JP2569724B2 - Inverter pulse width modulation controller - Google Patents
Inverter pulse width modulation controllerInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はインバータのパルス幅変調制御装置に関し、
特にキャリア周波数を高めて精密な波形制御を行うもの
の改良に関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a pulse width modulation control device for an inverter,
In particular, the present invention relates to an improvement of a device for performing precise waveform control by increasing a carrier frequency.
(従来の技術) 近年、高速スイッチング・デバイスとしてMOSFET(金
属酸化膜ゲート電界効果形トランジスタ)等の素子が現
われ、これをインバータのパルス幅変調制御に採用すれ
ば、精密な波形制御が可能になって、電磁騒音の低減
や、モータ効率の上昇等の効果を得ることが可能になっ
てきた。(Prior art) In recent years, devices such as MOSFETs (metal oxide film field effect transistors) have emerged as high-speed switching devices, and if they are used for pulse width modulation control of inverters, precise waveform control becomes possible. Thus, it has become possible to obtain effects such as a reduction in electromagnetic noise and an increase in motor efficiency.
そこで、従来、アナログ制御回路を設けたり、又はデ
ィジタル回路の専用ハードウエアやDSP等の高速演算器
を用いて、高いキャリア周波数(例えば20KHz)による
パルス幅変調制御を可能として、上記の電磁騒音等の低
減効果を確保するものが知られている。(例えば昭和62
年電気学会産業応用部門全国大会の予稿集の「高周波ス
イッチングの汎用インバータへの適用」、発表者,岡土
千尋、等を参照)。Therefore, conventionally, by providing an analog control circuit, or using dedicated hardware for digital circuits or a high-speed arithmetic unit such as DSP, pulse width modulation control with a high carrier frequency (for example, 20 KHz) has been made possible. What secures the effect of reducing the amount is known. (For example, Showa 62
(Refer to the presenter, Chihiro Okado, etc., in the application of high frequency switching to general-purpose inverters) in the proceedings of the IEEJ National Conference on Industrial Applications, 2007.)
(発明が解決しようとする課題) しかしながら、上記従来のものでは、回路が複雑であ
ると共に、各種の調整が繁雑であり、また高価格につく
等の欠点があった。(Problems to be Solved by the Invention) However, the above-mentioned conventional one has disadvantages such as complicated circuits, complicated adjustments, and high cost.
そこで、安価で回路構成の簡易な1チップのマイクロ
コンピュータ(以下、マイコンと略称する)を採用する
ことが考えられるが、この考えでは、PWM制御パターン
の発生に必要な一連の処理に対してマイコンの演算時間
が長くて例えば200μS程度の時間を要し、キャリア周
波数にして最大でも5KHz程度に留まる。このため、高周
波(20KHz以上)のキャリア周波数によるパルス幅変調
制御は一般に困難である。Therefore, it is conceivable to use a one-chip microcomputer (hereinafter simply referred to as a microcomputer) that is inexpensive and has a simple circuit configuration. The calculation time is long, for example, a time of about 200 μS is required, and the carrier frequency is limited to about 5 KHz at the maximum. For this reason, it is generally difficult to perform pulse width modulation control using a high frequency (20 KHz or more) carrier frequency.
本発明は斯かる点に鑑みてなされたものであり、その
目的は、見掛け上、キャリア周波数を高めたに等しい状
況とすることにより、1チップマイコンを採用しなが
ら、低価格で簡易な回路構成でもって等価的に高いキャ
リア周波数でのパルス幅変調を可能にして、精密な波形
制御による電磁騒音の低減、モータ効率の上昇等の効果
を得ることにある。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above points, and has as its object to realize a low-cost and simple circuit configuration while adopting a one-chip microcomputer by making the situation seemingly equivalent to an increase in carrier frequency. Accordingly, it is an object of the present invention to enable pulse width modulation at an equivalently high carrier frequency and obtain effects such as reduction of electromagnetic noise and increase in motor efficiency by precise waveform control.
(課題を解決するための手段) 以上の目的を達成するため、本発明では、PWM制御パ
ターン(つまりインバータに備える複数個のスイッチン
グ素子のON時間)の発生アルゴリズムを変更し、PWM制
御パターンの演算時間(演算周期)が長くても、その演
算された各スイッチング素子のON時間を複数個のパルス
に分割して、等価的にキャリア周波数を上昇させてい
る。(Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, according to the present invention, an algorithm for generating a PWM control pattern (that is, an ON time of a plurality of switching elements provided in an inverter) is changed to calculate a PWM control pattern. Even if the time (calculation period) is long, the calculated ON time of each switching element is divided into a plurality of pulses to equivalently increase the carrier frequency.
その場合、各スイッチング素子のON時間を等幅のパル
スに等分割するときには、第17図(イ)に示す如く、各
スイッチング素子のON時間の変化が大きい時にはこれに
良好に対応せず、信号波の良好な再現性が若干低下する
ことになる。In this case, when the ON time of each switching element is equally divided into pulses having the same width, as shown in FIG. Good reproducibility of the waves will be slightly reduced.
そのため、本発明では、各スイッチング素子のON時間
の分割を等幅パルスとせずに、複数個の不等幅パルスで
行うことにより、信号波の再現性を良好に確保しなが
ら、等価的に高いキャリア周波数によるパルス幅変調制
御を可能にすることにある。Therefore, in the present invention, the division of the ON time of each switching element is not performed with an equal-width pulse, but is performed with a plurality of unequal-width pulses. It is to enable pulse width modulation control by a carrier frequency.
その具体的な解決手段は、請求項(1)に係る発明で
は、第1図及び第2図に示す如く三相巻線(2)に接続
され、複数個のスイッチング素子(Tra)〜(Trc′)を
有するブリッジ回路(4)を備え、該ブリッジ回路
(4)の各スイッチング素子(Tra)〜(Trc′)のON/O
FF動作により直流をパルス幅変調して上記三相巻線
(2)に三相交流電圧を印加するようにしたインバータ
のパルス幅変調制御装置を前提とする。そして、第10図
及び第11図に示す如く、キャリア周波数に応じた演算周
期で上記各スイッチング素子(Tra)〜(Trc′)のON時
間を演算する演算手段(10)と、該演算手段(10)で演
算された各スイッチング素子(Tra)〜(Trc′)のON時
間を複数個の不等幅パルスに分割する分割手段(11)
と、該分割手段(11)で分割された複数個のパルスでも
って上記各スイッチング素子(Tra)〜(Trc′)をON制
御する制御手段(12)とを設ける構成としたものであ
る。The specific solution is that in the invention according to claim (1), a plurality of switching elements (Tra) to (Trc) are connected to the three-phase winding (2) as shown in FIGS. '), And ON / O of each switching element (Tra) to (Trc') of the bridge circuit (4).
It is assumed that the pulse width modulation control device of the inverter is configured to apply a three-phase AC voltage to the three-phase winding (2) by performing a pulse width modulation of the direct current by the FF operation. Then, as shown in FIGS. 10 and 11, a calculating means (10) for calculating the ON time of each of the switching elements (Tra) to (Trc ') at a calculating cycle corresponding to the carrier frequency, and the calculating means ( Dividing means (11) for dividing the ON time of each switching element (Tra) to (Trc ') calculated in 10) into a plurality of unequal width pulses
And a control means (12) for turning on and off each of the switching elements (Tra) to (Trc ') by a plurality of pulses divided by the dividing means (11).
