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JP2001238484A - Inverter device - Google Patents

Inverter device

Info

Publication number
JP2001238484A
JP2001238484A JP2000043922A JP2000043922A JP2001238484A JP 2001238484 A JP2001238484 A JP 2001238484A JP 2000043922 A JP2000043922 A JP 2000043922A JP 2000043922 A JP2000043922 A JP 2000043922A JP 2001238484 A JP2001238484 A JP 2001238484A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
motor
inverter device
wave
sine wave
falling
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.)
Pending
Application number
JP2000043922A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Ryoji Sato
亮次 佐藤
Sachio Ueno
佐千夫 上野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP2000043922A priority Critical patent/JP2001238484A/en
Publication of JP2001238484A publication Critical patent/JP2001238484A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Control Of Ac Motors In General (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ブラシレスモータ、リラクタンスモータ、誘
導電動機に使用されるインバータ装置において、低振
動、低騒音な運転を行うインバータ装置を提供すること
を目的とする。 【解決手段】 本発明は、台形波電圧、あるいは台形波
の立ち上がり部及び立ち下がり部が正弦波である擬似正
弦波電圧が有する時間高調波成分をフーリエ級数により
解析し、最適な台形波電圧波形あるいは最適な擬似正弦
波電圧波形でモータ運転を行うインバータ装置を提供す
るものである。これにより低振動、低騒音なモータ運転
を行うインバータ装置を得ることができる。
(57) [Problem] To provide an inverter device used for a brushless motor, a reluctance motor, and an induction motor that performs low vibration and low noise operation. SOLUTION: The present invention analyzes a time harmonic component of a trapezoidal wave voltage or a pseudo sine wave voltage in which a rising portion and a falling portion of the trapezoidal wave are sine waves by a Fourier series, and obtains an optimal trapezoidal wave voltage waveform. Another object of the present invention is to provide an inverter device that performs a motor operation with an optimum pseudo sine wave voltage waveform. As a result, it is possible to obtain an inverter device that operates the motor with low vibration and low noise.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、BLモータやリラ
クタンスモータ、誘導電動機を最適に制御するインバー
タ装置に関する。
The present invention relates to an inverter device for optimally controlling a BL motor, a reluctance motor, and an induction motor.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、永久磁石を回転子にした同期電動
機(以下BLモータ:ブラシレスモータと略す)や、回
転子の磁気抵抗が回転子位置により変化することで回る
リラクタンスモータ(突極構造の回転子を有するモー
タ、回転子内に空隙を設けることで磁気抵抗を変化させ
るモータ、永久磁石を組み合わせて磁気抵抗を変化させ
るモータ等を含む)を速度制御する場合、回転速度や負
荷によりモータの印加電圧を変化させる必要があり、制
御装置は印加電圧を変化させる手段として、PAM(P
ulse Amplitude Modulation:
パルス波高値)制御やPWM(Pulse Width
Modulation:パルス幅)制御等を用いてい
る。
2. Description of the Related Art Conventionally, a synchronous motor (hereinafter, abbreviated as a brushless motor) using a permanent magnet as a rotor, and a reluctance motor (a salient pole structure having a salient pole structure) that rotates by changing the magnetic resistance of the rotor depending on the rotor position. (Including motors that have a rotor, motors that change the magnetic resistance by providing air gaps in the rotor, and motors that change the magnetic resistance by combining permanent magnets). It is necessary to change the applied voltage, and the control device uses PAM (P
ulse Amplitude Modulation:
Pulse peak value control and PWM (Pulse Width)
Modulation (pulse width) control or the like is used.

【0003】モータ印加電圧はBLモータやリラクタン
スモータを制御する場合、回転子の位置に応じて電圧位
相を同期させる必要があり、一回転当り数百パルス以上
の高度な回転子位置検出器を用いる場合は検出した位相
に同期して印加電圧を正弦波に近似する正弦波PWM制
御を用いるが、通常は回転子位置検出器を各相の着磁検
出器で行うセンサー付き方式か、回転中のモータの誘起
電圧を検出して回転子位置を探るセンサーレス方式が主
流であり、BLモータ、リラクタンスモータとも矩形波
で制御する等幅PWM制御かPAM制御が多い。
When controlling a BL motor or a reluctance motor, it is necessary to synchronize the voltage phase according to the position of the rotor, and an advanced rotor position detector of several hundred pulses or more per rotation is used. In this case, a sine wave PWM control that approximates the applied voltage to a sine wave in synchronization with the detected phase is used. Normally, a rotor position detector is used as a magnetized detector for each phase, A sensorless system for detecting a rotor position by detecting an induced voltage of a motor is mainly used, and both a BL motor and a reluctance motor generally have a PWM control or a PAM control which is controlled by a rectangular wave.

