JP3788346B2 - Voltage type PWM inverter control device - Google Patents
Voltage type PWM inverter control device Download PDFInfo
- Publication number
- JP3788346B2 JP3788346B2 JP2001387670A JP2001387670A JP3788346B2 JP 3788346 B2 JP3788346 B2 JP 3788346B2 JP 2001387670 A JP2001387670 A JP 2001387670A JP 2001387670 A JP2001387670 A JP 2001387670A JP 3788346 B2 JP3788346 B2 JP 3788346B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- voltage
- current
- phase
- command value
- inverter
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Inverter Devices (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、交流電動機等を駆動するために可変電圧可変周波数の交流電圧を出力する電圧形PWMインバータの制御装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
可変電圧可変周波数の交流電圧により交流電動機を駆動する電圧形PWMインバータでは、インバータの上下アームの短絡防止用に設けられたデッドタイム期間中に、スイッチング素子に逆並列接続された環流ダイオードの不完全ターンオンに起因して相電流のゼロクロス点及びその近傍(以下、単にゼロクロス点近傍という)で出力電圧が不連続になり、これによって相電流も不連続になって(電流不連続現象または電流停滞現象という)波形に歪みを生じる場合がある。その結果、相電流のゼロクロス点近傍において、負荷である交流電動機のトルクが脈動したり、回転速度が変動する等の不都合を生じていた。
【0003】
このため、従来では、(1)インバータの各相出力電圧を検出して電圧調節器によりインバータの出力電圧指令値を補償する、(2)インバータの各相出力電流を検出して電流調節器により出力電流指令値を補償する、といった方法が採られており、これらの補償動作(デッドタイム補償という)によって電流ゼロクロス点近傍におけるトルクの脈動や速度変動を抑制している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の方法のうち、(1)電圧調節器による補償では、出力電圧を検出するための高精度かつ高応答な電圧検出器が必要であり、この種の電圧検出器は概して高価であるため制御装置全体のコストが増加するという問題がある。
また、(2)電流調節器による補償では、電流指令値を作成するために電動機の電気定数を必要とするため、補償のための演算が複雑になるという問題がある。
なお、これらの問題点は、例えば「メーカにおける研究開発の現状(平成3年電気学会シンポジウム(S.9)誘導機速度センサレスベクトル制御適用の現状と課題)」における「3 各速度推定方式の構成」でも指摘されている。
【0005】
そこで本発明は、比較的低コストで、複雑な演算を要することなくデッドタイム補償を行って電流ゼロクロス点近傍におけるトルクの脈動や速度変動を抑制するようにした電圧形PWMインバータの制御装置を提供しようとするものである。
【0006】
上記課題を解決するため、本発明は、相電流が歪んでいるゼロクロス点近傍において、歪みを打ち消すような電圧補償量を生成し、この補償量を電圧指令値に加えることを基本とする。
すなわち、相電流がゼロクロス点近傍でゼロ付近に停滞するのを抑制するために、電圧形PWMインバータに発生させる電圧指令値を基準として相電流をベクトルに分解すると共に、この分解したベクトルより進み位相となる電流指令値を生成し、この電流指令値と相電流検出値とに基づいて電圧補償量を作成する。
【0007】
デッドタイム中に相電流振幅値が小さくなると、相電流はゼロ付近で停滞し、出力電圧が不定となる区間が発生する。これは、デッドタイムにおける電圧は、相電流の極性とその大きさで決まるためである。以下にこの動作を説明する。
【0008】
図3に、電圧形PWMインバータの主回路の一相(例えばU相)分を示す。
図3において、Edcは直流電源、T1はIGBT等のスイッチング素子S1とこれに逆並列された環流ダイオードDFとからなる上アーム、T4は同じくスイッチング素子S4と環流ダイオードDFとからなる下アーム、Pは正極端子、Nは負極端子、UはU相出力端子である。
