JP2021106458A - Inverter device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、インバータ回路により三相交流電圧をモータに印加して駆動するインバータ装置に関するものである。 The present invention relates to an inverter device that is driven by applying a three-phase AC voltage to a motor by an inverter circuit.
従来よりモータを駆動するためのインバータ装置は、複数のスイッチング素子により三相のインバータ回路を構成すると共に、UVW各相のスイッチング素子をPWM(Pulse Width Modulation)制御し、正弦波に近い電圧波形をモータに印加して駆動するものである。 Conventionally, an inverter device for driving a motor has a three-phase inverter circuit composed of a plurality of switching elements, and PWM (Pulse Width Modulation) control of the switching elements of each phase of UVW to obtain a voltage waveform close to a sine wave. It is driven by applying it to a motor.
図19はモータに流れる各相電流(モータ電流)の位相を示している。尚、iuはU相電流(実線)、ivはV相電流(一点鎖線)、iwはW相電流(破線)である(何れも−1〜1に補正して正規化した値)。各相電流iu、iv、iw(モータ電流)は何れも正弦波状であるため、180°毎にゼロクロスし、電流の向きが反転する。この例では、例えばV相電流ivが30°の位相でゼロクロスし、負の値(モータから流出する方向)から正の値(モータに流れ込む方向)に反転している。 FIG. 19 shows the phases of each phase current (motor current) flowing through the motor. In addition, iu is a U-phase current (solid line), iv is a V-phase current (dashed-dotted line), and iwa is a W-phase current (broken line) (all are corrected to -1 to 1 and normalized values). Since each phase current iu, iv, and iwa (motor current) has a sinusoidal shape, zero crossing occurs every 180 ° and the direction of the current is reversed. In this example, for example, the V-phase current iv crosses zero in a phase of 30 ° and is inverted from a negative value (direction flowing out of the motor) to a positive value (direction flowing into the motor).
次に、図20は従来のインバータ装置における三相変調電圧指令値Vu’、Vv’、Vw’とキャリア信号、U相電圧Vu、V相電圧Vv、W相電圧Vwの各相電圧(PWM信号)、モータの中性点電位Vcを示した図である。図示しない相電圧指令演算部は、モータの電気角、電流指令値と相電流に基づいてモータの各相の電機子コイルに印加する三相変調電圧指令値Vu’(U相電圧指令値)、Vv’(V相電圧指令値)、Vw’(W相電圧指令値)を演算する。尚、図20の三相変調電圧指令値Vu’、Vv’、Vw’は、直流電圧Vdcで正規化(−1〜1に補正)した後の値である。 Next, FIG. 20 shows the three-phase modulation voltage command values Vu', Vv', Vw' and the carrier signal, the U-phase voltage Vu, the V-phase voltage Vv, and the W-phase voltage Vw in each phase voltage (PWM signal) in the conventional inverter device. ), It is a figure which showed the neutral point potential Vc of a motor. The phase voltage command calculation unit (not shown) is a three-phase modulated voltage command value Vu'(U-phase voltage command value) applied to the armature coil of each phase of the motor based on the electric angle, current command value and phase current of the motor. Calculate Vv'(V-phase voltage command value) and Vw'(W-phase voltage command value). The three-phase modulation voltage command values Vu', Vv', and Vw' in FIG. 20 are values after normalization (corrected to -1 to 1) with the DC voltage Vdc.
また、実施例では鋸波のキャリア信号を使用しているため、U相電圧指令値Vu’には1キャリア周期内に立ち上げ指令値Vu’upと立ち下げ指令値Vu’downが存在する。同様に、V相電圧指令値Vv’にも1キャリア周期内に立ち上げ指令値Vv’upと立ち下げ指令値Vv’downが存在し、W相電圧指令値Vw’にも1キャリア周期内に立ち上げ指令値Vw’upと立ち下げ指令値Vw’downが存在する。 Further, since the carrier signal of the sawtooth wave is used in the embodiment, the U-phase voltage command value Vu'has a start command value Vu'up and a start command value Vu'down within one carrier cycle. Similarly, the V-phase voltage command value Vv'also has a start-up command value Vv'up and a start-up command value Vv'down within one carrier cycle, and the W-phase voltage command value Vw'also has a start-up command value Vv'down within one carrier cycle. There are a start-up command value Vw'up and a start-up command value Vw'down.
次に、図示しないPWM信号生成部が、U相電圧指令値Vu’の立ち上げ指令値Vu’up、立ち下げ指令値Vu’down、V相電圧指令値Vv’の立ち上げ指令値Vv’up、立ち下げ指令値Vv’down、W相電圧指令値Vw’の立ち上げ指令値Vw’up、Vw’downとキャリア信号(鋸波キャリア)の大小を比較することで、インバータ回路の駆動指令信号となるPWM信号を生成する。このPWM信号が正規化後のU相電圧Vu、V相電圧Vv、W相電圧Vwの各相電圧となる。 Next, a PWM signal generation unit (not shown) has a U-phase voltage command value Vu'start-up command value Vu'up, a start-up command value Vu'down, and a V-phase voltage command value Vv'start-up command value Vv'up. By comparing the magnitude of the carrier signal (saw wave carrier) with the start-up command values Vw'up and Vw'down of the start-up command values Vv'down and W-phase voltage command value Vw', the drive command signal of the inverter circuit Is generated as a PWM signal. This PWM signal becomes each phase voltage of the U-phase voltage Vu, the V-phase voltage Vv, and the W-phase voltage Vw after normalization.
そして、モータの中性点電位Vcは、各相電圧の平均値である(Vu+Vv+Vw)/3で算出されるが、従来では図20の最下段に示すようにこの中性点電位Vcが変動するため、コモンモードノイズが発生する問題があった。 The neutral point potential Vc of the motor is calculated by the average value of each phase voltage (Vu + Vv + Vw) / 3, but conventionally, the neutral point potential Vc fluctuates as shown in the lowermost stage of FIG. Therefore, there is a problem that common mode noise is generated.
このコモンモードノイズは、例えば電動コンプレッサを構成するモータの場合、コンプレッサの筐体と接地間の浮遊容量を通して漏洩するコモンモード電流によって発生する。従来では大型のノイズフィルタを設置するなどの対策が採られていたが、その他に、電圧ベクトルの選択やスイッチングのタイミングにより対処するものや、特殊なキャリア信号を使用することで中性点電位の変動を抑制するもの等が提案されている(例えば、特許文献1〜4参照)。
In the case of a motor constituting an electric compressor, for example, this common mode noise is generated by a common mode current leaking through a stray capacitance between the compressor housing and the ground. In the past, measures such as installing a large noise filter were taken, but in addition to this, measures are taken by selecting the voltage vector and switching timing, and by using a special carrier signal, the neutral point potential can be increased. Those that suppress fluctuations have been proposed (see, for example,
特許文献1では3相2レベルインバータでのスイッチング動作に関しては、2相のみ駆動させるため滑らかな正弦波電圧の印加が困難になり騒音の発生の原因となる。また、特許文献2ではPWM整流回路の動作を考慮したスイッチング動作をする必要があり、使用できる運転範囲及び製品が限定される。また、特許文献3では制御装置がPWM信号生成部の機能を利用するものを前提としていないため、高価な制御装置を用いる必要があり、量産品への適用が困難である。また、特許文献4では二つのキャリア信号をもったマイクロコンピュータでなければ実装できない。また、特許文献4ではキャリアカウントをクリアするタイミングでスイッチングさせているため、相電流の向きが等しいときにはデッドタイムの影響によりスイッチングのタイミングがずれてしまい、中性点電位の変動を抑制できないという問題がある。
In
そこで、各相の電圧指令値Vu’、Vv’Vw’に補正を加えて電圧指令補正値Cu、Cv、Cwとし、図21や図22に示すように、各相の上下アームスイッチング素子のスイッチングタイミングを同期させ、モータに印加される相電圧の変化を、他の相電圧の変化で打ち消すことで、中性点電位Vcを変動しないようにする方策が考えられる。尚、図22は図21の枠Z1部分を拡大したものである。また、この場合の条件は、キャリア周波数20kHz、電気角周波数800Hzの場合である。 Therefore, the voltage command values Vu'and Vv'Vw'of each phase are corrected to obtain the voltage command correction values Cu, Cv, and Cw, and as shown in FIGS. 21 and 22, the switching of the upper and lower arm switching elements of each phase is performed. It is conceivable to synchronize the timing and cancel the change in the phase voltage applied to the motor by the change in the other phase voltage so that the neutral point potential Vc does not fluctuate. Note that FIG. 22 is an enlarged view of the frame Z1 portion of FIG. 21. The conditions in this case are a carrier frequency of 20 kHz and an electric angular frequency of 800 Hz.
各図中CuupはU相電圧指令補正値Cuの立ち上げ指令値、CudownはU相電圧指令補正値Cuの立ち下げ指令値である。同様に、CvupはV相電圧指令補正値Cvの立ち上げ指令値、CvdownはV相電圧指令補正値Cvの立ち下げ指令値、CwupはW相電圧指令補正値Cwの立ち上げ指令値、CwdownはW相電圧指令補正値Cwの立ち下げ指令値であり、この場合も、前述したPWM信号生成部がそれら(立ち上げ指令値Cuup、立ち下げ指令値Cudown、立ち上げ指令値Cvup、立ち下げ指令値Cvdown、立ち上げ指令値Cw、立ち下げ指令値Cwdown)とキャリア信号の大小を比較することで、インバータ回路の駆動指令信号となるPWM信号を生成する。 In each figure, Cup is a U-phase voltage command correction value Cu start-up command value, and Cudown is a U-phase voltage command correction value Cu start-up command value. Similarly, Cvup is the start-up command value of the V-phase voltage command correction value Cv, Cvdown is the start-up command value of the V-phase voltage command correction value Cv, Cup is the start-up command value of the W-phase voltage command correction value Cw, and Cwdown is the start-up command value. It is a start-up command value of the W-phase voltage command correction value Cw, and in this case as well, the above-mentioned PWM signal generation unit uses them (start-up command value Cup, start-up command value Cudown, start-up command value Cvup, start-up command value). By comparing the magnitude of the carrier signal with the voltage (Cvdown, start-up command value Cw, start-up command value Cwdown) and the magnitude of the carrier signal, a PWM signal to be a drive command signal of the inverter circuit is generated.
例えば、図22中の30°の位相以降の位相P1でV相の上アームスイッチング素子がOFFし、デッドタイム(同じ相の上下アームスイッチング素子が同時にONした状態を作らないようにするためのタイムラグ。以下、同じ。)後の位相P2で下アームスイッチング素子がONした場合、V相電流ivが負の値でモータから流出する向きのまま反転しないときは、V相電圧Vvは下アームスイッチング素子の動作で変化し、位相P2で立ち下がる。U相電圧Vuはデッドタイムを考慮し、V相電圧Vvが立ち下がるタイミングに合わせて位相P2で立ち上がるように立ち上げ指令値Cuupが補正されるので、中性点電位Vcは変動しない。なお、制御装置が生成するPWM信号が実際にスイッチング素子で出力されるまでにはスイッチング素子のターンオン遅延時間、ターンオフ遅延時間などが存在するため、制御装置はこのスイッチング素子の遅延時間(スイッチング素子のターンオン遅延時間、ターンオフ遅延時間など)を考慮してPWM信号を出力する。また、スイッチング素子のターンオン遅延時間、ターンオフ遅延時間は使用するIGBTとフライホイールダイオードの特性により異なるものの、デッドタイムの影響と同様にモータに流れる相電流の正負判断によって分かる(遅延時間が分かる)ため、前記のデッドタイムと同様に補正することが可能である。このように、ターンオン遅延時間、ターンオフ遅延時間はデッドタイムの補正と同時に実施できるため、以後は補正方法について明記しないが、デッドタイムの補正を行う際には同時に補正を行うものとする。 For example, in the phase P1 after the phase of 30 ° in FIG. 22, the upper arm switching element of the V phase is turned off, and the dead time (the time lag for preventing the upper and lower arm switching elements of the same phase from being turned on at the same time). The same applies hereinafter.) When the lower arm switching element is turned on in the subsequent phase P2, the V-phase voltage Vv is the lower arm switching element when the V-phase current iv is a negative value and does not reverse in the direction of outflow from the motor. It changes with the operation of, and falls at the phase P2. Considering the dead time, the U-phase voltage Vu is corrected so that the rise command value Cup rises in the phase P2 according to the timing when the V-phase voltage Vv falls, so that the neutral point potential Vc does not fluctuate. Since there are turn-on delay time, turn-off delay time, etc. of the switching element before the PWM signal generated by the control device is actually output by the switching element, the control device uses the delay time of this switching element (of the switching element). The PWM signal is output in consideration of the turn-on delay time, turn-off delay time, etc.). In addition, although the turn-on delay time and turn-off delay time of the switching element differ depending on the characteristics of the IGBT and flywheel diode used, they can be determined by determining the positive or negative of the phase current flowing through the motor (the delay time can be determined), similar to the effect of dead time. , It is possible to correct the dead time in the same manner as described above. As described above, since the turn-on delay time and the turn-off delay time can be performed at the same time as the dead time correction, the correction method will not be specified hereafter, but the dead time correction shall be performed at the same time.