【0004】矩形波電圧を印加する場合、従来は図4に
示す180°通電と呼ばれる電圧か、図5に示す120
°通電と呼ばれる電圧が多かった。これは3相モータを
運転するとき前述の回転子着磁検出器を用いると、1相
当り1周期にN極とS極との1パルスの正負信号を得、
各相が120°の位相角度で検出するため、一電気周期
あたり6モードの極位置が判別できるからである。
When a rectangular wave voltage is applied, conventionally, a voltage called 180 ° energization shown in FIG.
° There were many voltages called energization. This is because when the three-phase motor is operated, if the above-described rotor magnetization detector is used, one pulse of the N-pole and the S-pole is obtained in one cycle corresponding to one cycle.
This is because each phase is detected at a phase angle of 120 °, and thus the pole positions in six modes can be determined per electric cycle.

【0005】しかし180°通電、120°通電とも第
5次高調波、第7次高調波による振動が大きい欠点を有
しており、静音が求められる送風機用途等では振動対策
が必須であった。
However, both the 180 ° conduction and the 120 ° conduction have a disadvantage that vibrations due to the fifth and seventh harmonics are large, and vibration countermeasures are indispensable for blowers and the like that require a quiet sound.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】以上のような従来の1
80°通電あるいは120°通電と呼ばれる矩形波電圧
を印加しモータ運転を行うインバータ装置においては、
前記矩形波電圧が本質的に有する高調波成分のうち、振
動に最も寄与する第5次と第7次の時間高調波のため振
動、騒音が大きく、低振動化、低騒音化が強く求められ
ている。
SUMMARY OF THE INVENTION As described above, the conventional 1
In an inverter device that performs a motor operation by applying a rectangular wave voltage called 80 ° conduction or 120 ° conduction,
Of the harmonic components inherent in the rectangular wave voltage, the fifth and seventh time harmonics that contribute the most to the vibration, the vibration and noise are large, and the low vibration and low noise are strongly required. ing.

【0007】本発明は台形波電圧、あるいは台形波の立
ち上がり部及び立ち下がり部が正弦波である擬似正弦波
電圧をモータに印加し、且つ振動に最も寄与する第5次
と第7次の時間高調波を低減して、低振動、低騒音なモ
ータ運転を行うインバータ装置を提供するものである。
The present invention applies a trapezoidal wave voltage or a pseudo sine wave voltage in which the rising and falling portions of the trapezoidal wave are sine waves to the motor, and the fifth and seventh order times which most contribute to the vibration. It is an object of the present invention to provide an inverter device that operates a motor with low vibration and low noise by reducing harmonics.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明は、台形波電圧、あるいは台形波の立ち上がり
部及び立ち下がり部が正弦波である擬似正弦波電圧が有
する時間高調波成分をフーリエ級数により解析し、最適
な台形波電圧波形あるいは最適な擬似正弦波電圧波形で
モータ運転を行うインバータ装置を提供するものであ
る。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve this problem, the present invention provides a method for generating a trapezoidal wave voltage or a time harmonic component of a pseudo sine wave voltage in which the rising and falling portions of the trapezoidal wave are sine waves. It is an object of the present invention to provide an inverter device which analyzes by a Fourier series and performs a motor operation with an optimum trapezoidal wave voltage waveform or an optimum pseudo sine wave voltage waveform.

【0009】これにより低振動、低騒音なモータ運転を
行うインバータ装置を得ることができる。
As a result, it is possible to obtain an inverter device that operates the motor with low vibration and low noise.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】図1は本実施例の電圧波形図であ
る。図1(a)は台形波電圧波形を示し、図1(b)は
台形波の立ち上がり部及び立ち下がり部が正弦波である
電圧波形(以下擬似正弦波と略す)を示している。各波
形において電圧が右上がりに変化する部分を立ち上がり
部、電圧が右下がりに変化する部分を立ち下がり部と呼
ぶことにする。
FIG. 1 is a voltage waveform diagram of the present embodiment. FIG. 1A shows a trapezoidal wave voltage waveform, and FIG. 1B shows a voltage waveform (hereinafter, abbreviated as a pseudo sine wave) in which the rising and falling portions of the trapezoidal wave are sine waves. In each waveform, a portion where the voltage changes to the right is referred to as a rising portion, and a portion where the voltage changes to the right is referred to as a falling portion.

【0011】図1(a)に示すように180°の台形波
の0°の位置から位相角度Aまで電圧が右上がりに変化
する台形波、あるいは図1(b)に示すように180°
の擬似正弦波の0°の位置から位相角度Aまで電圧が右
上がりに変化する擬似正弦波をフーリエ級数で求める場
合、これらの波形は対称波で且つ奇関数であるからco
s項は存在せずsin項のみ存在し、高調波次数をnと
おくとnは奇数(n=1、3、5、7、…)のみ存在す
る。そして、空間的に1周期を360°として120°
ずつ位相をずらして3相結線したモータに印加電圧の1
周期を360°として120°ずつの位相差をもつ3相
電圧(図1でU相電圧、V相電圧、W相電圧と表示)で
運転しているから、3次の倍数の高調波成分は互いに打
ち消しあって存在しなくなる。ゆえに高調波次数nは
1、5、7、11、13、…となる。この第5次高調波
と第7次高調波が基本周波数の6倍の振動を発生させる
成分でその値が大きいほど振動が大きく(加振力が強
く)なる。
As shown in FIG. 1A, a trapezoidal wave whose voltage changes upward from 0 ° to a phase angle A of a 180 ° trapezoidal wave or 180 ° trapezoidal wave as shown in FIG.
When a pseudo sine wave in which the voltage rises to the right from the 0 ° position of the pseudo sine wave to the phase angle A is obtained by Fourier series, these waveforms are symmetric and odd functions,
There is no s term, only a sin term, and if the harmonic order is n, then n is an odd number only (n = 1, 3, 5, 7,...). Then, one cycle is spatially set to 360 ° and 120 °.
The voltage applied to the three-phase connected motor with the phase shifted by 1
Since the operation is performed at a three-phase voltage (indicated as U-phase voltage, V-phase voltage, and W-phase voltage in FIG. 1) having a period of 360 ° and a phase difference of 120 °, a harmonic component of a third multiple is They cancel each other out and no longer exist. Therefore, the harmonic order n is 1, 5, 7, 11, 13,... The fifth and seventh harmonics are components that generate vibration six times the fundamental frequency. The larger the value, the greater the vibration (the stronger the excitation force).

