TW200304270A - Inverter device for controlling AC motor - Google Patents

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Description

200304270 五、發明說明（1) ΐ發明所屬之技術領域】 本發明係有關一種使用於交流馬達之控制之反向器裝 置之功能提升。 【先前技術】 用以驅動交流馬達之反向器裝置，係檢測並回授從該 反向器裝置輸出到交流馬達之各相電流，以進行電流之回 授控制。例如，在裝設於三相交流馬達之反向器裝置中， 設有檢測2相各電流的電流檢測為5以進行各相電流的回 授控制。 • 此時，電流檢測器的增益若出現差異，則會產生轉矩 波動，將使交流馬達產生旋轉不勻。為了避免出現該種不 良現象，以往係在反向器裝置運轉前或運轉中，利用反向 -器裝置的電流檢測器之檢測值或馬達的速度、位置與轉矩 資訊，於每一台反向器裝置以手動或自動方式進行增益失 衡之調整。例如，參照日本特開平6 - 1 2 1 5 6 9號公報。 在先前之技術中，為了修正反向器裝置的電流檢測器 之增益失衡，係在反向器裝置運轉前或運轉中，需要進行 旋轉馬達或使反向器裝置之輸出電流流通等的處理。而 ，在更換反向器裝置，將該反向器連接到馬達或電流檢 β器時，也需要再度進行相同之調整。 【發明内容】 本發明之目的，在於提供一種反向器裝置，其係解決 先前技術之問題點，使反向器裝置在運轉時不需要調整， 或者在將反向器裝置安裝在馬達時、或更換反向器裝置時
314323.ptd 第8頁 200304270 五、發明說明（2) 不需要進行增益失衡的再 本發明係設置有：各 流馬達控制用之反向器^ 機構，用以修正前述各電 ，以及儲存修正機構， 儲存機構之前述修正資訊 進行反向器裝置運轉時 器裝置於馬達時所需J 二=衡之修正資訊，係根 才双測機構回授到反向器裝 出，亚儲存在前述儲存機 H u而，該修正資訊係採 显比率或增益本身，或在 流通2型以上的輸出 測電路之輸出值的差分&比 _、本發明由於係在反向 電流檢測機構，所以在雙 測機構的增益失衡，又由 汛°又义、儲存在儲存機構 馬達時，不需要進行增益 的運轉。@且在更換反向 ，。因此，在將反向器裝 ϋ易。&外’可以根據 值求出儲存在儲存機構的 調整。 電流檢測機構，用以進行檢測交 置之2相以上的各相電流；儲存 流檢測機構的增益失衡之修正資 根據驅動前述馬達時儲存在前述 來修正前述增益失衡；藉此無需 需之調整，以及組裝、更換反向 益失衡調整。又，用以修正該增 據從裝設在反向器裝置之各電流 置之電流控制電路的回授值而求 構。 用2相以上之電流檢測機構的增 2相輸出流通相同電流的狀態下 並以此時所獲得的各相電流檢 率作為修正資訊。 益裝置一體化裝設有2相以上的 造該反向器裝置時可求出電流檢 於將用以修正增益失衡的修正資 ’因此當將該反向器裝置安裝在 失衡的調整就能立即進行反向器 裔裝置時也不需要增益失衡的調 置安裝在馬達的現場，作業也變 回授到電流控制電路的電流回授 用以修正增益失衡之修正資訊，
