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JP2002272182A - AC motor drive - Google Patents

AC motor drive

Info

Publication number
JP2002272182A
JP2002272182A JP2001074203A JP2001074203A JP2002272182A JP 2002272182 A JP2002272182 A JP 2002272182A JP 2001074203 A JP2001074203 A JP 2001074203A JP 2001074203 A JP2001074203 A JP 2001074203A JP 2002272182 A JP2002272182 A JP 2002272182A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
current
filter
range
bandwidth
voltage
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
JP2001074203A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasuo Kin
泰雄 金
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.)
Yaskawa Electric Corp
Original Assignee
Yaskawa Electric Corp
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 Yaskawa Electric Corp filed Critical Yaskawa Electric Corp
Priority to JP2001074203A priority Critical patent/JP2002272182A/en
Publication of JP2002272182A publication Critical patent/JP2002272182A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Control Of Ac Motors In General (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】広範囲の速度において位相遅れとスイッチング
ノイズを含まない極性判断電流を求めることができ、か
つ、速度及び電流ひずみの最小化ができるデッドタイム
補償手段を有するACモータ駆動装置を提供する。 【解決手段】ACモータ駆動装置のデッドタイム補償手
段1は、検出電流Ifbが電流ゼロクロス付近に設けた
バンド幅の範囲以内または範囲以外にあるかを判断する
バンド幅範囲判断手段104と、バンド幅範囲判断手段
104によって、検出電流Ifbがバンド幅の範囲以内に
あると判断した時に、検出電流Ifbをフィルタ107で
フィルタリングして電流極性判断手段101に出力する
ように切替(FON)を行い、検出電流Ifbがバンド幅
の範囲以外にあると判断した時に、検出電流Ifbをフィ
ルタ107でフィルタリングせずにそのまま電流極性判
断手段101に出力するように切替(FOFF)を行う
切替手段105とを有する。
(57) Abstract: An AC motor drive having dead time compensating means capable of finding a polarity judging current not including phase delay and switching noise over a wide range of speeds and minimizing speed and current distortion. Provide equipment. A dead time compensating means of an AC motor driving device includes: a bandwidth range determining means for determining whether a detected current Ifb is within or outside a range of a bandwidth provided near a current zero cross; When the range judging means 104 judges that the detection current Ifb is within the range of the bandwidth, the detection current Ifb is switched (FON) so as to be filtered by the filter 107 and output to the current polarity judgment means 101. A switching unit for performing switching (FOFF) such that when it is determined that the current Ifb is outside the range of the bandwidth, the detection current Ifb is output to the current polarity determination unit 101 without being filtered by the filter 107;

