JPH0522950A - インバータ装置 - Google Patents
インバータ装置Info
- Publication number
- JPH0522950A JPH0522950A JP3167931A JP16793191A JPH0522950A JP H0522950 A JPH0522950 A JP H0522950A JP 3167931 A JP3167931 A JP 3167931A JP 16793191 A JP16793191 A JP 16793191A JP H0522950 A JPH0522950 A JP H0522950A
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- JP
- Japan
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- frequency
- output
- carrier
- control
- asynchronous
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 本発明は、パルス幅変調の搬送波を出力周波
数の整数倍とする同期式制御と、前記出力周波数には無
関係の非同期式制御とを任意に切換えるインバータ装置
において、前記出力周波数を変更するとき、一旦同期式
制御から非同期式制御に切換え、前記出力周波数を変更
する変更手段と、搬送波周波数が連続となるように再び
非同期式制御から同期式制御に切換える切換手段とを有
する。 【効果】 本発明によれば、インバータ装置の定速運転
時には同期式制御を使用して安定した運転ができ、出力
周波数変更時に搬送波周波数ジャンプをなくすことがで
き、搬送波周波数がジャンプしたときに発生する負荷振
動や出力電圧のジャンプをなくすことができる。
数の整数倍とする同期式制御と、前記出力周波数には無
関係の非同期式制御とを任意に切換えるインバータ装置
において、前記出力周波数を変更するとき、一旦同期式
制御から非同期式制御に切換え、前記出力周波数を変更
する変更手段と、搬送波周波数が連続となるように再び
非同期式制御から同期式制御に切換える切換手段とを有
する。 【効果】 本発明によれば、インバータ装置の定速運転
時には同期式制御を使用して安定した運転ができ、出力
周波数変更時に搬送波周波数ジャンプをなくすことがで
き、搬送波周波数がジャンプしたときに発生する負荷振
動や出力電圧のジャンプをなくすことができる。
Description
［発明の目的］
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＰＷＭ制御方式のイン
バータ装置に関する。
バータ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】インバータ装置の１種類である電圧形イ
ンバータ装置で交流電力を得る方式は、誘導電動機の駆
動を中心に多くの分野で応用されている。ところで、こ
のようなインバータ装置において、出力電圧の基本成分
である変調波信号と、三角波等の搬送波の比較でパルス
信号に変換するいわゆるＰＷＭ制御方式が一般的であ
る。
ンバータ装置で交流電力を得る方式は、誘導電動機の駆
動を中心に多くの分野で応用されている。ところで、こ
のようなインバータ装置において、出力電圧の基本成分
である変調波信号と、三角波等の搬送波の比較でパルス
信号に変換するいわゆるＰＷＭ制御方式が一般的であ
る。
【０００３】ＰＷＭ制御方式を大別すると、同期式と非
同期式に分かれる。同期式ＰＷＭ制御は、出力周波数と
搬送波の周波数が整数比である運転モードで、出力の位
相に対応して搬送波の位相が決まっており、誘導電動機
を安定に運転することができる。
同期式に分かれる。同期式ＰＷＭ制御は、出力周波数と
搬送波の周波数が整数比である運転モードで、出力の位
相に対応して搬送波の位相が決まっており、誘導電動機
を安定に運転することができる。
【０００４】一方、非同期式ＰＷＭ制御は、出力周波数
と搬送波の周波数が整数比でないために出力位相と搬送
波位相が異なり、場合によっては電流やトルクにビート
が生じる場合がある。
と搬送波の周波数が整数比でないために出力位相と搬送
波位相が異なり、場合によっては電流やトルクにビート
