JP3805637B2

JP3805637B2 - 電動機制御装置

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Publication number: JP3805637B2
Application number: JP2001112182A
Authority: JP
Inventors: 勝小林; 清治安西
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2001-04-11
Filing date: 2001-04-11
Publication date: 2006-08-02
Anticipated expiration: 2021-04-11
Also published as: JP2002315389A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、インバータにより電動機を駆動する電動機制御装置において、電動機の回転角度と電流値とをサンプリングするときのタイミング制御に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
同期電動機をベクトル制御方式により高精度に制御を行う場合、制御情報として電動機に流れる電流値と回転子の回転角度とを用いて制御演算を行うのが一般的であり、そのために、インバータから同期電動機への電力供給線路上には電流検出器が設けられ、回転子には角度検出器、または、特定角度検出機能を備えた回転速度検出器が取り付けられる。そして、この電流検出器にはシャント抵抗やホール素子を用いたＣＴが使用され、角度検出器や回転速度検出器にはレゾルバやエンコーダなどが使用される。また、同期電動機に電力を供給するインバータには制御装置からのＰＷＭ信号に制御される半導体電力変換素子がスイッチング素子として使用されるが、このスイッチング素子の動作による転流ノイズが角度や電流の検出信号に重畳して誤差を生じるため、電流値や角度の検出に際してはノイズ防止策や回避策などが用いられる。
【０００３】
従来のこのような電動機制御装置においては、電流検出器からの信号入力経路や角度検出器からの信号入力経路にノイズ防止用の回路が設けられることが多かったが、電流値や角度の検出時にタイミング的に転流ノイズの影響を避けるのも一つの手法であり、例えば、特開平１１−１３６９５０号公報に開示された技術もこの手法によるものである。この公報に開示された技術は、ＰＷＭのキャリア信号に同期しながら転流ノイズが発生している期間を避けて電流サンプリングを行うようにしたもので、具体的には、キャリア信号の三角波の頂点、または、頂点から所定の時間過ぎた時点において電流サンプリングを行うようにしたものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
電流サンプリングのタイミングをこのように設定することにより転流ノイズによる誤差は避けられるが、同期電動機を高精度に制御するにあたっては今ひとつ無視できない問題がある。すなわち、ベクトル制御方式により高精度に同期電動機を制御しようとする場合、電流値を検出するタイミングと同時点において回転角度情報を得て制御演算を行う必要があり、回転角度情報と電流値との検出時期に時間的な差異がある場合には制御演算における座標軸にずれが生じ、制御精度が悪化すると共に、制御の応答性も低下するという問題点である。この回転角度情報と電流値とのサンプリングを同時に行う必要があるということは一般的によく知られていることではあるが、実際の制御にあたっては、回転角度の検出系と電流値の検出系とには伝達特性に差があるため、回転角度情報と電流値とのサンプリングの同時性は保たれないのが一般的であり、従って、従来の制御法では制御精度と応答性とに限界を生じるものであった。
【０００５】
