(57)【要約】【課題】  飽和した相電圧指令値の中性点電位移動によって相電圧飽和を生じていない相への影響、２相以上同時に飽和した場合などの相電圧指令値の飽和状態を考慮した相電圧指令値補正を行うことにより線間電圧のひずみを低減することができる相電圧指令値補正方法を得る。また、この相電圧指令値補正方法を利用したモータ制御装置を得る。【解決手段】  インバータ部４を構成する半導体スイッチング素子をオン／オフ制御するスイッチング信号としてのパルス幅変調信号を演算、出力する制御部６に、３相の相電圧指令値の内２相が飽和した場合、または３相の相電圧指令値の内１相が飽和し、かつ３相の相電圧指令値の最大値と最小値との差が前記直流電力の直流電圧値よりも大きい場合に、仮想中性点電位を移動させ飽和した２相の飽和量が等しくなるように補正する補正回路８を備えた。【選択図】        図１
2005253229.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体スイッチング素子のブリッジ構成からなり、直流電力を所定の周波数、所定の電圧の交流電力に変換するインバータ部と、運転指令、速度指令などの各種指令および加減速時間、相電圧指令値／周波数パターンなどの各種設定条件から相電圧指令値を求め、この相電圧指令値と搬送波とを比較して、前記インバータ部を構成する半導体スイッチング素子をオン／オフ制御するスイッチング信号としてのパルス幅変調信号を演算、出力する制御部と、を有するモータ制御装置において、
前記制御部は、３相の相電圧指令値の内２相が飽和した場合、または３相の相電圧指令値の内１相が飽和し、かつ３相の相電圧指令値の最大値と最小値との差が前記直流電力の直流電圧値よりも大きい場合に、仮想中性点電位を移動させ飽和した２相の飽和量が等しくなるように補正する補正回路を備えたことを特徴とするモータ制御装置。
【請求項２】
前記補正回路は、相電圧指令値の比を変えずに仮想中性点電位を移動させるようにしたことを特徴とする請求項１に記載のモータ制御装置。
【請求項３】
相電圧指令値を入力する段階と、
入力した３相の相電圧指令値に電圧飽和になっている相がないか確認する段階と、
入力した３相の相電圧指令値に電圧飽和がない場合は、補正量＝０とする段階と、
入力した３相の相電圧指令値に電圧飽和がある場合に、飽和している相が１相のみか２相が飽和しているかを確認する段階と、
１相のみが飽和している場合に、電圧飽和分を補正量とする段階と、
２相が飽和している場合に、相電圧指令値の最大値と最小値との電圧差の１／２を補正量とする段階と、
前記補正量にシステムの目的に応じた係数を乗算し、最終的な補正量を求める段階と、
前記最終的な補正量で前記相電圧指令を補正する段階と、
を備えたことを特徴とする相電圧指令補正方法。
【請求項４】
相電圧指令値を入力する段階と、
入力した３相の相電圧指令値に電圧飽和になっている相がないか確認する段階と、
入力した３相の相電圧指令値に電圧飽和がない場合は、補正量＝０とする段階と、
入力した３相の相電圧指令値に電圧飽和がある場合に、飽和している相が１相のみか２相が飽和しているかを確認する段階と、
１相のみが飽和している場合に、相電圧指令値の最大値と最小値との電圧差と直流母線電圧とを比較する段階と、
１相のみが飽和している場合で、かつ相電圧指令値の最大値と最小値との電圧差が直流母線電圧以下の場合に、電圧飽和分を補正量とする段階と、
２相が飽和している場合、または１相のみが飽和している場合で、かつ相電圧指令値の最大値と最小値との電圧差が直流母線電圧を越えた場合に、相電圧指令値の最大値と最小値との電圧差の１／２を補正量とする段階と、
前記補正量にシステムの目的に応じた係数を乗算し、最終的な補正量を求める段階と、
前記最終的な補正量で前記相電圧指令値を補正する段階と、
