JPH0787697B2 - Control method of PWM inverter - Google Patents
Control method of PWM inverterInfo
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- JPH0787697B2 JPH0787697B2 JP61281938A JP28193886A JPH0787697B2 JP H0787697 B2 JPH0787697 B2 JP H0787697B2 JP 61281938 A JP61281938 A JP 61281938A JP 28193886 A JP28193886 A JP 28193886A JP H0787697 B2 JPH0787697 B2 JP H0787697B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明はPWMインバータの制御方法に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Field of Industrial Application) The present invention relates to a control method for a PWM inverter.
(従来の技術) 第4図はPWMインバータの主回路図である。直流電源
1、コンデンサ2、自己消弧形半導体素子を用いたイン
バータ3から成る。図では負荷として誘導電動機4が接
続されている。PWMインバータでは直流電圧は一定であ
り、出力電圧の制御はインバータ3のPWM制御により行
われる。最近は出力線間電圧を正弦波近似とするため正
弦波PWM制御を行うようになった。(Prior Art) FIG. 4 is a main circuit diagram of a PWM inverter. It is composed of a DC power supply 1, a capacitor 2, and an inverter 3 using a self-extinguishing semiconductor element. In the figure, an induction motor 4 is connected as a load. The DC voltage is constant in the PWM inverter, and the output voltage is controlled by the PWM control of the inverter 3. Recently, sine-wave PWM control is used to approximate the output line voltage to a sine wave.
正弦波PWM制御方式には「360゜PWMを行う方式と、240゜
間のオンオフでPWMをおこない残りの120゜はスイッチン
グを行わないで、同時2相のみをスイッチングする方
式」とがある(上山直彦「ニュードライブエレクトロニ
クス」昭57.7.25電気書院、p75)。ここでは前者を3層
PWM、後者を2相PWMと呼ぶことにする。PWM制御方式
は、運転周波数と変調周波数との関係から同期式と非同
期式とにも分類される(同文献p70)。The sine wave PWM control method includes "a method of performing 360 ° PWM and a method of performing PWM by turning on / off between 240 ° and not switching the remaining 120 °, and switching only two phases at the same time" (Kamiyama Naohiko "New Drive Electronics" Sho 57.7.25 Denki Shoin, p75). Here, the former is three layers
PWM and the latter will be called two-phase PWM. The PWM control method is classified into a synchronous type and an asynchronous type based on the relationship between the operating frequency and the modulation frequency (ibid. P70).
同期式にて3相PWMと2相PWMとを比較すると、2相PWM
の方が優れている。ひとつには誘導電動機運転時の不安
定現象(振動現象)が現れにくいこと、またひとつには
損失が少ないことである。これを第5図、第6図、第7
図に基づいて説明する。Comparing 3-phase PWM and 2-phase PWM with the synchronous method, 2-phase PWM
Is better. One is that the unstable phenomenon (vibration phenomenon) during the operation of the induction motor is less likely to appear, and the other is that the loss is small. This is shown in FIGS. 5, 6, and 7.
It will be described with reference to the drawings.
第5図は2相PWMの説明図、第6図は3相PWMの説明図で