この発明は、このような課題を解決するためになされたもので、回転角度情報と電流情報とのサンプリングの同時性を確保し、しかも、転流ノイズを回避してサンプリングを行うことにより、良好な制御精度と応答性とを有する電動機制御装置を得ることを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明に係わる電動機制御装置は、電動機に対する供給電力を電力変換するインバータに電圧指令値とキャリア信号とに基づくＰＷＭ信号を与えるＰＷＭ信号生成手段と、電動機の電流値信号を入力して電流情報を出力する電流情報検出手段と、電動機の回転角度信号を入力して角度情報を出力する角度情報検出手段と、電流情報と角度情報とをサンプリングしてベクトル制御演算手段に与える電流情報サンプラと角度情報サンプラと、電流情報サンプラと角度情報サンプラとのそれぞれのサンプリング時期を演算するサンプリング時期演算手段とを備え、同一時期における前記電動機の電流信号と回転角度信号から前記電流情報と回転情報をサンプリングするために、サンプリング時期演算手段が出力するサンプリング時期が、電流情報のサンプリング時期と角度情報のサンプリング時期との間に所定の時間差を有するように設定されたものである。
【０００７】
また、キャリア信号が三角波であり、サンプリング時期演算手段が演算する角度情報のサンプリング時期が、三角波の最大値、または、最低値からゼロを含む所定の時間経過後に設定されるようにしたものである。
さらに、電流情報のサンプリング時期と角度情報のサンプリング時期との間の所定の時間差が、電流情報検出手段の信号処理遅れ時間と角度情報検出手段の信号処理遅れ時間との時間差に基づき設定されるようにしたものである。
さらにまた、インバータにＰＷＭ信号をゲート信号に変換するゲート駆動手段を設け、三角波の最大値または最低値からの所定の時間が、ゲート駆動手段のＰＷＭ信号からゲート信号に変換処理するときの信号処理遅れ時間に基づき設定されるようにしたものである。
【０００８】
また、電流情報検出手段と角度情報検出手段とゲート駆動手段とに温度検出手段を設け、電流情報検出手段の信号処理遅れ時間と角度情報検出手段の信号処理遅れ時間との時間差に基づき設定される所定の時間差と、ゲート駆動手段のＰＷＭ信号からゲート信号に変換処理するときの信号処理遅れ時間に基づき設定される所定の時間とが、それぞれの温度により補正されるようにしたものである。
さらに、キャリア信号が鋸歯状波であり、サンプリング時期演算手段が演算する角度情報のサンプリング時期が、鋸歯状波の最大値から所定の時間前に設定されるようにしたものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１ないし図８は、この発明の実施の形態１による電動機制御装置を説明するためのもので、図１は、システムの構成を示すブロック図、図２は、図１における電流情報検出手段１０と角度情報検出回路１１との構成例とその信号伝達特性を示す説明図、図３は、サンプリングの同時性を説明する動作説明図、図４は、図１におけるゲート駆動手段８の説明図、図５は、ゲート駆動動作の伝達特性を説明する説明図、図６は、回転角度情報に対する転流ノイズ防止タイミングを説明する説明図、図７と図８とは、サンプリングの同時性と転流ノイズ防止のタイミングを説明する説明図である。
【００１０】
図１にてシステムの構成と動作とを説明すると、システムは直流電源１と、直流電源１からの直流電力をＵ相、Ｖ相、Ｗ相の三相交流電力に変換するインバータ２と、インバータ２からの交流電力により駆動される電動機３と、インバータ２から電動機３への電力供給路に設けられたＵ相電流検出器４ａとＶ相電流検出器４ｂと、電動機３の回転子の回転角度を検出する角度検出器５と、Ｕ相電流検出器４ａとＶ相電流検出器４ｂと角度検出器５とのそれぞれから信号を入力してインバータ２にＰＷＭ信号を与え、電動機３を制御する制御装置６とから構成されている。
【００１１】
インバータ２には半導体電力変換装置として、Ｕ相ｐ側のＩＧＢＴ７ａと、Ｕ相ｎ側のＩＧＢＴ７ｂと、図示しないがＶ相ｐ側のＩＧＢＴ、Ｖ相ｎ側のＩＧＢＴ、Ｗ相ｐ側のＩＧＢＴ、Ｗ相ｎ側のＩＧＢＴの合計六個のスイッチング素子が三相ブリッジの構成にて接続されており、制御装置６からのＰＷＭ信号により駆動されるゲート駆動手段８のゲート信号によりスイッチング動作し、直流電源１からの直流電力を三相交流電力に変換して電動機３に供給する。
【００１２】