【0009】
また、図4に還流ダイオードDFの等価モデルを、図5に相電流iUの動作モードを、図6に相電流iUが大きい時のアーム電圧(端子U−N間の電圧)EUNの挙動を、図7に相電流iUが小さい時のアーム電圧EUNの挙動をそれぞれ示す。
【0010】
いま、図3に示す方向に相電流iUが流れており、スイッチング素子S1,S4は理想スイッチとし、還流ダイオードDFを図4に示す如く抵抗RDとコンデンサCjとの並列回路によって表すものとする。なお、図5におけるCj1,Cj4は図4のコンデンサCjに相当する。
【0011】
スイッチング素子S1がオンからオフの状態へ、スイッチング素子S4がオフからオンの状態へ変化するときの相電流iUの動作モードは、図5(a)→(b)→(c)のようになる。
この動作過程において、スイッチング素子S1,S4が共にオフしている区間(図5(b)及び図6の区間2に相当)のアーム電圧EUNは、還流ダイオードDFに流れている相電流の大きさで決まる。この相電流が大きいときは、還流ダイオードDFのpn接合部に溜まっている電荷は急速放電するので還流ダイオードDFは急速に順回復し、アーム電圧の変化(dv/dt)は大きくなる。
このとき、図6に示すようにアーム電圧EUNはPWM信号とほぼ同様に変化するため、出力電圧誤差は小さい。
【0012】
しかし、相電流が小さいときは、前述のpn接合部の電荷の放電速度が遅くなり、アーム電圧の変化(dv/dt)は小さくなる。すなわち、図7に示すごとく、区間2においてアーム電圧EUNは(1)または(2)のような値をとり、PWM信号と同様に変化しないため出力電圧誤差が大きくなる。
なお、アーム電圧EUNは相電流の大きさによって変化し、相電流が少ないときは(1)のようになり、相電流が増加するにつれて(1)→(2)→(3)と推移する。
【0013】
つまり、区間2における電圧誤差は、相電流と還流ダイオードDFの逆回復電荷に依存する。また、これらの関係により、電圧誤差最大値εv maxは次の数式1によって表すことができる。ここで、td:デッドタイム、fc:キャリア周波数、Edc:直流中間電圧である。
【0014】
[数1]
εv max=td・fc・Edc
【0015】
また、電圧誤差が発生(変化)する相電流IDは、数式2によって表すことができる。ここで、Qrr:還流ダイオードDFの逆回復電荷である。
【0016】
[数2]
ID≦2・Qrr/td
【0017】
本発明では、上記電圧誤差を補償することで電流歪みを抑制するために、デッドタイムtdに相当する区間2において新たな電流指令値を導入する。
請求項1記載の発明では、相検出電流値から電圧誤差が発生する電流振幅値以上の相電流を進み位相で流すように、新たな相電流指令値を生成する。そして、この電流指令値と電流検出値との偏差を求め、電流指令値の振幅値が前述の電圧誤差が発生する電流振幅値以下であるときに、上記偏差に最大誤差電圧を補償できるゲインを乗じた量を電圧補償量として、元の電圧指令値に加算することとした。
【0018】
すなわち、請求項1記載の発明は、電圧形PWMインバータの上下アーム短絡防止用に設けられるデッドタイム中の相電流ゼロクロス点を含むその前後における電流不連続現象の発生を防止するために、インバータの電圧指令値を補償するようにした電圧形PWMインバータの制御装置において、
インバータの各相から出力される電流検出値よりも進み位相の電流指令値を生成する手段と、
前記電流指令値と電流検出値との偏差を求める手段と、
前記デッドタイムと、キャリア周波数及びインバータの直流中間電圧とからゲインを演算する手段と、
前記電流指令値の振幅値が、インバータの各アームのスイッチング素子に逆並列接続された環流ダイオードの逆回復電荷及び前記デッドタイムによって決まる相電流の振幅値以下であるときに、前記偏差に前記ゲインを乗じて得た電圧補償量をインバータの元の電圧指令値に加算して電圧指令値を補償する手段と、
を備えたものである。
【0019】
また、請求項2記載の発明は、2相変調が可能なインバータの各相から出力される電流検出値よりも進み位相の電流指令値を生成する手段と、
前記電流指令値と電流検出値との偏差を求める手段と、
前記デッドタイムと、キャリア周波数及びインバータの直流中間電圧とからゲインを演算する手段と、
ある相における前記電流指令値の振幅値が、インバータの各アームのスイッチング素子に逆並列接続された環流ダイオードの逆回復電荷及び前記デッドタイムによって決まる相電流の振幅値以下であるときに、前記偏差に前記ゲインを乗じて得た電圧補償量を二分して他の変調される2相に対する元の電圧指令値に加算することにより電圧指令値を補償する手段と、
を備えたものである。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、図に沿って本発明の実施形態を説明する。