その後、位相P3でV相の下アームスイッチング素子がOFFし、デッドタイム及びスイッチング素子の遅延時間後の位相P4で上アームスイッチング素子がONした場合、V相電流ivが負の値でモータから流出する向きのまま反転しないときは、V相電圧Vvは下アームスイッチング素子の動作で変化し、位相P3で立ち上がる。W相電圧Vwはデッドタイム及びスイッチング素子の遅延時間を考慮し、V相電圧Vvが立ち上がるタイミングに合わせて位相P3で立ち下がるように立ち下げ指令値Cwdownが補正されるので、中性点電位Vcは変動しない。 After that, when the lower arm switching element of the V phase is turned off at the phase P3 and the upper arm switching element is turned on at the phase P4 after the dead time and the delay time of the switching element, the V phase current iv flows out of the motor with a negative value. When the voltage is not reversed in the same direction, the V-phase voltage Vv changes due to the operation of the lower arm switching element and rises in the phase P3. Considering the dead time and the delay time of the switching element, the W-phase voltage Vw is corrected so that the V-phase voltage Vv falls at the phase P3 according to the timing at which the V-phase voltage Vv rises. Does not fluctuate.
しかしながら、図19の例のように位相30°でV相電流ivが負の値から正の値(モータに流れ込む方向)に反転した場合、V相電圧Vvは上アームスイッチング素子の動作で変化するようになるので、図22に示すように上アームスイッチング素子がOFFする位相P1で立ち下がることになる。そのため、位相P2でU相電圧Vuを立ち上げても、デッドタイム及びスイッチング素子の遅延時間分の幅のパルス状に中性点電位Vcが下がる方向に変動してしまう。 However, when the V-phase current iv is inverted from a negative value to a positive value (direction of flowing into the motor) at a phase of 30 ° as in the example of FIG. 19, the V-phase voltage Vv changes due to the operation of the upper arm switching element. Therefore, as shown in FIG. 22, the upper arm switching element falls off at the phase P1 in which the switching element is turned off. Therefore, even if the U-phase voltage Vu is raised in the phase P2, the neutral point potential Vc fluctuates in the direction of decreasing in a pulse shape having a width corresponding to the dead time and the delay time of the switching element.
同様に、V相電圧Vvは上アームスイッチング素子がONする位相P4で立ち上がることになるため、位相P3でW相電圧Vwを立ち下げてしまうと、デッドタイム及びスイッチング素子の遅延時間分の幅のパルス状に中性点電位Vcが下がる方向に変動してしまう。即ち、この例では中性点電位Vcは位相P1〜P4の計4回変動してしまうため、それぞれにおいて(計4回)コモンモードノイズが発生してしまうという問題があった。 Similarly, since the V-phase voltage Vv rises in the phase P4 in which the upper arm switching element is turned on, if the W-phase voltage Vw is lowered in the phase P3, the width of the dead time and the delay time of the switching element is widened. The neutral point potential Vc fluctuates in a pulsed manner in a downward direction. That is, in this example, since the neutral point potential Vc fluctuates four times in total in the phases P1 to P4, there is a problem that common mode noise is generated in each (four times in total).
本発明は、係る従来の状況を考慮して成されたものであり、デッドタイム及びスイッチング素子の遅延時間の影響を考慮した場合にも、相電流の反転に伴うコモンモードノイズの発生を効果的に解消、若しくは、抑制することができるインバータ装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of the conventional situation, and is effective in generating common mode noise due to the inversion of the phase current even when the influence of the dead time and the delay time of the switching element is taken into consideration. It is an object of the present invention to provide an inverter device that can be eliminated or suppressed.
本発明のインバータ装置は、上アーム電源ライン及び下アーム電源ライン間に、各相毎に上アームスイッチング素子と下アームスイッチング素子を直列接続し、これら各相の上下アームスイッチング素子の接続点の電圧を三相交流出力としてモータに印加するインバータ回路と、このインバータ回路の各相の上下アームスイッチング素子のスイッチングを制御する制御装置を備えたものであって、制御装置は、各相の上下アームスイッチング素子をスイッチングする際のデッドタイム及びスイッチング素子の遅延時間を考慮して各相の上下アームスイッチング素子のスイッチングタイミングを同期させ、モータに印加される相電圧の変化を、他の相電圧の変化で打ち消すスイッチング動作を実行すると共に、モータに流れる電流の向きが反転するキャリア周期では、デッドタイム及びスイッチング素子の遅延時間に起因して生じるモータの中性点電位の変動を解消、若しくは、抑制する方向でスイッチング動作を変更することを特徴とする。 In the inverter device of the present invention, an upper arm switching element and a lower arm switching element are connected in series for each phase between the upper arm power supply line and the lower arm power supply line, and the voltage at the connection point of the upper and lower arm switching elements of each phase. Is provided with an inverter circuit that applies the above as a three-phase AC output to the motor and a control device that controls the switching of the upper and lower arm switching elements of each phase of this inverter circuit, and the control device is the upper and lower arm switching of each phase. The switching timing of the upper and lower arm switching elements of each phase is synchronized in consideration of the dead time when switching the elements and the delay time of the switching element, and the change of the phase voltage applied to the motor is changed by the change of the other phase voltage. In the carrier cycle in which the direction of the current flowing through the motor is reversed while executing the switching operation that cancels out, the direction of eliminating or suppressing the fluctuation of the neutral point potential of the motor caused by the dead time and the delay time of the switching element. It is characterized by changing the switching operation with.
請求項2の発明のインバータ装置は、上記発明において制御装置は、何れか一相の下アームスイッチング素子がONし、他の二相の上アームスイッチング素子がONしている状態からスイッチングの規定区間を開始することを特徴とする。
In the inverter device of the invention of
請求項3の発明のインバータ装置は、請求項1の発明において制御装置は、何れか二相の下アームスイッチング素子がONし、他の一相の上アームスイッチング素子がONしている状態からスイッチングの規定区間を開始することを特徴とする。 The inverter device according to the third aspect of the present invention is the control device according to the first aspect of the present invention, in which the lower arm switching element of any two phases is turned on and the upper arm switching element of the other one phase is turned on. It is characterized by starting the specified section of.
請求項4の発明のインバータ装置は、上記各発明において制御装置は、モータに流れる電流の向きが反転するキャリア周期では、当該電流の向きが反転する相の上下アームスイッチング素子のスイッチングを停止し、他の二相の上下アームスイッチング素子のスイッチングを同期させることにより、モータに印加される相電圧の変化を他の相電圧の変化で打ち消す第1の変更制御を実行することを特徴とする。
In the inverter device of the invention of
請求項5の発明のインバータ装置は、請求項1乃至請求項3の発明において制御装置は、モータに流れる電流の向きが反転するキャリア周期では、全ての相の上下アームスイッチング素子のスイッチングを停止する第2の変更制御を実行することを特徴とする。 The inverter device according to the fifth aspect of the present invention is the control device according to the first to third aspects, in which the switching of the upper and lower arm switching elements of all phases is stopped in the carrier cycle in which the direction of the current flowing through the motor is reversed. It is characterized by executing a second change control.
請求項6の発明のインバータ装置は、請求項1乃至請求項3の発明において制御装置は、モータに流れる電流の向きが反転するキャリア周期において、当該電流の向きが反転する相の上下アームスイッチング素子のスイッチングを停止し、他の二相の上下アームスイッチング素子のスイッチングを同期させることにより、モータに印加される相電圧の変化を他の相電圧の変化で打ち消す第1の変更制御と、モータに流れる電流の向きが反転するキャリア周期において、全ての相の上下アームスイッチング素子のスイッチングを停止する第2の変更制御を有し、第1の変更制御と第2の変更制御のうち、スイッチング動作を変更する前のスイッチング動作に近似する方を選択して実行することを特徴とする。 The inverter device according to the sixth aspect of the present invention is the upper / lower arm switching element of the phase in which the direction of the current is reversed in the carrier cycle in which the direction of the current flowing through the motor is reversed. By stopping the switching of the other two-phase upper and lower arm switching elements and synchronizing the switching of the other two-phase upper and lower arm switching elements, the first change control that cancels the change of the phase voltage applied to the motor by the change of the other phase voltage and the motor It has a second change control that stops the switching of the upper and lower arm switching elements of all phases in the carrier cycle in which the direction of the flowing current is reversed, and among the first change control and the second change control, the switching operation is performed. It is characterized in that the one that is close to the switching operation before the change is selected and executed.
請求項7の発明のインバータ装置は、請求項1乃至請求項3の発明において制御装置は、モータに流れる電流の向きが反転するキャリア周期において、モータに流れる電流の向きが反転する相以外の二相の上下アームスイッチング素子が上下異なるON状態でスイッチングの規定区間を開始する場合、電流の向きが反転する相の上下アームスイッチング素子のスイッチングを行うと共に、他の二相の上下アームスイッチング素子のスイッチングを同期させることにより、当該二相の相電圧の変化を相互に打ち消す第3の変更制御を実行することを特徴とする。
The inverter device according to the invention of claim 7 is the control device according to the invention of
請求項8の発明のインバータ装置は、請求項1乃至請求項3の発明において制御装置は、モータに流れる電流の向きが反転するキャリア周期において、モータに流れる電流の向きが反転する相以外の二相の上下アームスイッチング素子が上下同一のON状態でスイッチングの規定区間を開始する場合、電流の向きが反転する相の上下アームスイッチング素子のスイッチングを行うと共に、デッドタイム及びスイッチング素子の遅延時間の影響で変わる当該相の相電圧の変化のタイミングに、他の二相の上下アームスイッチング素子のスイッチングをそれぞれ同期させることにより、モータに流れる電流の向きが反転する相の相電圧の変化を、他の二相のうちの何れかの相電圧の変化で打ち消す第4の変更制御を実行することを特徴とする。
The inverter device according to the invention of
請求項9の発明のインバータ装置は、請求項1乃至請求項3の発明において制御装置は、モータに流れる電流の向きが反転するキャリア周期において、当該電流の向きが反転する相の上下アームスイッチング素子のスイッチングを停止し、他の二相の上下アームスイッチング素子のスイッチングを同期させることにより、モータに印加される相電圧の変化を他の相電圧の変化で打ち消す第1の変更制御と、モータに流れる電流の向きが反転するキャリア周期において、全ての相の上下アームスイッチング素子のスイッチングを停止する第2の変更制御と、モータに流れる電流の向きが反転するキャリア周期において、モータに流れる電流の向きが反転する相以外の二相の上下アームスイッチング素子が上下異なるON状態でスイッチングの規定区間を開始する場合、電流の向きが反転する相の上下アームスイッチング素子のスイッチングを行うと共に、他の二相の上下アームスイッチング素子のスイッチングを同期させることにより、当該二相の相電圧の変化を相互に打ち消す第3の変更制御と、モータに流れる電流の向きが反転するキャリア周期において、モータに流れる電流の向きが反転する相以外の二相の上下アームスイッチング素子が上下同一のON状態でスイッチングの規定区間を開始する場合、電流の向きが反転する相の上下アームスイッチング素子のスイッチングを行うと共に、デッドタイム及びスイッチング素子の遅延時間の影響で変わる当該相の相電圧の変化のタイミングに、他の二相の上下アームスイッチング素子のスイッチングをそれぞれ同期させることにより、モータに流れる電流の向きが反転する相の相電圧の変化を、他の二相のうちの何れかの相電圧の変化で打ち消す第4の変更制御を有し、モータの運転状態に基づいて各変更制御を選択的に実行することを特徴とする。
In the invention of
請求項10の発明のインバータ装置は、上記発明において制御装置は、モータの回転数が低い第1の領域では、第1の変更制御又は第2の変更制御を実行し、モータの回転数が第1の領域より高い第2の領域では、第3の変更制御又は第4の変更制御を実行することを特徴とする。
In the inverter device of the invention of
請求項11の発明のインバータ装置は、前記各発明において制御装置は、モータに流れる電流の向きが反転するキャリア周期とそれに連続するキャリア周期全体での線間電圧の変化を解消、若しくは、抑制する方向で前記連続するキャリア周期におけるスイッチング動作を変更することを特徴とする。 In the inverter device of the invention of claim 11, in each of the inventions, the control device eliminates or suppresses the change in the line voltage over the carrier cycle in which the direction of the current flowing through the motor is reversed and the carrier cycle continuous thereto. It is characterized in that the switching operation in the continuous carrier cycle is changed in the direction.