ある。両図において、(a)は電圧基準パターンと搬送
波の比較の様子であり、(b)はそれにより得られるU
相PWM信号、(c)はU相の正側アームのスイッチ素子U
Pに与えられるドライブ信号、(d)はU相の負側アー
ムのスイッチ素子UNに与えられるドライブ信号、(e)
はU相出力電圧、(f)はV相出力電圧、(g)はUV線
間電圧である。電圧形インバータでは同一相の正側アー
ムのスイッチ素子と負側アームのスイッチ素子は交互に
オン/オフされるが、もしも同一相の正側と負側のスイ
ッチ素子が同時にオンすると直流電源が短絡され、スイ
ッチ素子に過電流が流れて、スイッチ素子を破壊してし
まうので、同時にオンすることがないようオフのタイミ
ングに対して、オンのタイミングを遅れさせている。し
たがってU相のドライブ信号は(c)、(d)の実線の
様になり、正側、負側双方の素子がオフの期間が存在す
る。このため、U相出力電圧(e)には出力電圧が不定
の期間が生じる。図では正側、負側何れかの素子がオン
しており、電圧が確定している期間を実線で、どちらの
素子もオフしており電圧が不定の期間を点線で示してい
る。この不定期間の電圧は、そのときの電流方向で定ま
る。例えば、第4図において誘導電動機4に電流が流れ
込んでいたら、その電流は、直流電源の負側からスイッ
チ素ング子UNに逆並列接続されているダイオードを介し
て流れる。したがって電圧は負となる。逆に誘導電動機
4から電流が流れ出していたら、その電流はスイッチン
グ素子UPに逆並列接続されているダイオードを介して直
流電源の正側に流れ込む。したがって電圧は正となる。
この様に電圧を制御しているにもかかわらず、その電圧
が電流の影響を受けて変動してしまう。V相(f)W相
(省略)でも同様である。(g)はUV線間電圧であるが
やはり電圧が確定している期間を実線で、不定期間を点
線で示している。(g)にて矢印で示している箇所で
は、U相の基準とV相の基準の大きさが同程度であるた
め、ほとんど同時にどちらもスイッチングし、U相電
圧、V相電圧が共に不定になっている。この期間につい
て第7図を用いて説明する。第7図において(I)はU
相、V相の出力電圧の拡大図である。U相電圧はタイミ
ングt1まで負であり、タイミング(t1+Δt)以降は正
である。t1から(t1+Δt)の間が不定期間となる。V
相電圧も同様にタイミングt2まで負、タイミング(t2+
Δt)以降は正であり、t2から(t2+Δt)の期間が不
定期間である。このときU相、V相の不定期間の電圧は
各々の相電流の方向で正になるか負になるかが定まり、
その組合せは(II)、(III)、(IV)、(V)に示す
ように4通りある。(II)はU相、V相ともに制御信号
に対して遅れなく電圧が変化して、(t2−t1)の幅の正
電圧パルスが、線間電圧に現れている。(V)はどちら
も不定期間の遅れの後電圧が変化した場合であり、線間
電圧に現れるパルスの幅はやはり(t2−t1)となる。こ
の場合はパルスの位相が制御信号に対してΔtだけ遅れ
るのみである。(III)ではU相は遅れなく変化し、V
相のみΔt遅れて変化している。線間電圧には(t2−t1
+Δt)の幅のパルスが現れ、Δtだけ幅が広くなる。
(IV)ではU相がΔt遅れV相は遅れなく変化する。線
間電圧には(t1+Δt−t2)の幅の負電圧パルスが現れ
る。この様に、そのときの電流方向によってパルスの位
置が変わったり、パルス幅が変わったり、パルスの正負
が逆になってしまったりする。もっとも好ましくないの
は、正電圧パルスを出力すべきときに負電圧パルスを出
力してしまう(IV)の場合である。さて、第5図、第6
図に戻り、2相PWMと3相PWMのどちらがこの影響を受け
易いかを調べる。第5図(2相PWM)の場合、U相電圧
(e)、V相電圧(f)のそれぞれがPWMを行うのは240
度間であり、残りの120度間はPWMしない。しかも、PWM
しない120度間は相互にずれている。その結果、U相と
V相との双方が同時にPWMするのは120度間のみとなり、
しかも線間電圧の零付近のみである。残りの期間はどち
らかの相だけがPWMすることによって線間電圧を発生し
ている。したがって、制御信号と逆の電圧パルスを発生
する期間は少ないし、発生する期間も線間電圧の零付近
であるため、線間電圧に対する影響は少ない。これに対
して第6図(3相PWM)の場合にはU相電圧(e)、V
相電圧(f)のどちらも360度間PWMを行っている。した
がって、全てのスイッチングに制御信号と逆の電圧パル
スを発生する可能性を秘めている。第6図では電圧が高
いため、U相、V相の電圧基準パターンの値が同程度に
なりスイッチングがほぼ同時に行われるのは線間電圧零
付近のみであるが、電圧が低くなると電圧基準パターン
の値が同程度になる範囲は広がってゆく。微少電圧出力
時は360度間のどのスイッチングでも制御信号と逆の線
間電圧パルスを出力し得る。2相PWMに比べて3相PWMは
電動機電流によって出力電圧が変動しやすいといえる。
このため、なんらかの原因で電動機電流が変動すると、
それにより出力電圧が変動し、この出力電圧変動により
電動機電流が更に変動する、いわゆる不安定現像が発生
しやすい。FIG. 5 is an explanatory diagram of the 2-phase PWM, and FIG. 6 is an explanatory diagram of the 3-phase PWM. In both figures, (a) shows the state of comparison between the voltage reference pattern and the carrier wave, and (b) shows U obtained thereby.
