(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電流制御により３相の第１の電圧指令値を出力する電流制御部と、第１の電圧指令値に基づいてＰＷＭパルスを出力するＰＷＭパルス生成手段と、ＰＷＭパルスに制御されてモータを駆動するインバータ主回路を備え、モータの相電流を電流制御部へフィードバックするモータ制御用ＰＷＭインバータにおいて、
インバータ主回路の直流母線に電流センサを設けるとともに、
前記相電流を前記電流センサの検出値とＰＷＭパルス生成手段から出力されるＰＷＭパルスとに基づいて演算する相電流演算部を有し、
前記ＰＷＭパルス生成手段は、
前記第１の電圧指令値の大きさ順に並べた相間の差が所定間隔値より小さいとき、１ＰＷＭ周期ごとに、当該差が小さい２つの相の第１の電圧指令値の少なくも一方の値を、当該値と平均値を同一にしかつ前記周期の前半と後半とで異なる値とした第２の電圧指令値に補正して、各相間の差を所定間隔値以上とする電圧指令補正部と、
前記第２の電圧指令値にしたがってＰＷＭパルスを出力するＰＷＭパルス生成部とからなることを特徴とするモータ制御用ＰＷＭインバータ。
【請求項２】
前記電圧指令補正部は、１ＰＷＭ周期の前半において前記差が小さい２つの相の少なくも一方の第１の電圧指令値を前記差を拡大する方向に所定値だけ補正し、周期の後半において当該所定値だけ前記一方の第１の電圧指令値を逆方向に補正して、前記第２の電圧指令値とするものであることを特徴とする請求項１記載のモータ制御用ＰＷＭインバータ。
【請求項３】
前記１ＰＷＭ周期の前半における補正は、
前記差が小さい２つの相が第１の電圧指令値の最も大きい値の相を含むときは、該最も大きい値の第１の電圧指令値に前記所定値を加算し、
前記差が小さい２つの相が第１の電圧指令値の最も小さい値の相を含むときは、該最も小さい値の第１の電圧指令値から前記所定値を減算したものであることを特徴とする請求項２記載のモータ制御用ＰＷＭインバータ。
【請求項４】
前記電圧指令補正部は、第１の電圧指令値の大きさ順に並べた３相の差が互いに隣り合う間でそれぞれ所定間隔値より小さいとき、１ＰＷＭ周期の前半において選択した２つの相の第１の電圧指令値をそれぞれ第１の所定値および第２の所定値だけ補正して３相の隣り合う相間を所定間隔値とし、周期の後半において前記第１の所定値および第２の所定値だけ前記選択した２つの相の第１の電圧指令値を逆方向に補正して、前記第２の電圧指令値とするものであることを特徴とする請求項２記載のモータ制御用ＰＷＭインバータ。
【請求項５】
前記選択した２つの相は第１の電圧指令値の最も大きい値と最も小さい値の相であり、前記１ＰＷＭ周期の前半における補正は、最も大きい値の第１の電圧指令値に前記第１の所定値を加算し、最も小さい値の第１の電圧指令値から前記第２の所定値を減算したものであることを特徴とする請求項４記載のモータ制御用ＰＷＭインバータ。
【請求項６】
２組のモータに対して、電流制御により３相の第１の電圧指令値を出力する電流制御部と、第１の電圧指令値を補正して第２の電圧指令値を出力する電圧指令補正部と、第２の電圧指令値に基づいてＰＷＭパルスを出力するＰＷＭパルス生成部と、ＰＷＭパルスに制御されてモータを駆動するインバータ主回路とをそれぞれ対応して備え、各インバータ主回路が共通の直流母線を介して直流電源から電源供給され、各モータの相電流を対応する電流制御部へフィードバックするモータ制御用ＰＷＭインバータにおいて、
前記直流母線に電流センサを設けるとともに、
前記相電流を前記電流センサの検出値とＰＷＭパルス生成部から出力されるＰＷＭパルスとに基づいて演算する相電流演算部を有し、
各電圧指令補正部はそれぞれ、両電流制御部からの第１の電圧指令値の大きさ順に並べた６相において互いに隣り合う相間に所定間隔値より小さい差があるとき、１ＰＷＭ周期の前半において、前記６相の互いに隣り合う相間の差が所定間隔値以上となるように、各電圧指令補正部が対応する第１の電圧指令値をその相別に設定された所定値で補正し、周期の後半において、前記補正した第１の電圧指令値を前記相別に設定された所定値だけ逆方向に補正して、前記第２の電圧指令値とするものであることを特徴とするモータ制御用ＰＷＭインバータ。
【請求項７】