また、請求項(2)に係る発明では、分割手段(11)
による各スイッチング素子(Tra)〜(Trc′)のON時間
の不等幅パルスへの分割を特定し、分割されるパルスの
幅が等変化幅で変化するよう線形補間により行ってい
る。さらに、請求項(3)に係る発明では、予め信号波
の位相に応じた補正値テーブルを用意しておき、そして
各スイッチング素子(Tra)〜(Trc′)のON時間を複数
個の等幅パルスに分割した後、上記補正値テーブルに基
いて上記複数個の等幅パルスを複数個の不等幅パルスに
変換している。In the invention according to claim (2), the dividing means (11)
, The ON time of each of the switching elements (Tra) to (Trc ′) is specified to be divided into unequal-width pulses, and the interpolation is performed by linear interpolation so that the width of the divided pulse changes with an equal change width. Further, in the invention according to claim (3), a correction value table corresponding to the phase of the signal wave is prepared in advance, and the ON time of each of the switching elements (Tra) to (Trc ') is set to a plurality of equal widths. After being divided into pulses, the plurality of equal-width pulses are converted into a plurality of unequal-width pulses based on the correction value table.
(作用) 以上の構成により、請求項(1)に係る発明では、キ
ャリア周波数が通常値(例えば5KHz程度)の場合にも、
各スイッチング素子(Tra)〜(Trc′)のON時間(PWM
制御パターン)は、演算手段(10)でこのキャリア周波
数に応じた演算周期毎に繰返し演算されるが、この各ス
イッチング素子(Tra)〜(Trc′)のON時間が分割手段
(11)で複数個(例えば4個)のパルスに分割されるの
で、この分割数だけキャリア周波数が増倍されて、等価
的に高いキャリア周波数(例えば20KHz程度)でパルス
幅変調制御が行われたと同様の状況になる。その結果、
この分割された各パルスでもって各スイッチング素子
(Tra)〜(Trc′)が制御手段(12)でON制御される
と、精密で正弦波に近い出力波形が得られて、電磁騒音
が有効に低減されると共に、モータ効率が効果的に上昇
することになる。(Operation) With the above configuration, in the invention according to claim (1), even when the carrier frequency is a normal value (for example, about 5 KHz),
ON time of each switching element (Tra) to (Trc ') (PWM
The control pattern is repeatedly calculated by the calculation means (10) at each calculation cycle according to the carrier frequency, and the ON time of each of the switching elements (Tra) to (Trc ') is determined by the division means (11). (E.g., four pulses), the carrier frequency is multiplied by the number of divisions, and the pulse width modulation control is performed at an equivalently high carrier frequency (e.g., about 20 KHz). Become. as a result,
When each of the switching elements (Tra) to (Trc ') is controlled to be ON by the control means (12) with each of the divided pulses, a precise and nearly sinusoidal output waveform is obtained, and the electromagnetic noise is effectively reduced. As well as being reduced, the motor efficiency is effectively increased.
ここに、パルス幅変調制御のキャリア周波数は通常値
(5KHz程度)であって、演算の長い1チップマイコンで
も十分にPWM制御パターンを演算できるので、高いキャ
リア周波数によるパルス幅変調制御が低価格で簡易な回
路構成でもって行うことができることになる。Here, the carrier frequency of the pulse width modulation control is a normal value (approximately 5 KHz), and the PWM control pattern can be sufficiently calculated even with a one-chip microcomputer having a long calculation, so that the pulse width modulation control using a high carrier frequency is inexpensive. This can be performed with a simple circuit configuration.
さらに、分割手段(11)によるスイッチング素子(Tr
a)〜(Trc′)のON時間の分割は、複数個の不等幅パル
スでもって行われるので、第17図(ロ)に示す如く、各
スイッチング素子(Tra)〜(Trc′)のON時間の変化が
大きいときにも、これに良好に追随できて、信号波の再
現性を良好に確保することができる。Furthermore, the switching element (Tr
Since the division of the ON time of a) to (Trc ') is performed by a plurality of unequal width pulses, the ON of each switching element (Tra) to (Trc') is performed as shown in FIG. Even when the change in time is large, it can follow the change well, and the reproducibility of the signal wave can be secured well.
また、請求項(2)及び請求項(3)に係る発明で
は、不等幅パルスへの分割を、線形補間や予め記憶した
補正値テーブルに基いて行うので、高次の補間法による
分割の場合に比べて、短時間で分割できる。In the inventions according to claims (2) and (3), the division into unequal-width pulses is performed based on linear interpolation or a correction value table stored in advance. It can be divided in a shorter time than in the case.
(実施例) 以下、本発明の実施例を図面に基いて説明する。(Example) Hereinafter, an example of the present invention will be described with reference to the drawings.
第1図及び第2図は本発明に係るインバータのパルス
幅変調(以下PWMと称する)制御装置を示す。各図にお
いて、(1)は3つの巻線(2a),(2b),(2c)をY
接続した三相巻線(2)を有する誘導電動機、(3)は
該誘導電動機(1)に接続された電圧形のインバーター
であって、該インバータ(3)には、上記誘導電動機
(1)の三相巻線(2)に接続されたトランジスタ・ブ
リッジ回路(4)が備えられ、該ブリッジ回路(4)
は、各々還流ダイオード(Da)〜(Dc′)を有する複数
個(6個)のMOSFET等のトランジスタ(スイッチング素
子)(Tra),(Tra′),(Trb),(Trb′),(Tr
c),(Trc′)を有する。而して、該インバータ(3)
には、三相電源(5)の三相交流を整流する整流器
(6)から直流電圧が印加されている。1 and 2 show a pulse width modulation (hereinafter referred to as PWM) control device for an inverter according to the present invention. In each figure, (1) represents three windings (2a), (2b), and (2c)
An induction motor having a connected three-phase winding (2), (3) is a voltage-type inverter connected to the induction motor (1), and the inverter (3) includes the induction motor (1). And a transistor bridge circuit (4) connected to the three-phase winding (2).
Are transistors (switching elements) (Tra), (Tra '), (Trb), (Trb'), (Tr) such as a plurality (six) of MOSFETs each having a freewheeling diode (Da) to (Dc ').
c), (Trc '). Thus, the inverter (3)
, A DC voltage is applied from a rectifier (6) that rectifies a three-phase AC of a three-phase power supply (5).
また、(8)は上記ブリッジ回路(4)の6個のトラ
ンジスタ(Tra)〜(Trc′)のON時間、つまりPWM制御
パターンを形成する1チップのマイコンであって、該マ
イコン(8)には、上記各トランジスタ(Tra)〜(Tr
c′)をON/OFF作動させるベースドライバ(8a)が備え
られており、該マイコ(8)によるトランジスタ(Tr
a)〜(Trc′)のON/OFF制御により、直流をパルス幅変
調するようにしている。(8) is a one-chip microcomputer for forming ON time of the six transistors (Tra) to (Trc ') of the bridge circuit (4), that is, a PWM control pattern. Are the transistors (Tra) to (Tr
c ′) ON / OFF operation is provided with a base driver (8a), and a transistor (Tr
a) DC is pulse width modulated by ON / OFF control of (Trc ').
次に、上記マイコン(8)によるPWM制御パターンの
形成について説明する。Next, formation of the PWM control pattern by the microcomputer (8) will be described.