を備えたことを特徴とする相電圧指令補正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、直流電源を所要周波数、電圧の交流電力に変換しモータを可変速制御するモータ制御装置に関し、特に搬送波と比較する相電圧指令値を補正する補正回路を備えたモータ制御装置に関する。また、モータ制御装置の制御部において搬送波と比較する相電圧指令値を補正する相電圧指令補正方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
モータを可変速制御するモータ制御装置は、一般に商用電源である交流電力を直流電力に変換するコンバータ部と、トランジスタなどの半導体スイッチング素子のブリッジ構成からなり、直流電力を所定の周波数、所定の電圧の交流電力に変換するインバータ部と、運転指令、速度指令などの各種指令および加減速時間、電圧／周波数パターンなどの各種設定条件から相電圧指令値を求め、この相電圧指令値と搬送波とを比較して、インバータ部を構成する半導体スイッチング素子をオン／オフ制御するスイッチング信号としてのパルス幅変調信号を演算、出力する制御部とから構成されている。ここで、相電圧指令値が搬送波の波高値を越えた場合には、スイッチングが固定される状態（飽和状態）となるため、インバータ部から出力される線間電圧はひずみのある波形となってしまう。この線間電圧のひずみにより、出力電流（出力トルク）の減少、出力電流のハンチングなどの現象が生じるため、制御部では飽和状態を考慮した相電圧指令値補正を行う必要がある。
【０００３】
電圧形インバータを制御する交流電圧指令値が搬送波の波高値を越えた場合でも、出力電圧の飽和による線間電圧のひずみをなくすようにしたものとして、特許文献１に開示されたものがある。特許文献１には、１相の交流電圧指令値が搬送波の波高値を越えた結果、インバータの出力電圧が直流電源の電圧に固定された場合に、インバータの出力電圧と交流電圧指令値との差を他の２相の交流電圧指令値に加算する飽和補正回路を備えた電圧形インバータの制御装置について記載されている。
また、一つの相電圧がたとえ飽和しても、線間電圧はひずみの少ない電圧を出力できる多相のインバータ装置として、特許文献２に開示されたものがある。特許文献２は、所定周期のキャリア信号と少なくとも二相以上の制御電圧信号とを入力信号として、多相に亘るＰＷＭインバータ装置のスイッチング制御信号を発生させ、該ＰＷＭインバータ装置の出力電圧を制御するものにおいて、キャリア信号の振幅に略等しい正負の基準値を設け、制御電圧信号の一相の制御電圧信号が正負に亘って基準値を越えた場合、その越えた直流分をキャリア信号に加えて補正キャリア信号を出力する加算装置を備え、一相の制御電圧信号およびそれ以外の相の制御電圧信号を補正キャリア信号と比較し、ＰＷＭインバータ装置のスイッチング制御信号として創出するものである。
【０００４】
【特許文献１】特開平７−１４３７６０号公報
【特許文献２】特開平６−３０５８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１は、１相の交流電圧指令値が搬送波の波高値を越えた結果、インバータの出力電圧が直流電源の電圧に固定された場合のインバータの出力電圧と交流電圧指令値との差を他の２相の交流電圧指令値に加算するようにしたので、他の２相の出力線間電圧は交流電圧指令値と等しくなり、ひずみのない出力線間電圧による良好な制御性能が維持できるという効果があり、また上記特許文献２は、多相のインバータ装置のスイッチング制御信号を作り出すキャリア信号をリアルタイムに適宜必要な量だけシフトするので、一つの相電圧が飽和しそうになっても未だ余裕の残っている他の相の相電圧を余分に引き出すことにより、ひずみの少ないインバータ装置の出力電圧（線間電圧）を得ることができるという効果がある。しかしながら、飽和した相電圧指令の中性点電位移動によって相電圧飽和を生じていない相への影響、および２相以上同時に飽和した場合については記載されておらず、これらを考慮せずに中性点電位移動を行った場合には、出力電流（出力トルク）の減少、出力電流のハンチングといった現象が依然解決できず、定速駆動が難しいという問題点、低出力トルク領域で速度が目標値に達しないという問題点があった。
