JP2001275393A - 静止形インバータ装置 - Google Patents

静止形インバータ装置

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JP2001275393A
JP2001275393A JP2000087875A JP2000087875A JP2001275393A JP 2001275393 A JP2001275393 A JP 2001275393A JP 2000087875 A JP2000087875 A JP 2000087875A JP 2000087875 A JP2000087875 A JP 2000087875A JP 2001275393 A JP2001275393 A JP 2001275393A
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Zenji Kido
善治 城戸
Yukihiro Hayashi
幸広 林
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 電動機を零速度付近で駆動すると、一部の主
回路素子のスイッチング損失が増大し、素子寿命が短く
なる。 【解決手段】 逆変換部2をPWM波形生成部5で制御
するにおいて、判定部6Bは逆変換部の出力周波数が設
定値より低いことを判定し、判定部6Cは出力電流が設
定値より高いことを判定する。切換部6Aは、両判定条
件の成立でPWM制御の搬送周波数を正規の周波数から
低い周波数に切換える。両判定出力の継続時間に応じて
搬送周波数を徐々に低い周波数に変化させる調節、主回
路温度をパラメータに含めて調節することも含む。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電動機を駆動する
静止形インバータ装置に係り、特にPWM制御方式で零
周波数近辺を含む出力周波数に制御される逆変換部の主
回路素子の温度上昇防止制御に関する。
【0002】
【従来の技術】図3は、静止形インバータ装置の概略構
成を示す。順変換部1は交流電力を直流電力に変換し、
電圧形に構成される逆変換部2は直流電力を周波数及び
電圧を制御した交流電力に変換し、電動機3を駆動す
る。制御部4は、逆変換部2の主回路素子(IGBTな
ど)を制御周波数および電圧に応じてオン・オフ制御
し、電動機3の速度制御やトルク制御、回転子位置制御
がなされる。また、主回路素子の制御方式としてPWM
制御などを組み合わせた制御回路構成になる。
【0003】ここで、逆変換部の主回路素子で発生する
損失には、定常損失とスイッチング損失があり、これら
損失が主回路素子の温度上昇原因となる。
【0004】定常損失は、主回路素子がオンしたときの
オン電圧と電流との積で決まる損失である。スイッチン
グ損失は、素子がオフからオンまたはオンからオフへの
スイッチ時に流れる電流と素子電圧の積で決まる損失で
あり、素子のスイッチング1回当たりの損失になり、P
WM制御などスイッチング回数が高くなる制御方式では
スイッチング損失も増大する。
【0005】これら定常損失とスイッチング損失によ
り、主回路素子にはそのケースとジャンクション間には
温度差ΔTj-cがあり、該温度差は以下の関係式にな
る。
【0006】
【数1】ΔTj-c=Rthj-c×素子損失 Rthj-cは、ジャンクションとケース間の熱抵抗であ
り、その時定数は素子により異なるが、通常のものは
0.2〜0.3秒であり、0.5〜1秒以上にはならない
(飽和)。
【0007】次に、主回路素子には、パワーサイクルと
呼ばれる寿命のパラメータがある。これは、温度の平衡
状態からの温度差ΔTj-cによって素子破壊に至るまで
の回数が求まる特性である。
【0008】このパワーサイクル特性を考慮し、インバ
ータ装置の設計に際しては、素子そのもののパワーサイ
クル特性、電動機の運転周波数範囲や運転時間を基に、
素子の制御周波数やPWM制御の搬送周波数を適宜決定
している。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】インバータ装置で駆動
する電動機により、射出成型機を駆動して射出材料の突
き出しやプレス機を駆動してプレス材料の成型などを行
う場合、素子寿命の点で最も厳しい条件は突き出しでの
保圧やプレスでの成型時になる。このとき、インバータ
の出力周波数は、ほぼ零ヘルツで、出力トルクは装置定
格の最大値を要求される。
【0010】この運転状態では、逆変換部の主回路素子
には最悪の場合、最大トルクを発生するときに必要な電
流(実効値)の√2倍が流れて数秒間保持されることに