【0012】図1(a)、図1(b)に示す台形波、擬
似正弦波において前記位相角度Aが0°の時は180°
通電の矩形波となり、図6に示す矩形波の第n次高調波
成分の電圧の大きさを前記180°通電時の基本波成分
の大きさを1(100%)とした比でV(n)とする
と式(1)となる。
In the trapezoidal wave and the pseudo sine wave shown in FIGS. 1A and 1B, when the phase angle A is 0 °, 180 °.
Becomes a rectangular wave energization, 1 (100%) the size of the fundamental wave component at the time of the magnitude 180 ° energization voltage of the n-th harmonic component of the square wave shown in FIG. 6 and the V rectangular ratio ( If n), equation (1) is obtained.

【0013】[0013]

【数1】 (Equation 1)

【0014】また、前記台形波の第n次高調波成分の電
圧の大きさを、前記180°通電時の基本波成分の大き
さを1(100%)とした比でV(n)とすると式
(2)となる。
Further, the magnitude of the voltage of the n-th harmonic component of the trapezoidal wave, V stand in a ratio to the size of 1 (100%) of the fundamental wave component at the time of the 180 ° energization and (n) Then, equation (2) is obtained.

【0015】[0015]

【数2】 (Equation 2)

【0016】同様に前記擬似正弦波の第n次高調波成分
の電圧の大きさを、前記180°通電時の基本波成分の
大きさを1(100%)とした比でV(n)とすると
式(3)となる。
Similarly, the magnitude of the voltage of the n-th harmonic component of the pseudo sine wave is V positive (n) at a ratio where the magnitude of the fundamental wave component at the time of 180 ° conduction is 1 (100%). Then, equation (3) is obtained.

【0017】[0017]

【数3】 (Equation 3)

【0018】ここで式(3)においてn=1の場合は式
(4)のようになる。
Here, when n = 1 in equation (3), equation (4) is obtained.

【0019】[0019]

【数4】 (Equation 4)

【0020】式(2)を展開し、台形波電圧波形の一周
期を360°とすると、振動に最も寄与する第5次高調
波と第7次高調波の場合、第5次高調波成分は前記位相
角度Aが36°(180°/5)ならばその成分が0に
なり(式(5))、同じく第7次高調波成分は前記位相
角度Aが25.71°(180°/7)ならばその成分
が0であることが分かる。(式(6))。この成分が0
であることは、モータが回転するとき、その時間的高調
波の加振力が0であることを意味し、時間高調波が原因
の振動は発生しない。
If Equation (2) is expanded and one cycle of the trapezoidal wave voltage waveform is set to 360 °, in the case of the fifth and seventh harmonics which most contribute to vibration, the fifth harmonic component is If the phase angle A is 36 ° (180 ° / 5), the component becomes 0 (Equation (5)). Similarly, the seventh harmonic component has the phase angle A of 25.71 ° (180 ° / 7). ) Indicates that the component is 0. (Equation (6)). This component is 0
Means that when the motor rotates, the exciting force of the temporal harmonic is 0, and no vibration due to the temporal harmonic occurs.

【0021】[0021]

【数5】 (Equation 5)

【0022】[0022]

【数6】 (Equation 6)

【0023】故に、前記台形波電圧波形の立ち上がり部
及び立ち下がり部の通電角度幅で表現するなら、第5次
高調波成分が最小となる立ち上がり部及び立ち下がり部
の通電角度幅は36°×2=72°であり、第7次高調
波成分が最小となる立ち上がり部及び立ち下がり部の通
電角度幅は25.71°×2=51.42°である。
Therefore, if the trapezoidal wave voltage waveform is expressed by the conduction angle width at the rising portion and the falling portion, the conduction angle width at the rising portion and the falling portion at which the fifth harmonic component is minimum is 36 ° × 2 = 72 °, and the energization angle width of the rising portion and the falling portion where the seventh harmonic component is minimum is 25.71 ° × 2 = 51.42 °.