200304270 五、發明說明（3) 因 而可獲得更正確的f 實施方式 訊 第1圖係使用在本乂、 之一實施形態的方塊m & 、父流馬達控制之反向器裝置 第1圖所示，由以下\盖杜。本實施形態的反向器裝置10係如 二極體等構成反向哭太所構成：由電晶體等開關元件與 控制該電橋電路工的\WM ^電橋電路1;作成用以驅動並 modulation)指令之 pw (=衝寬度調製，Pulse width 裝置的電流指令（轉矩_曰八'產生部2 ;根據來自上位控制 •制，並將指令信;虎於二丨？電流回授值進行電流的回授 路3 ;電流檢測器4^、's(在WM指令產生部2之電流控制電 相的電流）；換器5r、f實用來檢測财目與8 r 5s ;乘法器6 ;以及EEPR0M (可 刪除·再寫入之唯讀記憶體）7。 本發明之特被，係如該第丨圖所示，具有··於反向器 裝置1 0内已經裝设有電流檢測器4 r、4 3及A / D轉換器5 r、 5s的電流檢測機構；乘法器6 ;及EEPR〇M7。 反向器裝置1 〇的輪出，亦即電橋電路丨的R相、s相、τ 相的輸出，係連接到父流馬達。根據來自上位控制裝置 圖示）的電流指令（轉矩指令），及由電流檢測器4r、4s 學檢測並在A/D轉換裔5 r、5 s轉換成數位信號之電流回授 值，電流控制電路3進行電流的回授控制，並對指令產 生部2輸出指令信號。藉由該指令信號，指令產生部2 會發出使電橋電路1的開關元件on/of f的PWM指令，以控制 電橋電路1。
3]4323.ptd 第10頁 200304270 五、發明說明（4) 2組電流檢測機構的增益（電流檢測機構的增益係指包 含電流檢測器的增益與A/D轉換器的增益）若為一樣就沒有 問題，但是由於通常都是不同，所以為了調整該增益失衡 而設置有乘法器6、EEPR0M7。藉由該等機構將R相、s相的 ，，檢，機構的增益（電流回授的增益）調整為同樣，在該 1知形悲下’將R相的電流回授信號乘以儲存在的 仏正值Η，並將R相的電流檢測機構（4 r、5 r )的增益（電流 =杈的增盈，包含電流檢測器“與A/D轉換器&的增益）調 整成與S相的電流檢測機構（4 s、5 s )的增益（包含電流檢測 器4s與A/D轉換器5s的增益）相等。 、 以在’在反向器裝置内並未内建有用以儲存增益失衡 的R 0 Μ。因此電流檢測器的增益失衡之調整，僅能在將反 白如衣置及電流檢測器組裝在馬達後進行，或於起動反向 器裝置並驅動馬達的途中進行調整，或在驅動馬達前鎖住 馬達的旋轉並將電流流到反向器裝置，以檢測電流檢測機 構的增益失衡來進行調整。 本發明由於係將電流檢測器4r、4s及A/D轉換器5r、 5 s—體化組裝成反向器裝置，所以已經決定了電流檢測機 構的特性，也確定了電流檢測機構（電流回授）的增益失 衡。因此，於構成反向器裝置1 〇時，可以測出該電流檢測 機構的增益失衡，並將修正值Η儲存在EEPR0M7。 其結果’在將反向裔裝置組裝在馬達的現場，不需要 進行增益失衡的調整，當然更換反向器裝置時也不需要進 4丁此項調整，所以使馬達控制裝置之構成變得容易。
200304270 五、發明說明（5) 第2圖係測試該電流檢測機構的增盈失衡，以及將用 以調整該增益失衡的修正值Η寫入於EEPR0M7的說明圖。 在將該反向器裝置1 0組裝在馬達之前，亦即在構成該 反向器裝置1 0時（例如出貨時），利用負載電阻2 1將進行電 流檢測的2相份輸出端子予以短路。於該實施形態下，由 於在R相、S相裝設有電流檢測裔4 r、4 s ’所以將負載電阻 2 1連接到R相、S相的輸出端子。而且，並將A/D轉換器 5 r、5 s的輸出連接到運算裝置2 2。 - 在該R相與S相之間流通直流電流I 〇。例如，首先流通 = A安培，其次，改變其大小與符號，流通I 〇=— B安培。 在此，於流通電流A安培時，將由電流檢測器4 r所檢測出 的值設定為I r d 1’將由電流檢測裔4 s所檢測出的值設定為 I sd2。又，於流通電流一B安培時，將由電流檢測器4r所 檢測出的值設定為I r d 2，並將由電流檢測器4 s所檢測出的 值設定為I s d 1。 其結果，如第3圖所示，由於在R相流通的電流於從一 B安培變化到A安培之期間，由電流檢測器4r所檢測出的檢 測值會從I r d 2變化成I r d 1，所以電流檢測器4 r的增益G r可 連接第3圖的點（一B、I r d 2 )與點（A、I r d 1 )之直線的傾 求出
