JP3064638B2 - Control device for VVVF inverter - Google Patents
Control device for VVVF inverterInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、例えば電鉄用主電動機
を駆動する装置に用いられるＶＶＶＦインバータの制御
装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a control device for a VVVF inverter used for, for example, a device for driving a traction motor.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図３は電鉄用主電動機を駆動する回路を
示す概略構成図であり、パンタグラフ１にき電された交
流電圧は、主変圧器２により降圧され、コンバータ３に
より直流電圧に変換され、フィルタコンデンサ４により
平滑される。フィルタコンデンサ４には、並列にＶＶＶ
Ｆインバータ５が接続され、直流電圧を可変電圧、可変
周波数の３相交流に変換して交流電動機６の可変速運転
を行う。2. Description of the Related Art FIG. 3 is a schematic diagram showing a circuit for driving a main motor for a railway. An AC voltage fed to a pantograph 1 is stepped down by a main transformer 2 and converted into a DC voltage by a converter 3. And smoothed by the filter capacitor 4. VVV is connected in parallel to the filter capacitor 4.
The F inverter 5 is connected, and converts the DC voltage into a three-phase alternating current having a variable voltage and a variable frequency to perform the variable speed operation of the AC motor 6.
【０００３】この具体的な制御は以下のように行われ
る。主電動機６の各相の電流が変流器１４により検出さ
れ、これが実効値演算回路８により実効値ＩＭＲに変換
される。一方、主電動機６の周波数は、パルスジェネレ
ータ７により検出され、周波数演算回路９により電動機
周波数ＦＲを演算する。電動機周波数ＦＲは、空転検知
回路１０により監視され、空転が発生した場合には、主
電動機電流指令値ＩＭ* より、電流値−ΔＩＭ* を減算
することにより、主電動機６の電流値を減じ、トルクを
減少することにより再粘着を図る。The specific control is performed as follows.
You. The current of each phase of the main motor 6 is detected by the current transformer 14.
This is converted into an effective value IMR by the effective value calculation circuit 8.
Is done. On the other hand, the frequency of the
The motor 7 is detected by the
Calculate the frequency FR. Motor frequency FR is idle detection
Monitored by the circuit 10 and when an idle occurs, the main
Motor current command value IM* From the current value −ΔIM* Subtract
By doing so, the current value of the main motor 6 is reduced, and the torque is reduced.
Reattach by reducing.
【０００４】以上のように補正された主電動機指令ＩＭ
* ' に、実効値演算回路８で検出された実効値ＩＭＲを
一致するように、補償制御回路１１によりすべり周波数
Ｆsを演算し、周波数演算回路９によりモータ周波数演
算回路９により演算される電動機周波数ＦＲを足してイ
ンバータ周波数Ｆ2 を演算する。インバータ周波数Ｆ2
と、このインバータ周波数Ｆ2 により演算される変調率
ＡＬにより、ＰＷＭ変調回路１６により、ＰＷＭ変調回
路１６により変調され、パルスとしてインバータ５に与
えられる。この場合、変調率ＡＬは、主電動機６に与え
られる電圧を制御するものであるが、主電動機６に与え
る励磁電流を一定にするように、（１）式で与えられ
る。 ＡＬ＝ＦＩ／ＶＤ ……（１） ここで、ＶＤはコンバータ３の出力電圧＝インバータ５
の入力電圧である。空転中は、インバータ周波数ＦＩ
は、急激に増加するため、（１）式により変調率ＡＬも
過大となる。The main motor command IM corrected as described above
* The slip frequency Fs is calculated by the compensation control circuit 11 so that the effective value IMR detected by the effective value calculation circuit 8 matches, and the motor frequency FR calculated by the motor frequency calculation circuit 9 by the frequency calculation circuit 9. To calculate the inverter frequency F2. Inverter frequency F2
And the modulation rate AL calculated by the inverter frequency F2, the signal is modulated by the PWM modulation circuit 16 by the PWM modulation circuit 16, and is supplied to the inverter 5 as a pulse. In this case, the modulation factor AL controls the voltage applied to the main motor 6, and is given by equation (1) so that the exciting current applied to the main motor 6 is kept constant. AL = FI / VD (1) where VD is the output voltage of converter 3 = inverter 5
Input voltage. During idling, the inverter frequency FI
Increases rapidly, so that the modulation rate AL also becomes excessive according to the equation (1).