【0024】次に、式(2)を展開し、位相角度AをX
軸に、各高調波の大きさをY軸に図示したのが図2で、
これより上記した各々の位相角度を選ぶと第5次高調波
と第7次高調波の成分が0であることが分かる。
Next, the equation (2) is developed, and the phase angle A is expressed as X
FIG. 2 shows the magnitude of each harmonic on the Y-axis.
From this, it can be seen that when the above-described phase angles are selected, the components of the fifth harmonic and the seventh harmonic are zero.

【0025】さらに図2で、第1次高調波成分は基本波
成分と呼ばれ、モータの回転数に寄与する基本波であ
り、その基本波に対する各高調波の成分が振動成分にな
るから、その含有量を基本波で割った値が歪率を意味
し、その値が小さいほど振動が小さくなる。ここで各高
調波成分の実効値を2乗し、それぞれの和の平方根が歪
み成分であり、その歪み成分を基本波の実効値で割った
値が歪率であるから、図2より歪率の最小値は位相角度
Aで73.64°であることが分かる。しかし、前記位
相角度Aが73.64°の時は基本波の成分が減少して
おり、モータの基本回転数時にモータ印加電圧が減少す
るためモータの誘起電圧定数を下げる必要があり、それ
は同じ負荷トルクが加わった時のモータ電流が増加する
ことになるからスイッチングトランジスタの電流容量が
増加するため得策ではなく、そのことから歪率が最小値
となる位相角度Aは73.64°の次に歪率が小さい3
5.19°、立ち上がり部及び立ち下がり部の通電角度
幅は35.19°×2=70.38°であることが図2
より分かる。
Further, in FIG. 2, the first harmonic component is called a fundamental wave component, which is a fundamental wave contributing to the rotation speed of the motor, and each harmonic component with respect to the fundamental wave becomes a vibration component. The value obtained by dividing the content by the fundamental wave means the distortion rate, and the smaller the value, the smaller the vibration. Here, the effective value of each harmonic component is squared, and the square root of the sum is the distortion component. The value obtained by dividing the distortion component by the effective value of the fundamental wave is the distortion factor. Is 73.64 ° at the phase angle A. However, when the phase angle A is 73.64 °, the component of the fundamental wave is reduced, and the voltage applied to the motor decreases at the basic rotation speed of the motor. Therefore, it is necessary to reduce the induced voltage constant of the motor. Since the motor current when the load torque is applied increases, the current capacity of the switching transistor increases, which is not a good idea. Therefore, the phase angle A at which the distortion factor becomes the minimum value is next to 73.64 °. Low distortion 3
FIG. 2 shows that the energization angle width of 5.19 ° and the rising part and the falling part is 35.19 ° × 2 = 70.38 °.
I understand more.

【0026】また、式(3)を展開し、擬似正弦波電圧
波形の一周期を360°とすると、振動に最も寄与する
第5次高調波と第7次高調波の場合、第5次高調波成分
は前記位相角度Aが37.76°ならばその成分が0に
なり(式(7))、同じく第7次高調波成分は前記位相
角度Aが26.29°ならばその成分が0であることが
分かる。(式(8))。この成分が0であることは、モ
ータが回転するとき、その時間的高調波の加振力が0で
あることを意味し、時間高調波が原因の振動は発生しな
い。
Further, if Equation (3) is expanded and one cycle of the pseudo sine wave voltage waveform is set to 360 °, the fifth harmonic and the seventh harmonic that contribute most to the vibration are the fifth harmonic. If the phase angle A is 37.76 °, the component of the wave component is 0 (Equation (7)). Similarly, if the phase angle A is 26.29 °, the component of the seventh harmonic component is 0. It turns out that it is. (Equation (8)). The fact that this component is 0 means that when the motor rotates, the exciting force of its temporal harmonic is 0, and vibration caused by the temporal harmonic does not occur.

【0027】[0027]

【数7】 (Equation 7)

【0028】[0028]

【数8】 (Equation 8)

【0029】故に、前記擬似正弦波電圧波形の立ち上が
り部及び立ち下がり部の通電角度幅で表現するなら、第
5次高調波成分が最小となる立ち上がり部及び立ち下が
り部の通電角度幅は37.76°×2=75.52°で
あり、第7次高調波成分が最小となる立ち上がり部及び
立ち下がり部の通電角度幅は26.29°×2=52.
58°である。
Therefore, if expressed in terms of the conduction angle width of the rising portion and the falling portion of the pseudo sine wave voltage waveform, the conduction angle width of the rising portion and the falling portion where the fifth harmonic component is minimum is 37. 76 ° × 2 = 75.52 °, and the energization angle width of the rising portion and the falling portion where the seventh harmonic component is minimum is 26.29 ° × 2 = 52.
58 °.

【0030】次に、式(3)を展開し、位相角度AをX
軸に、各高調波の大きさをY軸に図示したのが図3で、
これより上記した各々の位相角度を選ぶと第5次高調波
と第7次高調波の成分が0であることが分かる。
Next, the equation (3) is developed, and the phase angle A is expressed as X
FIG. 3 shows the magnitude of each harmonic on the Y axis on the axis.
From this, it can be seen that when the above-described phase angles are selected, the components of the fifth harmonic and the seventh harmonic are zero.