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、ACモータ駆動装
置に関し、特にPWMインバータのデッドタイム補償に
関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an AC motor driving apparatus, and more particularly to dead time compensation for a PWM inverter.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の電圧形インバータでは、上下スイ
ッチング素子の同時導通による電流短絡事故を防止する
ためにデッドタイムを設けている。PWMインバータは
スイッチング回数に伴って電流制御性能が高い反面、デ
ッドタイムの影響を多く受けやすい。特に、低速と軽負
荷の運転時における電流制御への影響は大きく、電流歪
みとトルク脈動の一因ともなる。こうしたインバータ装
置のデッドタイム設定で生じる損失電圧を補償するに
は、先ず、デッドタイム設定による正確な損失電圧絶対
値ABSVlossの把握が必要であり、式(1)で計算で
きる。又、この損失電圧絶対値はデッドタイム補償電圧
絶対値ABSVcompとして扱える。 ABSVloss=ABSVcomp=td×fc×Vdc=(td/tc)×Vdc (1 ) ここで、tdはデッドタイム(オンディレイ時間)、fc
はスイッチングキャリア周波数(=1/tc)、tcはス
イッチングキャリア周期時間、Vdcは直流電圧である。
デッドタイム補償法は、単純に電流の極性値とデッドタ
イムの補償電圧絶対値ABSVcompとの情報から補償を
行うことが出来るが、二つの情報の中で電流極性の判断
はデッドタイム補償法のアルゴリズムにおいてもっとも
重要な処理であり、正確な極性判断が必要である。電流
極性の従来判断方式においては、検出電流、指令電
流、フィルタリング検出電流、のいずれか一つが用い
られている。図5は従来のデッドタイム補償法の全体ブ
ロック図である。2はデッドタイム補償手段、11はA
Cモータ、12はエンコーダ(位置センサ)、13は電流
検出手段(電流センサ)、14は速度偏算手段、15は
電流偏差演算手段、16は電流制御部(PI制御部)、
17はPWM電力変換装置、18は直流電圧、201は
電流極性判断手段、202は補償電圧絶対値、203は
電圧加算演算手段、204はフィルタ、205は極性電
流選択手段である。図5のブロック図において、動作を
説明する。電流検出手段13はACモータ11へ流れる
電流をサンプリング区間毎に検出し、偏差電流演算手段
15は、指令電流I*から検出電流Ifbを差し引いて偏差
電流ΔIを計算し、電流制御部16では偏差電流ΔIにゲ
インを掛け算して指令電圧V*の演算を行う。また、極
性電流選択手段205で検出電流Ifb、指令電流I*、
フィルタリング検出電流Ifbfの何れか一つを極性判断
電流Ipとして選択し、電流極性判断手段201では極
性判断電流Ipを用いて電流極性の判断を行った後、その
電流極性値PorM(+1又は−1の値)を補償電圧絶対値
ABSVcompに掛け算してデッドタイム補償電圧Vcomp
の演算を行う。最後に、電圧加算演算手段203でデッ
ドタイム補償電圧Vcompを指令電圧V*に加えて最終指
令電圧Vf*を計算し、PWM電力変換装置17に入力
し、ACモータ11を駆動するようになっている。
2. Description of the Related Art In a conventional voltage source inverter, a dead time is provided in order to prevent a current short circuit accident due to simultaneous conduction of upper and lower switching elements. Although the PWM inverter has high current control performance with the number of times of switching, it is easily affected by the dead time. In particular, during low-speed and light-load operation, the influence on the current control is large, which contributes to current distortion and torque pulsation. In order to compensate for the loss voltage generated by the dead time setting of such an inverter device, first, it is necessary to accurately grasp the absolute value of the loss voltage ABSVloss by the dead time setting, which can be calculated by equation (1). The absolute value of the loss voltage can be handled as the absolute value of the dead time compensation voltage ABSVcomp. ABSVloss = ABSVcomp = td × fc × Vdc = (td / tc) × Vdc (1) where td is a dead time (on delay time), fc
Is a switching carrier frequency (= 1 / tc), tc is a switching carrier cycle time, and Vdc is a DC voltage.
In the dead time compensation method, the compensation can be performed simply from the information of the current polarity value and the absolute value of the dead time compensation voltage ABSVcomp. Is the most important processing, and accurate polarity judgment is required. In the conventional method of determining the current polarity, any one of a detection current, a command current, and a filtering detection current is used. FIG. 5 is an overall block diagram of a conventional dead time compensation method. 2 is dead time compensating means, 11 is A
C motor, 12 is an encoder (position sensor), 13 is current detection means (current sensor), 14 is speed deviation calculation means, 15 is current deviation calculation means, 16 is current control section (PI control section),
17 is a PWM power converter, 18 is a DC voltage, 201 is current polarity judging means, 202 is an absolute value of compensation voltage, 203 is voltage addition calculating means, 204 is a filter, and 205 is polarity current selecting means. The operation will be described with reference to the block diagram of FIG. The current detection means 13 detects the current flowing to the AC motor 11 for each sampling interval, the deviation current calculation means 15 calculates the deviation current ΔI by subtracting the detection current Ifb from the command current I *, and the current control section 16 calculates the deviation current ΔI. The command voltage V * is calculated by multiplying the current ΔI by a gain. Further, the detection current Ifb, the command current I *,
One of the filtering detection currents Ifbf is selected as the polarity determination current Ip, and the current polarity determination unit 201 determines the current polarity using the polarity determination current Ip, and then determines the current polarity value PorM (+1 or −1). ) Is multiplied by the compensation voltage absolute value ABSVcomp to calculate the dead time compensation voltage Vcomp.
Is calculated. Lastly, the dead time compensation voltage Vcomp is added to the command voltage V * by the voltage addition calculating means 203 to calculate the final command voltage Vf *, which is input to the PWM power conversion device 17 to drive the AC motor 11. I have.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来技術で
は、極性判断電流として用いられた、検出電流、指
令電流、フィルタリング検出電流は、それぞれ以下の
問題があった。 (1)検出電流の場合は、スイッチングノイズを含んで
いるためゼロクロス付近で電流極性の判断ミスが起きや
すい。 (2)指令電流の場合は、速度に応じて電流の周波数が
高くなるほど、検出電流との位相差が大きく生じるた
め、極性判断電流として望ましくない。 (3)フィルタリング検出電流は検出電流をローパスフ
ィルタでスイッチングノイズ除去した電流であり、フィ
ルタ時定数の設定によって実電流との位相差が大きくな
る可能性がある。したがって、上記の極性判断電流を利
用することで、電流極性の判断を適切に行うことができ
ず、デッドタイム補償も正しく行えない。そして、これ
によりデッドタイム補償により過補正が生じやすいこと
から、デッドタイム補償を行わなかった場合よりも速度
及び電流特性(電流ひずみ)の悪影響を与えるという問
題もある。本発明は、上記課題を解決するためになされ
たものであり、広範囲の速度(周波数)において位相遅
れとスイッチングノイズを含まない極性判断電流を求め
ることができ、かつ、速度及び電流ひずみの最小化が出
来るようなデッドタイム補償手段を有するACモータ駆
動装置を提供することを目的とする。
However, in the prior art, the detection current, the command current, and the filtering detection current used as the polarity determination current have the following problems. (1) In the case of the detected current, since switching noise is included, a determination error of the current polarity is likely to occur near the zero cross. (2) In the case of the command current, the higher the frequency of the current in accordance with the speed, the larger the phase difference with the detection current, which is not desirable as the polarity determination current. (3) The filtering detection current is a current obtained by removing switching noise from the detection current with a low-pass filter, and the phase difference from the actual current may increase due to the setting of the filter time constant. Therefore, by using the polarity determination current, the polarity of the current cannot be properly determined, and the dead time cannot be compensated correctly. Since the over-correction is easily caused by the dead time compensation, there is a problem that the speed and the current characteristic (current distortion) are more adversely affected than when the dead time compensation is not performed. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems, and can determine a polarity determination current that does not include phase delay and switching noise over a wide range of speeds (frequency), and minimizes speed and current distortion. It is an object of the present invention to provide an AC motor driving device having a dead time compensating means that can perform the above.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】上記問題を解決するた
め、請求項1の本発明は、ACモータへ流れる電流を検
出する電流検出手段と、指令電流と検出電流とから偏差
電流を計算する偏差電流演算手段と、前記偏差電流から
指令電圧の演算を行う電流制御部と、前記検出電流をフ
ィルタリングするフィルタと電流極性を決める電流極性
判断手段とを有し、デッドタイム補償電圧を出力するデ
ッドタイム補償手段と、前記電流制御部から計算された
指令電圧に前記デッドタイム補償電圧を加えて最終指令
電圧を演算する電圧加算演算手段と、前記電圧加算演算
手段により得られた最終指令電圧となる直流電圧から交
流電圧への変換を行うPWM電力変換装置と、を備えた
ACモータ駆動装置において、前記デッドタイム補償手
段は、前記検出電流が電流ゼロクロス付近に設けたバン
ド幅の範囲以内もしくは範囲以外にあるか否かを判断す
るバンド幅範囲判断手段と、前記バンド幅範囲判断手段
によって、前記検出電流が前記バンド幅の範囲以内にあ
ると判断された時には、前記検出電流をフィルタでフィ
ルタリングして前記電流極性判断手段に出力するように
切替(FON)を行い、前記検出電流が前記バンド幅の
範囲以外にあると判断された時には、前記検出電流をフ
ィルタでフィルタリングせずにそのまま前記電流極性判
断手段に出力するように切替(FOFF)を行う切替手
段と、を有することを特徴とするものである。請求項2
の本発明は、請求項1記載のACモータ駆動装置におい
て、前記フィルタにローパスフィルタを用いるものと
し、フィルタ時定数を指令速度または検出速度に応じて
自動的に演算を行うフィルタ時定数演算手段及び記憶・
呼出手段を設けたものである。請求項3の本発明は、請
求項1記載のACモータ駆動装置において、前記切替手
段と電流極性判断手段の間に、前記バンド範囲判断手段
からの出力がFOFFの場合にフィルタの初期値を常に
リセットするリセット手段を設けたものである。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention of claim 1 comprises a current detecting means for detecting a current flowing to an AC motor, and a deviation detecting means for calculating a deviation current from a command current and a detected current. A dead time for outputting a dead time compensation voltage, comprising: a current calculation unit; a current control unit for calculating a command voltage from the deviation current; a filter for filtering the detection current; and a current polarity determination unit for determining a current polarity. Compensating means, voltage adding operation means for calculating the final command voltage by adding the dead time compensation voltage to the command voltage calculated from the current control section, and DC as the final command voltage obtained by the voltage adding operation means And a PWM power converter for converting a voltage to an AC voltage. Bandwidth range determining means for determining whether the current is within or outside the range of the bandwidth provided near the current zero crossing, and that the detected current is within the range of the bandwidth by the bandwidth range determining means. When it is determined, the detection current is filtered by a filter and switching (FON) is performed so as to output the current to the current polarity determination means. When it is determined that the detection current is out of the bandwidth range, the FON is performed. Switching means for switching (FOFF) so that the detected current is output to the current polarity judging means as it is without being filtered by a filter. Claim 2
According to the present invention, in the AC motor driving apparatus according to claim 1, a low-pass filter is used as the filter, and a filter time constant calculating means for automatically calculating a filter time constant according to a command speed or a detection speed; Memory·
A calling means is provided. According to a third aspect of the present invention, in the AC motor driving device according to the first aspect, the initial value of the filter is always set between the switching means and the current polarity determining means when the output from the band range determining means is FOFF. A reset means for resetting is provided.