-Phase PWM signal, (c) is the U-phase positive arm switch element U
Drive signal given to P, (d) Drive signal given to switch element UN of negative arm of U phase, (e)
Is the U-phase output voltage, (f) is the V-phase output voltage, and (g) is the UV line voltage. In the voltage type inverter, the switching element of the positive side arm and the switching element of the negative side arm of the same phase are alternately turned on / off, but if the positive side and negative side switching elements of the same phase are turned on at the same time, the DC power supply is short-circuited. As a result, an overcurrent flows through the switch element and destroys the switch element. Therefore, the on timing is delayed with respect to the off timing so as not to turn on at the same time. Therefore, the U-phase drive signal is as shown by the solid lines in (c) and (d), and there is a period in which both the positive-side element and the negative-side element are off. Therefore, the U-phase output voltage (e) has a period in which the output voltage is indefinite. In the figure, a solid line indicates a period in which either the positive side or the negative side is on and the voltage is fixed, and a dotted line indicates a period in which both elements are off and the voltage is indefinite. The voltage during this irregular period is determined by the current direction at that time. For example, if a current flows into the induction motor 4 in FIG. 4, the current flows from the negative side of the DC power supply through the diode connected in antiparallel to the switch element UN. Therefore, the voltage becomes negative. On the contrary, if a current is flowing from the induction motor 4, the current flows into the positive side of the DC power source via the diode connected in anti-parallel to the switching element UP. Therefore, the voltage becomes positive.
Even though the voltage is controlled in this way, the voltage fluctuates under the influence of the current. The same applies to the V phase (f) and the W phase (omitted). (G) shows the UV line voltage, but the period during which the voltage is still fixed is shown by a solid line and the indefinite period is shown by a dotted line. In the part indicated by the arrow in (g), the U-phase reference and the V-phase reference are about the same size, so both are switched almost simultaneously and the U-phase voltage and V-phase voltage are both indefinite. Has become. This period will be described with reference to FIG. In FIG. 7, (I) is U
It is an enlarged view of the output voltage of the V phase and V phase. The U-phase voltage is negative until the timing t1, and is positive after the timing (t1 + Δt). The period from t1 to (t1 + Δt) is an indefinite period. V
Similarly, the phase voltage is negative until the timing t2 and the timing (t2 +
Δt) and thereafter is positive, and the period from t2 to (t2 + Δt) is an indefinite period. At this time, it is determined whether the voltage of the U-phase or V-phase during an irregular period becomes positive or negative in the direction of each phase current.
There are four combinations as shown in (II), (III), (IV) and (V). In (II), the voltage changes in the U and V phases without delay with respect to the control signal, and a positive voltage pulse having a width of (t2-t1) appears in the line voltage. Both (V) are the cases where the voltage changes after an irregular delay, and the width of the pulse appearing in the line voltage is (t2-t1). In this case, the phase of the pulse is only delayed by Δt with respect to the control signal. In (III), the U phase changes without delay and V
Only the phase changes with a delay of Δt. The line voltage is (t2-t1
A pulse with a width of + Δt) appears, and the width increases by Δt.
In (IV), the U phase changes by Δt and the V phase changes without delay. A negative voltage pulse having a width of (t1 + Δt−t2) appears in the line voltage. In this way, the position of the pulse changes depending on the current direction at that time, the pulse width changes, and the positive and negative of the pulse are reversed. The most unfavorable case is the case where the negative voltage pulse is output when the positive voltage pulse should be output (IV). Now, Fig. 5 and 6
Returning to the figure, we investigate which of two-phase PWM and three-phase PWM is more susceptible to this effect. In the case of FIG. 5 (two-phase PWM), each of the U-phase voltage (e) and the V-phase voltage (f) performs PWM of 240.
It does not PWM during the remaining 120 degrees. Moreover, PWM
Not 120 degrees are offset from each other. As a result, both U-phase and V-phase PWM at the same time only for 120 degrees,
Moreover, the line voltage is only near zero. For the rest of the period, only one of the phases performs PWM to generate the line voltage. Therefore, the period during which the voltage pulse opposite to that of the control signal is generated is small, and the period during which the voltage pulse is generated is near zero of the line voltage, so there is little effect on the line voltage. On the other hand, in the case of FIG. 6 (three-phase PWM), U-phase voltage (e), V
Both phase voltages (f) are PWMed for 360 degrees. Therefore, there is a possibility that a voltage pulse opposite to the control signal is generated in all switching. In FIG. 6, since the voltage is high, the values of the U-phase and V-phase voltage reference patterns are substantially the same, and switching is performed almost at the same time only near the line voltage of zero, but when the voltage is low, the voltage reference pattern is reduced. The range where the values of are about the same increases. When outputting a minute voltage, any switching between 360 degrees can output a line voltage pulse that is the reverse of the control signal. It can be said that the output voltage of the three-phase PWM fluctuates more easily depending on the motor current than the two-phase PWM.