【0031】さらに図3より、歪率の最小値は位相角度
Aで38.30°、立ち上がり部及び立ち下がり部の通
電角度幅で38.30°×2=76.60°であること
が分かる。
Further, FIG. 3 shows that the minimum value of the distortion factor is 38.30 ° at the phase angle A and 38.30 ° × 2 = 76.60 ° at the conduction angle width of the rising portion and the falling portion. .

【0032】なお、従来例の180°通電時は式(1)
の位相角度Aが0°であるから、基本波の成分に対し
て、式(9)より第5次高調波成分は20%、式(1
0)より第7次高調波成分は14.3%であり、120
°通電時は式(1)の位相角度Aを30°として式(1
1)より第5次高調波成分の絶対値は17.3%、式
(12)より第7次高調波成分の絶対値は12.4%で
ある。そして、基本波に対する歪率は式(13)、式
(14)より180°通電、120°通電ともに24.
6%であることが分かる。
Note that when 180 ° is energized in the conventional example, the equation (1)
Is 0 °, the fifth harmonic component is 20% from the fundamental wave component according to the equation (9), and the equation (1)
From 0), the seventh harmonic component is 14.3%, which is 120%.
° When energized, the phase angle A in Equation (1) is set to 30 ° and Equation (1)
The absolute value of the fifth harmonic component is 17.3% from 1), and the absolute value of the seventh harmonic component is 12.4% from Expression (12). From the equations (13) and (14), the distortion factor for the fundamental wave is 24.times.
It turns out that it is 6%.

【0033】[0033]

【数9】 (Equation 9)

【0034】[0034]

【数10】 (Equation 10)

【0035】[0035]

【数11】 [Equation 11]

【0036】[0036]

【数12】 (Equation 12)

【0037】[0037]

【数13】 (Equation 13)

【0038】[0038]

【数14】 [Equation 14]

【0039】それに対して台形波電圧波形の立ち上がり
部及び立ち下がり部の通電角度幅が72°ならば、前述
のごとく、第5次高調波成分は0だが、第7次高調波成
分は同様の計算により3.1%、歪率は3.3%であ
り、立ち上がり部及び立ち下がり部の通電角度幅が5
1.42°ならば第5次高調波成分は7.0%、第7次
高調波成分は0、歪率は7.2%である。第5次高調波
と第7次高調波による歪率が最小値となる立ち上がり部
及び立ち下がり部の通電角度幅が70.38°の場合は
第5次高調波成分が0.5%、第7次高調波成分が3.
0%、歪率が3.2%である。
On the other hand, if the energization angle width of the rising portion and the falling portion of the trapezoidal wave voltage waveform is 72 °, the fifth harmonic component is 0 as described above, but the seventh harmonic component is similar. The calculated value is 3.1%, the distortion factor is 3.3%, and the conduction angle width at the rising portion and the falling portion is 5%.
If the angle is 1.42 °, the fifth harmonic component is 7.0%, the seventh harmonic component is 0, and the distortion factor is 7.2%. When the energization angle width of the rising portion and the falling portion at which the distortion rate due to the fifth harmonic and the seventh harmonic is the minimum value is 70.38 °, the fifth harmonic component is 0.5% and the fifth harmonic component is 0.5%. 7th harmonic component is 3.
0% and a distortion rate of 3.2%.

【0040】さらに擬似正弦波電圧波形の立ち上がり部
及び立ち下がり部の通電角度幅が75.52°ならば、
前述のごとく、第5次高調波成分は0だが、第7次高調
波成分は同様の計算により2.6%、歪率は2.8%で
あり、立ち上がり部及び立ち下がり部の通電角度幅が5
2.58°ならば第5次高調波成分は6.9%、第7次
高調波成分は0、歪率は7.1%である。第5次高調波
と第7次高調波による歪率が最小値となる立ち上がり部
及び立ち下がり部の通電角度幅が76.60°の場合は
第5次高調波成分が0.2%、第7次高調波成分が2.
6%、歪率が2.8%である。
Further, if the energization angle width of the rising portion and the falling portion of the pseudo sine wave voltage waveform is 75.52 °,
As described above, the fifth harmonic component is 0, but the seventh harmonic component is 2.6% and the distortion factor is 2.8% by the same calculation, and the conduction angle width of the rising portion and the falling portion is calculated. Is 5
If the angle is 2.58 °, the fifth harmonic component is 6.9%, the seventh harmonic component is 0, and the distortion factor is 7.1%. When the energization angle width of the rising portion and the falling portion at which the distortion rate due to the fifth harmonic and the seventh harmonic is the minimum value is 76.60 °, the fifth harmonic component is 0.2% and the fifth harmonic component is 0.2%. The seventh harmonic component is 2.
6% and a distortion rate of 2.8%.