前記所定間隔値が、前記電流センサが前記直流母線の電流を検出するに必要な時間に相当する電圧差であることを特徴とする請求項１から６のいずれか１に記載のモータ制御用ＰＷＭインバータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータの相電流を用いてモータをフィードバック制御するモータ制御用インバータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
直流電源で３相モータを駆動するため、モータの相電流を用いてモータ電流をフィードバック制御するＰＷＭ（パルス幅変調）による電流制御のインバータが使用される。
このような電流制御ＰＷＭインバータでは、制御指令が電流指令値として与えられ、これを電圧指令値に変換したあと主回路の各相のスイッチング素子に対するＰＷＭ制御信号が生成される。そして各相の相電流値が上記電圧指令値を調節するためフィードバックされる。
【０００３】
ここで、各相の相電流に関して、例えば特開平８−１９２６３に開示されるＰＷＭインバータでは、インバータ主回路の各相のスイッチング素子のスイッチング直前および直後に、電流センサでインバータ主回路の直流母線電流を検出し、検出電流の変化分をスイッチングタイミングに応じて各相別に分配することにより、相別の検出電流とすることが行なわれる。これにより、相別の電流検出が１つの電流センサで済ませられることが期待される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ＰＷＭインバータでは一般に、電圧指令値が３相とも０となったり、あるいは２相の電圧指令値がほぼ等しくなる場合が発生する。この結果、例えば３相のスイッチング素子が同時にスイッチングを行なったときは前者となり、２相のスイッチング素子が同時にスイッチングを行なえば後者となる。
図６はその具体例で、（ａ）は電圧指令値と比較三角波を示し、（ｂ）はＰＷＭパルスを、（ｃ）は直流母線電流の変化を示す。
（ａ）のように、３相ｕ、ｖ、ｗのうちｖ相の電圧指令値ｖｖ* とｗ相の電圧指令値ｖｗ* の値が同一の場合には、三角波比較により生成されるＰＷＭパルスは、（ｂ）のように、ｖ相電圧とｗ相電圧の立ち上がりおよび立ち下がり、すなわちスイッチングがそれぞれ同時となる。
【０００５】
しかしながら、上記直流母線電流を１つの電流センサで検出する従来のＰＷＭインバータでは、各相のスイッチング素子のスイッチング前後の直流母線電流をサンプルホールドしてその検出値の差から対応する相の電流値を求める構成であるので、ｖ相電圧とｗ相電圧の立ち上がりおよび立ち下がりが同時では、各相の電流情報が直流母線に現われる時間が短くて検出困難で、図６の（ｃ）のように、ｖ相電流とｗ相電流とを分離することができない。
これは、スイッチングが完全に同時である場合だけでなく、１つの相のスイッチングから他の相のスイッチングまでの間隔が短い場合も同様であり、スイッチング間の直流母線電流の検出が困難、あるいは検出精度の低下を招き、したがって各相電流を適正に求めることができないという問題がある。
【０００６】
したがって、本発明は、上記の問題点に鑑み、フィードバック制御に用いる相電流を直流母線電流から求めるモータ制御用インバータにおいて、各相間でスイッチングのタイミングが重なる場合にも各相電流を適正に求めることができるようにしたモータ制御用インバータを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１の本発明は、電流制御により３相の第１の電圧指令値を出力する電流制御部と、第１の電圧指令値に基づいてＰＷＭパルスを出力するＰＷＭパルス生成手段と、ＰＷＭパルスに制御されてモータを駆動するインバータ主回路を備え、モータの相電流を電流制御部へフィードバックするモータ制御用ＰＷＭインバータにおいて、インバータ主回路の直流母線に電流センサを設けるとともに、相電流を電流センサの検出値とＰＷＭパルス生成手段から出力されるＰＷＭパルスとに基づいて演算する相電流演算部を有する。
【０００８】
そしてＰＷＭパルス生成手段は、第１の電圧指令値の大きさ順に並べた相間の差が所定間隔値より小さいとき、１ＰＷＭ周期ごとに、当該差が小さい２つの相の第１の電圧指令値の少なくも一方の値を、当該値と平均値を同一にしかつ周期の前半と後半とで異なる値とした第２の電圧指令値に補正して、各相間の差を所定間隔値以上とする電圧指令補正部と、第２の電圧指令値にしたがってＰＷＭパルスを出力するＰＷＭパルス生成部とからなるものとした。
