JP2001218477A - Stabilizer for inverter input voltage - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent reduction in motor torque due to reduction in the supply voltage of an inverter device. SOLUTION: The voltage of an adding transformer is added to the direct- current voltage of a converter through a diode stack according to fluctuation in supply voltage to stabilize the input voltage of an inverter and motor torque reduction is thereby prevented.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は電源電圧低下による
可変速モータの回転力低下を防止する物である、又イン
バータとの組み合わせにより交流電圧を安定化する装置
としても使用可能である。従来インバータは交流電圧か
ら直流に変換するコンバータ部と直流からパルス幅変調
により交流に変換されるインバータ部より成り立つてい
るが、一般的にはこれら全体をインバータと呼んでい
る、しかしここではコンバータ部とインバータ部を区別
して説明する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention is intended to prevent a reduction in the rotational force of a variable speed motor due to a reduction in power supply voltage, and can also be used as a device for stabilizing an AC voltage in combination with an inverter. Conventional inverters consist of a converter section that converts AC voltage to DC and an inverter section that converts DC to AC by pulse width modulation, but these are generally referred to as inverters. And the inverter section will be described separately.

【０００２】[0002]

【発明が解決しようとする課題】一般に可変速モータの
電源電圧の変動範囲はプラス１０%からマイナス１０%と
なつている。これはモータの回転力が電圧値の２乗に比
例するため電源電圧がマイナス２０%になると定格の６
１%の回転力しかでないことなどによる。本発明は電源
電圧が２0~３０%降下してもモータが定格の回転力が出
るように電圧を補正するものである。Generally, the variation range of the power supply voltage of a variable speed motor is from plus 10% to minus 10%. This is because the motor torque is proportional to the square of the voltage value.
This is due to the fact that only 1% of torque is used. The present invention corrects the voltage so that the motor can generate the rated rotational force even when the power supply voltage drops by 20 to 30%.

【０００３】[0003]

【課題を解決する手段、作用】従来の装置の交流から直
流に変換するコンバータ部分の出力に別の電圧をダイオ
ードスタックを通じて直流電圧を加算し、インバータ部
分の直流入力電圧がプラス１０%からマイナス１０%の中
に入るようにする。A DC voltage is added to the output of the converter for converting AC to DC of the conventional device through a diode stack, and the DC input voltage of the inverter is increased from 10% to -10%. Be within%.

【０００４】[0004]

【発明の実施の形態】図１及び図２において発明の形態
を実施例にもとずき説明する。図１の電源電圧入力端子
R,T,には交流電圧が印加される。コンバータ部１により
直流に変換され電圧チエック端子P1,N間に出力される。
この電圧はスイッチング部６，５がOFFであればダイオ
ードスタック８，７を通過してインバータ部２の入力電
圧となり、設定器１１の信号によりインバータ部２の内
部で周波数と電圧がパルス幅変調により作り出され、出
力端子U,Wに出力される。1 and 2, an embodiment of the present invention will be described with reference to an embodiment. Power supply voltage input terminal of Fig. 1
An AC voltage is applied to R and T. The DC voltage is converted by the converter unit 1 and output between the voltage check terminals P1 and N.
If the switching units 6 and 5 are OFF, this voltage passes through the diode stacks 8 and 7 and becomes the input voltage of the inverter unit 2. The signal of the setting unit 11 changes the frequency and voltage inside the inverter unit 2 by pulse width modulation. It is created and output to output terminals U and W.

【０００５】図２において電源電圧が９０%に低下し、
１００%に復帰したときの動作から説明する。電源電圧
が９５%に低下すると電圧検出器４のC１からスイッチン
グ部６をONにする信号がでて加算トランス３の出力の一
方の電圧約１０%がダイオードスタック８に出力され
る。ダイオードスタック８はコンバータ部１の出力にこ
の電圧約１０%を加算する。In FIG. 2, the power supply voltage drops to 90%,
The operation will be described from the operation when the value returns to 100%. When the power supply voltage drops to 95%, a signal for turning on the switching unit 6 is output from C1 of the voltage detector 4, and about 10% of one voltage of the output of the adding transformer 3 is output to the diode stack 8. The diode stack 8 adds this voltage of about 10% to the output of the converter section 1.

【０００６】電圧検出器４のC２の信号はこの時点では
でていないのでダイオードスタック７は電圧を出してい
ない、従いコンバータ部１の出力に、ダイオードスタッ
ク８から出力された電圧値約１０%を加算した電圧はダ
イオードスタック７のダイオードを通過してP２，N間す
なわちインバータ部２の入力電圧として１０５%の電圧
が供給される。これから電源電圧はさらに低下して９０
%となる、このとき インバータ部２の入力電圧として
１００%の電圧が供給される。At this time, the signal of C2 of the voltage detector 4 has not been outputted, so that the diode stack 7 does not output a voltage. Therefore, the voltage of about 10% output from the diode stack 8 is applied to the output of the converter unit 1. The added voltage passes through the diode of the diode stack 7 and a voltage of 105% is supplied between P2 and N, that is, as an input voltage of the inverter unit 2. From now on, the power supply voltage will further decrease to 90
%, And at this time, a voltage of 100% is supplied as the input voltage of the inverter unit 2.