Therefore, if the motor current fluctuates for some reason,
As a result, the output voltage fluctuates, and the fluctuation in the output voltage further fluctuates the electric motor current, which is so-called unstable development.
次にスイッチング損失について両者を比較する。誘導電
動機電流は、無負荷時には電圧に対してほぼ90度位相が
遅れている。しかし負荷が増えるに従い位相遅れは小さ
くなり、定格負荷時には位相遅れは僅かとなる。第5
図、第6図で相電圧(e)をみると、3相PWMでは常に
スイッチングしているのに対し、2相PWMでは相電圧の
基本数が最大になる電気角付近ではスイッチングせず、
相電圧が小さい間だけスイッチングしている。2相PWM
は1回のスイッチングあたりの損失が大きい相電流のピ
ーク付近ではスイッチングせず、損失が小さい相電流の
零付近でのみスイッチングしていることになる。このた
めスイッチング回数が同じであれば2相PWMの方が損失
が少なくなる。Next, the two are compared with respect to switching loss. The induction motor current has a phase delay of approximately 90 degrees with respect to the voltage when there is no load. However, the phase delay becomes smaller as the load increases, and becomes smaller at the rated load. Fifth
Looking at the phase voltage (e) in Fig. 6 and Fig. 6, the three-phase PWM always switches, whereas the two-phase PWM does not switch near the electrical angle where the basic number of phase voltages is maximum.
Switching is performed only while the phase voltage is small. 2-phase PWM
Means that switching does not occur near the peak of the phase current with a large loss per switching, but only with switching near the zero of the phase current with a small loss. Therefore, if the number of times of switching is the same, the loss is smaller in the two-phase PWM.
この様に、誘導電動機運転時の安定性、スイッチング損
失、何れを比べても2相PWMの方が優れている。これは
どちらも、相電圧の基本波が最大となる電気角付近でPW
Mを行わないことにより生じた長所である。In this way, the two-phase PWM is superior in terms of stability when operating the induction motor and switching loss. Both of these have PW near the electrical angle where the fundamental wave of the phase voltage is maximum.
This is an advantage caused by not performing M.
(発明が解決しようとする問題点) 以上のように優れた2相PWMであるが同期式では回路が
複雑である。回路が簡単で安価な非同期式で2相PWMで
やろうとすると別の問題が発生する。(Problems to be Solved by the Invention) Although the two-phase PWM is excellent as described above, the circuit is complicated in the synchronous system. The circuit is simple and inexpensive, and another problem occurs when trying to do it with asynchronous two-phase PWM.
第8図に非同期式における2相PWMのパターン生成法と
それによる出力電圧波形を示す。第8図I、II、IIIに
おいて(a)はそれぞれ基準波と搬送波の比較の様子、
(b)はU相出力電圧、(c)はV相出力電圧、(d)
はUV線間電圧波形である。(a)のように、同期式の場
合と異なり搬送波は連続波形となる。また、同期式の場
合の様に基準波と搬送波とを特定の位相関係で固定する
ことができないので、基準波と搬送波との位相関係はI
→II→IIIの様に徐々にずれていく。UV線間電圧(d)
をみると、60度毎にPWMを行わない相に切り換える時点
でパルスの幅が不整になっているのが分かる。しかも、
その不整パルスの幅はI、II、IIIで変化している。図
で矢印で示した不整パルスは線間電圧の基本波成分の大
きさが最大となる電気角で生じているから、パルス幅の
変化が線間電圧の基本波成分の大きさに与える影響は大
きい。このため、誘導電動機運転時にこのパルスにより
電流が突出してしまうばかりでなく、先に述べた誘導電
動機運転時の不安定現像の原因となり、同期式において
は安定であった2相PWMが不安定になってしまう。Figure 8 shows the asynchronous 2-phase PWM pattern generation method and the resulting output voltage waveform. In FIGS. 8 I, II, and III, (a) shows the comparison of the reference wave and the carrier wave,
(B) is a U-phase output voltage, (c) is a V-phase output voltage, (d)
Is the UV line voltage waveform. As in the case of (a), the carrier wave has a continuous waveform, unlike the case of the synchronous type. Further, since the reference wave and the carrier wave cannot be fixed in a specific phase relationship as in the case of the synchronous type, the phase relationship between the reference wave and the carrier wave is I.
→ It gradually shifts like II → III. UV line voltage (d)
Looking at, it can be seen that the pulse width is irregular at the time of switching to the phase that does not perform PWM every 60 degrees. Moreover,
The width of the irregular pulse changes in I, II, and III. The irregular pulse indicated by the arrow in the figure occurs at the electrical angle at which the magnitude of the fundamental wave component of the line voltage is maximum, so the change in pulse width has no effect on the magnitude of the fundamental wave component of the line voltage. large. Therefore, this pulse not only causes the current to protrude during the induction motor operation, but also causes the unstable development during the induction motor operation described above, making the two-phase PWM that was stable in the synchronous system unstable. turn into.
