JPH06105562A - インバータのpwm制御装置 - Google Patents
インバータのpwm制御装置Info
- Publication number
- JPH06105562A JPH06105562A JP4248409A JP24840992A JPH06105562A JP H06105562 A JPH06105562 A JP H06105562A JP 4248409 A JP4248409 A JP 4248409A JP 24840992 A JP24840992 A JP 24840992A JP H06105562 A JPH06105562 A JP H06105562A
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- JP
- Japan
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- inverter
- frequency
- mode
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 電流増加時にスイッチング素子を保護しつ
つ、インバータを継続動作させるインバータのPWM制
御装置を提供する。 【構成】 演算装置は、初期状態において周波数f1モ
ードを設定する(S1)。適当な演算周期をもって、電
流検出値IPとしきい値K1と比較する(S4)。定常時
は、周波数f1モードを維持する(S4:N)。過電流
時は、周波数f1モードから周波数f2モードに切り替え
る(S5)。スイッチング損失が低下する。スイッチン
グ素子の発熱が抑えられる。演算装置は、周波数f2モ
ードに切り替えた後、IPの定常範囲への復帰を監視す
る(S6)。定常状態となると(S6:Y)、周波数f
1モードに切り替えて定常運転に戻る(S7)。
つ、インバータを継続動作させるインバータのPWM制
御装置を提供する。 【構成】 演算装置は、初期状態において周波数f1モ
ードを設定する(S1)。適当な演算周期をもって、電
流検出値IPとしきい値K1と比較する(S4)。定常時
は、周波数f1モードを維持する(S4:N)。過電流
時は、周波数f1モードから周波数f2モードに切り替え
る(S5)。スイッチング損失が低下する。スイッチン
グ素子の発熱が抑えられる。演算装置は、周波数f2モ
ードに切り替えた後、IPの定常範囲への復帰を監視す
る(S6)。定常状態となると(S6:Y)、周波数f
1モードに切り替えて定常運転に戻る(S7)。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、PWM制御インバー
タにおけるキャリア周波数制御に関する。
タにおけるキャリア周波数制御に関する。
【0002】
【従来の技術】インバータのPWM制御装置の要部概略
を図4に示す。PIアンプ1は、電流検出値と電流指令
値とを突き合わせて比例積分することにより、出力指令
を生成する。三角波発生器2は、三角波をキャリアとし
て出力する。コンパレータ3は、出力指令をキャリアに
重畳することによりPWMパルスパターンを生成する。
を図4に示す。PIアンプ1は、電流検出値と電流指令
値とを突き合わせて比例積分することにより、出力指令
を生成する。三角波発生器2は、三角波をキャリアとし
て出力する。コンパレータ3は、出力指令をキャリアに
重畳することによりPWMパルスパターンを生成する。
【0003】ここで、キャリア周波数は、出力電流波形
を正弦波に近づける観点から、インバータ主回路のスイ
ッチング素子(トランジスタ・IGBT等)の動作可能
な範囲で、できるだけ高く設定される。ところがキャリ
ア周波数を高くすると、スイッチング回数が多くなって
スイッチング損失が増加し、発熱によりスイッチング素
子を破損させる要因となる。つまり、キャリア周波数と
スイッチング損失はトレードオフの関係にあるため、従
来は実用的な冷却方法(経済性あるいはヒートシンクの
大きさ等)を考慮に入れてキャリア周波数をできるだけ
高く設定していた。
を正弦波に近づける観点から、インバータ主回路のスイ
ッチング素子(トランジスタ・IGBT等)の動作可能
な範囲で、できるだけ高く設定される。ところがキャリ
ア周波数を高くすると、スイッチング回数が多くなって