制御装置６は、外部からのトルク指令値と、後述する電流情報と角度情報とにより電動機３に与えるべき電圧指令値を出力するベクトル制御演算手段９と、上記の各電流検出器４ａ、４ｂが検出した電流信号を入力して電流情報を出力する電流情報検出手段１０と、角度検出器５からの回転角度信号を入力して角度情報を出力する角度情報検出手段１１と、三角波のキャリア信号を生成するキャリア信号生成手段１２と、キャリア信号を入力して電流情報と角度情報とのサンプリング時期を演算するサンプリング時期演算手段１３と、サンプリング時期演算手段１３の信号によりサンプリング指示信号を出力するサンプリング指示手段１４と、サンプリング指示手段１４の指示に基づき電流情報をサンプリングするサンプラ１５ａおよび１５ｂと、サンプリング指示手段１４の指示に基づき角度情報をサンプリングするサンプラ１６と、ベクトル制御演算手段９の電圧指令値とキャリア信号生成手段１２からのキャリア信号とによりＰＷＭ信号を生成してゲート駆動手段８に与えるＰＷＭ信号生成手段１７とから構成されている。
【００１３】
制御装置６には、図示しない外部装置から電動機３に対して与えられるトルク指令値τｍと、Ｕ相電流検出器４ａが検出するＵ相電流信号と、Ｖ相電流検出器４ｂが検出するＶ相電流信号と、角度検出器５が検出する電動機３の回転角度信号とが入力信号として入力される。各相の電流信号を入力する電流情報検出手段１０は、後述する回路例のような構成を持ち、信号に含まれるノイズ成分の除去や信号レベル変換などのための波形整形を行い、Ｕ相電流情報としてｉｕを、Ｖ相電流情報としてｉｖを出力する。また、角度情報検出手段１１も後述する回路例のような構成を持ち、信号波形の整形を行って角度情報θを出力する。
【００１４】
サンプリング時期演算手段１３は、キャリア信号生成手段１２が出力する三角波のキャリア信号に基づき、後述するように電流情報のサンプリング時期と角度情報のサンプリング時期とを演算してそれぞれのタイミング信号をサンプリング指示手段１４に与える。サンプリング指示手段１４は与えられたタイミング信号によりサンプラ１５ａと１５ｂとに指示を与えてそのタイミングにおける電流情報ｉｕとｉｖとをサンプリングしてベクトル制御演算手段９に与え、また、サンプラ１６に指示を与えてそのタイミングにおける電動機３の角度情報θをサンプリングしてベクトル制御演算手段９に与える。ベクトル制御演算手段９は、外部から入力されたトルク信号τｍと、電流情報ｉｕおよびｉｖと、角度情報θとに基づき、公知のベクトル制御法により電動機３に印可すべき三相交流電圧指令値ＶｕとＶｖとＶｗとを演算してＰＷＭ信号生成手段１７に出力する。
【００１５】
ＰＷＭ信号生成手段１７にはこの三相交流電圧指令ＶｕとＶｖとＶｗと、キャリア信号生成手段１２からの三角波キャリア信号Ｖｃとが入力され、公知の三角波比較ＰＷＭ生成法によりインバータ２の六個のＩＧＢＴを操作するＰＷＭ信号としてＴｕｐ、Ｔｕｎ、Ｔｖｐ、Ｔｖｎ、Ｔｗｐ、Ｔｗｎを生成し、出力する。ここで、各ＰＷＭ信号のｕとｖとｗは三相の各相を、ｐとｎは正側と負側とを示す識別符号である。このＰＷＭ信号Ｔｕｐ〜Ｔｗｎがインバータ２のゲート駆動手段８に与えられ、信号レベルが変換されてゲート信号として各ＩＧＢＴに与えられ、インバータ２からは三相交流電圧が出力されて電動機３をトルク指令値τｍに基づき駆動する。
【００１６】
この実施の形態における電動機制御装置は以上のように動作するが、制御精度を向上するためにはサンプラ１５ａと１５ｂとがサンプリングする電流情報と、サンプラ１６がサンプリングする角度情報とのサンプリングの同時性が確保される必要があり、このサンプリングの同時性の確保は、サンプリング時期演算手段１３によるサンプリングタイミングの調整によりなされる。以下にこのサンプリングタイミングの調整に関してその内容を説明する。なお、このサンプリングの同時性とは電流検出器４ａおよび４ｂと角度検出器５とによる計測時期における同時性のことである。
【００１７】
電流情報検出手段１０は、例えば、各相毎に図２の（ａ）に示すような回路により電流信号に含まれるノイズ成分の除去や信号レベル変換のための波形整形が行われるが、この処理のために電気的な処理遅れが発生し、図の電流波形に示すように入力信号に対して出力信号には信号処理遅れ時間ｔｉが生ずる。また、角度情報検出手段１１は、例えば、図２の（ｂ）に示すような回路を用いて信号波形の整形を行うが、この処理のために同じく電気的な処理遅れが発生し、図に示すように入力信号に対して出力信号には信号処理遅れ時間ｔθが生ずる。