Gr=(Irdl- Ird2)/(A+ B) ……（1 ) 又，同樣地，由於在S相流通的電流於從一B安培變化 到A安培之期間，由電流檢測器4 s所檢測出的檢測值會從 I s d 1變化成I s d 2，所以電流檢測器4 s的增益G s可從連接第
314323.ptd 第12頁 200304270 五、發明說明（6) 4圖的點（一B、I s d 1 )與點（A、I s d 2 )之直線的傾斜求出。
Gs = ( Isd1— Isd2)/(A+ B) ...... (2) 增益失衡Gub可藉由上述的1式、2式，利用下述的3式 求出。
Giib=(Gr/Gs)-l = [(Irdl-Ird2V(Is(H-Isd2)]-1 …（3)‘ 在該實施形態中，由於係藉由將R相的檢測電流值乘 上修正值Η來解除該增益失衡，故修正值η為： H=l/(Gub+ 1) =(Gs/Gr) =1/[( Irdl— Ird2)/( Isdl— ISd2 ) ] ...... (4) 因此’將由電流檢測器4 r、4 s所檢測出的丨r d 1、
Ird2、Is(H、Isd2透過A/D轉換器5r、5s輸入到運算裝置 22，並於該運算裝置22執行上述4式的運算，而求得修正 值Η，並利用ROM寫入器23將修正值Η寫入反向哭梦置1 〇内 的 EEPR0M7。 广於此ΡΙ二在i反向广，置1 〇内組裝2相份的電流檢測機構 (电 >瓜k測斋4r、4s與A/D轉換器5r、、九 正該電流檢測機構的增益失衡之資訊Η，’且儲存用以铋 正增益失衡的反向器裝置1 〇，因此於將今％ 一體構成可修 裝於馬達時立即可以開始運轉反向器。μ反向器裝置1 0安 此時，例如於S相流通電流I時，由命☆ 測出並於A/D轉換器5s轉換成數位信號，電流檢測器4s所檢 制電路3的檢測電流值I Sd係成為：~ ’而回授到電流控
I sd = Gs · I
200304270 五、發明說明（7) 同4八地，於R相流通電流.1時，由電流檢測器打所檢測 出並方、' A / D轉換杰5 r轉換成數位信號，再於乘法器6乘上修 正值Η，而回授到電流控制電路3的檢測電流值I rd係成 為： ”
Ird:Gr· I· H=Gr· I· (Gs/Gr)=Gs· I 並於藉由R、S相的電流檢測機構檢測出相同大小的電流 時，回授到電流控制電路3的檢測電流值，即成為相同大 小的檢測電流值，而使增益失衡獲得調整。 '· 又’上述之求出增益失衡Gub、修正值Η的方法，係根 擎改變電流的大小、方向而流通Α安培、Β安培的電流時所 檢測出的檢測電流值，求出增益失衡Gub、修正值\|然而 •該，方法係為了排除電流偏置，若沒有該偏置，則只^通 預定量的電流，並藉由所檢測的檢測電流值，亦可求出夂 電流檢測機構的增益。 ’ 此外，亦 5 r、 5 s白勺 電流檢測 裝在反向 控制電路 出包含電 又，修正 ，所以在 一般而言 且利用軟 換器 於將 構組 憶體 成， 可分別求出各個電流檢測器4r、“盥A/D轉 增益，以求得增益失衡。然@，本發明係屬 β 4r、4s與A/D轉換器5r、5s等電流檢測機 器的裝置、，在該種組裝狀態τ，根據回授到 的檢測電流值求出增盈失衡，而 W 而可以更正確 流檢測機構之電流回授增益的增益失衡。 值Η係儲存在EEPR0M7等可改宜沾: J叹冩的非揮發性記 增益失衡改變時，也可以繆η # 又更该修正值Η。 ’電流控制電路3係由通常之卢 φ之處理器所構 體控制該電流控制。此時，得4|I > %利用該電流控