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、従
来の装置にあっては、空転時には主電動機電流指令値Ｉ
Ｍ* より、電流値−ΔＩＭ* を減じることで再粘着を図
っていたが、コンバータ出力電圧は変えていなかったた
めに、主電動機６が再粘着しそうとしたときに、主電動
機６に与えられる電圧が過大となり、このとき主電動機
６が過励磁となり、主電動機６に流れる電流が過大にな
る場合があった。本発明の目的は、空転後の再粘着時の
過励磁を防止することができるＶＶＶＦインバータの制
御装置を提供することにある。As described above, in the conventional apparatus, the main motor current command value I
M * From the current value −ΔIM * However, since the converter output voltage was not changed, the voltage applied to the main motor 6 became excessive when the main motor 6 tried to re-adhesive, and the main motor 6 Is overexcited, and the current flowing through the main motor 6 may be excessive. An object of the present invention is to provide a control device of a VVVF inverter that can prevent overexcitation at the time of re-adhesion after idling.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するため、請求項１に対応する発明は、以下のような構
成を備えている。すなわち、電動機の回転周波数から空
転を検知し、空転時に空転フラグを出力する空転検知回
路と、前記インバータの出力周波数と前記インバータの
入力電圧により変調率を演算し、これに基づき前記電圧
指令値を演算する演算回路と、空転検知回路から空転フ
ラグが出力されたときのみ、所定の係数を出力する係数
器と、前記空転フラグが出力されたとき係数器から出力
される係数と前記電圧指令値を掛け算して補正電圧指令
値を出力する掛算器と、この掛算器からの補正電圧指令
値に対して１次遅れを与える１次遅れ要素と、この１次
遅れ要素の出力および前記掛算器の出力のいずれかを選
択出力可能であって、前記空転検知回路から空転フラグ
が出力されたとき前記電圧指令値として前記掛算器の出
力を出力する出力器とを具備している。In order to achieve the above object, the present invention has the following configuration. That is, an idle detection circuit that detects idle rotation from the rotation frequency of the electric motor and outputs an idle flag when idling, calculates a modulation factor based on the output frequency of the inverter and the input voltage of the inverter, and calculates the voltage command value based on this. An arithmetic circuit that performs an operation, a coefficient unit that outputs a predetermined coefficient only when an idle flag is output from the idle detection circuit, and a coefficient output from the coefficient unit when the idle flag is output and the voltage command value. A multiplier for multiplying and outputting a corrected voltage command value, a first-order delay element for giving a first-order delay to the corrected voltage command value from the multiplier, an output of the first-order delay element and an output of the multiplier And an output unit that outputs the output of the multiplier as the voltage command value when an idle flag is output from the idle detection circuit. .
【０００７】[0007]
【作用】請求項１に対応する発明によれば、空転フラグ
が検知されたとき、インバータの電圧指令値が瞬時に絞
り込まれ、空転フラグが検知されている間は該絞り込み
が継続され、空転フラグが生じなくなったとき、前記電
圧指令値が徐々に元の値に戻されるので、従来装置で問
題であった空転後の再粘着時の過励磁を防止することが
できる。According to the first aspect of the invention, when the idling flag is detected, the voltage command value of the inverter is instantaneously narrowed down, and while the idling flag is detected, the narrowing is continued. When no longer occurs, the voltage command value is gradually returned to the original value, so that overexcitation at the time of re-adhesion after idling, which is a problem in the conventional device, can be prevented.
【０００８】[0008]
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図１は本発明によるＶＶＶＦインバータの
制御装置の一実施例の一部を示すブロック図である。可
変電圧可変周波数（ＶＶＶＦ）インバータ５は、図３と
同様に交流電動機６を運転するものであって、コンバー
タ３の出力である直流を入力して交流に変換すると共
に、この出力電圧が電圧指令値となるように制御され
る。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a part of one embodiment of a control device for a VVVF inverter according to the present invention. The variable voltage variable frequency (VVVF) inverter 5 drives the AC motor 6 in the same manner as in FIG. 3. The DC voltage which is the output of the converter 3 is input and converted to AC. It is controlled to be a value.