なる。しかも、これら工作機械の場合、金型を固定する
位置を一度決めると、電動機が毎回同じ回転位置で停止
し、主回路素子に流れる電流位相も毎回同じ素子が負担
する。
【0011】これら事情により、主回路素子のうちの特
定の素子に損失が集中し、インバータ装置としての寿命
が短くなってしまう。
【0012】この不都合を回避するには、主回路素子の
1素子当たりの損失を下げるよう、大きい電流定格のも
のを使用するか、素子の並列数を増す必要があるが、こ
れらはコストアップや寸法の増大につながる。
【0013】また、他の対策として、PWM制御の搬送
周波数を下げることが考えられるが、この場合には電動
機駆動の応答性が低下してしまう。
【0014】本発明の目的は、1素子当たりの損失およ
びスイッチング周波数が不足することなく主回路素子の
寿命を延ばすことができる静止形インバータ装置を提供
することにある。
【0015】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記の課題を
解決するため、インバータの出力周波数が低いときは応
答性を低下させても不都合がないこと、およびインバー
タの出力電流が高くなるほどスイッチング損失が増して
素子寿命に大きく影響することに着目し、これら出力周
波数と出力電流を制御条件としてPWM制御の搬送周波
数を切換、または条件成立時に継続時間に応じて調節、
さらには主回路温度をパラメータに含めて調節するよう
にしたもので、以下の構成を特徴とする。
【0016】逆変換部の主回路素子をPWM制御し、該
逆変換部には零周波数近辺を含む出力を得て電動機を駆
動する静止形インバータ装置において、前記逆変換部の
出力周波数が予め設定した設定値より低く、かつ出力電
流が予め設定した設定値より高いことを判定する判定手
段と、前記判定手段に判定出力が得られたときに前記P
WM制御の搬送周波数を正規の周波数から低い周波数に
切換える切換手段とを備えたことを特徴とする。
【0017】また、逆変換部の主回路素子をPWM制御
し、該逆変換部には零周波数近辺を含む出力を得て電動
機を駆動する静止形インバータ装置において、前記逆変
換部の出力周波数が予め設定した設定値より低く、かつ
出力電流が予め設定した設定値より高いことを判定する
判定手段と、前記判定手段に判定出力が得られたとき、
その継続時間に応じて前記PWM制御の搬送周波数を正
規の周波数から徐々に低い周波数に変化させる調節手段
を備えたことを特徴とする。
【0018】また、逆変換部の主回路素子をPWM制御
し、該逆変換部には零周波数近辺を含む出力を得て電動
機を駆動する静止形インバータ装置において、前記逆変
換部の出力周波数が低いほど前記PWM制御の搬送周波
数を低くし、かつ該出力電流が高いほど該搬送周波数を
低くした特性のテーブルデータと、前記逆変換部の出力
周波数および出力電流に変化に対して前記テーブルデー
タの特性に従って前記搬送周波数を調節する調節手段を
備えたことを特徴とする。
【0019】また、逆変換部の主回路素子をPWM制御
し、該逆変換部には零周波数近辺を含む出力を得て電動
機を駆動する静止形インバータ装置において、前記逆変
換部の出力周波数が予め設定した設定値より低く、かつ
出力電流が予め設定した設定値より高いことを判定する
判定手段と、前記判定手段に判定出力が得られたとき、
その継続時間に応じて前記PWM制御の搬送周波数を正
規の周波数から徐々に低い周波数に変化させ、この周波
数変化量を前記主回路素子の温度が高いほど大きくする
調節手段を備えたことを特徴とする。
【0020】
【発明の実施の形態】図1は、本発明の実施形態を示す
静止形インバータ装置であり、逆変換部2をPWM波形
生成部5によりPWM制御する制御装置6の要部構成を
示す。
【0021】制御装置6は、位置制御系や速度制御系、
さらにはマイナループに電流制御系を有してPWM波形
生成部5の制御信号を発生することで電動機3の回転位
置や速度を制御する。
【0022】これら制御機能に加えて、制御装置6は、
PWM制御の搬送周波数を高低に切換える切換部6Aを
設け、この切換部6Aへの切換指令を得るための判定部
6B,6Cを設ける。
【0023】判定部6Bは、電動機3の速度検出値、ま
たは周波数制御信号から得る逆変換部2の出力周波数
(現在値)が設定値(例えば数ヘルツ)よりも低いか否
かを判定する。判定部6Cは、逆変換部2の出力電流が
設定値(例えば定格電流の70%)よりも低いか否かを
判定する。なお、これら判定部6B,6Cの判定にはヒ
ステリシスを持たせることで制御周波数変化に際しての
ハンチングを防止するのが好ましい。なお、周波数及び