本発明は、回路を簡単、安価にできる非同期式にて、3
相PWMよりも損失が少なく、2相PWMの場合の様に不整パ
ルスを生じないPWM制御方式を得ることを目的とする。The present invention uses an asynchronous method that can make the circuit simple and inexpensive.
The purpose is to obtain a PWM control method that has less loss than phase PWM and does not generate irregular pulses as in the case of two-phase PWM.
(問題点を解決するための手段) 同期式において2相PWMが3相PWMよりも損失が少なく安
定なのは、相電圧の基本波が最大になる電気角付近にPW
Mを行わない期間を有するからである。一方、非同期式
の2相PWMにおいて不整パルスを生じたのは、PWMを行わ
ない相を瞬時に切り換えたからである。したがって、相
電圧の基本波が最大になる電気角付近では2相PWM同様
にPWMしない期間を設けるが、その期間を2相PWMよりも
短い期間とし、残りの期間は3相全てをPWMして、PWMを
行わない相の切り換えを徐々に行うようにする。(Means for solving the problem) In the synchronous system, the two-phase PWM has less loss and is more stable than the three-phase PWM because the PW is close to the electrical angle where the fundamental wave of the phase voltage is maximum.
This is because there is a period in which M is not performed. On the other hand, the reason why the irregular pulse is generated in the asynchronous two-phase PWM is that the phase in which PWM is not performed is instantaneously switched. Therefore, in the vicinity of the electrical angle where the fundamental wave of the phase voltage is maximum, there is a period in which PWM is not performed as in 2-phase PWM, but that period is shorter than 2-phase PWM, and all three phases are PWM during the remaining period. , Gradually switch the phases without PWM.
(作用) 上記の様にPWMすれば不整パルスを生じず、しかも相電
圧の基本波が最大になる電気角付近ではスイッチングし
なくなるので、安定でしかも損失の少ないPWM制御とな
る。(Function) If PWM is performed as described above, irregular pulses are not generated, and switching does not occur near the electrical angle at which the fundamental wave of the phase voltage is maximum, so stable and low-loss PWM control is achieved.
(実 施 例) 実施例の構成 第1図に本発明の1実施例の構成図を示す。第1図にお
いて、1〜4は第4図と同じである。10はインバータの
運転周波数に比例した電圧を出力する周波数指令器、11
は周波数指令器10の出力電圧に比例した周波数のパルス
を出力するV/Fコンバータ、12はV/Fコンバータ11の出力
するパルスを積算して出力するカウンタ、13は周波数指
令器10の出力する電圧をディジタル量に変換するA/Dコ
ンバータ、14a,14b,14cはカウンタ12の出力する積算値
とA/Dコンバータ13の出力するディジタル量とでアドレ
ス指令されるROMであり、電圧基準パターンが書き込ま
れている。(Exemplary Embodiment) Configuration of Embodiment FIG. 1 shows a configuration diagram of an embodiment of the present invention. In FIG. 1, 1-4 are the same as in FIG. 10 is a frequency commander that outputs a voltage proportional to the operating frequency of the inverter, 11
Is a V / F converter that outputs a pulse having a frequency proportional to the output voltage of the frequency commander 10, 12 is a counter that integrates and outputs the pulses that the V / F converter 11 outputs, and 13 is an output of the frequency commander 10. The A / D converters 14a, 14b, 14c for converting the voltage into a digital amount are ROMs which are addressed by the integrated value output by the counter 12 and the digital amount output by the A / D converter 13, and the voltage reference pattern is It has been written.
15a,15b,15cはROM14a,14b,14cの出力するディジタル量
をアナログ量に変換するD/Aコンバータである。D/Aコン
バータ15a,15b,15cの出力はそれぞれ比較器16a,16b,16c
に入力される。比較器16a,16b,16cには、三角波発生器1
7の出力する三角波も入力されており、D/Aコンバータ15
a,15b,15cの出力との大小を比較しその結果を論理信号
にて出力する。18a,18b,18cは否定理論回路であり、比
較器16a,16b,16cの出力の否定論理を取る。比較器16a,1
6b,16cの出力にてインバータ3の3相の正側のアームの
スイッチング素子をドライブし、否定論理回路18a,18b,
18cの出力にて負側のアームのスイッチング素子をドラ
イブする。Reference numerals 15a, 15b, 15c are D / A converters for converting the digital quantities output from the ROMs 14a, 14b, 14c into analog quantities. The outputs of the D / A converters 15a, 15b, 15c are comparators 16a, 16b, 16c, respectively.
