TW591885B - Inverter device for controlling AC motor - Google Patents

Description

591885 五、發明說明 發明所 本發 置之功能 :先前技 用以 反向器裝 授控制。 設有檢測 授控制。 此時 波動，將 良現象， 器裝置的 資訊，於 衡之調整 在先 之增益失 旋轉馬達 且，在更 測器時， 【發明内 本發 先前技術 或者在將 (1) 屬之技術領域】 明係有關一種使用於交流馬達之控制之反向器裝 提升。 術】 驅動交流馬達之反向器裝 置輸出到交流馬達之各相 例如，在裝設於三相交流 2相各電流的電流檢測裔 置，係檢測並回授從該 電流，以進行電流之回 馬達之反向器裝置中， 以進行各相電流的回 ，電流檢 使交流馬 以往係在 電流檢測 每一台反 °例如， 前之技術 衡，係在 或使反向 換反向器 也需要再 容】 明之目的 之問題點 反向器裝 測器的增 達產生旋 反向器裝 器之檢測 向器裝置 參照曰本 中，為了 反向器裝 器裝置之 裝置，將 度進行相 益若出 轉不勻 置運轉 值或馬 以手動 特開平 修正反 置運轉 輸出電 該反向 同之調 現差異，則會 。為了避免出 前或運轉中， 達的速度、位 或自動方式進 6 - 1 2 1 5 6 9號公 向器裝置的電 前或運轉中， 流流通等的處 器連接到馬達 整。 產生轉矩 現該種不 利用反向 置與轉矩 行增益失 報。 流檢測器 需要進行 理。而 或電流檢 ，在於提供一種反向器裝置，其係解決 在運轉時不需要調整， 、或更換反向器裝置時 ，使反向器裝置 置安裝在馬達時

314323.ptd 第8頁 591885 五、發明說明（2) 不 需要進行增益失衡的再調整。 流 本發明係設置有··各電流檢測機構，用以進行檢 馬達控制用之反向器裝置之2相以上的各相電流；儲、人 機構，用以修正前述各電流檢測機構的增益失衡之 \ Λ，以及儲存修正機構，根據驅動前述 、，賁 :存述修正資訊來修正前述增益 仃反向态衣置運轉時所需之調整，以及組裝、更二 裝置於馬達？所需的增益失衡調整。又，用以修正該二 二失衡之修正貧訊，係根據從裝設在反向器裝置之各‘』 出，並儲存在前述? 一“彳電路的回授值而求 而’該修正資訊係採用2相以上 益比率或增益本身，戍在2相& 4Έ 4电丨L k測栈構的增 流通2型以上的輸出電Λ:: ί::相同電流的狀態下 电》’丨l ’ 並此日才所^日j 剛電路之輸出值的差分比率作為修正:，：。的各相“檢 電汽21 ^才t=&反向器褒置—體化裝設有2相以上的 漁j機構的增益失衡，ΐ = = ί向益裝置時可求出電流檢 訊設定、儲存在儲存機構，、因=^ f增益，衡的修正資 馬達時，不需要進行辦M失 H§亥反向器裝置安裝在 的運轉。❿且在更換】尤能立即進行反向器 整。因此，在將反向哭衣置日寸也不需要增益失衡的調 值求出儲存在儲：；=授；電流控制電路的電流回授 成構的用以修正增益失衡之修正資訊，

第9頁 591885 五、發明說明（3) 因而可獲得更正確的資气。 實施方式】 第1圖係使用在本蘇 上 之 一實施形態的方塊圖\本者父流p馬達控制之反向器裝置 第1圖所示，由以下構件本貝知形態的反向器裝置10係如 二極體等構成反向界本身Μ +成.由電晶體等開關元件與 控制該電橋電路心 m0dulati0n)指令之p e Wldth 狀番沾“共A = 產生部2;根據來自上位控制 ^ /;'L 專矩指令）與電流回授值進行電流的回授 控制’並將指令信號輸出到PWM指令產生部2之電流控制電 路3 ·’電流檢測器4r、4S (在該實施形態係用來檢測_與s 相的電流），A/D轉換器5r、5s ;乘法器6 ;以及EEPROM (可 刪除·再寫入之唯讀記憶體）7。 本發明之特徵，係如該第1圖所示，具有：於反向器 裝置1 0内已經裝設有電流檢測器4 r、4 s及A / D轉換器5 r、 5s的電流檢測機構；乘法器6 ;及EEPROM7。 反向器裝置1 0的輸出，亦即電橋電路1的R相、S相、T 相的輪出，係連接到交流馬達。根據來自上位控制裝置 (未圖示）的電流指令（轉矩指令），及由電流檢測器4 r、4 s 所檢測並在A/D轉換器5r、5s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PWM指令產 生部2輸出指令信號。藉由該指令信號，PWM指令產生部2 會發出使電橋電路1的開關元件on/of丨的指令，以控制 電橋電路1。

314323.ptd 第10頁 591885 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 含電流檢測器的增益與A/D轉換器的增幻若為_樣就沒有 問題麥ίί由於通f都是不@，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 ，流檢f機構的增益（電流回授的增益）調整為同樣，在該 實施形態下，將R相的電流回授信號乘以儲存在£：£：1)1?〇"的 修正值H，u並將R相的電流檢測機構（4r、5r)的增益（電流 回扠的增贫，包含電流檢測器化與A/D轉換器5r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。 以往’在反向器裝置内並未内建有用以儲存增益失衡 的ROM °因此電流檢測器的增益失衡之調整，僅能在將反 向器裝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EE PROM 7。 其結果，在將反向器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 行此項調整，所以使馬達控制裝置之構成變得容易。