ＰＷＭパルス生成手段が出力するＰＷＭパルス立ち上がりまたは立ち下がりの相間のタイミング間隔が所定値以上に確保されるので、各相に対応する直流母線電流が確実に検出され、相電流が演算できる。
【０００９】
より具体的には、請求項２のように、電圧指令補正部は、１ＰＷＭ周期の前半において上記の差が小さい２つの相の少なくも一方の第１の電圧指令値をその差を拡大する方向に所定値だけ補正し、周期の後半において当該所定値だけ上記一方の第１の電圧指令値を逆方向に補正して、第２の電圧指令値とすることができる。
ＰＷＭパルス生成手段が相間のタイミング間隔を確保したＰＷＭパルスを出力するためには、第１の電圧指令値を第２の電圧指令値へ補正する電圧指令補正部を備えることにより可能となる。
電圧指令補正部では近接している相の一方の第１の電圧指令値を補正して指令値の差を大きくした第２の電圧指令値とすることにより、ＰＷＭパルスのタイミング間隔を広げる。また、補正した指令値は前半と後半で異ならせて平均値を補正前と同一にするので、１周期全体では第１の電圧指令値と同一レベルを保持しながらＰＷＭパルスのタイミング間隔が確保される。
【００１０】
請求項３の発明は、１ＰＷＭ周期の前半における補正として、とくに、差が小さい２つの相が第１の電圧指令値の最も大きい値の相を含むときは、該最も大きい値の第１の電圧指令値に所定値を加算し、差が小さい２つの相が第１の電圧指令値の最も小さい値の相を含むときは、該最も小さい値の第１の電圧指令値から所定値を減算する。
これにより、補正により得られた第２の電圧指令値が、補正前には十分な間隔があった相に近づき、その差が所定間隔値より小さくなってしまう事態が防止される。
【００１１】
請求項４の発明は、電圧指令補正部が、第１の電圧指令値の大きさ順に並べた３相の差が互いに隣り合う間でそれぞれ所定間隔値より小さいとき、１ＰＷＭ周期の前半において選択した２つの相の第１の電圧指令値をそれぞれ第１の所定値および第２の所定値だけ補正して３相の隣り合う相間を所定間隔値とし、周期の後半において第１の所定値および第２の所定値だけ選択した２つの相の第１の電圧指令値を逆方向に補正して、第２の電圧指令値とするものである。
とくに、３相間がすべて所定間隔値より小さいときにも、第２の電圧指令値の各相間が所定間隔値となるように補正されるので、各相に対応する直流母線電流が確実に検出され、相電流が演算できる。
【００１２】
請求項５の発明は、請求項５の構成においてとくに選択した２つの相が第１の電圧指令値の最も大きい値と最も小さい値の相であり、１ＰＷＭ周期の前半における補正は、最も大きい値の第１の電圧指令値に第１の所定値を加算し、最も小さい値の第１の電圧指令値から第２の所定値を減算するものである。
これにより、第１の所定値および第２の所定値は最小限の値で各相間を所定間隔値に広げることができ、補正量として第１の電圧指令値からの変化量を少なくしながらＰＷＭパルスのタイミング間隔を広げ、各相電流を求めることができる。
【００１３】
請求項６の発明は、２組のモータに対して、電流制御により３相の第１の電圧指令値を出力する電流制御部と、第１の電圧指令値を補正して第２の電圧指令値を出力する電圧指令補正部と、第２の電圧指令値に基づいてＰＷＭパルスを出力するＰＷＭパルス生成部と、ＰＷＭパルスに制御されてモータを駆動するインバータ主回路とをそれぞれ対応して備え、各インバータ主回路が共通の直流母線を介して直流電源から電源供給され、各モータの相電流を対応する電流制御部へフィードバックするモータ制御用ＰＷＭインバータにおいて、直流母線に電流センサを設けるとともに、相電流を電流センサの検出値とＰＷＭパルス生成部から出力されるＰＷＭパルスとに基づいて演算する相電流演算部を有し、各電圧指令補正部はそれぞれ、両電流制御部からの第１の電圧指令値の大きさ順に並べた６相において互いに隣り合う相間に所定間隔値より小さい差があるとき、１ＰＷＭ周期の前半において、上記６相の互いに隣り合う相間の差が所定間隔値以上となるように、各電圧指令補正部が対応する第１の電圧指令値をその相別に設定された所定値で補正し、周期の後半において、上に補正した第１の電圧指令値を上記相別に設定された所定値だけ逆方向に補正して、第２の電圧指令値とするものとした。