電流の比較基準になる設定値は、電動機が駆動する機械
装置の機構や主回路素子の構造、電流性能等によって適
宜変更される。
【0024】制御装置6は、判定部6B,6Cの判定結
果から、逆変換部2の出力周波数が設定値以下で、かつ
出力電流が設定値以上になるとき、切換部6Aの搬送周
波数出力を正規の搬送周波数から低い周波数に切換え
る。
【0025】以上までのことから、静止形インバータ装
置による電動機3の制御において、逆変換部2の運転周
波数が設定値よりも低くかつ出力電流が設定値よりも高
いときにはPWM制御の搬送周波数を低くした制御がな
される。
【0026】これにより、射出成形機の突き出しにおけ
る保圧時や、プレス機の成形時など、電動機速度が零近
辺になるときには主回路素子のスイッチング周波数を下
げることができ、該素子のスイッチング損失を減らし、
素子寿命を延ばすこと、すなわちインバータ装置の寿命
を延ばすことができる。
【0027】なお、搬送周波数を低下させた状態では、
電動機速度が零近辺にあることから、速い応答性が要求
されないことから、応答性が問題となることはない。
【0028】図2は、本発明の他の実施形態を示す制御
装置の要部構成図である。同図の(a)は、判定部6
B,6Cの判定結果から調節部6Dが継続時間を基に搬
送周波数を調節する場合である。
【0029】すなわち、調節部6Dは、判定部6B,6
Cによる判定条件が成立したときに直ちに搬送周波数を
低い周波数に切換えるのではなく、該条件の成立時点か
らの継続時間に応じて搬送周波数を徐々に下げる。この
周波数の変更特性は、図示のように指数関数的に変化さ
せるに限らず、直線的に変化させることなど適宜変更で
きる。
【0030】この周波数を徐々に下げるのは、前記の半
導体素子の温度差ΔTj-cが時定数をもち、瞬時にまた
は短時間で搬送周波数を切換える必要性がないことを利
用するものである。
【0031】本実施形態では、図1の場合と同様の作用
効果を奏する他に、搬送周波数を徐々に下げることによ
り、搬送周波数をステップ的に切換える場合に比べて、
電動機3及びその駆動機械に対するトルクショックを軽
減することができる。
【0032】図2の(b)は、搬送周波数を調節する調
節部6Eの特性を示し、判定部6B,6Cに代えて、出
力周波数及び出力電流に対してテーブルデータを用意し
ておき、このテーブルデータから搬送周波数を調節す
る。
【0033】このテーブルデータの特性は、出力電流値
がA〜Eの順に大きくなるほど搬送周波数を低くし、ま
た出力周波数が低くなるほど搬送周波数を低くする。
【0034】本実施形態においても、図1の場合の作用
効果に加えて、出力周波数及び出力電流の度合いに応じ
て搬送周波数を調節することができ、トルクショックを
起こすことなく、搬送周波数の極端な低下を無くして制
御性能を高めることができる。
【0035】図2の(c)は、(a)における調節部6
Dの特性に加えて、温度をパラメータとして搬送周波数
を調節できる調節部6Fとした場合である。このときの
温度は、主回路素子の温度を検出するものであり、温度
がA〜Cの順に高くなるほど搬送周波数を継続時間に応
じて低くする量を大きくする。
【0036】本実施形態においては、素子温度も含めた
搬送周波数の調節が可能となり、インバータ装置の運転
状態が変化する場合にも適切な搬送周波数の調節が可能
となる。
【0037】
【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば、インバ
ータの出力周波数と出力電流を制御条件としてPWM制
御の搬送周波数を切換、または条件成立時に継続時間に
応じて調節、さらには主回路温度をパラメータに含めて
調節するようにしたため、1素子当たりの損失およびス
イッチング周波数が不足することなく主回路素子の寿命
を延ばすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態を示す静止形インバータ装置
の制御装置の要部構成図。
【図2】本発明の他の実施形態を示す制御装置の要部構
成図。
【図3】静止形インバータ装置の構成例。
【符号の説明】
1…順変換部 2…逆変換部 3…電動機 5…PWM波形生成部 6…制御装置 6A…切換部 6B、6C…判定部 6D、6E、6F…調節部
フロントページの続き Fターム(参考) 5H007 AA17 BB06 CA01 CB05 CC23 DA03 DB12 DC02 DC04 DC08 EA14 5H576 AA17 BB06 CC05 DD02 DD04 EE11 HA04 HB01 JJ03 JJ17 KK06 LL01 LL22 LL43

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 逆変換部の主回路素子をPWM制御し、
    該逆変換部には零周波数近辺を含む出力を得て電動機を
    駆動する静止形インバータ装置において、 前記逆変換部の出力周波数が予め設定した設定値より低
    く、かつ出力電流が予め設定した設定値より高いことを
    判定する判定手段と、 前記判定手段に判定出力が得られたときに前記PWM制
    御の搬送周波数を正規の周波数から低い周波数に切換え
    る切換手段とを備えたことを特徴とする静止形インバー
    タ装置。
  2. 【請求項2】 逆変換部の主回路素子をPWM制御し、
    該逆変換部には零周波数近辺を含む出力を得て電動機を
    駆動する静止形インバータ装置において、 前記逆変換部の出力周波数が予め設定した設定値より低
    く、かつ出力電流が予め設定した設定値より高いことを
    判定する判定手段と、 前記判定手段に判定出力が得られたとき、その継続時間
    に応じて前記PWM制御の搬送周波数を正規の周波数か
    ら徐々に低い周波数に変化させる調節手段を備えたこと
    を特徴とする静止形インバータ装置。
  3. 【請求項3】 逆変換部の主回路素子をPWM制御し、
    該逆変換部には零周波数近辺を含む出力を得て電動機を
    駆動する静止形インバータ装置において、 前記逆変換部の出力周波数が低いほど前記PWM制御の
    搬送周波数を低くし、かつ該出力電流が高いほど該搬送
    周波数を低くした特性のテーブルデータと、 前記逆変換部の出力周波数および出力電流に変化に対し
    て前記テーブルデータの特性に従って前記搬送周波数を
    調節する調節手段を備えたことを特徴とする静止形イン
    バータ装置。
  4. 【請求項4】 逆変換部の主回路素子をPWM制御し、
    該逆変換部には零周波数近辺を含む出力を得て電動機を
    駆動する静止形インバータ装置において、 前記逆変換部の出力周波数が予め設定した設定値より低
    く、かつ出力電流が予め設定した設定値より高いことを
    判定する判定手段と、 前記判定手段に判定出力が得られたとき、その継続時間
    に応じて前記PWM制御の搬送周波数を正規の周波数か
    ら徐々に低い周波数に変化させ、この周波数変化量を前
    記主回路素子の温度が高いほど大きくする調節手段を備
    えたことを特徴とする静止形インバータ装置。
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Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004328920A (ja) * 2003-04-25 2004-11-18 Yaskawa Electric Corp 交流電動機のセンサレス制御方法及び制御装置
JPWO2004082114A1 (ja) * 2003-03-12 2006-06-15 三菱電機株式会社 電動機制御装置
JP2006345679A (ja) * 2005-06-10 2006-12-21 Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd 太陽光発電システム
JP2008099412A (ja) * 2006-10-11 2008-04-24 Futaba Corp モータ制御装置
JP2009194950A (ja) * 2008-02-12 2009-08-27 Meidensha Corp 電圧型pwmインバータの制御装置
EP2227853A1 (de) * 2008-01-07 2010-09-15 Woodward SEG GmbH & Co. KG Verfahren zum betreiben einer windenergieanlage
DE102011121833A1 (de) 2010-12-21 2012-06-21 Sumitomo Heavy Industries, Ltd. Invertervorrichtung
CN105075102A (zh) * 2013-04-12 2015-11-18 三菱电机株式会社 电力转换装置、具备其的电动机驱动装置、具备其的鼓风机、压缩机、以及具备这些的空调机、冰箱和制冷机
JP2016178853A (ja) * 2015-03-18 2016-10-06 台▲達▼▲電▼子工▲業▼股▲ふん▼有限公司 商用周波数電流変換器及びその制御方法
JP2018148772A (ja) * 2017-03-09 2018-09-20 アイシン精機株式会社 ポンプ制御装置