【０００６】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、飽和した相電圧指令値の中性点電位移動によって相電圧飽和を生じていない相への影響、２相以上同時に飽和した場合などの相電圧指令値の飽和状態を考慮した相電圧指令値補正を行うことにより線間電圧のひずみを低減することができる相電圧指令値補正方法を得ること、またこの相電圧指令値補正方法を利用したモータ制御装置を得ることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係るモータ制御装置は、半導体スイッチング素子のブリッジ構成からなり、直流電力を所定の周波数、所定の電圧の交流電力に変換するインバータ部と、運転指令、速度指令などの各種指令および加減速時間、相電圧指令値／周波数パターンなどの各種設定条件から相電圧指令値を求め、この相電圧指令値と搬送波とを比較して、前記インバータ部を構成する半導体スイッチング素子をオン／オフ制御するスイッチング信号としてのパルス幅変調信号を演算、出力する制御部と、を有するモータ制御装置において、前記制御部は、３相の相電圧指令値の内２相が飽和した場合、または３相の相電圧指令値の内１相が飽和し、かつ３相の相電圧指令値の最大値と最小値との差が前記直流電力の直流電圧値よりも大きい場合に、仮想中性点電位を移動させ飽和した２相の飽和量が等しくなるように補正する補正回路を備えたのである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明は、３相の相電圧指令値の内２相が飽和した場合、または３相の相電圧指令値の内１相が飽和し、かつ３相の相電圧指令値の最大値と最小値との差が前記直流電力の直流電圧値よりも大きい場合に、仮想中性点電位を移動させ飽和した２相の飽和量が等しくなるように補正するので、ひずみ率の少なく実効値の高い線間電圧を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係るモータ制御装置の構成を示す図である。
図１において、商用電源１をコンバータ部２で直流電力に変換し、コンデンサ３でこの直流電圧を平滑する。このコンデンサ３の両端の平滑された直流電圧が直流母線電圧Ｖdcとなる。インバータ部４はトランジスタなどの半導体スイッチング素子のブリッジ構成からなり、直流電力を所定の周波数、所定の電圧の交流電力に変換し、モータ５を可変速制御する。また、制御部６は運転指令、速度指令などの各種指令および加減速時間、電圧／周波数パターンなどの各種設定条件から相電圧指令値を求め、この相電圧指令値と搬送波とを比較して、インバータ部４を構成する半導体スイッチング素子をオン／オフ制御するスイッチング信号としてのパルス幅変調信号を演算、出力する。
また、制御部６において、演算回路７で運転指令、速度指令などの各種指令および加減速時間、電圧／周波数パターンなどの各種設定条件から相電圧指令値（Ｖuｒｅｆ ，Ｖvｒｅｆ ，Ｖwｒｅｆ  ）を出力する。補正回路８は、相電圧指令値（Ｖuｒｅｆ ，Ｖvｒｅｆ ，Ｖwｒｅｆ  ）を補正して、補正後の相電圧指令値（Ｖuｒｅｆcmd，Ｖvｒｅｆcmd，Ｖwｒｅｆcmd）を出力する。変調回路９は、補正後の相電圧指令値（Ｖuｒｅｆcmd，Ｖvｒｅｆcmd，Ｖwｒｅｆcmd）と搬送波発生器１０から出力される搬送波とを比較して、インバータ部４を構成する半導体スイッチング素子をオン／オフ制御するスイッチング信号としてのパルス幅変調信号（Ｓｕ，Ｓｖ，Ｓｗ）を演算、出力する。
【００１０】
