비교적 낮은 경우 삼각파는 교차비가 예를들면 9가 되게 PWM발생기에 공급된다. 중간 속도에서는, 이때는 정현파 신호의 주파수도 중간인데, PWM발생기에 인가되는 삼각파의 교차비는 6으로 준다. 끝으로 정현파신호의 주파수가 커서 전동기의 속도가 클때 PWM 발생기에 인가되는 삼각파형의 교차력는 3으로준다. 다시 말하면, 작은 속도에서는 9교차삼각파가 사용되고, 전동기의 속도가 증가함에 따라 6교차 삼각파가 사용되고, 전동기의 속도가 다시 미리 정해진 값을 넘으면 3교차 삼각파가 사용된다.In the above embodiment, the triangular wave is a three-cross waveform and the intersection ratio is three. When the speed of the motor is low because the fundamental frequency of the sinusoidal control signal is low, the switching ratio of the SCR included in the inverter is also relatively low. When the PWM pulse is at a relatively low frequency, harmonic distortion occurs in the harmonic plate where the impedance of the winding of the motor is lowered. Especially when the ratio is 3, there are 5th and 7th harmonics, which makes the operation of the motor bad. Another feature of the invention is that the frequency of the triangular wave increases in multiples of the fundamental frequency when the motor speed is low. And as the speed of the motor increases, the crossing ratio decreases with the value of the speed. For example, if the frequency of the sine wave signal is low and the motor speed is relatively low, the triangular wave is fed to the PWM generator with a cross ratio of 9, for example. At intermediate speeds, the frequency of the sine wave signal is also intermediate, and the ratio of the triangle wave applied to the PWM generator is 6. Finally, when the frequency of the sine wave signal is large and the motor speed is high, the cross force of the triangular waveform applied to the PWM generator is 3. In other words, at a small speed, a nine-cross triangular wave is used, a six-cross triangular wave is used as the speed of the motor increases, and a three-cross triangular wave is used if the speed of the motor exceeds a predetermined value again.

진폭중첩법(amplitude folding technique)에 따라서 기본적인 3교차 삼각파에서 9교차 또는 6교차 삼각파를 발생하는 것은 본 발명의 장점이다.It is an advantage of the present invention to generate a ninth or sixth intersection triangle wave from a basic three-cross triangle triangle wave according to the amplitude folding technique.

제9도에 도시한 것과 같이 만약 기본 3교차 삼각파 W의 (+)피크와 (-)피크가 각각 +3, -3V라면 한쌍의 중첩준위가 각각 +1, -1V에 설정된다. 이 중첩준위는 같은 진폭과 반대 극성을 갖는다(이것을 같은 반대중첩준위라고 한다), 기본 3교차 삼각파 W가 +1, -1V의 중첩준위에서 중첩된 파형을 제9도에 실선으로 나타냈다. 즉, 기본 3교차 삼각파 W가 +1V 중첩준위를 넘으면 기본파는 반전되어 +1V 중첩준위에서 -1V 중첩준위로 점차 감소한다. 기본 삼각파가 +3V 피크준위에 다다르면, 중첩 파형은 -1V의 중첩준위에 이른다. 반전된 기본파는 +1V 중첩준위에 이를 때까지 증가하고, 기본파가 -1V 중첩준위에 다다를 때까지 원 기본파가 사용된다.As shown in FIG. 9, if the positive and negative peaks of the basic three-cross triangular wave W are +3 and -3V, respectively, a pair of overlapping levels are set at +1 and -1V, respectively. This superimposition level has the same amplitude and opposite polarity (this is called the same superimposition level). In Fig. 9, the superimposed wave of the basic three-crossing triangle wave W is superimposed at +1 and -1V. That is, when the fundamental three-crossing triangle wave W exceeds the + 1V overlap level, the fundamental wave is inverted and gradually decreases from the + 1V overlap level to the -1V overlap level. When the fundamental triangle wave reaches the + 3V peak level, the superimposed waveform reaches the superimposed level of -1V. The inverted fundamental wave increases until the + 1V overlap level is reached, and the original fundamental wave is used until the fundamental wave reaches the -1V overlap level.

이 점에서 기본파는 반전되어 +1V 중첩준위로 증가하고, 이때에 반전된 파는 -1V 중첩준위가 될때까지 감소한다. 여기서 다시 원 기본파가 사용된다. 기본파(3교차)와 중첩(9교차) 삼각파가 모든 같은 0점을 지남은 중요하다. 제3도에서 기본파가 0점을 지나는 점은 3상 정현파의 R.Y.B가 각각 0점을 지나는 점과 일치 한다.At this point, the fundamental wave is inverted and increased to the + 1V overlap level, at which time the inverted wave decreases until it reaches the -1V overlap level. Here again the original fundamental wave is used. It is important that the fundamental (3rd crossing) and superimposed (9th crossing) triangles cross all the same zero points. In Fig. 3, the point where the fundamental wave passes through 0 points corresponds to the point where R.Y.B of the three-phase sine wave passes through 0 points respectively.

이것은 다른 교차비를 갖는 삼각파 사이에서 스위치 하는데 유리하다.This is advantageous for switching between triangle waves with different ratios.

제9도에 나타낸 진폭중첩법에서, 기본 3교차 삼각파는 피이크 값의

Figure kpo00001
인 중첩준위에서 중첩되었다. 이 결과 9교차 삼각파가 발생하였다. 전동기 제어 응용에서 6교차 삼각파도 유용하다. 제10도에 6교차 삼각파가 발생하였다. 전동기 제어 응용에서 6교차 삼각파도 유용하다. 제10도에 6교차 삼각파를 나타냈다. 여기서의 (+), (-) 중첩준위는 (+), (-) 피크값의
Figure kpo00002
로 설정되었다. 6교차 삼각파도 9교차 삼각파와 같이 발생한다. 기본(3교차 삼각파가 (+)종첩준위에 이르면 기본파는 반전된다. 기본 삼각파의 (-)반주기 동안에 기본 삼각파가 (-)중첩준위에 다다르면, 삼각파는 반전된다. 제10도에 실선으로 중첩된 파를 나타냈다. 본 명세서에 보이지는 않았지만, 기본파의 5배 또는 7배의 교차 삼각파도 기본파를 적당한 중첩준위에서 중첩함으로써 만들 수 있다.In the amplitude superposition method shown in FIG. 9, the fundamental three-crossing triangle wave is the peak value
Figure kpo00001
Nested at the nesting level As a result, nine-crossing triangle waves were generated. Six-crossing triangle waves are also useful in motor control applications. In Figure 10, a six-cross triangular wave occurred. Six-crossing triangle waves are also useful in motor control applications. The sixth intersection triangle wave is shown in FIG. Here, (+), (-) overlap level is the (+), (-) peak value of
Figure kpo00002
Was set to. A six-crossing triangle wave occurs like a nine-cross triangle wave. The fundamental wave is inverted when the fundamental (three-crossing triangle wave reaches the (+) overlap level. When the fundamental triangle reaches the (-) overlap level during the (-) half period of the fundamental triangle wave, the triangle wave is inverted. Although not shown here, a cross triangle wave five times or seven times the fundamental wave can also be made by superimposing the fundamental wave at an appropriate overlapping level.