【０００９】この制御装置は以下の構成からなってい
る。交流電動機６の回転周波数から空転を検知し、空転
時には空転フラグ「１」を出力し、また非空転時には空
転フラグ「０」を出力する空転検知回路（図示せず）
と、インバータ５の出力周波数とインバータ５の入力電
圧により変調率を演算する変調率演算回路（図示せず）
と、係数が例えば０．９５と１．０のいずれかに切換え
可能であって、前記空転検知回路から空転フラグ「１」
が出力されたとき、係数を０．９５に切換え、また空転
フラグ「０」のとき係数１．０に切換える係数切換えス
イッチ（係数器）１７と、インバータ５の出力周波数と
インバータ５の入力電圧により変調率を演算する変調率
演算回路（図示せず）と、該変調率に基づき前記電圧指
令値ＶＤ* を演算する電圧指令演算回路１５と、係数切
換えスイッチ１７からの係数と空転フラグ「１」が出力
されたとき係数器から出力される係数と前記電圧指令値
ＶＤ* を掛け算して補正電圧指令値を出力する掛算器２
０と、掛算器２０からの補正電圧指令値に対して１次遅
れを与える１次遅れ要素１９と、１次遅れ要素１９の出
力および掛算器２０の出力のいずれかを切換え可能であ
って、前記空転検知回路から空転フラグ「１」が出力さ
れたときは、１次遅れ要素１９を通さず前記掛算器２０
の出力がそのまま電圧指令値として出力され、また空転
フラグ「０」のときは、前記掛算器２０の出力が前記１
次遅れ要素１９を介して電圧指令値として出力する切換
えスイッチ（出力器）１８からなっている。This control device has the following configuration.
You. Idling is detected from the rotational frequency of the AC motor 6, and the idling is detected.
The idle flag “1” is output at times, and the idle
Idling detection circuit (not shown) that outputs the inversion flag "0"
And the output frequency of the inverter 5 and the input power of the inverter 5
Modulation ratio calculation circuit (not shown) that calculates the modulation ratio by pressure
And switch the coefficient between, for example, 0.95 and 1.0
It is possible, and the idling flag “1” is output from the idling detection circuit.
Is output, the coefficient is switched to 0.95,
When the flag is "0", a coefficient switching switch to switch to coefficient 1.0
Switch (coefficient unit) 17 and the output frequency of inverter 5
Modulation ratio for calculating modulation ratio based on input voltage of inverter 5
An arithmetic circuit (not shown) and the voltage reference based on the modulation factor;
Remarks VD* A voltage command calculation circuit 15 for calculating
The coefficient from the changeover switch 17 and the idling flag “1” are output
The coefficient output from the coefficient unit and the voltage command value
VD* Multiplier 2 that multiplies by 2 and outputs a corrected voltage command value
0 and the primary delay with respect to the correction voltage command value from the multiplier 20.
And the output of the primary delay element 19
Power or the output of the multiplier 20 can be switched.
Therefore, the idling flag “1” is output from the idling detection circuit.
Is not passed through the first-order lag element 19,
Is output as the voltage command value as it is,
When the flag is "0", the output of the multiplier 20 is 1
Switching to output as voltage command value via next delay element 19
Switch (output device) 18.
【００１０】このような構成されているので、空転検知
回路から空転フラグ「１」が出力されると、切換えスイ
ッチ１７，１８が“１”側に切換えられる。このため、
掛算器２０において、電圧指令値ＶＤ* と係数０．９５
が掛け算され、補正電圧指令値が求められる。この補正
電圧指令値は、１次遅れ要素１９を介さず直接切換えス
イッチ１８を通してインバータ５の電圧指令として出力
される。With such a configuration, when the idling flag "1" is output from the idling detection circuit, the changeover switches 17, 18 are switched to the "1" side. For this reason,
In the multiplier 20, the voltage command value VD * And coefficient 0.95
Is multiplied to obtain a correction voltage command value. This corrected voltage command value is output as a voltage command for the inverter 5 through the direct changeover switch 18 without passing through the primary delay element 19.
【００１１】一方、空転検知回路から空転フラグ「０」
が出力されると、切換えスイッチ１７，１８が“０”側
に切換えられる。このため、電圧指令演算回路１５の電
圧指令値ＶＤ* は掛算器２０からそのまま出力され、こ
れが１次遅れ要素１９を通してインバータ５の電圧指令
として出力されるので、電圧指令値ＶＤ* は図２のよう
に徐々に元に戻される。On the other hand, the idling flag "0" is output from the idling detection circuit.
Are output, the changeover switches 17 and 18 are switched to the "0" side. Therefore, the voltage command value VD * of the voltage command calculation circuit 15 Is output as it is from the multiplier 20 and is output as a voltage command of the inverter 5 through the first-order lag element 19, so that the voltage command value VD * Is gradually restored as shown in FIG.
