(57)【要約】【課題】  高価なマイクロコンピュータを必要とせず、電流検出から電圧指令演算までの時間を固定し、電流制御系における無駄時間をできるだけ削減することで電流の応答性を向上し、さらに、変調率が大きくスイッチングタイミングが早い場合には相間電圧が電圧指令と一致するように変調波を補正して電圧を指令どおりに出力することができるようにする。【解決手段】  キャリア信号（２２）の頂点から所定時間ΔＴ経過後にタイミング信号（２１Ｂ）を出力する遅延回路（１０）と、タイミング信号（２１Ｂ）をトリガにして、入力される電動機（１）の相数分の変調波指令（２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃ）を同じタイミングでＰＷＭパルス発生器（３）へ出力し、新たな変調波指令（２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃ）とする変調波指令補正器（５）とを備える。【選択図】    図１
2009100599.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャリア信号を生成するキャリア信号発生器と、前記キャリア信号に同期して電動機に流れる電流を検出する電流検出器と、電流指令と前記電流が一致するように制御して電圧指令を求める電流制御器と、前記電圧指令から前記電動機の相数分の変調波指令を求める変調波指令発生器と、前記変調波指令と前記キャリア信号とを比較してＰＷＭパルスを出力するＰＷＭパルス発生器と、前記ＰＷＭパルスを用いて前記電動機に電力供給する電力変換器とを備えた電動機制御装置において、
前記キャリア信号の頂点から所定時間ΔＴ経過後にタイミング信号を出力する遅延回路と、
前記タイミング信号をトリガにして、入力される前記電動機の相数分の変調波指令を同じタイミングで前記ＰＷＭパルス発生器へ出力し、新たな変調波指令とする変調波指令補正器とを備えたことを特徴とする電動機制御装置。
【請求項２】
前記所定時間ΔＴは、前記電流の検出から前記変調波指令を演算するまでに要する時間に基づいて決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。
【請求項３】
前記変調波指令補正器は、前記電動機の相数分の変調波指令のうち、最大値または最小値をとる相の前記ＰＷＭパルスの変化が前記タイミング信号よりも早く、かつ、前回の変調波指令が最大値または最小値であった相のＰＷＭパルスの変化が前記タイミング信号よりも遅い場合に、前記電動機の相数分の変調波指令のすべてに同じ値を加算して、前記最大値または最小値をとる相の前記ＰＷＭパルスの変化が前記タイミング信号と一致す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。
【請求項４】
前記電動機の相数分の変調波指令のすべてに加算する値は、前記最大値または最小値をとる相の変調波指令と前記タイミング信号の出力タイミングでの変調波指令との差分値とすることを特徴とする請求項３に記載の電動機制御装置。
【請求項５】
前記変調波指令補正器は、前回の変調波指令の最大値または最小値であった相のＰＷＭパルスの変化が前記タイミング信号よりも早い場合に、前記電動機の相数分の変調波指令のすべてに同じ値を加算して、前記最大値または最小値であった相の今回のＰＷＭパルスの変化が前回と一致す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。
【請求項６】
前記電動機の相数分の変調波指令のすべてに加算する値は、前回の変調波指令の最大値または最小値であった相における今回と前回の変調波指令の差分値とすることを特徴とする請求項５に記載の電動機制御装置。
【請求項７】
キャリア信号を生成するキャリア信号発生器と、前記キャリア信号に同期して電動機に流れる電流を検出する電流検出器と、電流指令と前記電流が一致するように制御して電圧指令を求める電流制御器と、前記電圧指令から前記電動機の相数分の変調波指令を求める変調波指令発生器と、前記変調波指令と前記キャリア信号とを比較してＰＷＭパルスを出力するＰＷＭパルス発生器と、前記ＰＷＭパルスを用いて前記電動機に電力供給する電力変換器とを備えた電動機制御装置の制御方法において、
前記キャリア信号の頂点から所定時間ΔＴ経過後にタイミング信号を出力し、
前記タイミング信号をトリガにして、入力される前記電動機の相数分の変調波指令を同じタイミングで前記ＰＷＭパルス発生器へ出力し、新たな変調波指令とするという手順で変調波指令の補正処理をすることを特徴とする電動機制御装置の制御方法。
【請求項８】