まず、図1は本発明の第1実施形態を示すブロック図であり、請求項1に記載した発明の実施形態に相当する。
図1において、周波数指令値ω1 *は電圧振幅値演算器11及び位相角演算器12に入力され、それぞれ振幅指令値|V|*と位相角指令値θ*に変換される。これらの振幅指令値|V|*及び位相角指令値θ*は座標変換器13に入力され、PWMインバータ22が出力するべき三相の電圧指令値として加算器21に入力されている。
【0021】
PWMインバータ22により駆動される交流電動機30の各相電流は電流検出器23により検出され、これらの電流は、位相角指令値θ*が入力される座標変換器15により、電圧指令値ベクトルと同相な成分とこれに直交する成分とに分解される。
【0022】
一方、位相角演算器12から出力された位相角指令値θ*には、加算器16により進み角指令値△θ*が加算され、その加算結果は座標変換器14に入力されている。
この座標変換器14は、前段の座標変換器15から出力される検出電流ベクトルの位相角を更に△θ*分だけ進ませて各相の電流指令値ベクトルを得るためのものであり、座標変換器14から出力された電流指令値ベクトルは電流振幅検出器17に入力されている。
【0023】
電流振幅検出器17は、上記電流指令値ベクトルから各相の電流振幅値を検出し、検出した電流振幅値が電圧誤差を発生させる値であると判断したとき(前述の数式2が成立する程度に相電流振幅値が小さいとき)はその出力を「1」とし、電圧誤差を発生しない値であると判断したときはその出力を「0」とするように動作する。
【0024】
座標変換器14から出力された各相の電流指令値と電流検出器23による各相の検出電流とは図示の符号で加算器18に入力され、両電流の偏差が算出されて乗算器19に入力されている。また、インバータ22の直流中間電圧Edc、キャリア周波数fc及びデッドタイムtdがゲイン演算器24に入力されており、前述した数式1の演算により電圧誤差最大値εv maxがゲインとして求められている。
【0025】
このゲインεv maxと加算器18から出力される偏差とは乗算器19により乗算され、前記偏差に応じた電圧補償量が求められる。そして、この電圧補償量は、電圧誤差発生と判断された場合(電流振幅検出器17の出力が「1」の時)に乗算器20を介して加算器21に入力され、元の電圧指令値に加算される。
【0026】
このため、デッドタイム中に相電流振幅値が小さくなって電流停滞現象が生じるおそれがある場合でも、この相電流振幅値及び環流ダイオードの逆回復電荷に起因する電圧誤差をなくすような補償量を加算器18、ゲイン演算器24及び乗算器19,20により発生させて元の電圧指令値を補償することで、電流停滞現象に伴う交流電動機30のトルクの脈動や回転速度の変動を防止することができる。
【0027】
次に、本発明の第2実施形態を図2に沿って説明する。図2において、図1と同一の構成要素には同一の番号を付して説明を省略し、以下では異なる部分を中心に説明する。
この実施形態は、PWMインバータ26の変調方式として3相変調以外に2相変調を選択可能となっており、インバータ26の直流中間電圧Edcが除算器25に入力され、その出力であるEdc/2が前記同様にゲイン演算器24に入力されている。他の構成は図1と同様である。
ここで、3相/2相変調を選択可能にしたPWMインバータの制御装置は、例えば本出願人による特願2001−46280の図4に開示されている。
【0028】
図2には示されていないが、PWMインバータ26は、加算器21の出力が加えられる3相/2相変調選択器を備えており、3相変調時には加算器21から出力される電圧指令値を用いてインバータの3相すべてのスイッチング素子に対するPWM信号を作成し、2相変調時には1相の出力電圧を固定し、他の2相のみを変調する。
【0029】
ここで、2相変調(2アーム変調)とは、電圧利用率の改善を目的として、一周期のうち特定区間はある1相の上下アームのスイッチング素子を全オンまたは全オフとして当該相の電圧を固定し、他の2相のみを変調する変調方式であり、変調される2相の電圧波形を歪ませてその線間電圧が所望の波形(例えば正弦波)になるようにし、かつ、線間電圧のピーク値を直流電源電圧まで高めるようにしたものである(社団法人電気学会発行「半導体電力変換回路」の第6章「自励式インバータ」における「6.三相PWMインバータの電圧利用率改善」並びに「表6.3.1」の「2アーム変調」の項を参照)。
また、通常の三相変調時には各相の電圧指令とキャリアとの比較によりPWMパルスを生成してスイッチング素子を駆動する。
【0030】
図2の構成において、ゲイン演算器24は電流のゼロクロス点を含むデッドタイムtd中にゲイン(電圧誤差最大値εv max)を出力し、このゲインは乗算器19に入力されて前記同様に電圧補償量が求められる。そして、この電圧補償量は、電圧誤差発生と判断された場合(電流振幅検出器17の出力が「1」の時)に乗算器20を介して加算器21に入力され、元の電圧指令値に加算される。