このPWM制御パターンの形成は、概説すると、出力電
圧の時間積分の軌跡を円軌跡に近づけるようPWM制御パ
ターンを決定して行うものである。これを詳述するに、
先ず、インバータ(3)の出力端子の電位をva,vb,vc、
三相巻線(2)の中性点の電位をvnとし、また次式で定
義される出力電圧ベクトル 及び該電圧ベクトル の時間積分 を考える。This PWM control pattern is formed by determining a PWM control pattern so that the locus of time integration of the output voltage approximates a circular locus. To elaborate on this,
First, the potential of the output terminal of the inverter (3) is set to va, vb, vc,
The potential at the neutral point of the three-phase winding (2) is vn, and the output voltage vector defined by the following equation And the voltage vector Time integral of think of.
今、誘導電動機(1)の三相巻線(2)に角周波数 (V1は基本波電圧の実行値) が加わる時の電圧ベクトル 及びその時間積分 は、複素平面上で円軌跡を描く。 Now, the angular frequency is applied to the three-phase winding (2) of the induction motor (1). (V 1 is the effective value of the fundamental voltage) And its time integral Draws a circular locus on the complex plane.
一方、電圧形インバータ(3)では、各相アーム中の
何れか一方のトランジスタは必ずON状態にあるから、便
宜上、+側のON状態を「1」、一側のON状態を「0」で
表わし、a相、b相、c相の順に「101」、「011」等と
表記すると、インバータ(3)の状態は8通り存在す
る。この各状態の電圧ベクトル は、大きさが (Vdは整流器(6)の直流電圧)であり、その方向は、
第3図に示す方向となる。ここに、 で零ベクトルである。上記電圧ベクトルの時間積分 であるから、インバータ(3)の駆動時の時間積分 は、電圧ベクトル の方向に の速度で動く(但し、零ベクトルの場合は停止する)。On the other hand, in the voltage-type inverter (3), one of the transistors in each phase arm is always in the ON state. Therefore, for convenience, the ON state on the + side is set to “1” and the ON state on one side is set to “0”. In this case, if the phases are expressed as “101”, “011”, etc. in the order of a phase, b phase, and c phase, there are eight states of the inverter (3). Voltage vector of each state Is the size (Vd is the DC voltage of the rectifier (6)), and its direction is
The direction is as shown in FIG. here, Is the zero vector. Time integration of the above voltage vector Therefore, the time integration at the time of driving the inverter (3) Is the voltage vector In the direction of (However, if the vector is zero, it stops).
以上から、電圧形インバータ(3)のPWM制御パター
ンは、電圧ベクトルの時間積分 の複素平面上でのベクトル軌跡が指定半径Rの円周に沿
って角速度ωで動くよう電圧ベクトル を適宜選定して決定する。(指定半径Rは、基本波電圧
の線電圧の実効値をV1、角周波数をωとすると、R=V1
/ω)である。From the above, the PWM control pattern of the voltage source inverter (3) is based on the time integration of the voltage vector. Voltage vector such that the vector locus on the complex plane moves along the circumference of the specified radius R at the angular velocity ω. Is appropriately selected and determined. (The designated radius R is R = V 1 , where V 1 is the effective value of the line voltage of the fundamental voltage and ω is the angular frequency.
/ ω).
つまり、例えば第4図に示す如く、角度φが0≦φ≦
π/3の範囲では、電圧ベクトル 及び零ベクトル を用い、点Poにて時間τoだけ留まり(この状態を記号
゜で示す)、その後、 を時間τ4だけ取って点q1に達し、更に を時間τ6だけ取って点P1に到達する場合を考える。こ
の場合、△Poq1P1において、 であり、またτo+τ4+τ6=Toであるから、上式を
解いて、期間To内での電圧ベクトル を取る時間τ4,τ6,τoが得られる。That is, as shown in FIG. 4, for example, the angle φ is 0 ≦ φ ≦
In the range of π / 3, the voltage vector And zero vector And stays at the point Po for a time τo (this state is indicated by a symbol ゜). After time τ 4 to reach point q 1 , Is taken for a time τ 6 to reach the point P 1 . In this case, in △ Poq 1 P 1 , , And the addition because it is τo + τ 4 + τ 6 = To, by solving the above equation, the voltage vector in the period To Τ 4 , τ 6 , τo are obtained.
τ4/To=ks・Sin(π/3−φo) τ6/To=ks・Sinφo τo/To=1−ks・Sin(φo+π/3) ……(3) ただし、ksは電圧制御率であって、 である。τ 4 / To = ks · Sin (π / 3−φo) τ 6 / To = ks · Sinφo τo / To = 1−ks · Sin (φo + π / 3) (3) where ks is a voltage control rate. So, It is.
上記の(3)式は角度φが0≦φ≦π/3の範囲での関
係式だが、他の区間では、インバータ(3)が対称三相
の動作を行うことから、次に示す表の如く各記号を置換
して、0≦φ≦2πの範囲での関係式が得られる。The above equation (3) is a relational equation in the case where the angle φ is in the range of 0 ≦ φ ≦ π / 3. In other sections, since the inverter (3) performs a symmetric three-phase operation, the following table shows By substituting each symbol as described above, a relational expression in the range of 0 ≦ φ ≦ 2π is obtained.
次に、上記(3)式の電圧ベクトルの時間τに基いて
各トランジスタ(Tra)〜(Trc′)のON/OFFパターン
(PWM制御パターン)を求める。この場合、電圧ベクト
ルの時間τとPWM制御パターンとの関係は、電圧ベクト
ルを取る順序に応じて変化するから、今、簡単のため、
各期間Toでは同一パターンを繰返すと共に、各期間To内
でのトランジスタのON/OFF切換えは1度のみという制約
条件を加えると、PWM制御パターンは、第5図(イ)〜
(ニ)に示す4パターンに代表される(図中、τ+は+
側のトランジスタのON時間を、τ−は−側のトランジス
タのON時間を各々示す)。 Next, an ON / OFF pattern (PWM control pattern) of each of the transistors (Tra) to (Trc ') is obtained based on the time τ of the voltage vector in the above equation (3). In this case, the relationship between the time τ of the voltage vector and the PWM control pattern changes according to the order in which the voltage vector is taken.
When the same pattern is repeated in each period To and the constraint that the ON / OFF switching of the transistor is performed only once in each period To is added, the PWM control pattern becomes as shown in FIG.
During typified (figure 4 patterns shown in (d), tau + is +
Τ − indicates the ON time of the − side transistor).
本実施例では同図(イ)のPWM制御パターンを採用す
ることとする。電圧形インバータ(3)では、PWM制御
パターンは、期間Toの最初にONするトランジスタの名称
と、これがOFFに転じる時間が分れば一意的に決定され
るから、上記(3)式及び第5図(イ)を参照して、PW
M制御パターンは角度φが0≦φ≦π/3の範囲では下記
式で決定される。In this embodiment, the PWM control pattern shown in FIG. In the voltage source inverter (3), the PWM control pattern is uniquely determined if the name of the transistor which is turned on at the beginning of the period To and the time when the transistor is turned off are known. Referring to Figure (a), PW
The M control pattern is determined by the following equation when the angle φ is in the range of 0 ≦ φ ≦ π / 3.
上記0≦φ≦π/3の範囲でのPWM制御パターンの関係
式(4)は、上記と同様にして各記号を置換すれば0≦
φ≦2πの範囲での関係式となる。 The relational expression (4) of the PWM control pattern in the range of 0 ≦ φ ≦ π / 3 can be expressed as 0 ≦
The relational expression is in the range of φ ≦ 2π.