前記補正処理では、前記電動機の相数分の変調波指令のうち、最大値または最小値をとる相の前記ＰＷＭパルスの変化が前記タイミング信号の変化よりも早く、かつ、前回の変調波指令の最大値または最小値であった相のＰＷＭパルスの変化が前記タイミング信号の出力よりも遅い場合には、前記電動機の相数分の変調波指令のすべてに同じ値（第１の値）を加算して前記最大値または最小値をとる相の前記ＰＷＭパルスの変化が前記タイミング信号の出力と一致するようにし、
前回の変調波指令の最大値または最小値であった相のＰＷＭパルスの変化が前記タイミング信号の出力よりも早い場合には、前記電動機の相数分の変調波指令のすべてに同じ値（第２の値）を加算して前記最大値または最小値であった相の今回のＰＷＭパルスの変化が前回と一致するようにすることを特徴とする請求項７に記載の電動機制御装置の制御方法。
【請求項９】
前記第１の値は、前記最大値または最小値をとる相の変調波指令と前記タイミング信号の出力タイミングでの変調波指令との差分値とし、
前記第２の値は、前回の変調波指令の最大値または最小値であった相における今回と前回の変調波指令の差分値とすることを特徴とする請求項８に記載の電動機制御装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＰＷＭ制御して電動機に電力を供給する電力変換器を備えた電動機制御装置及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の電動機の制御装置は、電流指令値と電流検出値をサンプリングして操作量を演算する際、電流検出値に含まれる脈動成分の周期性を考慮し、電流検出値は電流指令値をサンプリングする周期よりも長い周期でサンプリングし、一方で、操作量の演算は、電流指令値のサンプリング周期に合わせて短い周期で行っている（例えば、特許文献１参照）。また、ＰＷＭ三角波キャリアの正および負の頂点時刻位置から所定時間前の時刻位置にて電流サンプル・ホールドを行った電流値に対して三角波の頂点時刻位置での電流値に近い値となるように補償を加えた電流値について電流制御演算を実行して電圧指令値を生成し、それを三角波の頂点時刻位置に同期して更新し、ＰＷＭパルスパターンの発生に供しているものもある（例えば、特許文献２参照）。また、電流をＰＷＭ三角波キャリアの正および負の頂点で検出し、電圧指令値は電流制御演算により生成された直後に更新され、更に電流指令のサンプリングをもう一度行って電圧指令値を補正することにより、電流指令に対する応答性を向上しているものもある（例えば、非特許文献１参照）。
【０００３】
図８において、１０１は指令値と電流検出値に基づいて電力変換器１０２を制御する制御装置、１０２は負荷装置１０３を駆動する電力変換器、１０３は制御対象の負荷装置、１０４は電流を検出する電流検出器、１０５は電流指令値を出力する指令値発生器である。制御装置１０１は、電流検出値をサンプルするサンプル・ホールド器（１）１１２、指令値をサンプルするサンプル・ホールド器（２）１１４、電流検出値をサンプルするためのサンプル信号１１１、指令値をサンプルするためのサンプル信号１１３を発生するサンプル信号発生器１１５、電圧指令を演算する電圧指令演算器１１６、電圧指令演算器の出力と三角波キャリアを比較してＰＷＭパルスを作成するＰＷＭ制御器１１７、電圧指令値と三角波キャリアを比較する比較器２７１、三角波キャリアを発生させる三角波発生器２７２、三角波キャリアとサンプル信号発生器の出力を同期させるための同期信号１１８からなる。
【０００４】
指令値発生器１０５から負荷装置１０３の電流指令値が発生すると、制御装置１０１では、電流検出器１０４の出力と指令値発生器１０５の出力をそれぞれサンプル・ホールド器（１）１１２、サンプル・ホールド器（２）１１４を用いて読み込み、電圧指令演算器１１６により電圧指令値を演算する。この場合、サンプル・ホールド器（１）のサンプル信号１１１とサンプル・ホールド器（２）のサンプル信号１１３のサンプル周期は異なり、指令値と検出値をそれぞれ異なる周期でサンプルし、それぞれの値を読み込む。これらのサンプル周期は、制御装置１０１の演算処理能力によって決定される。ＰＷＭ制御器１１７では、電圧指令演算器１１６の出力と三角波発生器２７２から出力される三角波キャリアとを比較器２７１で比較し、ＰＷＭパルスを発生する。このとき、三角波キャリアとサンプル信号は同期信号１１８により同期させている。ＰＷＭ制御器１１７から出力されるＰＷＭパルスは、電力変換器１０２を駆動し、負荷装置１０３を制御する。
【０００５】
このように、従来の電動機の制御装置は、三角波キャリアのピーク時のタイミングで電流の検出を行い、指令値を短い周期でサンプリングすることにより、電流検出における高周波の脈動成分を排除するとともに、制御システムの応答特性を向上させるのである。