【0041】電圧波形は図1の位相角度Aを36°(立
ち上がり部及び立ち下がり部の通電角度幅72°)と決
めても、スイッチングトランジスタのOFF時の時間遅
れによるスイッチングトランジスタの同時ONを防止す
るデッドタイムコントロールや回路の遅れ、バラツキ等
が発生することと、図2あるいは図3より角度が数°程
度の変化は振動の増加に著しく増加させないことより、
位相角度Aの許容角度は、モータの最高回転数を600
0r/min(100r/s)、モータの着磁を8極着
磁とすると、時間波の1周期は2.5mSであり、スイ
ッチングトランジスタのOFF時の時間遅れによるトラ
ンジスタ同時ONの不都合を防止するデッドタイムは通
常20μS程度は必要であるから、20μSは周期を3
60°とすると3°となり、本願は3°程度のバラツキ
は許容する。
Even if the phase angle A of FIG. 1 is determined to be 36 ° (the conduction angle width of the rising portion and the falling portion is 72 °) in FIG. 1, the simultaneous ON of the switching transistors due to the time delay when the switching transistors are OFF is prevented. 2 and FIG. 3 show that the change of the angle of about several degrees does not significantly increase with the increase of the vibration.
The allowable angle of the phase angle A is 600
Assuming that 0 r / min (100 r / s) and the motor is magnetized with 8 poles, one cycle of the time wave is 2.5 ms, which prevents inconvenience of simultaneous ON of the switching transistors due to a time delay when the switching transistor is OFF. Since the dead time usually requires about 20 μS, the period of 20 μS is 3
If it is 60 °, it becomes 3 °, and the present application allows a variation of about 3 °.

【0042】以上より、台形波電圧をモータに印加する
場合は立ち上がり部及び立下り部の通電角度幅が72°
なら第5次高調波によるモータの振動成分が0の低振動
な波形を提供でき、51.42°なら第7次高調波によ
るモータの振動成分が0の低振動な波形を提供でき、7
0.38°ならば第5次と第7次の高調波成分の両方に
よる振動が最小な台形波電圧波形を提供できる。
As described above, when the trapezoidal wave voltage is applied to the motor, the energizing angle width of the rising portion and the falling portion is 72 °.
If the vibration component of the motor due to the fifth harmonic is 0, a low vibration waveform of 0 can be provided. If the vibration component of the motor due to the 7th harmonic is 0, a low vibration waveform of 0 can be provided.
If it is 0.38 °, a trapezoidal voltage waveform with minimal vibration due to both the fifth and seventh harmonic components can be provided.

【0043】また、擬似正弦波電圧をモータに印加する
場合は立ち上がり部及び立ち下がり部の通電角度が7
5.52°なら第5次高調波によるモータの振動成分が
0の低振動な波形を提供でき、52.58°なら第7次
高調波によるモータの振動成分が0の低振動な波形を提
供でき、76.60°ならば第5次と第7次の高調波成
分の両方による振動が最小な擬似正弦波電圧波形を提供
できる。
When a pseudo sine wave voltage is applied to the motor, the energizing angles of the rising portion and the falling portion are set to 7 degrees.
5.52 ° provides a low-vibration waveform with zero motor vibration component due to the fifth harmonic, and 52.58 ° provides a low-vibration waveform with zero motor vibration component due to the seventh harmonic. If it is 76.60 °, it is possible to provide a pseudo sine wave voltage waveform with minimum vibration due to both the fifth and seventh harmonic components.

【0044】なお、誘導電動機用のインバータ装置は前
述のBLモータやリラクタンスモータの場合の着磁検出
器は不要で、センサーからのフィードバックがないオー
プン制御となるが、台形波あるいは擬似正弦波の時間高
調波の考え方は同じであり、本発明の波形であれば時間
高調波による振動の減少は同様である。
Note that the inverter device for the induction motor does not require the magnetization detector in the case of the above-described BL motor or reluctance motor, and performs open control without feedback from the sensor. The concept of the harmonic is the same, and the waveform of the present invention reduces the vibration due to the time harmonic.

【0045】また、図2より台形波電圧波形において第
5次高調波成分は位相角度Aが72°の時、第7次高調
波成分は位相角度Aが51.43°、77.14°の時
に0となり、図3より擬似正弦波電圧波形において第7
次高調波成分は位相角度Aが52.96°の時に0とな
り上記振動低下の効果は同じだが、基本波の成分が減少
しており、前述したのと同様にモータの基本回転数時に
モータ印加電圧が減少するためモータの誘起電圧定数を
下げる必要があり、それは同じ負荷トルクが加わった時
のモータ電流が増加することになるからスイッチングト
ランジスタの電流容量が増加するため、得策ではない。
Further, from FIG. 2, in the trapezoidal wave voltage waveform, the fifth harmonic component has a phase angle A of 72 °, and the seventh harmonic component has a phase angle A of 51.43 ° and 77.14 °. It becomes 0 at the time, and the seventh in the pseudo sine wave voltage waveform from FIG.
The higher harmonic component becomes 0 when the phase angle A is 52.96 °, and the effect of the vibration reduction is the same. However, the component of the fundamental wave is reduced, and the motor is applied at the basic rotation speed of the motor as described above. Since the voltage decreases, it is necessary to reduce the induced voltage constant of the motor. This is not advantageous because the current capacity of the switching transistor increases since the motor current increases when the same load torque is applied.

【0046】[0046]

【発明の効果】以上より、本発明の電圧波形で3相モー
タを運転すると、時間高調波によるモータの振動が減少
し、低振動、低騒音なモータを運転するインバータ装置
を提供することができる。
As described above, when the three-phase motor is operated with the voltage waveform of the present invention, the vibration of the motor due to the time harmonic is reduced, and an inverter device for operating the motor with low vibration and low noise can be provided. .