本発明によれば、上アーム電源ライン及び下アーム電源ライン間に、各相毎に上アームスイッチング素子と下アームスイッチング素子を直列接続し、これら各相の上下アームスイッチング素子の接続点の電圧を三相交流出力としてモータに印加するインバータ回路と、このインバータ回路の各相の上下アームスイッチング素子のスイッチングを制御する制御装置を備えたインバータ装置において、制御装置が、各相の上下アームスイッチング素子をスイッチングする際のデッドタイム及びスイッチング素子の遅延時間を考慮して各相の上下アームスイッチング素子のスイッチングタイミングを同期させ、モータに印加される相電圧の変化を、他の相電圧の変化で打ち消すスイッチング動作を実行するようにしたので、スイッチング素子のスイッチングタイミングによりモータの中性点電位の変動を解消、若しくは、著しく抑制することが可能となる。 According to the present invention, the upper arm switching element and the lower arm switching element are connected in series for each phase between the upper arm power supply line and the lower arm power supply line, and the voltage at the connection point of the upper and lower arm switching elements of each phase is set. In an inverter device provided with an inverter circuit that is applied to a motor as a three-phase AC output and a control device that controls switching of the upper and lower arm switching elements of each phase of this inverter circuit, the control device controls the upper and lower arm switching elements of each phase. Switching that synchronizes the switching timing of the upper and lower arm switching elements of each phase in consideration of the dead time at the time of switching and the delay time of the switching element, and cancels the change in the phase voltage applied to the motor by the change in the other phase voltage. Since the operation is executed, it is possible to eliminate or remarkably suppress the fluctuation of the neutral point potential of the motor depending on the switching timing of the switching element.
特に、制御装置が、モータに流れる電流の向きが反転するキャリア周期では、デッドタイム及びスイッチング素子の遅延時間に起因して生じるモータの中性点電位の変動を解消、若しくは、抑制する方向でスイッチング動作を変更するようにしたので、モータに流れる電流の向きが反転することで生じるデッドタイム及びスイッチング素子の遅延時間による誤差で、中性点電位が変動してしまう不都合も解消、若しくは、抑制することができるようになる。これらにより、コモンモードノイズの発生を極めて効果的に解消、若しくは、抑制することが可能となる。 In particular, in the carrier cycle in which the direction of the current flowing through the motor is reversed, the control device switches in a direction that eliminates or suppresses the fluctuation of the neutral point potential of the motor caused by the dead time and the delay time of the switching element. Since the operation is changed, the inconvenience that the neutral point potential fluctuates due to the error due to the dead time caused by reversing the direction of the current flowing through the motor and the delay time of the switching element is also eliminated or suppressed. You will be able to do it. As a result, it is possible to eliminate or suppress the generation of common mode noise extremely effectively.
また、請求項2の発明の如く制御装置が、何れか一相の下アームスイッチング素子がONし、他の二相の上アームスイッチング素子がONしている状態からスイッチングの規定区間を開始し、或いは、請求項3の発明の如く制御装置が、何れか二相の下アームスイッチング素子がONし、他の一相の上アームスイッチング素子がONしている状態からスイッチングの規定区間を開始するようにすれば、相電圧の変化を他の相電圧の変化で円滑に打ち消すことができるようになる。
Further, as in the invention of
この場合、請求項4の発明の如く制御装置が、モータに流れる電流の向きが反転するキャリア周期では、当該電流の向きが反転する相の上下アームスイッチング素子のスイッチングを停止し、他の二相の上下アームスイッチング素子のスイッチングを同期させることにより、モータに印加される相電圧の変化を他の相電圧の変化で打ち消す第1の変更制御を実行するようにすれば、モータに流れる電流の向きが反転する相の相電圧を変化させずに、他の二相の相電圧の変化を相互に打ち消すようにそれらの上下アームスイッチング素子を同期してスイッチングさせ、当該電流の向きが反転するキャリア周期での中性点電位の変動を解消することができるようになる。
In this case, as in the invention of
また、請求項5の発明の如く制御装置が、モータに流れる電流の向きが反転するキャリア周期では、全ての相の上下アームスイッチング素子のスイッチングを停止する第2の変更制御を実行することでも、全ての相の相電圧を変化させないようにして、当該電流の向きが反転するキャリア周期での中性点電位の変動を解消することができるようになる。 Further, as in the invention of claim 5, the control device may also execute a second change control for stopping the switching of the upper and lower arm switching elements of all phases in the carrier cycle in which the direction of the current flowing through the motor is reversed. By keeping the phase voltage of all the phases unchanged, it becomes possible to eliminate the fluctuation of the neutral point potential in the carrier cycle in which the direction of the current is reversed.
そして、請求項6の発明の如く、第1の変更制御(請求項4の発明)と、第2の変更制御(請求項5の発明)のうち、スイッチング動作を変更する前のスイッチング動作に近似する方を選択して実行するようにすれば、スイッチング動作の変更がモータの運転に与える悪影響を最小限に抑えることが可能となる。 Then, as in the invention of claim 6, the first change control (invention of claim 4) and the second change control (invention of claim 5) are similar to the switching operation before the switching operation is changed. By selecting and executing the method, it is possible to minimize the adverse effect of the change in the switching operation on the operation of the motor.
更に、請求項7の発明の如く制御装置が、モータに流れる電流の向きが反転するキャリア周期において、モータに流れる電流の向きが反転する相以外の二相の上下アームスイッチング素子が上下異なるON状態でスイッチングの規定区間を開始する場合、電流の向きが反転する相の上下アームスイッチング素子のスイッチングを行うと共に、他の二相の上下アームスイッチング素子のスイッチングを同期させることにより、当該二相の相電圧の変化を相互に打ち消す第3の変更制御を実行するようにすれば、中性点電位の変動を、モータに流れる電流の向きが反転する相の上下アームスイッチング素子のスイッチングによる1回のみに削減することが可能となる。これにより、当該電流の向きが反転するキャリア周期での中性点電位の変動を抑制することができるようになる。特にこの場合は、前述した第1の変更制御や第2の変更制御よりも高い変調率に対応できるようになるので、モータの回転数が高い運転状態が要求される場合に有利となる。 Further, as in the invention of claim 7, in the carrier cycle in which the direction of the current flowing through the motor is reversed, the two-phase upper and lower arm switching elements other than the phase in which the direction of the current flowing through the motor is reversed are turned on. When the specified section of switching is started in, the upper and lower arm switching elements of the phase in which the direction of the current is reversed are switched, and the switching of the other two upper and lower arm switching elements is synchronized to synchronize the switching of the two phases. By executing the third change control that mutually cancels the voltage changes, the fluctuation of the neutral point potential can be changed only once by switching the upper and lower arm switching elements of the phase in which the direction of the current flowing through the motor is reversed. It is possible to reduce it. This makes it possible to suppress fluctuations in the neutral point potential during the carrier cycle in which the direction of the current is reversed. In particular, in this case, since it becomes possible to correspond to a higher modulation rate than the first change control and the second change control described above, it is advantageous when an operating state in which the rotation speed of the motor is high is required.
ここで、モータに流れる電流の向きが反転する相以外の二相の上下アームスイッチング素子が上下同一のON状態でスイッチングの規定区間を開始する場合には、請求項8の発明の如く制御装置が、モータに流れる電流の向きが反転するキャリア周期において、電流の向きが反転する相の上下アームスイッチング素子のスイッチングを行うと共に、デッドタイム及びスイッチング素子の遅延時間の影響で変わる当該相の相電圧の変化のタイミングに、他の二相の上下アームスイッチング素子のスイッチングをそれぞれ同期させることにより、モータに流れる電流の向きが反転する相の相電圧の変化を、他の二相のうちの何れかの相電圧の変化で打ち消す第4の変更制御を実行するようにすれば、同様に中性点電位の変動を、モータに流れる電流の向きが反転する相の上下アームスイッチング素子のスイッチングによる1回のみに制限することが可能となる。これにより、同様に当該電流の向きが反転するキャリア周期での中性点電位の変動を抑制することができるようになると共に、高い変調率にも対応できるようになるので、モータの回転数が高い運転状態が要求される場合に有利となる。
Here, when the two-phase upper and lower arm switching elements other than the phase in which the direction of the current flowing through the motor is reversed starts the specified switching section in the same ON state in the upper and lower sides, the control device can be used as in the invention of
そして、請求項9の発明の如く制御装置が、第1の変更制御(請求項4の発明)と、第2の変更制御(請求項5の発明)と、第3の変更制御(請求項7の発明)と、第4の変更制御(請求項8の発明)を、モータの運転状態、例えば、請求項10の発明の如くモータの回転数が低い第1の領域では、第1の変更制御又は第2の変更制御を選択して実行し、モータの回転数が第1の領域より高い第2の領域では、第3の変更制御又は第4の変更制御を選択して実行するようにすれば、モータの運転状態に応じて適切に中性点電位の変動を解消、若しくは、抑制することが可能となる。
Then, as in the invention of claim 9, the control device performs the first change control (invention of claim 4), the second change control (invention of claim 5), and the third change control (claim 7). (Invention of claim 8) and the fourth change control (invention of claim 8) are the first change control in the operating state of the motor, for example, in the first region where the rotation speed of the motor is low as in the invention of
更に、請求項11の発明の如く制御装置が、モータに流れる電流の向きが反転するキャリア周期とそれに連続するキャリア周期全体での線間電圧の変化を解消、若しくは、抑制する方向で前記連続するキャリア周期におけるスイッチング動作を変更するようにすれば、中性点電位の変動を解消、若しくは、抑制するためにスイッチング動作を変更することでモータに印加される電圧が変化してしまう不都合を解消、若しくは、抑制し、モータの安定した運転制御を実現することができるようになるものである。 Further, as in the invention of claim 11, the control device continuously eliminates or suppresses the change in the line voltage over the carrier cycle in which the direction of the current flowing through the motor is reversed and the carrier cycle continuous thereto. By changing the switching operation in the carrier cycle, the inconvenience that the voltage applied to the motor changes by changing the switching operation in order to eliminate or suppress the fluctuation of the neutral point potential is solved. Alternatively, it can be suppressed and stable operation control of the motor can be realized.