２組のモータのインバータ主回路が直流電源を共用し、各電圧指令補正部において両電流制御部からの第１の電圧指令値の大きさ順に並べた６相において互いに隣り合う相間を所定間隔値以上とするので、各相に対応する直流母線電流が１つの電流センサで確実に検出され、これに基づいて相電流を求めることができる。
【００１４】
なお、上記の電圧指令値における所定間隔値は、請求項７のように、電流センサが直流母線の電流を検出するに必要な時間に相当する電圧差に止めるのが好ましい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を実施例により説明する。
図１は実施例の全体構成を示すブロック図である。
直流電源２に、６個のスイッチング素子４からなる３相ブリッジ回路３を介して、モータ５が接続され、インバータ主回路１を形成している。３相ブリッジ回路３はモータ５へ相電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗを出力する。
直流電源２には３相ブリッジ回路３と並列にコンデンサ６が設けられ、３相ブリッジ回路３へ供給される直流電圧を安定化させている。
【００１６】
インバータ主回路１の制御のため、モータ駆動指令として外部から電流指令値を受ける電流制御部１０が設けられ、電流制御部１０に順次電圧指令補正部１１およびＰＷＭパルス生成部１２が接続されている。
電流制御部１０は、電流指令値と後述する相電流に基づいて各相の第１の電圧指令値ｖｕ１* 、ｖｖ１* 、ｖｗ１* を出力する。電圧指令補正部１１は、第１の電圧指令値を補正して第２の電圧指令値ｖｕ２* 、ｖｖ２* 、ｖｗ２* を出力する。
ＰＷＭパルス生成部１２は、第２の電圧指令値に基づいて、３相ブリッジ回路３のスイッチング素子４をオン、オフするＰＷＭパルス信号を出力する。
【００１７】
直流電源２から３相ブリッジ回路３に向かう直流母線８には電流センサ１３が設けられ、電流センサ１３は相電流演算部１４に接続されている。
相電流演算部１４はＰＷＭパルス生成部１２と電流制御部１０に接続されており、電流センサ１３により検出した直流母線電流ＩｓとＰＷＭパルス生成部１２からのＰＷＭパルス信号とに基づいて、モータ５への相電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗを演算してこれをフィードバック情報として電流制御部１０へ出力する。
【００１８】
電圧指令補正部１１は、３相ブリッジ回路３のスイッチング素子４の相間のスイッチング間隔が短かくなってスイッチング間の直流母線電流の検出が困難となる程度に各相に対する第１の電圧指令値間が差が小さいとき、相間のスイッチング間隔を拡大するように補正して第２の電圧指令値とする。
図２、図３は、電圧指令補正部１１における各ＰＷＭ周期ごとの第２の電圧指令値生成の流れを示すフローチャートである。
まず、ステップ１０１において、電流制御部１０から出力された第１の電圧指令値ｖｕ１* 、ｖｖ１* 、ｖｗ１* の大きさの順序を調べる。ここでは、その１番目に大きいものを最大相電圧指令値ｖｍａｘ１* 、２番目に大きいものを第２相電圧指令値ｖｍ１* 、そして３番目のものを最小相電圧指令値ｖｍｉｎ１* と呼ぶ。
【００１９】
そして、ステップ１０２では、そのなかの最大相電圧指令値ｖｍａｘ１* と第２相電圧指令値ｖｍ１* の差Δｖ１２を求め、次のステップ１０３で、指令値の差Δｖ１２が所定値Ｄｍｉｎ以上であるかどうかをチェックする。ここで、所定値Ｄｍｉｎは、直流母線電流Ｉｓの検出に十分な時間間隔に相当する値として、あらかじめ設定される。
指令値の差Δｖ１２が所定値Ｄｍｉｎ以上であるときは、ステップ１０５へ進み、所定値Ｄｍｉｎより小さいときはステップ１０４へ進む。
【００２０】
ステップ１０４では、補正量をｖｃｍｐ１２＝Ｄｍｉｎ−Δｖ１２に設定する。一方、ステップ１０５では、補正の必要がないので、ｖｃｍｐ１２＝０とする。
ステップ１０６では、最大相電圧指令値ｖｍａｘ１* に補正量ｖｃｍｐ１２を加算して、第１の電圧指令値の１番目に大きい相に対応するＰＷＭ周期前半の補正値（第２の電圧指令値）ｖｍａｘ２f*とする。