【０００７】電源電圧が徐々に１００%に戻ると電圧検
出器４からのC１出力が無くなりダイオードスタック８
からの加算電圧は無くなる。したがつてコンバータ部１
により直流に変換された電圧がダイオードスタック８，
７を通過して電圧チェツク端子P２、N間すなわちインバ
ータ部２の入力電圧となる。When the power supply voltage gradually returns to 100%, the C1 output from the voltage detector 4 disappears and the diode stack 8
The added voltage from is lost. Therefore, the converter unit 1
The voltage converted to DC by the diode stack 8,
7, the voltage between the voltage check terminals P2 and N, that is, the input voltage of the inverter unit 2.

【０００８】次に図２において電源電圧が７５%に低下
し、１００%に復帰したときの動作を説明する。まず電
源電圧が９５%に低下すると上記したのと同じように電
圧検出器４のC１からスイッチング部６をONにする信号
がでて加算電圧約１０%がダイオードスタック８を通じ
て出力される、さらに電源電圧が８５%に低下すると電
圧検出器４のC２からスイッチング部５をONにして加算
トランス３の他方の出力電圧約１０%をダイオードスタ
ック７にて直流に変換され加算される。Next, the operation when the power supply voltage decreases to 75% and returns to 100% will be described with reference to FIG. First, when the power supply voltage drops to 95%, a signal for turning on the switching unit 6 is output from C1 of the voltage detector 4 in the same manner as described above, and an additional voltage of about 10% is output through the diode stack 8. When the voltage drops to 85%, the switching unit 5 is turned on from C2 of the voltage detector 4, and about 10% of the other output voltage of the addition transformer 3 is converted to direct current by the diode stack 7 and added.

【０００９】これによりコンバータ部１により直流に変
換された電圧に約２０%の電圧が加算され、電圧チェツ
ク端子P２、N間すなわちインバータ部２の入力電圧とな
り電源電圧が７５%になつたときP２，N間に９５%の電圧
が出力される。電源電圧が徐々に回復し９０%に達する
と電圧検出器４からのC２出力が無くなりダイオードス
タック７の加算電圧は無くなる。さらに電源電圧が１０
０%に回復すると電圧検出器４からのC１出力も無くなり
ダイオードスタック８の加算電圧もなくなる。As a result, a voltage of about 20% is added to the voltage converted to DC by the converter section 1, and the voltage becomes between the voltage check terminals P2 and N, that is, the input voltage of the inverter section 2 and the power supply voltage becomes P2 when the power supply voltage reaches 75%. , N, a voltage of 95% is output. When the power supply voltage gradually recovers and reaches 90%, the C2 output from the voltage detector 4 disappears, and the added voltage of the diode stack 7 disappears. If the power supply voltage is 10
When the voltage returns to 0%, the output of C1 from the voltage detector 4 disappears, and the added voltage of the diode stack 8 also disappears.

【００１０】上記説明では電圧検出器４の動作をC１のO
Nを９５%、OFFを１００%、C２のONを８５%、OFFを９０
%、で設定したがこれらの値は加算トランス３の出力電
圧値や電圧変動の早さ等により任意に設定可能である。
又ONとOFFの電圧値が異なるのは電圧値が切替値近くで
チャタリングを防止するためである。コンデンサ９，１
０はダイオードスタック７、８の整流電圧を平滑するも
のである。In the above description, the operation of the voltage detector 4 is determined by the
N 95%, OFF 100%, C2 ON 85%, OFF 90
%, But these values can be arbitrarily set according to the output voltage value of the addition transformer 3 and the speed of voltage fluctuation.
The ON and OFF voltage values are different to prevent chattering when the voltage value is close to the switching value. Capacitors 9.1
0 smoothes the rectified voltages of the diode stacks 7 and 8.

【００１１】図１に表記していないが一般にメインの平
滑コンデンサはコンバータ部１に設置される、しかしモ
ータを減速するときインバータ部２に回生電圧が発生す
る。この電圧はダイオードスタック７，８によりコンバ
ータ部１に帰すことができない、したがつてメインの平
滑コンデンサはインバータ部２の入力側に設置して平滑
の機能と回生電圧の吸収とをさせる必要がある。Although not shown in FIG. 1, a main smoothing capacitor is generally provided in the converter section 1. However, when the motor is decelerated, a regenerative voltage is generated in the inverter section 2. This voltage cannot be attributed to the converter section 1 by the diode stacks 7 and 8. Therefore, a main smoothing capacitor must be installed on the input side of the inverter section 2 to perform a smoothing function and absorb a regenerative voltage. .