以下、本発明の実施の形態について、図面に基づき詳細に説明する。実施例のインバータ装置1は、モータ8により圧縮機構を駆動する所謂インバータ一体型の電動コンプレッサに搭載されるものであり、電動コンプレッサは例えば電気自動車やハイブリッド自動車の車室内を空調する車両用空気調和装置の冷媒回路を構成するものである。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The
(1)インバータ装置1の構成
図1においてインバータ装置1は、三相のインバータ回路28と、制御装置21を備えている。インバータ回路28は、直流電源(車両のバッテリ:例えば、300V)29の直流電圧を三相交流電圧に変換してモータ8に印加する回路である。このインバータ回路28は、U相ハーフブリッジ回路19U、V相ハーフブリッジ回路19V、W相ハーフブリッジ回路19Wを有しており、各相ハーフブリッジ回路19U〜19Wは、それぞれ上アームスイッチング素子18A〜18Cと、下アームスイッチング素子18D〜18Fを個別に有している。更に、各スイッチング素子18A〜18Fには、それぞれフライホイールダイオード31が逆並列に接続されている。
(1) Configuration of
尚、各スイッチング素子18A〜18Fは、実施例ではMOS構造をゲート部に組み込んだ絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(IGBT)等から構成されている。
In the embodiment, each of the
そして、インバータ回路28の上アームスイッチング素子18A〜18Cの上端側は、直流電源29及び平滑コンデンサ32の上アーム電源ライン(正極側母線)10に接続されている。一方、インバータ回路28の下アームスイッチング素子18D〜18Fの下端側は、直流電源29及び平滑コンデンサ32の下アーム電源ライン(負極側母線)15に接続されている。
The upper end side of the upper
この場合、U相ハーフブリッジ回路19Uの上アームスイッチング素子18Aと下アームスイッチング素子18Dが直列に接続され、V相ハーフブリッジ回路19Vの上アームスイッチング素子18Bと下アームスイッチング素子18Eが直列に接続され、W相ハーフブリッジ回路19Wの上アームスイッチング素子18Cと下アームスイッチング素子18Fが直列に接続されている。
In this case, the upper
そして、U相ハーフブリッジ回路19Uの上アームスイッチング素子18Aと下アームスイッチング素子18Dの接続点は、モータ8のU相の電機子コイル2に接続され、V相ハーフブリッジ回路19Vの上アームスイッチング素子18Bと下アームスイッチング素子18Eの接続点は、モータ8のV相の電機子コイル3に接続され、W相ハーフブリッジ回路19Wの上アームスイッチング素子18Cと下アームスイッチング素子18Fの接続点は、モータ8のW相の電機子コイル4に接続されている。
The connection point between the upper
(2)制御装置21の構成
制御装置21はプロセッサを有するマイクロコンピュータから構成されており、実施例では車両ECUから回転数指令値を入力し、モータ8からモータ電流(相電流)を入力して、これらに基づき、インバータ回路28の各スイッチング素子18A〜18FのON/OFF状態(スイッチング)を制御する。具体的には、各スイッチング素子18A〜18Fのゲート端子に印加するゲート電圧を制御する。
(2) Configuration of
実施例の制御装置21は、相電圧指令演算部33と、PWM信号生成部36と、ゲートドライバ37と、モータ8に流れる各相のモータ電流(相電流)であるU相電流iu、V相電流iv、W相電流iwを測定するためのカレントトランスから成る電流センサ26A、26Bを有しており、各電流センサ26A、26Bは相電圧指令演算部33に接続されている。
The
尚、電流センサ26AはU相電流iuを測定し、電流センサ26BはV相電流ivを測定する。そして、W相電流iwはこれらから計算により求める。また、各相のモータ電流を検出する方法については実施例のように電流センサ26A、26Bで測定する以外に、下アーム電源ライン15の電流値を検出し、その電流値とモータ8の運転状態から相電圧指令演算部33が推定する方法などがあることから、各相電流を検出・推定する方法に関しては、特に限定しない。
The
この相電圧指令演算部33は、モータ8の電気角、電流指令値と相電流から得られるd軸電流、q軸電流に基づくベクトル制御により、モータ8の各相の電機子コイル2〜4に印加するU相電圧Vu、V相電圧Vv、W相電圧Vwを生成するための三相変調電圧指令値Vu’(以下、U相電圧指令値Vu’)、Vv’(以下、V相電圧指令値Vv’)、Vw’(以下、W相電圧指令値Vw’)を演算し、生成する。
The phase voltage
PWM信号生成部36は、相電圧指令演算部33により演算された三相変調電圧指令値Vu’、Vv’、Vw’を入力し、これら三相変調電圧指令値Vu’、Vv’、Vw’を後述する如く補正した後、単独のキャリア信号(実施例では鋸波キャリア)との大小を比較することによって、インバータ回路28のU相ハーフブリッジ回路19U、V相ハーフブリッジ回路19V、W相ハーフブリッジ回路19Wの駆動指令信号となるPWM信号を生成し、出力する。
The PWM
ゲートドライバ37は、PWM信号生成部36から出力されるPWM信号に基づき、U相ハーフブリッジ回路19Uの上アームスイッチング素子18A、下アームスイッチング素子18Dのゲート電圧と、V相ハーフブリッジ回路19Vの上アームスイッチング素子18B、下アームスイッチング素子18Eのゲート電圧と、W相ハーフブリッジ回路19Wの上アームスイッチング素子18C、下アームスイッチング素子18Fのゲート電圧を発生させる。
The
そして、インバータ回路28の各スイッチング素子18A〜18Fは、ゲートドライバ37から出力されるゲート電圧に基づき、ON/OFF駆動される。即ち、ゲート電圧がON状態(所定の電圧値)となるとスイッチング素子がON動作し、ゲート電圧がOFF状態(零)となるとスイッチング素子がOFF動作する。このゲートドライバ37は、スイッチング素子18A〜18Fが前述したIGBTである場合には、PWM信号に基づいてゲート電圧をIGBTに印加するための回路であり、フォトカプラやロジックIC、トランジスタ等から構成される。
Then, each of the
そして、U相ハーフブリッジ回路19Uの上アームスイッチング素子18Aと下アームスイッチング素子18Dの接続点の電圧がU相電圧Vu(相電圧)としてモータ8のU相の電機子コイル2に印加(出力)され、V相ハーフブリッジ回路19Vの上アームスイッチング素子18Bと下アームスイッチング素子18Eの接続点の電圧がV相電圧Vv(相電圧)としてモータ8のV相の電機子コイル3に印加(出力)され、W相ハーフブリッジ回路19Wの上アームスイッチング素子18Cと下アームスイッチング素子18Fの接続点の電圧がW相電圧Vw(相電圧)としてモータ8のW相の電機子コイル4に印加(出力)される。
Then, the voltage at the connection point between the upper
(3)制御装置21の動作
次に、図2〜図18を参照しながら、制御装置21の実際の制御動作について説明する。実施例のインバータ装置1の制御装置21を構成するPWM信号生成部36は、相電圧指令演算部33が前述した如く演算し、出力するU相電圧指令値Vu’、V相電圧指令値Vv’、及び、W相電圧指令値Vw’(三相変調電圧指令値)を、前記各スイッチング素子18A〜18Fをスイッチングする際のデッドタイム及びPWM信号生成部36の指令から実際に各スイッチング素子18A〜18Fがスイッチングするまでの遅延時間(各スイッチング素子18A〜18Fの遅延時間)を考慮しながら補正することにより、モータ8の中性点電位Vcの変動が無くなる(ゼロとなる)ようなU相電圧指令補正値Cu、V相電圧指令補正値Cv、及び、W相電圧指令補正値Cw(電圧指令補正値)を演算する。
(3) Operation of
そして、これらU相電圧指令補正値Cu、V相電圧指令補正値Cv、及び、W相電圧指令補正値Cwと後述する単独のキャリア信号X1〜X4との大小を比較することにより、インバータ回路28のU相ハーフブリッジ回路19U、V相ハーフブリッジ回路19V、W相ハーフブリッジ回路19Wの駆動指令信号となるPWM信号を発生させ、モータ8を運転する。
Then, by comparing the magnitudes of the U-phase voltage command correction value Cu, the V-phase voltage command correction value Cv, and the W-phase voltage command correction value Cw with the single carrier signals X1 to X4 described later, the inverter circuit 28 A PWM signal that serves as a drive command signal for the U-phase half-
尚、各図で示すU相電圧指令補正値Cu、V相電圧指令補正値Cv、及び、W相電圧指令補正値Cw(電圧指令補正値)は、モータ8の三相変調制御を行う場合における電圧指令補正値の直流電圧Vdcでの正規化後(−1〜1に補正後)の値である。また、U相電圧Vu、V相電圧Vv、W相電圧Vwの各相電圧も、直流電圧Vdcで正規化した後の値である。
The U-phase voltage command correction value Cu, the V-phase voltage command correction value Cv, and the W-phase voltage command correction value Cw (voltage command correction value) shown in each figure are used in the case of performing three-phase modulation control of the
(3−1)制御装置21のPWM信号生成部36が実行する第1の変更制御(その1)
次に、図2、図3を用いてPWM信号生成部36の実際の動作の一例について図21、図22と対比させて説明する。即ち、ここでは前述した図21、図22の問題を解決するためにPWM信号生成部36が実行する第1の変更制御の一例を概説する。基本的には図21や図22の場合と同様にこの実施例のPWM信号生成部36も、相電圧指令演算部33が出力する各相の電圧指令値Vu’、Vv’Vw’に補正を加えて電圧指令補正値Cu、Cv、Cwとし、各相の上下アームスイッチング素子18A〜18Fのスイッチングタイミングを同期させ、モータ8に印加される相電圧の変化を、他の相電圧の変化で打ち消すことで、中性点電位Vcを変動しないように制御している。尚、図3は図2の枠Z2部分の連続する2回のキャリア周期を拡大したものである。また、この場合の条件も、キャリア周波数20kHz、電気角周波数800Hzの場合である。
(3-1) First change control executed by the PWM
Next, an example of the actual operation of the PWM
前述同様に各図中CuupはU相電圧指令補正値Cuの立ち上げ指令値、CudownはU相電圧指令補正値Cuの立ち下げ指令値である。同様に、CvupはV相電圧指令補正値Cvの立ち上げ指令値、CvdownはV相電圧指令補正値Cvの立ち下げ指令値、CwupはW相電圧指令補正値Cwの立ち上げ指令値、CwdownはW相電圧指令補正値Cwの立ち下げ指令値であり、PWM信号生成部36がそれら(立ち上げ指令値Cuup、立ち下げ指令値Cudown、立ち上げ指令値Cvup、立ち下げ指令値Cvdown、立ち上げ指令値Cw、立ち下げ指令値Cwdown)とキャリア信号の大小を比較することで、インバータ回路28の駆動指令信号となるPWM信号を生成する。
Similarly, in each figure, Cup is the start-up command value of the U-phase voltage command correction value Cu, and Cudown is the start-up command value of the U-phase voltage command correction value Cu. Similarly, Cvup is the start-up command value of the V-phase voltage command correction value Cv, Cvdown is the start-up command value of the V-phase voltage command correction value Cv, Cup is the start-up command value of the W-phase voltage command correction value Cw, and Cwdown is the start-up command value. It is a start-up command value of the W-phase voltage command correction value Cw, and the PWM
そして、この場合も図19に示すようにV相電流ivが30°の位相でゼロクロスし、負の値(モータから流出する方向)から正の値(モータに流れ込む方向)に反転するものとする。実施例のPWM信号生成部36は、キャリア周期が開始(スイッチングの規定区間の開始)する毎に、当該キャリア周期内で相電流(iu、iv、iw)がゼロクロスするか否か予測する。
Then, also in this case, as shown in FIG. 19, the V-phase current iv is zero-crossed in the phase of 30 °, and is reversed from a negative value (direction flowing out from the motor) to a positive value (direction flowing into the motor). .. The PWM
図19に示すように、V相電流ivがゼロクロスし、向きが反転すると予測した場合、PWM信号生成部36は当該キャリア周期(図3の向かって左側のキャリア周期)では、V相の上下アームスイッチング素子18B、18Eのスイッチングを停止するようにV相電圧指令補正値Cvの立ち上げ指令値Cvupと立ち下げ指令値Cvdownを変更する。
As shown in FIG. 19, when it is predicted that the V-phase current iv crosses zero and the direction is reversed, the PWM
また、PWM信号生成部36は、U相電圧指令補正値Cuの立ち上げ指令値Cuupと立ち下げ指令値Cudown、及び、W相電圧指令補正値Cwの立ち上げ指令値Cwupと立ち下げ指令値Cwdownを変更することにより、U相の上下アームスイッチング素子18A、18D、W相の上下アームスイッチング18C、18Fのスイッチングを同期させ、U相電圧Vuの変化を、W相電圧Vwの変化で打ち消す。
Further, the PWM
このような第1の変更制御により、モータ8に流れる電流(V相電流iv)の向きが反転するV相電圧Vvを変化させずに、他の二相の相電圧(U相電圧Vu、W相電圧Vw)の変化を相互に打ち消すようにそれらの上下アームスイッチング素子18A、18D、18C、18Fを同期してスイッチングさせ、V相電流ivの向きが反転するキャリア周期での中性点電位Vcの変動を解消することができるようになる(図3の最下段)。
By such a first change control, the other two-phase phases (U-phase voltage Vu, W) are not changed without changing the V-phase voltage Vv in which the direction of the current (V-phase current iv) flowing through the
即ち、本発明では各上下アームスイッチング素子18A〜18Fのスイッチングタイミングによりモータ8の中性点電位Vcの変動を解消、若しくは、著しく抑制することが可能となる。特に、PWM信号生成部36が、モータ8に流れる電流の向きが反転するキャリア周期では、図22の如くデッドタイム及びスイッチング素子の遅延時間に起因して生じるモータ8の中性点電位Vcの変動を解消、若しくは、抑制する方向でスイッチング動作を変更するので、モータ8に流れる電流の向きが反転することで生じるデッドタイム及びスイッチング素子の遅延時間による誤差で、中性点電位Vcが変動してしまう不都合も解消、若しくは、抑制することができるようになる。これらにより、コモンモードノイズの発生を極めて効果的に解消、若しくは、抑制することが可能となる。