【００１８】
この電流情報検出手段１０および角度情報検出手段１１の構成は、電流検出器４ａと４ｂ、および、角度検出器５の特性により異なるものになり、一般的に電流情報の信号処理遅れ時間ｔｉと角度情報の信号処理遅れ時間ｔθは異なる値を持つものである。従って、信号処理後の電流情報と角度情報とを同時にサンプリングした場合には、図２におけるｉ２とθ２とを対にしてサンプリングすべきところを、ｉ１とθ１とをサンプリングすることになり、サンプリングされた電流情報と角度情報とは信号処理時間の差により同時性が失われることになる。
【００１９】
電流情報と角度情報とのサンプリングの同時性を保つためには、図３に示すように、電流情報検出手段１０での電流情報の信号処理遅れ時間ｔｉと角度情報検出手段１１での角度情報の信号処理遅れ時間ｔθの差異を考慮し、電流情報のサンプリングタイミングｔｓｍｐｌ−ｉに対して角度情報のサンプリングタイミングｔｓｍｐｌ−θに信号処理遅れ時間の差分である（ｔｉ−ｔθ）の時間差を持たせてサンプリングを実行する必要があり、サンプリング時期演算手段１３のタイミング指示にこの時間差を持たせることにより、電流情報と角度情報とのサンプリングの同時性が保たれることになる。
【００２０】
また、ゲート駆動手段８は、例えば、各相毎に図４に示すような回路で構成されており、ＰＷＭ信号生成手段１７からＰＷＭ信号を入力してＩＧＢＴを駆動するためのゲート信号に変換するが、入力側と出力側との信号伝達には信号経路の絶縁のためにフォトカプラ等が用いられており、一般的にゲート駆動手段８の伝達特性はベクトル制御演算回路９の制御演算周期に比較して無視できない程度の信号処理遅れ時間を有している。
【００２１】
図５に示すゲート駆動動作の伝達特性説明図は、三相の内のＵ相を代表として伝達特性と転流ノイズとの関係を示したもので、図の（ａ）はある時点での三角波キャリア信号Ｖｃと電圧指令値Ｖｕとの関係を示し、この関係に三角波比較ＰＷＭ生成法を用いるとＰＷＭ信号は、図５（ｂ）のＴｕｐとＴｕｎに示すような信号になる。このＰＷＭ信号がゲート駆動手段８によってゲート信号に変換されると、図の（ｃ）のゲート信号ＩＧＢＴｕｐとＩＧＢＴｕｎのようになり、ＰＷＭ信号とゲート信号との間にはｔｇにて示す信号処理遅れ時間が生じ、このゲート信号により生成されるＵ相電流の電流波形は図の（ｄ）に示すように変化して転流の都度スイッチングノイズ、すなわち、転流ノイズが重畳する。
【００２２】
このキャリア信号Ｖｃとゲート信号と角度情報との関係を示したのが図６であり、角度情報にもゲート信号によるＩＧＢＴの転流の都度転流ノイズが重畳するが、キャリア信号Ｖｃの最大値と最低値とがこの転流のほぼ中間になるため、サンプリング時期演算手段１３がキャリア信号Ｖｃの最大値と最低値とを検出して最大値と最低値とから信号処理遅れ時間ｔｇ相当の時間後に角度情報のサンプリング指示を行えば転流ノイズを避けることができる。
【００２３】
図７は、角度情報と電流情報との同時性の確保と、転流ノイズの重畳回避とを実現するためのサンプリングタイミングを示したものである。図の（ａ）に示す三角波キャリア信号Ｖｃと電圧指令値Ｖｕとに対し、ＰＷＭ信号は両者の交点で反転し、ゲート信号は信号処理遅れ時間ｔｇ後に反転してＩＧＢＴを操作するため、上記したように、キャリア信号Ｖｃの最大値と最低値とを検出して時間ｔｇ後に角度情報のサンプリング（ｔｓｍｐｌ−θ）を行い、このサンプリング点から電流情報の信号処理遅れ時間ｔｉと角度情報の信号処理遅れ時間ｔθとの差分である（ｔｉ−ｔθ）のタイミング差で電流情報のサンプリング（ｔｓｍｐｌ−ｉ）を行うことにより、電流情報と角度情報との同時性を保ちながら転流ノイズを避けたサンプリングが可能になる。
【００２４】
図８は電流情報と角度情報との同時性を保ちながら転流ノイズを避けたサンプリングを行うための、他のサンプルタイミング示すもので、キャリア信号Ｖｃの最大値と最低値とを検出して信号処理遅れ時間ｔｇ後に電流情報のサンプリング（ｔｓｍｐｌ−ｉ）を行い、このサンプリング点から電流情報の信号処理遅れ時間ｔｉと角度情報の信号処理遅れ時間ｔθとの差分である（ｔｉ−ｔθ）のタイミング差で角度情報のサンプリング（ｔｓｍｐｌ−θ）を行うようにしたものであり、図７に示したタイミングとは（ｔｉ−ｔθ）分ずれることになるが、このタイミングでも電流情報と角度情報との同時性を保ちながら転流ノイズを避けることができる。