なお、第２相電圧指令値から補正量を減算して間隔を広げる場合には、小さくなった第２相電圧指令値が最小相電圧指令値へ所定値Ｄｍｉｎよりも近づいてしまう可能性があるので、ここでは最大相電圧指令値の方を補正して一層大きくすることにより間隔を広げている。
【００２１】
つぎに、ステップ１０７において、第２相電圧指令値ｖｍ１* と最小相電圧指令値ｖｍｉｎ１* の差Δｖ２３を求め、次のステップ１０８で、指令値の差Δｖ２３が所定値Ｄｍｉｎ以上であるかどうかをチェックする。
指令値の差Δｖ２３が所定値Ｄｍｉｎ以上であるときは、ステップ１１０へ進み、所定値Ｄｍｉｎより小さいときはステップ１０９へ進む。
ステップ１０９では、補正量をｖｃｍｐ２３＝Ｄｍｉｎ−Δｖ２３に設定する。一方、ステップ１１０では、補正の必要がないので、ｖｃｍｐ２３＝０とする。
【００２２】
そして、つぎのステップ１１１において、最小相電圧指令値ｖｍｉｎ１* から補正量ｖｃｍｐ２３を減算して、第１の電圧指令値の３番目の相に対応するＰＷＭ周期前半の補正値（第２の電圧指令値）ｖｍｉｎ２f*とする。
第２相電圧指令値に補正量を加算して間隔を広げる場合には、大きくなった第２相電圧指令値が最大相電圧指令値へ所定値Ｄｍｉｎよりも近づいてしまう可能性があるので、ここでは最小相電圧指令値の方を補正して一層小さくすることにより間隔を広げている。
【００２３】
続いて、ステップ１１２で、２番目に大きい第２相電圧指令値ｖｍ１* をそのまま当該相のＰＷＭ周期前半の補正値（第２の電圧指令値）ｖｍ２f*とする。
ステップ１１３では、上記のステップ１０６、１１１、１１２において求めた補正値ｖｍａｘ２f*、ｖｍｉｎ２f*、ｖｍ２f*をＰＷＭ周期前半における第２の電圧指令値ｖｕ２* 、ｖｖ２* 、ｖｗ２* として設定し、ＰＷＭパルス生成部１２へ出力する。
【００２４】
つぎに、ＰＷＭ周期後半の第２の電圧指令値を求める。
まずステップ１１４において、最大相電圧指令値ｖｍａｘ１* から補正量ｖｃｍｐ１２を減算して、第１の電圧指令値の１番目に大きい相に対応する補正値（第２の電圧指令値）ｖｍａｘ２r*とする。
ステップ１１５では、最小相電圧指令値ｖｍｉｎ１* に補正量ｖｃｍｐ２３を加算して、第１の電圧指令値の３番目の相に対応する補正値（第２の電圧指令値）ｖｍｉｎ２r*とする。
そして、ステップ１１６で、２番目に大きい第２相電圧指令値ｖｍ１* をそのまま当該相の補正値（第２の電圧指令値）ｖｍ２r*とする。
【００２５】
ステップ１１７では、上記のステップ１１４〜１１５において求めた補正値ｖｍａｘ２r*、ｖｍｉｎ２r*、ｖｍ２r*をＰＷＭ周期後半における第２の電圧指令値ｖｕ２* 、ｖｖ２* 、ｖｗ２* として設定し、ＰＷＭパルス生成部１２へ出力する。
上記のｖｍａｘ２r*およびｖｍｉｎ２r*は、ＰＷＭ周期前半において加算あるいは減算された補正量をそれぞれ逆方向に減算、加算して設定するので、第１の電圧指令値の１番目に大きい相ならびに３番目の相に対応する各第２の電圧指令値のＰＷＭ周期前半および後半にわたる平均値は第１の電圧指令値と同一となる。
【００２６】
電流制御部１０から出力された第１の電圧指令値は、このように電圧指令補正部１１で第２の電圧指令値ｖｕ２* 、ｖｖ２* 、ｖｗ２* へ補正されてＰＷＭパルス生成部１２へ入力されるので、３相ブリッジ回路３のスイッチング素子４のオン、オフタイミングが相間で分離され、スイッチング間の直流母線電流Ｉｓを確実に検出できる。
図４はこの分離状況を示す波形チャートである。（ａ）は第１の電圧指令値と比較三角波を示し、（ｂ）は第２の電圧指令値と比較三角波を、（ｃ）はＰＷＭパルスを、（ｄ）は直流母線電流の変化を示す。
ここでは、（ａ）のように、ｕ相の第１の電圧指令値ｖｕ１* の値が最も大きく、これより十分離れてｖ相とｗ相の第１の電圧指令値ｖｖ１* 、ｖｗ１* がｖｖ１* ＞ｖｗ１*で互いに近接した値であったものとする。
【００２７】
（ｂ）は第２の電圧指令値を示し、ＰＷＭ周期前半では、３番目の相はｖｗ１* からｖｃｍｐ２３＝Ｄｍｉｎ−Δｖ２３を減じたｖｗ２* となっている。
ここで、Δｖ２３＝ｖｖ１* −ｖｗ１* である。
他の相の第２の電圧指令値ｖｕ２* 、ｖｖ２* の値は第１の電圧指令値と同一である。ｖｗ２* とｖｖ２* の差はＤｍｉｎとなる。