【００１２】以上の説明は小電力で単相回路で説明した
が大きな電力の３相回路でも使用可能である、又インバ
ータ部２の設定器１１により一例として周波数６０サイ
クル、電圧２００Vに設定すると電源電圧が１５０Vから
２００Vまで変化してもインバータ部２の入力電圧は１
９０Vから２２０Vの電圧変化値となりインバータ部２の
電圧フィードバック制御により出力端子U,W間に周波数
６０サイクル、電圧２００Vプラス、マイナス３％程度
の交流電圧安定化電源の機能をもたせることも可能であ
る。Although the above description has been made with reference to a single-phase circuit with low power, a three-phase circuit with high power can also be used. If the setting unit 11 of the inverter unit 2 sets the frequency to 60 cycles and the voltage to 200 V, for example, the power supply Even if the voltage changes from 150V to 200V, the input voltage of the inverter unit 2 is 1
The voltage changes from 90 V to 220 V, and the voltage feedback control of the inverter unit 2 can provide a function of an AC voltage stabilized power supply between the output terminals U and W with a frequency of 60 cycles and a voltage of about 200 V plus or minus 3%. .

【００１３】サーボモータもモータの種類がインダクシ
ョンモータから同期モータに変わり回転量を検出して制
御する程度で基本的にインバータと類似しており本発明
の装置を使用することができる。本説明では電圧加算を
ON,OFF制御でおこなつたがサイリスタの位相制御でも可
能である。A servo motor is basically similar to an inverter, and the type of the present invention can be used because the type of the motor is changed from an induction motor to a synchronous motor and the amount of rotation is detected and controlled. In this explanation,
The ON / OFF control is used, but the thyristor phase control is also possible.

【００１４】加算トランス３の容量は全体の容量に加算
する割合を掛けたものとなりモータ容量の２０から３０
%と小型になる。スイッチング部５，６はサイリスタ、
トランジスタ、コンタクター等を電圧変動の割合等から
判断して構成される。ダイオードスタック７，８はモー
タの回生電圧に注意して逆耐電圧を選択する必要があ
る。The capacity of the addition transformer 3 is obtained by multiplying the total capacity by a ratio to be added, and is 20 to 30 of the motor capacity.
%. Switching units 5 and 6 are thyristors,
The transistor, the contactor, and the like are configured by judging from the rate of voltage fluctuation and the like. It is necessary to select the reverse withstand voltage for the diode stacks 7 and 8 while paying attention to the regenerative voltage of the motor.

【発明の効果】本発明によれば電源電圧が低下してもモ
ータの回転力を低下することなく運転が可能となり、又
インバータを使用した交流電圧安定化装置としても機能
する。According to the present invention, even if the power supply voltage decreases, the motor can be operated without lowering the rotational force of the motor, and also functions as an AC voltage stabilizer using an inverter.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本発明のメィン回路図FIG. 1 is a main circuit diagram of the present invention.

【図２】電圧変化時のタイムチャート図FIG. 2 is a time chart at the time of voltage change.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 コンバータ部 2 インバータ部 3 加算トランス 4 電圧検出器 5 スイッチング部 ６ スイッチング部 ７ ダイオードスタック ８ ダイオードスタック ９ 平滑コンデンサ １０ 平滑コンデンサ １１ 設定期 R,T 電源入力端子 U,W インバータ出力端子 C1 スイッチング部６の信号端子 C2 スイッチング部５の信号端子 P1,P2,N 電圧チェック端子 1 Converter unit 2 Inverter unit 3 Addition transformer 4 Voltage detector 5 Switching unit 6 Switching unit 7 Diode stack 8 Diode stack 9 Smoothing capacitor 10 Smoothing capacitor 11 Setting period R, T Power input terminal U, W Inverter output terminal C1 Switching unit 6 Signal terminal of C2 Signal terminal of switching part 5 P1, P2, N Voltage check terminal

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 インバータやサーボドライバを使用
した可変速モータの交流電源から直流に変換された直流
電圧に電源電圧が低下したとき絶縁トランスの出力電圧
をスイッチング手段によりダイオードスタックを通じて
加算してインバータやサーボドライバの直流電圧を安定
化する装置。When a power supply voltage is reduced to a DC voltage converted from an AC power supply of a variable speed motor using an inverter or a servo driver to a DC power, an output voltage of an insulating transformer is added through a diode stack by a switching means, and an inverter or a servo driver is used. A device that stabilizes the DC voltage of the servo driver. 【請求項２】 請求項１においてスイッチング手段
にヒステリシス特性をもたせたもの。2. The switching means according to claim 1, wherein said switching means has a hysteresis characteristic. 【請求項３】 請求項１のインバータにおいて出力
周波数と電圧を一定に設定して交流電圧安定化装置とし
て使用するもの。3. The inverter according to claim 1, wherein the output frequency and the voltage are set to be constant to be used as an AC voltage stabilizer.