【００２５】
以上のようにサンプリング時期演算手段１３が、キャリア信号からサンプリングタイミングを演算して出力し、サンプリング指示手段１４がサンプラ１５ａと１５ｂ、および、サンプラ１６を駆動して電流情報と角度情報とをサンプリングすることにより、角度情報と電流情報との同時性を確保しながら転流ノイズの重畳を回避でき、制御精度が高く、応答性に優れた電動機制御を得ることが可能になるものである。なお、電流検出をＵ相とＶ相との検出にて説明したが、どの相を検出しても良く、また、三相全てを検出しても同様の動作と効果とが得られるものである。
【００２６】
実施の形態２．
図９は、この発明の実施の形態２による電動機制御装置のシステムの構成を示すブロック図であり、この実施の形態は上記した実施の形態１の電動機制御装置に対して、ゲート駆動手段８に温度検出手段１８を、電流情報検出手段１０に温度検出手段１９を、角度情報検出手段１１に温度検出手段２０を設け、これらの各温度検出手段から温度信号を入力してサンプリング時期演算手段１３に温度による時間遅れの補正値ΔｔｇとΔｔｉとΔｔθとを出力してサンプリング時期を補正する温度変動補償手段２１を設けるようにしたものである。
【００２７】
電流情報検出手段１０と、角度情報検出手段１１と、ゲート駆動手段８とは一般的に電子デバイスにより構成される。多くの電子デバイスは温度変化に対してその特性を変化させる温度依存性を持っていることから、回路の構成によっては各手段の信号処理遅れ時間ｔｇとｔｉとｔθとは温度により変化する。従って、タイミング補正を行う必要のあるゲート駆動手段８と電流情報検出手段１０と角度情報検出手段１１とのそれぞれに温度検出手段１８〜２０を設け、検出した温度を温度変動補償手段２１に入力してそれぞれの温度に対する信号処理遅れ時間の変動分としてｔｇに対するΔｔｇと、ｔｉに対するΔｔｉと、ｔθに対するΔｔθとを演算し、それぞれを元の信号処理遅れ時間ｔｇとｔｉとｔθとに合算することにより、温度の変化に対しても常に角度情報と電流情報との同時性が得られ、転流ノイズの重畳が回避できるものである。
【００２８】
なお、温度変動補償手段２１による演算は、各手段の特性の温度依存性を温度に関する算式としても良く、また、ルックアップテーブルとして記憶させても良い。また、温度検出を電流情報のサンプリングと角度情報のサンプリングとに影響を及ぼす回路にのみ設置することもでき、温度を環境温度により代表させることも、環境温度と運転時間と負荷の状況とにより推定する方式を採ることもできるものである。
【００２９】
実施の形態３．
図１０は、この発明の実施の形態３による電動機制御装置の動作を説明する説明図であり、この実施の形態は、実施の形態１の電動機制御装置と比較して、キャリア信号生成手段１２が生成する三角波のキャリア信号波形が異なるもので、そのために、サンプリング時期演算手段１３によるサンプリング時期の設定をキャリア信号波形に応じて変えるようにしたものである。
【００３０】
図１０の（ａ）に示すように、この実施の形態のキャリア信号生成手段１２は鋸歯状波のキャリア信号Ｖｃを出力する。ＰＷＭ信号生成手段１７が生成するＰＷＭ信号は鋸歯状のキャリア信号Ｖｃと電圧指令値Ｖｕとの交点にて反転するため、反転はキャリア信号電圧の立ち上がり途上と最大値時点＝最小値時点とで発生することになる。ゲート駆動手段８が生成するゲート信号の反転は、実施の形態１の場合と同様にＰＷＭ信号に対して信号処理遅れ時間ｔｇを持つため、図１０の（ｂ）と（ｃ）とに示すように、キャリア信号の最大値と最小値とから時間ｔｇ後に転流ノイズが発生し、実施の形態１と同様のサンプリング時期では角度情報と電流情報とには転流ノイズが重畳することになる。
【００３１】