次に、1チップマイコン(8)の動作を第6図及び第
7図の制御フローに基いて第8図を参照しつつ説明す
る。尚、説明の都合上、各トランジスタ(Tra)〜(Tr
c′のON時間を複数個の等幅パルスに分割する場合を先
ず説明する。Next, the operation of the one-chip microcomputer (8) will be described with reference to FIG. 8 based on the control flow of FIG. 6 and FIG. For convenience of explanation, each transistor (Tra) to (Tr
First, the case where the ON time of c 'is divided into a plurality of equal-width pulses will be described.
第6図の制御フロー、各トランジスタ(Tra)〜(Tr
c′)のON時間(PWM制御パターン)の演算フローであ
り、第7図の制御フローは実際に各トランジスタ(Tr
a)〜(Trc′)をON制御するフローである。先ず第6図
の制御フローから説明するに、該制御フローはキャリア
周波数(例えば5KHz)に応じた演算周期To(例えば200
μS)毎に繰返し行われ、ステップSA1で出力電圧の位
相ωt(=φo)及び出力電圧の振幅V1を入力した後、
ステップSA2で上記PWM制御パターンの関係式(4)に基
いて各トランジスタ(Tra)〜(Trc′)のON時間τ(n
+1)を演算する。The control flow of FIG. 6, each transistor (Tra) to (Tr
c ′) is an operation flow of the ON time (PWM control pattern), and the control flow of FIG.
This is a flow for ON-controlling a) to (Trc '). First, the control flow of FIG. 6 will be described. The control flow includes an operation cycle To (for example, 200 KHz) corresponding to a carrier frequency (for example, 5 KHz).
μS), and after inputting the output voltage phase ωt (= φo) and the output voltage amplitude V 1 in step S A1 ,
In step S A2 , the ON time τ (n) of each of the transistors (Tra) to (Trc ′) is determined based on the above-described relational expression (4) of the PWM control pattern.
+1).
しかる後、続いてステップSA3で上記で演算されたト
ランジスタ(Tra)〜(Trc′)のON時間τ(n+1)を
予め設定した数値N(例えば4)で除して、この各ON時
間τ(n+1)を複数個N(4個)のパルスτ′(n+
1)(τ′(n+1)=τ(n+1)/4)に分割する。
そして、ステップSA4でこの分割したパルスτ′(n+
1)を第9図に示す如く各相1個(電圧型インバータで
は各相アーム中の何れか一方のトランジスタは必ずON状
態にあるので、各相1個でよい)のスイッチング時間レ
ジスタに格納して、リターンする。Thereafter, in step S A3 , the ON time τ (n + 1) of the transistors (Tra) to (Trc ′) calculated above is divided by a preset value N (for example, 4) to obtain each ON time τ. (N + 1) is converted into a plurality of N (4) pulses τ ′ (n +
1) Divide into (τ ′ (n + 1) = τ (n + 1) / 4).
Then, in step SA4 , the divided pulse τ '(n +
As shown in FIG. 9, 1) is stored in one switching time register for each phase (in a voltage type inverter, one transistor in each arm in each phase is always in the ON state, so only one phase is required). And return.
また、第7図の制御フローは、その繰返し周期To′が
上記第6図の演算周期Toよりも早く、上記ON時間τ(n
+1)の分割数N(4個)に応じて、To′=To/Nに設定
されている(尚、分割数Nは、除算がシフトのみで実行
できるN=2m(m=1,2…)に選定するのが好まし
い)。而して、上記第6図の制御フローにて分割パルス
τ′(n+1)が各相のスイッチング時間レジスタに格
納された後は、第8図に示す如く、次の演算周期To中
で、ステップSB1でスイッチング時間レジスタの内容を
入力し、ステップSB2で分割パルスτ′(n+1)でも
って対応するトランジスタ(Tra)〜(Trc′)をON制御
することを周期To′で繰返して、リターンする。In the control flow of FIG. 7, the repetition period To 'is earlier than the calculation period To of FIG. 6, and the ON time τ (n
To ′ = To / N is set according to the division number N (4) of (+1) (the division number N is N = 2 m (m = 1, 2 …)). After the divided pulse τ ′ (n + 1) is stored in the switching time register of each phase in the control flow of FIG. 6, as shown in FIG. At S B1 , the contents of the switching time register are input, and at Step S B2 , the corresponding transistors (Tra) to (Trc ′) are ON-controlled by the divided pulse τ ′ (n + 1) at a cycle To ′, and the process returns. I do.
次に、各トランジスタ(Tra)〜(Trc′)のON時間を
複数個の不等幅パルスに分割する場合を第10図ないし第
14図に基いて説明する。Next, a case where the ON time of each transistor (Tra) to (Trc ') is divided into a plurality of unequal width pulses is shown in FIGS.
This will be described with reference to FIG.
つまり、この不等幅パルスへの分割は、期間Toでのト
ランジスタのON時間τ(n)と、その次の期間ToでのON
時間τ(n+1)との間を線形補間(直線補間)して行
うものである。In other words, the division into the unequal width pulses is performed by turning on the transistor τ (n) in the period To and turning on the transistor in the next period To.
This is performed by linear interpolation (linear interpolation) between time τ (n + 1).
これを詳述する。第10図の制御フローは、期間To周期
で演算処理され、ステップSc1で出力電圧の位相ωt及
び振幅V1を入力すると共に、ステップSc2で前回の各ト
ランジスタ(Tra)〜(Trc′)のON時間τ′(n−1)
(4分割された分割パルス)の演算結果を入力する。This will be described in detail. Control flow of FIG. 10 is processing period To period, and inputs the phase ωt and amplitude V 1 of the output voltage in step Sc 1, each transistor in step Sc 2 of the previous (Tra) ~ (Trc ') ON time τ '(n-1)
The calculation result of (divided pulse divided into four) is input.
しかる後、ステップSc3でPWM制御パターンの関係式
(4)に基いて今回の各トランジスタ(Tra)〜(Tr
c′)のON時間τ(n)を演算し、このON時間τ(n)
から複数個N(4個)に分割された分割パルスτ′
(n)を算出し、その後、ステップSc4で各トランジス
タ(Tra)〜(Trc′)の分割パルスτ′の前回と今回と
の差に応じて、前回の分割パルスτ′(n−1)の補間
値Δτn-1を下記式に基いて算出する。Thereafter, each transistor (Tra) ~ the current based at step Sc 3 to relationship of the PWM control pattern (4) (Tr
c ′) is calculated, and the ON time τ (n) is calculated.
Divided pulse τ ′ divided into N (4)
(N) is calculated, then, the transistors in step Sc 4 (Tra) ~ (Trc ') according to the difference between the previous and current divided pulse tau' of the previous divided pulse τ '(n-1) It is calculated based on the interpolated values .DELTA..tau n-1 by the following formula.