제11도에 기본(3교차) 삼각파에서 9교차 삼각파를 만드는 진폭 중첩회로의 한 실시예를 나타냈다. 이 진폭중첩회로(90)는 op amp(96), (98)로 이루어진 비교기와, oP amp(108), (110)으로 이루어진 다른 비교기로 구성된다. 제11도의 비교기는 (+)입력과 (-)입력을 갖는 op amp로 이루어 진다. 또 진폭중첩 회로(90)는 op amp(92)로 구성된 준위이전 회로(level shifting circuit)와 op amp(100), (104)로 이루어진 다른 준위 이전 회로를 포함한다. op amp(92)는 기본(3교차) 삼각파를 반전시키고, 이 반전된 파의 평균 준위를 내리도록 되어 있다.FIG. 11 shows an embodiment of an amplitude superposition circuit for producing a nine-cross triangle wave from a basic (three-cross) triangle wave. The amplitude overlapping circuit 90 is composed of a comparator composed of op amps 96 and 98 and another comparator composed of oP amps 108 and 110. The comparator of FIG. 11 consists of an op amp having a positive input and a negative input. The amplitude overlapping circuit 90 also includes a level shifting circuit consisting of an op amp 92 and another level shifting circuit consisting of op amps 100 and 104. The op amp 92 inverts the fundamental (three-cross) triangle wave and lowers the average level of the inverted wave.

이 작용을 위해서, 입력 저항(93)이 기본 삼각파를 op amp(92)의 (-)입력에 연결하고, 귀환 저항(94)이 출력과 (-)입력을 연결한다. 적당한 바이어스 전원에 의한 (-)진폭 중첩 전위 V가 op amp(92)의 (+)입력에 가해진다. 준위 이전 회로는 op amp(100), (104)로 이루어져 있고, 기본 삼각파 W를 반전하고 이 반전된 파의 평균준위를 올리도록 되어어 있다. 이 작용을 위해서, 입력 저항(101)이 op amp(100)의 (-)입력에 기본 삼각파 W를 연결하고, 귀한 저항(102)가 op amp의 출력과 (-)입력을 연결한다. (+)중첩준위 V'가 op amp(100)의 (+)입력에 가해진다. 예시된 실시예에서 (+)중첩준위 V'는 (-)입력은 저항(106)을 통하여 (-)중첩준위 V에 연결되고 출력이 귀환 저항(106)을 통하여 (-)입력에 연결된 op amp(104)로 구성된 반전 증폭기에 (-)중첩준위 V를 가함으로써 얻을 수 있다. op amp(104) 와 (+)입력은 접지된다. op amp(104)는 이득이 (-1)이 되어 of amp(92)에 오프셋전위(offset voltage)로 가해진 (-)중첩준위 V가 op amp(100)에 오프셋 전위로 가해진 (+) 중첩준위 V'와 크기가 같고 극성이 반대 이도록 하여주는 것이 좋다. of amP(96), (98), 다이오드(97), (99)로 구성된 비교기는 바이어스 전원(116)에 의한 바이어스 전위가 가해지는 저항(115)에 연결된다. 이 비교기는 op amp(92)에 의한 준위가 이전된 반전 기본파와 원래의 기본파 W중 큰 값을 공급하게 되어 있다. 저항(115)에 생기는 이 전위는 op amp(108), (110)으로 구성된 다른 비교기에 가해진다. op amp(96), (98)과 같고, 같게 연결된 이 op amp들은 다이오드(109), (111)을 통해서 저항(112)에 연결된다. 다이오드(109), (111)은 비교기 (100)에 의하여 만들어진 전위가 이전된 반전기본파와 저항(115)에 걸리는 전압중 작은 것을 저항(112)에 걸리도록 한다. 저항(112)는 예를들면 바이어스 전원(113)같은 바이어스 전위가 가해진다. 저항(112)에 가해진 전압은 기본 삼각파 W가 진폭중첩된 것이다. 이 진폭중첩된 삼각파가 버퍼(114)의 (+)입력을 통해서 출력으로 공급된다.To this end, an input resistor 93 connects the basic triangle wave to the negative input of the op amp 92 and a feedback resistor 94 connects the output to the negative input. A negative amplitude overlapping potential V with an appropriate bias power supply is applied to the positive input of op amp 92. The pre-level circuit consists of op amps (100) and (104), intended to invert the fundamental triangular wave W and raise the average level of the inverted wave. To this end, the input resistor 101 connects the fundamental triangular wave W to the negative input of the op amp 100 and the precious resistor 102 connects the output of the op amp to the negative input. A positive nesting level V 'is applied to the positive input of op amp 100. In the illustrated embodiment, the positive nesting level V ′ is an op amp whose negative input is connected to the negative nesting level V via a resistor 106 and whose output is connected to the negative input through a feedback resistor 106. It can be obtained by adding a negative nesting level V to an inverting amplifier composed of (104). The op amp 104 and the positive input are grounded. The op amp 104 has a negative overlap level with the gain of (-1) at the offset potential of the amp amp 92 at offset voltage applied to the op amp 100 at offset potential. It is good to have same size and reverse polarity of V '. A comparator consisting of of amP 96, 98, diode 97, 99 is connected to a resistor 115 to which a bias potential is applied by bias power supply 116. This comparator is to supply a larger value between the inverted fundamental wave to which the level by the op amp 92 is transferred and the original fundamental wave W. This potential on resistor 115 is applied to another comparator consisting of op amps 108 and 110. These op amps, which are the same as op amps 96 and 98, are connected to resistor 112 through diodes 109 and 111. Diodes 109 and 111 cause the resistance 112 to have the smaller of the potential applied by the comparator 100 to the transferred inverted fundamental wave and the voltage applied to the resistor 115. The resistor 112 is applied with a bias potential, for example a bias power supply 113. The voltage applied to the resistor 112 is the amplitude overlap of the fundamental triangle wave W. This amplitude superimposed triangular wave is supplied to the output via the positive input of the buffer 114.