従って、この実施の形態においては図１０に示すように、サンプリングのタイミングをゲート信号の反転に対して時間ｔΔだけ早めるものである。例えば、電流情報の信号処置遅れ時間ｔｉの方が角度情報の信号処理遅れ時間ｔθより大きい場合には、サンプリング時期演算手段１３がキャリア信号の最大値を検出して（ｔｇ−ｔΔ）の時点にて角度情報をサンプリングし、この（ｔｇ−ｔΔ）の時点より（ｔｉ−ｔθ）早い時点で電流情報がサンプリングされるようにサンプルリング時期が設定される。電流情報の信号処理遅れ時間ｔｉの方が角度情報の信号処理遅れ時間ｔθより小さい場合にはこの逆になるが、通常はｔｉ＞ｔθである。
【００３２】
このようにサンプリング時期演算手段１３によるサンプリング時期を設定することにより、キャリア信号生成手段１２の生成するキャリア信号が鋸歯状波であっても角度情報と電流情報との同時性が確保でき、転流ノイズの重畳回避が可能になり、制御精度が高く、応答性に優れた電動機制御装置を得ることができるものである。
【００３３】
【発明の効果】
以上に説明したように、この発明の電動機制御装置において、請求項１に記載の発明によれば、電動機に電力供給するインバータにＰＷＭ信号を与えるＰＷＭ信号生成手段と、電動機の電流から電流情報を出力する電流情報検出手段と、電動機の回転角度信号から角度情報を出力する角度情報検出手段と、電流情報と角度情報とをサンプリングする電流情報サンプラと角度情報サンプラと、このそれぞれのサンプラのサンプリング時期を演算するサンプリング時期演算手段とを備え、同一時期における前記電動機の電流信号と回転角度信号から前記電流情報と回転情報をサンプリングするために、サンプリング時期演算手段が出力するサンプリング時期が、電流情報のサンプリング時期と角度情報のサンプリング時期との間に所定の時間差を有するように設定されたので、角度情報と電流情報とのサンプリングの同時性を確保することができ、制御精度が高く、応答性に優れた電動機制御装置を得ることができるものである。
【００３４】
また、請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明において、ＰＷＭ信号生成手段のキャリア信号が三角波の場合に、サンプリング時期演算手段が演算する角度情報サンプラのサンプリング時期が、三角波の最大値、または、最低値からゼロを含む所定の時間経過後に設定されるようにしたので、角度情報と電流情報との同時性を確保しながら各情報が転流ノイズに影響されることを防止することができるものである。
【００３５】
さらに、請求項３に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明において、電流情報のサンプリング時期と角度情報のサンプリング時期との間の所定の時間差を、電流情報検出手段の信号処理遅れ時間と、角度情報検出手段の信号処理遅れ時間との時間差に基づき設定するようにしたので、信号処理遅れ時間に起因するサンプリング時期の非同時性に対する補正が可能になるものである。
さらにまた、請求項４に記載の発明によれば、請求項２の発明において、インバータにゲート駆動手段を設け、このゲート駆動手段のＰＷＭ信号からゲート信号に変換処理するときの信号処理遅れ時間に基づき、三角波の最大値または最低値からの所定の時間を設定するようにしたので、角度情報や電流情報のサンプリング時期を確実に転流ノイズの影響外の時期に設定することができるものである。
【００３６】
また、請求項５に記載の発明によれば、請求項３と４との発明において、電流情報検出手段と角度情報検出手段とゲート駆動手段とに温度検出手段を設け、電流情報検出手段の信号処理遅れ時間と角度情報検出手段の信号処理遅れ時間との時間差に基づき設定される所定の時間差と、ゲート駆動手段のＰＷＭ信号からゲート信号に変換処理するときの信号処理遅れ時間に基づき設定される所定の時間とを、それぞれの温度により補正するようにしたので、環境温度が変化しても常に信号処理遅れ時間に起因するサンプリング時期の非同時性の補正ができ、また、角度情報や電流情報のサンプリング時期を確実に転流ノイズの影響外に設定することができるものである。
【００３７】
さらに、請求項６に記載の発明によれば、キャリア信号が鋸歯状波である場合において、サンプリング時期演算手段が演算する角度情報サンプラのサンプリング時期が、鋸歯状波の最大値から所定の時間前に設定されるようにしたので、キャリア信号の波形に影響されず、信号処理遅れ時間に起因するサンプリング時期の補正ができ、また、角度情報や電流情報のサンプリング時期を確実に転流ノイズの影響外に設定することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１による電動機制御装置のシステム構成を示すブロック図である。