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】(a)本実施例の電圧波形図 (b)本実施例の電圧波形図FIG. 1A shows a voltage waveform diagram of the present embodiment. FIG. 1B shows a voltage waveform diagram of the present embodiment.

【図2】台形波において同位相角度と高調波成分の電圧
の大きさを表現した図
FIG. 2 is a diagram expressing the magnitude of the voltage of the in-phase angle and the harmonic component in a trapezoidal wave.

【図3】擬似正弦波において同位相角度と高調波成分の
電圧の大きさを表現した図
FIG. 3 is a diagram showing the magnitude of the voltage of the in-phase angle and the harmonic component in a pseudo sine wave.

【図4】従来例で180°通電の電圧波形図FIG. 4 is a voltage waveform diagram of a conventional example with 180 ° conduction.

【図5】従来例で120°通電の電圧波形図FIG. 5 is a voltage waveform diagram of a conventional example with 120 ° conduction.

【図6】矩形波電圧波形図FIG. 6 is a square wave voltage waveform diagram.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5H007 AA01 AA03 AA17 BB06 CC23 DB03 DB05 EA01 EA02 5H550 AA08 BB05 DD03 DD08 DD09 GG03 HA07 HB07 HB16 LL01 5H560 BB12 BB18 EB01 EC04 EC05 JJ12 RR10 XA12 5H570 BB06 DD03 DD08 DD09 HA07 HB07 HB16 5H576 BB04 DD04 DD07 DD09 EE11 HA02 HB02 LL41  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F-term (reference) 5H576 BB04 DD04 DD07 DD09 EE11 HA02 HB02 LL41