314323.ptd 第11頁 591885 五、發明說明（5) 第2圖係測試該電流檢測機構的增益失衡，以及將用 以調整該增益失衡的修正值Η寫入於EEPROM7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相裝設有電流檢測器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 I 〇 = 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’將由電流檢測裔4 r所檢測出 的值設定為I r d 1，將由電流檢測器4 s所檢測出的值設定為 I s d 2。又，於流通電流一B安培時，將由電流檢測器4 r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4 r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 從連接第3圖的點（一B、I r d 2 )與點（A、I r d 1 )之直線的傾 斜求出。

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 Isdl變化成Isd2，所以電流檢測器4s的增益Gs可從連接第

314323.ptd 第12頁 591885 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=(Isdl- 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。

Gub=(G"Gs)-l 二[(Ir(H-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) =l/[(Irdl- Ird2)/(Isdl- Isd2)] ……（4) 因此，將由電流檢測器4 r、4 s所檢測出的I r d 1、

Ird2、Isdl、Isd 2透過A / D轉換器5 r、5 s輸入到運算裝置 2 2，並於該運算裝置2 2執行上述4式的運算，而求得修正 值H，並利用ROM寫入器23將修正值Η寫入反向器裝置10内 的 EEPR0M7。 如此，在反向器裝置1 0内組裝2相份的電流檢測機構 (電流檢測器4 r、4 s與A / D轉換器5 r、5 s )，且儲存用以修 正該電流檢測機構的增益失衡之資訊Η，而一體構成可修 正增益失衡的反向器裝置1 0，因此於將該反向器裝置1 0安 裝於馬達時立即可以開始運轉反向器。 此時，例如於S相流通電流I時，由電流檢測器4 s所檢 測出並於A/D轉換器5s轉換成數位信號，而回授到電流控 制電路3的檢測電流值I s d係成為：

I sd = Gs · I

314323.ptd 第13頁 591885 五、發明說明（7) 同樣地’於R相流通電流I時’由電流檢測^§ 4 r所檢測 出並於A/D轉換器5r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 並於措由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 據改變電流的大小、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G u b、修正值Η，然而 該種方法係為了排除電流偏置，若沒有該偏置，則只流通 預定量的電流’並猎由所檢測的檢測電流值’亦可求出各 電流檢測機構的增益。 此外，亦可分別求出各個電流檢測器4 r、4 s與A / D轉 換器5 r、5 s的增益，以求得增益失衡。然而，本發明係屬 於將電流檢測器4 r、4 s與A / D轉換器5 r、5 s等電流檢測機 構組裝在反向器的裝置，在該種組裝狀態下，根據回授到 電流控制電路的檢測電流值求出增益失衡，而可以更正確 地求出包含電流檢測機構之電流回授增益的增益失衡。 又，修正值Η係儲存在EEPR0M7等可改寫的非揮發性記 憶體，所以在增益失衡改變時，也可以變更該修正值Η。 一般而言，電流控制電路3係由通常之處理器所構 成，且利用軟體控制該電流控制。此時，係利用該電流控

314323.ptd 第14頁 591885 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 591885 圖式簡單說明 【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 1 電橋電路 2 PWM指令產生部 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 EEPROM 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. ^1885 號 921J0664 申請專利範圍 ΙΪΕΓ 月 曰 修正 種交流馬達控制用之反向器裝置，係具備有： 流 .各電流檢測機構，用以進行檢測2相以上的各相電 择兴f存機構，儲存用以修正前述各電流檢測機構的 θ皿失衡之修正資訊；以及 存播ϊίΐ構，於驅動前述馬達時根據儲存在前述儲 子機構的别述修正資訊來修正前述增益失衡。 士 口申請專利II ®帛i項#交流馬達控制用之反向器裝 ，其中，用以修正前述增益失衡之修正資訊，係、 組裝在反向器裝置的各電流檢測機構回授到反向x 裔衷置的電流控制電路之回授值而求出， 前述儲存機構。 並且儲存在 如申請專利範圍第1項的交流馬達控制用之反向界束 置’其中，用以修正前述增益失衡之修正資訊，係 將該反向器裝置裝設在馬達之前儲存在前二儲存=在 構。 =申請專利範圍第丨項、第2項或第3項的交流馬 :之反向器裝置，其中’儲存在前述儲存機構的用工以制 之增益比率。 的電、流檢測機構 =申請專利範圍第丨項、第2項或第3項的交流 1之反向器裝置，其中」儲存在前述儲存機構的達九制 修正增盈失衡之修正資訊，係2相以上的 之增益。 龟^檢測電路

   314323修正版.ptc 第17頁 2004. 04. 22.017 591885 案號 92100664 'S^%^ E! 9a 4*23 f 1年艺月&7丨日 修正 六6. 申請專利範圍 "TfpT IMJ 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電流檢測機構與第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，以及前述第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。

   314323修正版.ptc 第18頁 2004. 04. 22.018