図２は相電圧指令値の波形および線間電圧の波形を示す図で、（ａ）は相電圧指令値の波形、（ｂ）は線間電圧の波形である。直流母線電圧をＶdcとすると、インバータ部４が出力可能な電圧は±Ｖdc／２であり、相電圧指令値Ｖuｒｅｆ ，Ｖvｒｅｆ ，Ｖwｒｅｆ  はリミット値Ｖlim （ ±Ｖdc／２ ）でクランプされる。
図２（ａ）において、破線で示した相電圧指令値（Ｖuｒｅｆ ，Ｖvｒｅｆ ，Ｖwｒｅｆ ）がリミット値±Ｖdc／２を越えた場合には電圧飽和となるため、クランプされ、実際に出力される相電圧指令値Ｖuｒｅｆ’，Ｖvｒｅｆ’，Ｖwｒｅｆ’は実線で示した波形となり、線間電圧の波形は図３（ｂ）に示すように指令値は破線で示した波形であっても、実際に出力される波形は実線で示した波形のように、線間電圧の利用率が低下し、線間電圧波形がひずんだものとなる。
【００１１】
図３はこの発明の実施の形態１に係るモータ制御装置における補正回路８の構成を示す図である。図３において、補正量演算回路１１は、演算回路７から出力された相電圧指令値（Ｖuｒｅｆ ，Ｖvｒｅｆ ，Ｖwｒｅｆ ）とリミッタ１２（１２ｕ，１２ｖ，１２ｗ）によりリミット値±Ｖdc／２でクランプした相電圧指令値（Ｖuｒｅｆ’，Ｖvｒｅｆ’，Ｖwｒｅｆ’）とを入力し、補正量δＶおよび補正量Ｋ・δＶを演算する。また、演算器１３（１３ｕ，１３ｖ，１３ｗ）は相電圧指令値（Ｖuｒｅｆ ，Ｖvｒｅｆ ，Ｖwｒｅｆ ）から補正量Ｋ・δＶを減算して、補正した相電圧指令値（Ｖuｒｅｆcmd，  Ｖvｒｅｆcmd，Ｖwｒｅｆcmd ）を求め、変調回路９に出力する。
【００１２】
図４はこの発明の実施の形態１に係るモータ制御装置において補正量演算回路１１における補正量演算処理を説明する図である。図４（ａ）は飽和した２相の相電圧指令値の飽和量が等しくなるように補正する説明図、図４（ｂ）は相電圧指令値の比を補正前と同様になるように補正する説明図である。
図４（ａ）において、白丸は補正前の相電圧指令値（Ｖuｒｅｆ ，Ｖvｒｅｆ ，Ｖwｒｅｆ ）、黒丸は補正後の相電圧指令値（Ｖuｒｅｆcmd，Ｖvｒｅｆcmd，Ｖwｒｅｆcmd  ）、一点差線は仮想中性点電位である。また、Ｖmax は相電圧指令値（Ｖuｒｅｆcmd，Ｖvｒｅｆcmd，Ｖwｒｅｆcmd  ）の最大値、Ｖmin は相電圧指令値（Ｖuｒｅｆcmd，Ｖvｒｅｆcmd，Ｖwｒｅｆcmd  ）の最小値、Ｖmax’は最大値Ｖmaxを補正量δＶで補正した相電圧指令値、Ｖmin’は最小値Ｖmin を補正量δＶで補正した相電圧指令値、ΔＶａはＶmax側の補正後の飽和量、ΔＶｂはＶmin側の補正後の飽和量である。また、相電圧指令値（Ｖuｒｅｆ ，Ｖvｒｅｆ ，Ｖwｒｅｆ ）のリミット値 は±Ｖdc／２である。また、ａ、ｂは補正前の相電圧指令値の比、ａ１、ｂ１は補正量δＶで補正した後の相電圧指令値の比である。
また、図４（ｂ）において、白丸は補正前の相電圧指令値（Ｖuｒｅｆ ，Ｖvｒｅｆ ，Ｖwｒｅｆ ）、黒丸は補正後の相電圧指令値（Ｖuｒｅｆcmd，Ｖvｒｅｆcmd，Ｖwｒｅｆcmd  ）、一点差線は仮想中性点電位である。ａ２、ｂ２は補正量Ｋ・δＶ（ただし、Ｋはシステムの目的に応じて可変とする係数である）で補正した後の相電圧指令値の比である。
【００１３】
図４により補正量演算処理について説明する。３相の相電圧指令値（図中、白丸で示す）の内の２相の相電圧指令値がリミット値Ｖlim（＝±Ｖdc／２）を越えた場合には、飽和した２相の相電圧指令値の飽和量が等しくなるように、補正量δＶを演算する。図４（ａ）において、
ΔＶａ＝Ｖmax −Ｖlim − δＶ    ・・・（１）
ΔＶｂ＝Ｖmin −Ｖlim  + δＶ    ・・・（２）
ここで、ΔＶａ＝ΔＶｂとして、式（１）、式（２）より、補正量δＶは下式（３）で求めることができる。
補正量δＶ＝｛Ｖmax −Ｖlim ＋Ｖmin  −（−Ｖlim）｝／２
＝｛Ｖmax  ＋Ｖmin  ｝／２      ・・・・・・・（３）
ここで、Ｖmax ＝ ｍａｘ｛Ｖuｒｅｆ ，Ｖvｒｅｆ ，Ｖwｒｅｆ ｝、
Ｖmin ＝ ｍｉｎ｛Ｖuｒｅｆ ，Ｖvｒｅｆ ，Ｖwｒｅｆ ｝