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 BLモータ、またはリラクタンスモータ
を台形波で運転するインバータ装置において、前記台形
波の立ち上がり部及び立ち下がり部の通電角度幅が72
°±3°であるインバータ装置。
1. An inverter device for operating a BL motor or a reluctance motor with a trapezoidal wave, wherein the energizing angle width of the rising portion and the falling portion of the trapezoidal wave is 72.
° ± 3 ° inverter device.
【請求項2】 BLモータ、またはリラクタンスモータ
を台形波で運転するインバータ装置において、前記台形
波の立ち上がり部及び立ち下がり部の通電角度幅が51
°±3°であるインバータ装置。
2. An inverter device for operating a BL motor or a reluctance motor with a trapezoidal wave, wherein the energization angle width of the rising and falling portions of the trapezoidal wave is 51.
° ± 3 ° inverter device.
【請求項3】 BLモータ、またはリラクタンスモータ
を台形波で運転するインバータ装置において、前記台形
波の立ち上がり部及び立ち下がり部の通電角度幅が70
°±3°であるインバータ装置。
3. An inverter device for operating a BL motor or a reluctance motor with a trapezoidal wave, wherein the energization angle width of the rising and falling portions of the trapezoidal wave is 70.
° ± 3 ° inverter device.
【請求項4】 誘導電動機を台形波で運転するインバー
タ装置において、前記台形波の立ち上がり部及び立ち下
がり部の通電角度幅が72°±3°であるインバータ装
置。
4. An inverter device for operating an induction motor with a trapezoidal wave, wherein a conduction angle width of a rising portion and a falling portion of the trapezoidal wave is 72 ° ± 3 °.
【請求項5】 誘導電動機を台形波で運転するインバー
タ装置において、前記台形波の立ち上がり部及び立ち下
がり部の通電角度幅が51°±3°であるインバータ装
置。
5. An inverter device for operating an induction motor with a trapezoidal wave, wherein a conduction angle width of a rising portion and a falling portion of the trapezoidal wave is 51 ° ± 3 °.
【請求項6】 誘導電動機を台形波で運転するインバー
タ装置において、前記台形波の立ち上がり部及び立ち下
がり部の通電角度幅が70°±3°であるインバータ装
置。
6. An inverter device for operating an induction motor with a trapezoidal wave, wherein a conduction angle width of a rising portion and a falling portion of the trapezoidal wave is 70 ° ± 3 °.
【請求項7】 BLモータ、またはリラクタンスモータ
を運転するインバータ装置において、台形波の立ち上が
り部及び立ち下がり部が正弦波である擬似正弦波で運転
され、前記擬似正弦波の立ち上がり部及び立ち下がり部
の通電角度幅が76°±3°であるインバータ装置。
7. An inverter device for operating a BL motor or a reluctance motor, wherein a rising part and a falling part of a trapezoidal wave are driven by a pseudo sine wave that is a sine wave, and a rising part and a falling part of the pseudo sine wave are used. An inverter device having a power distribution angle width of 76 ° ± 3 °.
【請求項8】 BLモータ、またはリラクタンスモータ
を運転するインバータ装置において、台形波の立ち上が
り部及び立ち下がり部が正弦波である擬似正弦波で運転
され、前記擬似正弦波の立ち上がり部及び立ち下がり部
の通電角度幅が53°±3°であるインバータ装置。
8. An inverter device for operating a BL motor or a reluctance motor, wherein a rising portion and a falling portion of a trapezoidal wave are driven by a pseudo sine wave that is a sine wave, and a rising portion and a falling portion of the pseudo sine wave are used. An inverter device in which the energization angle width is 53 ° ± 3 °.
【請求項9】 BLモータ、またはリラクタンスモータ
を運転するインバータ装置において、台形波の立ち上が
り部及び立ち下がり部が正弦波である擬似正弦波で運転
され、前記擬似正弦波の立ち上がり部及び立ち下がり部
の通電角度幅が77°±3°であるインバータ装置。
9. An inverter device for operating a BL motor or a reluctance motor, wherein a rising portion and a falling portion of a trapezoidal wave are driven by a pseudo sine wave, which is a sine wave, and a rising portion and a falling portion of the pseudo sine wave. Inverter device whose energization angle width is 77 ° ± 3 °.
【請求項10】 誘導電動機を運転するインバータ装置
において、台形波の立ち上がり部及び立ち下がり部が正
弦波である擬似正弦波で運転され、前記擬似正弦波の立
ち上がり部及び立ち下がり部の通電角度幅が76°±3
°であるインバータ装置。
10. An inverter device for operating an induction motor, wherein a rising portion and a falling portion of a trapezoidal wave are driven by a pseudo sine wave that is a sine wave, and a conduction angle width of a rising portion and a falling portion of the pseudo sine wave. Is 76 ° ± 3
° is an inverter device.
【請求項11】 誘導電動機を運転するインバータ装置
において、台形波の立ち上がり部及び立ち下がり部が正
弦波である擬似正弦波で運転され、前記擬似正弦波の立
ち上がり部及び立ち下がり部の通電角度幅が53°±3
°であるインバータ装置。
11. An inverter device for operating an induction motor, wherein a rising portion and a falling portion of a trapezoidal wave are driven by a pseudo sine wave which is a sine wave, and a conduction angle width of a rising portion and a falling portion of the pseudo sine wave. Is 53 ° ± 3
° is an inverter device.
【請求項12】 誘導電動機を運転するインバータ装置
において、台形波の立ち上がり部及び立ち下がり部が正
弦波である擬似正弦波で運転され、前記擬似正弦波の立
ち上がり部及び立ち下がり部の通電角度幅が77°±3
°であるインバータ装置。
12. An inverter device for operating an induction motor, wherein a rising portion and a falling portion of a trapezoidal wave are driven by a pseudo sine wave that is a sine wave, and a conduction angle width of a rising portion and a falling portion of the pseudo sine wave. Is 77 ° ± 3
° is an inverter device.
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010141990A (en) * 2008-12-10 2010-06-24 Mitsubishi Electric Corp Power conversion apparatus
US7971650B2 (en) * 2003-06-21 2011-07-05 Oilfield Equipment Development Center Limited Electric submersible pumps
CN102300363A (en) * 2010-06-28 2011-12-28 东芝照明技术株式会社 Power source unit and lighting fixture
US8766578B2 (en) 2012-02-27 2014-07-01 Canadian Space Agency Method and apparatus for high velocity ripple suppression of brushless DC motors having limited drive/amplifier bandwidth
JP2014195390A (en) * 2013-02-28 2014-10-09 Denso Corp Controller for switched reluctance motor
US9768710B2 (en) 2013-01-11 2017-09-19 General Electric Technology Gmbh Converter
US9847737B2 (en) 2013-12-23 2017-12-19 General Electric Technology Gmbh Modular multilevel converter leg with flat-top PWM modulation, converter and hybrid converter topologies
JPWO2017199302A1 (en) * 2016-05-16 2018-08-30 三菱電機株式会社 Electric motor drive device, electric motor and air conditioner

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7971650B2 (en) * 2003-06-21 2011-07-05 Oilfield Equipment Development Center Limited Electric submersible pumps
JP2010141990A (en) * 2008-12-10 2010-06-24 Mitsubishi Electric Corp Power conversion apparatus
US8797768B2 (en) 2008-12-10 2014-08-05 Mitsubishi Electric Corporation Power conversion device including short circuit detection device
CN102300363A (en) * 2010-06-28 2011-12-28 东芝照明技术株式会社 Power source unit and lighting fixture
US8766578B2 (en) 2012-02-27 2014-07-01 Canadian Space Agency Method and apparatus for high velocity ripple suppression of brushless DC motors having limited drive/amplifier bandwidth
US9768710B2 (en) 2013-01-11 2017-09-19 General Electric Technology Gmbh Converter
JP2014195390A (en) * 2013-02-28 2014-10-09 Denso Corp Controller for switched reluctance motor
US9543877B2 (en) 2013-02-28 2017-01-10 Denso Corporation Control apparatus for a switched reluctance motor
US9847737B2 (en) 2013-12-23 2017-12-19 General Electric Technology Gmbh Modular multilevel converter leg with flat-top PWM modulation, converter and hybrid converter topologies
JPWO2017199302A1 (en) * 2016-05-16 2018-08-30 三菱電機株式会社 Electric motor drive device, electric motor and air conditioner

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