제11도의 진폭중첩회로(90)의 동작은 제12a도-제12e도를 참조하며 설명한다. 제12a도는 기본(3교차) 삼각파 W이다. 진폭중첩전위 V는 종래의 직류전원에 의하여 만들어진다.The operation of the amplitude overlapping circuit 90 of FIG. 11 will be described with reference to FIGS. 12A-12E. FIG. 12A is a fundamental (three-cross) triangle wave W. FIG. The amplitude overlapping potential V is made by a conventional direct current power source.

op amp(92), (100), (104)의 이득은 원하는 값으로 할 수 있다. 이 방면의 일반적인 기술을 갖고 있는 사람이 알듯이, 이득은 자각의 op amp에 연결된 입력저항과 귀환저항에 의하여 결정된다. 편리를 위해서 op amp(92), (100), (104)의 이득은 1이라고 하자. op amp(92)는 기본(3교차) 삼각파 W를 반전시킨다. 그리고 (+)입력에 가해진 중첩준위 V가 오프셋 전위로서 사용된다. 따라서 op amp(92)는 제12b도의, 신호 G를 만든다. 신호 G는 반전되고, 전위가 이전된 기본 삼각파이다. 반전된 삼각파가 이전된 방향은 (-)방향이다. op amp(100)은 기본(3교차) 삼각파 W를 반전시킨다. 그리고, 이 반전된 삼각파를 (+)입력에 가해지는 오프셋 중첩준위 V'만큼 준위를 이전시킨다. 이 오프셋 중첩준위 V'는 op amp(104)에 의하여 만들어지고 중첩준위 V와 크기는 같고 극성은 반대이다. op amp(100)의 출력에 나타난 반전되고 준위가 이전된 기본파는 제12c도에 신호I로 나타냈다. 신호I의 준위가 이전된 방향은 (+)방향이다. op amp(96), (98)로 구성된 비교기는 다이오드(97), (99)와 함께 신호 G와 신호 W에서 큰 것을 선택한다. 저항(115) 양단에 걸리는 이 선택된 신호 H는 제12d도에 도시하였다. 기본(3교차) 삼각파 W의 순간치는 0점에 도달할 때까지는 신호 G의 순간치 보다 크다. 이 0점부터 신호 G가 크다. 따라서, 이 비교기 는 제12d도에 보인 것과 같이 저항(115)에 신호 G를 공급한다. 그리고 P점에서 기본(3교차) 삼각파 W가 다시 신호 G보다 커진다. 따라서 P점부터, 이 비교기는 저항(115)에 기본(3교차) 삼각파 W를 저항(115)에 공급한다. 이 결과 신호 H가 제12d에 보인것과 같이 이 저항에 발생한다. op amp(108), (110)으로 구성된 비교기는 다이오드(109), (111)와 함께, 저항(112)에 신호 H(제12d도)와 신호I(제12c도) 중 작은 것을 공급하게 된다. 처음에는 신호 H가 작으므로 저항(112)에 신호 H가 발생한다. q점에서 신호 H는 계속 증가하고 신호 I는 감소한다. 따라서 q점부터 r점까지 비교기는 신호I를 저항(112)에 공급한다. r점에서 신호 I는 계속 증가하고 신호 H는 감소한다. 따라서 r점부터 비교기는 (112)에 신호 H를 공급한다.The gains of the op amps 92, 100, and 104 can be made desired values. As one of ordinary skill in the art knows, gain is determined by the input and feedback resistors connected to the op amp in the sense. For convenience, the gain of op amps 92, 100, and 104 is 1. Op amp 92 inverts the fundamental (three-cross) triangle wave W. The superimposition level V applied to the positive input is used as the offset potential. Op amp 92 thus produces signal G, FIG. 12b. The signal G is the inverted, basic triangle wave whose potential has been transferred. The direction in which the inverted triangle wave is transferred is the negative direction. Op amp 100 inverts the fundamental (three-cross) triangle wave W. Then, the inverted triangular wave is transferred by the offset overlapping level V 'applied to the (+) input. This offset overlapping level V 'is created by the op amp 104 and has the same magnitude as the overlapping level V and the opposite polarity. The inverted and shifted fundamental wave appearing at the output of op amp 100 is shown as signal I in FIG. The direction in which the level of the signal I is transferred is the (+) direction. The comparator consisting of op amps 96 and 98 selects the larger ones in signal G and signal W together with diodes 97 and 99. This selected signal H across resistor 115 is shown in FIG. 12d. The instantaneous value of the fundamental (three-cross) triangle wave W is greater than the instantaneous value of the signal G until it reaches zero. The signal G is large from this zero point. Thus, this comparator supplies the signal G to the resistor 115 as shown in FIG. At point P, the fundamental (three-cross) triangle wave W again becomes larger than the signal G. Therefore, starting at point P, this comparator supplies the basic (three-cross) triangle wave W to the resistor 115. As a result, signal H occurs in this resistor as shown in 12d. Comparator consisting of op amps 108 and 110, together with diodes 109 and 111, will supply the smaller of signal H (Figure 12d) and signal I (Figure 12c) to resistor 112. . Initially, signal H is small and signal H is generated in resistor 112. At point q, signal H continues to increase and signal I decreases. Therefore, the comparator from point q to r supplies the signal I to the resistor 112. At point r, signal I continues to increase and signal H decreases. Therefore, from the point r, the comparator supplies the signal H to 112.

또한 0점과 P점에서 신호 H가 신호I보다 작다. S점에서 신호 H는 계속 증가하고 신호 I는 계촉 감소한다. 따라서 S점에서 이 비교기는 저항(112)에 신호I를 공급한다. t점에 도달할 때까지 신호I는 신호 H보다 작다.In addition, the signal H is smaller than the signal I at the 0 point and the P point. At point S, signal H continues to increase and signal I decreases in level. Therefore, at point S, this comparator supplies a signal I to resistor 112. Signal I is smaller than signal H until point t is reached.

제12e도에서 잘 알 수 있는 것과 같이, 저항(112)에 발생하고 버퍼(114)를 통하여 출력에 나타날 파형은 9교차 삼각파이다. 이 삼각파의 주파수는 3교차 삼각파의 기본 주파수의 3배이다. 따라서 3교차 삼각파에 대하여 주파수가 3배인 진폭중첩 삼각파는 3W로 나타낸다.As can be seen in Figure 12e, the waveform that occurs at the resistor 112 and appears at the output through the buffer 114 is a nine-cross triangular wave. The frequency of this triangle wave is three times the fundamental frequency of the three-cross triangle wave. Therefore, an amplitude superimposed triangle wave with a frequency three times with respect to the three-cross triangle wave is represented by 3W.