【0005】[0005]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図に基づ
いて説明する。図1は本発明の第1の実施例を示すデッ
ドタイム補償法に関する全体ブロック図である。図1に
おいて、1は本発明に係るデッドタイム補償手段、10
1は電流極性判断手段、102は補償電圧絶対値、10
3は電圧加算演算手段、104はバンド幅範囲判断手
段、105は切換手段(スイッチ)、106はフィルタ
時定数演算手段及び記憶・呼出手段、107はLPF
(ローパスフィルタ)、108はフィルタ初期値をリセ
ットするためのリセット手段である。なお、電流検出手
段13がACモータ11へ流れる電流をサンプリング区
間毎に検出し、偏差電流演算手段15が指令電流I*か
ら検出電流Ifbを差し引いて偏差電流ΔIを計算し、ま
た、電流制御部16が偏差電流ΔIにゲインを掛け算し
て指令電圧V*の計算を行うようにした構成は、従来技
術と同じである。本発明が従来技術と異なる点は以下の
とおりである。デッドタイム補償手段1は、検出電流が
電流ゼロクロス付近に設けたバンド幅の範囲以内もしく
は範囲以外にあるか否かを判断するバンド幅範囲判断手
段104と、バンド幅範囲判断手段104によって検出
電流Ifbがバンド幅の範囲以内にあると判断された時に
は、検出電流Ifbをフィルタ107でフィルタリングし
て電流極性判断手段101に出力するように切替(FO
N)を行い、検出電流Ifbがバンド幅の範囲以外にある
と判断された時には、検出電流Ifbをフィルタでフィル
タリングせずにそのまま電流極性判断手段101に出力
するように切替(FOFF)を行う切替手段105(ス
イッチ)とを備えた点である。また、フィルタ107に
はLPF(ローパスフィルタ)を用いるものとし、フィ
ルタ時定数を指令速度または検出速度に応じて自動的に
演算、記憶を行うと共に、フィルタ107からフィルタ
時定数の呼出しがあったときに、フィルタ107に該フ
ィルタ時定数の信号を送出するフィルタ時定数演算手段
及び記憶・呼出手段106を設けたものである。さら
に、切替手段105と電流極性判断手段101の間に、
バンド幅範囲判断手段104からの出力がFOFFの場
合にフィルタ107の初期値を常にリセットするリセッ
ト手段108を設けたものである。ここで、図2は、A
Cモータ11へ流れる電流波形であって、バンド幅が設
定されたものである。各サンプリング区間における速度
周波数によりそれぞれフィルタ時定数が異なるものとな
っており、上記に述べたバンド幅範囲判断手段104で
は、速度周波数に応じたフィルタリングを行うようにし
ている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is an overall block diagram relating to a dead time compensation method according to a first embodiment of the present invention. 1, reference numeral 1 denotes a dead time compensating means according to the present invention;
1 is a current polarity judging means, 102 is an absolute value of a compensation voltage, 10
3 is a voltage addition calculating means, 104 is a bandwidth range determining means, 105 is a switching means (switch), 106 is a filter time constant calculating means and storing / calling means, 107 is an LPF
(Low-pass filter) and 108 are reset means for resetting the filter initial value. The current detection means 13 detects the current flowing to the AC motor 11 for each sampling interval, and the deviation current calculation means 15 calculates the deviation current ΔI by subtracting the detection current Ifb from the command current I *. The configuration in which the command voltage V * 16 calculates the command voltage V * by multiplying the deviation current ΔI by the gain is the same as the conventional technology. The differences between the present invention and the prior art are as follows. The dead time compensating means 1 includes a bandwidth range determining means 104 for determining whether or not the detected current is within or outside the range of the bandwidth provided near the current zero crossing. Is determined to be within the bandwidth range, the detection current Ifb is filtered by the filter 107 and switched to output to the current polarity determination means 101 (FO).
N), when it is determined that the detection current Ifb is outside the range of the bandwidth, the switching (FOFF) is performed so that the detection current Ifb is output to the current polarity determination unit 101 without being filtered by the filter. And a means 105 (switch). Also, an LPF (low-pass filter) is used as the filter 107. The filter time constant is automatically calculated and stored according to the command speed or the detected speed, and when the filter time constant is called from the filter 107. The filter 107 is provided with a filter time constant calculating means for transmitting a signal of the filter time constant and a storage / recall means 106. Further, between the switching means 105 and the current polarity determining means 101,
A reset means 108 is provided for always resetting the initial value of the filter 107 when the output from the bandwidth range determining means 104 is FOFF. Here, FIG.
It is a current waveform flowing to the C motor 11 and has a set bandwidth. The filter time constant is different depending on the speed frequency in each sampling section, and the above-mentioned bandwidth range determining means 104 performs filtering according to the speed frequency.