【特許文献１】特開平９−１５４２８３号公報（図１）
【特許文献２】特開２００５−３１２２７４号公報（図１）
【非特許文献１】Anno Yoo, Young-Doo Yoon, Seung-Ki Sul, Masaki Hisatsune, Shinya Morimoto, Kozo Ide 著「Design of a Current Regulator with Extended Bandwidth for Servo Motor Drive」, 2007 The Fourth Power Conversion Conference, ２００７年４月２日
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の電動機の電流制御装置は、指令値と検出値をサンプリングする周期や、電圧指令を演算する周期は、制御装置の演算処理能力によって決定され、高応答を実現するためには、できるだけ短い周期が望ましいとされている。したがって、電流制御を高速応答させるには、演算処理能力の高い高価なマイクロコンピュータが必要となるという問題があった。また、電流値を三角波の正および負の頂点時刻位置から所定時間前の時刻位置にてサンプル・ホールドするような場合は、電流検出をキャリアの頂点からずらしているので、キャリアノイズの影響も受けやすくなる。また、サンプル・ホールドされた電流信号を三角波の正および負の頂点での値を予測する必要が生じ、この予測のために演算負荷が増大して、マイクロコンピュータの負荷分散に対して余裕のないシステムにおいては、やはり、高価なマイクロコンピュータを必要とする。さらに、キャリアの頂点で検出して電流制御演算の直後に電圧指令を更新する場合には、変調率が大きくスイッチングタイミングが早い場合には、新たな指令に従ったＰＷＭのスイッチングができなくなり、電圧を指令どおりに出力できないという問題があった。
【０００７】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、高価なマイクロコンピュータを必要とせず、電流検出から電圧指令演算までの時間を固定し、電流制御系における無駄時間をできるだけ削減して電流の応答性を向上し、さらに、変調率が大きくスイッチングタイミングが早い場合には相間電圧が電圧指令と一致するように変調波を補正して電圧を指令どおりに出力することができる電動機制御装置及びその制御方法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】
上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したのである。
請求項１に記載の発明は、キャリア信号を生成するキャリア信号発生器と、前記キャリア信号に同期して電動機に流れる電流を検出する電流検出器と、電流指令と前記電流が一致するように制御して電圧指令を求める電流制御器と、前記電圧指令から前記電動機の相数分の変調波指令を求める変調波指令発生器と、前記変調波指令と前記キャリア信号とを比較してＰＷＭパルスを出力するＰＷＭパルス発生器と、前記ＰＷＭパルスを用いて前記電動機に電力供給する電力変換器とを備えた電動機制御装置において、前記キャリア信号の頂点から所定時間ΔＴ経過後にタイミング信号を出力する遅延回路と、前記タイミング信号をトリガにして、入力される前記電動機の相数分の変調波指令を同じタイミングで前記ＰＷＭパルス発生器へ出力し、新たな変調波指令とする変調波指令補正器とを備えたことを特徴とするものである。
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記所定時間ΔＴは、前記電流の検出から前記変調波指令を演算するまでに要する時間に基づいて決定されることを特徴とするものである。
また、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記変調波指令補正器は、前記電動機の相数分の変調波指令のうち、最大値または最小値をとる相の前記ＰＷＭパルスの変化が前記タイミング信号よりも早く、かつ、前回の変調波指令が最大値または最小値であった相のＰＷＭパルスの変化が前記タイミング信号よりも遅い場合に、前記電動機の相数分の変調波指令のすべてに同じ値を加算して、前記最大値または最小値をとる相の前記ＰＷＭパルスの変化が前記タイミング信号と一致するようにしたことを特徴とするものである。
【０００９】
また、請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、前記電動機の相数分の変調波指令のすべてに加算する値は、前記最大値または最小値をとる相の変調波指令と前記タイミング信号の出力タイミングでの変調波指令との差分値とすることを特徴とするものである。