Δτn-1={τ′(n)−τ′(n−1)}/N N;分割数でN=4 そして、前回の4個の分割パルスτ′(n−1)をこ
の補間値Δτn-1で漸次補間するよう、ステップSc5で各
分割パルスΔτ′(n−1)に2番目のものから順次Δ
τn-1、2・Δτn-1、3・Δτn-1を加算し、ステップS
c6でこの各分割パルスを各相毎に複数個N(N=4)の
スイッチング時間レジスタに各々格納して、ステップSc
7でこの各分割パルスτ′(n−1)を記憶して、リタ
ーンする。Δτ n-1 = {τ ′ (n) −τ ′ (n−1)} / NN; N = 4 in the number of divisions Then, the previous four divided pulses τ ′ (n−1) are calculated by the interpolation value Δτ to progressively interpolate n-1, successively Δ from the second one to the divided pulse Δτ '(n-1) in step Sc 5
τ n−1 , 2 · Δτ n−1 , and 3 · Δτ n−1 are added, and step S
The each divided pulse c 6 are respectively stored for each phase in the switching time register of a plurality N (N = 4), step Sc
At step 7 , the divided pulses τ '(n-1) are stored and the routine returns.
また、第11図の制御フローは、第12図に示す如く分割
パルスτ′を演算,記憶した期間Toから2期間To目にこ
の各分割パルスτ′で各トランジスタ(Tra)〜(Tr
c′)をON制御するものであり、その制御周期To′は、
第10図の制御フローの演算周期Toの1/N(Nは分割数)
である。The control flow shown in FIG. 11 is based on the calculation of the divided pulse τ ′ as shown in FIG. 12 and the respective transistors (Tra) to (Tr
c ′) is ON controlled, and the control cycle To ′ is
1 / N of calculation period To of control flow in Fig. 10 (N is the number of divisions)
It is.
該制御フローでは、ステップSD1で第13図に示す如く
第1番目のスイッチング時間レジスタに格納した各相毎
の分割パルスτ′を読込んだ後、ステップSD2でスイッ
チング時間レジスタをシフトして、ステップSD3でその
読込んだ分割パルスτ′(n−1)で各トランジスタ
(Tra)〜(Trc′)をON制御してリターンし、以下、同
様にして制御周期To′毎に順次第2番目、第3番目、第
4番目のスイッチング時間レジスタに格納した各相毎の
分割パルスを読込んで、各トランジスタ(Tra)〜(Tr
c′)をON制御することを繰返す。In the control flow, after reading the divided pulse τ ′ for each phase stored in the first switching time register as shown in FIG. 13 in step S D1 , the switching time register is shifted in step S D2. , and 'each transistor (Tra) ~ (Trc by (n-1)' returns to oN control) step S D3 in the read I I divided pulse tau, hereinafter, sequentially upon each control period to 'in the same manner The divided pulses for each phase stored in the second, third, and fourth switching time registers are read, and the transistors (Tra) to (Tr
Repeating c ') ON control.
よって、第10図のPWM制御パターンの演算フローにお
いて、ステップSc3により、キャリア周波数(5KHz)に
応じた演算周期でもって上記PWM制御パターンの関係式
(4)に基いて各トランジスタ(スイッチング素子)
(Tra)〜(Trc′)のON時間τを演算するようにした演
算手段(10)を構成している。Therefore, in the operation flow of the PWM control pattern of Fig. 10, in step Sc 3, based on the PWM control pattern relationship with the computation cycle corresponding to the carrier frequency (5 KHz) (4) each transistor (switching element)
The arithmetic means (10) is configured to calculate the ON time τ of (Tra) to (Trc ').
また、同図の演算フローのステップSc2、Sc4〜Sc7に
より、上記演算手段(10)で演算された各トランジスタ
(Tra)〜(Trc′)のON時間τを、複数個N(N=4)
の不等幅パルス{τ′,(τ′+Δτ),(τ′+2・
Δτ),(τ′+3・Δτ)}に分割するようにした分
割手段(11)を構成している。さらに、第11図の制御フ
ローにより、上記分割手段(11)で分割された複数個N
(N=4)の不等幅パルスでもって各トランジスタ(Tr
a)〜(Trc′)をON制御するようにした制御手段(12)
を構成している。Further, the ON times τ of the transistors (Tra) to (Trc ′) calculated by the calculation means (10) are calculated by a plurality of N (N) in steps Sc 2 and Sc 4 to Sc 7 of the calculation flow of FIG. = 4)
Unequal width pulse {τ ', (τ' + Δτ), (τ '+ 2
(.Tau..tau.), (.Tau. '+ 3..DELTA..tau.)}. Further, according to the control flow of FIG. 11, a plurality of N
(N = 4) non-uniform pulse of each transistor (Tr
a) Control means for controlling ON of (Trc ') (12)
Is composed.
したがって、上記実施例においては、PWM制御パター
ンの演算フロー(第10図)でPWM制御パターンの関係式
(4)に基いて各トランジスタ(Tra)〜(Trc′)のON
時間τが演算手段(10)により演算された後、この各ON
時間τが分割手段(11)で複数個N(4個)のパルス
τ′に分割されて、この分割パルスτ′がa,b,c各相の
スイッチング時間レジスタに格納される。Therefore, in the above embodiment, the transistors (Tra) to (Trc ′) are turned on based on the relational expression (4) of the PWM control pattern in the operation flow of the PWM control pattern (FIG. 10).
After the time τ is calculated by the calculation means (10),
The time τ is divided by the dividing means (11) into a plurality of N (four) pulses τ ′, and the divided pulses τ ′ are stored in the switching time registers of the phases a, b, and c.
そして、その後の周期Toでは、第12図に示す如く、こ
の期間Toで再び上記の如く各トランジスタ(Tra)〜(T
rc′)のON時間τの演算と、その分割が行われると共
に、この今回の期間Toで、そのTo/N(=To′)の周期毎
に、前の期間Toで求められたa,b,c各相のスイッチング
時間レジスタ内の分割パルスτ′をもって対応する各ト
ランジスタ(Tra)〜(Trc′)が制御手段(12)により
ON制御されるので、第18図に示す如き従来のもの(ON時
間を複数個のパルスに分割しないもの)に比べて、高周
波成分の周波数を高くでき、等価的にキャリア周波数を
ON時間の分割数N(N=4)倍だけ増倍でき、元々のキ
ャリア周波数(5KHz)を高いキャリア周波数(20KHz)
にすることができる。尚、第8図及び第18図には、各相
の+側のトランジスタのON時間を演算する場合について
記してある。Then, in the subsequent period To, as shown in FIG. 12, during this period To, the transistors (Tra) to (T
rc ′), the ON time τ is calculated and divided, and in this time period To, a, b obtained in the previous time period To for each To / N (= To ′) cycle , c The corresponding transistors (Tra) to (Trc ') are divided by the control means (12) with the divided pulse τ' in the switching time register of each phase.
Since the ON control is performed, the frequency of the high-frequency component can be made higher than that of the conventional device as shown in FIG. 18 (the ON time is not divided into a plurality of pulses), and the carrier frequency is equivalently increased.
ON time can be multiplied by N (N = 4) times, and the original carrier frequency (5KHz) can be increased to a higher carrier frequency (20KHz)
Can be FIGS. 8 and 18 show the case where the ON time of the transistor on the + side of each phase is calculated.
ここに、元々のキャリア周波数(5KHz)、つまりON時
間の演算周期To(200μS)は、1チップマイコン
(8)でも十分にPWM制御パターンを演算し得るのに十
分な期間であるので、1チップマイコン(8)を使用し
ながら、高いキャリア周波数(20KHz程度)でのPWM制御
を可能として、低価格でかつ回路構成を簡易にしつつ、
MOSFET等の高速スイッチング素子の能力を生かして誘導
電動機(1)への三相交流波形を精密に波形制御するこ
とができ、電磁騒音の低減、モータ効率の上昇を図るこ
とができる。Here, the original carrier frequency (5 KHz), that is, the operation period To (200 μS) of the ON time is a period sufficient for the one-chip microcomputer (8) to sufficiently calculate the PWM control pattern, so that one chip While using a microcomputer (8), it enables PWM control at a high carrier frequency (about 20 KHz), and at low cost and simplifies the circuit configuration,
By utilizing the capability of a high-speed switching element such as a MOSFET, the three-phase AC waveform to the induction motor (1) can be precisely controlled, thereby reducing electromagnetic noise and increasing motor efficiency.