が生じる場合がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、安定
した同期式ＰＷＭ制御によれば、出力周波数とともに搬
送波周波数が比例して上昇するが、インバータ装置のス
イッチング素子のスイッチング周波数の制限があるか
ら、搬送波を切換えてスイッチング周波数がある範囲内
にあるようにする必要がある。例えば、図６に示すよう
に、出力周波数ｆ1からｆ2 まで加速する場合、搬送波
はＸ1 −Ｙ1 間，Ｘ2 −Ｙ2 間，Ｘ3 −Ｙ3間で切換え
られ、この切換えポイントで搬送波周波数がジャンプ
し、出力電圧のジャンプやトルクリップルによる負荷振
動が起こる場合がある。
した同期式ＰＷＭ制御によれば、出力周波数とともに搬
送波周波数が比例して上昇するが、インバータ装置のス
イッチング素子のスイッチング周波数の制限があるか
ら、搬送波を切換えてスイッチング周波数がある範囲内
にあるようにする必要がある。例えば、図６に示すよう
に、出力周波数ｆ1からｆ2 まで加速する場合、搬送波
はＸ1 −Ｙ1 間，Ｘ2 −Ｙ2 間，Ｘ3 −Ｙ3間で切換え
られ、この切換えポイントで搬送波周波数がジャンプ
し、出力電圧のジャンプやトルクリップルによる負荷振
動が起こる場合がある。
【０００６】図７に搬送波切換えの電流波形及びトルク
のシュミレーション結果を示す。この図７に示したシュ
ミレーション結果からトルクが搬送波切換点で振動する
ことは明らかである。
のシュミレーション結果を示す。この図７に示したシュ
ミレーション結果からトルクが搬送波切換点で振動する
ことは明らかである。
【０００７】このような搬送波切換は、周波数を変更し
た場合に生じるものであるが、電圧やトルクにこのよう
な特異点がある場合、例えば次の様な問題が生じる。染
色等にインバータ装置を使用する場合色ムラが発生し、
糸巻機に使用する場合糸切れが生じる。
た場合に生じるものであるが、電圧やトルクにこのよう
な特異点がある場合、例えば次の様な問題が生じる。染
色等にインバータ装置を使用する場合色ムラが発生し、
糸巻機に使用する場合糸切れが生じる。
【０００８】一方、非同期式ＰＷＭ制御の場合、周波数
変更中は搬送波周波数のジャンプする特異点が存在しな
いため出力電圧のジャンプやトルクリップルによる負荷
振動は生じないが、定速運転中には先に述べたように、
電流やトルクにビートが生じ不安定な運転となり、やは
り問題となる場合が多い。
変更中は搬送波周波数のジャンプする特異点が存在しな
いため出力電圧のジャンプやトルクリップルによる負荷
振動は生じないが、定速運転中には先に述べたように、
電流やトルクにビートが生じ不安定な運転となり、やは
り問題となる場合が多い。
【０００９】そこで、本発明は、以上の点を考慮し、同
期式ＰＷＭ制御での出力周波数変更時や非同期式ＰＷＭ
制御での定速運転時において、出力電圧ジャンプや負荷
振動等を発生しない搬送波切換を実現するインバータ装
置を提供することを目的とする。 ［発明の構成］
期式ＰＷＭ制御での出力周波数変更時や非同期式ＰＷＭ
制御での定速運転時において、出力電圧ジャンプや負荷
振動等を発生しない搬送波切換を実現するインバータ装
置を提供することを目的とする。 ［発明の構成］
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、パルス幅変調の搬送波を出力周波数の整
数倍とする同期式制御と、出力周波数には無関係の非同
期式制御とを任意に切換るインバータ装置において、前
記出力周波数を変更する際には一旦同期式制御から非同
期式制御に切換え出力周波数を変更する変更手段と、搬
送波周波数が連続となるように再び非同期式制御から同
期式制御に切換える切換手段とを有するインバータ装置
を提供する。
に、本発明は、パルス幅変調の搬送波を出力周波数の整
数倍とする同期式制御と、出力周波数には無関係の非同
期式制御とを任意に切換るインバータ装置において、前
記出力周波数を変更する際には一旦同期式制御から非同
期式制御に切換え出力周波数を変更する変更手段と、搬
送波周波数が連続となるように再び非同期式制御から同
期式制御に切換える切換手段とを有するインバータ装置
を提供する。
【００１１】
【作用】このように構成された本発明のインバータ装置