Entered in. The comparator 16a, 16b, 16c includes a triangular wave generator 1
The triangular wave output by 7 is also input, and the D / A converter 15
The magnitudes of the outputs of a, 15b, and 15c are compared and the result is output as a logic signal. 18a, 18b, 18c are negation theoretical circuits, and take the negative logic of the outputs of the comparators 16a, 16b, 16c. Comparator 16a, 1
The outputs of 6b and 16c drive the switching elements of the positive arm of the three phases of the inverter 3, and the negative logic circuits 18a and 18b,
The switching element of the negative arm is driven by the output of 18c.
以上の構成において、ROM14a,14b,14cに書き込む電圧基
準パターンを第2図で説明する。電圧基準パターンは電
気角と電圧の関数であるが、電気角によって関数式が異
なる。これを説明し易くするため関数の1周期を24等分
しそれぞれの期間にからまで番号を付ける。これを
(a)に示す。期間の最初の電気角θ=0とし、期間
(O<θ<π<12)におけるU相用の関数FU(θ)を FU(θ)=(12/π)・(V・sin(π/4)−1/2)・θ
(1) なる関数とする。期間及び(π/12<θ<π/4)で
は、 FU(θ)=V・sin(θ+π/6)−1/2 (2) また、期間、(π/4<θ<5π/12)では FU(θ)=−(12/π)・(V・sin(π/4)−1/2)・
θ +4・(V・sin(π/4)−1/2)+V・sin(θ−π/
6) (3) 期間(5π/12<θ<π/2)では FU(θ)=1/2 (4) なる関数とする。これで4分の1周期の波形を定めたの
で、残りの4分の3周期については波形の対称性から定
める。期間〜(π/2<θ<π)については、電気角
π/2に対して期間〜と波形が対称になる関数とす
る。期間〜については、期間〜の波形と極性が
逆の波形となる関数とする。波形を図示すると(b)の
様になる。相電圧の基本波が最大値を取る電気角の前後
の周期、及び、では関数値は電圧指令Vの値に
かかわらず一定値1/2または−1/2である。V相の基準関
数FV(θ)、W相の基準関数FW(θ)はそれぞれ2π/
3、4π/3ずつ位相を異ならせた同様な波形となる関数
とする。これを(c)に示す。このように電圧基準の関
数FU(θ)、FV(θ)、FW(θ)を決めると、関数値の
値{FU(θ)−FV(θ)}、{FV(θ)−FW(θ)}、
{FW(θ)−FU(θ)}は(d)のように電圧指令値V
を振幅とする正弦波関数波形となる。The voltage reference pattern written in the ROMs 14a, 14b, 14c in the above configuration will be described with reference to FIG. The voltage reference pattern is a function of the electrical angle and the voltage, but the functional expression differs depending on the electrical angle. To make this easier to explain, one cycle of the function is divided into 24 equal parts and numbers are given to each period. This is shown in (a). The electrical angle θ = 0 at the beginning of the period and the function FU (θ) for the U phase in the period (O <θ <π <12) is FU (θ) = (12 / π) · (V · sin (π / 4) −1/2) ・ θ
(1) The function is In the period and (π / 12 <θ <π / 4), FU (θ) = V · sin (θ + π / 6) −1/2 (2) In addition, the period, (π / 4 <θ <5π / 12) Then FU (θ) =-(12 / π) ・ (V ・ sin (π / 4) −1/2) ・
θ + 4 ・ (V ・ sin (π / 4) -1/2) + V ・ sin (θ-π /
6) (3) In the period (5π / 12 <θ <π / 2), FU (θ) = 1/2 (4). With this, since a waveform having a quarter period is defined, the remaining three quarter periods are determined from the symmetry of the waveform. For the period ~ (π / 2 <θ <π), the function is such that the waveform is symmetrical with the period ~ with respect to the electrical angle π / 2. The period-is a function whose polarity is opposite to that of the waveform of the period-. The waveform is shown in (b). In the period before and after the electrical angle at which the fundamental wave of the phase voltage takes the maximum value, and, the function value is a constant value 1/2 or −1/2 regardless of the value of the voltage command V. The reference function FV (θ) for the V phase and the reference function FW (θ) for the W phase are 2π /
The function has the same waveform with different phases by 3, 4π / 3. This is shown in (c). When the voltage-based functions FU (θ), FV (θ), and FW (θ) are thus determined, the function value values {FU (θ) −FV (θ)} and {FV (θ) −FW (θ) )},
{FW (θ) -FU (θ)} is the voltage command value V as shown in (d).