제11도에 나타낸 진폭중첩회로(70)에서, 저항(115)는 바이어스전원(116)과 함께 다이오드(97), (99)로 전도 전류가 확실히 흐르게 한다. 마찬가지로, 저항(112)과 바이어스 전원(113)은 다이오드(109), (111)에 전도전류가 확실히 흐르게 한다. 예시된 진폭 중첩 회로는 9교차 삼각파를 만드는 것을 설명했다. 이 회로도 단지 중첩준위 V를 바꿈으로써 6교차 삼각파를 만들 수 있다. 9교차 삼각파를 만들려면 중첩 준위는 기본(3교차) 삼각파 W의 피크값의

Figure kpo00003
이 었다. 6교차 삼각파를 만들려면 기본(3교차) 삼각파 W의 피크값의
Figure kpo00004
로 중첩준위를 선택한다. 원한다면 입력중첩준위 V의 극성은 반전시키고, 이 반전과 일치하게, 도시된 다이오드는 반대방향으로 극성이 위치해야 하고, 바이어스 전원(113), (116)의 극성도 반대가 되어야 한다. 또는, op amp(92), (100)의 (+)입력에 가해진 신호를 바꾸어줄 수도 있다. 위에 논의한 바와같이, PWM 구동 인버터의 선택된 동작은 인버터에 포함된 SCR의 주파비율이 400㎐보다 크지 않을때 가능하다.In the amplitude overlapping circuit 70 shown in FIG. 11, the resistor 115 ensures that the conduction current flows to the diodes 97 and 99 together with the bias power supply 116. Similarly, the resistor 112 and the bias power supply 113 allow the conduction current to flow through the diodes 109 and 111. The illustrated amplitude superposition circuit described the creation of a nine-crossed triangle wave. This circuit can also produce six-cross triangle waves by simply changing the superposition level V. To create a nine-cross triangular wave, the superposition level is the peak of the base (three-cross) triangle wave W.
Figure kpo00003
It was To create a six-cross triangle, set the peak value of the fundamental (three-cross) triangle wave W.
Figure kpo00004
To select the nesting level. If desired, the polarity of the input overlapping level V is reversed, and in accordance with this reversal, the diode shown must be polarized in the opposite direction, and the polarities of the bias power supplies 113, 116 must be reversed. Alternatively, the signal applied to the (+) input of the op amps 92 and 100 may be changed. As discussed above, the selected operation of the PWM drive inverter is possible when the frequency ratio of the SCR included in the inverter is not greater than 400 Hz.

삼각파 합성기(30), (60)에 의하여 발생한 삼각파는 정현하와 정확히 동기되어 있으므로, 삼각파의 주파수는 정현파의 주파수가 변함에 따라 변한다. 따라서 SCR주파비율이 과도하지 않도록 정현파의 다른 별개의 주파수에서는 교차 비율을 변화시키는 것이 좋다. 한 실시예에 있어서, 정현파의 주파수가 25-45㎐일때 삼각파의 교차비율은 9이다. PWM펄스를 발생하는데 쓰이는 이 9교차 삼각파의 주파수는 따라서 225-405㎐이다. 정현파의 주파수가 45㎐에 이르면 삼각파의 교차비율은 6으로 변해야 한다. 이 6교차 삼각파는 정현파의 주파수가 45-80㎐일때 PWM펄스를 발생하기 위하여 사용된다. 따라서 6교차 삼각파의 주파수는 270-480㎐이다.Since the triangular waves generated by the triangular wave synthesizers 30 and 60 are exactly synchronized with the sinusoids, the frequency of the triangular waves changes as the frequency of the sinusoidal waves changes. It is therefore advisable to change the crossover ratio at different distinct frequencies of the sine wave so that the SCR frequency ratio is not excessive. In one embodiment, the triangular wave crossover ratio is 9 when the frequency of the sine wave is 25-45 Hz. The frequency of this nine-crossing triangle wave, which is used to generate a PWM pulse, is therefore 225-405 Hz. When the frequency of the sine wave reaches 45 kHz, the crossover ratio of the triangular wave should change to 6. This six-crossing triangle wave is used to generate PWM pulses when the sinusoidal frequency is 45-80 Hz. Therefore, the frequency of the six-cross triangular wave is 270-480 kHz.

정현파의 주파수가 80㎐에 이르면 교차비율은 3으로 준다. 따라서 3교차 삼각파의 주파수는 약 24O㎐이다. 교차비율이 상기 정현파의 주파수범위 밖으로 변하면, 인버터에 공급되는 PWM펄스는 SCR을 충분히 높은 비율로 스위치하여, 원치 않는 고조파가 전동기의 동작을 방해하지 않도록 된다. 동시에, SCR의 최대 스위치 비율은 적당한 한계밑으로 유지된다.When the frequency of the sine wave reaches 80 kHz, the crossover ratio is given by 3. Therefore, the frequency of the three-cross triangular wave is about 24OHz. If the crossing ratio changes outside the frequency range of the sine wave, the PWM pulses supplied to the inverter switch the SCR at a sufficiently high rate so that unwanted harmonics do not interfere with the operation of the motor. At the same time, the maximum switch ratio of the SCR is kept under reasonable limits.

제13도에 본 발명이 쉽게 응용되고, PWM펄스를 발생하는 삼각파의 주파수가 전동기의 속도의 함수로 제어되는 장치의 블록도를 나타냈다. 제13도에서 PWM펄스는 각각의 R.Y.B위상에 공급된다. 따라서 각각의 PWM발생기(50R), (50Y), (50B)가 각각이 위상에 제공되어 있다. 각각의 PWM발생기는 제5도에 전술한 형이어도 된다.13 shows a block diagram of a device in which the present invention is easily applied and in which the frequency of the triangular wave generating the PWM pulses is controlled as a function of the speed of the electric motor. In Fig. 13, the PWM pulses are supplied on each R.Y.B phase. Thus, each of the PWM generators 50R, 50Y, and 50B is provided in phase. Each PWM generator may be of the type described above in FIG.