また、従来と同程度のキャリア周波数(5KHz)で足り
る場合には、1チップマイコン(8)の演算時間を短縮
でき、PWM制御以外の処理能力の増強を図ることができ
る。In addition, when the carrier frequency (5 KHz) of the conventional level is sufficient, the operation time of the one-chip microcomputer (8) can be reduced, and the processing capacity other than the PWM control can be enhanced.
しかも、分割手段(11)によるON時間の分割は、第17
図(ロ)に示す如く不等幅パルスで行われて、分割パル
スτ′が最初の周期T′oで出力されると、次の周期
T′oではこの分割パルスよりも補間値Δτだけ大きい
分割パルスが出力されることが制御周期T′o毎に繰返
されるので(第12図をも参照)、第17図(イ)に示す等
幅パルスで行う場合に比べて、第14図に示す如く等価的
なキャリア周波数に対応する制御周期T′oでの出力電
圧の平均値に対して、波形の再現性を良好に確保でき
る。また、このように、線形補間で複数個の不等幅パル
スに分割する場合には、その波形補間での演算が上記第
10図のステップSc5の通り、除算と加算により行われる
ので、高次の補間法により複数個の不等幅パルスに分割
する場合に比して、その分割に要するマイコン(8)で
の演算,処理時間が比較的短時間で済み、等価的なキャ
リア周波数を十分に高めることができる。Moreover, the division of the ON time by the dividing means (11)
When the divided pulse τ ′ is output in the first cycle T′o as shown in FIG. 2B, the divided pulse τ ′ is output in the next cycle T′o, and is larger than the divided pulse by the interpolation value Δτ. Since the output of the divided pulse is repeated at each control cycle T'o (see also FIG. 12), the output of the divided pulse is shown in FIG. As described above, the reproducibility of the waveform can be satisfactorily secured with respect to the average value of the output voltage in the control cycle T'o corresponding to the equivalent carrier frequency. Further, in the case where the pulse is divided into a plurality of unequal-width pulses by linear interpolation, the calculation in the waveform interpolation is performed in the above-described manner.
Since division and addition are performed as shown in step Sc5 in FIG. 10, the calculation by the microcomputer (8) required for the division, The processing time is relatively short, and the equivalent carrier frequency can be sufficiently increased.
また、第15図及び第16図は他の実施例を示し、不等幅
パルスへの分割を、予め記憶した補正値テーブルに基い
て行ったものである。15 and 16 show another embodiment, in which division into unequal-width pulses is performed based on a correction value table stored in advance.
つまり、上記実施例の如く線形補間を行う場合にも、
第16図に示すように、信号波の真値(つまりSinωt)
に対して、中間に位置する3個の不等幅パルスには、各
々誤差Δτ1、Δτ2、Δτ3が存在する。この各誤差
Δτiは、正弦波関数の形(振幅V1及び位相ωtで決定
される)、及びON時間の演算周期Toが決定されれば一意
的に決定されるから、この線形補間後の誤差Δτiを予
め振幅V1、位相ωt及びON時間の演算周期Toに応じて記
憶した補正値テーブルが用意され、この補正値テーブル
がマイコン(8)に記憶されている。That is, even when performing linear interpolation as in the above embodiment,
As shown in FIG. 16, the true value of the signal wave (that is, Sinωt)
On the other hand, the three unequal width pulses located in the middle have errors Δτ 1 , Δτ 2 , and Δτ 3 respectively. Each error Δτi is uniquely determined if the form of the sine wave function (determined by the amplitude V 1 and the phase ωt) and the operation period To of the ON time are determined. A correction value table in which Δτi is stored in advance according to the amplitude V 1 , the phase ωt, and the calculation period To of the ON time is prepared, and this correction value table is stored in the microcomputer (8).
而して、第15図は、上記補正値テーブルに基いて不等
幅パルスの分割を行う場合のマイコン(8)のブロック
構成図である。同図において、(15)は出力電圧の振幅
V1、位相ωt及びON時間の演算周期Toを入力して、各ト
ランジスタ(Tra)〜(Trc′)のON時間を上記第6図の
制御フローに基いて演算するON時間演算回路、(16)は
該ON時間演算回路(15)で演算された各トランジスタ
(Tra)〜(Trc′)のON時間を複数個N(N=4)に等
分割して等幅パルスに分割した後、上記第10図の制御フ
ローにより算出される線形補間による補間値に基いてこ
の等幅パルスから複数個N(N=4)の不等幅パルスを
得る不等幅パルス分割回路、(17)は上記出力電圧の振
幅V1、位相ωt及びON時間の演算周期Toを入力して、予
め内部に記憶した補正値テーブルからこれ等に応じた補
正値Δτiを読出す補正値読出し回路、(18)は、上記
不等幅パルス分割回路(16)及び補正値読出し回路(1
7)の出力を受けて、複数個N(N=4)の不等幅パル
スの各々に、対応する補正値Δτiを加算する不等幅パ
ルス補正回路であり、該不等幅パルス補正回路(18)で
補正された不等幅パルスでもって各トランジスタ(Tr
a)〜(Trc′)をON制御するようにしている。FIG. 15 is a block diagram of the microcomputer (8) in the case of dividing the unequal-width pulse based on the correction value table. In the figure, (15) is the amplitude of the output voltage
V 1 , the phase ωt, and the operation period To of the ON time are inputted, and the ON time operation circuit for calculating the ON time of each transistor (Tra) to (Trc ′) based on the control flow of FIG. ) Indicates that the ON time of each of the transistors (Tra) to (Trc ′) calculated by the ON time calculation circuit (15) is equally divided into a plurality of N (N = 4) into equal-width pulses. An unequal-width pulse dividing circuit for obtaining a plurality of N (N = 4) unequal-width pulses from this equal-width pulse based on an interpolation value by linear interpolation calculated by the control flow of FIG. A correction value reading circuit that inputs the amplitude V 1 of the output voltage, the phase ωt, and the operation period To of the ON time, and reads a correction value Δτi corresponding thereto from a correction value table stored in advance therein. Unequal-width pulse dividing circuit (16) and correction value reading circuit (1
7) is an unequal width pulse correction circuit that receives the output of 7) and adds a corresponding correction value Δτi to each of a plurality of N (N = 4) unequal width pulses. 18) Each transistor (Tr
a) to (Trc ') are controlled to be ON.
よって、第15図のマイコン(8)のブロック構成によ
り、各トランジスタ(Tra)〜(Trc′)のON時間を補正
値テーブルに基いて補正して複数個N(N=4)の不等
幅パルスに分割するようにした分割回路(11)を構成し
ている。Therefore, the ON time of each of the transistors (Tra) to (Trc ') is corrected based on the correction value table by the block configuration of the microcomputer (8) in FIG. A dividing circuit (11) configured to divide into pulses is configured.