またＰＷＭ周期後半では、３番目の相がｖｗ１* にｖｃｍｐ２３を加算した値のｖｗ２* となっている。
他の相の第２の電圧指令値ｖｕ２* 、ｖｖ２* の値は、前半と同様に、第１の電圧指令値と同一である。
【００２８】
第２の電圧指令値から三角波比較により生成されるＰＷＭパルスは、図３の（ｃ）に示されるように、ｌＰＷＭ周期の前半においてｖｗ２* とｖｖ２* がＤｍｉｎだけ分離され、その結果、ｖ相とｗ相間のパルスの立ち下がり、立ち上がりのタイミング間隔ΔＴが確保される。
これにより、（ｄ）に示すように、各パルスによるスイッチング間の直流母線電流Ｉｓの検出が可能となって、相電流演算部１４において相電流ｉｕはもちろんのこと、相電流ｉｖ、ｉｗを明確に求めることができる。
なお、ｌＰＷＭ周期の後半ではｖｖ２* とｖｗ２* （＝ｖｗ１* ＋ｖｃｍｐ２３）間の差はＤｍｉｎより小さくなるので、この差においても十分直流母線電流Ｉｓが検出可能なようにＤｍｉｎの値を設定するのが好ましい。しかし、Ｄｍｉｎを直流母線電流の検出が可能な最小値に設定した場合にも、ＰＷＭ周期の前半でタイミング間隔ΔＴが確保されて直流母線電流Ｉｓが検出されるから、その検出値を当該周期における直流母線電流として用いることができる。
【００２９】
以上、第１の電圧指令値の大きさが２番目と３番目のものが近接している場合について説明したが、１番目と２番目の第１の電圧指令値が近接している場合、あるいは第１の電圧指令値のすべてが互いに近接している場合も同様である。
【００３０】
本実施例は以上のように構成され、フィードバック制御に用いるモータ５の相電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗを直流母線電流Ｉｓから演算するＰＷＭインバータにおいて、電流制御部１０で生成される３相の第１の電圧指令値に互いに近接しているものがある場合、その間を所定値Ｄｍｉｎだけ離間させてオフセットした第２の電圧指令値に補正、変換し、この第２の電圧指令値に基づいてＰＷＭパルスを生成するようにしたので、３相ブリッジ回路３におけるスイッチングが同時期に重なるおそれがある場合にも、スイッチング間に所定のタイミング間隔が確保されて、スイッチング間に直流母線電流Ｉｓを確実に検出でき、各相の相電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗを演算することができる。
【００３１】
また、上記所定値Ｄｍｉｎの離間オフセットはＰＷＭ周期の前半に限定し、後半における第２の電圧指令値は同量だけ逆側にオフセットした値に補正するので、ＰＷＭ周期の前半後半を通した全体の平均としては第１の電圧指令値と同一であるから、モータ５の駆動自体にはなんら影響を与えない。
【００３２】
つぎに、図５は第２の実施例を示す。この実施例は、直流電源を共用する２組の電流制御ＰＷＭインバータの直流母線に設けた１つの電流センサで、２組のモータの相電流を演算するようにしたものである。
各モータ５Ａ、５Ｂの３相ブリッジ回路３Ａ、３Ｂにはそれぞれ第１の実施例と同様の電流制御部１０Ａ、１０Ｂ、電圧指令補正部１１Ａ、１１ＢおよびＰＷＭパルス生成部１２Ａ、１２Ｂが接続されるとともに、各３相ブリッジ回路３Ａ、３Ｂは共通の直流電源１に接続されている。
電圧指令補正部１１Ａ、１１Ｂは相互に接続されて、対応する電流制御部１０Ａ、１０Ｂからの第１の電圧指令値の情報を他方の電圧指令補正部１１Ｂ、１１Ａへ送出するようになっている。
【００３３】
直流電源１から３相ブリッジ回路に向かう直流母線８には、２つの３相ブリッジ回路３Ａ、３Ｂへの分岐前に１つの電流センサ１３が設けられ、電流センサ１３は相電流演算部１６に接続されている。
相電流演算部１６は２組のモータ５Ａ、５Ｂに共通であって、ＰＷＭパルス生成部１２Ａおよび１２ＢからＰＷＭパルス信号が入力され、各モータ５Ａ、５Ｂへの相電流ｉｕａ、ｉｖａ、ｉｗａ、ならびにｉｕｂ、ｉｖｂ、ｉｗｂを演算し、これをフィードバック情報として対応する電流制御部１０Ａおよび１０Ｂへ出力する。
【００３４】
各電圧指令補正部１１Ａ、１１Ｂは、ＰＷＭパルス生成部１２Ａ、１２Ｂへの２組計６つの電圧指令値相互間の差が所定値以上となるように、電流制御部１０Ａおよび１０Ｂからの第１の電圧指令値を補正する。