【００１４】
また、式（３）で求めた補正量δＶで相電圧指令値を補正した後も、飽和した２相の補正した後の相電圧指令値の最大値Ｖmax’、最小値Ｖmin’はリミット値Ｖlim（＝±Ｖdc／２）を越えており、リミット値Ｖlimでクランプされることとなる。このために、演算回路７から出力された相電圧指令値（Ｖuｒｅｆ ，Ｖvｒｅｆ ，Ｖwｒｅｆ ）の比と補正後の相電圧指令値（Ｖuｒｅｆcmd，Ｖvｒｅｆcmd，Ｖwｒｅｆcmd  ）の比とが変わってしまうことになり（ａ：ｂ≠ａ１：ｂ１）、線間電圧のひずみ率を増大させる原因となる。
【００１５】
図４（ｂ）は補正後の相電圧指令値（Ｖuｒｅｆcmd，Ｖvｒｅｆcmd，Ｖwｒｅｆcmd  ）の比を補正前の相電圧指令値（Ｖuｒｅｆ ，Ｖvｒｅｆ ，Ｖwｒｅｆ ）の比と同様にする（ａ：ｂ＝ａ２：ｂ２）ように、式（３）で求めた補正量δＶに係数Ｋをかけて新たな補正量Ｋ・δＶとした例である。この場合の係数Ｋは下式（４）で求められる。
係数Ｋ＝Ｖdc ／Ｖmax-min      ・・・（４）
ここで、Ｖdc は直流母線電圧、Ｖmax-minは相電圧指令値（Ｖuｒｅｆ ，Ｖvｒｅｆ ，Ｖwｒｅｆ ）の最大値と最小値との電圧差（Ｖmax-min ＝Ｖmax  −Ｖmin ）である。
【００１６】
２相飽和時において、補正した後の相電圧指令の比を補正前の相電圧指令（Ｖuｒｅｆ ，Ｖvｒｅｆ ，Ｖwｒｅｆ ）の比と同様にする（ａ：ｂ＝ａ２：ｂ２）ようにすることにより、線間電圧の歪みを低減することができる。
【００１７】
上述では、演算回路７から出力された相電圧指令値（Ｖuｒｅｆ ，Ｖvｒｅｆ ，Ｖwｒｅｆ  ）（図中、白丸で表示）を補正量δＶまたは補正量Ｋ・δＶで補正して、補正後の相電圧指令値（Ｖuｒｅｆcmd，Ｖvｒｅｆcmd，Ｖwｒｅｆcmd  ）（図中、黒丸で表示）とする例について述べたが、仮想中性点電位を補正量δＶまたは補正量Ｋ・δＶ移動するようにしてもよい。
【００１８】
図５はこの発明の実施の形態１に係るモータ制御装置において補正量演算回路１１における１相飽和時の補正量演算処理を説明する図である。図５（ａ）、図５（ｂ）は飽和量分を補正量とした場合、図５（ｃ）は２相の相電圧指令値の飽和量が等しくなるように、補正量を演算した場合である。
図５において、白丸は補正前の相電圧指令値（Ｖuｒｅｆ ，Ｖvｒｅｆ ，Ｖwｒｅｆ ）、黒丸は補正後の相電圧指令値（Ｖuｒｅｆcmd，Ｖvｒｅｆcmd，Ｖwｒｅｆcmd）、Ｖmax は相電圧指令値の最大値、Ｖmin は相電圧指令値の最小値である。また、Ｖmax-minは相電圧指令値の最大値と最小値との電圧差（Ｖmax-min ＝Ｖmax  −Ｖmin ）である。また、ａ，ｂは補正前の相電圧指令の比、ａ３，ｂ３は補正した後の相電圧指令の比である。
【００１９】
１相飽和時でＶmax-min ≦ Ｖdcの場合には、図５（ａ）に示すように飽和量分を補正量として、補正量δＶを下式（５）で演算する。
補正量δＶ＝｛Ｖuｒｅｆ，Ｖvｒｅｆ ，Ｖwｒｅｆ ｝
−｛Ｖuｒｅｆ’，Ｖvｒｅｆ’，Ｖwｒｅｆ’｝・・・（５）
ここで、Ｖuｒｅｆ ，Ｖvｒｅｆ ，Ｖwｒｅｆ  は相電圧指令値、Ｖuｒｅｆ’，Ｖvｒｅｆ’，Ｖwｒｅｆ’はリミッタでクランプされた相電圧指令値である。
【００２０】
１相飽和時でＶmax-min ＞ Ｖdcの場合に、飽和量分を補正量として使用すると、図５（ｂ）に示すように飽和していない相がリミット値Ｖlim（＝±Ｖdc／２）を越えてしまうことになる。このため、１相飽和時でＶmax-min ＞ Ｖdcの場合には、上述の２相飽和時の上式（３）を使用して、飽和した２相の相電圧指令値の飽和量が等しくなるように、補正量δＶを演算する。
補正量δＶ＝｛Ｖmax  ＋Ｖmin  ｝／２      ・・・・・・・（３）
ここで、Ｖmax ＝ ｍａｘ｛Ｖuｒｅｆ ，Ｖvｒｅｆ ，Ｖwｒｅｆ ｝、
Ｖmin ＝ ｍｉｎ｛Ｖuｒｅｆ ，Ｖvｒｅｆ ，Ｖwｒｅｆ ｝である。