また、請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記変調波指令補正器は、前回の変調波指令の最大値または最小値であった相のＰＷＭパルスの変化が前記タイミング信号よりも早い場合に、前記電動機の相数分の変調波指令のすべてに同じ値を加算して、前記最大値または最小値であった相の今回のＰＷＭパルスの変化が前回と一致するようにしたことを特徴とするものである。
また、請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の発明において、前記電動機の相数分の変調波指令のすべてに加算する値は、前回の変調波指令の最大値または最小値であった相における今回と前回の変調波指令の差分値とすることを特徴とするものである。
【００１０】
上記問題を解決するため、本発明は、次のようにしたのである。
請求項７に記載の発明は、キャリア信号を生成するキャリア信号発生器と、前記キャリア信号に同期して電動機に流れる電流を検出する電流検出器と、電流指令と前記電流が一致するように制御して電圧指令を求める電流制御器と、前記電圧指令から前記電動機の相数分の変調波指令を求める変調波指令発生器と、前記変調波指令と前記キャリア信号とを比較してＰＷＭパルスを出力するＰＷＭパルス発生器と、前記ＰＷＭパルスを用いて前記電動機に電力供給する電力変換器とを備えた電動機制御装置の制御方法において、前記キャリア信号の頂点から所定時間ΔＴ経過後にタイミング信号を出力し、前記タイミング信号をトリガにして、入力される前記電動機の相数分の変調波指令を同じタイミングで前記ＰＷＭパルス発生器へ出力し、新たな変調波指令とする補正処理を行うのである。
また、請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の発明において、前記補正処理では、前記電動機の相数分の変調波指令のうち、最大値または最小値をとる相の前記ＰＷＭパルスの変化が前記タイミング信号の変化よりも早く、かつ、前回の変調波指令の最大値または最小値であった相のＰＷＭパルスの変化が前記タイミング信号の出力よりも遅い場合には、前記電動機の相数分の変調波指令のすべてに同じ値（第１の値）を加算して前記最大値または最小値をとる相の前記ＰＷＭパルスの変化が前記タイミング信号の出力と一致するようにし、前回の変調波指令の最大値または最小値であった相のＰＷＭパルスの変化が前記タイミング信号の出力よりも早い場合には、前記電動機の相数分の変調波指令のすべてに同じ値（第２の値）を加算して前記最大値または最小値であった相の今回のＰＷＭパルスの変化が前回と一致するようにするという手順をとったのである。
また、請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の発明において、前記第１の値は、前記最大値または最小値をとる相の変調波指令と前記タイミング信号の出力タイミングでの変調波指令との差分値とし、前記第２の値は、前回の変調波指令の最大値または最小値であった相における今回と前回の変調波指令の差分値とするという手順をとったのである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、電流制御演算に用いる指令量あるいは検出量の読み込みから電動機への電圧出力までの無駄時間の短縮と、無駄時間の影響を考慮した電圧指令の補正を行うことができ、高価なマイクロコンピュータを必要とせずに電流制御応答の向上を図ることができる。さらに、無駄時間を固定にしているので制御特性を安定化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。
【実施例１】
【００１３】
図1は、本発明の電動機制御装置の実施例を示すブロック図である。１は電動機、２は交流入力電源電圧を整流して得た直流電圧を、後述のＰＷＭパルス指令に応じて交流電圧に変換し電動機１に出力する電力変換器、３は電動機１への出力電圧の変調波指令（補正後）をキャリア信号と比較して、ＰＷＭパルス指令に変換して電力変換器２へ出力するＰＷＭパルス発生器、４はＰＷＭパルス発生器３へ出力するキャリア信号及びキャリア信号と同期したサンプルタイミング信号２１Ａを出力するキャリア信号発生器、５は出力電圧の各相の変調波指令（補正前）を補正して、後述の遅延回路１０が出力するタイミング信号２１Ｂのタイミングで変調波指令（補正後）をＰＷＭパルス発生器３に出力する変調波指令補正器、６はキャリア信号発生器４が出力するサンプルタイミング信号２１Ａのタイミングで電動機１に流れる相電流をサンプル・ホールドし、Ｉｕ＿ｆｂ、Ｉｖ＿ｆｂとして出力する電流検出器、７は相電流（Ｉｕ＿ｆｂ、Ｉｖ＿ｆｂ）をｄ軸、ｑ軸出力電流（Ｉｄ＿ｆｂ、Ｉｑ＿ｆｂ）に変換するｄｑ変換器、８Ａ、８Ｂはｄ軸電流指令Ｉｄ＊およびｑ軸電流指令Ｉｑ＊とｄ軸出力電流Ｉｄ＿ｆｂおよびｑ軸出力電流Ｉｑ＿ｆｂが一致するように制御してｄ軸、ｑ軸電圧指令を制御するｄ軸およびｑ軸電流制御器、９はｄ軸、ｑ軸電圧指令（Ｖｄ＊、Ｖｑ＊）を相電圧に変換し、図示していないが電力変換器２で整流された直流電圧の大きさに応じて各出力相の変調波指令（補正前）を出力する変調波指令発生器、１０はサンプルタイミング信号２１Ａを所定時間ΔＴだけ遅らせてタイミング信号２１Ｂを出力する遅延回路である。
なお、図１では電動機１は３相モータであるとして図示している。また、以下の説明においても３相モータとして説明していくこととする。
本発明が従来技術と異なる部分は、電流指令値を三角波キャリアより短い周期でサンプリングし操作量を演算する処理に関係する部分を削除し、遅延回路１０と変調波指令補正補正器５を追加し、変調波指令補正器５は遅延回路１０が出力するタイミング信号２１Ｂのタイミングで変調波指令（補正後）を出力するようにした点である。
【００１４】
本発明の動作を説明する前に、まず、従来技術から電流指令値を三角波キャリアより短い周期でサンプリングして操作量を演算する処理を削除した、一般的なＰＷＭ制御して電動機に電力を供給する電力変換器の動作を、図７のタイミングチャート（１相分）を用いて説明する。
図において、２１Ａはサンプルタイミング信号で、キャリア信号２２の頂点のタイミングで発生し、この信号をトリガにして電流検出器６により相電流（Ｉｕ＿ｆｂ、Ｉｖ＿ｆｂ）が検出（Ａ／Ｄ変換）される。このタイミングでの電流検出は、ＰＷＭリップルの影響を避けるためで通常行われている。
相電流検出（Ａ／Ｄ変換）後、ｄｑ変換器７での処理、電流指令（Ｉｄ＊、Ｉｑ＊）の読み込み、電流制御器８Ａ，８Ｂの処理、変調波指令発生器９の処理が、図７の制御演算のタイミングで処理されて変調波２３は求められ、変調波２３はサンプルタイミング信号２１Ａにしたがって次回のキャリア信号２２の頂点で設定され、設定された変調波２３にしたがってＰＷＭパルス発生器３によりＰＷＭパルス指令が出力され、ＰＷＭパルス指令にしたがって電力変換器２により電圧が出力される。
この場合、出力される電圧は、キャリア信号２２の半周期の平均電圧とみなすことができるため、キャリア信号２２の1周期をＴＰＷＭとすると、相電流の検出から電圧の出力までの遅れ時間は０．７５ＴＰＷＭとなる。
【００１５】
図２は、本実施例におけるタイミングチャート（１相分）である。図において、図７との違いは、変調波指令（補正前）２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃの設定タイミングのみである。図３において、キャリア信号２１Ａが遅延回路１０に入力されると、キャリア信号２１Ａの頂点から所定時間ΔＴ経過後に、出力タイミング信号２１Ｂが出力され、このタイミングで変調波指令（補正前）２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃは設定されるようになっている。
なお、所定時間ΔＴは、図３におけるキャリア信号２１Ａの頂点、つまり電流検出（Ａ／Ｄ変換）の開始から変調波指令発生器９による変調波指令の演算完了までの時間に基づいて決定した値が設定されている。
この場合、相電流の検出から電圧の出力までの遅れ時間は０．２５ＴＰＷＭとなり、図７の場合と比べると、遅れ時間を１／３に短縮できている。
以上のように、遅延回路１０は、キャリア信号２２の頂点から上記のように決められた所定時間ΔＴ経過後に変調波２３を設定させる信号を出力させるのである。
【００１６】
ところが、変調波指令（補正前）２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃが所定時間ΔＴより早く変化するような場合は、設定した変調波指令どおり電圧を出力できなくなる。このような場合の変調波補正方法について順次説明していく。
【００１７】
図３は、変調波指令補正器５の構成図である。図において、１１はバッファ、１２はバッファ１１に格納された変調波指令と変調波指令発生器９が出力する変調波指令（補正前）２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃとから変調波補正量を演算する補正量演算器、１３は変調波の補正量を変調波指令発生器９が出力した変調波指令（補正前）２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃに３相分同じ値を加算するようにした加算器である。このような構成において、変調波指令補正器５は、出力タイミング信号２１Ｂのタイミングで、バッファ１１に格納された３相分の変調波指令を同時にＰＷＭパルス発生器３に変調波（補正後）２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃとして出力する。
【００１８】
次に、変調波指令補正器５の動作を図４、図５を用いて説明する。
図４は、変調波指令の第１の補正方法を示すタイムチャートである。図４では、キャリア信号２２が負の頂点（谷）で、前回設定された変調波のＰＷＭパルスの変化がタイミング信号２１Ｂの出力よりも遅く、今回の変調波指令のＰＷＭパルスの変化がタイミング信号２１Ｂの出力よりも早くなった場合を示している。なお、図中のΔＴのタイミングでタイミング信号２１Ｂが出力され、変調波Ｍｕ，Ｍｖ，Ｍｗは補正前２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃ（実線）から補正後２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃ（点線）に変化する様子を示している。
図４において、変調波Ｍｗがタイミング信号２１Ｂよりも早く変化するため、変調波Ｍｗは、図４のＰＷＭｗに示す出力不可能時間２５（Ｔｄ）だけパルス幅が短くなる。補正量演算器１２は、最小値を取る相の変調波Ｍｗの変化タイミングＴｗと所定値ΔＴを比較し、Ｔｗ＜ΔＴの場合に（ΔＴ−Ｔｗ）に基づく補正量ΔＭを出力して、加算器１３は変調波指令発生器９が出力した３相分の変調波指令（補正前）２３Ａ、２３Ｂ、２３ＣにΔＭを加算する。つまり、（１）式の処理にて変調率を修正する。変調波Ｍｘ（ｘ＝u,v,w）がキャリア信号２２の最大値と一致する場合を１、キャリア信号２２の最小値と一致する場合を−１、最小値を取る相の変調波指令をＭmin（図４ではＭｗ）、Ｍminの時のＰＷＭパルス変化時点をＴmin（図４の例ではＴｗ）とすると、
【００１９】
【数１】
2009100599.tif 000003
【００２０】
ここで、Ｋは時間と変調率の関係を表す係数であり、キャリア信号２２の１周期をＴＰＷＭとすると、（２）式で決定される値となる。
Ｋ＝４／ＴＰＷＭ                                       ・・・  （２）
以上の動作により、変調波指令（補正後）Ｍｕ´、Ｍｖ´、Ｍｗ´は、図４の点線２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃとなり、これをＰＷＭパルス発生器３に出力することにより、ＰＷＭｕ´、ＰＷＭｖ´、ＰＷＭｗ´のＰＷＭ波形を得る。
【００２１】
このようにして、キャリア信号２２が谷の場合には、変調波の最小値の変化タイミングＴmin（図４ではＴｗ）と所定値ΔＴを比較し、Ｔmin＜ΔＴの場合に電動機３相分の変調波指令値（補正前）２３Ａ、２３Ｂ、２３ＣにＫ×（ΔＴ−Ｔmin）の分だけ加算し、電動機１への相間電圧指令は補正前と同一とした電圧とし、指令どおりの電圧を出力するようにしている。
【００２２】
図５は、変調波指令の第２の補正方法を示すタイムチャートである。図５では、キャリア信号２２が谷で、前回の変調波の変化タイミングがタイミング信号２１Ｂの出力よりも早い場合を示している。なお、図中のΔＴのタイミングでタイミング信号２１Ｂが出力され、変調波Ｍｕ，Ｍｖ，Ｍｗが補正前２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃ（実線）から補正後２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃ（点線）に変化する様子を示しているのは同じである。
図５において、変調波Ｍｗはタイミング信号２１Ｂより以前にＰＷＭパルスが変化しているため、補正不可能時間２６の分だけ既に出力されている。補正量演算器１２は、前回の変調波の最小値であった変調波Ｍｗの変化タイミングを前回値と同じになるように補正する。つまり、今回の変調波Ｍｗと前回の変調波Ｍｗとの差をΔＭとして求め、（３）式の処理にて各変調率を修正する。
【００２３】
【数２】
2009100599.tif 000004
【００２４】
の動作により、変調波指令（補正後）Ｍｕ´、Ｍｖ´、Ｍｗ´は、図５の点線２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃとなり、これをＰＷＭパルス発生器３に出力することにより、ＰＷＭｕ´、ＰＷ１Ｍｖ´、ＰＷＭｗ´のＰＷＭ波形を得る。
【００２５】
このようにして、前回の変調波の最小値であった相の変調波の前回と今回の差分だけを電動機３相分の変調波指令値（補正前）２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃに加算し、電動機１への相間電圧指令は補正前と同一とした電圧とし、指令どおりの電圧を出力するようにしている。
【００２６】
なお、図４および図５ではキャリア信号２２の谷の場合を例にして、ＰＷＭパルスの変化が最も早いのは変調波が最小の相であるが、キャリア信号２２の正の頂点（山）の場合は、変調波が最大の相のＰＷＭパルスの変化が最も早くなるとして処理すればよい。
ただし、前回の最大値となる相の変調波のＰＷＭパルスの変化がタイミング信号２１Ｂの出力よりも遅く、今回の最大値となる相の変調波のＰＷＭパルスの変化がタイミング信号２１Ｂの出力よりも早い場合は、ΔＭの計算は、変調波がキャリア信号２２の最大値と一致する場合を１とし、（４）式の処理にて求める。変調波の最大の相の変調波指令をＭmaxとすると、
ΔＭ＝−Ｋ×ΔＴ＋（１−Ｍmax）                          ・・・（４）
さらに、変調率が大きくなると、変調波のうちの１相がキャリア信号２２の最大値または最小値と一致し、ＰＷＭ信号が常時ＯＮまたはＯＦＦする場合があるが、このような場合はＰＷＭパルスの変化時点を０と見なすことで、上記説明と同様に処理できる。
【００２７】
このようにして、変調波指令補正器５は、変調率が大きくＰＷＭパルスの変化がタイミング信号２１Ｂよりも早い場合には、電動機１の相間電圧指令の大きさを保持して、各相の変調波指令を修正することで、電圧指令どおりの電圧を出力できるようにするのである。
【実施例２】
【００２８】
図６は、電動機制御装置において、電流検出から電圧出力までの時間を固定して、電流制御系における無駄時間をできるだけ削減し、変調率が大きくＰＷＭパルスの変化が前記電流検出から電圧出力までの時間よりも早い場合には変調波を修正する処理手順を示すフローチャートである。この図を用いて本発明の方法を順を追って説明する。
【００２９】
はじめにステップＳＴ１で、電動機１に流れる相電流を電流検出器６で検出（Ａ／Ｄ変換）して、Ｉｕ＿ｆｂ、Ｉｖ＿ｆｂを読み出す。
次にステップＳＴ２で、検出した電流をｄｑ座標系に変換してｄ軸及びｑ軸電流（ｉｄ＿ｆｂ，ｉｑ＿ｆｂ）を求める。
次にステップＳＴ３で、ｄ軸及びｑ軸電流指令（ｉｄ＊，ｉｑ＊）を読み出し、ｄ軸及びｑ軸電流（ｉｄ＿ｆｂ，ｉｑ＿ｆｂ）と一致するように制御して、ｄ軸及びｑ軸電圧指令（Ｖｄ＊、Ｖｑ＊）を求める。
次にステップＳＴ４で、ｄ軸及びｑ軸電圧指令（Ｖｄ＊、Ｖｑ＊）から各相の変調波指令を求める。変調波指令は、ｄ軸及びｑ軸電圧指令（Ｖｄ＊、Ｖｑ＊）を相電圧指令に変換し、電力変換器のスイッチング素子による外乱などを補償して電力変換器２で整流された直流電圧の大きさに応じ変調率に換算することにより求める。
次にステップＳＴ５で、変調波指令の大きさにしたがった変調波補正量ΔＭを後述する手法により求める。
次にステップＳＴ６で、ステップＳＴ４で求めた変調波指令Ｍｕ、Ｍｖ、ＭｗにステップＳＴ５で求めた変調波補正量ΔＭを加えることによって変調波指令を補正し、Ｍｕ´、Ｍｖ´、Ｍｗ´を求める。
最後にステップＳＴ７で、変調波指令Ｍｕ´、Ｍｖ´、Ｍｗ´をバッファ１１に格納し、ステップＳＴ８でタイミング信号２１Ｂのタイミングでバッファ１１に格納された値をＰＷＭパルス発生器３に出力する。
なお、ステップＳＴ５〜ステップＳＴ８の処理は、変調波指令補正器５の動作に該当している。
【００３０】
次に、ステップＳＴ５における変調波補正量ΔＭを求め方について詳細に説明する。
まず、ステップＳＴ５０でキャリア信号２２の山谷の判断をし、山と判断された場合はステップＳＴ５２１へ進み、谷と判断された場合はＳＴ５１１へ進む。
ステップＳＴ５１１では、変調波指令のうち最小の相と最小値Ｍminを求める。
次に、ステップＳＴ５１２で前回の変調波指令の最小値ＭminのＰＷＭパルスの変化タイミングと所定時間ΔＴとを比較し、ΔＴよりも大きな場合はステップＳＴ５１３へ進む。
ステップＳＴ５１２で前回の変調波指令の最小値のＰＷＭパルスの変化タイミングがΔＴよりも小さい場合は、ステップＳＴ５１４にて前回の最小値と同相の今回の変調波指令との差分から変調波補正値ΔＭを求め、ステップＳＴ５を終了する。
ステップＳＴ５１３において、今回の最小値ＭminのＰＷＭパルスの変化タイミングとΔＴとを比較し、これがΔＴよりも大きい場合はステップＳＴ５３にて変調波補正値ΔＭに０をセットし、ステップＳＴ５を終了し、今回の変調波指令の最小値ＭminのＰＷＭパルスの変化タイミングがΔＴよりも小さい場合は、ステップＳＴ５１５にて変調波指令のＰＷＭパルスの変化タイミングがΔＴと一致するように変調波補正値ΔＭをＫ×ΔＴ−（１＋Ｍmin）（Ｋは上記）として求め、ステップＳＴ５を終了する。
【００３１】
ステップＳＴ５０でのキャリア信号２１Ａの山谷の判断において、山と判断された場合は、ステップＳＴ５２１で変調波指令のうち最大の相と最大値Ｍmaxを求める。
次に、ステップＳＴ５２２で前回の変調波指令の最大値のＰＷＭパルスの変化タイミングとΔＴとを比較し、ΔＴよりも大きな場合はステップＳＴ５２３へ進む。
ステップＳＴ５２２で前回の変調波指令の最大値のＰＷＭパルスの変化タイミングがΔＴよりも小さい場合は、ステップＳＴ５２４にて前回の最大値と同相の今回の変調波指令との差分から変調波補正値ΔＭを求め、ステップＳＴ５を終了する。
ステップＳＴ５２３において、今回の最大値ＭmaxのＰＷＭパルスの変化タイミングとΔＴとを比較し、これがΔＴよりも大きい場合はステップＳＴ５３にて変調波補正値ΔＭに０をセットし、ステップＳＴ５を終了し、今回の変調波指令の最大値ＭmaxのＰＷＭパルスの変化タイミングがΔＴよりも小さい場合は、ステップＳＴ５２５にて変調波指令のＰＷＭパルスの変化タイミングがΔＴと一致するように変調波補正値ΔＭを−Ｋ×ΔＴ＋（１−Ｍmax）（ただし、Ｋは上記）として求め、ステップＳＴ５を終了する。
【００３２】
このように、制御演算時間かそれより大きめな値を目安として所定時間ΔＴを設定し、電流検出から電圧指令出力までの時間がΔＴとなるようにして無駄時間を削減することで応答の早い電流制御系を得ることができる。また、変調波２３が所定時間ΔＴより早く変化する場合においても、変調波２３を修正することにより指令通りの電圧を出力することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明は、電動機に流れる電流の検出から変調波指令を演算するまでに要する時間に依存する所定時間ΔＴを制御演算時間とすることができ、ハードウエアで実現することが容易となるので、さらに高速化して電流の応答性を向上した電動機制御装置を必要とする用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の第１の実施例を示す電動機制御装置の制御ブロック図
【図２】本発明の第１の実施例におけるタイミングチャート
【図３】本発明の第１の実施例における変調波指令補正器５の構成図
【図４】本発明の第１の実施例における変調波指令の第１の補正方法を示すタイムチャート
【図５】本発明の第１の実施例における変調波指令の第２の補正方法を示すタイムチャート
【図６】本発明の第２の実施例を示すフローチャート
【図７】従来の電動機の電流制御のタイムチャート
【図８】従来の電動機の電流制御の構成を示すブロック図
【符号の説明】
【００３５】
１  電動機
２  電力変換器
３  ＰＷＭパルス発生器
４  キャリア信号発生器
５  変調波指令補正器
６  電流検出器
７  ｄｑ変換器
８Ａ  ｄ軸電流制御器
８Ｂ  ｑ軸電流制御器
９  変調波指令発生器
１０  遅延回路
１１  バッファ
１２  補正量演算器
１３  加算器
２１Ａ  サンプルタイミング信号
２１Ｂ  タイミング信号
２２  キャリア信号
２３、２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃ  変調波（補正前）
２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃ  変調波（補正後）
２５  出力不可能時間
２６  補正不可能時間
１０１  制御装置
１０２  電力変換器
１０３  負荷装置
１０４  電流検出器
１０５  指令値発生器
１１１  電流検出値をサンプルするためのサンプル信号
１１２  電流検出値をサンプルするサンプル・ホールド器（１）
１１３  電流指令値をサンプルするためのサンプル信号
１１４  電流指令値をサンプルするサンプル・ホールド器（２）
１１５  サンプル信号発生器
１１６  電圧指令演算器
１１７  ＰＷＭ制御器
１１８  同期信号
２７１  比較器
２７２  三角波発生器
【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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【図７】
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【図８】
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