It becomes a sine wave function waveform whose amplitude is.
実施例の作用 ROM14a,14b,14cから出力される関数FU(θ)、FV
(θ)、FW(θ)はそれぞれD/Aコンバータ15a,15b,15c
にてアナログ量に変換され、比較器16a,16b,16cにて三
角波発生器17の出力と比較される。この比較の様子を第
3図(a)に示す。三角波は+1/2と−1/2の間で、増減
を繰り返す。この結果U相基準波形と三角波との比較に
より、比較器16aの出力は(b)に示す波形となる。U
相基準波形は電圧基準の多少にかかわらず、三角波の最
大値+1/2、最小値−1/2と同じ値をそれぞれ電気角30度
の期間だけ有する。したがって(b)の様にPWMしない
期間ができる。同様にV相基準波形と三角波との比較に
より、比較器16bの出力は(c)に示す波形となる。比
較器16cの出力は図示していないが、やはり同様な波形
となる。比較器16a,16b,16cの出力はそのままインバー
タ3の正側アームのスイッチング素子のドライブ信号と
され、また否定論理回路18a,18b,18cにて反転された信
号はインバータ3の負側アームのドライブ信号とされ
る。したがって、U相出力電圧は比較器16aの出力と同
様な波形となり、V相出力電圧は比較器16bの出力と同
様な波形となる。U相、V相間の線間電圧は、(d)に
示す波形となる。第2図で示したように各相の基準波形
は他相との差を取ると正弦波になるような関数としてい
るから、線間電圧は正弦波的に制御される。このとき2
相PWMで不整パルスが出ていた電気角付近では電圧基準
が連続的に変化しており、U相、V相、W相の全てをPW
Mしているから不整パルスが現れない。Function of the embodiment Functions FU (θ), FV output from ROM 14a, 14b, 14c
(Θ) and FW (θ) are D / A converters 15a, 15b, 15c, respectively.
Is converted into an analog amount at and is compared with the output of the triangular wave generator 17 at the comparators 16a, 16b and 16c. The state of this comparison is shown in FIG. The triangular wave repeatedly increases and decreases between +1/2 and -1/2. As a result, by comparing the U-phase reference waveform with the triangular wave, the output of the comparator 16a becomes the waveform shown in (b). U
The phase reference waveform has the same value as the maximum value +1/2 and the minimum value -1/2 of the triangular wave only for the period of 30 electrical degrees, regardless of the voltage reference. Therefore, there can be a period without PWM as shown in (b). Similarly, by comparing the V-phase reference waveform and the triangular wave, the output of the comparator 16b becomes the waveform shown in (c). Although not shown, the output of the comparator 16c has a similar waveform. The outputs of the comparators 16a, 16b, 16c are directly used as the drive signal of the switching element of the positive side arm of the inverter 3, and the signals inverted by the negative logic circuits 18a, 18b, 18c drive the negative side arm of the inverter 3. Signaled. Therefore, the U-phase output voltage has the same waveform as the output of the comparator 16a, and the V-phase output voltage has the same waveform as the output of the comparator 16b. The line voltage between the U phase and the V phase has a waveform shown in (d). As shown in FIG. 2, since the reference waveform of each phase is a function that becomes a sine wave when the difference from the other phases is taken, the line voltage is controlled in a sine wave. At this time 2
In the vicinity of the electrical angle where the irregular pulse was generated in the phase PWM, the voltage reference continuously changed, and all of the U phase, V phase, and W phase were PW.
The irregular pulse does not appear because it is M.
以上のように本発明は、1周期のうち300度間PWMを行
い、残りの60度間はPWMしない方式であり、従来の2相P
WMと3相PWMの中間的なPWM制御方式となる。この方式に
よって、出力線間電圧を従来の2相PWM、3相PWM同様に
正弦波制御することができる。本方式は各相電圧の基本
波成分の大きさが最大になる電気角の前後30度間はPWM
しないので、2相PWMと同様に電流値の大きい期間はス
イッチングせず、電流値の小さい期間だけスイッチング
していることになり、効率の良いPWMインバータとする
ことができる。また、電圧基準波形が従来の2相PWMの
様に不連続となることがないので非同期式のPWM制御回
路でも不整パルスが出ず、簡単な回路で安定なPWM制御
ができる。As described above, the present invention is a system that performs PWM for 300 degrees in one cycle and does not perform PWM for the remaining 60 degrees.