【００１２】図２は以上述べた動作を示すタイムチャー
トであり、加速中に空転が発生すると、変調率ＡＬは一
定の割合で増加し、空転フラグが「１」になったとき、
電圧指令値ＶＤ* は０．９５倍され、また空転フラグが
「０」になったときは、徐々に、前述の（１）式の計算
値に戻される。この様なことから、空転後の再粘着時
に、過大電圧が交流電動機７に印加されることがなくな
り、過電流が流れない。FIG. 2 is a time chart showing the above-described operation. When idling occurs during acceleration, the modulation factor AL increases at a fixed rate, and when the idling flag becomes "1",
Voltage command value VD * Is multiplied by 0.95, and when the idling flag becomes “0”, the value is gradually returned to the calculated value of the above-mentioned equation (1). For this reason, at the time of re-adhesion after idling, an excessive voltage is not applied to the AC motor 7, and no overcurrent flows.
【００１３】[0013]
【発明の効果】本発明によれば、空転後の再粘着時の過
励磁を防止することができるＶＶＶＦインバータの制御
装置を提供することができる。According to the present invention, it is possible to provide a control device for a VVVF inverter capable of preventing overexcitation at the time of re-adhesion after idling.
【図１】本発明によるＶＶＶＦインバータの制御装置の
一実施例の一部を示すブロック図。FIG. 1 is a block diagram showing a part of an embodiment of a control device for a VVVF inverter according to the present invention.
【図２】図１の動作を説明するためのタイムチャート。FIG. 2 is a time chart for explaining the operation of FIG. 1;
【図３】従来の電鉄用主電動機を駆動する主回路を示す
概略図。FIG. 3 is a schematic diagram showing a main circuit for driving a conventional electric motor for electric railway.
１５…電圧指令演算回路、１７，１８…切換えスイッ
チ、１９…一時遅れ要素、２０…掛算器。Reference numeral 15: voltage command operation circuit, 17, 18: changeover switch, 19: temporary delay element, 20: multiplier.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B60L 1/00 - 15/42 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) B60L 1/00-15/42
Claims (1)
流を入力して交流に変換すると共に、この出力電圧が電
圧指令値となるように制御される可変電圧可変周波数イ
ンバータにおいて、 前記電動機の回転周波数から空転を検知し、空転時に空
転フラグを出力する空転検知回路と、 前記インバータの出力周波数と前記インバータの入力電
圧により変調率を演算し、これに基づき前記電圧指令値
を演算する演算回路と、 前記空転検知回路から空転フラグが出力されたときの
み、所定の係数を出力する係数器と、 前記空転フラグが出力されたとき係数器から出力される
係数と前記電圧指令値を掛け算して補正電圧指令値を出
力する掛算器と、 この掛算器からの補正電圧指令値に対して１次遅れを与
える１次遅れ要素と、 この１次遅れ要素の出力および前記掛算器の出力のいず
れかを選択出力可能であって、前記空転検知回路から空
転フラグが出力されたとき前記電圧指令値として前記掛
算器の出力を出力する出力器と、 を具備したＶＶＶＦインバータの制御装置。1. A variable-voltage variable-frequency inverter for driving an AC motor, in which DC is input and converted to AC, and the output voltage is controlled to be a voltage command value. An idling detection circuit that detects idling from the rotation frequency and outputs an idling flag when idling, and an arithmetic circuit that calculates a modulation rate based on an output frequency of the inverter and an input voltage of the inverter, and calculates the voltage command value based on the modulation rate. And a coefficient unit that outputs a predetermined coefficient only when a slip flag is output from the slip detection circuit, and multiplies the voltage command value by the coefficient output from the coefficient unit when the slip flag is output. A multiplier for outputting a correction voltage command value, a first-order delay element for giving a first-order delay to the correction voltage command value from the multiplier, and an output of the first-order delay element And an output unit that can selectively output any one of the outputs of the multiplier, and outputs the output of the multiplier as the voltage command value when the idle flag is output from the idle detection circuit. Inverter control device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4050453A JP3064638B2 (en) | 1992-03-09 | 1992-03-09 | Control device for VVVF inverter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4050453A JP3064638B2 (en) | 1992-03-09 | 1992-03-09 | Control device for VVVF inverter |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05260608A JPH05260608A (en) | 1993-10-08 |
| JP3064638B2 true JP3064638B2 (en) | 2000-07-12 |
Family
ID=12859286
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4050453A Expired - Fee Related JP3064638B2 (en) | 1992-03-09 | 1992-03-09 | Control device for VVVF inverter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3064638B2 (en) |
-
1992
- 1992-03-09 JP JP4050453A patent/JP3064638B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05260608A (en) | 1993-10-08 |
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