【0031】
PWMインバータ26では、二相変調を行うに当たり、例えばU相の電圧を固定して他のV相、W相の二相を変調するときには、U相の電圧指令値に加算されるべき電圧補償量をV相、W相に二分して各相の電圧指令値に重畳するようになっており、このため、これらのV相、W相に対する電圧補償量は数式1の1/2で良い。従って、ゲイン演算器24に入力される直流中間電圧Edcを除算器25により1/2としてこのゲインにより電圧補償量を求めるようにしている。
この実施形態によれば、2相変調方式の電圧形PWMインバータに対しても、電流停滞現象に伴う交流電動機30のトルクの脈動や回転速度の変動を防止することができる。
【0032】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、インバータの相電流検出値よりも進み位相の電流指令値を生成し、その振幅値が環流ダイオードの逆回復電荷及びデッドタイムによって決まる相電流の振幅値以下であるときに、デッドタイムとキャリア周波数及び直流中間電圧とから求めたゲインを電流指令値と電流検出値との偏差に乗じて電圧補償量を求め、この補償量を元の電圧指令値に加算するものである。
【0033】
このため、比較的高価な電圧検出器を用いず、しかも補償のための演算が簡単で済む低コストな制御装置を提供できると共に、電流ゼロクロス点近傍におけるトルクの脈動や速度変動を抑制して電動機に安定したトルクを発生させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態を示すブロック図である。
【図2】本発明の第2実施形態を示すブロック図である。
【図3】電圧形PWMインバータ主回路の一相分を示す回路図である。
【図4】図3における還流ダイオードの等価モデルを示す図である。
【図5】図3における相電流の動作モードの説明図である。
【図6】デッドタイム前後のアーム電圧の挙動を示す図である。
【図7】デッドタイム前後のアーム電圧の挙動を示す図である。
【符号の説明】
11 電圧振幅値演算器
12 位相角演算器
13〜15 座標変換器
16,18,21 加算器
17 電流振幅検出器
19,20 乗算器
22,26 電圧形PWMインバータ
23 電流検出器
24 ゲイン演算器
25 除算器
30 交流電動機[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a control apparatus for a voltage-type PWM inverter that outputs an AC voltage having a variable voltage and a variable frequency in order to drive an AC motor or the like.
[0002]
[Prior art]
In a voltage-type PWM inverter that drives an AC motor with an AC voltage of variable voltage and variable frequency, the incompleteness of the freewheeling diode connected in reverse parallel to the switching element during the dead time period provided to prevent the short circuit of the upper and lower arms of the inverter Due to the turn-on, the output voltage becomes discontinuous at and near the zero crossing point of the phase current (hereinafter simply referred to as the zero crossing point), and the phase current also becomes discontinuous (current discontinuity phenomenon or current stagnation phenomenon). The waveform may be distorted. As a result, inconveniences such as the pulsation of the torque of the AC motor as the load and the fluctuation of the rotation speed occur in the vicinity of the zero cross point of the phase current.