【0006】上記で述べたデッドタイム補償法に対する
手順を図3に基づき、図1を参照しながら説明する。図
3は第1実施例に係るデッドタイム補償法に関するフロ
ーチャートである。 (ステップA1) 図示しないバンド幅設定手段で電流
ゼロクロス付近に任意のバンド幅の設定、フィルタの初
期値(リセット)の設定、フィルタ時定数τの設定を行
う。 (ステップA2) バンド幅範囲判断手段104によ
り、検出電流Ifbをバンド幅と比較する。その結果、バ
ンド幅範囲判断手段104において、検出電流Ifbがバ
ンド幅の範囲以内と判断された場合はFONの切替えを
行い、範囲以外と判断された場合はFOFFの切替えを
切替手段105(スイッチ)で行う。バンド幅以内であ
る場合はステップA31〜A32の処理を行い、バンド
幅以外である場合はステップA41〜A44の処理を行
う。 (ステップA31) フィルタ時定数演算手段及び記憶
・呼出手段106のメモリからフィルタの時定数τを呼
び出す。 (ステップA32) 検出電流Ifbをその時定数τのロ
ーパスフィルタ107へ入力し、極性判断電流Ipを計
算する (ステップA41) 検出電流Ifbをそのままに極性判
断電流Ipとして計算し、 フィルタの初期値をリセット
手段108でリセットする。 (ステップA42) フィルタ時定数演算手段及び記憶
・呼出手段106では速度(指令速度、検出速度)から
ローパスフィルタの時定数τを計算する。 (ステップA43) ステップA42で求めたフィルタ
時定数τを、フィルタ時定数演算手段及び記憶・呼出手
段106のメモリに記憶する。 (ステップA44) 検出電流をそのままに極性判断電
流として計算する。 (ステップA5) 電流極性判断手段101で極性判断
電流Ipから電流極性PorMの値を計算する。 (ステップA6) 電流極性値PorM(正の場合は+1、
負の場合は−1)を補償電圧絶対値ABSVcompに掛け
算してデッドタイム補償電圧Vcompを計算する。 (ステップA7) デッドタイム補償電圧Vcompを、電
流制御部14で求めた指令電圧V*に加えてPWM電力
変換装置へ入力する最終指令電圧を計算する。
The procedure for the dead time compensation method described above will be described based on FIG. 3 and with reference to FIG. FIG. 3 is a flowchart relating to the dead time compensation method according to the first embodiment. (Step A1) An arbitrary bandwidth is set near the current zero crossing, an initial value (reset) of the filter, and a filter time constant τ are set by a bandwidth setting means (not shown). (Step A2) The detected current Ifb is compared with the bandwidth by the bandwidth range determining means 104. As a result, when the band width range judging unit 104 judges that the detected current Ifb is within the range of the bandwidth, the FON is switched. When it is judged that the band is out of the range, the switching of FOFF is executed by the switching unit 105 (switch). Do with. If it is within the bandwidth, the processing of steps A31 to A32 is performed, and if it is not the bandwidth, the processing of steps A41 to A44 is performed. (Step A31) The filter time constant τ is called from the memory of the filter time constant calculation means and the storage / calling means 106. (Step A32) The detected current Ifb is input to the low-pass filter 107 having the time constant τ to calculate the polarity judging current Ip. (Step A41) The detected current Ifb is calculated as it is as the polarity judging current Ip, and the initial value of the filter is reset. Reset by means 108. (Step A42) The filter time constant calculation means and the storage / recall means 106 calculate the time constant τ of the low-pass filter from the speed (command speed, detected speed). (Step A43) The filter time constant τ obtained in step A42 is stored in the memory of the filter time constant calculation means and the memory / recall means 106. (Step A44) The detected current is calculated as it is as the polarity judging current. (Step A5) The current polarity determining means 101 calculates the value of the current polarity PorM from the polarity determination current Ip. (Step A6) Current polarity value PorM (+1 when positive,
If negative, -1) is multiplied by the compensation voltage absolute value ABSVcomp to calculate the dead time compensation voltage Vcomp. (Step A7) The dead time compensation voltage Vcomp is added to the command voltage V * obtained by the current control unit 14, and a final command voltage to be input to the PWM power converter is calculated.

