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発明の名称 PWM信号補正手段
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−14114(P2007−14114A)
公開日 平成19年1月18日(2007.1.18)
出願番号 特願2005−191417(P2005−191417)
出願日 平成17年6月30日(2005.6.30)
代理人 【識別番号】100097445
【弁理士】
【氏名又は名称】岩橋 文雄
発明者 伊藤 義照
要約 課題
電流リップルに起因する電磁騒音を増大させることなく電流検出が困難なPWM信号パターンを低減するPWM信号補正手段を提供する。

解決手段
直流電源2の電流を検出する電流検出部3と、直流電源2に接続され、複数のスイッチング素子からなるインバータ部4と、電流検出部3で検出された直流電流および任意に与えられるトルク電流指令Iqおよび励磁電流指令Idから電圧指令Vベクトルを算出する電圧指令演算部5と、電圧指令VベクトルからPWM信号を生成するPWM信号作成部6と、電圧指令Vベクトルから励磁電流指令Idを作成する励磁電流指令作成部7とを備え、励磁電流指令作成部7は電圧指令Vベクトルの大きさに応じて励磁電流指令Idを変化させ出力電圧を高くすることで、モータ電流の算出が行えないPWM信号パターンの頻度を低減させる。
特許請求の範囲
【請求項1】
モータをPWM駆動するインバータ回路を備えたモータ駆動装置において、直流電源の電流を検出する電流検出部と、直流電源に接続され、複数のスイッチング素子からなるインバータ部と、前記電流検出部で検出された直流電流および任意に与えられるトルク電流指令および励磁電流指令から電圧指令を算出する電圧指令演算部と、電圧指令からPWM信号を生成するPWM信号作成部と、電圧指令から励磁電流指令を作成する励磁電流指令作成部とを備え、前記励磁電流指令作成部は出力電圧に応じて励磁電流指令を変化させて出力電圧を高くすることで、モータ電流の算出が行えないPWM信号パターンの頻度を低減させることを特徴とするPWM信号補正手段。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、モータをPWM駆動するインバータ部を備えたモータ駆動装置において、モータ電流をインバータ入力電流から算出することが困難なPWM信号パターンを改善する信号補正に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、モータを駆動するには、電流検出手段をモータ線の2相に設けるのが一般的である。
【0003】
しかし、近年、1つの電流検出手段でモータ線の2相の電流を検出することができるモータ駆動装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
【0004】
すなわち、直流電源とインバータ主回路との間に接続され、瞬時電流を検出する1つの電流検出手段と、検出された瞬時電流をもとに複数のスイッチング素子をオン・オフ制御するためのPWM信号を発生するPWM信号発生手段を備え、PWM信号の1キャリア周期中に少なくとも2回の瞬時電流を検出していずれか2相のモータ電流を検出する検出方法である。
【0005】
この方式においては、各相のスイッチング素子のオン・オフの期間が非常に短い、すなわちある相と別の相とのデューティが非常に近いPWM信号パターンの場合は、電流検出が非常に困難であるという課題をPWM信号の前半と後半とでデューティを補正してこの問題を回避している。
【特許文献1】特開2002−95263号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、上述した補正方法では、1キャリア周期中で急峻に出力電圧を変化させるため、補正による電流リップルに起因する電磁騒音が増大するといった課題がある。
【0007】
本発明は上記従来の課題を解決するものであり、電流リップルに起因する電磁騒音を増大させることなく電流検出が困難なPWM信号パターンを低減するPWM信号補正手段を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記課題を解決するために本発明は、直流電源の電流を検出する電流検出部と、直流電源に接続され、複数のスイッチング素子からなるインバータ部と、前記電流検出部で検出された直流電流および任意に与えられるトルク電流指令および励磁電流指令から電圧指令を算出する電圧指令演算部と、電圧指令からPWM信号を生成するPWM信号作成部と、電圧指令から励磁電流指令を作成する励磁電流指令作成部とを備え、前記励磁電流指令作成部が出力電圧に応じて励磁電流指令を変化させて出力電圧を高くすることで、モータ電流の算出が行えないPWM信号パターンの頻度を低減させる。