したがって、本実施例では、第16図に示す如く、線形
補間後に分割された中間の3つ(N−1)の不等幅パル
スを各々対応する補正値Δτiで補正する分だけ波形の
再現性の向上を図ることができる。Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 16, the reproducibility of the waveform is corrected by correcting the three intermediate (N-1) unequal width pulses divided by the linear interpolation with the corresponding correction values Δτi. Can be improved.
尚、補正値テーブルは、補正データに代えて補正係数
kiを記憶しておいてもよく、この場合には、下記式の如
く不等幅パルスの変化量Δτに補正係数を乗じて補正す
る。Note that the correction value table uses a correction coefficient instead of the correction data.
ki may be stored. In this case, correction is performed by multiplying the variation Δτ of the unequal-width pulse by a correction coefficient as shown in the following equation.
τ(N)+k1・Δτ τ(N)+k2・Δτ τ(N)+k3・Δτ τ(N)+4・Δτ ここに、k1,k2,k3は下記式で表される。τ (N) + k 1 · Δτ τ (N) + k 2 · Δτ τ (N) + k 3 · Δτ τ (N) + 4 · Δτ Here, k 1 , k 2 , and k 3 are represented by the following equations.
k1=(Δτ+Δτ1)/Δτ k2=(2・Δτ+Δτ2)/(2・Δτ) k2=(3・Δτ+Δτ3)/(3・Δτ) したがって、補正係数kiを記憶する場合には、比率で
あるから、振幅V1の情報が不必要になり、テーブル量の
減少を図ることができる。k 1 = (Δτ + Δτ 1 ) / Δτ k 2 = (2 · Δτ + Δτ 2 ) / (2 · Δτ) k 2 = (3 · Δτ + Δτ 3 ) / (3 · Δτ) Therefore, when the correction coefficient ki is stored, since the ratio can be information of amplitude V 1 is made unnecessary, achieving a reduction in table amount.
尚、各相のスイッチング時間レジスタの内容をパルス
幅に変換する部分は、外付けのパルス幅変調IC等による
ハードウェアで処理してもよい。さらに、第9図及び第
13図のような構成にしておけば、スイッチング素子の変
更によりキャリア周波数が変わるときでも、分割手段
(11)及び制御手段(12)のみを変更すれば足りる。ま
た、スイッチング時間レジスタをパルス幅制御部(ステ
ップSB2)のレジスタと共用すれば、第7図のステップS
B1の処理は省略できる。The portion that converts the content of the switching time register of each phase into a pulse width may be processed by hardware such as an external pulse width modulation IC. 9 and FIG.
With the configuration as shown in FIG. 13, even when the carrier frequency changes due to the change of the switching element, it is sufficient to change only the dividing means (11) and the control means (12). Also, if the switching time register is shared with the register of the pulse width control unit (step S B2 ), step S in FIG.
The processing of B1 can be omitted.
さらに、PWM制御パターンの演算フローでの演算周期T
oは、実際にPWM制御パターン(ON時間の分割を含む)を
演算するのに要する時間で一意的に決定されるが、第7
図及び第11図の制御フローのトランジスタのON制御の周
期To′は、望まれるキャリア周波数に応じて決定され、
このために各トランジスタのON時間の分割数N(To/T
o′)の値を適宜値に設定すればよい。Furthermore, the calculation cycle T in the calculation flow of the PWM control pattern
o is uniquely determined by the time required to actually calculate the PWM control pattern (including the division of the ON time).
The period To ′ of the ON control of the transistor in the control flow of FIG. 11 and FIG. 11 is determined according to a desired carrier frequency,
For this purpose, the number of divisions of ON time of each transistor N (To / T
The value of o ') may be set to an appropriate value.
また、上記実施例では、分割手段(11)での不等幅パ
ルスへの分割を、線形補間や補正値テーブルに基いて行
ったが、本発明はこれに限定されず、その他、高次の補
間方法により複数個の不等幅パルスに分割する場合にも
同様に適用できるのは勿論である。Further, in the above embodiment, the division into unequal-width pulses by the dividing means (11) is performed based on linear interpolation or a correction value table. However, the present invention is not limited to this. It is needless to say that the present invention can be similarly applied to the case where the pulse is divided into a plurality of unequal width pulses by the interpolation method.
さらに、上記実施例では、PWM制御パターンを、電圧
ベクトル制御による場合の関係式(4)に基いて求めた
が、三角波比較方式などの他のPWM制御方式による場合
の関係式に基いて求めてもよいのは勿論である。Further, in the above embodiment, the PWM control pattern is obtained based on the relational expression (4) in the case of the voltage vector control. However, the PWM control pattern is obtained based on the relational expression in the case of the other PWM control method such as the triangular wave comparison method. Of course, it is good.
(発明の効果) 以上説明したように、本発明のインバータのパルス幅
変調制御装置によれば、キャリア周波数に応じた演算周
期で繰返し演算されるスイッチング素子のON時間を複数
個の不等幅パルスに分割し、この分解パルスでもって各
スイッチング素子をON制御したので、スイッチング素子
のON時間の演算に比較的長い時間を要する場合にも、キ
ャリア周波数を等価的に高くできて、例えば低価格で回
路構成の簡易な1チップマイコンを使用した場合にも三
相交流波形を精密に波形制御できて、電磁騒音の低減、
モータ効率の上昇を図ることができる。しかも、スイッ
チング素子のON時間が大きく変化する時にもこれに良好
に対応できて、等幅パルスによる分割に比して、信号波
の波形の再現性を良好に確保でき、より精密な波形制御
を可能にできる。(Effects of the Invention) As described above, according to the pulse width modulation control device for the inverter of the present invention, the ON time of the switching element that is repeatedly calculated at a calculation cycle corresponding to the carrier frequency is set to a plurality of unequal width pulses. Since each switching element is ON controlled by this decomposition pulse, even when a relatively long time is required to calculate the ON time of the switching element, the carrier frequency can be equivalently increased, for example, at a low cost. Even when a simple one-chip microcomputer with a simple circuit configuration is used, the three-phase AC waveform can be precisely controlled to reduce electromagnetic noise,
The motor efficiency can be increased. In addition, it can cope well with a large change in the ON time of the switching element, and as compared with the division by the equal-width pulse, the reproducibility of the waveform of the signal wave can be secured better, and more precise waveform control can be performed. Can be made possible.
その場合、不等幅パルスへの分割を、線形補間や、予
め記憶した補正値テーブルに基いて行う場合には、高次
の補間法による場合等に比して、比較的簡単に複数個の
不等幅パルスに分割でき、マイコンでの演算,処理時間
の短縮化が可能になり、十分に高いキャリア周波数での
パルス幅変調制御を可能にできる。In this case, when the division into unequal-width pulses is performed based on linear interpolation or a correction value table stored in advance, a plurality of pulses can be relatively easily compared with a case using a higher-order interpolation method. The pulse width can be divided into unequal width pulses, and the calculation and processing time by the microcomputer can be reduced, and pulse width modulation control at a sufficiently high carrier frequency can be performed.