That is, in the present invention, it is possible to eliminate or significantly suppress the fluctuation of the neutral point potential Vc of the
また、図3の実施例ではU相の下アームスイッチング素子18DがONし、他の二相の上アームスイッチング素子18B、18CがONしている状態からスイッチングの規定区間(キャリア周期)を開始しているので、U相電圧Vuの変化をW相電圧Vwの変化で円滑に打ち消すことができるようになる。
Further, in the embodiment of FIG. 3, the specified switching section (carrier cycle) is started from the state where the U-phase lower
更に、上記第1の変更制御でPWM信号生成部36は、V相電流ivの向きが反転するキャリア周期(図3の向かって左側)と、それに連続するキャリア周期(図3の向かって右側)の全体において、図3に白抜き矢印で示す各相電圧Vu、Vv、Vwのパルス幅が、図22に白抜き矢印で示した各相電圧Vu、Vv、Vwのパルス幅とそれぞれ同一、若しくは、略同一となるようにスイッチングを制御する。
Further, in the first change control, the PWM
これにより、図22と図3を比較して、モータ8に流れる電流(V相電流iv)の向きが反転するキャリア周期(図3の向かって左側)とそれに連続するキャリア周期(図3の向かって右側)全体で線間電圧が変化してしまう不都合を解消、若しくは、抑制することができるようになるので、中性点電位Vcの変動を解消、若しくは、抑制するためにスイッチング動作を変更することで、モータ8に印加される電圧が変化してしまう不都合を解消、若しくは、抑制し、モータ8の安定した運転制御を実現することができるようになる。
As a result, comparing FIGS. 22 and 3, the carrier cycle (on the left side when facing FIG. 3) in which the direction of the current (V-phase current iv) flowing through the
(3−2)制御装置21のPWM信号生成部36が実行する第1の変更制御(その2)
次に、図4〜図6を用いてPWM信号生成部36が実行する第1の変更制御を他の例を用いて詳述する。
(3−2−1)相電流(モータ電流)が反転しない場合
図4は連続する2回のキャリア周期を示しており、図4の最上段は制御装置21のPWM信号生成部36が生成するU相電圧指令補正値Cuの立ち上げ指令値Cuup、立ち下げ指令値Cudown、V相電圧指令補正値Cwの立ち上げ指令値Cvup、Cvdown、及び、W相電圧指令補正値Cwの立ち上げ指令値Cwup、立ち下げ指令値Cwdownとキャリア信号(鋸波キャリア)X1〜X4を示し、上から二段目は各相の上下アームスイッチング素子18A〜18FのON/OFF状態、下から二段目はモータ8に印加されるU相電圧Vu、V相電圧Vv、W相電圧Vw、最下段はモータ8の中性点電位Vcをそれぞれ示している。
(3-2) First change control executed by the PWM
Next, the first change control executed by the PWM
(3-2-1) When the phase current (motor current) is not inverted FIG. 4 shows two consecutive carrier cycles, and the uppermost stage of FIG. 4 is generated by the PWM
また、図4の下側にはモータ8に流れるU相電流iu、V相電流iv、及び、W相電流iwの向きを示している。各相電流の向きは、モータ8に流入する方向を>0、モータ8から流出する方向を<0で示している。図4の例は、U相電流iu、及び、W相電流iwがモータ8に流入する向き、V相電流ivはモータ8から流出する向きであって、図4の各キャリア周期においては何れの相電流もゼロクロスせず、反転しない場合を示している。
Further, the lower side of FIG. 4 shows the directions of the U-phase current iu, the V-phase current iv, and the W-phase current iwa flowing through the
実施例ではデッドタイムを作るために本発明における単独のキャリア信号(鋸波キャリア)は二つの下りX1、X2から成る。下りX2は下りX1より進む位相である。そして、PWM信号生成部36はキャリア信号の下りX1、X2とU相電圧指令補正値Cuの立ち上げ指令値Cuupを比較し、立ち上げ指令値Cuupが下りX1とクロスする位相で下アームスイッチング素子18DをOFFし、下りX2とクロスする位相で上アームスイッチング素子18AをONするPWM信号を生成する。また、立ち下げ指令値Cudownが下りX1とクロスする位相で上アームスイッチング素子18AをOFFし、下りX2とクロスする位相で下アームスイッチング素子18DをONするPWM信号を生成する。
In the embodiment, the single carrier signal (sawtooth carrier) in the present invention is composed of two downlinks X1 and X2 in order to create a dead time. The downlink X2 is a phase that advances from the downlink X1. Then, the PWM
また、PWM信号生成部36はキャリア信号の下りX1、X2とV相電圧指令補正値Cvの立ち上げ指令値Cvupを比較し、立ち上げ指令値Cvupが下りX1とクロスする位相で下アームスイッチング素子18EをOFFし、下りX2とクロスする位相で上アームスイッチング素子18BをONするPWM信号を生成する。また、立ち下げ指令値Cvdownが下りX1とクロスする位相で上アームスイッチング素子18BをOFFし、下りX2とクロスする位相で下アームスイッチング素子18EをONするPWM信号を生成する。
Further, the PWM
更に、PWM信号生成部36はキャリア信号の下りX1、X2とW相電圧指令補正値Cwの立ち上げ指令値Cwupを比較し、立ち上げ指令値Cwupが下りX1とクロスする位相で下アームスイッチング素子18FをOFFし、下りX2とクロスする位相で上アームスイッチング素子18CをONするPWM信号を生成する。また、立ち下げ指令値Cwdownが下りX1とクロスする位相で上アームスイッチング素子18CをOFFし、下りX2とクロスする位相で下アームスイッチング素子18FをONするPWM信号を生成する。
Further, the PWM
また、PWM信号生成部36は、実施例ではU相の下アームスイッチング素子18DがONし、V相の上アームスイッチング素子18B、及び、W相の上アームスイッチング素子18CがONしている状態からスイッチングの規定区間(1キャリア周期)を開始する。
Further, in the PWM
実施例の如くU相電流iu、及び、W相電流iwがモータ8に流入する向き、V相電流ivはモータ8から流出する向きである場合、U相では上アームスイッチング素子18Aの動作でU相電圧Vuが変化し、上アームスイッチング素子18AがONしている期間にU相電圧Vuは「H」となり、W相でも上アームスイッチング素子18Cの動作でW相電圧Vwが変化し、上アームスイッチング素子18CがONしている期間にW相電圧Vwは「H」となる。一方、V相では下アームスイッチング素子18Eの動作でV相電圧Vvが変化し、下アームスイッチング素子18EがOFFしている期間にV相電圧Vvは「H」となる。そして、図4中の「H」の期間の幅の総和が各相電圧(U相電圧Vu、V相電圧Vv、W相電圧Vw)の大きさとなる。
When the U-phase current iu and the W-phase current iwa flow into the
この図から明らかな如く、PWM信号生成部36は電圧指令値Vu’、Vv’、Vw’を補正して電圧指令補正値Cu、Cv、Cwとすることにより、図4の連続する2キャリア周期の最初のキャリア周期(向かって左側)の前半では、W相の上アームスイッチング素子18CがONし、下アームスイッチング素子18FがOFFしている状態に固定し、更に、U相の下アームスイッチング素子18DがOFFするタイミングと、V相の上アームスイッチング素子18BがOFFするタイミングを同期させ、U相の上アームスイッチング素子18AがONするタイミングと、V相の下アームスイッチング素子18EがONするタイミングを同期させることにより、U相電圧Vuが「H」となり、V相電圧Vvが「L」となるタイミングを同期させ、U相電圧Vuの変化を、V相電圧Vvの変化で打ち消す。
As is clear from this figure, the PWM
また、最初のキャリア周期の後半では、U相の上アームスイッチング素子18AがONし、下アームスイッチング素子18DがOFFしている状態に固定し、更に、V相の下アームスイッチング素子18EがOFFするタイミングと、W相の上アームスイッチング素子18CがOFFするタイミングを同期させ、V相の上アームスイッチング素子18BがONするタイミングと、W相の下アームスイッチング素子18FがONするタイミングを同期させることにより、V相電圧Vvが「H」となり、W相電圧Vwが「L」となるタイミングを同期させ、V相電圧Vvの変化を、W相電圧Vwの変化で打ち消す。
Further, in the latter half of the first carrier cycle, the U-phase upper
図4の連続する2キャリア周期の次のキャリア周期(向かって右側)の前半では、U相の上アームスイッチング素子18AがONし、下アームスイッチング素子18DがOFFしている状態に固定し、更に、V相の上アームスイッチング素子18BがOFFするタイミングと、W相の下アームスイッチング素子18FがOFFするタイミングを同期させ、V相の下アームスイッチング素子18EがONするタイミングと、W相の上アームスイッチング素子18CがONするタイミングを同期させることにより、V相電圧Vvが「L」となり、W相電圧Vvが「H」となるタイミングを同期させ、V相電圧Vvの変化を、W相電圧Vwの変化で打ち消す。
In the first half of the next carrier cycle (on the right side) of the two consecutive carrier cycles shown in FIG. 4, the U-phase upper
また、次のキャリア周期の後半では、W相の上アームスイッチング素子18CがONし、下アームスイッチング素子18FがOFFしている状態に固定し、更に、U相の上アームスイッチング素子18AがOFFするタイミングと、V相の下アームスイッチング素子18EがOFFするタイミングを同期させ、U相の下アームスイッチング素子18DがONするタイミングと、V相の上アームスイッチング素子18BがONするタイミングを同期させることにより、U相電圧Vuが「L」となり、V相電圧Vvが「H」となるタイミングを同期させ、U相電圧Vuの変化を、V相電圧Vvの変化で打ち消す。
Further, in the latter half of the next carrier cycle, the W-phase upper
上記のようなPWM信号生成部36の補正動作をより詳細に説明すると、以下の通りとなる。
通常の一般的なインバータ装置では、PWM信号生成部は、相電圧指令演算部の三相変調電圧指令値を、1キャリア周期内で実現するように、PWM信号を生成するが、実施例のインバータ装置1では、PWM信号生成部36が、連続する複数のキャリア周期内でモータ8の中性点電位Vcの変動がゼロとなり、且つ、当該連続する複数のキャリア周期全体でのU相−V相の線間電圧、V相−W相の線間電圧、W相−U相の線間電圧が変化しないように三相変調電圧指令値Vu’、Vv’、Vw’を補正して電圧指令補正値Cu、Cv、Cwを演算し、PWM信号を生成する。
The correction operation of the PWM
In a normal general inverter device, the PWM signal generation unit generates a PWM signal so as to realize the three-phase modulation voltage command value of the phase voltage command calculation unit within one carrier cycle. In the
即ち、図4に示すように連続する複数キャリア周期を2周期であるとすると、相電圧指令演算部33の三相変調電圧指令値は2周期分の2つ存在する。PWM信号生成部36は、その2回の三相変調電圧指令値を足した値を、2キャリア周期分で再現する。或いは、1回目のキャリア周期で相電圧指令演算部33から受けた値を、2倍した値を、2キャリア周期分で再現してもよい。
That is, assuming that the continuous plurality of carrier cycles are two cycles as shown in FIG. 4, there are two three-phase modulation voltage command values for the two cycles of the phase voltage
図4で具体的には説明すると、W相について見ると、連続する2回のキャリア周期では2キャリア周期全体で、W相電圧指令補正値Cw=W相電圧指令値Vw’+共通加算値αになる。これは、U相、V相、W相すべての相に共通で加算する数値となり、U相−V相の線間電圧、V相−W相の線間電圧、W相−U相の線間電圧でみれば、元の三相変調電圧指令値の通りの電圧に近い波形を印加できる。 Specifically, with reference to FIG. 4, when looking at the W phase, in two consecutive carrier cycles, the W phase voltage command correction value Cw = W phase voltage command value Vw'+ common addition value α in the entire two carrier cycles. become. This is a value that is added in common to all U-phase, V-phase, and W-phase, and is the line voltage between U-phase and V-phase, the line voltage between V-phase and W-phase, and the line between W-phase and U-phase. In terms of voltage, it is possible to apply a waveform close to the voltage as the original three-phase modulation voltage command value.
この共通加算値αは、三相変調電圧指令値はU相、V相、W相毎に出力しているが、この指令は実際には線間電圧の指令値であり、U相−V相の線間電圧、V相−W相の線間電圧、W相−U相の線間電圧を指令通りにすればよい。
数式的に表現すると、1回目のU相電圧指令値をVu’1、2回目のU相電圧指令値をVu’2として、1回目のU相PWM信号でモータ8に印加できる電圧をPU1、2回目のU相PWM信号でモータ8に印加できる電圧をPU2とすると、
PU1+PU2+α=Vu’1+Vu’2 ・・・(i)
となる。
The three-phase modulation voltage command value of this common addition value α is output for each of the U phase, V phase, and W phase, but this command is actually the command value of the line voltage, and the U phase-V phase. The line voltage of, V phase-W phase line voltage, and W phase-U phase line voltage may be set as instructed.
Expressed mathematically, the first U-phase voltage command value is Vu'1, the second U-phase voltage command value is Vu'2, and the voltage that can be applied to the
PU1 + PU2 + α = Vu'1 + Vu'2 ... (i)
Will be.