【発明の効果】
【0009】
インバータ回路の出力電圧を高くするPWM信号を生成することにより、電流検出が困難なPWM信号パターンを低減して、電流リップルによる電磁騒音の増大を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0010】
直流電源の電流を検出する電流検出部と、直流電源に接続され、複数のスイッチング素子からなるインバータ部と、前記電流検出部で検出された直流電流および任意に与えられるトルク電流指令および励磁電流指令から電圧指令を算出する電圧指令演算部と、電圧指令からPWM信号を生成するPWM信号作成部と、電圧指令から励磁電流指令を作成する励磁電流指令作成部とを備え、モータへの電圧指令から励磁電流指令を作成する励磁電流指令作成部により、励磁電流を変化させて出力電圧を高くするPWM信号を生成して電流検出が困難なPWM信号パターンの頻度を低減させる。
【実施例1】
【0011】
本発明の実施例1について、図を用いて説明する。ただし本実施例では説明を簡略化するために、駆動されるモータをSPMモータとする。
【0012】
図1は、本発明のモータ駆動装置における要部構成図である。図1において、直流電源2はインバータ部4に直流電力を供給する。インバータ部4ではPWM信号に基づいてスイッチング素子のオン・オフが行われ、直流電力を交流電力に変換してモータ1を駆動する。電流検出部3は直流電流を検出して電圧指令演算部5へ伝達する。電圧指令演算部5では、電流検出部3から与えられた直流電流、および任意に与えられたトルク電流指令、および励磁電流指令作成部7から与えられた励磁電流指令から、電圧指令を算出してPWM信号作成部6へ伝達する。PWM信号作成部6では電圧指令からPWM信号を生成してインバータ部4へ伝達する。励磁電流指令作成部7では、出力電圧の大きさに応じて、図4に示すように励磁電流を変化させる。
【0013】
ここで、本発明の励磁電流をプラスしたときの電圧ベクトル図および出力電圧図を通常動作と比較し、その効果について説明する。
【0014】
まず、通常行われている励磁電流を0とした場合の電圧指令のベクトル図を図5に示しており、トルク電流指令Iqに対して、電圧指令演算による電圧指令はV0ベクトルとなる。V0ベクトルから生成されるPWM信号のデューティを現したのが図6であり、比較を簡単にするため、この時のデューティの振幅を25%、電流検出が困難なデューティの差を5%以下とすると、電流検出が行えない領域は1周期360度あたり80度存在する。
【0015】
これに対して、本発明の励磁電流指令作成部7によって、励磁電流指令が正値として与えられた場合の電圧指令V1ベクトルを図2に示しており、図5のV0ベクトルと比較すると、励磁電流指令Iqに対する電圧ベクトルVidの分だけV0ベクトルよりV1ベクトルのほうが大きく、高い電圧指令が得られることがわかる。V1ベクトルから生成されるPWM信号のデューティを図3に示しており、電圧ベクトルVidによる電圧指令の上昇分を5%としてデューティの振幅を30%とすると、電流検出が行えない領域は1周期360度あたり68度となり、電流検出を行えない領域が低減されている。
【産業上の利用可能性】
【0016】
本発明のPWM信号補正手段は、直流電源の電流からインバータ出力電流を算出するモータ駆動装置に有用である。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1】モータ駆動装置における要部構成図
【図2】本発明における励磁電流指令が正値の場合の電圧ベクトル図
【図3】本発明における励磁電流指令が正値の場合の出力電圧図
【図4】励磁電流指令作成部における出力電圧と励磁電流の関係図
【図5】励磁電流指令が0の場合の電圧ベクトル図
【図6】励磁電流指令が0の場合の出力電圧図
【符号の説明】
【0018】
1 モータ
2 直流電源
3 電流検出部
4 インバータ部
5 電圧指令演算部
6 PWM信号生成部
7 励磁電流指令作成部




 

 


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