【0007】したがって、第1の実施例において、デッ
ドタイム補償手段1は、検出電流が電流ゼロクロス付近
に設けたバンド幅の範囲以内もしくは範囲以外にあるか
否かを判断するバンド幅範囲判断手段104と、バンド
幅範囲判断手段104によって検出電流Ifbがバンド
幅の範囲以内にあると判断された時には、検出電流If
bをフィルタ107でフィルタリングして電流極性判断
手段101に出力するように切替(FON)を行い、検
出電流Ifbがバンド幅の範囲以外にあると判断された
時には、検出電流Ifbをフィルタ107でフィルタリ
ングせずにそのまま電流極性判断手段101に出力する
ように切替(FOFF)を行う切替手段105(スイッ
チ)とを備えたので、ゼロクロス付近に設けたバンド幅
と速度に応じた時定数を持つローパスフィルタを用いる
ことにより、広範囲の速度(周波数)における位相遅れ
とスイッチングノイズを含まない極性判断電流を検出電
流から求めることができ、その極性判断電流から電流極
性を正しく判断し、速度及び電流ひずみの最小化ができ
るという効果がある。
[0007] Therefore, in the first embodiment, the dead time compensating means 1 determines whether the detected current is within or outside the range of the bandwidth provided near the current zero crossing. When the band width determination means 104 determines that the detection current Ifb is within the range of the bandwidth, the detection current If
The filter 107 is switched (FON) so that the current b is filtered by the filter 107 and output to the current polarity determining means 101. When the detected current Ifb is determined to be out of the bandwidth range, the detected current Ifb is filtered by the filter 107. A switching means 105 (switch) for performing switching (FOFF) so as to directly output the current polarity to the current polarity determining means 101 without performing the operation, so that a low-pass filter having a time constant according to the bandwidth and speed provided near the zero crossing is provided. By using, it is possible to obtain from the detection current a polarity determination current that does not include phase lag and switching noise in a wide range of speeds (frequency), correctly determine the current polarity from the polarity determination current, and minimize the speed and current distortion. There is an effect that can be made.