同様に、V相、W相を考えると、
PV1+PV2+α=Vv’1+Vv’2 ・・・(ii)
PW1+PW2+α=Vw’1+Vw’2 ・・・(iii)
となる。
尚、Vv’1は1回目のV相電圧指令値、Vv’2は2回目のV相電圧指令値、PV1は1回目のV相PWM信号でモータ8に印加できる電圧、PV2は2回目のV相PWM信号でモータ8に印加できる電圧である。また、Vw’1は1回目のW相電圧指令値、Vw’2は2回目のW相電圧指令値、PW1は1回目のW相PWM信号でモータ8に印加できる電圧、PW2は2回目のW相PWM信号でモータ8に印加できる電圧である。
Similarly, considering the V phase and W phase,
PV1 + PV2 + α = Vv'1 + Vv'2 ... (ii)
PW1 + PW2 + α = Vw'1 + Vw'2 ... (iii)
Will be.
Vv'1 is the first V-phase voltage command value, Vv'2 is the second V-phase voltage command value, PV1 is the voltage that can be applied to the
尚、前述した如く1回目のキャリア周期で相電圧指令演算部33から受けた値を、2倍した値を、2キャリア周期分で再現する場合を考えると式は以下の通りとなる。
PU1+PU2+α=2×Vu’1 ・・・(iv)
PV1+PV2+α=2×Vv’1 ・・・(v)
PW1+PW2+α=2×Vw’1 ・・・(vi)
As described above, considering the case where the value received from the phase voltage
PU1 + PU2 + α = 2 × Vu'1 ・ ・ ・ (iv)
PV1 + PV2 + α = 2 × Vv'1 ... (v)
PW1 + PW2 + α = 2 × Vw'1 ... (vi)
ちなみに、一般的な従来方式では上記式(iv)〜(vi)は以下の式となる(二相変調等の線間変調をしていない場合は共通加算値αは0となる)。
PU1+α=Vu’1 ・・・(vii)
PV1+α=Vv’1 ・・・(viii)
PW1+α=Vw’1 ・・・(ix)
また、前述した特許文献の方式でも上記式(vii)〜(ix)と同じ式で表現できる。
Incidentally, in the general conventional method, the above equations (iv) to (vi) are as follows (the common addition value α is 0 when line-line modulation such as two-phase modulation is not performed).
PU1 + α = Vu'1 ... (vii)
PV1 + α = Vv'1 ... (viii)
PW1 + α = Vw'1 ... (ix)
Further, the above-mentioned method of the patent document can also be expressed by the same formula as the above formulas (vii) to (ix).
前記式(i)〜(vi)で線間電圧を考えると、U相−V相の線間電圧は、
PU1+PU2+α―(PV1+PV2+α)=Vu’1+Vu’2―(Vv’1+Vv’2) ・・・(x)
そして、この式(x)は下記式(xi)となる。
PU1―PV1+PU2―PV2=Vu’1―Vv’1+Vu’2―Vv’2 ・・・(xi)
Considering the line voltage in the above equations (i) to (vi), the line voltage of the U phase-V phase is
PU1 + PU2 + α- (PV1 + PV2 + α) = Vu'1 + Vu'2- (Vv'1 + Vv'2) ... (x)
Then, this equation (x) becomes the following equation (xi).
PU1-PV1 + PU2-PV2 = Vu'1-Vv'1 + Vu'2-Vv'2 ... (xi)
そして、前記式(vii)〜(ix)の従来方式でも、2キャリア周期分を考慮すると同じ値になる。U相、V相の2キャリア周期分は以下の通り。
PU1+α+PU2+α=Vu’1+Vu’2 ・・・(xii)
PV1+α+PV2+α=Vv’1+Vv’2 ・・・(xiii)
これら式(xii)、(xiii)を式(x)の場合と同様に加算すると、以下のように同じ結果が得られる。
PU1+α+PU2+α―(PV1+α+PV2+α)=Vu’1+Vu’2―(Vv’1+Vv’2) ・・・(xiv)
そして、この式(xiv)は下記式(xv)となり、式(xi)と同じとなる。
PU1―PV1+PU2―PV2=Vu’1―Vv’1+Vu’2―Vv’2 ・・・(xv)
Then, even in the conventional methods of the above formulas (vii) to (ix), the same value is obtained when two carrier cycles are taken into consideration. The two carrier cycles of U phase and V phase are as follows.
PU1 + α + PU2 + α = Vu'1 + Vu'2 ... (xii)
PV1 + α + PV2 + α = Vv'1 + Vv'2 ... (xiii)
When these equations (xii) and (xiii) are added in the same manner as in the case of equation (x), the same result is obtained as follows.
PU1 + α + PU2 + α- (PV1 + α + PV2 + α) = Vu'1 + Vu'2- (Vv'1 + Vv'2) ... (xiv)
Then, this equation (xiv) becomes the following equation (xv), which is the same as the equation (xi).
PU1-PV1 + PU2-PV2 = Vu'1-Vv'1 + Vu'2-Vv'2 ... (xv)
以上の如く、実施例によっても2キャリア周期分を考慮した場合、PWM信号生成部36は、相電圧指令演算部33の出力通りに電圧(電圧指令補正値Cu、Cv、Cw)を出力していることが分かる(図4中の白抜き矢印の幅)。
As described above, when considering the two carrier cycles according to the embodiment, the PWM
以上により、各相電圧Vu、Vv、Vwの平均である中性点電位Vcは、図4に示すように常に一定となり、変化しなくなるので、コモンモードノイズを効果的に解消、若しくは、抑制することができるようになる。また、実施例ではPWM信号生成部36が、図4の最初のキャリア周期の前半ではW相の上アームスイッチング素子18CをON、下アームスイッチング素子18FをOFF状態に固定させると共に、U相の下アームスイッチング素子18DがONし、V相の上アームスイッチング素子18BがONしている状態からスイッチングの規定区間を開始するようにしているので、U相電圧Vuの変化をV相電圧Vvの変化で円滑に打ち消すことができるようになる。
As described above, the neutral point potential Vc, which is the average of each phase voltage Vu, Vv, and Vw, is always constant and does not change as shown in FIG. 4, so that common mode noise is effectively eliminated or suppressed. You will be able to do it. Further, in the embodiment, the PWM
また、図4の次のキャリア周期の前半ではU相の上アームスイッチング素子18AをON、下アームスイッチング素子18DをOFF状態に固定させると共に、V相の上アームスイッチング素子18BがONし、W相の下アームスイッチング素子18FがONしている状態からスイッチングの規定区間を開始するようにしており、ここでもV相電圧Vvの変化をW相電圧Vwの変化で円滑に打ち消すことができるようになる。
Further, in the first half of the next carrier cycle of FIG. 4, the U-phase upper
(3−2−2)W相電流iwが反転する場合
しかしながら、図5に示す如く最初のキャリア周期でW相電流iwがゼロクロスし、モータ8に流入する向き(>0)から流出する向き(<0)に反転した場合、図4と同じタイミングでスイッチング制御を行うと、W相電圧VwはW相の下アームスイッチング素子18FがONするタイミングで立ち下がることになるので、デッドタイム及びスイッチング素子の遅延時間分の幅のパルス状に中性点電位Vcが上がる方向に変動してしまうことになる。
(3-2-2) When the W-phase current iw is inverted However, as shown in FIG. 5, the W-phase current iw zero-crosses in the first carrier cycle, and the direction in which the W-phase current iw flows into the motor 8 (> 0) is reversed (> 0). In the case of inverting to <0), if switching control is performed at the same timing as in FIG. 4, the W-phase voltage Vw falls at the timing when the W-phase lower
ここで、実施例のPWM信号生成部36は、キャリア周期が開始(スイッチングの規定区間の開始)する毎に、当該キャリア周期内で相電流(iu、iv、iw)がゼロクロスするか否か予測する。この実施例のPWM信号生成部36は、最初のキャリア周期の後半でW相電流iwがゼロクロスし、モータ8に流入する向きから流出する向きに反転すると予測した場合、PWM信号生成部36は図6に示す如く、当該最初のキャリア周期(図6の向かって左側のキャリア周期)では、W相の上下アームスイッチング素子18C、18Fのスイッチングを停止するようにW相電圧指令補正値Cwの立ち上げ指令値Cwupと立ち下げ指令値Cwdownを変更する。
Here, the PWM
また、PWM信号生成部36は、U相電圧指令補正値Cuの立ち上げ指令値Cuupと立ち下げ指令値Cudown、及び、V相電圧指令補正値Cvの立ち上げ指令値Cvupと立ち下げ指令値Cvdownを変更することにより、U相の上下アームスイッチング素子18A、18D、V相の上下アームスイッチング18B、18Eのスイッチングを同期させ、U相電圧Vuの変化を、V相電圧Vvの変化で打ち消す。
Further, the PWM
このような第1の変更制御で各スイッチング素子18A〜18Eのスイッチング動作を変更することにより、モータ8に流れる電流(W相電流iw)の向きが反転するW相電圧Vwを変化させずに、他の二相の相電圧(U相電圧Vu、V相電圧Vv)の変化を相互に打ち消すようにそれらの上下アームスイッチング素子18A、18D、18B、18Eを同期してスイッチングさせ、W相電流iwの向きが反転するキャリア周期(最初のキャリア周期)での中性点電位Vcの変動を解消することができるようになる(図6の最下段)。これにより、コモンモードノイズの発生を極めて効果的に解消、若しくは、抑制することが可能となる。
By changing the switching operation of each of the
また、この場合(図6)もU相の下アームスイッチング素子18DがONし、他の二相の上アームスイッチング素子18B、18CがONしている状態からスイッチングの規定区間(キャリア周期)を開始しているので、U相電圧Vuの変化をV相電圧Vvの変化で円滑に打ち消すことができるようになる。
Also in this case (FIG. 6), the specified switching section (carrier cycle) is started from the state where the U-phase lower
更に、この場合も上記第1の変更制御でPWM信号生成部36は、W相電流iwの向きが反転するキャリア周期(図6の向かって左側)と、それに連続するキャリア周期(図6の向かって右側)の全体において、図6に白抜き矢印で示す各相電圧Vu、Vv、Vwのパルス幅が、図4や図5に白抜き矢印で示した各相電圧Vu、Vv、Vwのパルス幅とそれぞれ同一、若しくは、略同一となるようにスイッチングを制御する。
Further, also in this case, in the first change control, the PWM
これにより、モータ8に流れる電流(W相電流iw)の向きが反転するキャリア周期(図6の向かって左側)とそれに連続するキャリア周期(図6の向かって右側)全体で線間電圧が変化してしまう不都合を解消、若しくは、抑制することができるようになるので、中性点電位Vcの変動を解消、若しくは、抑制するためにスイッチング動作を変更することで、モータ8に印加される電圧が変化してしまう不都合を解消、若しくは、抑制し、モータ8の安定した運転制御を実現することができるようになる。
As a result, the line voltage changes over the carrier cycle (on the left side when facing FIG. 6) in which the direction of the current (W phase current iw) flowing through the
(3−3)制御装置21のPWM信号生成部36が実行する第2の変更制御
次に、図7〜図8を用いてPWM信号生成部36が実行する第2の変更制御の一例を詳述する。
例えば、図7に示す如く連続する2回のキャリア周期の最初のキャリア周期でU相電流iuがゼロクロスし、モータ8に流入する向き(>0)から流出する向き(<0)に反転し、U相の下アームスイッチング素子18DがOFFするタイミングでU相電圧Vuが立ち上がってしまい、デッドタイム及びスイッチング素子の遅延時間分位相が遅れてV相の下アームスイッチング素子18EがONするタイミングでV相電圧Vvが立ち下がった場合にも、デッドタイム及びスイッチング素子の遅延時間分の幅のパルス状に中性点電位Vcが上がる方向に変動してしまうことになる。
(3-3) Second change control executed by the PWM
For example, as shown in FIG. 7, the U-phase current iu zero-crosses in the first carrier cycle of two consecutive carrier cycles, and is reversed from the direction in which the U-phase current iu flows into the motor 8 (> 0) to the direction in which it flows out (<0). The U-phase voltage Vu rises at the timing when the U-phase lower