JP2019110685A (ja) * 2017-12-19 2019-07-04 ファナック株式会社 モータ駆動装置及びモータ駆動システム
US11532998B2 (en) * 2019-02-12 2022-12-20 Sansha Electric Manufacturing Co., Ltd. Power supply circuit for measuring transient thermal resistances of semiconductor device

Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2004082114A1 (ja) * 2003-03-12 2006-06-15 三菱電機株式会社 電動機制御装置
JP2004328920A (ja) * 2003-04-25 2004-11-18 Yaskawa Electric Corp 交流電動機のセンサレス制御方法及び制御装置
JP2006345679A (ja) * 2005-06-10 2006-12-21 Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd 太陽光発電システム
JP2008099412A (ja) * 2006-10-11 2008-04-24 Futaba Corp モータ制御装置
EP2227853A1 (de) * 2008-01-07 2010-09-15 Woodward SEG GmbH & Co. KG Verfahren zum betreiben einer windenergieanlage
JP2009194950A (ja) * 2008-02-12 2009-08-27 Meidensha Corp 電圧型pwmインバータの制御装置
DE102011121833A1 (de) 2010-12-21 2012-06-21 Sumitomo Heavy Industries, Ltd. Invertervorrichtung
US9641121B2 (en) 2013-04-12 2017-05-02 Mitsubishi Electric Corporation Power conversion device and motor drive device including power conversion device
CN105075102A (zh) * 2013-04-12 2015-11-18 三菱电机株式会社 电力转换装置、具备其的电动机驱动装置、具备其的鼓风机、压缩机、以及具备这些的空调机、冰箱和制冷机
CN105075102B (zh) * 2013-04-12 2017-08-29 三菱电机株式会社 电力转换装置及其电动机驱动装置、鼓风机、压缩机、空调机、冰箱、制冷机
JP2016178853A (ja) * 2015-03-18 2016-10-06 台▲達▼▲電▼子工▲業▼股▲ふん▼有限公司 商用周波数電流変換器及びその制御方法
CN106033927A (zh) * 2015-03-18 2016-10-19 台达电子工业股份有限公司 工频电流变换器及其控制方法
US10432105B2 (en) 2015-03-18 2019-10-01 Delta Electronics, Inc. Power frequency current converter and method for controlling the same
JP2018148772A (ja) * 2017-03-09 2018-09-20 アイシン精機株式会社 ポンプ制御装置
CN108574447A (zh) * 2017-03-09 2018-09-25 爱信精机株式会社 泵控制装置
JP2019110685A (ja) * 2017-12-19 2019-07-04 ファナック株式会社 モータ駆動装置及びモータ駆動システム
US10840848B2 (en) 2017-12-19 2020-11-17 Fanuc Corporation Motor driver and motor driving system
US11532998B2 (en) * 2019-02-12 2022-12-20 Sansha Electric Manufacturing Co., Ltd. Power supply circuit for measuring transient thermal resistances of semiconductor device

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