[0003]
Therefore, conventionally, (1) each phase output voltage of the inverter is detected and the inverter output voltage command value is compensated by the voltage regulator. (2) each phase output current of the inverter is detected and the current regulator is used. The method of compensating the output current command value is adopted, and the torque pulsation and speed fluctuation in the vicinity of the current zero cross point are suppressed by these compensation operations (referred to as dead time compensation).
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
Among the conventional methods described above, (1) Compensation by a voltage regulator requires a highly accurate and highly responsive voltage detector for detecting the output voltage, and this type of voltage detector is generally expensive. Therefore, there is a problem that the cost of the entire control device increases.
In addition, (2) compensation by the current regulator requires the electric constant of the motor in order to create a current command value, so that there is a problem that calculation for compensation becomes complicated.
These problems are described in, for example, “3. Configuration of each speed estimation method” in “Current Status of Research and Development at Manufacturers (Current Situation and Challenges in Application of Induction Motor Speed Sensorless Vector Control)” Is also pointed out.
[0005]
Accordingly, the present invention provides a control device for a voltage-type PWM inverter that performs dead time compensation without requiring complicated calculation and suppresses torque pulsation and speed fluctuation in the vicinity of the current zero cross point at a relatively low cost. It is something to try.
[0006]
In order to solve the above problems, the present invention is basically based on generating a voltage compensation amount that cancels the distortion in the vicinity of the zero cross point where the phase current is distorted, and adding this compensation amount to the voltage command value.
That is, in order to prevent the phase current from stagnating near zero near the zero cross point, the phase current is decomposed into a vector based on the voltage command value generated by the voltage-type PWM inverter, and the phase advanced from the decomposed vector. A current command value is generated, and a voltage compensation amount is created based on the current command value and the phase current detection value.
[0007]
If the phase current amplitude value decreases during the dead time, the phase current stagnates near zero, and an interval in which the output voltage becomes unstable occurs. This is because the voltage at the dead time is determined by the polarity and magnitude of the phase current. This operation will be described below.
[0008]
FIG. 3 shows one phase (for example, U phase) of the main circuit of the voltage source PWM inverter.
In FIG. 3, E dc is a DC power source, T 1 is an upper arm comprising a switching element S 1 such as an IGBT and a free-wheeling diode DF antiparallel to this, and T 4 is also the switching element S 4 and the free-wheeling diode D F. , P is a positive terminal, N is a negative terminal, and U is a U-phase output terminal.
[0009]
Further, the equivalent model of the freewheeling diode D F in FIG. 4, (the voltage between the terminals UN) arms voltage when an operation mode of the phase current i U in FIG. 5, the phase current i U in FIG. 6 large E UN FIG. 7 shows the behavior of the arm voltage E UN when the phase current i U is small.
[0010]
Now, the phase current i U flows in the direction shown in FIG. 3, the switching elements S 1 and S 4 are ideal switches, and the free wheel diode DF is a parallel circuit of a resistor R D and a capacitor C j as shown in FIG. It shall be represented by Note that C j1 and C j4 in FIG. 5 correspond to the capacitor C j in FIG.
[0011]
The operation mode of the phase current i U when the switching element S 1 changes from the on state to the off state and the switching element S 4 changes from the off state to the on state is as shown in FIG. 5 (a) → (b) → (c). It becomes like this.
In this operation process, the arm voltage E UN in the section in which both the switching elements S 1 and S 4 are off (corresponding to the
At this time, as shown in FIG. 6, the arm voltage E UN changes in substantially the same manner as the PWM signal, so that the output voltage error is small.
[0012]
However, when the phase current is small, the charge discharge rate of the pn junction described above becomes slow and the change in arm voltage (dv / dt) becomes small. That is, as shown in FIG. 7, the arm voltage E UN takes a value like (1) or (2) in the
The arm voltage E UN varies depending on the magnitude of the phase current. When the phase current is small, the arm voltage E UN is as shown in (1), and changes from (1) → (2) → (3) as the phase current increases. .