【0008】次に本発明の第2の実施例について説明す
る。第2実施例が第1実施例と異なる点は、第1の実施
例がステップA2で、バンド幅範囲判断手段104によ
り検出電流Ifbとバンド幅の比較をした際に、検出電流
Ifbがバンド幅の範囲以内と判断されたときにFONの
切替えを行ったあと、ステップA31でメモリからフィ
ルタの時定数τを呼び出す処理を行い、バンド幅の範囲
以外と判断されたときにFOFFの切替えを行って、新
しいフィルタ時定数を計算していたのに対して、第2の
実施例では、FOFFの切替え時に新しいフィルタ時定
数を計算せずに、FONの切替え時に新しいフィルタ時
定数を演算して用いるようにした点である。これによ
り、FOFFの切替え時にフィルタの時定数τをメモリ
に保存する必要がなく、FONの切替え時に即時に、新
しいフィルタ時定数を演算することが可能である。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. The difference between the second embodiment and the first embodiment is that the first embodiment compares the detected current Ifb with the bandwidth when the bandwidth range determining means 104 compares the detected current Ifb with the bandwidth in step A2. After switching the FON when it is determined to be within the range, a process for calling the filter time constant τ from the memory is performed in step A31, and when it is determined that the filter is out of the bandwidth range, the FOFF is switched. In contrast to the calculation of the new filter time constant, the second embodiment does not calculate a new filter time constant at the time of switching FOFF, but calculates and uses a new filter time constant at the time of switching FON. It is a point that was made. Thus, it is not necessary to save the filter time constant τ in the memory when the FOFF is switched, and it is possible to immediately calculate a new filter time constant when the FON is switched.

【0009】図4は本発明の第2の実施例に係るデッド
タイム補償法に関するフローチャートである。 (ステップB1) 図示しないバンド幅設定手段で電流
ゼロクロス付近に任意のバンド幅の設定、フィルタの初
期値(リセット)の設定を行う。 (ステップB2) バンド幅範囲判断手段104によ
り、検出電流Ifbをバンド幅と比較する。その結果、バ
ンド幅範囲判断手段104において、検出電流Ifbがバ
ンド幅の範囲以内と判断された場合はFONの切替えを
行い、範囲以外と判断された場合はFOFFの切替えを
切替手段105(スイッチ)で行う。バンド幅以内であ
る場合はステップB31〜B32の処理を行い、バンド
幅以外である場合はステップB41〜B42の処理を行
う。 (ステップB31) フィルタ時定数演算手段及び記憶
・呼出手段106で速度(指令速度又は検出速度)の情
報からローパスフィルタの時定数τを計算する。 (ステップB32) 検出電流Ifbを時定数τのローパ
スフィルタ107へ入力し、極性判断電流Ipを計算す
る。 (ステップB41) 検出電流Ifbをそのままに極性判
断電流Ipとして計算し、フィルタの初期値をリセット
手段108でリセットする。 (ステップB42) 検出電流Ifbを極性判断電流I
pとして計算する。 (ステップB5) 電流極性判断手段101で極性判断
電流Ipから電流極性の値を計算する。 (ステップB6) 電流極性値PorM(正の場合は+1、
負の場合は−1)を補償電圧絶対値ABSVcompに掛け
算してデッドタイム補償電圧Vcompを計算する。 (ステップB7)デッドタイム補償電圧Vcompを、電流
制御部14で求めた指令電圧V*に加えてPWM電力変
換装置へ入力する最終指令電圧を計算する。
FIG. 4 is a flowchart relating to a dead time compensation method according to a second embodiment of the present invention. (Step B1) An arbitrary bandwidth is set near the current zero crossing, and an initial value (reset) of the filter is set by a bandwidth setting means (not shown). (Step B2) The band width determination means 104 compares the detected current Ifb with the band width. As a result, when the band width range judging unit 104 judges that the detected current Ifb is within the range of the bandwidth, the FON is switched. When it is judged that the band is out of the range, the switching of FOFF is executed by the switching unit 105 (switch). Do with. If it is within the bandwidth, the processing of steps B31 to B32 is performed, and if it is not the bandwidth, the processing of steps B41 to B42 is performed. (Step B31) The time constant τ of the low-pass filter is calculated from the information on the speed (command speed or detected speed) by the filter time constant calculation means and the storage / recall means 106. (Step B32) The detection current Ifb is input to the low-pass filter 107 having the time constant τ, and the polarity determination current Ip is calculated. (Step B41) The detection current Ifb is calculated as it is as the polarity determination current Ip, and the initial value of the filter is reset by the reset unit 108. (Step B42) The detection current Ifb is converted to the polarity determination current I
Calculate as p. (Step B5) The current polarity determining means 101 calculates the value of the current polarity from the polarity determining current Ip. (Step B6) Current polarity value PorM (+1 if positive,
If negative, -1) is multiplied by the compensation voltage absolute value ABSVcomp to calculate the dead time compensation voltage Vcomp. (Step B7) In addition to the command voltage V * obtained by the current control unit 14, the dead time compensation voltage Vcomp is used to calculate a final command voltage to be input to the PWM power converter.