【００２１】
さらに、上述の２相飽和時の式（４）で求められる係数Ｋを使用して、補正した後の相電圧指令値の比を補正前の相電圧指令値（Ｖuｒｅｆ ，Ｖvｒｅｆ ，Ｖwｒｅｆ ）の比と同様にするように、式（３）で求めた補正量δＶに係数Ｋをかけて新たな補正量Ｋ・δＶとする。
１相飽和時でＶmax-min ＞ Ｖdcの場合に、補正した後の相電圧指令値の比を補正前の相電圧指令値（Ｖuｒｅｆ ，Ｖvｒｅｆ ，Ｖwｒｅｆ ）の比と同様にするようにすることにより、線間電圧の歪みを低減することができる。
【００２２】
図６はこの発明の実施の形態１に係るモータ制御装置において補正回路８および補正量演算回路１１における補正処理を示すフローチャートである。
【００２３】
図１〜図６により、補正回路８および補正量演算回路１１の補正処理を説明する。
ステップＳ１で、補正回路８および補正量演算回路１１は演算回路７から出力される相電圧指令値（Ｖuｒｅｆ ，Ｖvｒｅｆ ，Ｖwｒｅｆ ）を入力する。ステップＳ２で、補正量演算回路１１は３相の相電圧指令値で電圧飽和になっている相がないか確認し、電圧飽和がない場合は、ステップＳ３で補正量δＶ＝０とする。
【００２４】
ステップＳ２で電圧飽和が検出された場合は、続いてステップＳ４で飽和している相が、１相だけである（１相飽和）か２相が飽和している（２相飽和）かを調べる。
ステップＳ４で１相飽和と検出された場合には、続いてステップＳ５で相電圧指令値の最大値と最小値との電圧差（Ｖmax-min ＝Ｖmax  −Ｖmin ）と直流母線電圧Ｖdc とを比較する。ステップＳ５でＶmax-min ≦ Ｖdcと判定された場合はステップＳ６に進み、ステップＳ５でＶmax-min ＞ Ｖdcと判定された場合はステップＳ７に進む。
また、ステップＳ４で２相飽和と検出された場合には、ステップＳ７に進む。
【００２５】
ステップＳ５でＶmax-min ＜ Ｖdcと判定された場合は、飽和量分を補正しても他の相電圧指令値が飽和することがないため、ステップＳ６で補正量δＶを上述の式（５）で演算する。
【００２６】
また、ステップＳ４で２相飽和と検出された場合、または１相飽和でステップＳ５でＶmax-min ＞ Ｖdcと判定された場合には、ステップＳ７で補正量δＶを上述の式（３）で演算する。
補正量δＶ＝｛Ｖmax ＋ Ｖmin  ｝／２      ・・・・・・・（３）
ここで、Ｖmax ＝ ｍａｘ｛Ｖuｒｅｆ ，Ｖvｒｅｆ ，Ｖwｒｅｆ ｝、
Ｖmin ＝ ｍｉｎ｛Ｖuｒｅｆ ，Ｖvｒｅｆ ，Ｖwｒｅｆ ｝である。
【００２７】
ステップＳ８では、上記ステップＳ３、ステップＳ６またはステップＳ７で演算された補正量δＶを入力し、システムの目的に応じた係数Ｋを乗算し、最終的な補正量Ｋ・δＶを求める。
【００２８】
ステップＳ９で、補正回路８は補正量演算回路１１で演算した最終的な補正量Ｋ・δＶを用いて下式（６）により相電圧指令Ｖuｒｅｆ ，Ｖvｒｅｆ ，Ｖwｒｅｆ  を補正する。相電圧指令値をＶuvwｒｅｆ 、最終的な補正量Ｋ・δＶを用いて補正した補正後の相電圧指令値をＶuvwｒｅｆcmd  とすると、
Ｖuvwｒｅｆcmd  ＝ Ｖuvwｒｅｆ − Ｋ・δＶ      ・・・・・（６）
【００２９】
図７は、相電圧指令値Ｖuｒｅｆ ，Ｖvｒｅｆ ，Ｖwｒｅｆ  をリミッタ１２（１２ｕ，１２ｖ，１２ｗ）によりリミット値Ｖlim （ ±Ｖdc／２ ）でクランプする処理をした場合のもので、最大振幅値２００Ｖの相電圧指令値を与えた場合の実験結果を示す図であり、（ａ）は相電圧指令値および中性点電位の波形、（ｂ）は線間電圧の波形、（ｃ）は線間電圧のＦＥＴ解析を示す図である。図７（ａ）、（ｂ）において、実線で示した波形は補正前のもの、破線で示した波形はリミット値Ｖlim でクランプした補正後のものを示す。また、一点差線は仮想中性点電位である。