そこで、この実施例ではPWM信号生成部36は、最初のキャリア周期の後半でU相電流iuがゼロクロスし、モータ8に流入する向きから流出する向きに反転すると予測した場合、図8に示す如く、当該最初のキャリア周期(図8の向かって左側のキャリア周期)では、全ての相(U相、V相、W相)の上下アームスイッチング素子18A〜18Fのスイッチングを停止するようにU相電圧指令補正値Cuの立ち上げ指令値Cuupと立ち下げ指令値Cudown、V相電圧指令補正値Cvの立ち上げ指令値Cvupと立ち下げ指令値Cvdown、W相電圧指令補正値Cwの立ち上げ指令値Cwupと立ち下げ指令値Cwdownを変更する。
Therefore, in this embodiment, when the PWM
このような第2の変更制御で各スイッチング素子18A〜18Eのスイッチング動作を変更することにより、モータ8に流れる電流(U相電流iu)の向きが反転するU相電圧Vuに加え、他の二相の相電圧(V相電圧Vv、W相電圧Vw)wも変化しないようになるので、U相電流iuの向きが反転するキャリア周期(最初のキャリア周期)での中性点電位Vcの変動を解消することができるようになる(図8の最下段)。これにより、コモンモードノイズの発生を極めて効果的に解消、若しくは、抑制することが可能となる。
By changing the switching operation of each of the
また、上記第2の変更制御でも、PWM信号生成部36はU相電流iuの向きが反転するキャリア周期(図8の向かって左側)と、それに連続するキャリア周期(図8の向かって右側)の全体において、図8に白抜き矢印で示す各相電圧Vu、Vv、Vwのパルス幅が、図7に白抜き矢印で示した各相電圧Vu、Vv、Vwのパルス幅とそれぞれ同一、若しくは、略同一となるようにスイッチングを制御する。
Further, even in the second change control, the PWM
これにより、モータ8に流れる電流(U相電流iu)の向きが反転するキャリア周期(図8の向かって左側)とそれに連続するキャリア周期(図8の向かって右側)全体で線間電圧が変化してしまう不都合を解消、若しくは、抑制することができるようになるので、中性点電位Vcの変動を解消、若しくは、抑制するためにスイッチング動作を変更することで、モータ8に印加される電圧が変化してしまう不都合を解消、若しくは、抑制し、モータ8の安定した運転制御を実現することができるようになる。
As a result, the line voltage changes over the carrier cycle (on the left side when facing FIG. 8) in which the direction of the current (U-phase current iu) flowing through the
(3−4)第1の変更制御と第2の変更制御の選択
また、PWM信号生成部36は上記の如く説明した第1の変更制御(図3、図6)と、第2の変更制御(図8)のうち、各相の上下アームスイッチング素子18A〜18Fのスイッチング動作を変更する前(図6の場合には図5。図8の場合には図7)のスイッチング動作に近似する方を選択して実行する。これにより、スイッチング動作の変更がモータ8の運転に与える悪影響を最小限に抑えることが可能となる。
(3-4) Selection of First Change Control and Second Change Control In addition, the PWM
(3−5)制御装置21のPWM信号生成部36が実行する第3の変更制御
次に、図9〜図10を用いてPWM信号生成部36が実行する第3の変更制御の一例を詳述する。
例えば、図9に示す如く連続する2回のキャリア周期の最初のキャリア周期でU相とV相の下アームスイッチング素子19D、19EがONし、W相の上アームスイッチング素子18CがONした状態でスイッチングの規定区間が開始(キャリア周期が開始)する場合に、V相電流ivがゼロクロスし、モータ8に流入する向き(>0)から流出する向き(<0)に反転したときには、V相の下アームスイッチング素子18EがOFFするタイミングでV相電圧Vvが立ち上がってしまい、デッドタイム及びスイッチング素子の遅延時間分位相が遅れてU相の上アームスイッチング素子18AがOFFするタイミングでU相電圧Vuが立ち下がっても、デッドタイム及びスイッチング素子の遅延時間分の幅のパルス状に中性点電位Vcが立ち上がる。即ち、中性点電位Vcが立ち上がり、その後立ち下がるので、中性点電位Vcは2回変動することになる。
(3-5) Third change control executed by the PWM
For example, as shown in FIG. 9, in the state where the U-phase and V-phase lower arm switching elements 19D and 19E are turned on and the W-phase upper
そこで、この実施例でPWM信号生成部36は、図10に示す如く、V相電流ivが反転するキャリア周期(図10の向かって左側)では、図9の場合と同様にV相の上下アームスイッチング素子18B、18Eをスイッチングする。一方、U相の下アームスイッチング素子18AがOFFするタイミングと、W相の上アームスイッチング素子18CがOFFするタイミングを同期させ、U相の上アームスイッチング素子18AがONするタイミングと、W相の下アームスイッチング素子18FがONするタイミングを同期させるようにU相電圧指令補正値Cuの立ち上げ指令値Cuupと立ち下げ指令値Cudown、W相電圧指令補正値Cwの立ち上げ指令値Cwupと立ち下げ指令値Cwdownを変更することにより、U相電圧Vuが「H」に立ち上がり、W相電圧Vwが「L」に立ち下がるタイミングを同期させ、U相電圧Vuの変化を、W相電圧Vwの変化で打ち消す。
Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 10, the PWM
中性点電位VcはV相の下アームスイッチング素子18EがOFFするタイミングで立ち上がり、その後は上がったままで変動しない状態となる(図10の最下段)。このような第3の変更制御により、中性点電位Vcの変動を、モータ8に流れる電流の向きが反転するV相の上下アームスイッチング素子18B、18Eのスイッチングによる1回のみ(立ち上がるときのみ)に削減することが可能となる。
The neutral point potential Vc rises at the timing when the lower
このような第3の変更制御で各スイッチング素子18A〜18Eのスイッチング動作を変更することにより、当該電流の向きが反転するキャリア周期(図10の向かって左側)での中性点電位Vcの変動を、図9に示した場合よりも抑制することができるようになる。特にこの場合は、前述した第1の変更制御や第2の変更制御よりも高い変調率に対応できるようになるので、モータ8の回転数が高い運転状態が要求される場合に有利となる。
By changing the switching operation of each of the
また、上記第3の変更制御では、図10の連続する2回のキャリア周期の全体において、PWM信号生成部36は全相に均等に図10に破線白抜き矢印で示すパルス幅の電圧を各相に加算している。モータ8に印加される電圧は、相電圧の差であるため、全相に同じパルス幅(破線白抜き矢印)を加算してもモータ8に流れる電流(V相電流iv)の向きが反転するキャリア周期(図10の向かって左側)とそれに連続するキャリア周期(図10の向かって右側)全体で線間電圧が変化してしまうことはない。これにより、中性点電位Vcの変動を解消、若しくは、抑制するためにスイッチング動作を変更することで、モータ8に印加される電圧が変化してしまう不都合を抑制しながら、モータ8の安定した運転制御を実現することができるようになる。
Further, in the third change control, the PWM
(3−6)制御装置21のPWM信号生成部36が実行する第4の変更制御
次に、図11〜図12を用いてPWM信号生成部36が実行する第4の変更制御の一例を詳述する。
例えば、図11に示す如く連続する2回のキャリア周期の最初のキャリア周期でU相とV相の下アームスイッチング素子19D、19EがONし、W相の上アームスイッチング素子18CがONした状態でスイッチングの規定区間が開始(キャリア周期が開始)する場合に、W相電流iwがゼロクロスし、モータ8に流入する向きが反転すると予測されるが、W相電流iwの向きが不明であり、U相の上アームスイッチング素子18AがONするタイミングでU相電圧Vuが立ち上がってしまい、デッドタイム及びスイッチング素子の遅延時間分位相が遅れてW相の下アームスイッチング素子18FがONし、W相電圧Vwが立ち下がっても、デッドタイム及びスイッチング素子の遅延時間分の幅のパルス状に中性点電位Vcが立ち上がる。即ち、中性点電位Vcが立ち上がり、その後立ち下がるので、中性点電位Vcは2回変動することになる。
(3-6) Fourth change control executed by the PWM
For example, as shown in FIG. 11, in a state where the U-phase and V-phase lower arm switching elements 19D and 19E are turned on and the W-phase upper
一方、この実施例の場合にはモータ8に流れる電流(iw)の向きが反転するW相以外のU相、V相は、何れも下アームスイッチング素子18D、18EがON状態でスイッチングの規定区間を開始することになるので、U相電圧VuとV相電圧Vvの変化を相互に打ち消すことができない。
On the other hand, in the case of this embodiment, the U and V phases other than the W phase in which the direction of the current (iw) flowing through the
そこで、この実施例でPWM信号生成部36は、反転するW相電流iwの向きが分からないので、図12に示す如く、W相電流iwが反転するキャリア周期(図11の向かって左側)では、図11の場合と同様にw相の上下アームスイッチング素子18C、18Fをスイッチングする。一方、電流の向きがモータ8に流入する方向と分かっているU相の上アームスイッチング素子18Aは、W相電流iwがモータ8から流出する向き(<0)であるときにW相電圧Vwが立ち下がるタイミングに合わせてONするように同期させる。また、電流の向きがモータ8から流出する方向と分かっているV相の下アームスイッチング素子18Eは、W相電流iwがモータ8に流入する向き(>0)であるときにW相電圧Vwが立ち下がるタイミングに合わせてOFFするように同期させるようにU相電圧指令補正値Cuの立ち上げ指令値Cuupと立ち下げ指令値Cudown、V相電圧指令補正値Cvの立ち上げ指令値Cvupと立ち下げ指令値Cvdownを変更することにより、U相電圧Vuが「H」に立ち上がるタイミングと、V相電圧Vvが「H」に立ち上がるタイミングを、デッドタイム及びスイッチング素子の遅延時間の影響で変わるW相電圧Vwの立ち下がるタイミングにそれぞれ同期させ、何れかによりW相電圧Vwの変化を打ち消す。
Therefore, in this embodiment, the PWM
図12の例では実際にはW相電流iwはモータ8に流入する向き(>0)から流出する向き(<0)に反転しているので、W相の下アームスイッチング素子18FがONするタイミングでW相電圧Vwは立ち下がる。従って、中性点電位VcはV相の下アームスイッチング素子18EがOFFするタイミングで立ち上がり、その後は上がったままで変動しない状態となる(図12の最下段)。このような第4の変更制御により、実施例では中性点電位Vcの変動を、V相の下アームスイッチング素子18Eのスイッチングによる1回のみ(立ち上がるときのみ)に削減することが可能となる。
In the example of FIG. 12, the W-phase current iw is actually reversed from the direction of inflow (> 0) into the
このような第4の変更制御で各スイッチング素子18A〜18Eのスイッチング動作を変更することにより、電流の向きが反転するキャリア周期(図12の向かって左側)での中性点電位Vcの変動を、図11に示した場合よりも抑制することができるようになる。特にこの場合も、前述した第1の変更制御や第2の変更制御よりも高い変調率に対応できるようになるので、モータ8の回転数が高い運転状態が要求される場合に有利となる。
By changing the switching operation of each of the
また、上記第4の変更制御でも、図12の連続する2回のキャリア周期の全体において、PWM信号生成部36は全相に均等に図12に破線白抜き矢印で示すパルス幅の電圧を各相に加算しているので、モータ8に印加される電圧は、相電圧の差であるため、全相に同じパルス幅(破線白抜き矢印)を加算してもモータ8に流れる電流(W相電流iw)の向きが反転するキャリア周期(図12の向かって左側)とそれに連続するキャリア周期(図12の向かって右側)全体で線間電圧が変化してしまうことはない。これにより、中性点電位Vcの変動を解消、若しくは、抑制するためにスイッチング動作を変更することで、モータ8に印加される電圧が変化してしまう不都合を抑制しながら、モータ8の安定した運転制御を実現することができるようになる。
Further, even in the fourth change control, the PWM
(3−7)中性点電位Vcの変動の比較
ここで、図13は以上詳述した各変更制御と従来の制御によるモータ8の中性点電位Vcの変動を比較して示している。図中の最上段は図20で説明した従来の通常の三相変調方式の場合の中性点電位Vcを示しており、上から二段目は図21、図22で説明した如く相電圧の変化を他の相電圧の変化で打ち消すように電圧指令値を補正するが、相電流(モータ電流)の反転(ゼロクロス)を考慮しない場合の中性点電位Vcを示している。
(3-7) Comparison of Fluctuation of Neutral Point Potential Vc Here, FIG. 13 shows a comparison of the fluctuation of the neutral point potential Vc of the
そして、上から三段目は前述した第1の変更制御、第2の変更制御を行った場合の中性点電位Vcを示し、最下段は第3の変更制御、第4の変更制御を行った場合の中性点電位Vcを示している。尚、この場合の条件は、キャリア周波数20kHz、電気角周波数200Hzの場合である。 The third stage from the top shows the neutral point potential Vc when the above-mentioned first change control and the second change control are performed, and the lowermost stage performs the third change control and the fourth change control. It shows the neutral point potential Vc in the case of. The conditions in this case are a carrier frequency of 20 kHz and an electric angular frequency of 200 Hz.