【0010】第2実施例は、基本的には、第1の実施例
と同様のデッドタイム補償法を構成したので、ゼロクロ
ス付近に設けたバンド幅と速度に応じた時定数を持つロ
ーパスフィルタを用いることにより、広範囲の速度(周
波数)における位相遅れとスイッチングノイズを含まな
い極性判断電流を検出電流から求めることができ、その
極性判断電流から電流極性を正しく判断し、速度及び電
流ひずみの最小化ができるという効果があることは言う
までもない。なお、第1の実施例のステップA44およ
び第2実施例のステップB42において、電流極性を判
断する指標として検出電流Ifbを用いていたが、検出電
流に代えて、指令電流I*を用いるようにしても構わな
い。
In the second embodiment, basically, a dead time compensation method similar to that of the first embodiment is configured. Therefore, a low-pass filter provided near the zero cross and having a time constant according to the bandwidth and speed is used. By using it, it is possible to obtain from the detected current a polarity determination current that does not include phase lag and switching noise in a wide range of speeds (frequency), correctly determine the current polarity from the polarity determination current, and minimize speed and current distortion. Needless to say, there is an effect that can be done. In step A44 of the first embodiment and step B42 of the second embodiment, the detection current Ifb is used as an index for judging the current polarity, but the command current I * is used instead of the detection current. It does not matter.

【0011】[0011]

【発明の効果】以上述べたように、本発明によればゼロ
クロス付近に設けたバンド幅と速度に応じた時定数を持
つローパスフィルタを用いることで、広範囲の速度(周
波数)における位相遅れとスイッチングノイズを含まな
い極性判断電流を検出電流から求めることが出来、その
極性判断電流から電流極性を正しく判断し、速度及び電
流ひずみの最小化が出来るという効果がある。
As described above, according to the present invention, by using a low-pass filter having a time constant corresponding to the bandwidth and the speed provided near the zero cross, the phase delay and the switching at a wide range of speeds (frequency) can be achieved. The polarity determination current that does not include noise can be obtained from the detected current, and the polarity of the current can be correctly determined from the polarity determination current, and the speed and current distortion can be minimized.

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

【図1】 本発明の第1の実施例を示すデッドタイム補
償法に関する全体ブロック図である。
FIG. 1 is an overall block diagram related to a dead time compensation method according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 バンド幅が設定された電流波形である。FIG. 2 is a current waveform in which a bandwidth is set.

【図3】 本発明の第1の実施例に係るデッドタイム補
償法に関するフローチャートである。
FIG. 3 is a flowchart relating to a dead time compensation method according to the first embodiment of the present invention.

【図4】 本発明の第2の実施例に係るデッドタイム補
償法に関するフローチャートである。
FIG. 4 is a flowchart relating to a dead time compensation method according to a second embodiment of the present invention.