PWM 펄스를 발생하려면, 삼각파와 각각의 정현파의 위상이 PWM 발생기에 가해져야 한다. 이 점에서, 3상 정현파 전원(122)가 R 위상, Y 위상, B 위상을 각각 PWM 발생기(50R), (50Y), (50B)에 공급한다. 그리고 삼각파가 각각의 PWM 발생기에 공통으로 가해진다. 도시된 실시예에서는 삼각파는 삼각파 합성기(30), (60)에 의하여 발생한(제4도, 제7도에 도시) 기본(3교차) 삼각파이거나 또는 진폭 중첩 회로 (90)(제11도에 도시)에 의하여 발생한 9교차 삼각파이거나, 또는 진폭 중첩 회로(90')(제11도에 도시)에 의하여 발생한 6교차 삼각파이다. 삼각파 합성기(30), (60), 진폭 중첩 회로(90'), 진폭 중첩 회로(90)에 의하여 만들어진 기본(3교차), 6교차, 9교차 삼각파 중 하나가 스위치 회로(124)에 의하여 PWM 발생기 (50R), (50Y), (50B)에 공급된다. 스위치 회로(124)는 종래의 트랜지스터, 다이오드 또는 다른 반도체 스위치 소자로 구성될 수 있다. 편리를 위하여, 그리고 간단히 나타내도록, 스위치 회로는 여기서 이동접점 a, b, c이 진폭 중첩 회로(90)(3X 진폭중첩회로라고 불린다), 진폭중첩회로(90')(2X 진폭중첩회로라고 불린다), 삼각파 합성기(30), (60)에 연결되는 전기 기계 스위치로 나타냈다. 스위치 회로(124)는 선택 제어 입력을 포함하여 a, b, c 중 어느 접점이 닫히는가를 나타내는 신호를 받게 되어 있다. 그리고 가동 입력을 받아 선택된 접점을 닫도록 가동 입력을 포함한다.To generate a PWM pulse, a triangle wave and the phase of each sinusoid must be applied to the PWM generator. In this respect, the three-phase sine wave power supply 122 supplies the R phase, the Y phase, and the B phase to the PWM generators 50R, 50Y, and 50B, respectively. And a triangular wave is applied to each PWM generator in common. In the illustrated embodiment, the triangular wave is a fundamental (three-cross) triangular wave generated by the triangular wave synthesizers 30, 60 (shown in FIGS. 4 and 7) or the amplitude superimposition circuit 90 (shown in FIG. 11). Is a nine-cross triangular wave generated by?) Or a six-crossed triangle wave generated by the amplitude superposition circuit 90 '(shown in FIG. 11). One of the fundamental (three-crossing), six-crossing, and nine-crossing triangle waves made by the triangle wave synthesizer (30), (60), amplitude superimposition circuit (90 '), amplitude superimposition circuit (90) is switched by PWM. It is supplied to generators 50R, 50Y, and 50B. The switch circuit 124 may be comprised of conventional transistors, diodes or other semiconductor switch elements. For convenience and for simplicity, the switch circuit is here referred to as the moving contacts a, b, c being the amplitude overlapping circuit 90 (called 3X amplitude overlapping circuit), the amplitude overlapping circuit 90 '(2X amplitude overlapping circuit). ) And an electromechanical switch connected to the triangular wave synthesizers 30 and 60. The switch circuit 124 receives a signal indicating which contact among a, b, and c is closed, including the selection control input. And a movable input to receive the movable input and close the selected contact.

스위치 회로(124)가 접점 a, b, c 중 어느 접점을 닫느냐는 전원(122)에 의하여 제공된 정현파의 주파수의 함수이다. 주파수 검지기(126)이 전원(122)에 연결되어 전원에서 공급되는 정현파의 주파수를 검지한다. 이 정현파의 주파수가 25㎐-45Hz 같이 낮은 범위에 있을 때, 주파수 검지기(126)는 스위치 회로(124)에 접점 a를 닫는 선택제어신호를 가한다. 정현파의 주파수가 45㎐-8O㎐의 중간범위일 때, 주파수 검지기(126)는 스위치 회로(124)에 접점 b를 닫는 선택제어신호를 가한다. 마찬가지로 정현파의 주파수가 80㎐ 이상의 높은 주파수 범위일 때, 주파수 검지기(126)는 스위치 회로(124)에 접점 C를 닫는 선택제어 신호를 가한다. 스위치 회로(124)의 선택된 접점 a, b, c는 정현파의 R, Y, B 위상 중 특별한 하나가 0 기준 전위를 지날 때 닫혀야 좋다.Which of the contacts a, b or c the switch circuit 124 closes is a function of the frequency of the sine wave provided by the power source 122. The frequency detector 126 is connected to the power source 122 to detect the frequency of the sine wave supplied from the power source. When the frequency of this sinusoidal wave is in a low range such as 25 Hz-45 Hz, the frequency detector 126 applies a selection control signal to the switch circuit 124 to close the contact a. When the frequency of the sine wave is in the middle range of 45 kHz-8OHz, the frequency detector 126 applies a selection control signal to the switch circuit 124 to close the contact b. Similarly, when the frequency of the sine wave is in the high frequency range of 80 Hz or more, the frequency detector 126 applies a selection control signal to the switch circuit 124 to close the contact C. The selected contacts a, b, c of the switch circuit 124 should be closed when a special one of the R, Y, B phases of the sine wave passes the zero reference potential.

제3도에서, 기본(3교차) 삼각파는 각각 R,Y,B 위상도 동시에 0 기준전위를 지난다는 것을 보였다. 제9도와 제10도에서, 9교차 삼각파와 6교차 삼각파는 기본 3교차 삼각파와 동시에 0 기준전위를 지난다는 것을 보였다. 따라서 정현파의 어느 특별한 위상이 0점을 지날 때 보든 삼각파도 0점을 지난다. 0점 교차 검지기(128)가 정현파의 어느 특정한 위상을 받도록 연결되고, 받은 위상이 언제 0점을 지나는지를 검지 한다. 0점을 지날 때, 0점 교차검지기(128)는 스위치 회로(124)에 가동신호를 공급한다. 이 가동신호는 접점 a, b, c 중 하나를 닫도록 하고 나머지 접점을 열려 있도록 한다.In Fig. 3, the fundamental (three-cross) triangle wave shows that the R, Y, and B phases respectively cross the zero reference potential. In Figures 9 and 10, it is shown that the 9th and 6th triangle triangles cross the zero reference potential at the same time as the basic 3rd intersection triangle wave. Thus, when any particular phase of the sine wave passes zero, the triangular wave also passes zero. The zero crossing detector 128 is connected to receive a certain phase of the sine wave, and detects when the received phase passes zero point. When passing the zero point, the zero crossing detector 128 supplies an operation signal to the switch circuit 124. This enable signal causes one of contacts a, b and c to close and the other contacts to open.

여기에 보이지 않았지만, 매우 낮은 정현파의 주파수에서는 비동기 삼각파 발생기(도시되지 않았음)이 PWM 발생기(50R), (50Y), (50B)에 예를 들면 300㎐의 삼각파를 공급한다. 그렇게 낮은 정현파의 주파수에서는, 전동기의 속도가 느리고 고조파 전류에 의한 문제가 적다.Although not shown here, at a very low sinusoidal frequency, an asynchronous triangular wave generator (not shown) supplies a triangular wave of 300 Hz, for example, to the PWM generators 50R, 50Y, and 50B. At such low sinusoidal frequencies, the speed of the motor is slow and there are few problems due to harmonic currents.