においては、出力周波数を変更する際には、一旦同期式
制御から非同期式制御に切換えてから出力周波数を変更
し、非同期式制御では搬送波周波数を連続的に変化さ
せ、再び同期式制御に切換えるので、出力周波数波変更
時に搬送波周波数ジャンプを防止でき、これに起因する
負荷振動や出力電圧ジャンプを抑制できる。
においては、出力周波数を変更する際には、一旦同期式
制御から非同期式制御に切換えてから出力周波数を変更
し、非同期式制御では搬送波周波数を連続的に変化さ
せ、再び同期式制御に切換えるので、出力周波数波変更
時に搬送波周波数ジャンプを防止でき、これに起因する
負荷振動や出力電圧ジャンプを抑制できる。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明
する。図１は、本発明の第１の実施例を示す構成図であ
る。
する。図１は、本発明の第１の実施例を示す構成図であ
る。
【００１３】図中、１は直流電流、２は直流フィルタコ
ンデンサ、３はインバータ、４は負荷、５はＰＷＭ信号
発生器、６は出力波形基準生成器、７は搬送波発生器、
８は周波数制御器である。また、周波数制御器８の内部
は出力周波数制御部９、出力電圧制御部１０、搬送波制
御部１１から構成されている。
ンデンサ、３はインバータ、４は負荷、５はＰＷＭ信号
発生器、６は出力波形基準生成器、７は搬送波発生器、
８は周波数制御器である。また、周波数制御器８の内部
は出力周波数制御部９、出力電圧制御部１０、搬送波制
御部１１から構成されている。
【００１４】外部より指令周波数ｆ* が周波数制御器８
に入力される。周波数制御器８の出力周波数制御部９の
出力ｆ、出力電圧制御部１０の出力Ｖは、出力波形基準
生成器６に入力され、被変調波である出力波形基準が生
成される。一方、搬送波制御部１１から搬送波周波数ｆ
ｃと同期／非同期切換信号が搬送波発生器７に伝達され
る。搬送波発生器７は同期／非同期の搬送波切換がで
き、非同期の場合、周波数制御器８指定される搬送波周
波数ｆｃに切換可能である。出力波形基準６からの出力
波形基準と、搬送波発生器７からの搬送波をＰＷＭ信号
発生器５で比較し、ＰＷＭ信号をインバータ３に伝達す
る。周波数制御器８の搬送波制御部１１の動作をソフト
ウェアで実行した場合のフローチャートを図２に、その
ときの搬送波切換概念図を図３に示す。
に入力される。周波数制御器８の出力周波数制御部９の
出力ｆ、出力電圧制御部１０の出力Ｖは、出力波形基準
生成器６に入力され、被変調波である出力波形基準が生
成される。一方、搬送波制御部１１から搬送波周波数ｆ
ｃと同期／非同期切換信号が搬送波発生器７に伝達され
る。搬送波発生器７は同期／非同期の搬送波切換がで
き、非同期の場合、周波数制御器８指定される搬送波周
波数ｆｃに切換可能である。出力波形基準６からの出力
波形基準と、搬送波発生器７からの搬送波をＰＷＭ信号
発生器５で比較し、ＰＷＭ信号をインバータ３に伝達す
る。周波数制御器８の搬送波制御部１１の動作をソフト
ウェアで実行した場合のフローチャートを図２に、その
ときの搬送波切換概念図を図３に示す。
【００１５】図２のＰ1 において、出力周波数が加速中
かを判断し、Ｐ2 では減速中かを判断する。加速中でも
減速中でも無く、同期運転している場合はＰ3 で判断し
てＰ4 へ進む。Ｐ4 では同期式ＰＷＭの搬送波周波数ｆ
ｃを次式の様に計算する。 ｆｃ＝ｎｆ …………… （１） ここで、ｎは整数、ｆは出力周波数である。Ｐ5 で同期
指令を出力し、搬送波発生器７に伝達される。
かを判断し、Ｐ2 では減速中かを判断する。加速中でも
減速中でも無く、同期運転している場合はＰ3 で判断し
てＰ4 へ進む。Ｐ4 では同期式ＰＷＭの搬送波周波数ｆ
ｃを次式の様に計算する。 ｆｃ＝ｎｆ …………… （１） ここで、ｎは整数、ｆは出力周波数である。Ｐ5 で同期
指令を出力し、搬送波発生器７に伝達される。
【００１６】一方、加速または減速中あるいは非同期運
転中の場合、Ｐ6 で指令周波数ｆ* における同期搬送波
周波数ｆｃ* を計算する。図３中Ａ点からＣ点まで加速
する場合、ｆｃ2 がｆｃ* に相当する。
転中の場合、Ｐ6 で指令周波数ｆ* における同期搬送波
周波数ｆｃ* を計算する。図３中Ａ点からＣ点まで加速
する場合、ｆｃ2 がｆｃ* に相当する。
【００１７】次に、Ｐ7 において、現在の非同期搬送波