すなわち、各電圧指令補正部では、両電流制御部１０Ａおよび１０Ｂから出力された第１の電圧指令値ｖｕ１a*、ｖｖ１a*、ｖｗ１a*、ｖｕ１b*、ｖｖ１b*、ｖｗ１b*の大きさの順序を調べる。
【００３５】
そして、これらのなかで、まず値が０に近い２つのｖｍ１３* とｖｍ１４* の差が所定値Ｄｍｉｎ以上でないときは、その差がＤｍｉｎとなるように一方の値、例えばｖｍ１３* を変更して第２の電圧指令値ｖｍ２３* とする。差が所定値Ｄｍｉｎ以上であるときはｖｍ１３* の値をそのまま第２の電圧指令値ｖｍ２３* とする。
【００３６】
続けて、ｖｍ２３* を値が大きい方向に隣り合う値ｖｍ１２* と比較して、差が小さければその差がＤｍｉｎとなるように大きい方の値ｖｍ１２* を変更（補正）して第２の電圧指令値ｖｍ２２* とする。差が所定値Ｄｍｉｎ以上であるときはｖｍ１２* の値をそのまま第２の電圧指令値ｖｍ２２* とする。
さらに、ｖｍ２２* を値が大きい方向に隣り合う値ｖｍ１１* と比較して、差が小さければその差がＤｍｉｎとなるように大きい方の値ｖｍ１１* を変更して第２の電圧指令値ｖｍ２１* とする。差が所定値Ｄｍｉｎ以上であるときはｖｍ１１* の値をそのまま第２の電圧指令値ｖｍ２１* とする。
【００３７】
同様にして、ｖｍ１４* から順に値が小さい方向に隣り合う値との差が所定値Ｄｍｉｎ以上となるように、必要な補正を施して第２の電圧指令値ｖｍ２４* 、ｖｍ２５* 、ｖｍ２６* を設定する。
【００３８】
電圧指令補正部１１Ａでは、以上に設定したｖｍ２１* 〜ｖｍ２６* のうち、ｖｕ１a*、ｖｖ１a*、ｖｗ１a*に対応する相電圧をＰＷＭ周期の前半における第２の電圧指令値ｖｕ２a*、ｖｖ２a*、ｖｗ２a*としてＰＷＭパルス生成部１２Ａへ出力し、電圧指令補正部１１Ｂは、ｖｍ２１* 〜ｖｍ２６* のうち、ｖｕ１b*、ｖｖ１b*、ｖｗ１b*に対応する相電圧をＰＷＭ周期の前半における第２の電圧指令値ｖｕ２b*、ｖｖ２b*、ｖｗ２b*としてＰＷＭパルス生成部１２Ｂへ出力する。
【００３９】
そして、ＰＷＭ周期の後半については、電圧指令補正部１１Ａでは、ｖｕ１a*、ｖｖ１a*、ｖｗ１a*を基準に前半に行なった補正と同量だけ逆側にオフセットした値の相電圧を第２の電圧指令値としてＰＷＭパルス生成部１２Ａへ出力し、電圧指令補正部１１Ｂでは、ｖｕ１b*、ｖｖ１b*、ｖｗ１b*を基準に前半に行なった補正と同量だけ逆側にオフセットした値の相電圧を第２の電圧指令値としてＰＷＭパルス生成部１２Ｂへ出力する。
その他の構成は、前実施例と同様である。
【００４０】
本実施例は以上のように構成され、直流電源１を共用する２組のモータ５Ａ、５Ｂにそれぞれ個別にＰＷＭパルスを供給する場合にも、ＰＷＭ周期の前半において、両者における電圧指令値すべての間が少なくも所定値Ｄｍｉｎだけ離間されるように補正した第２の電圧指令値に基づいてＰＷＭパルスを生成するようにしたので、各３相ブリッジ回路３Ａ、３Ｂにおけるスイッチング間に所定のタイミング間隔が確保されて、スイッチング間に直流母線電流Ｉｓを確実に検出でき、各相の相電流ｉｕａ、ｉｖａ、ｉｗａ、ならびにｉｕｂ、ｉｖｂ、ｉｗｂを演算することができる。
【００４１】
なお、この実施例では２組のモータ制御について説明したが、３組以上のモータを制御する場合にも本発明を同様に適用することができる。
また、各実施例では、ＰＷＭ周期の前半において隣接する相電圧の差が所定値Ｄｍｉｎとなるように補正するが、これに限らず、ＰＷＭ周期の後半において隣接する相電圧の差が所定値Ｄｍｉｎとなるように補正量を設定し、その前半には当該補正量だけ逆方向にオフセットさせて第２の電圧指令値とすることもできる。
【００４２】
【発明の効果】
以上のとおり、本発明は、インバータ主回路からモータへの相電流を電流制御部へフィードバックするモータ制御用ＰＷＭインバータにおいて、第１の電圧指令値の大きさ順に並べた相間の差が所定間隔値より小さいとき、１ＰＷＭ周期ごとに、当該差が小さい２つの相の第１の電圧指令値の少なくも一方の値を、当該値と平均値を同一にしかつ周期の前半と後半とで異なる値とした第２の電圧指令値に補正して、各相間の差を所定間隔値以上とする電圧指令補正部と、第２の電圧指令値にしたがってＰＷＭパルスを出力するＰＷＭパルス生成部とからなるＰＷＭパルス生成手段により各相間のＰＷＭパルスの立ち上がりまたは立ち下がりのタイミング間隔を所定値以上としてＰＷＭパルスを生成するので、インバータ主回路の直流母線の各相に対応する電流が１つの電流センサで確実に検出でき、この直流母線電流に基づいて相電流が演算できるという効果を有する。