314323.ptd
200304270 五、發明說明（8) 制電路3的處理器進行乘法器6的軟體處理。由於是利用軟 體處理，所以儲存在EEPR0M7等可改寫的非揮發性記憶體 之資訊，不管是修正值Η，或是增益失衡Gub，甚至各電流 檢測機構的各個增益或其增益的比率皆可。
314323.ptd 第15頁 200304270 圖式簡單說明 【w圖式簡單說明】 第1圖係本發明之反向器裝置之一實施形態的方塊圖。 第2圖係該實施形態中的增益失衡之測試方法及修正值 的設定方法之說明圖 第3圖係利用該實施形態中的增益失衡之測試方法所得 之R相檢測結果之說明圖 第4圖係利用該實施形態中的增益失衡測試方法所得之 S相檢測結果之說明圖 電橋電路 2 PWM^l i令產生部 3 電流控制電路 4 r ' 4 s 電流檢測 5 r、 5s A/D轉換器 6 乘法 器 •7 EEPR0M 10 反向 器裝置 21 負載電阻 22 運算 裝置 23 ROM寫入器 R R相 S S相 T T相
314323.ptd 第16頁

Claims (1)

  1. 200304270 六、申請專利範圍 1. 一種交流馬達控制用之反向器裝置，係具備有： 各電流檢測機構，用以進行檢測2相以上的各相電 流； 儲存機構，儲存用以修正前述各電流檢測機構的 增益失衡之修正資訊；以及 修正機構，於驅動前述馬達時根據儲存在前述儲 存機構的前述修正資訊來修正前述增益失衡。 2. 如申請專利範圍第1項的交流馬達控制用之反向器裝 置，其中，用以修正前述增益失衡之修正資訊，係根 據從組裝在反向器裝置的各電流檢測機構回授到反向 器裝置的電流控制電路之回授值而求出，並且儲存在 前述儲存機構。 3. 如申請專利範圍第1項或第2項的交流馬達控制用之反 向器裝置，其中，用以修正前述增益失衡之修正資 訊，係在將該反向器裝置裝設在馬達之前儲存在前述 儲存機構。 4. 如申請專利範圍第1項、第2項或第3項的交流馬達控制 用之反向器裝置，其中，儲存在前述儲存機構的用以 修正增益失衡之修正資訊，係2相以上的電流檢測機構 之增益比率。 5. 如申請專利範圍第1項、第2項或第3項的交流馬達控制 用之反向器裝置，其中，儲存在前述儲存機構的用以 修正增益失衡之修正資訊，係2相以上的電流檢測電路 之增益。
    314323.ptd 第17頁 200304270 六、申請專利範圍 6V .如申請專利範圍第1項、第2項或第3項的交流馬達控制 用之反向器裝置，其中，儲存在前述儲存機構的用以 修正增益失衡之修正資訊，係於前述2相輸出流通相同 電流的狀態下流通2型以上的輸出電流，而在此時所獲 得的各相電流檢測電路之輸出值之差分比率。 7. —種交流馬達控制用之反向器裝置，係具備有： 含有複數個開關元件的反向器電路； 產生用以驅動控制前述反向器電路的PWM指令之 -PWM指令產生部； # 將指令信號輸出到前述PWM指令產生部之電流控制 電路；以及 在從前述反向器電路輸出的3個相電流之中，檢測 任意2個相的電流之第1電流檢測機構與弟2電流檢測機 構； 其中，前述電流控制電路係根據接收到來自上位 控制裝置的電流指令’以及前述弟1電流檢測機構及第 2電流檢測機構所檢測的電流回授值，產生對前述PWM 指令產生部發出之指令信號；其特徵為： , 在前述第1電流檢測機構與前述電流控制電路之 ®間，設置有乘法電路，其係於回授到前述電流控制電 路之值乘上第2電流檢測機構的電流回授增益與第1電 流檢測機構的電流回授增益之比。
    3]4323.ptd 第18頁
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