図７（ｃ）に示すように、相電圧指令値をリミット値Ｖlim でクランプした場合の特性は、高調波成分が少なくひずみ率は低いが、基本波成分も少ないため、線間電圧実効値も低くなってしまう。
【００３０】
図８は、相電圧指令値Ｖuｒｅｆ ，Ｖvｒｅｆ ，Ｖwｒｅｆ  のリミット値Ｖlim （ ±Ｖdc／２ ）を越えた飽和分を補正する処理（例えば、特許文献１または特許文献２）をした場合のもので、最大振幅値２００Ｖの相電圧指令値を与えた場合の実験結果を示す図であり、（ａ）は相電圧指令値および中性点電位の波形、（ｂ）は線間電圧の波形、（ｃ）は線間電圧のＦＥＴ解析を示す図である。図８（ａ）、（ｂ）において、実線で示した波形は補正前のもの、破線で示した波形は補正後のものを示す。また、一点差線は仮想中性点電位である。
図８（ｃ）に示すように、相電圧指令値のリミット値Ｖlim （ ±Ｖdc／２ ）を越えた飽和分を補正する処理をした場合の特性は、基本波成分が多いため線間電圧実効値は高いが、高調波成分も多いためひずみ率は高くなってしまう。
【００３１】
図９は、この発明の実施の形態１に係るモータ制御装置において補正回路８および補正量演算回路１１における補正処理をした場合のもので、最大振幅値２００Ｖの相電圧指令を与えた場合の実験結果を示す図であり、（ａ）は相電圧指令値の波形、（ｂ）は線間電圧の波形、（ｃ）は線間電圧のＦＥＴ解析を示す図である。図９（ａ）、（ｂ）において、実線で示した波形は補正前のもの、破線で示した波形は補正後のものを示す。また、一点差線は仮想中性点電位である。
図９（ｃ）に示すように、上述の実施の形態１により相電圧指令値を補正する処理をした場合の特性は、基本波成分を高い値に保った状態で、高調波成分が抑えられている。
【００３２】
図１０は、図７、図８および図９に示した補正後の特性を比較した図で、図１０（ａ）はひずみ率、図１０（ｂ）は線間電圧実効値である。
タイプａは図７に示した相電圧指令値をリミット値Ｖlim でクランプした場合の特性、タイプｂは図８に示した相電圧指令値のリミット値Ｖlim （ ±Ｖdc／２ ）を越えた飽和分を補正する処理をした場合の特性、タイプｃは図９に示した上述の実施の形態１により相電圧指令値を補正する処理をした場合の特性である。
【００３３】
図１１は、縦軸を線間電圧実効値、横軸をひずみ率として、図７、図８および図９に示した補正後の特性を比較した図である。図１１において、
領域Ａはひずみ率が低く、線間電圧実効値が高い領域、
領域Ｂはひずみ率が高く、線間電圧実効値が高い領域、
領域Ｃはひずみ率が低く、線間電圧実効値が低い領域、
領域Ｄはひずみ率が高く、線間電圧実効値が低い領域である。
【００３４】
モータ制御装置から出力される線間電圧のひずみ率および実効値は、領域Ａになるように制御するのが望ましく、上述の実施の形態１においては、飽和した２相の相電圧指令値の飽和量が等しくなるように補正する例、および最終的な補正量Ｋ・δＶ（ただし、Ｋはシステムの目的に応じて可変とする係数である）として、補正後の相電圧指令値の比を補正前の相電圧指令値の比と同様にするために、係数Ｋを式（４）（係数Ｋ＝Ｖdc ／Ｖmax-min  、ここで、Ｖdc は直流母線電圧、Ｖmax-minは相電圧指令値の最大値と最小値との電圧差である。）で求めた例について説明したが、
係数Ｋを変えることで、システムの目的（ひずみ率、線間電圧実効値の割合）に応じた特性が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
以上のように、この発明の相電圧指令補正方法およびこの相電圧指令補正方法を使用したモータ制御装置においては、ひずみ率の少なく実効値の高い線間電圧を得ることができるので、定速駆動する用途または定出力領域で安定してモータを駆動する用途に適している。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】この発明の実施の形態１に係るモータ制御装置の構成を示す図である。