This is an intermediate PWM control method between WM and 3-phase PWM. By this method, the output line voltage can be controlled by a sine wave like the conventional two-phase PWM and three-phase PWM. This method uses PWM for 30 degrees before and after the electrical angle where the magnitude of the fundamental wave component of each phase voltage becomes maximum.
Since it does not, like the two-phase PWM, it does not switch during the period when the current value is large, and switches only during the period when the current value is small, so that an efficient PWM inverter can be obtained. Also, since the voltage reference waveform does not become discontinuous unlike the conventional two-phase PWM, an irregular pulse does not appear even in an asynchronous PWM control circuit, and stable PWM control can be performed with a simple circuit.
第1図は本発明の一実施例を示す構成図、第2図は本発
明の電圧制御方法のための電圧基準波形の説明図、第3
図は本発明の電圧制御方法の動作説明図、第4図はPWM
インバータの主回路構成図、第5図は2相PWM制御の説
明図、第6図は3相PWMの説明図、第7図はPWM制御にお
ける電圧不定期間の説明図、第8図は非同期式で2相PW
M制御した場合に生じる不整パルスの説明図である。 1:直流電源、2:コンデンサ 3:インバータ、4:誘導電動機 10:周波数指令器、11:V/Fコンバータ 12:カウンタ、13:A/Dコンバータ 14a,14b,14c:ROM 15a,15b,15c:D/Aコンバータ 16a,16b,16c:比較器 17:三角波発生器 18a,18b,18c:否定論理回路FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an explanatory diagram of a voltage reference waveform for a voltage control method of the present invention, and FIG.
Fig. 4 is a diagram for explaining the operation of the voltage control method of the present invention. Fig. 4 is a PWM.
Inverter main circuit configuration diagram, Fig. 5 is an explanatory diagram of 2-phase PWM control, Fig. 6 is an explanatory diagram of 3-phase PWM, Fig. 7 is an explanatory diagram of irregular voltage in PWM control, and Fig. 8 is an asynchronous type 2 phase PW
FIG. 7 is an explanatory diagram of irregular pulses generated when M control is performed. 1: DC power supply, 2: Capacitor 3: Inverter, 4: Induction motor 10: Frequency commander, 11: V / F converter 12: Counter, 13: A / D converter 14a, 14b, 14c: ROM 15a, 15b, 15c : D / A converter 16a, 16b, 16c: Comparator 17: Triangle wave generator 18a, 18b, 18c: Negative logic circuit
Claims (1)
タの制御方法において、3相電圧基準信号は、電気角で
60度未満の正側の一定電圧の期間から電気角で60度未満
の負側の一定電圧の期間に連続性を保ちながら変化し、
かつ電気角でそれぞれ120度の位相差を有し、各相間信
号は正弦波状に変化するような関数として与えられ、該
3相電圧基準信号と所定周波数の三角波信号を用いて前
記3相インバータをPWM制御することを特徴としたPWMイ
ンバータの制御方法。1. A PWM inverter control method for PWM controlling a three-phase inverter, wherein the three-phase voltage reference signal is an electrical angle.
It changes while maintaining continuity from the positive side constant voltage period of less than 60 degrees to the negative side constant voltage period of less than 60 degrees in electrical angle,
In addition, each of them has a phase difference of 120 degrees in electrical angle, and each interphase signal is given as a function that changes sinusoidally, and the three-phase inverter is operated by using the three-phase voltage reference signal and the triangular wave signal of a predetermined frequency. A PWM inverter control method characterized by PWM control.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61281938A JPH0787697B2 (en) | 1986-11-28 | 1986-11-28 | Control method of PWM inverter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61281938A JPH0787697B2 (en) | 1986-11-28 | 1986-11-28 | Control method of PWM inverter |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63136967A JPS63136967A (en) | 1988-06-09 |
| JPH0787697B2 true JPH0787697B2 (en) | 1995-09-20 |
Family
ID=17646013
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61281938A Expired - Lifetime JPH0787697B2 (en) | 1986-11-28 | 1986-11-28 | Control method of PWM inverter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0787697B2 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0828980B2 (en) * | 1989-05-16 | 1996-03-21 | 三菱電機株式会社 | Pulse width modulation type inverter device |
| JP4543021B2 (en) * | 2006-07-31 | 2010-09-15 | 富士通株式会社 | POWER SUPPLY DEVICE, ITS CONTROL CIRCUIT, AND CONTROL METHOD |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59139871A (en) * | 1983-01-26 | 1984-08-10 | Sharp Corp | Pulse width modulation system for bridge type 3-phase sinusoidal wave inverter |
-
1986
- 1986-11-28 JP JP61281938A patent/JPH0787697B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63136967A (en) | 1988-06-09 |
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