周波数ｆｃと目標搬送波周波数ｆｃ* を比較し、等しく
ない場合は、その大小に応じてＰ9 、Ｐ10でｆｃを変更
する。ｆｃ＝ｆｃ* の場合、Ｐ8 で出力周波数ｆが指令
周波数ｆ* に達したかを判断し、達した場合は同期指令
に、達しない場合は非同期指令Ｐ11に進む。図３中Ａ点
からＣ点まで加速する場合、Ａ点からＢ点までは図２中
Ｐ10を通り、Ｂ点からＣ点までＰ8 を通る非同期指令と
なる。
周波数ｆｃと目標搬送波周波数ｆｃ* を比較し、等しく
ない場合は、その大小に応じてＰ9 、Ｐ10でｆｃを変更
する。ｆｃ＝ｆｃ* の場合、Ｐ8 で出力周波数ｆが指令
周波数ｆ* に達したかを判断し、達した場合は同期指令
に、達しない場合は非同期指令Ｐ11に進む。図３中Ａ点
からＣ点まで加速する場合、Ａ点からＢ点までは図２中
Ｐ10を通り、Ｂ点からＣ点までＰ8 を通る非同期指令と
なる。
【００１８】また、図３Ａ点からＣ´点まで加速する場
合、Ａ点からＢ´点までは図２中Ｐ2 、Ｐ9 を通り、Ｂ
´点からＣ´点まではＰ3 、Ｐ9 を通る非同期指令とな
る。以上述べたように、第１の実施例によれば、周波数
変更時に搬送波周波数のジャンプや搬送波周波数の急激
な変化がなくなり、出力電圧のジャンプや負荷振動を回
避できる。また、定速運転時には同期式ＰＷＭ制御を使
用するため、安定した運転が可能である。更に、第２の
実施例として先の実施例では、周波数変更時は全て非同
期式ＰＷＭで行なったが、一部あるいは全部を同期式Ｐ
ＷＭを使うこともできる。図４は、２の実施例の搬送波
切換方法の概念図である。図４において、出力周波数を
Ａ点から加速する場合、搬送波切換には次の３通りあ
る。
合、Ａ点からＢ´点までは図２中Ｐ2 、Ｐ9 を通り、Ｂ
´点からＣ´点まではＰ3 、Ｐ9 を通る非同期指令とな
る。以上述べたように、第１の実施例によれば、周波数
変更時に搬送波周波数のジャンプや搬送波周波数の急激
な変化がなくなり、出力電圧のジャンプや負荷振動を回
避できる。また、定速運転時には同期式ＰＷＭ制御を使
用するため、安定した運転が可能である。更に、第２の
実施例として先の実施例では、周波数変更時は全て非同
期式ＰＷＭで行なったが、一部あるいは全部を同期式Ｐ
ＷＭを使うこともできる。図４は、２の実施例の搬送波
切換方法の概念図である。図４において、出力周波数を
Ａ点から加速する場合、搬送波切換には次の３通りあ
る。
【００１９】
【表１】 また、出力周波数をＣ点から減速する場合、搬送波切換
には次の３通りある。
には次の３通りある。
【００２０】
【表２】 また、更に第３の実施例の搬送波切換方法の概念図を図
５に示す。
５に示す。
【００２１】図５は、点ＡからＣ点まで搬送波周波数を
直線的に切換えた場合である。なお上記第１乃至第３の
実施例では、搬送波周波数を直線的に変化させたが、曲
線的に変化させてもよい。また、第２及び第３の実施例
でも搬送波周波数のジャンプなしで出力周波数の変更が
できる。また、周波数制御器８は、ソフトウェアにて実
現したが、ハードウェアにて構成しても同様の効果が得
られる。
直線的に切換えた場合である。なお上記第１乃至第３の
実施例では、搬送波周波数を直線的に変化させたが、曲
線的に変化させてもよい。また、第２及び第３の実施例
でも搬送波周波数のジャンプなしで出力周波数の変更が
できる。また、周波数制御器８は、ソフトウェアにて実
現したが、ハードウェアにて構成しても同様の効果が得
られる。
【００２２】
【発明の効果】以上述べてきたように、本発明によれ
ば、インバータ装置の定速運転時には同期式制御を使用
して安定した運転ができ、出力周波数変更時に搬送波周
波数ジャンプをなくすことができ、搬送波周波数がジャ
ンプしたときに発生する負荷振動や出力電圧のジャンプ
をなくすことができる。
ば、インバータ装置の定速運転時には同期式制御を使用
して安定した運転ができ、出力周波数変更時に搬送波周
波数ジャンプをなくすことができ、搬送波周波数がジャ
ンプしたときに発生する負荷振動や出力電圧のジャンプ
をなくすことができる。
【図１】本発明の第１の実施例を示す概要構成図。
【図２】本発明の第１の実施例における搬送波周波数切
換を示すフローチャート。
換を示すフローチャート。
【図３】本発明の第１の実施例の搬送波切換を示す概念
図。
図。