[0013]
That is, the voltage error in the
[0014]
[Equation 1]
ε v max = t d · f c · E dc
[0015]
Further, the phase current ID in which a voltage error occurs (changes) can be expressed by
[0016]
[Equation 2]
I D ≦ 2 · Q rr / t d
[0017]
In the present invention, in order to suppress the current distortion by compensating for the voltage error, it introduces a new current command value in a
According to the first aspect of the present invention, a new phase current command value is generated so that a phase current equal to or greater than a current amplitude value causing a voltage error from the phase detection current value flows in a leading phase. Then, a deviation between the current command value and the current detection value is obtained, and when the amplitude value of the current command value is equal to or smaller than the current amplitude value at which the voltage error occurs, a gain capable of compensating the maximum error voltage for the deviation is obtained. The multiplied amount is added as the voltage compensation amount to the original voltage command value.
[0018]
That is, the invention according to
Means for generating a current command value of a leading phase than the current detection value output from each phase of the inverter;
Means for obtaining a deviation between the current command value and the current detection value;
Means for calculating the gain from the dead time and the carrier frequency and the DC intermediate voltage of the inverter;
When the amplitude value of the current command value is equal to or less than the amplitude value of the phase current determined by the reverse recovery charge of the freewheeling diode connected in reverse parallel to the switching element of each arm of the inverter and the dead time, the gain is added to the deviation. Means for adding the voltage compensation amount obtained by multiplying to the original voltage command value of the inverter to compensate the voltage command value;
It is equipped with.
[0019]
The invention according to
Means for obtaining a deviation between the current command value and the current detection value;
Means for calculating the gain from the dead time and the carrier frequency and the DC intermediate voltage of the inverter;
When the amplitude value of the current command value in a certain phase is equal to or less than the amplitude value of the phase current determined by the reverse recovery charge of the freewheeling diode connected in reverse parallel to the switching element of each arm of the inverter and the dead time, Means for compensating the voltage command value by dividing the voltage compensation amount obtained by multiplying the gain by 2 and adding it to the original voltage command value for the other two modulated phases;
It is equipped with.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention, and corresponds to the embodiment of the invention described in
In FIG. 1, a frequency command value ω 1 * is input to a voltage
[0021]
Each phase current of the
[0022]
On the other hand, the advance angle command value Δθ * is added by the
This coordinate
[0023]
When the
[0024]
The current command value of each phase output from the coordinate
[0025]
The gain ε v max and the deviation output from the
[0026]
For this reason, even if the phase current amplitude value becomes small during the dead time and a current stagnation phenomenon may occur, a compensation amount that eliminates the voltage error due to the phase current amplitude value and the reverse recovery charge of the freewheeling diode is set. By compensating for the original voltage command value generated by the
[0027]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 2, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
In this embodiment, two-phase modulation can be selected as the modulation method of the
Here, a control device for a PWM inverter that can select three-phase / two-phase modulation is disclosed in, for example, FIG. 4 of Japanese Patent Application No. 2001-46280 by the present applicant.
[0028]
Although not shown in FIG. 2, the
[0029]
Here, the two-phase modulation (two-arm modulation) is for the purpose of improving the voltage utilization rate, and the switching element of the upper and lower arms of one phase having a specific section in one cycle is set to all on or all off, and the voltage of the phase And the other two phases are modulated, the voltage waveform of the two phases to be modulated is distorted so that the line voltage becomes a desired waveform (for example, a sine wave), and the line The peak value of the inter-voltage is increased to the DC power supply voltage (see “6. Voltage utilization rate of three-phase PWM inverter” in Chapter 6 “Self-excited inverter” of “Semiconductor power conversion circuit” published by the Institute of Electrical Engineers of Japan. (See “Improved” and “Two-arm modulation” in “Table 6.3.1”).
Further, during normal three-phase modulation, a PWM pulse is generated by comparing each phase voltage command with a carrier to drive the switching element.