PWM 전동기에 그러한 비동기 삼각파를 공급하기 위하여, 스위치 회로(124)는 주파수 검지회로(126)에 의하여 제공되는 선택제어신호에 의하여 동작하는 다른 하나의 접점을 포함하여 PWM 전동기에 비동기 삼각파를 공급한다. 실제 동작에서 매우 낮은 전동기의 속도에서, 즉 정현파의 주파수가 매우 낮을 때에, 주파수가 300㎐인 상기의 비동기 삼각파가 PWM 발생기(50R), (50Y), (50B)에 공급된다.In order to supply such an asynchronous triangular wave to the PWM motor, the switch circuit 124 supplies the asynchronous triangular wave to the PWM motor, including the other contact operated by the selection control signal provided by the frequency detecting circuit 126. At a very low speed of the motor in actual operation, i.e., when the frequency of the sine wave is very low, the above-mentioned asynchronous triangular wave with a frequency of 300 Hz is supplied to the PWM generators 50R, 50Y, 50B.

스위치회로(124)의 접점 a, b, c는 열려 있다. 각각의 PWM 발생기는 이 비동기 삼각파와 정현파의 각각의 R,Y,B 위상이 교차할 때 PWM 펄스신호를 발생한다.The contacts a, b and c of the switch circuit 124 are open. Each PWM generator generates a PWM pulse signal when the R, Y, and B phases of this asynchronous triangle wave and sinusoidal wave intersect.

이 PWM 펄스 PR, PY, PB는 PWM 구동 인버터에 공급되어 전동기의 R,Y,B 위상에 구동전류를 공급한다. 3상 정현파의 주파수가 증가하여 전동기의 속도가 증가한다고 가정하자. 주파수 검지기(126)가 정현파의 주파수가 25㎐라고 검지하면, 선택제어신호가 발생하여 접점 a가 닫힌다. 또한 0점 교차검지기(128)가 정현파 R위상의 0점을 지나는 것을 검지하도록 연결되어 있다고 하자. 0점을 교차할때 0점 교차 검지기(128)은 스위치회로(124)에 구동신호를 공급하여, 접점 a가 닫히고 나머지 모든 접점은 열린다.These PWM pulses P R , P Y and P B are supplied to the PWM drive inverter to supply the drive current to the R, Y and B phases of the motor. Suppose that the frequency of a three-phase sine wave increases, increasing the speed of the motor. When the frequency detector 126 detects that the frequency of the sine wave is 25 Hz, a selection control signal is generated to close the contact a. Further, assume that the zero crossing detector 128 is connected to detect the zero crossing of the sinusoidal R phase. When crossing the zero point, the zero crossing detector 128 supplies a drive signal to the switch circuit 124 so that the contact a closes and all other contacts open.

결과적으로, 3x 진폭중첩회로(90)에 의하여 만들어진 9교차삼각파가 PWM 발생기(50R), (50Y), (50B)에 공통적으로 가해진다. 이 9교차 삼각파는 각각의 PWM 발생기에 사용되어, 전술한 삼각교차법에 따라서 각각 PWM 펄스 PR, PY, PB를 발생한다.As a result, the 9th cross triangle wave produced by the 3x amplitude overlapping circuit 90 is commonly applied to the PWM generators 50R, 50Y, and 50B. These nine-crossed triangular waves are used in respective PWM generators to generate PWM pulses P R , P Y , and P B , respectively, in accordance with the aforementioned triangular cross method.

만약 전동기의 속도가 더욱 증가하면, 정현파의 주파수는 증가하고, 주파수 검지기(126)가 검지한 주파수가 45㎐에 이르면 스위치회로(124)에 선택제어신호가 가해져서 접점 b가 닫히도록 한다. 정현파의 R위상이 0점을 지나는 것을 검지하면, 0점 교차 검지기(128)는 스위치회로에 구동신호를 가하여 접점 b는 닫히고 나머지 접점은 열린다.If the speed of the motor further increases, the frequency of the sine wave increases, and when the frequency detected by the frequency detector 126 reaches 45 kHz, a selection control signal is applied to the switch circuit 124 to close the contact b. When detecting that the R phase of the sine wave passes through zero, the zero crossing detector 128 applies a drive signal to the switch circuit so that the contact b is closed and the remaining contacts are opened.

따라서, 2x 진폭중첩회로(90')에 의하여 발생한 6교차 삼각파가 PWM 발생기(50R), (50Y), (50B)에 공통으로 가해진다. 이 PWM 발생기는 위에 설명한 방법으로 작동하여 각각 R,Y,B위상에 연관된 PWM 펄스는 PR, PY, PB를 발생한다.Therefore, six-crossing triangle waves generated by the 2x amplitude overlapping circuit 90 'are commonly applied to the PWM generators 50R, 50Y, and 50B. This PWM generator operates in the manner described above so that the PWM pulses associated with the R, Y, and B phases, respectively, generate P R , P Y , and P B.

만약 전동기의 속도가 더욱 증가하면, 정현파의 주파수는 증가한다. 주파수 검지기(126)가 이 정현파의 주파수가 약 80㎐라고 검지하면, 스위치회로(124)에 접점 C가 닫히도록 선택제어신호가 가해진다.If the speed of the motor increases further, the frequency of the sine wave increases. When the frequency detector 126 detects that the frequency of this sinusoidal wave is about 80 Hz, a selection control signal is applied to the switch circuit 124 so that the contact C is closed.

이 선택제어 신호가 발생한 후, 0점 교차 검지기(128)이 정현파의 R위상이 다음에 검지된 0점 교차에 응하여 스위치 회로(124)에 구동신호를 가한다. 이때 접점 C는 닫히고 스위치 회로(124)의 나머지 접점은 열린다. 따라서 기본(3교차) 삼각파가 삼각파 합성기(30), (60)으로부터 PWM 발생기(50R), (50Y), (50B)에 각각 가해진다. 이 PWM 발생기는 이 PWM 펄스 PR, PY, PB를 각각 R,Y,B위상에 각각의 기본(3교차) 삼각파가 각각의 3상 정현I'1의 위상과 교차할 때 공급한다.After the selection control signal is generated, the zero point crossing detector 128 applies a drive signal to the switch circuit 124 in response to the zero point crossing in which the R phase of the sine wave is next detected. At this time, the contact C is closed and the remaining contact of the switch circuit 124 is opened. Thus, a basic (three-cross) triangle wave is applied from the triangle wave synthesizers 30 and 60 to the PWM generators 50R, 50Y, and 50B, respectively. This PWM generator supplies these PWM pulses P R , P Y , and P B on the R, Y, and B phases, respectively, when each fundamental (three-cross) triangle wave intersects the phase of each three-phase sinusoidal I'1.