【図４】本発明の第２の実施例における搬送波周波数切
換を示す概念図。
換を示す概念図。
【図５】本発明の第３の実施例における搬送波周波数切
換を示す概念図。
換を示す概念図。
【図６】従来のインバータ装置における搬送波周波数切
換を示す概念図。
換を示す概念図。
【図７】従来のインバータ装置における搬送波周波数切
換を示す特性図。
換を示す特性図。
１…直流電源 ２…直流フィルタコンデンサ ３…
インバータ ４…負荷 ５…ＰＷＭ信号発生器 ６…
出力波形基準生成器 ７…搬送波発生器 ８…周波数制御器
インバータ ４…負荷 ５…ＰＷＭ信号発生器 ６…
出力波形基準生成器 ７…搬送波発生器 ８…周波数制御器
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 パルス幅変調の搬送波を出力周波数の整
数倍とする同期式制御と、前記出力周波数には無関係の
非同期式制御とを任意に切換えるインバータ装置におい
て、前記出力周波数を変更するとき、一旦同期式制御か
ら非同期式制御に切換え、前記出力周波数を変更する変
更手段と、搬送波周波数が連続となるように再び非同期
式制御から同期式制御に切換える切換手段とを具備する
ことを特徴とするインバータ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3167931A JPH0522950A (ja) | 1991-07-09 | 1991-07-09 | インバータ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3167931A JPH0522950A (ja) | 1991-07-09 | 1991-07-09 | インバータ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0522950A true JPH0522950A (ja) | 1993-01-29 |
Family
ID=15858716
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3167931A Pending JPH0522950A (ja) | 1991-07-09 | 1991-07-09 | インバータ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0522950A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102684539A (zh) * | 2011-03-15 | 2012-09-19 | 株式会社丰田自动织机 | 旋转电机的逆变器设备和用于旋转电机的驱动方法 |
| JP2021112010A (ja) * | 2020-01-08 | 2021-08-02 | 日立Astemo株式会社 | モータ制御装置 |
-
1991
- 1991-07-09 JP JP3167931A patent/JPH0522950A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102684539A (zh) * | 2011-03-15 | 2012-09-19 | 株式会社丰田自动织机 | 旋转电机的逆变器设备和用于旋转电机的驱动方法 |
| JP2012196008A (ja) * | 2011-03-15 | 2012-10-11 | Toyota Industries Corp | 回転電機のインバータ装置、及び回転電機の駆動方法 |
| US8853990B2 (en) | 2011-03-15 | 2014-10-07 | Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki | Inverter device of rotating electrical machine, and driving method for rotating electrical machine |
| JP2021112010A (ja) * | 2020-01-08 | 2021-08-02 | 日立Astemo株式会社 | モータ制御装置 |
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