【図２】相電圧指令の波形および線間電圧の波形を示す図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係るモータ制御装置における補正回路８の構成を示す図である。
【図４】この発明の実施の形態１に係るモータ制御装置において補正量演算回路１１における補正量演算処理を説明する図である。
【図５】この発明の実施の形態１に係るモータ制御装置において補正量演算回路１１における１相飽和時の補正量演算処理を説明する図である。
【図６】この発明の実施の形態１に係るモータ制御装置において補正回路８および補正量演算回路１１における補正処理を示すフローチャートである。
【図７】相電圧指令値Ｖuｒｅｆ ，Ｖvｒｅｆ ，Ｖwｒｅｆ  をリミッタ１２（１２ｕ，１２ｖ，１２ｗ）によりリミット値Ｖlim （ ±Ｖdc／２ ）でクランプする処理をした場合のもので、最大振幅値２００Ｖの相電圧指令値を与えた場合の実験結果を示す図である。
【図８】相電圧指令値Ｖuｒｅｆ ，Ｖvｒｅｆ ，Ｖwｒｅｆ  のリミット値Ｖlim （ ±Ｖdc／２ ）を越えた飽和分を補正する処理（例えば、特許文献１または特許文献２）をした場合のもので、最大振幅値２００Ｖの相電圧指令値を与えた場合の実験結果を示す図である。
【図９】この発明の実施の形態１に係るモータ制御装置において補正回路８および補正量演算回路１１における補正処理をした場合のもので、最大振幅値２００Ｖの相電圧指令を与えた場合の実験結果を示す図である。
【図１０】図７、図８および図９に示した補正後の特性を比較した図である。
【図１１】縦軸を線間電圧実効値、横軸をひずみ率として、図７、図８および図９に示した補正後の特性を比較した図である。
【符号の説明】
【００３７】
１  商用電源、  ２  コンバータ部、  ３  コンデンサ、  ４  インバータ部、５  モータ、  ６  制御部、  ７  演算回路、  ８  補正回路、  ９  変調回路、  １０  搬送波発生器、  １１  補正量演算回路、  １２（１２ｕ，１２ｖ，１２ｗ）  リミッタ、  Ｖdc  直流母線電圧、  Ｖuｒｅｆ ，Ｖvｒｅｆ ，Ｖwｒｅｆ  相電圧指令値、  Ｖuｒｅｆcmd，Ｖvｒｅｆcmd，Ｖwｒｅｆcmd  補正後の相電圧指令値、  Ｖlim    リミット値、  Ｖuｒｅｆ’，Ｖvｒｅｆ’，Ｖwｒｅｆ’  クランプした相電圧指令値、  δＶ  補正量、  Ｋ  係数、  Ｖuｒｅｆcmd，  Ｖvｒｅｆcmd，Ｖwｒｅｆcmd  補正した相電圧指令値、  Ｖmax  相電圧指令値の最大値、  Ｖmin  相電圧指令値の最小値、  Ｖmax’  Ｖmaxを補正量δＶで補正した相電圧指令値、  Ｖmin’  Ｖmin を補正量δＶで補正した相電圧指令値、  ΔＶａ  Ｖmax側の補正後の飽和量、  ΔＶｂ  Ｖmin側の補正後の飽和量、  ａ，ｂ  補正前の相電圧指令値の比、  ａ１，ｂ１  補正量δＶで補正した後の相電圧指令値の比、  ａ２，ｂ２  補正量Ｋ・δＶで補正した後の相電圧指令値の比、  ａ３，ｂ３  補正量δＶで補正した後の相電圧指令値の比、Ｖmax-min  相電圧指令値の最大値と最小値との電圧差（Ｖmax-min ＝Ｖmax  −Ｖmin ）、  Ｓｕ，Ｓｖ，Ｓｗ  パルス幅変調信号。
【図１】
2005253229.tif 000003
【図２】
2005253229.tif 000004
【図３】
2005253229.tif 000005
【図４】
2005253229.tif 000006
【図５】
2005253229.tif 000007
【図６】
2005253229.tif 000008
【図７】
2005253229.tif 000009
【図８】
2005253229.tif 000010
【図９】
2005253229.tif 000011
【図１０】
2005253229.tif 000012
【図１１】
2005253229.tif 000013