第1図ないし第14図は本発明の実施例を示し、第1図は
全体概略構成図、第2図は電気回路図、第3図は電圧形
インバータの各種状態を8種の電圧ベクトルで表示した
説明図、第4図は電圧ベクトルの時間積分の複素平面上
での軌跡を円軌跡に近付けるための電圧ベクトル制御の
説明図、第5図(イ)〜(ニ)は各々角度φの0≦φ≦
π/3の範囲内で取り得るPWM制御パターンの種類の説明
図、第6図及び第7図は各々1チップマイコンによる各
トランジスタの等幅パルスでのON/OFF制御を示すフロー
チャート図、第8図はキャリア周波数がトランジスタの
ON時間の等分割で等価的に高くなる説明図、第9図は等
幅パルスに分解する場合の作動説明図、第10図及び第11
図は各トランジスタの不等幅パルスでのON/OFF制御を示
すフローチャート図、第12図は不等幅パルスに分割する
割合の各分割パルスの補間の様子の説明図、第13図は不
等幅パルスに分割する場合の作動説明図、第14図は不等
幅パルスに分割した場合の波形の再現性の様子を示す説
明図である。第15図及び第16図は他の実施例を示し、第
15図はマイコンのブロック構成図、第16図は作動説明図
である。第17図(イ)及び(ロ)は等幅パルスに分割す
る場合と不等幅パルスに分割する場合との比較図であ
る。さらに、第18図は従来例を示す説明図である。 (2)……三相巻線、(3)……電圧形インバータ、
(4)……ブリッジ回路、(Tra)〜(Trc′)……トラ
ンジスタ、(8)……1チップマイコン、(10)……演
算手段、(11)……分割手段、(12)……制御手段。1 to 14 show an embodiment of the present invention. FIG. 1 is an overall schematic diagram, FIG. 2 is an electric circuit diagram, and FIG. 3 is a diagram showing various states of a voltage type inverter by eight kinds of voltage vectors. FIG. 4 is an explanatory diagram of voltage vector control for making a locus of a time integral of a voltage vector on a complex plane close to a circular locus, and FIGS. 0 ≦ φ ≦
FIGS. 6 and 7 are flow charts showing ON / OFF control of each transistor by an equal-width pulse by a one-chip microcomputer, respectively. The figure shows that the carrier frequency is
FIG. 9 is an explanatory diagram equivalently increased by equal division of the ON time, FIG. 9 is an operation explanatory diagram in the case of decomposing into equal-width pulses, FIG. 10 and FIG.
FIG. 12 is a flowchart showing ON / OFF control of each transistor with an unequal width pulse. FIG. 12 is an explanatory diagram of the state of interpolation of each divided pulse at a rate of dividing into unequal width pulses. FIG. FIG. 14 is an explanatory diagram of the operation in the case of division into width pulses, and FIG. 14 is an explanatory diagram showing the reproducibility of the waveform in the case of division into unequal width pulses. 15 and 16 show another embodiment, and FIG.
FIG. 15 is a block diagram of the microcomputer, and FIG. 16 is an operation explanatory diagram. FIGS. 17 (a) and (b) are comparison diagrams of the case of dividing into equal-width pulses and the case of dividing into non-uniform-width pulses. FIG. 18 is an explanatory view showing a conventional example. (2) ... three-phase winding, (3) ... voltage-type inverter,
(4) Bridge circuit, (Tra) to (Trc ') Transistor, (8) One-chip microcomputer, (10) Calculation means, (11) Division means, (12) Control means.
Claims (3)
ッチング素子(Tra)〜(Trc′)を有するブリッジ回路
(4)を備え、該ブリッジ回路(4)の各スイッチング
素子(Tra)〜(Trc′)のON/OFF動作により直流をパル
ス幅変調して上記三相巻線(2)に三相交流電圧を印加
するようにしたインバータのパルス幅変調制御装置であ
って、キャリア周波数に応じた演算周期で上記各スイッ
チング素子(Tra)〜(Trc′)のON時間を演算する演算
手段(10)と、該演算手段(10)で演算された各スイッ
チング素子(Tra)〜(Trc′)のON時間を複数個の不等
幅パルスに分割する分割手段(11)と、該分割手段(1
1)で分割された複数個の不等幅パルスで上記各スイッ
チング素子(Tra)〜(Trc′)をON制御する制御手段
(12)とを備えたことを特徴とするインバータのパルス
幅変調制御装置。A bridge circuit (4) connected to a three-phase winding (2) and having a plurality of switching elements (Tra) to (Trc '), wherein each switching element (4) of the bridge circuit (4) is provided. A pulse width modulation control device for an inverter in which a DC is pulse width modulated by ON / OFF operations of Tra) to (Trc ') to apply a three-phase AC voltage to the three-phase winding (2), A calculating means (10) for calculating the ON time of each of the switching elements (Tra) to (Trc ') at a calculation cycle corresponding to the carrier frequency; and a switching element (Tra) to (Tra) calculated by the calculating means (10). A dividing means (11) for dividing the ON time of (Trc ') into a plurality of unequal width pulses;
Control means (12) for turning on and off each of the switching elements (Tra) to (Trc ') with a plurality of unequal width pulses divided in 1). apparatus.
が等変化幅で変化するよう線形補間により複数個の不等
幅パルスに分割するものである請求項(1)記載のイン
バータのパルス幅変調制御装置。2. The inverter according to claim 1, wherein the dividing means divides the pulse into a plurality of unequal-width pulses by linear interpolation so that the width of the divided pulse changes at an equal change width. Pulse width modulation controller.
(Tra)〜(Trc′)のON時間を複数個の等幅パルスに分
割した後、予め信号波の位相に応じて記憶した補正値テ
ーブルに基づいて、上記複数個の等幅パルスを複数個の
不等幅パルスにするものである請求項(1)記載のイン
バータのパルス幅変調制御装置。3. The dividing means (11) divides the ON time of each of the switching elements (Tra) to (Trc ') into a plurality of equal-width pulses, and then stores a correction value stored in advance according to the phase of the signal wave. 2. The pulse width modulation control device for an inverter according to claim 1, wherein the plurality of equal width pulses are converted into a plurality of unequal width pulses based on a table.
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63132460A JP2569724B2 (en) | 1988-05-30 | 1988-05-30 | Inverter pulse width modulation controller |
| AU33084/89A AU621868B2 (en) | 1988-04-18 | 1989-04-17 | Pulse width modulation control unit of inverter |
| EP89303871A EP0338798B1 (en) | 1988-04-18 | 1989-04-18 | Pulse width modulation control unit of inverter |
| US07/340,023 US4989128A (en) | 1988-04-18 | 1989-04-18 | Pulse width modulation control unit of inverter |
| ES89303871T ES2056213T3 (en) | 1988-04-18 | 1989-04-18 | CONTROL UNIT FOR IMPULSE WIDTH MODULATION OF AN INVERTER. |
| DE68916684T DE68916684T2 (en) | 1988-04-18 | 1989-04-18 | Pulse width modulation control unit for inverters. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63132460A JP2569724B2 (en) | 1988-05-30 | 1988-05-30 | Inverter pulse width modulation controller |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01303064A JPH01303064A (en) | 1989-12-06 |
| JP2569724B2 true JP2569724B2 (en) | 1997-01-08 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63132460A Expired - Fee Related JP2569724B2 (en) | 1988-04-18 | 1988-05-30 | Inverter pulse width modulation controller |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2569724B2 (en) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59162776A (en) * | 1983-03-07 | 1984-09-13 | Hitachi Ltd | Irregular width pwm control inverter |
| JPS62144576A (en) * | 1985-12-19 | 1987-06-27 | Hitachi Ltd | PWM pulse generator |
-
1988
- 1988-05-30 JP JP63132460A patent/JP2569724B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01303064A (en) | 1989-12-06 |
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