이상에서는 전동기의 속도가 증가함에 따른 제13도에 도시된 장치의 동작을 설명했으나, 이 방면에 보통의 기술을 가진 자에게는 본 발명의 장치가 전동기의 속도가 감소할 때도 비슷한 방법으로 작동한다는 것이 쉽게 파악될 수 있다. 따라서 높은 속도로 동작할 때, 기본(3교차) 삼각파가 스위치회로(124)에 의하여 PWM 발생기에 공급된다.The above has described the operation of the apparatus shown in FIG. 13 as the speed of the motor increases, but for those of ordinary skill in the art, it is understood that the apparatus of the present invention operates in a similar manner even when the speed of the motor decreases. Can be easily identified. Thus, when operating at high speeds, a basic (three-cross) triangle wave is supplied by the switch circuit 124 to the PWM generator.

정현파의 주파수가 80㎐로 줄도록 전동기의 속도가 감소함에 따라, 스위치회로(124)는 6교차 삼각파를 PWM 발생기에 공급하도록 작동한다. 전동기의 속도나 더욱 줄음에 따라 정현파의 주파수는 약 45㎐까지 줄고, 이때 스위치 회로는 9교차 삼각파를 PWM 발생기에 공급하도록 작동한다.As the speed of the motor decreases so that the frequency of the sinusoidal wave decreases to 80 kHz, the switch circuit 124 operates to supply the six-crossing triangle wave to the PWM generator. As the motor speeds or slows down, the frequency of the sine wave is reduced to about 45 kHz, with the switch circuit operating to supply nine-crossing triangle waves to the PWM generator.

따라서 스위치회로(124)는 주파수 검지기(126)과 0점 교차검지기(128)에 의하여 제어되어 기본(3교차), 6교차, 9교차 삼각파를 PWM 발생기에 공급한다. 스위치회로(124)가 변하는 정현파의 주파수는 위에 논의한 특정한 예에 제한될 필요는 없다. 예를 들면, 정현파의 최대주파수가 60㎐이면 주파수 검지기(126)는 각각 25㎐, 38㎐, 50㎐의 정현파 주파수에서 선택제어신호를 발생하게 할 수 있다.Accordingly, the switch circuit 124 is controlled by the frequency detector 126 and the zero point cross detector 128 to supply the basic (three-crossing), six-crossing, and nine-crossing triangle waves to the PWM generator. The frequency of the sinusoidal wave in which the switch circuit 124 changes is not necessarily limited to the particular example discussed above. For example, if the maximum frequency of the sinusoidal wave is 60 Hz, the frequency detector 126 may generate a selection control signal at sinusoidal frequencies of 25 Hz, 38 Hz and 50 Hz, respectively.

25㎐ 이하에서는 앞에 논의한 비동기 삼각파가 PWM 발생기에 공급될 수 있다. 25㎐에서 38㎐ 사이에서는 스위치회로(124)가 9교차 삼각파를 PWM 발생기에 공급하도록 한다. 38㎐에서 50㎐ 사이에서는 스위치회로가 6교차 삼각파를 PWM 발생기에 공급하도록 한다.Below 25 kHz, the asynchronous triangle wave discussed earlier can be supplied to the PWM generator. Between 25 kHz and 38 kHz, the switch circuit 124 supplies a nine-crossing triangle wave to the PWM generator. Between 38 kHz and 50 kHz, the switch circuitry feeds a six-cross triangle wave to the PWM generator.

50㎐ 이상에서는 스위치회로(124)가 기본(3교차) 삼각파를 PWM 발생기에 공급하도록 한다. 물론 다른 전동기의 속도에서 제어하기 위해서는, 그에 따른 별도의 정현파 주파수가 결정되어 스위치 회로(124)의 동작을 제어하도록 할 수 있다.Above 50 kHz, the switch circuit 124 supplies the basic (three-cross) triangle wave to the PWM generator. Of course, in order to control at the speed of the other motor, a separate sinusoidal frequency according to it can be determined to control the operation of the switch circuit 124.

위에 논의한 바와 같이 PWM 발생기(50R), (50Y), (50B)의 출력에 발생한 PWM 전압은 여러가지 고조파 성분을 포함한다.As discussed above, the PWM voltage generated at the outputs of the PWM generators 50R, 50Y, and 50B includes various harmonic components.

이 고조파 성분의 PWM 주파수는 발생기에 공급된 특정한 삼각파의 주파수에 의하여 결정된다. 게다가 이 고조파 성분의 크기는 정현파 신호의 진폭의 함수이다. PWM전압의 주 고조파 성분은 교차비율의 2배에서 1을 빼거나 더한 주파수에서 생긴다.The PWM frequency of this harmonic component is determined by the frequency of the particular triangular wave supplied to the generator. In addition, the magnitude of this harmonic component is a function of the amplitude of the sinusoidal signal. The main harmonic component of the PWM voltage occurs at frequencies minus one or two times the crossover ratio.

따라서, 기본(3교차) 삼각파가 스위치회로(124)에 의하여 PWM 발생기에 공급되었을 때의 주된 고조파는 정현파 주파수의 5번째 또는 7번째 고조파이다. 스위치회로(124)가 6교차 삼각파가 PWM 발생기에 공급될 때, PWM 발생기의 주 고조파는 정현파 주파수의 11번째 또는 13번째 고조판이다.Therefore, the main harmonics when the basic (three-cross) triangle wave is supplied to the PWM generator by the switch circuit 124 are the fifth or seventh harmonics of the sinusoidal frequency. When the switch circuit 124 is supplied with a six-cross triangular wave to the PWM generator, the main harmonic of the PWM generator is the eleventh or thirteenth harmonic of the sinusoidal frequency.

마찬가지로 스위치 회로가 PWM 발생기에 9교차 삼각파를 공급할때, PWM 전압의 주 고조파는 정현파 주파수의 17번째 또는 19번째 고조파이다.Likewise, when the switch circuit supplies a ninth-cross triangle wave to the PWM generator, the main harmonic of the PWM voltage is the 17th or 19th harmonic of the sinusoidal frequency.

원하지 않는 고조파 성분에 의하여 전동기의 각각의 위상에 고조파 전류가 흐르면, 전동기의 동손을 증가시킨다.If harmonic currents flow in each phase of the motor due to unwanted harmonic components, the copper loss of the motor is increased.

그러한 고조파 전류는 전동기의 권선의 임피던스에 의하여 제한된다. 이 임피던스는 높은 주파수에서 비교적 크다. 예를 들면 주파수가 30㎐ 정현파일 때 선택된 교차비율은 9이고, 주 고조파는 17번째 고조파인 510㎐와 19번째인 570㎐이다.Such harmonic currents are limited by the impedance of the windings of the motor. This impedance is relatively large at high frequencies. For example, when the frequency is 30 Hz sinusoidal file, the selected crossover ratio is 9, and the main harmonics are 17th harmonic 510 Hz and 19th 570 Hz.