[0030]
In the configuration of FIG. 2, the
[0031]
In the
According to this embodiment, it is possible to prevent torque pulsation and fluctuations in the rotational speed of the
[0032]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a current command value having a phase that is more advanced than the phase current detection value of the inverter is generated, and the amplitude value is equal to or less than the amplitude value of the phase current determined by the reverse recovery charge and dead time of the freewheeling diode. In some cases, the gain obtained from the dead time, carrier frequency, and DC intermediate voltage is multiplied by the deviation between the current command value and the current detection value to obtain a voltage compensation amount, and this compensation amount is added to the original voltage command value. Is.
[0033]
Therefore, it is possible to provide a low-cost control device that does not use a relatively expensive voltage detector and that can simply perform calculation for compensation, and suppresses torque pulsation and speed fluctuation in the vicinity of the current zero-crossing point. A stable torque can be generated.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a circuit diagram showing one phase of a voltage-type PWM inverter main circuit.
4 is a diagram showing an equivalent model of the freewheeling diode in FIG. 3. FIG.
5 is an explanatory diagram of an operation mode of a phase current in FIG. 3. FIG.
FIG. 6 is a diagram illustrating the behavior of an arm voltage before and after a dead time.
FIG. 7 is a diagram illustrating the behavior of an arm voltage before and after a dead time.
[Explanation of symbols]
11 Voltage
Claims (2)
インバータの各相から出力される電流検出値よりも進み位相の電流指令値を生成する手段と、
前記電流指令値と電流検出値との偏差を求める手段と、
前記デッドタイムと、キャリア周波数及びインバータの直流中間電圧とからゲインを演算する手段と、
前記電流指令値の振幅値が、インバータの各アームのスイッチング素子に逆並列接続された環流ダイオードの逆回復電荷及び前記デッドタイムによって決まる相電流の振幅値以下であるときに、前記偏差に前記ゲインを乗じて得た電圧補償量をインバータの元の電圧指令値に加算して電圧指令値を補償する手段と、
を備えたことを特徴とする電圧形PWMインバータの制御装置。Voltage that compensates for the voltage command value of the inverter to prevent the occurrence of current discontinuity before and after the phase current zero crossing point during the dead time provided to prevent the short circuit between the upper and lower arms of the voltage type PWM inverter In the control device of the type PWM inverter,
Means for generating a current command value of a leading phase than the current detection value output from each phase of the inverter;
Means for obtaining a deviation between the current command value and the current detection value;
Means for calculating the gain from the dead time and the carrier frequency and the DC intermediate voltage of the inverter;
When the amplitude value of the current command value is equal to or less than the amplitude value of the phase current determined by the reverse recovery charge of the freewheeling diode connected in reverse parallel to the switching element of each arm of the inverter and the dead time, the gain is added to the deviation. Means for adding the voltage compensation amount obtained by multiplying to the original voltage command value of the inverter to compensate the voltage command value;
A control apparatus for a voltage-type PWM inverter.
2相変調が可能なインバータの各相から出力される電流検出値よりも進み位相の電流指令値を生成する手段と、
前記電流指令値と電流検出値との偏差を求める手段と、
前記デッドタイムと、キャリア周波数及びインバータの直流中間電圧とからゲインを演算する手段と、
ある相における前記電流指令値の振幅値が、インバータの各アームのスイッチング素子に逆並列接続された環流ダイオードの逆回復電荷及び前記デッドタイムによって決まる相電流の振幅値以下であるときに、前記偏差に前記ゲインを乗じて得た電圧補償量を二分して他の変調される2相に対する元の電圧指令値に加算することにより電圧指令値を補償する手段と、
を備えたことを特徴とする電圧形PWMインバータの制御装置。Voltage that compensates for the voltage command value of the inverter to prevent the occurrence of current discontinuity before and after the phase current zero crossing point during the dead time provided to prevent the short circuit between the upper and lower arms of the voltage type PWM inverter In the control device of the type PWM inverter,
Means for generating a current command value in a phase that is more advanced than the current detection value output from each phase of the inverter capable of two-phase modulation;
Means for obtaining a deviation between the current command value and the current detection value;
Means for calculating the gain from the dead time and the carrier frequency and the DC intermediate voltage of the inverter;
When the amplitude value of the current command value in a certain phase is equal to or less than the amplitude value of the phase current determined by the reverse recovery charge of the freewheeling diode connected in reverse parallel to the switching element of each arm of the inverter and the dead time, Means for compensating the voltage command value by dividing the voltage compensation amount obtained by multiplying the gain by 2 and adding it to the original voltage command value for the other two modulated phases;