この図から、第1の変更制御や第2の変更制御を実行することで、上から三段目に示される如くモータ8の中性点電位Vcの変動が抑えられていることが分かる。また、第3の変更制御や第4の変更制御によっても、最下段に示される如く中性点電位Vcが立ち上がり、立ち下がる回数が、最上段及び上から二段目に示される変動に比して、同じモータ電流位相において著しく減少していることが分かる。
From this figure, it can be seen that by executing the first change control and the second change control, the fluctuation of the neutral point potential Vc of the
(3−8)線間電圧の纏め
また、図14は図20で説明した従来の通常の三相変調方式によるモータの線間電圧を示し、図15は図21、図22で説明した相電流の反転(ゼロクロス)を考慮しない場合のモータの線間電圧を示している。そして、図16は上述した各変更制御によるモータの線間電圧を示している。
(3-8) Summary of Line Voltages FIG. 14 shows the line voltage of the motor by the conventional three-phase modulation method described with reference to FIG. 20, and FIG. 15 shows the phase currents described with reference to FIGS. 21 and 22. The line voltage of the motor when the inversion (zero cross) of is not taken into consideration is shown. And FIG. 16 shows the line voltage of the motor by each change control described above.
尚、この場合の条件も、キャリア周波数20kHz、電気角周波数200Hzの場合である。これらの図から明らかな如く、図14や図15に比して図16の場合には歪みが出やすくなるものの、各線間電圧は許容可能な正弦波となっていることが分かる。 The conditions in this case are also the case where the carrier frequency is 20 kHz and the electric angular frequency is 200 Hz. As is clear from these figures, it can be seen that each line voltage is an acceptable sine wave, although distortion is more likely to occur in the case of FIG. 16 as compared with FIGS. 14 and 15.
(3−9)第1の変更制御及び第2の変更制御と、第3の変更制御及び第4の変更制御の切り換え
次に、図17は前述した第1の変更制御と第2の変更制御による最大相電圧時の相電圧Vu、Vv、Vwと、U相−V相、V相−W相、W相−U相の各線間電圧を示している。また、図18は前述した第3の変更制御と第4の変更制御による最大相電圧時の相電圧Vu、Vv、Vwと、U相−V相、V相−W相、W相−U相の各線間電圧を示している。尚、何れも−1〜1に補正して正規化した値である。
(3-9) Switching between First Change Control and Second Change Control, Third Change Control and Fourth Change Control Next, FIG. 17 shows the first change control and the second change control described above. The phase voltages Vu, Vv, and Vw at the time of the maximum phase voltage according to the above, and the line voltages of the U phase-V phase, the V phase-W phase, and the W phase-U phase are shown. Further, FIG. 18 shows the phase voltages Vu, Vv, Vw at the time of the maximum phase voltage by the third change control and the fourth change control described above, and the U phase-V phase, the V phase-W phase, and the W phase-U phase. The voltage between each line of is shown. All of these are values corrected to -1 to 1 and normalized.
この図から明らかな如く、第1の変更制御や第2の変更制御(図17)では、変調率は最大で2/3であるが、第3の変更制御や第4の変更制御(図18)では、変調率を最大で4√3/9まで上げることが可能となる。即ち、第1の変更制御や第2の変更制御に比して、第3の変更制御や第4の変更制御は最大相電圧が大きくなり、モータ8に印加することができる線間電圧が大きくなることが分かる。
As is clear from this figure, in the first change control and the second change control (FIG. 17), the modulation factor is 2/3 at the maximum, but the third change control and the fourth change control (FIG. 18). ), The modulation factor can be increased up to 4√3 / 9. That is, the maximum phase voltage of the third change control and the fourth change control is larger than that of the first change control and the second change control, and the line voltage that can be applied to the
そこで、制御装置21のPWM信号生成部36は、モータ8の運転状態に応じて前述した第1の変更制御及び第2の変更制御、第3の変更制御及び第4の変更制御の切り換えを行う。具体的には、この実施例ではモータ8の回転数が所定の閾値より低い第1の領域(低い変調率でよい領域)では、第1の変更制御又は第2の変更制御を選択して実行し、この第1の領域より高い所定の第2の領域(高い変調率が必要となる領域)では、第3の変更制御又は第4の変更制御を選択して実行する。これにより、モータ8の運転状態に応じて適切に中性点電位Vcの変動を解消、若しくは、抑制することが可能となる。
Therefore, the PWM
尚、実施例ではPWM信号生成部36が、相電圧指令演算部33が出力するU相電圧指令値Vu’、V相電圧指令値Vv’、及び、W相電圧指令値Vw’(三相変調電圧指令値)を、前記各スイッチング素子18A〜18Fをスイッチングする際のデッドタイム及びスイッチング素子の遅延時間を考慮しながら補正することにより、モータ8の中性点電位Vcの変動が無くなる(ゼロとなる)ようなU相電圧指令補正値Cu、V相電圧指令補正値Cv、及び、W相電圧指令補正値Cw(電圧指令補正値)を演算し、更に、それらを変更することで相電流のゼロクロスによる中性点電位Vcの変動を解消若しくは抑制するようにしたが、電圧指令補正値Cu、Cv、Cwの生成及び変更を相電圧指令演算部33自体が行い、PWM信号生成部36に出力するようにしてもよい。
In the embodiment, the PWM
また、上記各実施例では鋸波のキャリア信号を使用したが、それに限らず、三角波であってもよく、その形状は限定されない。また、実施例では2キャリア周期分を考慮した場合を示したが、同様に3キャリア周期以上を考慮してもよい。更に、実施例ではモータ8の回転数で上記各変更制御の切り換えを行うようにしたが、請求項9の発明ではそれに限らず、モータ8の負荷を示す別の指標を採用してもよい。更にまた、実施例では電動コンプレッサのモータを駆動制御するインバータ装置に本発明を適用したが、それに限らず、各種機器のモータの駆動制御に本発明は有効である。
Further, in each of the above embodiments, the carrier signal of the sawtooth wave is used, but the present invention is not limited to this, and a triangular wave may be used, and the shape thereof is not limited. Further, in the examples, the case where two carrier cycles are taken into consideration is shown, but similarly, three carrier cycles or more may be taken into consideration. Further, in the embodiment, each of the above change controls is switched according to the rotation speed of the
1 インバータ装置
8 モータ
10 上アーム電源ライン
15 下アーム電源ライン
18A〜18F 上下アームスイッチング素子
19U U相ハーフブリッジ回路
19V V相ハーフブリッジ回路
19W W相ハーフブリッジ回路
21 制御装置
26A、26B 電流センサ
28 インバータ回路
33 相電圧指令演算部
36 PWM信号生成部
37 ゲートドライバ
1
Claims (11)
該インバータ回路の前記各相の上下アームスイッチング素子のスイッチングを制御する制御装置を備えたインバータ装置において、
前記制御装置は、
前記各相の上下アームスイッチング素子をスイッチングする際のデッドタイム及びスイッチング素子の遅延時間を考慮して前記各相の上下アームスイッチング素子のスイッチングタイミングを同期させ、前記モータに印加される相電圧の変化を、他の相電圧の変化で打ち消すスイッチング動作を実行すると共に、
前記モータに流れる電流の向きが反転するキャリア周期では、前記デッドタイム及びスイッチング素子の遅延時間に起因して生じる前記モータの中性点電位の変動を解消、若しくは、抑制する方向でスイッチング動作を変更することを特徴とするインバータ装置。 An upper arm switching element and a lower arm switching element are connected in series for each phase between the upper arm power supply line and the lower arm power supply line, and the voltage at the connection point of the upper and lower arm switching elements of each phase is used as a three-phase AC output for the motor. Inverter circuit applied to
In an inverter device provided with a control device that controls switching of the upper and lower arm switching elements of each phase of the inverter circuit.
The control device is
A change in the phase voltage applied to the motor by synchronizing the switching timing of the upper and lower arm switching elements of each phase in consideration of the dead time when switching the upper and lower arm switching elements of each phase and the delay time of the switching element. Is executed as a switching operation that cancels out with changes in other phase voltages.
In the carrier cycle in which the direction of the current flowing through the motor is reversed, the switching operation is changed in the direction of eliminating or suppressing the fluctuation of the neutral point potential of the motor caused by the dead time and the delay time of the switching element. Inverter device characterized by
前記モータに流れる電流の向きが反転するキャリア周期において、当該電流の向きが反転する相の前記上下アームスイッチング素子のスイッチングを停止し、他の二相の前記上下アームスイッチング素子のスイッチングを同期させることにより、前記モータに印加される相電圧の変化を他の相電圧の変化で打ち消す第1の変更制御と、
前記モータに流れる電流の向きが反転するキャリア周期において、全ての相の前記上下アームスイッチング素子のスイッチングを停止する第2の変更制御を有し、
前記第1の変更制御と第2の変更制御のうち、スイッチング動作を変更する前のスイッチング動作に近似する方を選択して実行することを特徴とする請求項1乃至請求項3のうちの何れかに記載のインバータ装置。 The control device is
In the carrier cycle in which the direction of the current flowing through the motor is reversed, the switching of the upper and lower arm switching elements in the phase in which the direction of the current is reversed is stopped, and the switching of the other two phases of the upper and lower arm switching elements is synchronized. The first change control that cancels the change of the phase voltage applied to the motor by the change of the other phase voltage, and
It has a second change control that stops switching of the upper and lower arm switching elements of all phases in a carrier cycle in which the direction of the current flowing through the motor is reversed.
Any of claims 1 to 3, wherein one of the first change control and the second change control that approximates the switching operation before the switching operation is changed is selected and executed. Inverter device described in Crab.
前記モータに流れる電流の向きが反転するキャリア周期において、当該電流の向きが反転する相の前記上下アームスイッチング素子のスイッチングを停止し、他の二相の前記上下アームスイッチング素子のスイッチングを同期させることにより、前記モータに印加される相電圧の変化を他の相電圧の変化で打ち消す第1の変更制御と、
前記モータに流れる電流の向きが反転するキャリア周期において、全ての相の前記上下アームスイッチング素子のスイッチングを停止する第2の変更制御と、
前記モータに流れる電流の向きが反転するキャリア周期において、前記モータに流れる電流の向きが反転する相以外の二相の上下アームスイッチング素子が上下異なるON状態でスイッチングの規定区間を開始する場合、電流の向きが反転する相の前記上下アームスイッチング素子のスイッチングを行うと共に、他の二相の前記上下アームスイッチング素子のスイッチングを同期させることにより、当該二相の相電圧の変化を相互に打ち消す第3の変更制御と、
前記モータに流れる電流の向きが反転するキャリア周期において、前記モータに流れる電流の向きが反転する相以外の二相の上下アームスイッチング素子が上下同一のON状態でスイッチングの規定区間を開始する場合、電流の向きが反転する相の前記上下アームスイッチング素子のスイッチングを行うと共に、前記デッドタイム及びスイッチング素子の遅延時間の影響で変わる当該相の相電圧の変化のタイミングに、他の二相の前記上下アームスイッチング素子のスイッチングをそれぞれ同期させることにより、前記モータに流れる電流の向きが反転する相の相電圧の変化を、他の二相のうちの何れかの相電圧の変化で打ち消す第4の変更制御を有し、
前記モータの運転状態に基づいて前記各変更制御を選択的に実行することを特徴とする請求項1乃至請求項3のうちの何れかに記載のインバータ装置。 The control device is
In the carrier cycle in which the direction of the current flowing through the motor is reversed, the switching of the upper and lower arm switching elements in the phase in which the direction of the current is reversed is stopped, and the switching of the other two phases of the upper and lower arm switching elements is synchronized. The first change control that cancels the change of the phase voltage applied to the motor by the change of the other phase voltage, and
A second change control that stops switching of the upper and lower arm switching elements of all phases in a carrier cycle in which the direction of the current flowing through the motor is reversed.
In the carrier cycle in which the direction of the current flowing through the motor is reversed, when the two-phase upper and lower arm switching elements other than the phase in which the direction of the current flowing through the motor is reversed start the specified switching section in the ON state where the upper and lower sides are different, the current A third phase in which changes in the phase voltage of the two phases are mutually canceled by switching the upper and lower arm switching elements of the phase in which the directions of the two phases are reversed and synchronizing the switching of the upper and lower arm switching elements of the other two phases. Change control and
In the carrier cycle in which the direction of the current flowing through the motor is reversed, when the two-phase upper and lower arm switching elements other than the phase in which the direction of the current flowing through the motor is reversed start the specified switching section in the same ON state. The upper and lower arm switching elements of the phase in which the direction of the current is reversed are switched, and at the timing of the change in the phase voltage of the phase that changes due to the influence of the dead time and the delay time of the switching element, the upper and lower sides of the other two phases are changed. A fourth change in which the change in the phase voltage of the phase in which the direction of the current flowing through the motor is reversed by synchronizing the switching of the arm switching elements is canceled by the change in the phase voltage of any of the other two phases. Have control,
The inverter device according to any one of claims 1 to 3, wherein each change control is selectively executed based on the operating state of the motor.
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