이 높은 주파수에서의 전동기의 권선 임피던스는 높다. 따라서 17번째 고조파 전류와 19번째 고조파 전류는 높은 임피던스에 의하여 제한되므로 전동기의 동작에 작은 효과만 갖는다.The winding impedance of the motor at this high frequency is high. Therefore, the 17th harmonic current and the 19th harmonic current are limited by the high impedance and thus have only a small effect on the operation of the motor.

게다가 정현파의 주파수가 30㎐이고 9교차 삼각파가 PWM 발생기에 공급되면 각각의 PWM 구동 인버터의 위상은 270㎐ 비율로 스위치된다. 이것은 SCR의 상주파 비율안에 들어간다.In addition, if the frequency of the sine wave is 30 kHz and a nine-crossing triangle wave is fed to the PWM generator, the phase of each PWM drive inverter is switched at a rate of 270 kHz. This falls within the SCR's normal frequency ratio.

기본(3교차), 6교차, 9교차 삼각파의 고조파 해석은 다음과 같다.The harmonic analysis of the fundamental (three-crossing), six-crossing, and nine-crossing triangle waves is as follows.

Figure kpo00005
Figure kpo00005

위의 도표에서 최대 고조파 전압의 실제값은 지시된 소수점에 인버터의 공급전원의 직류전압을 곱하여 얻는다.In the diagram above, the actual value of the maximum harmonic voltage is obtained by multiplying the indicated decimal point by the DC voltage of the inverter's supply.

위의 도표에 표시하지 않았지만, 6교차 삼각파가 PWM발생기에 공급될때, PWM전압은 비교적 낮은 전압인 5번째와 7번째 고조파도 포함된다. 예를 들면 최대 11번째 고조파 전압에서 5번째 고조파의 전압은 0.09이고 7번째 고조파의 전압은 0.005이다.Although not shown in the diagram above, when a six-cross triangular wave is supplied to the PWM generator, the PWM voltage also includes the fifth and seventh harmonics, which are relatively low voltages. For example, at the maximum 11th harmonic voltage, the voltage of the fifth harmonic is 0.09 and the voltage of the seventh harmonic is 0.005.

최대 13번째 고조파 전압에서, 5번째 고조파 전압은 0.12이고 7번째 고조파 전압은 0.029이다. 따라서 9교차 삼각파가 PWM 발생기에 공급되면 PWM전압은 7번째와 11번째 고조파가 포함된다. 17번째와 19번째 고조파가 최대전압일때 7번째와 11번째 고조파 전압은 0.09이다. 따라서 낮은 치수의 고조파 성분은 매우 낮은 전압 준위를 나타내므로 전동기의 동작에 별 효과를 나타내지 않는다.At the maximum 13th harmonic voltage, the 5th harmonic voltage is 0.12 and the 7th harmonic voltage is 0.029. Therefore, when the 9th cross triangle wave is supplied to the PWM generator, the PWM voltage includes the 7th and 11th harmonics. When the 17th and 19th harmonics are the maximum voltage, the 7th and 11th harmonic voltages are 0.09. Therefore, the harmonic components of low dimension show very low voltage level, and therefore do not show much effect on the operation of the motor.

본 발명은 선택된 실시예를 참조하면서 설명하였으나, 이 방면에 보통의 지승을 갖은 자에게는 어긋나지 않고 본 발명의 정신과 범위에서 여러가지 변화와 수정을 가할 수 있다. 예를들면 제4도와 보인 삼각파 합성기는 특별히 3상 정현파 신호에서 삼각파를 만드는 것을 기술했다.While the present invention has been described with reference to selected embodiments, various changes and modifications can be made without departing from the spirit and scope of the present invention without departing from those having ordinary knowledge in this respect. For example, the triangular wave synthesizer shown in Figure 4 specifically describes the generation of triangular waves from three-phase sinusoidal signals.

본 발명에 따르면 n이 정수이며 3에 제한되지 않았을 때 n 위상 정현파 신호에서 삼각파를 합성할 수 있다. 만약 n 위상 정현파의 기본 주파수가 f이면 합성된 삼각파의 주판수는 nf이다. 그리고 제3도에는 그 위상이 0점을 지난후 미리 정해진 위상각안에 이는 부분을 선택함으로써 삼각파를 합성했으나, 교차 준위는 오직 0점으로 제한될 필요가 없다. 원하면 다른 기준 준위도 사용될 수 있다. 제3도에서 더욱 정확히 말하면, 위상이 정현파 신호의 평균값에서 미리 정해진 위삼각안에 있으면 각각의 위상이 선택된다. 또한 삼각파 합성기, PWM 발생기, 진폭 중첩회로도 특별한 회로가 다만 도시되었을 뿐이다. 다른 회로도 이 특별한 실시예에 설명된 작용을 할 수 있다. 따라서 특허청구의 범위는 전술한 것은 물론 여러가지 변화와 수정도 포함하는 것으로 해석되야 한다.According to the present invention, when n is an integer and is not limited to 3, a triangular wave can be synthesized from an n-phase sine wave signal. If the fundamental frequency of the n-phase sine wave is f, the number of synthesized triangular waves is nf. And in FIG. 3, the triangle wave is synthesized by selecting a portion that falls within a predetermined phase angle after the phase passes zero, but the crossing level need not be limited to only zero. Other reference levels may be used if desired. More precisely in FIG. 3, each phase is selected if the phase is within a predetermined upper triangle from the average value of the sinusoidal signal. In addition, the triangular wave synthesizer, the PWM generator, and the amplitude superposition circuit have only been shown with a special circuit. Other circuitry can also function as described in this particular embodiment. Therefore, the scope of the claims should be construed as including various changes and modifications as well as those described above.

Claims (1)

각 상의 기본파 주파수 f인 위상 정현파 신호로부터 nf의 주파수를 가지며 선형적인 기울기를 가지고 첨차 상승하거나 점차 하강하는 변들을 가진 삼각파를 발생하는 것으로, 상기 정현파 신호의 상기 n상의 어떤 한 부분이 기준 교차점으로부터 미리 결정된 크기의 각 내에 있을 때를 검지하는 검지장치와, 일련의 상기 검지된 부분들을 선택하여 삼각파를 합성하기 위한 선택장치를 가지는 삼각파 발생장치.From a phase sinusoidal signal, which is the fundamental wave frequency f of each phase, generates a triangular wave with a frequency of nf and a steeply rising or falling edge with a linear slope, where any part of the n phase of the sinusoidal signal is from a reference intersection. And a detection device for detecting when it is within an angle of a predetermined size, and a selection device for synthesizing a triangle wave by selecting a series of said detected portions.
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