A control apparatus for a voltage-type PWM inverter.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001387670A JP3788346B2 (en) | 2001-12-20 | 2001-12-20 | Voltage type PWM inverter control device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001387670A JP3788346B2 (en) | 2001-12-20 | 2001-12-20 | Voltage type PWM inverter control device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003189634A JP2003189634A (en) | 2003-07-04 |
JP3788346B2 true JP3788346B2 (en) | 2006-06-21 |
Family
ID=27596424
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001387670A Expired - Fee Related JP3788346B2 (en) | 2001-12-20 | 2001-12-20 | Voltage type PWM inverter control device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3788346B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103986389A (en) * | 2013-02-08 | 2014-08-13 | 株式会社电装 | Control Device Of Ac Motor |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4581508B2 (en) * | 2004-06-25 | 2010-11-17 | 富士電機システムズ株式会社 | Control device for voltage source inverter |
JP4661197B2 (en) * | 2004-12-09 | 2011-03-30 | 富士電機システムズ株式会社 | Control method of voltage source inverter |
JP4749874B2 (en) | 2006-01-30 | 2011-08-17 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | Power conversion device and motor drive device using the same |
JP5659620B2 (en) * | 2010-08-19 | 2015-01-28 | 三菱電機株式会社 | Control device for power converter |
-
2001
- 2001-12-20 JP JP2001387670A patent/JP3788346B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103986389A (en) * | 2013-02-08 | 2014-08-13 | 株式会社电装 | Control Device Of Ac Motor |
CN103986389B (en) * | 2013-02-08 | 2017-07-11 | 株式会社电装 | The control device of alternating current generator |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2003189634A (en) | 2003-07-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4045105B2 (en) | Pulse width modulation method, power conversion device, and inverter device | |
US6324085B2 (en) | Power converter apparatus and related method | |
US7141943B2 (en) | Brushless DC motor system and method of controlling the same | |
US20060138994A1 (en) | Space vector-based current controlled pwm inverter for motor drives | |
EP2372894B1 (en) | Direct-current to three-phase alternating-current inverter system | |
US11267503B2 (en) | Motor control device | |
EP2234261A1 (en) | Power conversion device, power conversion device module, air conditioner, and freezing device | |
EP3422551A1 (en) | Power conversion device, motor drive device, and refrigerator using same | |
JPH078146B2 (en) | Inverter control device | |
KR101251238B1 (en) | Motor control system | |
US8736221B2 (en) | Direct-current to three-phase alternating-current inverter system | |
JP4247467B2 (en) | Output voltage compensation method for AC / AC direct power converter | |
JP3788346B2 (en) | Voltage type PWM inverter control device | |
JP2019057981A (en) | Motor control integrated circuit | |
JP3994796B2 (en) | Output voltage compensation device for AC / AC direct power converter | |
JP4539192B2 (en) | AC motor control device | |
JP3490600B2 (en) | Pulse width modulation method for power converter | |
JPH05300785A (en) | Controller for synchronous motor | |
JPH05308778A (en) | Inverter for driving electric car | |
JP5078925B2 (en) | Electric motor drive device and equipment | |
JP2000175491A (en) | Ac motor drive | |
JP4686868B2 (en) | Control method of voltage source inverter | |
EP4148969A1 (en) | Power conversion device and control method thereof | |
JP2002209386A (en) | Power conversion device and drive control method for polyphase load | |
JP2000278985A (en) | Driving device of dc brushless motor |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20031224 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20040205 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040217 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20051219 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20051222 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20060307 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20060320 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090407 Year of fee payment: 3 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090407 Year of fee payment: 3 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100407 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110407 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120407 Year of fee payment: 6 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120407 Year of fee payment: 6 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120407 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130407 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130407 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140407 Year of fee payment: 8 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |