專利名稱：：逆變器控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種控制具有自熄弧型開關(guān)元件的逆變器的逆變器控制裝置。交流電動機的調(diào)速控制裝置的性能，在電流控制性能部分較大而要求高性能的情況下，要求逆變器輸出電流高速響應(yīng)由外部的速度控制系統(tǒng)、轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)等所發(fā)出的電流指令值。對于PWM逆變器，具有由磁滯帶所產(chǎn)生的PWM控制法來作為得到這種高速的電流響應(yīng)的控制方法。其中，PWM是指PulseWidthModulation(即，脈寬調(diào)制)。在圖1中表示出了其控制結(jié)構(gòu)。在圖1中，1是直流電源；2是電容器；3是逆變器，由自熄弧型開關(guān)元件SUP、SVP、SWP、SUN、SVN、SWN和與這些元件反向并聯(lián)連接的二極管DUP、DVP、DWP、DUN、DVN、DWN構(gòu)成；4是交流電動機；5U、5V、5W是霍耳CT；6是電流檢測器；7U、7V、7W是減法器，分別輸入應(yīng)流入交流電動機的相電流指令值iu*、iu*、iw*和從電流檢測器6所輸出的交流電動機的相電流的檢測值iu、iv、iw，輸出偏差Δiu、Δiu、Δiw；8U、8V、8W是磁滯比較器，輸入電流偏差Δiu、Δiu、Δiw，把其值超過所設(shè)定的磁滯寬度(hys/2)的輸出變更為邏輯值“1”，把低于(-hys/2)的輸出變更為邏輯值“0”。磁滯比較器8U、8V、8W的輸出是逆變器3的各相的PWM信號Uo、Vo、Wo，被輸出給邏輯電路9。邏輯電路9輸入PWM信號Uo、Vo、Wo，對Uo、Vo、Wo及其邏輯反轉(zhuǎn)信號進行預(yù)定的導(dǎo)通延遲時間處理，而給構(gòu)成逆變器3的六個自熄弧型開關(guān)元件輸出驅(qū)動信號。邏輯電路9的輸出通過觸發(fā)電路10而施加給相當(dāng)于逆變器3的自熄弧型開關(guān)元件的控制極。這種電路的動作可以單純用圖2進行說明。在圖2中，在用點劃線表示的正弦波的相電流指令值iu*的上下分別具有用虛線表示的hy/2的磁滯寬度。當(dāng)電流iu向正方向變化而到達電流指令值(iu*+hys/2)時，磁滯比較器的輸出變?yōu)檫壿嬛怠?”，則接通逆變器的負側(cè)的開關(guān)，給電動機繞組施加-Ed/2的負電壓，使電流iu向負方向變化，當(dāng)電流iu向負方向變化而到達電流指令值(iu*-hys/2)時，接通逆變器正側(cè)的開關(guān)，而給電動機繞組施加+Ed/2的正電壓，而使電流iu向正方向變化，由此，對電流iu進行控制使之處于電流基準iu*的±hys/2的磁滯寬度內(nèi)。其中，Ed是直流電源1的電壓。比較器的增益幾乎可以是無限大的，因此，而得到超高速的電流控制響應(yīng)。但是，同樣是因為比較器的的增益幾乎是無限大的，就需要用于限制開關(guān)頻率的磁滯寬度。最大的開關(guān)頻率由繞組的漏抗、逆變器直流電壓、自熄弧型開關(guān)元件的開關(guān)速度等和磁滯寬度所決定。在上述說明中，當(dāng)僅考慮一相時是可以的，但是，在實際的3相逆變器所進行的交流電動機驅(qū)動中，不能得到圖2這樣的理想的PWM波形。圖3表示在三相逆變器所進行的交流電動機驅(qū)動中使用磁滯帶PWM控制時的波形例子。從上往下依次為由磁滯帶PWM控制所進行的電流波形iu、iv、iw、電動機相電壓Vu、Vv、Vw和線間電壓Vu-v的波形。在電流波形iu、iv、iw中表示磁滯帶。從圖中可以看出，開關(guān)頻率變化。在由T1所示的的期間內(nèi)，開關(guān)頻率較低，在由T2所示的的期間內(nèi)，開關(guān)頻率較高。這樣的現(xiàn)象是在轉(zhuǎn)數(shù)較低、電流指令值較小時發(fā)生的。在T1中，開關(guān)頻率之所以較低，是因為三相電壓都是+Ed/2，作為線間電壓都為“0”，存在電流僅隨反電動勢而變化的期間，由于當(dāng)轉(zhuǎn)數(shù)較低時反電動勢較小，則此期間的電流變化變得緩慢。而且，由于三相的電壓都是同電位的，通過線間電壓都為“0”這樣的電壓的組合而形成的矢量的大小為“0”，因此，下面稱為“零電壓矢量”。反之，在T2中，開關(guān)頻率之所以較高，是因為在此期間沒有三相電壓相等的期間，由于電動機的線間電壓Vu-v、Vv-w、Vw-u中的兩個不為“0”，因此，電流變化是急劇的。相對于期間T2中的開關(guān)頻率的電流脈動率與期間T1相比顯著惡化。而且，以后把不是零電壓矢量的電壓矢量總稱為“非零電壓矢量”。如T2那樣的開關(guān)頻率變高的現(xiàn)象容易在電流基準(下面相對于電流指令而言)的大小較小的情況下發(fā)生，如T那樣的開關(guān)頻率變低的現(xiàn)象容易在電動機的轉(zhuǎn)數(shù)較低而反電動勢較小的情況下發(fā)生。在低轉(zhuǎn)數(shù)和電流基準較小的情況下，由兩者而產(chǎn)生非常大的調(diào)制頻率變動。盡管具有電流控制響應(yīng)非常高速這樣的優(yōu)點，但是，作為磁滯帶PWM控制最近不受歡迎的原因是(1)磁滯帶PWM控制，如圖3的T1和T2那樣開關(guān)頻率大幅度變化。(2)磁滯帶PWM控制，在圖3的T2期間，與三角波比較PWM控制等其他PWM控制相比，相同開關(guān)頻率下的電流脈動顯著變大，等等。當(dāng)調(diào)制頻率變化時，則解決噪聲、無線電噪聲的措施變得困難起來。由于逆變器的設(shè)計必須包括在最高調(diào)制頻率中，則調(diào)制頻率變動就意味著裝置的大型化。為了降低最高調(diào)制頻率，當(dāng)使磁滯帶變大時，電流脈動變大。磁滯帶PWM控制與三角波比較等PWM控制相比，電流脈動較大，因此，在開關(guān)元件的電流額定值上必須具有較大的余量，而是非常不利的。如圖3所示的那樣，使轉(zhuǎn)數(shù)、三相電流基準的振幅、磁滯帶都為恒定的，但是，其中，開關(guān)頻率是變化的。為了解決這些問題，小笠原悟司、西村倫明、赤本葉文、雞波江章發(fā)表了「能夠?qū)崿F(xiàn)高次諧波抑制和高速電流響應(yīng)的電流控制型PWM逆變器」(電氣學(xué)會論文集B，昭和61年2月號)。該方式具有除了現(xiàn)有的磁滯帶PWM控制之外還可以抑制高次諧波的開關(guān)方式，根據(jù)電流偏差的大小來切換兩者，以便于在電流基準的分步變化時這樣的電流偏差較大的情況下，使用現(xiàn)有的磁滯帶PWM控制，而在穩(wěn)定狀態(tài)這樣的電流偏差較小的情況下，使用能夠抑制高次諧波的開關(guān)方式。在穩(wěn)定狀態(tài)下的開關(guān)方式是這樣的方式檢測交流電動機的反電動勢矢量的角度，僅使用存在反電動勢矢量(具有最近的角度)的兩個非零電壓矢量和零電壓矢量來進行開關(guān)控制，確實地選擇電流變化率較小的電壓矢量，而有效地進行高次諧波抑制。但是，當(dāng)電動機的轉(zhuǎn)數(shù)變高，由電感所產(chǎn)生的電壓降變大時，在穩(wěn)定狀態(tài)下，為了流通所需要的電流，就必須使用與反電動勢矢量的角度差較大的電壓矢量。在此情況下，在本方式中，電流偏差變大，而切換為現(xiàn)有的磁滯帶PWM控制。作為反電動勢矢量檢測方法，介紹了使用偏差電流的方法、對永磁電動機通過計算來求出反電動勢的方法。但是，如在上述文獻中所述的那樣，由于使用偏差電流的微分的方法在噪聲上是薄弱的，通過計算來求出永磁電動機的反電動勢的方法是在假定穩(wěn)定狀態(tài)下實現(xiàn)的，則在過渡狀態(tài)中就有產(chǎn)生誤差的危險。該開關(guān)方式把反電動勢矢量的方向作為基準來決定開關(guān)信號，因此，反電動勢矢量的誤檢測就會關(guān)聯(lián)到按原樣輸出不正確的開關(guān)信號。如上述那樣，該方式必須與現(xiàn)有的磁滯帶PWM控制同時使用。根據(jù)需要高速響應(yīng)，僅用可抑制高次諧波的開關(guān)方式就不是良好的。但是，磁滯帶PWM控制存在高次諧波較大和調(diào)制頻率變動這樣的嚴重問題，除了特殊用途之外，一般不使用。對應(yīng)于反電動勢矢量檢測的方法，進行反電動勢檢測本身有問題。在反電動勢不明的負荷的情況下，使用偏差電流的微分來推定反電動勢，而成為在噪聲上薄弱的系統(tǒng)。因此，鑒于上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種逆變器控制裝置，能夠在沒有反電動勢矢量的位置信息的情況下得到能夠抑制高次諧波，并且能夠進行高速電流控制響應(yīng)的PWM信號，以及能夠得到開關(guān)頻率不會大幅度變動的PWM信號。逆變器的輸出電壓矢量可以與零電壓矢量和非零電壓矢量大大不同。由于零電壓矢量輸出期間的電流僅隨反電動勢而變化，按上述方式那樣，就會受到?jīng)]有反電動勢的位置信息的限制，而不能為了控制電流變化方向來使用零電壓矢量。能夠控制電流變化方向的是非零電壓矢量。當(dāng)僅用非零電壓矢量來進行電流控制時，就會象現(xiàn)有的磁滯帶PWM控制那樣，而發(fā)生大量的高次諧波。這樣，就需要適當(dāng)?shù)厥褂昧汶妷菏噶亢头橇汶妷菏噶俊．?dāng)這樣的電流控制建立時，在電流偏差變得足夠小的電流控制的穩(wěn)定狀態(tài)下，應(yīng)當(dāng)這樣使用「使用非零電壓矢量來進行控制以補償由零電壓矢量輸出的反電動勢所引起的電流變化」。在本發(fā)明中，為了知道零電壓矢量輸出的電流變化而使用電流偏差這樣的方案。使用非零電壓矢量來進行電流控制以盡可能減小電流偏差，理想地是，在電流偏差為零時移動到零電壓矢量。零電壓矢量輸出的電流變化，在反電動勢次序上，作為電流矢量，按哪個那樣進行變化是不明的。但是，在電流偏差為零的時刻，移動到零矢量，因此，作為電流偏差矢量，應(yīng)當(dāng)確實變大。但是，零電壓矢量輸出的電流變化按原樣出現(xiàn)在電流偏差矢量中。因此，為了盡可能地減小電流偏差，如果使用非零電壓矢量來進行電流控制，就能繼續(xù)保持穩(wěn)定狀態(tài)。但是，為了減小電流偏差而進行控制的動作與電流控制的通常的動作是一樣的。在電流基準的分步變化等的過渡狀態(tài)中，電流控制以同一邏輯來建立。在現(xiàn)有的電流控制中，平均地控制電流以與電流基準相等，與此相對，在本發(fā)明的方式中，不是平均地進行控制而使之相等。把零電壓矢量輸出的反電動勢所引起的變化的約1/2作為平均值，而偏離基準。通過上述原理，在從穩(wěn)定狀態(tài)中的零電壓向非零電壓移動時，電流偏差矢量可以表示有反電動勢所引起的變化的程度。然后，為了把電流偏差矢量控制為“0”，不管怎樣選擇非零電壓矢量都是可以的。在本發(fā)明中，進行插入電流偏差矢量的兩個非零電壓矢量之間所引起的開關(guān)。下面描述選擇兩個非零電壓矢量中的哪個。一旦進入非零電壓矢量所進行的控制之后，組成「兩個相鄰的非零電壓矢量中，選擇與電流偏差矢量的角度差更小的非零電壓矢量」這樣的邏輯。根據(jù)所選擇的非零電壓矢量，電流進行變化，當(dāng)然，電流偏差矢量也變化。在穩(wěn)定狀態(tài)下電流偏差變小的過程中，通過該邏輯而在兩個非零電壓矢量之間自動地進行開關(guān)。由于在過渡狀態(tài)下偏差矢量的變化與穩(wěn)定狀態(tài)不同，而存在所選擇的非零電壓矢量相繼地向相鄰的矢量轉(zhuǎn)換的情況，但是，在穩(wěn)定狀態(tài)下，反復(fù)選擇相同的兩個非零電壓矢量。在穩(wěn)定狀態(tài)下，通過相鄰的兩個非零電壓矢量和零電壓矢量的組合來進行開關(guān)控制。作為其結(jié)果所輸出的平均電壓包含在夾在相鄰的兩個非零電壓矢量之間的區(qū)域中。某個平均電壓和用于輸出其而使用的電壓矢量的組合成為與為了減少高次諧波的發(fā)生而目前常用的三角波比較PWM控制相同的組合。反電動勢矢量常常存在于作為結(jié)果所輸出的平均電壓附近。在此情況下，僅使用能夠把電流脈動控制為最小的電壓矢量來進行控制。在現(xiàn)實中，在電流偏差變?yōu)榱阒笆褂梅橇汶妷菏噶縼磉M行電流控制是不可能的。但是，在「不能再次進行有其以上的非零電壓矢量所進行的開關(guān)來減小電流偏差」這樣的時刻，從輸出的非零電壓矢量與電流偏差矢量的角度差能夠進行檢測，在該時刻移動到零電壓矢量。在本發(fā)明中，根據(jù)上述原理來進行開關(guān)控制，而實現(xiàn)了這樣的PWM控制在穩(wěn)定狀態(tài)下，能夠進行高次諧波較少的PWM控制；在過渡狀態(tài)下，能夠進行高速的電流控制。因此，通過提供根據(jù)上述原理的逆變器控制裝置來實現(xiàn)本發(fā)明的上述目的。一種逆變器控制裝置，進行控制以使具有自熄弧型開關(guān)元件的逆變器的輸出電流追隨電流指令，其特征在于，包括偏差運算電路，運算上述電流指令與上述輸出電流的偏差；矢量角運算電路，根據(jù)來自該偏差運算電路的偏差來運算偏差電流矢量的角度；開關(guān)順序邏輯電路，生成開關(guān)順序，以便于根據(jù)由該矢量角運算電路所運算的偏差電流矢量的角度和自身的輸出的開關(guān)信號，或者根據(jù)上述偏差電流矢量的角度和自身的輸出的開關(guān)信號及以前輸出的開關(guān)信號，來選擇開關(guān)信號，根據(jù)開關(guān)順序邏輯電路輸出的開關(guān)信號來控制上述自熄弧型開關(guān)元件。本發(fā)明的這些和其他的目的、優(yōu)點及特征將通過結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例的描述而得到進一步說明。在這些附圖中圖1是現(xiàn)有的磁滯帶PWM控制電路的簡要構(gòu)成圖；圖2是磁滯帶PWM控制的動作的示意圖；圖3是磁滯帶PWM控制的不合適點的示意圖；圖4是表示本發(fā)明的第一實施例的簡要構(gòu)成圖；圖5是本發(fā)明的第一實施例中的電壓型逆變器的可以輸出的電壓矢量圖；圖6是本發(fā)明的第一實施例中的開關(guān)順序邏輯電路的詳細構(gòu)成圖；圖7是本發(fā)明的第一實施例中的順序起動電路的詳細構(gòu)成圖；圖8是圖7所示的順序起動電路的容許誤差區(qū)域的示意圖；圖9是圖6所示的的開關(guān)順序邏輯電路的動作示意圖；圖10是圖9所示的時刻t1之前的電流電壓的矢量關(guān)系圖；圖11是圖9所示的從時刻t1到時刻t2的電流電壓的矢量關(guān)系圖；圖12是圖9所示的時刻t2的電流電壓的矢量關(guān)系圖；圖13是圖9所示的時刻t3的電流電壓的矢量關(guān)系圖；圖14是圖9所示的時刻t4的電流電壓的矢量關(guān)系圖；圖15是圖9所示的從時刻t4到時刻t7的電流電壓的矢量關(guān)系圖；圖16是圖9所示的從時刻t7到時刻t9的電流電壓的矢量關(guān)系圖；圖17是圖9所示的從時刻t11到時刻t12的電流電壓的矢量關(guān)系圖；圖18是圖10～圖17所述的電流變化時的電流矢量的頂端的軌跡圖；圖19是本發(fā)明的第一實施例的感應(yīng)電動機的電流控制的模擬結(jié)果(穩(wěn)定狀態(tài))；圖20是本發(fā)明的第一實施例的感應(yīng)電動機的電流控制的模擬結(jié)果(電流指令急劇變化時)；圖21是本發(fā)明的第二實施例中的開關(guān)順序邏輯電路的詳細構(gòu)成圖；圖22是使用圖21所示的開關(guān)順序邏輯電路時的動作示意圖；圖23是圖22所示的時刻t1之前的電流電壓的矢量關(guān)系圖24是圖22所示的時刻t1的電流電壓的矢量關(guān)系圖；圖25是圖22所示的時刻t2的電流電壓的矢量關(guān)系圖；圖26是圖22所示的從時刻t2到時刻t4的電流電壓的矢量關(guān)系圖；圖27是圖22所示的從時刻t4到時刻t6的電流電壓的矢量關(guān)系圖；圖28是圖22所示的時刻t6的電流電壓的矢量關(guān)系圖；圖29是圖22所示的從時刻t6到時刻t9的電流電壓的矢量關(guān)系圖；圖30是圖22所示的時刻t9的電流電壓的矢量關(guān)系圖；圖31是本發(fā)明的第二實施例的感應(yīng)電動機的電流控制的模擬結(jié)果(穩(wěn)定狀態(tài))；圖32是本發(fā)明的第二實施例的感應(yīng)電動機的電流控制的模擬結(jié)果(表示開關(guān)頻率的變化)；圖33是本發(fā)明的第二實施例的順序起動電路的詳細構(gòu)成圖；圖34是圖33所示的順序起動電路的動作示意圖；圖35是本發(fā)明的第三實施例的感應(yīng)電動機的電流控制的模擬結(jié)果(表示開關(guān)頻率恒定下進行時的變化)；圖36是本發(fā)明的第四實施例的順序起動電路的詳細構(gòu)成圖；圖37是本發(fā)明的第四實施例的感應(yīng)電動機的電流控制的模擬結(jié)果。下面參照附圖，其中，在這些附圖中，相同的標號代表相同或相應(yīng)的部分，特別是，參照圖4來描述本發(fā)明的一個實施例。圖4是本發(fā)明的第一實施例的逆變器控制裝置的方框圖。在圖4中，1～6、9、10是與圖1相同的構(gòu)成元件，則省略其說明。i*、i、Δi、sw(k)分別作為矢量來表示電流基準、電流、電流偏差、PWM信號，但是，各個矢量由三相的矢量成分構(gòu)成。11是求出電流基準矢量i*與電流檢測矢量i的偏差矢量Δi的矢量減法器。矢量減法器11的內(nèi)部構(gòu)成由電流基準矢量和電流檢測矢量的提供方的形態(tài)所決定，如現(xiàn)有技術(shù)中的那樣，如果它們是由U、V、W的三相成分所提供，可以考慮把圖1中的減法器7U、7V、7W作為一組。12是從偏差矢量Δi求出其角度θΔi的矢量角運算電路。在矢量角運算電路12中，按照下式(1)、(2)通過三相兩相變換來把偏差矢量的三相UVW坐標成分Δiu、Δiv、Δiw變換為正交的兩相XY坐標成分的Δix、Δiy。Δix＝(2Δiu-Δiv-Δiw)/3……(1)&Delta;iy=(&Delta;iv-&Delta;iw)/3---(2)]]>進而，從矢量中的正交坐標和極坐標之間的關(guān)系式和Δix、Δiy的符號，按照下式(3)、(4)來求出偏差矢量的角度θΔi。|&Delta;i|=((&Delta;ix)2-(&Delta;iy)2)---(3)]]>cosθΔi＝Δix|Δi|……(4)當(dāng)使XY坐標的Y軸與UVW的U軸相一致時，在偏差矢量向著U軸的正方向時，為「θΔi＝0」。13是開關(guān)順序邏輯電路，14是順序起動電路。開關(guān)順序邏輯電路13根據(jù)電流偏差矢量的角度Δθ和順序起動電路14輸出的順序起動信號而動作，而輸出開關(guān)指令矢量swc＝sw(k)。開關(guān)指令矢量sw(k)是以三相開關(guān)指令swu、swv、sww作為成分的矢量，當(dāng)用成分來表示時，使用(swu、swv、sww)。即sw(k)＝(swu、swv、sww)。開關(guān)指令swu、swv、sww取以二進制數(shù)“0”或“1”的值。開關(guān)指令swu＝1是使逆變器U相的正側(cè)元件SUP導(dǎo)通(負側(cè)元件SUN關(guān)斷)的指令信號，開關(guān)指令swu＝0是使逆變器U相的負側(cè)元件SUN導(dǎo)通(正側(cè)元件SUP關(guān)斷)的指令信號。開關(guān)指令矢量sw(k)的k是把按原樣并行寫入(swu、swv、sww)的各相開關(guān)指令的值而得到的二進制數(shù)變換為十進制數(shù)的值。例如，當(dāng)(swu、swv、sww)＝(1，0，0)時，當(dāng)按原樣并行寫入各個開關(guān)信號的值時，為二進制數(shù)“100”，當(dāng)把其變換為十進制數(shù)時，為“4”。這樣，sw(4)＝(1，0，0)表示僅使U相的正側(cè)元件導(dǎo)通，其他相的負側(cè)元件導(dǎo)通的開關(guān)指令。k的值可以取0～7之間的值，存在開關(guān)指令矢量sw(0)～sw(7)。當(dāng)由開關(guān)指令矢量sw(k)來控制逆變器的元件的通-斷時，用v(k)來表示逆變器輸出的電壓的空間矢量。電壓矢量v(k)取當(dāng)逆變器的直流電壓Ed時的表1所示的值。在開關(guān)指令矢量sw(0)和sw(7)時，逆變器的三相輸出電壓都為同電位，取任意兩線之間，線間電壓的大小為“0”。把此時的電壓矢量統(tǒng)稱為“零電壓矢量”。除此之外的開關(guān)指令矢量sw(1)～sw(6)時的電壓矢量，由于大小等于直流電壓Ed，在方向偏移60度的矢量上具有大小，而統(tǒng)稱為“非零電壓矢量”。在圖5中表示電壓矢量。由于開關(guān)指令矢量sw(k)和電壓矢量v(k)是一對一地相對應(yīng)，則把對應(yīng)于零電壓矢量v(0)、v(7)的開關(guān)指令矢量sw(0)、sw(7)稱為“零矢量”，把其他的開關(guān)信號稱為“非零矢量”。表1</tables>在圖6中表示開關(guān)順序邏輯電路13的詳細圖。在圖6中，21是開關(guān)指令矢量選擇表，輸入作為電流偏差矢量角度θΔi、PWM信號而輸出的開關(guān)指令矢量swc和在swc變更前作為PWM信號而使用的開關(guān)指令矢量swo，輸出在下一次輸出變更時應(yīng)選擇的開關(guān)信號swn。在表2和表3中表示出了開關(guān)指令矢量選擇表21的內(nèi)容。表2是當(dāng)作為PWM信號而輸出的開關(guān)指令為零矢量時所使用的表，表3是為非零矢量時的表。表2</tables>表2表示如果作為PWM信號而輸出的開關(guān)指令swc為零矢量，其是sw(0)、sw(7)中的一個，而不管前次的開關(guān)指令swo為哪個矢量，僅通過電流偏差矢量的角度來選擇開關(guān)指令swn。如果電流偏差矢量的角度θM是「-π/6～π/6」，則選擇sw(4)來作為swn而輸出。如前邊的表1所示的那樣，v(4)的角度為“0”，把「當(dāng)輸出的開關(guān)指令是零矢量時，選擇產(chǎn)生具有離電流偏差矢量的角度最近的角度的電壓矢量這樣的開關(guān)指令」這樣的邏輯進行表格化的結(jié)果是表2。表3另一方面，在作為PWM信號而輸出的開關(guān)指令swc是非零矢量的情況下，通過輸出的開關(guān)指令swc，并且通過前次輸出的開關(guān)指令swo，開關(guān)指令矢量選擇表21應(yīng)輸出的開關(guān)指令swn變化。當(dāng)對于表3進行說明時，為以下這樣(1)如果電流偏差矢量和作為PWM信號輸出的開關(guān)指令swc所產(chǎn)生的非零電壓矢量的角度差在±30度以內(nèi)，則選擇與輸出的開關(guān)指令swc相同的開關(guān)信號。(2)如果電流偏差矢量和作為PWM信號輸出的開關(guān)指令swc所產(chǎn)生的非零電壓矢量的角度差在±30度以上而±60度以內(nèi)，距電流偏差矢量最近的角度的非零電壓矢量轉(zhuǎn)移到輸出的非零電壓矢量的相鄰矢量。則選擇產(chǎn)生距電流偏差矢量最近的角度的非零電壓矢量的開關(guān)指令。(3)如果電流偏差矢量和作為PWM信號輸出的開關(guān)指令swc所產(chǎn)生的非零電壓矢量的角度差在±90度以上，則選擇零矢量。通過作為前次PWM信號而輸出的開關(guān)指令swo來決定在產(chǎn)生零電壓矢量的開關(guān)指令中選擇sw(0)、sw(7)兩種中的哪個。以上是表3的矢量選擇邏輯。在開關(guān)指令矢量選擇表21中一起容納了表2、表3的內(nèi)容。22是不一致檢測電路，把開關(guān)指令矢量選擇表21的輸出swn與閂鎖電路23的輸出swc進行比較，通過相一致，則輸出邏輯值“0”，當(dāng)不一致時，輸出邏輯值“1”。24是與電路，取順序起動電路14輸出的順序起動指令和不一致檢測電路22輸出的不一致信號的“與”而輸出。25是或電路，取與電路24的輸出和零矢量檢測器26的“或”而輸出。零矢量檢測器26在開關(guān)指令矢量選擇表21的輸出swn為sw(0)、sw(7)中的任一個時輸出邏輯值“1”，否則輸出邏輯值“0”。27是與電路，取由未圖示的時鐘發(fā)生器所提供的決定控制取樣的時鐘信號和或電路25的輸出信號的“與”。與電路27的輸出作為閂鎖定時信號提供給閂鎖電路23、閂鎖電路28。作為閂鎖電路23的數(shù)據(jù)輸入，而提供開關(guān)指令矢量選擇表21的輸出swn，在閂鎖定時信號的上升邊來對數(shù)據(jù)輸入信號進行閂鎖，而作為swc來輸出。28是閂鎖電路，作為數(shù)據(jù)輸入來提供閂鎖電路23的輸出swc，通過閂鎖定時信號來對數(shù)據(jù)輸入信號進行閂鎖，而作為swo來輸出。在圖7中表示了順序起動電路14的一個例子。在圖7中，30UP、30UN、30VP、30VN、30WP、30WN是比較器。其中的比較器30UP、30VP、30WP在輸入信號超過正的預(yù)定值時輸出邏輯值“1”，否則輸出邏輯值“0”。比較器30UN、30VN、30WN在輸入信號比負的預(yù)定值更負時輸出邏輯值“1”，否則輸出邏輯值“0”。在比較器30UP、30UN中輸入電流偏差矢量Δi的U相成分Δiu；在比較器30VP、30VN中輸入V相成分Δiu；在比較器30WP、30WN中輸入W相成分Δiw。31U、31V、31W是NOT電路，取輸入信號的否定邏輯而輸出。在NOT電路31U中輸入開關(guān)順序邏輯電路13輸出的開關(guān)指令swc的U相成分swu，同樣在NOT電路31V中輸入V相成分swv，同樣在NOT電路31W中輸入W相成分sww。32UP、32UN、32VP、32VN、32WP、32WN是與電路，在與電路32UP、32VP、32WP中分別輸入開關(guān)指令swc的U相成分swu、V相成分swv、W相成分sww作為一方的輸入，而把比較器30UP、30VP、30WP的輸出作為另一方輸入進行輸入，分別取“與”而輸出。在與電路32UN、32VN、32WN中分別輸入否定邏輯電路31U、31V、31W的輸出而作為一方輸入，分別取“與”而輸出?；螂娐?3取與電路32UP、32UN、32VP、32VN、32WP、32WN的輸出全部的“或”，而作為順序起動信號來輸出。下面對圖7所示的的順序起動電路14的作用進行說明。在比較器30UP、30UN中輸入電流偏差矢量Δi的U相成分Δiu＝iu*-iu。當(dāng)使比較器的比較電平的大小為“H”時，如果|Δiu|＜H，則比較器30UP、30UN的輸出都為“0”。與電路32UP、32UN的輸出為“0”。如果|Δiv|＜H，|Δiw|＜H成立，由于與電路32UP、32UN、32VP、32VN、32WP、32WN的輸出都為“0”，則或電路33的輸出與開關(guān)指令的值無關(guān)而為“0”。即，如果電流偏差的大小在由比較器的比較電平的大小“H”所決定的誤差區(qū)域的范圍內(nèi)，則順序起動電路14的輸出為“0”。如果|Δiu|＞H，則比較器30UP、30UN的輸出都為“1”。此時，比較器30UP的輸出為“1”，并且僅在swu＝1時與電路32UP的輸出為“1”，通過或電路33，順序起動電路14輸出邏輯值“1”。即使比較器30UP的輸出為“1”，但如果swu＝0，與電路32UP的輸出為“0”。即，在使逆變器的正側(cè)元件導(dǎo)通的相中，當(dāng)其相電流比基準高H以上時，順序起動電路14輸出邏輯值“1”。同樣，在使負側(cè)的元件導(dǎo)通的相中，當(dāng)其相電流比基準低H以上時，順序起動電路14輸出邏輯值“1”。在U相的情況下，其由比較器30UN、否定邏輯電路31U、與電路32UN、或電路33組成。與V相、W相相同。根據(jù)上述那樣，順序起動電路14僅在電流變?yōu)轭A(yù)定誤差以上并且預(yù)定的開關(guān)條件成立時，輸出邏輯值“1”，來起動開關(guān)順序邏輯電路13。下面，在圖8中表示圖7的順序起動電路14的容許誤差區(qū)域。在圖8中，表示了兩個三角形。在UVW坐標中，當(dāng)U軸、V軸、W軸的成分依次分別為u，v，w而表示為(u，v，w)時，使用上述的比較器的比較電平H，第一個三角形的頂點由(2H，-H，-H)，(-H，2H，-H)，(-H，-H，2H)表示，第二個三角形的頂點由(-2H，H，H)，(H，-2H，H)，(H，H，-2H)表示。如果電流偏差矢量的頂端處于包含在第一個三角形和第二個三角形兩者中的六角形區(qū)域內(nèi)時，由于圖7的比較器的30UP～30WN的輸出都是“0”，則或電路33的輸出為“0”。在僅包含在上述兩個三角形的任一個中而不包含在上述六角形內(nèi)的六個小三角形區(qū)域的情況下，或電路33的輸出根據(jù)開關(guān)條件而不同。例如，在以(2H，-H，-H)，(-H，0，-H)，(-H，-H，0)為頂點的小三角形內(nèi)的區(qū)域中，由于電流偏差的U相成分超過“H”，則比較器30UP的輸出為“1”。此時，如果開關(guān)信號swu＝1，與電路32UP的輸出為“1”，而如果信號swu＝0，與電路32UP的輸出為“0”，其他的與電路的輸出都為“0”。這樣，開關(guān)信號swu＝1，小三角形區(qū)域被看作為容許誤差范圍外，順序起動電路輸出邏輯值“1”，而開關(guān)信號swu＝0，小三角形區(qū)域被看作為容許誤差范圍內(nèi)，順序起動電路14輸出邏輯值“0”。這樣，通過使容許誤差區(qū)域的大小根據(jù)開關(guān)信號而變化，由此，就能防止同一元件過于高速地反復(fù)通斷。參照圖6、圖9來說明圖4所示的第一實施例整體的動作。圖9是開關(guān)順序邏輯電路13的各部分動作波形圖。在圖9中，(a)是提供給與電路27的時鐘信號，(b)是由順序起動電路14所提供的順序起動信號，(c)是不一致檢測電路22輸出的不一致檢測信號，(d)是與電路24的輸出，(e)是零矢量檢測器26輸出的零矢量檢測信號，(f)是或電路25的輸出信號，(g)是與電路27的輸出信號，(i)是開關(guān)指令矢量選擇表21輸出的開關(guān)指令swn，(j)是在閂鎖電路23輸出的開關(guān)指令swc中作為PWM信號最終地輸出給邏輯電路9的信號，(k)是閂鎖電路28輸出的開關(guān)信號swo，(u)(v)(w)分別是開關(guān)指令的U相、V相、W相成分。其中，在圖4中，作為PWM逆變器的負荷的感應(yīng)電動機的電壓方程式為v(k)=L&CenterDot;didt+R&CenterDot;I+e---(5)]]>其中，k＝0，1，…，7。當(dāng)在該式中，由于繞組電阻R較小而忽略其E時，就能變形為didt=(v(k)-e)L---(6)]]>由于左邊為電流微分di/dt，則該式表示電流大致在矢量(v(k)-e)的角度方向上變化，其變化速度為|(v(k)-e)|。在圖9中，在時刻t1之前，閂鎖電路23按圖9(j)那樣輸出開關(guān)指令swc＝sw(0)。這樣，圖4的逆變器3的下側(cè)的開關(guān)元件SUN、SVN、SWN導(dǎo)通，輸出電壓矢量v(0)＝0。此時，由于電流微分為didt=(0-e)L---(7)]]>則電流僅隨反電動勢而變化。此時的矢量關(guān)系為圖10那樣。在圖10中，左側(cè)的六角形是圖5所示的逆變器的可輸出的電壓矢量。用虛線的箭頭表示的是反電動勢矢量e。在右側(cè)表示圖8的容許誤差區(qū)域的星形。電流基準和電流的矢量把電壓矢量與原點進行重合來表示。電流基準i*的頂端當(dāng)然為星形的中心。此時，電流i為圖中那樣的矢量。由于偏差矢量Δi是從電流矢量的頂端向電流基準矢量的頂端的矢量，則在圖10中，具有與電流偏差矢量的角度最接近的角度的電壓矢量為v(4)。這樣，圖6的矢量選擇表根據(jù)表2來選擇v(4)作為swn而輸出。由于電流變化為式(5)那樣，則在圖10中，電流以與反電動勢矢量相同的大小，按照具有從反電動勢矢量的頂端向原點的方向的空心箭頭，來變化。表示出同一空心箭頭，以從電流矢量的頂端發(fā)出。當(dāng)逆變器輸出電壓矢量v(0)時，式(5)表示電流在該空心箭頭方向上的變化。這樣，當(dāng)經(jīng)過時間時，電流矢量按圖11那樣變化，則Δiu＜-H成立。由此，在圖7中，由于比較器30UN的輸出為“1”，swu＝0，則與電路32UN的輸出為“1”，圖4的順序起動電路14輸出“1”。在圖9中，順序起動電路14的輸出用(b)表示，用t1來表示該定時。由于開關(guān)信號swn＝sw(4)，swc＝sw(0)，不一致檢測電路22的輸出在此之前曾經(jīng)是邏輯值“1”，因此，在順序起動電路14的輸出從“0”變化為“1”的該時刻t1，與電路24的輸出(d)為“1”。由于開關(guān)指令矢量選擇表21的輸出為swn＝sw(4)，零矢量檢測器26的輸出是“0”，而與電路24的輸出(d)為“1”，由此，或電路25的輸出(r)為“1”。在時刻t2，時鐘(a)為上升邊，與電路27的輸出(g)為“1”，閂鎖電路23和閂鎖電路28對此時的數(shù)據(jù)輸入進行閂鎖。閂鎖電路23的輸出(j)從sw(0)向sw(4)變化，閂鎖電路28的輸出(k)從sw(5)向sw(0)變化。此時，電流偏差矢量Δi按圖11那樣為「-π/6＜θΔi＜π6」。由表3，開關(guān)指令矢量選擇表21按圖9中的(i)所示的那樣，接著輸出sw(4)。由此，不一致檢測電路22的輸出從“1”變化為“0”，與電路24、或電路25、與電路27的輸出都為“0”。在時刻t2，在圖12中表示在開關(guān)信號swc從sw(0)切換為sw(4)之后的矢量圖。由于逆變器輸出電壓為sw(4)，電流變化方向是由空心箭頭表示的電壓v(4)-e的方向。由于電流變化為進入容許誤差范圍內(nèi)，順序起動電路14的輸出(b)在時刻t2之后，暫時從“1”變?yōu)椤?”。當(dāng)電流在圖12的空心箭頭方向上變化時，電流偏差矢量Δi順時針旋轉(zhuǎn)。這樣，角度θΔi不久就從「-π/6＜θΔi＜π/6」的區(qū)域超過-π/6(＝11π/6)，而進入「-3π/2＜θΔi＜11π/6」區(qū)域。在θΔi進入「-3π/2＜θΔi＜11π/6」區(qū)域的時刻t3，開關(guān)指令矢量選擇表21根據(jù)表3而輸出開關(guān)信號sw(5)。在圖13中表示該時刻的矢量圖。電流矢量的頂端在點劃線上移動，在容許誤差區(qū)域中，當(dāng)W軸成分超過由零的虛線表示的線時，成為「θΔi＜11π/6」。由此，如圖9中的(c)所示的那樣，不一致檢測電路22的輸出為“1”。但是，如圖13所示的那樣，由于偏差矢量Δi的大小在容許誤差區(qū)域的范圍內(nèi)，順序起動電路14的輸出(b)為“0”，因此，與電路24的輸出(d)仍為“0”。由于開關(guān)指令矢量選擇表21的輸出為swn＝sw(5)，零矢量檢測器26的輸出為“0”，則或電路25的輸出(f)為“0”。這樣，閂鎖電路23的輸出swc即PWM信號輸出保持sw(4)，電流矢量的頂端進到圖13的點劃線上，亦即U軸成分超過由零的虛線所示的線。在圖14中表示出了此時刻的矢量圖。由于電流矢量的頂端，即U軸成分超過由零的虛線所示的線，電流偏差矢量的角度進入到「7π/6＜θΔi＜3π/2」區(qū)域。在此時刻t4，開關(guān)指令矢量選擇表21的輸出swn按表3從sw(5)變化為sw(7)。在向零矢量移動時，在表3中，暫時沒有輸出中的swc的值，而使用在變化為該swc值之前輸出的sw0的值，來決定選擇矢量sw(0)、sw(7)中的哪一個。輸出中的swc的值由閂鎖電路23所提供，在變化為該swc值之前輸出的sw0的值由閂鎖電路28所提供。之所以在零矢量的選擇中這樣來使用以前的swo的值，是因為使開關(guān)信號的移動基本上接近于三角波比較PWM的移動順序。若通過描述來表示表3的零矢量的選擇邏輯，為下述這樣「如果逆變器的正側(cè)元件從導(dǎo)通兩次以上的狀態(tài)移動到僅導(dǎo)通一次的狀態(tài)，接著移動到零矢量，在此情況下，選擇使正側(cè)的元件都關(guān)斷并且負側(cè)元件都導(dǎo)通的信號。即，選擇sw(0)。反之，如果逆變器的負側(cè)元件從導(dǎo)通兩次以上的狀態(tài)移動到僅導(dǎo)通一次的狀態(tài)，接著移動到零矢量，在此情況下，選擇使負側(cè)的元件都關(guān)斷并且正側(cè)元件都導(dǎo)通的信號。即，選擇sw(7)?！沟?，在表3中除去了不可能的移動。在表3中，在從sw(5)、sw(6)、sw(7)中的任一個移動到sw(4)的時，在接著移動到零矢量的情況下，選擇sw(0)。sw(4)是使逆變器的正側(cè)元件僅導(dǎo)通一次的開關(guān)信號，sw(5)、sw(6)、sw(7)是使逆變器的正側(cè)元件導(dǎo)通兩次以上的開關(guān)信號。在使逆變器的正側(cè)元件導(dǎo)通兩次以上的開關(guān)信號中，盡管存在sw(3)，之所以在表3中作為sw(4)以前的swc的值而省略了sw(3)，是因為在表3的邏輯下不能具有從sw(3)移動到sw(4)的情況。根據(jù)表3，能夠從sw(3)進行移動的開關(guān)信號僅是sw(1)、sw(2)和零矢量。當(dāng)然，也可以依照這樣的邏輯在附加sw(3)，從sw(3)、sw(5)、sw(6)、sw(7)中的任一個移動到sw(4)時，在接著移動到零矢量的情況下，選擇sw(0)。由于沒有從sw(3)向sw(4)的移動，則不可能進行「sw(3)→sw(4)→s0」這樣的選擇。通過上述那樣，在時刻t4，開關(guān)指令矢量選擇表21的輸出swn從sw(5)變化為sw(7)，零矢量檢測器26的輸出(e)從“0”變化為“1”。由此，與與電路24的輸出(d)無關(guān)，或電路25的輸出(f)變化為“1”。這樣，接著在時鐘信號的上升定時t5，與電路27的輸出(g)上升，閂鎖電路23、閂鎖電路28對輸入數(shù)據(jù)進行閂鎖。閂鎖電路23的輸出(j)從sw(4)向sw(7)變化，閂鎖電路28的輸出(k)從sw(0)向sw(4)變化。開關(guān)順序邏輯電路13的輸出因而通過閂鎖電路23的輸出信號而工作，逆變器通過開關(guān)信號sw(7)而各種。具有這樣的重要特征此時刻t5下的開關(guān)信號的移動是在沒有來自順序起動電路14的要求的情況下進行的。由于在開關(guān)信號sw(7)下工作，逆變器3的輸出電壓矢量成為v(7)，因此，電流根據(jù)v(7)-e＝-e而變化。電流矢量i的頂端在圖15中用點劃線表示的直線上移動。開關(guān)指令矢量選擇表21在每個短時間中輸出sw(1)，而電流偏差矢量逆時針轉(zhuǎn)動，其角度θΔi在時刻t6再次進入「-3π/2＜θΔi＜11π/6」區(qū)域，由此，而輸出sw(5)。在此之前，不一致檢測電路22的輸出(c)仍是“1”，而順序起動指令(b)為“0”，因此，與電路24的輸出為“0”，由于零矢量檢測器26的輸出為“0”，則閂鎖電路23、28不動作，電流進一步在圖15中用點劃線表示的直線上移動，而到達在時刻t7上表示的電流矢量i。在時刻t7，電流i超過容許誤差區(qū)域的「Δiv＞H」的線。由此，圖7的比較器30VP的輸出變化為“1”。在此之前，通過開關(guān)信號sw(7)來工作，因此，圖7的開關(guān)信號swv為“1”，與電路32VP為“1”，通過或電路33，開關(guān)順序邏輯電路13輸出“1”來作為順序起動指令(b)。通過與電路24，或電路25的輸出為“1”。通過接著的時鐘脈沖(a)的上升邊t8，閂鎖電路23、28來對輸入數(shù)據(jù)進行閂鎖。閂鎖電路23的輸出(j)從sw(7)變化為sw(5)，閂鎖電路28的輸出(k)從sw(4)變化為sw(7)。由于矢量選擇表接著從表3原樣輸出sw(5)，則不一致檢測電路22的輸出(c)從“1”變化為“0”。由于逆變器3通過sw(5)而工作，電流以v(5)-e進行變化，電流矢量的頂端在圖16的點劃線上移動。由此，電流偏差矢量逆時針轉(zhuǎn)動，在時刻t9，其角度θΔi再次進入「-π/6＜θΔi＜π/6」的區(qū)域，開關(guān)指令矢量選擇表21輸出sw(4)。由于不一致檢測電路22的輸出(c)變化為“1”而順序起動指令(b)為“0”，則與電路24的輸出為“0”，并且，由于零矢量檢測器26的輸出為“0”，閂鎖電路23、28不動作，電流進一步在點劃線上移動，而到達圖16所示的位置上，在電流偏差矢量的角度進入「-π/6＜θΔi＜π/2」的區(qū)域的時刻t10，開關(guān)指令矢量選擇表21根據(jù)表3而使輸出(1)變化為sw(0)。由于零矢量檢測器26的輸出為“1”，或電路25的輸出為“1”，則在下一個時鐘脈沖的上升邊t11，與電路27的輸出為“1”，閂鎖電路23、28對此時刻的輸入數(shù)據(jù)進行閂鎖。閂鎖電路23的輸出從sw(5)向sw(0)變化，閂鎖電路28的輸出從sw(7)向sw(5)變化。由于逆變器輸出電壓為v(0)，則電流以v(0)-e而進行變化，在圖17的點劃線上移動。開關(guān)指令矢量選擇表21輸出sw(6)。但是，由于電流偏差矢量的角度θΔi剛剛進入「π/6＜θΔi」的區(qū)域，則在此后的電流變化上立即返回到「-π/6＜θΔi＜π/6」的區(qū)域中，開關(guān)指令矢量選擇表21輸出sw(4)。由此，矢量關(guān)系返回到圖9的t1以前的狀態(tài)中。當(dāng)電流變化到圖17所示的的位置上時，再次產(chǎn)生在時刻t上說明的變化。在圖18中表示了在以上的過程中的電流矢量的頂端的軌跡。根據(jù)本發(fā)明，揭示了使用容許誤差區(qū)域的每一部分來進行電流控制的方案。一旦圖18那樣的電動勢和電流偏差的關(guān)系成立，以后就僅選擇v(4)和v(5)來作為非零電壓矢量。逆變器控制裝置應(yīng)該是這樣的在進行電流控制以補償由零電壓矢量時的-e所產(chǎn)生的電流變化，然后，通過進行輸出的非零電壓矢量的組合來輸出相當(dāng)于反電動勢e的電壓矢量。在圖18中，選擇v(k)-e的大小較小的兩個電壓矢量v(4)、v(5)來作為該非零電壓矢量。該兩個電壓矢量的組合是在緩和的穩(wěn)定狀態(tài)下電流變化速度為所需的組合。但是，在本發(fā)明中，不需檢測反電動勢矢量，就能選擇所需的電壓矢量。圖19是第一實施例的感應(yīng)電動機的電流控制的穩(wěn)定狀態(tài)下的模擬結(jié)果。在圖19中，在最上段表示電動機的U相、V相、W相電流，在接著的下段表示順序起動電路的順序起動指令信號。其下的三個信號是U相、V相、W相的開關(guān)信號swu、swv、sww。在接著的下段中表示swu-sww作為相當(dāng)于線間電壓的信號。在其下用i*u、iu、eu來表示電流基準、電流、反電動勢。最下段是轉(zhuǎn)矩。從相當(dāng)于線間電壓的信號的swu-sww看來，在圖19中反脈沖沒有產(chǎn)生。通過控制取樣和容許誤差區(qū)域的設(shè)定值H，反脈沖才能產(chǎn)生，但是，在此情況下，如果提高圖9中的時鐘脈沖(a)的頻率，反脈沖難于產(chǎn)生。當(dāng)提高時鐘脈沖(a)的頻率時，輸出中的電壓矢量和電流偏差矢量的角度差為±90度以上的期間(圖9中的t4～t5，t10～t11的期間)變短。即，過調(diào)節(jié)量變少。由此，返回變快，各個期間之后的矢量選擇表輸出sw(1)和sw(6)的期間變短。作為結(jié)果，用閂鎖電路23來閂鎖sw(1)、sw(6)的可能性變小。如上述那樣，根據(jù)本發(fā)明，反脈沖難于產(chǎn)生，由現(xiàn)有的磁滯帶PWM來說明的無用的開關(guān)變少。圖20是上述情況下的波形在第一實施例的感應(yīng)電動機的電流控制中，使電流指令驟變，以使轉(zhuǎn)矩作為絕對值相等，而其符號從正階躍地變?yōu)樨摗＜词乖谶@樣的過渡狀態(tài)下，也可以進行正常的電流控制。在電流指令驟變這樣的過渡狀態(tài)下，即使產(chǎn)生(1)電流偏差的大小未容納在容許誤差區(qū)域內(nèi)；(2)電流偏差矢量的角度θΔi驟變中的一種或兩者，也能追隨指令而使電流驟變。在第一實施例中，由表2、表3來選擇矢量，對于圖5所示的6個非零電壓矢量間的直接移動，通過僅允許向相鄰的非零電壓矢量的移動這樣的邏輯，來實現(xiàn)在穩(wěn)定狀態(tài)下在線間電壓中反脈沖難于產(chǎn)生。在過渡狀態(tài)下，存在要求不與在此之前輸出的非零電壓矢量相鄰而原離的非零電壓矢量的情況。在此情況下，通過表3所示的邏輯，一次向零矢量移動，然后，由表2所示的邏輯再次輸出非零電壓矢量。即，如果經(jīng)過零矢量，允許可輸出的全部非零電壓矢量間的移動，由此，而實現(xiàn)了過渡狀態(tài)下的快速的電流控制。在圖20中，轉(zhuǎn)矩的值直線地從正的值向負的值變化，而該變化的速度是由逆變器的輸出電壓和反電動勢及電感所決定的速度。由此，就能與調(diào)制頻率無關(guān)地實現(xiàn)在PI控制等中不能實現(xiàn)的超高速的響應(yīng)。由于使用GTO這樣的低速開關(guān)元件必須增大容許誤差區(qū)域的設(shè)定值H，因此，雖然穩(wěn)定狀態(tài)下的電流脈動變大，但在電流基準的驟變或由負荷的外部干擾所引起的電流變化這樣的移動過程時，能夠得到與使用高速開關(guān)元件時相同的高速響應(yīng)。這樣的高速響應(yīng)能夠通過現(xiàn)有的磁滯帶PWM控制來實現(xiàn)。但是，根據(jù)第一實施例，在實現(xiàn)高速響應(yīng)的同時，能夠通過與移動過程時相同的控制邏輯來實現(xiàn)在現(xiàn)有的磁滯帶PWM控制下不能實現(xiàn)的，降低穩(wěn)態(tài)時的高次諧波的PWM控制。由于不需要反電動勢信息，就能在噪聲中實現(xiàn)強烈的PWM控制。在第一實施例中，是在穩(wěn)定狀態(tài)下僅選擇所需的電壓矢量，而在電壓矢量移動時的開關(guān)次數(shù)上存在問題。若查看圖9中的開關(guān)信號swc的移動變化，為sw(0)→sw(4)→sw(7)→sw(0)。在從sw(4)向sw(7)的移動中，開關(guān)信號的V相、W相成分同時從“0”變?yōu)椤?”，在從sw(5)向sw(0)的移動中，開關(guān)信號的U相、W相成分同時從“1”變?yōu)椤?”。即，如果是為了矢量移動而在兩相中進行開關(guān)的三角波比較PWM，則生成開關(guān)信號，以進行sw(0)→sw(4)→sw(5)→sw(7)→sw(5)→sw(4)→sw(0)這樣的移動。該順序在每開關(guān)次數(shù)的降低高次諧波效果中最優(yōu)。當(dāng)察看圖9(i)時，在定時t3，從電壓矢量選擇表輸出sw(5)的開關(guān)信號，如果能夠把該信號反映在輸出中，就能進行sw(0)→sw(4)→sw(5)這樣的矢量移動。在圖21中表示出了用于實現(xiàn)其的開關(guān)順序邏輯電路13的變形例子。在圖21中，21～24以及26～28是與圖6所示的電路相同的構(gòu)成部件。40是零矢量檢測器，41是與電路，25A是三輸入端的或電路。零矢量檢測器40檢測閂鎖電路28的輸出是否是零矢量，如果是零矢量則輸出邏輯值“1”，否則輸出“0”。零矢量檢測器40的輸出和不一致檢測電路22的輸出被提供給與電路41。三輸入端的或電路25A除了與圖21的或電路25相同的兩個輸入端之外，還新提供與電路41的輸出。在第一實施例中，在來自零矢量的開關(guān)信號sw(0)、sw(7)的矢量選擇中使用表2。在表2中，由于僅用電流偏差矢量的角度來選擇開關(guān)信號，就允許進行sw(0)→sw(5)或sw(7)→sw(4)這樣的需要兩相開關(guān)的移動。為了防止其而使用下列的表4。如果輸出中的開關(guān)指令是sw(0)，能夠移動的開關(guān)指令是可以通過一相開關(guān)的sw(4)、sw(2)、sw(1)中的任一個，從這三個開關(guān)信號中選擇成為與電流偏差矢量的角度差最小的電壓矢量的開關(guān)信號。當(dāng)輸出中的開關(guān)指令是sw(7)時，同樣，從可以通過一相開關(guān)的sw(6)、sw(3)、sw(5)中進行選擇。對于除了零矢量之外的移動，與第一實施例相同，使用表3。表4<下面說明圖21的開關(guān)順序邏輯電路和取代表2來使用表4的矢量選擇邏輯時的動作。圖22追加了零矢量檢測器40的輸出(m)、與電路41的輸出(n)，僅在(f)從2輸入端的或電路25變?yōu)槿斎攵说幕螂娐?5A上進行說明，其他與圖9相同。圖22左端上的電壓電流的矢量關(guān)系是圖23所示的那樣。反電動勢所引起的電流進行變化，在定時t1下的矢量關(guān)系成為圖24那樣。根據(jù)表2的邏輯，由于具有與該時刻以前的電流偏差矢量最近的角度的電壓矢量為v(4)，則選擇sw(4)。在第二實施例的情況下，雖然結(jié)果相同，但是，是根據(jù)表4來選擇sw(4)。如果具有與電流偏差矢量最近的角度的電壓矢量不是v(4)，作為v(5)，輸出中的開關(guān)信號是sw(0)，因此，不如選擇sw(4)。到達時刻t1，當(dāng)電流偏差矢量的大小超過容許誤差范圍時，提供順序起動指令(b)。與第一實施例的情況相同，在下一個時鐘(a)的上升邊的定時t2中，通過與電路24、或電路25A、與電路27給閂鎖電路23、28提供閂鎖定時指令(g)。閂鎖電路23的輸出(j)從sw(0)變?yōu)閟w(4)，閂鎖電路28的輸出(k)從sw(4)變?yōu)閟w(0)。t1之后的電流偏差矢量的角度與t1之前相同。在圖24的情況下，可以看出，具有最近角度的電壓矢量為v(4)，開關(guān)指令矢量選擇表21通過表3接著輸出sw(4)。由于閂鎖電路23的輸出swc、開關(guān)指令矢量選擇表21的輸出相等，不一致檢測電路22的輸出(c)為“0”，與電路24的輸出返回“0”。另一方面，追加的零矢量檢測器40的輸出(m)在該定時t2中為“1”。但是，由于不一致檢測電路22的輸出為“0”，則與電路41的輸出(n)為“0”。這樣，或電路25A、與電路27的輸出為“0”。由于通過電壓矢量v(4)和反電動勢e，電流在箭頭方向上變化圖25的點劃線，因此，電流偏差矢量沿順時針方向轉(zhuǎn)動。在θΔi從「-π/6～π/6」的區(qū)域轉(zhuǎn)移到「3π/2～11π/6」的區(qū)域的定時t3中，開關(guān)指令矢量選擇表21根據(jù)表3而輸出sw(5)。由此，不一致檢測電路22的輸出(c)變化為“1”。由于追加的零矢量檢測器40的輸出在定時t2以后成為“1”，與電路41的輸出(n)、或電路25A的輸出(f)成為“1”。這樣，在下一個時鐘(a)的上升邊t4中，與電路27的輸出(g)為“1”，閂鎖電路23、28動作。閂鎖電路23的輸出從sw(4)向sw(5)變化，閂鎖電路28的輸出從sw(0)向sw(4)變化。由于不是閂鎖電路23的輸出為sw(5)就是開關(guān)指令矢量選擇表21的輸出為sw(5)，則不一致檢測電路22的輸出(c)為“0”，或電路25A的輸出(f)、與電路27的輸出(g)返回“0”。由于閂鎖電路28的輸出為sw(4)，則零矢量檢測器40的輸出(m)返回“0”。在定時t4以后，由于電流變化圖27的點劃線，則電流偏差矢量沿逆時針方向轉(zhuǎn)動。在定時t5，當(dāng)θΔi從「3π/2～11π/6」的區(qū)域轉(zhuǎn)移到「-π/6～π/6」的區(qū)域時，開關(guān)指令矢量選擇表21根據(jù)表3而輸出sw(4)。在θΔi從「-π/6～π/6」的區(qū)域轉(zhuǎn)移到「3π/2～11π/6」的區(qū)域定時t3與把其反映在PWM信號中的定時t4之間是時鐘(a)的一個周期內(nèi)的很少的期間。這樣，定時t4和θΔi從「3π/2～11π/6」的區(qū)域返回「-π/6～π/6」的區(qū)域的定時t5的期間仍然為很少的期間。在圖22中，在時鐘的一個周期以內(nèi)中進行返回來進行表示，但是，實際上，需要花費主電路的工作速度滯后程度的時間。但是，若與圖22中的PWM的一個周期t1至t17的期間相比，t3至t5的期間仍是非常短的。在定時t5中，開關(guān)指令矢量選擇表21輸出sw(4)，不一致檢測電路22的輸出(c)為“1”。但是，由于閂鎖電路28的輸出為sw(4)，則零矢量檢測器40的輸出為“0”，與電路41、或電路25A、與電路27的輸出仍為“0”。這樣，逆變器根據(jù)sw(5)而接著一PWM信號運行，在定時t6中，成為圖28所示的矢量關(guān)系。θΔi從「-π/6～π/6」的區(qū)域移到「-π/6～π/2」的區(qū)域。由于閂鎖電路23的輸出(j)為sw(5)，閂鎖電路28的輸出(k)為sw(4)，則開關(guān)指令矢量選擇表21從表3輸出sw(7)。由于零矢量檢測器26的輸出成為“1”，則或電路25A的輸出成為“1”，在接著的時鐘的上升邊的定時t7，與電路27的輸出(g)成為“1”，而給閂鎖電路23、28提供閂鎖指令。閂鎖電路23的輸出從sw(5)向sw(7)變化，閂鎖電路28的輸出從sw(4)向sw(5)變化。其中，由于閂鎖電路輸出sw(7)成為零矢量，則開關(guān)指令矢量選擇表21根據(jù)表4來選擇矢量。由于從θΔi＜π/6變?yōu)棣圈＞π/2，表4的角度的意思是θΔi包含在「π/3～0」的區(qū)域中，輸出中的信號為sw(7)，因此，矢量選擇表的輸出為sw(6)。當(dāng)閂鎖電路23的輸出即開關(guān)順序邏輯電路13的輸出變?yōu)榱闶噶繒r，開關(guān)順序邏輯電路13在由外部提供起動指令(圖22中的(b))之前連續(xù)地輸出零矢量。而成為圖29所示的矢量關(guān)系，電流移動點劃線。電流偏差矢量沿順時針方向轉(zhuǎn)動。其角度θΔi從「π/3～0」的區(qū)域返回「5π/3～2π」的區(qū)域。由此，根據(jù)表4，矢量選擇表的輸出從sw(6)變?yōu)閟w(5)。在圖22中，用t8來表示該定時。由于開關(guān)順序邏輯電路13的輸出為sw(7)，當(dāng)電流在圖29的點劃線上移動時，即使超出誤差區(qū)域內(nèi)側(cè)的六角形的邊，順序起動電路14也不動作。U相的開關(guān)信號已經(jīng)為“1”了。這樣，當(dāng)超出誤差區(qū)域外側(cè)的倒三角形的邊，V相開關(guān)信號為“1”，但是，在V相的偏差超過正的設(shè)定值H的時刻t9，順序起動電路輸出起動信號1。在圖30中表示了該時刻的矢量關(guān)系。在下一個時鐘脈沖的上升邊t10上，閂鎖電路23的輸出(j)從sw(7)變?yōu)閟w(5)，閂鎖電路28的輸出(k)從sw(5)變?yōu)閟w(7)。由于該時刻t10以后至t18的動作與時刻t2～t10中的動作類似，則省略其說明。根據(jù)上述圖22所示的那樣，sw(0)→sw(4)→sw(5)→sw(7)→sw(5)→sw(4)→sw(0)的矢量移動成立。如果觀察各相成分(u)、(v)、(w)，在矢量移動時，僅進行一次開關(guān)。在上述中，由于時刻t7～t10之間的矢量移動和順序起動電路14的動作根據(jù)電流電壓的矢量關(guān)系來微妙地變化，則具有成為sw(0)→sw(4)→sw(5)→sw(7)→sw(6)→sw(4)→sw(0)這樣的順序的可能性，但是，在各相成分(u)、(v)、(w)中，在矢量移動時，在僅進行一次開關(guān)這方面，沒有變化。在圖31中表示出根據(jù)第二實施例在與圖19相同的運行條件下使感應(yīng)電動機運行使的模擬波形。與圖19比較，各相的開關(guān)次數(shù)大致相同，而作為線間電壓，可以看出脈沖數(shù)增加了。由于，能夠進一步降低高次諧波。如上述那樣，根據(jù)第二實施例，不僅在穩(wěn)定狀態(tài)下選擇電流變化緩慢的電壓矢量，還規(guī)定電壓矢量的移動順序，在同一開關(guān)次數(shù)下，使線間電壓的脈沖數(shù)增加，而能夠進一步降低高次諧波。以上對當(dāng)電流偏差超過容許誤差時起動開關(guān)順序的順序起動電路14所實現(xiàn)的實施例進行了說明，在這樣的把電流偏差容納在預(yù)定范圍中的PWM控制下，開關(guān)頻率隨電動機的轉(zhuǎn)數(shù)而變化。圖32是使感應(yīng)電動機的運行頻率從零頻率直線上升時的第二實施例中的電流控制的模擬波形。容許誤差的設(shè)定與圖19相同。在圖32中，可以看出，開關(guān)頻率與轉(zhuǎn)數(shù)一起上升。當(dāng)轉(zhuǎn)數(shù)較低時，由于反電動勢變小，則零矢量的期間延長，開關(guān)頻率變低。這樣，根據(jù)本實施例，就不會象現(xiàn)有的磁滯帶PWM控制那樣，產(chǎn)生開關(guān)頻率異常上升那樣的現(xiàn)象。在低轉(zhuǎn)數(shù)下，開關(guān)頻率變低，由此，元件的責(zé)任變得緩和，而如果考慮噪聲，開關(guān)頻率的大幅度變化仍然不好。在圖33中表示出用于進行開關(guān)頻率大致恒定的PWM控制的順序起動電路14的例子。在圖33中，50是計數(shù)器，51是比較器，52是周期設(shè)定值，53是與電路，54是零矢量檢測電路。根據(jù)圖34的動作示意圖來說明圖33的順序起動電路14的動作。由未圖示的外部時鐘發(fā)生器給計數(shù)器50提供高速的時鐘信號，進行遞增計數(shù)并輸出其值。圖34中(a)的鋸齒狀波形是模擬地表示計數(shù)值的增加。計數(shù)器50的輸出由比較器51來與周期設(shè)定值52進行比較。周期設(shè)定值表示在圖34中的(a)中。在計數(shù)器50的輸出成為與周期設(shè)定值52的值相等的值以上時，比較器51輸出邏輯值“1”在圖34中的(b)中表示其。比較器輸出(b)在與電路53中與零矢量檢測電路54的輸出進行比較。從開關(guān)順序邏輯電路13所輸出的開關(guān)信號swc被輸入零矢量檢測電路54，通過其值為sw(7)或sw(0)，則輸出邏輯值“1”。在圖34中用(u)，(v)，(w)來表示開關(guān)信號swc的構(gòu)成要素即各相的開關(guān)信號。如果開關(guān)信號(u)，(v)，(w)全部為“0”或全部為“1”，零矢量檢測電路54象圖34中的(d)那樣輸出邏輯值“1”。圖34中的(e)是與電路53的輸出。與電路53的輸出作為計數(shù)值的歸零信號提供給計數(shù)器50。由此，順序起動電路14作為原則每隔一定周期把順序起動信號提供給開關(guān)順序邏輯電路13。當(dāng)開關(guān)順序邏輯電路13被提供給了起動信號時，從零矢量移到非零矢量，進而只進行一次非零矢量之間的移動。最后，向零矢量移動，而結(jié)束一系列的順序，在提供下一個順序起動信號之前，連續(xù)輸出零矢量。之所以只進行一次非零矢量之間的移動，是因為構(gòu)成為在圖21所示的開關(guān)順序邏輯電路中，上一次輸出的開關(guān)信號swo是零矢量，如果是輸出中的開關(guān)信號與開關(guān)指令矢量選擇表21的輸出swn不同的信號，即使不從外部提供順序起動信號，也能進行矢量移動。另一方面，順序起動電路14取得零矢量檢測電路54的輸出和比較器51的輸出的“與”而形成起動信號，因此，即使經(jīng)過了設(shè)定的周期以上的時間，在開關(guān)順序邏輯電路13輸出零矢量之前，即在結(jié)束一系列的開關(guān)順序以前，等待輸出順序起動信號。由此，開關(guān)頻率比設(shè)定周期稍稍滯后，若干頻率發(fā)生變動。除非與電路53和零矢量檢測電路54每隔一定周期輸出開關(guān)起動信號，則一系列的開關(guān)順序邏輯不會結(jié)束，而當(dāng)起動信號被提供時，由此進行非零矢量之間的移動，因此，反而使開關(guān)移動順序變亂。即使經(jīng)過設(shè)定的周期以上的時間，在開關(guān)順序邏輯電路13輸出零矢量之前即在一系列的開關(guān)順序結(jié)束之前，等待輸出順序起動信號，由此，與順序起動電路14的設(shè)定周期無關(guān)，開關(guān)順序邏輯電路能夠輸出電流基準和僅在紊亂的驟變時所需要的寬度的脈沖，而能夠高速地進行過渡響應(yīng)。如圖34所示的那樣，開關(guān)頻率成為大致為周期設(shè)定值52的值的2倍并取其倒數(shù)的頻率。由此，在圖35中表示了在與圖32相同的條件下使電動機運行時的模擬波形。開關(guān)頻率大致保持為恒定。如上述那樣，根據(jù)第三實施例，由于在穩(wěn)態(tài)中進行調(diào)制頻率恒定的PWM控制，則在使用了高速開關(guān)元件的逆變器中，能夠避免開關(guān)頻率下降而成為人耳容易聽到的頻率，同時，在使用低速開關(guān)元件的情況下，能夠避免對于人類來說的刺耳的噪聲變化。易于把握逆變器的主電路元件的開關(guān)損耗，設(shè)計變得容易了。但是，通過比較周期測定用的計數(shù)器的計數(shù)值的比較器的比較電平的設(shè)定，來實現(xiàn)開關(guān)頻率，因此，能夠非常容易進行設(shè)定。若察看第三實施例的模擬波形(圖35)，在電動機的運行頻率較低時，電流脈動較小，耳隨著運行頻率上升，電流脈動變大。在此之前，在低運行頻率下進行非同步式的PWM，當(dāng)運行頻率變高時，切換到同步式的PWM來進行控制。在調(diào)制頻率恒定的PWM下，當(dāng)電動機的運行頻率變高時，反電動勢變高，由零電壓矢量輸出中的反電動勢所引起的電流變化變大，因此，存在電流脈動增大的現(xiàn)象，另一方面，運行頻率的一個周期間的開關(guān)次數(shù)變少。在非同步式下，由于電流波形時時刻刻都在變化，則反電動勢外部干擾變大，在控制機會變少的高轉(zhuǎn)數(shù)下，電流波形的穩(wěn)定性顯著惡化。由此，切換為同步式PWM。在同步式PWM下，如果反復(fù)輸出同一電壓波形，即使存在電流脈動增大的情況，也能確保電流波形的穩(wěn)定性。但是，在現(xiàn)有的方式下，當(dāng)從非同步式PWM切換到同步式PWM時，由于電壓的基波和高次諧波成分的大小驟變，而存在在過渡過程中流過大電流的問題。第四實施例是能夠?qū)崿F(xiàn)第三實施例的非同步式PWM和第二實施例的容許誤差恒定的PWM兩者的方案。其能夠在第三實施例所示的順序起動電路和第二實施例所示的順序起動電路兩者的開關(guān)順序起動信號的“或”條件下，向開關(guān)順序邏輯電路提供開關(guān)順序起動信號。在轉(zhuǎn)數(shù)較低的范圍內(nèi)，進行例如第三實施例的調(diào)制頻率恒定的PWM。由其所引起的電流偏差處于容許誤差范圍內(nèi)。當(dāng)轉(zhuǎn)數(shù)上升時，在調(diào)制頻率恒定的條件下，電流偏差變大。當(dāng)電流偏差變?yōu)榇笥谌菰S誤差時，根據(jù)第二實施例來進行PWM控制。由于第四實施例為同時進行電流控制和PWM控制的開關(guān)控制，則在調(diào)制頻率恒定的控制和容許誤差恒定的控制的切換時，一邊控制電流偏差的大小一邊進行切換，因此，在切換時，不會象現(xiàn)有技術(shù)那樣發(fā)生產(chǎn)生沖擊這樣的問題。實際上，具有在兩者的“與”條件下動作的轉(zhuǎn)數(shù)范圍，不會象現(xiàn)有技術(shù)那樣在某個轉(zhuǎn)數(shù)下進行突然切換。在第二、第三實施例中，是單純地以通過順序起動電路14的輸出的“或”條件提供開關(guān)順序起動信號的方式來進行切換，而在兩者的“或”條件下動作的轉(zhuǎn)數(shù)范圍內(nèi)，脈沖數(shù)增加。為了避免該缺陷，需要對第三實施例的順序起動電路14進行若干變更?？紤]上述問題，在圖36中表示出了在同容許誤差恒定的控制相“與”的條件下動作的順序起動電路的例子。在圖36所示的非同步PWM用順序起動電路14(A)中，與圖33不同，增加了下降邊檢測電路55，并且提供下降邊檢測電路55的輸出來作為計數(shù)器50的歸零信號。下降邊檢測電路55在零矢量檢測電路54的輸出從“1”變?yōu)椤?”時發(fā)生單觸發(fā)脈沖。這樣，當(dāng)開關(guān)信號swc的值從sw(0)或sw(7)變?yōu)樵搩蓚€值以外的值時，發(fā)生單觸發(fā)脈沖，而使計數(shù)器50的計數(shù)值成為“0”。與電路53的輸出信號在被或電路56取與順序起動電路14的邏輯和之后，提供給開關(guān)順序邏輯電路13。根據(jù)這樣的順序起動電路14(A)的構(gòu)成，開關(guān)順序邏輯電路13通過用于進行容許誤差恒定的開關(guān)控制的由順序起動電路14(A)所輸出的順序起動信號而動作，在開關(guān)信號從零矢量變?yōu)榉橇闶噶繒r，進行計數(shù)器的歸零。這樣，不管是用于容許誤差恒定的控制還是用于頻率恒定的控制的順序起動，都由計數(shù)器50來測定從上一次零矢量變?yōu)榉橇闶噶恐蟮臅r間。這樣，通過兩者的順序起動，就能在開關(guān)順序邏輯電路13動作這樣的轉(zhuǎn)數(shù)區(qū)域中防止脈沖數(shù)增加。由此，在電動機的轉(zhuǎn)數(shù)較低時，能夠?qū)崿F(xiàn)調(diào)制頻率大致恒定的PWM，在電動機的轉(zhuǎn)數(shù)較高時，能夠?qū)崿F(xiàn)容許誤差恒定的PWM。根據(jù)容許誤差恒定的PWM，電動機的轉(zhuǎn)數(shù)變高，就能在到達方波方式之前連續(xù)運轉(zhuǎn)。下面在圖37中表示比成為方波方式的轉(zhuǎn)數(shù)稍低的轉(zhuǎn)數(shù)下的模擬波形。PWM信號的波形恰好為同步式PWM那樣的波形。在本發(fā)明的第一或第二實施例中，如果減小容許誤差的大小，就能得到這樣的波形。在現(xiàn)有的磁滯帶PWM控制中，如果減小磁滯帶，就能得到這樣的波形。但是，在現(xiàn)有的磁滯帶PWM控制中，在低轉(zhuǎn)數(shù)下存在開關(guān)頻率異常提高的問題，因此，難于減小能夠在方波方式附近的轉(zhuǎn)數(shù)下得到穩(wěn)定的電流波形的磁滯帶。在本發(fā)明的第四實施例中，通過在低轉(zhuǎn)數(shù)下切換為調(diào)制頻率恒定的控制；在高轉(zhuǎn)數(shù)下切換為容許誤差恒定的控制，就能減小容許誤差的設(shè)定值，而能夠得到同步式PWM中的波形。在這樣的方波區(qū)域附近的轉(zhuǎn)數(shù)下，即使通過本發(fā)明也不能把實際電流(在逆變器電路中流通的實際電流)控制為與基準電流相等。但是，在最近常用的dq軸電流控制+三角波比較PWM控制下，也不能進行這樣的區(qū)域下的電流控制。由于逆變器直流電壓不夠足以進行電流控制的電壓，則電流能夠追隨實際電流。在dq軸電流控制+三角波比較PWM控制的情況下，在這樣的區(qū)域中，由于電流控制放大器已經(jīng)飽和，不可能進行電流控制，當(dāng)然也不可能進行脈寬的控制。與此相對，在本發(fā)明中，電流從電流基準大大滯后，不能進行相等的控制，想要減小可能的有限偏差來進行電流控制，其結(jié)果，當(dāng)使電流基準變化時，電流波形相應(yīng)地變化，就能在方波之前連續(xù)地進行PWM控制。第四實施例是在可進行電流控制的轉(zhuǎn)數(shù)區(qū)域中的電流控制響應(yīng)中，不具有第三實施例那樣的滯后時間。在電動機的低轉(zhuǎn)數(shù)下，即使進行頻率恒定的控制，在電流基準的階躍變化時，用于容許誤差恒定的控制的順序起動電路直接動作。這樣，如上述那樣，在第四實施例中，在低轉(zhuǎn)數(shù)下，進行調(diào)制頻率恒定的控制，在高轉(zhuǎn)數(shù)下進行容許誤差恒定的控制。就能根據(jù)同一控制邏輯來控制逆變器的寬廣運行范圍。能夠得到這樣的電壓波形容許誤差恒定的控制是在到達方波區(qū)域之間連續(xù)地進行PWM控制，而在稍低于進入方波區(qū)域的轉(zhuǎn)數(shù)的轉(zhuǎn)數(shù)下，為同步式PWM控制，而能夠?qū)崿F(xiàn)在這樣的區(qū)域中的穩(wěn)定的運轉(zhuǎn)。在調(diào)制頻率恒定的控制區(qū)域和容許誤差恒定的控制區(qū)域之間能夠沒有任何沖擊地進行轉(zhuǎn)換。由此，就能適用于電車、電動汽車等運轉(zhuǎn)頻率非常寬廣的從零旋轉(zhuǎn)到方波區(qū)域的運轉(zhuǎn)這樣的用途。在調(diào)制頻率的控制中，能夠根據(jù)電動機的運轉(zhuǎn)條件來使本發(fā)明的容許誤差恒定的順序起動電路的容許誤差的值相應(yīng)變化。由于不會象現(xiàn)有的磁滯帶PWM那樣調(diào)制頻率驟變，就能容易地進行由容許誤差設(shè)定值所進行的調(diào)制頻率的控制。以上作為對電動機負荷的控制方法來說明了本發(fā)明，但是，本發(fā)明也可以用于對其他的負荷的控制。例如，能夠用于UPS(不間斷電源)的逆變器的控制。在UPS的情況下，在逆變器輸出中設(shè)置LC濾波器，而可以考慮在上述的說明中的反電動勢在UPS中相當(dāng)于逆變器輸出級的濾波器的電容器電壓。在UPS中，在整流器負載時的急速的外部干擾所引起的電壓變化存在問題，為了進行控制以減小電壓的畸變率，希望作為電壓控制的小磁滯回線進行高速的電流控制。根據(jù)本發(fā)明，能夠?qū)崿F(xiàn)超高速的電流響應(yīng)，而能夠?qū)崿F(xiàn)電壓失真率較小的UPS。這樣，如上述那樣，根據(jù)本發(fā)明的實施例，具有以下效果(1)能夠?qū)崿F(xiàn)與磁滯帶PWM控制一起的超高速電流響應(yīng)，而通過在穩(wěn)定狀態(tài)下僅選擇電流變化緩慢的電壓矢量來降低高次諧波。(2)在使用GTO這樣的低速開關(guān)元件的情況下，可以實現(xiàn)高速的電流響應(yīng)。電流控制的高速化直接關(guān)系到AC伺服系統(tǒng)、鋼鐵用主壓延機用的交流調(diào)速驅(qū)動器等轉(zhuǎn)矩響應(yīng)、速度響應(yīng)的高速化，而能夠提供給他們的高性能化。(3)由于開關(guān)順序邏輯僅根據(jù)電流偏差矢量的角度來進行，就能夠通過順序起動電路的構(gòu)成以相同的開關(guān)順序邏輯來實現(xiàn)調(diào)制頻率恒定的PWM控制、容許誤差恒定的PWM控制等不同形態(tài)的PWM控制。(4)由于在開關(guān)控制中不需要反電動勢信息，根據(jù)電流偏差矢量的角度和自身的開關(guān)信號的歷史來進行開關(guān)控制，則能夠用于反電動勢不明的電動機以及UPS等電壓形PWM逆變器。(5)在dq軸電流控制+三角波比較PWM控制的情況下，除了電流控制電路的PI增益之外，完全不需要下述這些補償用于避免反電動勢干擾的影響的反電動勢補償控制、用于避免dq軸間的相互干涉的非干涉控制、用于校正為了防止逆變器的開關(guān)元件的短路故障的導(dǎo)通延遲所產(chǎn)生的PWM失真的空轉(zhuǎn)時間補償?shù)?。如上述那樣，根?jù)本發(fā)明，提供一種逆變器控制裝置，能夠在不需要反電動勢矢量的位置信息的情況下得到能夠抑制高次諧波并且能夠進行高速的電流控制響應(yīng)的PWM信號，以及能夠得到開關(guān)頻率不會大幅度變動的PWM信號。雖然本發(fā)明的優(yōu)選實施例已經(jīng)進行了表示和說明，但是，應(yīng)當(dāng)知道，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以在不背離本發(fā)明的精神的條件下進行變化和變型，本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求書限定。權(quán)利要求1.一種逆變器控制裝置，進行控制以使具有自熄弧型開關(guān)元件的逆變器的輸出電流追隨電流指令，其特征在于，包括偏差運算電路，運算上述電流指令與上述輸出電流的偏差；矢量角運算電路，根據(jù)來自該偏差運算電路的偏差來運算偏差電流矢量的角度；開關(guān)順序邏輯電路，生成開關(guān)順序，以便于根據(jù)由該矢量角運算電路所運算的偏差電流矢量的角度和自身的輸出的開關(guān)信號，或者根據(jù)上述偏差電流矢量的角度和自身的輸出的開關(guān)信號及以前輸出的開關(guān)信號，來選擇開關(guān)信號，根據(jù)從上述開關(guān)順序邏輯電路所輸出的開關(guān)信號來控制上述自熄弧型開關(guān)元件。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的逆變器控制裝置，其特征在于，上述開關(guān)順序邏輯電路生成這樣的開關(guān)順序(1)在上述逆變器的輸出電壓從成為零矢量的開關(guān)信號向成為非零矢量的開關(guān)信號移動中，選擇輸出電壓矢量為距偏差電流矢量的角度最近的角度的開關(guān)信號，(2)在上述逆變器的輸出電壓離開成為非零矢量的開關(guān)信號而移動時，(2-1)如果具有與上述電流偏差矢量最近的角度的非零矢量是輸出中的非零矢量，則維持輸出中的開關(guān)信號，(2-2)如果具有與上述電流偏差矢量最近的角度的非零矢量是與輸出中的非零矢量相鄰的非零矢量，則選擇成為該相鄰的非零矢量的開關(guān)信號，(2-3)如果具有與上述電流偏差矢量最近的角度的非零矢量是輸出中的非零矢量或者是與輸出中的非零矢量相鄰的非零矢量，選擇成為零矢量的開關(guān)信號。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的逆變器控制裝置，其特征在于，上述開關(guān)順序邏輯電路生成這樣的開關(guān)順序(1)在上述逆變器的輸出電壓從成為零矢量的開關(guān)信號向成為非零矢量的開關(guān)信號移動中，在能夠通過輸出中的開關(guān)信號中的一相的開關(guān)來移動的非零矢量中，選擇成為具有距電流偏差矢量的角度最近的角度的非零矢量的開關(guān)信號，(2)在上述逆變器的輸出電壓離開成為非零矢量的開關(guān)信號而移動時，(2-1)如果具有與上述電流偏差矢量最近的角度的非零矢量是輸出中的非零矢量，則維持輸出中的開關(guān)信號，(2-2)如果具有與上述電流偏差矢量最近的角度的非零矢量是與輸出中的非零矢量相鄰的非零矢量，則選擇成為該相鄰的非零矢量的開關(guān)信號，(2-3)如果具有與上述電流偏差矢量最近的角度的非零矢量是輸出中的非零矢量或者是與輸出中的非零矢量相鄰的非零矢量，(2-3-1)如果為了從向輸出中的非零矢量移動前的矢量向輸出中的非零矢量的移動而在任一相中進行的開關(guān)是從正側(cè)的自熄弧型開關(guān)元件向負側(cè)的自熄弧型開關(guān)元件的開關(guān)，則選擇使全部的相成為負側(cè)的自熄弧型開關(guān)元件導(dǎo)通的開關(guān)信號，(2-3-2)如果是從負側(cè)的自熄弧型開關(guān)元件向正側(cè)的自熄弧型開關(guān)元件的開關(guān)，則選擇使全部的相成為正側(cè)的自熄弧型開關(guān)元件導(dǎo)通的開關(guān)信號。4.一種逆變器控制裝置，進行控制以使具有自熄弧型開關(guān)元件的逆變器的輸出電流追隨電流指令，其特征在于，包括偏差運算電路，運算上述電流指令與上述輸出電流的偏差；矢量角運算電路，根據(jù)來自該偏差運算電路的偏差來運算偏差電流矢量的角度；開關(guān)順序邏輯電路，發(fā)生一系列的開關(guān)順序以便于根據(jù)由該矢量角運算電路所運算的偏差電流矢量的角度和自身的輸出中的開關(guān)信號，或者根據(jù)上述偏差電流矢量的角度和自身的輸出中的開關(guān)信號及以前輸出的開關(guān)信號，來選擇開關(guān)信號，以控制上述自熄弧型開關(guān)元件，順序起動電路，對于該開關(guān)順序邏輯電路，在偏差電流矢量的角度以外的條件下發(fā)生順序起動信號，根據(jù)從上述開關(guān)順序邏輯電路所輸出的開關(guān)信號來控制上述自熄弧型開關(guān)元件。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的逆變器控制裝置，其特征在于，包括開關(guān)順序邏輯電路，生成這樣的開關(guān)順序當(dāng)提供順序起動信號時，逆變器輸出電壓選擇成為離偏差電流矢量的角度最近的角度的非零矢量的開關(guān)信號來輸出，當(dāng)上述偏差電流矢量的角度變?yōu)殡x可能輸出的電壓矢量最近時，上述可能輸出的電壓矢量不是由輸出中的開關(guān)信號所產(chǎn)生的逆變器輸出電壓矢量或于該電壓矢量相鄰的可能輸出的電壓矢量中的任一個，即使不提供上述順序起動信號，也能移動到時輸出電壓的大小為零的開關(guān)信號上；順序起動電路，根據(jù)逆變器輸出電流和電流基準的偏差的大小和輸出中的開關(guān)信號來發(fā)生順序起動信號，根據(jù)上述開關(guān)順序邏輯電路所輸出的開關(guān)信號來控制上述自熄弧型開關(guān)元件。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的逆變器控制裝置，其特征在于，包括開關(guān)順序邏輯電路，生成這樣的開關(guān)順序當(dāng)在輸出電壓為零矢量的開關(guān)信號的輸出中提供順序起動信號時，在能夠僅通過一相的開關(guān)來移動的開關(guān)信號中，由該開關(guān)信號所產(chǎn)生的輸出電壓矢量的角度向最接近電流偏差矢量的角度的開關(guān)信號移動，在輸出電壓為非零矢量的開關(guān)信號的輸出中，如果具有離電流偏差矢量的角度最近的角度的輸出電壓矢量是輸出中的開關(guān)信號所產(chǎn)生的輸出電壓矢量，則維持該開關(guān)信號，而如果是與輸出中的開關(guān)信號所產(chǎn)生的輸出電壓矢量相鄰的電壓矢量，僅當(dāng)提供順序起動信號或者在向輸出中的開關(guān)信號移動之前輸出的開關(guān)信號是成為零電壓矢量的開關(guān)信號的任一個條件成立時，就向產(chǎn)生該相鄰的電壓矢量的開關(guān)信號移動，如果離電流偏差矢量的角度最近的角度的輸出電壓矢量在輸出中的開關(guān)信號所產(chǎn)生的輸出電壓矢量中不是與輸出中的開關(guān)信號所產(chǎn)生的輸出電壓矢量相鄰的電壓矢量，輸出電壓就無條件地向成為零矢量的開關(guān)信號移動，在此時，為了從向輸出中的非零矢量移動之前的矢量向輸出中的非零矢量的移動，如果在任一相中進行的開關(guān)是從正側(cè)的自熄弧型開關(guān)元件導(dǎo)通向負側(cè)的自熄弧型開關(guān)元件導(dǎo)通的開關(guān)，則把所有相作為負側(cè)的自熄弧型開關(guān)元件導(dǎo)通，選擇在輸出電壓中得到零矢量的開關(guān)信號，如果是從負側(cè)的自熄弧型開關(guān)元件導(dǎo)通向正側(cè)的自熄弧型開關(guān)元件導(dǎo)通的開關(guān)，則把所有相作為正側(cè)的自熄弧型開關(guān)元件導(dǎo)通，選擇在輸出電壓中得到零矢量的開關(guān)信號；順序起動電路，根據(jù)上述逆變器的輸出電流與電流基準的偏差的大小和輸出中的開關(guān)信號來發(fā)生順序起動信號，根據(jù)上述開關(guān)順序邏輯電路輸出的開關(guān)信號來控制上述自熄弧型開關(guān)元件。7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的逆變器控制裝置，其特征在于，包括開關(guān)順序邏輯電路，生成這樣的開關(guān)順序當(dāng)在輸出電壓為零矢量的開關(guān)信號的輸出中提供順序起動信號時，在能夠僅通過一相的開關(guān)來移動的開關(guān)信號中，由該開關(guān)信號所產(chǎn)生的輸出電壓矢量的角度向最接近電流偏差矢量的角度的開關(guān)信號移動，在輸出電壓為非零矢量的開關(guān)信號的輸出中，如果具有離電流偏差矢量的角度最近的角度的輸出電壓矢量是輸出中的開關(guān)信號所產(chǎn)生的輸出電壓矢量，則維持該開關(guān)信號，而如果是與輸出中的開關(guān)信號所產(chǎn)生的輸出電壓矢量相鄰的電壓矢量，僅當(dāng)據(jù)供順序起動信號或者在向輸出中的開關(guān)信號移動之前輸出的開關(guān)信號是成為零電壓矢量的開關(guān)信號的任一個條件成立時，就向產(chǎn)生該相鄰的電壓矢量的開關(guān)信號移動，如果離電流偏差矢量的角度最近的角度的輸出電壓矢量在輸出中的開關(guān)信號所產(chǎn)生的輸出電壓矢量中不是與輸出中的開關(guān)信號所產(chǎn)生的輸出電壓矢量相鄰的電壓矢量，輸出電壓就無條件地向成為零矢量的開關(guān)信號移動，在此時，為了從向輸出中的非零矢量移動之前的矢量向輸出中的非零矢量的移動，如果在任一相中進行的開關(guān)是從正側(cè)的自熄弧型開關(guān)元件導(dǎo)通向負側(cè)的自熄弧型開關(guān)元件導(dǎo)通的開關(guān)，則把所有相作為負側(cè)的自熄弧型開關(guān)元件導(dǎo)通，選擇在輸出電壓中得到零矢量的開關(guān)信號，如果是從負側(cè)的自熄弧型開關(guān)元件導(dǎo)通向正側(cè)的自熄弧型開關(guān)元件導(dǎo)通的開關(guān)，則把所有相作為正側(cè)的自熄弧型開關(guān)元件導(dǎo)通，選擇在輸出電壓中得到零矢量的開關(guān)信號；順序起動電路，測定距該開關(guān)順序邏輯電路輸出的開關(guān)信號從零矢量向非零矢量變化的時刻的時間，從時間超過預(yù)定時間的時刻到下一個開關(guān)信號從零矢量向非零矢量變化的時刻之間，輸出順序起動信號，根據(jù)上述開關(guān)順序邏輯電路輸出的開關(guān)信號來控制上述自熄弧型開關(guān)元件。8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的逆變器控制裝置，其特征在于，包括開關(guān)順序邏輯電路，生成這樣的開關(guān)順序當(dāng)在輸出電壓為零矢量的開關(guān)信號的輸出中提供順序起動信號時，在能夠僅通過一相的開關(guān)來移動的開關(guān)信號中，由該開關(guān)信號所產(chǎn)生的輸出電壓矢量的角度向最接近電流偏差矢量的角度的開關(guān)信號移動，在輸出電壓為非零矢量的開關(guān)信號的輸出中，如果具有離電流偏差矢量的角度最近的角度的輸出電壓矢量是輸出中的開關(guān)信號所產(chǎn)生的輸出電壓矢量，則維持該開關(guān)信號，而如果是與輸出中的開關(guān)信號所產(chǎn)生的輸出電壓矢量相鄰的電壓矢量，僅當(dāng)提供順序起動信號或者在向輸出中的開關(guān)信號移動之前輸出的開關(guān)信號是成為零電壓矢量的開關(guān)信號的任一個條件成立時，就向產(chǎn)生該相鄰的電壓矢量的開關(guān)信號移動，如果離電流偏差矢量的角度最近的角度的輸出電壓矢量在輸出中的開關(guān)信號所產(chǎn)生的輸出電壓矢量中不是與輸出中的開關(guān)信號所產(chǎn)生的輸出電壓矢量相鄰的電壓矢量，輸出電壓就無條件地向成為零矢量的開關(guān)信號移動，在此時，為了從向輸出中的非零矢量移動之前的矢量向輸出中的非零矢量的移動，如果在任一相中進行的開關(guān)是從正側(cè)的自熄弧型開關(guān)元件導(dǎo)通向負側(cè)的自熄弧型開關(guān)元件導(dǎo)通的開關(guān)，則把所有相作為負側(cè)的自熄弧型開關(guān)元件導(dǎo)通，選擇在輸出電壓中得到零矢量的開關(guān)信號，如果是從負側(cè)的自熄弧型開關(guān)元件導(dǎo)通向正側(cè)的自熄弧型開關(guān)元件導(dǎo)通的開關(guān)，則把所有相作為正側(cè)的自熄弧型開關(guān)元件導(dǎo)通，選擇在輸出電壓中得到零矢量的開關(guān)信號；第一順序起動電路，根據(jù)上述逆變器的輸出電流與電流基準的偏差的大小和輸出中的開關(guān)信號來發(fā)生順序起動信號；第二順序起動電路，測定距該開關(guān)順序邏輯電路輸出的開關(guān)信號從零矢量向非零矢量變化的時刻的時間，從時間超過預(yù)定時間的時刻到下一個開關(guān)信號從零矢量向非零矢量變化的時刻之間，輸出順序起動信號，在上述第一和第二順序起動電路輸出的順序起動信號的“或”條件下，給上述開關(guān)順序邏輯電路提供順序起動信號，根據(jù)上述開關(guān)順序邏輯電路輸出的開關(guān)信號來控制上述自熄弧型開關(guān)元件。全文摘要一種逆變器控制裝置,包括:偏差運算電路,運算電流指令(基準)與輸出電流的偏差;矢量角運算電路,根據(jù)來自該偏差運算電路的偏差來運算偏差電流矢量的角度;開關(guān)順序邏輯電路,根據(jù)來自該矢量角運算電路的偏差電流矢量的角度和自身的輸出中的開關(guān)信號,或者根據(jù)電流偏差矢量的角度和自身的輸出的開關(guān)信號及以前輸出的開關(guān)信號,來選擇開關(guān)信號,根據(jù)上述開關(guān)順序邏輯電路所輸出的開關(guān)信號來控制自熄弧型開關(guān)元件而得到輸出電流。文檔編號H02M7/48GK1187065SQ9712524公開日1998年7月8日申請日期1997年12月13日優(yōu)先權(quán)日1996年12月13日發(fā)明者前川克申請人:株式會社東芝