【図２】この発明の実施の形態１による電動機制御装置の電流情報検出手段と角度情報検出手段の説明図である。
【図３】この発明の実施の形態１による電動機制御装置のサンプリング動作の説明図である。
【図４】この発明の実施の形態１による電動機制御装置のゲート駆動手段の説明図である。
【図５】この発明の実施の形態１による電動機制御装置のゲート駆動動作の説明図である。
【図６】この発明の実施の形態１による電動機制御装置の転流ノイズ防止の説明図である。
【図７】この発明の実施の形態１による電動機制御装置のサンプリングの同時性と転流ノイズ防止の説明図である。
【図８】この発明の実施の形態１による電動機制御装置のサンプリングの同時性と転流ノイズ防止の説明図である。
【図９】この発明の実施の形態２による電動機制御装置のシステム構成を示すブロック図である。
【図１０】この発明の実施の形態３による電動機制御装置の動作説明図である。
【符号の説明】
１直流電源、２インバータ、３電動機、４ａ、４ｂ電流検出器、
５角度検出器、６制御装置、７ａ、７ｂＩＧＢＴ、
８ゲート駆動手段、９ベクトル制御演算手段、
１０電流情報検出手段、１１角度情報検出手段、
１２キャリア信号生成手段、１３サンプリング時期演算手段、
１４サンプリング指示手段、１５ａ、１５ｂ、１６サンプラ、
１７ＰＷＭ信号生成手段、１８、１９、２０温度検出手段、
２１温度変動補償手段。

Claims

電動機に対する供給電力を電力変換するインバータに電圧指令値とキャリア信号とに基づくＰＷＭ信号を与えるＰＷＭ信号生成手段、前記電動機の電流信号を入力して電流情報を出力する電流情報検出手段、前記電動機の回転角度信号を入力して角度情報を出力する角度情報検出手段、前記電流情報と前記角度情報とをサンプリングしてベクトル制御演算手段に与える電流情報サンプラと角度情報サンプラ、前記電流情報サンプラと前記角度情報サンプラとのそれぞれのサンプリング時期を演算するサンプリング時期演算手段を備え、同一時期における前記電動機の電流信号と回転角度信号から前記電流情報と角度情報をサンプリングするために、前記サンプリング時期演算手段が出力するサンプリング時期が、前記電流情報のサンプリング時期と前記角度情報のサンプリング時期との間に所定の時間差を有するように設定されたことを特徴とする電動機制御装置。
前記キャリア信号が三角波であり、前記サンプリング時期演算手段の演算する前記角度情報のサンプリング時期が、前記三角波の最大値、または、最低値からゼロを含む所定の時間経過後に設定されることを特徴とする請求項１に記載の電動機制御装置。
前記電流情報のサンプリング時期と前記角度情報のサンプリング時期との間の前記所定の時間差が、前記電流情報検出手段の信号処理遅れ時間と前記角度情報検出手段の信号処理遅れ時間との時間差に基づき設定されることを特徴とする請求項１に記載の電動機制御装置。
前記インバータに前記ＰＷＭ信号をゲート信号に変換するゲート駆動手段を設け、前記三角波の最大値または最低値からの所定の時間が、前記ゲート駆動手段の前記ＰＷＭ信号から前記ゲート信号に変換処理するときの信号処理遅れ時間に基づき設定されることを特徴とする請求項２に記載の電動機制御装置。
前記電流情報検出手段と前記角度情報検出手段と前記ゲート駆動手段とに温度検出手段を設け、前記電流情報検出手段の信号処理遅れ時間と前記角度情報検出手段の信号処理遅れ時間との時間差に基づき設定される前記所定の時間差と、前記ゲート駆動手段の前記ＰＷＭ信号から前記ゲート信号に変換処理するときの信号処理遅れ時間に基づき設定される前記所定の時間とが、それぞれの温度により補正されるようにしたことを特徴とする請求項３または請求項４に記載の電動機制御装置。
前記キャリア信号が鋸歯状波であり、前記サンプリング時期演算手段が演算する前記角度情報のサンプリング時期が、前記鋸歯状波の最大値から所定の時間前に設定されるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の電動機制御装置。