【００４３】
そしてとくに、電圧指令補正部は、１ＰＷＭ周期の前半において差が小さい２つの相の少なくも一方の第１の電圧指令値をその差を拡大する方向に所定値だけ補正し、周期の後半において当該所定値だけ上記一方の第１の電圧指令値を逆方向に補正して、第２の電圧指令値とすることができる。
これにより、相間の電圧指令値の差が広げられて直流母線の各相電流が識別検出可となるとともに、電圧指令値の１周期全体での平均値は補正前と同一レベルを保持する。
【００４４】
なお、１ＰＷＭ周期の前半においては、差が小さい２つの相が第１の電圧指令値の最も大きい値の相を含むときは、該最も大きい値の第１の電圧指令値に所定値を加算し、差が小さい２つの相が第１の電圧指令値の最も小さい値の相を含むときは、該最も小さい値の第１の電圧指令値から所定値を減算して補正することにより、補正により得られた第２の電圧指令値が、補正前には十分な間隔があった相に近づいてその差が所定間隔値より小さくなってしまう事態が防止される。
【００４５】
また、第１の電圧指令値の大きさ順に並べた３相の差が互いに隣り合う間でいずれも所定間隔値より小さいときは、１ＰＷＭ周期の前半において選択した２つの相の第１の電圧指令値をそれぞれ第１の所定値および第２の所定値だけ補正して３相の隣り合う相間を所定間隔値とし、周期の後半において第１の所定値および第２の所定値だけ選択した２つの相の第１の電圧指令値を逆方向に補正して、第２の電圧指令値とすることにより、３相間がすべて所定間隔値より小さいときにも、第２の電圧指令値の各相間が広げられて各相に対応する直流母線電流が確実に検出され、相電流が演算できる。
【００４６】
この際、とくに第１の電圧指令値の最も大きい値と最も小さい値の相を選択して、１ＰＷＭ周期の前半において、最も大きい値の第１の電圧指令値に第１の所定値を加算し、最も小さい値の第１の電圧指令値から第２の所定値を減算して補正することにより、最小限の補正量で各相間をＰＷＭパルスのタイミング間隔を広げ、各相電流を求めることができる。
【００４７】
さらに、２組のモータについてそれぞれ電流制御部、電圧指令補正部、ＰＷＭパルス生成部およびインバータ主回路が設けられ、各インバータ主回路が共通の直流母線を介して直流電源から電源供給され、モータの相電流を各電流制御部へフィードバックするモータ制御用ＰＷＭインバータにおいては、電圧指令補正部は両電流制御部からの第１の電圧指令値の大きさ順に並べた６相において互いに隣り合う相間の差が所定間隔値以上となるように、第１の電圧指令値をその相別に設定された所定値で補正し、周期の後半において、その所定値だけ逆方向に補正して、第２の電圧指令値とするものとすることにより、モータが２つに増えた場合にも、各相に対応する直流母線電流が１つの電流センサで確実に検出され、これに基づいて相電流を求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例を示すブロック図である。
【図２】第２の電圧指令値生成の流れを示すフローチャートである。
【図３】第２の電圧指令値生成の流れを示すフローチャートである。
【図４】実施例の作用を説明する波形チャートである。
【図５】第２の実施例を示すブロック図である。
【図６】従来の問題点を示す波形チャートである。
【符号の説明】
１        インバータ主回路
２        直流電源
３、３Ａ、３Ｂ    ３相ブリッジ回路
４        スイッチング素子
５、５Ａ、５Ｂ    モータ
６        コンデンサ
８        直流母線
１０、１０Ａ、１０Ｂ    電流制御部
１１、１１Ａ、１１Ｂ    電圧指令補正部
１２、１２Ａ、１２Ｂ    ＰＷＭパルス生成部
１３      電流センサ
１４、１６    相電流演算部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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