【図5】 従来のデッドタイム補償法の全体ブロック図
である。
FIG. 5 is an overall block diagram of a conventional dead time compensation method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 デッドタイム補償手段(本発明) 11 ACモータ 12 エンコーダ(位置センサ) 13 電流検出手段(電流センサ) 14 速度偏算手段 15 電流偏差演算手段 16 電流制御部(PI制御部) 17 PWM電力変換装置 18 直流電圧 101 電流極性判断手段 102 補償電圧絶対値 103 電圧加算演算手段 104 バンド幅範囲判断手段 105 切換手段(スイッチ) 106 フィルタ時定数演算手段及び記憶・呼出手段 107 LPF 108 リセット手段(フィルタ初期値のリセット手
段) * 指令を表す添字 Vdc インバータの直流電圧 V* 指令電圧 Vf* 最終指令電圧 I* 指令電流 Ifb 検出電流 ΔI 偏差電流 Ip 極性判断電流 ω 速度 ωfb 検出速度 θ 位置 θfb 検出位置 τ フィルタ時定数 td デッドタイム時間 fc スイッチングキャリア周波数(=1/tc) tc スイッチングキャリア周期時間 ABS 絶対値 ABSVloss 損失電圧絶対値 ABSVcomp 補償電圧絶対値 LPF ローパスフィルタ Vcomp デッドタイム補償電圧 PorM 電流極性の値(正の場合は+1、負の場合は−
1) fsgnl SWへの信号(PON 又は POFF)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Dead time compensation means (this invention) 11 AC motor 12 Encoder (position sensor) 13 Current detection means (current sensor) 14 Speed deviation calculation means 15 Current deviation calculation means 16 Current control unit (PI control unit) 17 PWM power conversion device 18 DC voltage 101 Current polarity judging means 102 Compensation voltage absolute value 103 Voltage adding calculating means 104 Bandwidth range judging means 105 Switching means (switch) 106 Filter time constant calculating means and storing / calling means 107 LPF 108 Reset means (Filter initial value) * Reset means of command) * Subscript representing command Vdc DC voltage of inverter V * Command voltage Vf * Final command voltage I * Command current Ifb Detection current ΔI Deviation current Ip Polarity judgment current ω Speed ωfb Detection speed θ position θfb Detection position τ Filter Constant td dead time time fc switching key Carrier frequency (= 1 / tc) tc switching carrier cycle time ABS absolute value ABSVloss loss voltage absolute value ABSVcomp compensation voltage absolute value LPF low-pass filter Vcomp dead time compensation voltage PorM Current polarity value (+1 for positive, negative for negative −
1) Signal to fsgnl SW (PON or POFF)

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ACモータへ流れる電流を検出する電流
検出手段と、 指令電流と検出電流とから偏差電流を計算する偏差電流
演算手段と、 前記偏差電流から指令電圧の演算を行う電流制御部と、 前記検出電流をフィルタリングするフィルタと電流極性
を決める電流極性判断手段とを有し、デッドタイム補償
電圧を出力するデッドタイム補償手段と、 前記電流制御部から計算された指令電圧に前記デッドタ
イム補償電圧を加えて最終指令電圧を演算する電圧加算
演算手段と、 前記電圧加算演算手段により得られた最終指令電圧とな
る直流電圧から交流電圧への変換を行うPWM電力変換
装置と、を備えたACモータ駆動装置において、 前記デッドタイム補償手段は、 前記検出電流が電流ゼロクロス付近に設けたバンド幅の
範囲以内もしくは範囲以外にあるか否かを判断するバン
ド幅範囲判断手段と、 前記バンド幅範囲判断手段によって、前記検出電流が前
記バンド幅の範囲以内にあると判断された時には、前記
検出電流をフィルタでフィルタリングして前記電流極性
判断手段に出力するように切替(FON)を行い、前記
検出電流が前記バンド幅の範囲以外にあると判断された
時には、前記検出電流をフィルタでフィルタリングせず
にそのまま前記電流極性判断手段に出力するように切替
(FOFF)を行う切替手段と、を有することを特徴と
するACモータ駆動装置。
1. A current detecting means for detecting a current flowing to an AC motor, a deviation current calculating means for calculating a deviation current from a command current and a detected current, and a current control unit for calculating a command voltage from the deviation current. A filter for filtering the detected current and a current polarity determining means for determining a current polarity; a dead time compensating means for outputting a dead time compensating voltage; and a dead time compensating means for calculating a command voltage calculated from the current control unit. AC comprising: a voltage addition calculating means for calculating a final command voltage by adding a voltage; and a PWM power converter for converting a DC voltage, which is a final command voltage obtained by the voltage addition calculating means, into an AC voltage. In the motor driving device, the dead time compensating means may be configured such that the detected current is within a range of a bandwidth provided near a current zero crossing or A bandwidth range determining means for determining whether the detected current is outside the range, and when the detected current is determined to be within the range of the bandwidth by the bandwidth range determining means, the detected current is filtered by a filter. Then, switching (FON) is performed so as to output the current to the current polarity judging means. When it is judged that the detected current is out of the range of the bandwidth, the detected current is not filtered by a filter but the current is directly filtered. An AC motor driving device, comprising: switching means for performing switching (FOFF) so as to output to the polarity determining means.
【請求項2】 前記フィルタにローパスフィルタを用い
るものとし、フィルタ時定数を指令速度または検出速度
に応じて自動的に演算を行うフィルタ時定数演算手段及
び記憶・呼出手段を設けたことを特徴とする請求項1記
載のACモータ駆動装置。
2. A low-pass filter is used as the filter, and a filter time constant calculating means for automatically calculating a filter time constant according to a command speed or a detection speed and a storage / recall means are provided. The AC motor driving device according to claim 1.
【請求項3】 前記切替手段と電流極性判断手段の間
に、前記バンド範囲判断手段からの出力がFOFFの場
合にフィルタの初期値を常にリセットするリセット手段
を設けたことを特徴とする請求項1記載のACモータ駆
動装置。
3. A resetting means is provided between the switching means and the current polarity judging means for always resetting an initial value of a filter when an output from the band range judging means is FOFF. 2. The AC motor driving device according to 1.
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