スイッチング損失が増加し、発熱によりスイッチング素
子を破損させる要因となる。つまり、キャリア周波数と
スイッチング損失はトレードオフの関係にあるため、従
来は実用的な冷却方法(経済性あるいはヒートシンクの
大きさ等)を考慮に入れてキャリア周波数をできるだけ
高く設定していた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来は、
次のような問題点があった。
次のような問題点があった。
【0005】(1)何らかの要因により、スイッチング
素子に流れる電流が増加した場合、その電流増加分に比
例して定常損失が増加し、発熱によるスイッチング素子
の破損を招く。
素子に流れる電流が増加した場合、その電流増加分に比
例して定常損失が増加し、発熱によるスイッチング素子
の破損を招く。
【0006】(2)温度センサ等によりスイッチング素
子の温度を検出し、検出温度が許容上限温度を越えると
インバータを停止(電流遮断)する保護装置を付設すれ
ば、(1)のスイッチング素子の破損を回避できるが、
この場合、インバータの稼働率・動作信頼性の低下を招
く。
子の温度を検出し、検出温度が許容上限温度を越えると
インバータを停止(電流遮断)する保護装置を付設すれ
ば、(1)のスイッチング素子の破損を回避できるが、
この場合、インバータの稼働率・動作信頼性の低下を招
く。
【0007】この発明は、かかる問題点に鑑み、電流増
加時にスイッチング素子を保護しつつ、インバータを継
続動作させる装置を提供することを目的とする。
加時にスイッチング素子を保護しつつ、インバータを継
続動作させる装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】この発明の構成を図1に
示す。この発明は、インバータの出力指令を入力とし、
該出力指令をキャリアに重畳してなるPWMパルスパタ
ーンを生成し、該PWMパルスパターンをインバータに
出力する装置において、次の要素を備えたものである。
示す。この発明は、インバータの出力指令を入力とし、
該出力指令をキャリアに重畳してなるPWMパルスパタ
ーンを生成し、該PWMパルスパターンをインバータに
出力する装置において、次の要素を備えたものである。
【0009】(1)インバータの出力電流検出値に基づ
いて過電流状態を認識する過電流状態認識手段4。この
過電流状態認識手段4は、次の要素を備える。
いて過電流状態を認識する過電流状態認識手段4。この
過電流状態認識手段4は、次の要素を備える。
【0010】a)出力電流検出値を一定期間にわたって
積算することにより検出電流積算値を求める検出電流積
算手段5。
積算することにより検出電流積算値を求める検出電流積
算手段5。
【0011】b)検出電流積算値としきい値とを比較す
ることにより状態判別を行う状態判別手段6。
ることにより状態判別を行う状態判別手段6。
【0012】(2)過電流状態が認識されるとキャリア
周波数を低減するキャリア周波数制御手段7。
周波数を低減するキャリア周波数制御手段7。
【0013】
【作用】前述のように過電流時は定常損失が増加する
が、この発明によれば、過電流状態の際、キャリア周波
数を低減してスイッチング損失を低減することにより、
スイッチング素子の発熱を抑える。過電流状態の認識
は、出力電流検出値の大きさを判別条件とする態様の
他、出力電流検出値の積算値を求めてこの値の大きさを
判別条件とする態様をとることができる。
が、この発明によれば、過電流状態の際、キャリア周波
数を低減してスイッチング損失を低減することにより、
スイッチング素子の発熱を抑える。過電流状態の認識
は、出力電流検出値の大きさを判別条件とする態様の
他、出力電流検出値の積算値を求めてこの値の大きさを
判別条件とする態様をとることができる。
【0014】
【実施例】以下、この発明の実施例を説明する。図2
は、この実施例に係るインバータのPWM制御装置の要
部概略を示す。従来と同じ部分には同一の符号を付して
説明を省略する。8は電流監視部であり、電流検出値を
用いて過電流状態を検出し、キャリア周波数切替指示を
出力するものである。また、三角波発生器2は、出力周
波数として定常周波数f1と低周波数f2(f1>f2)が
設定されており、キャリア周波数切替指示により出力周
波数を切り替るものである。
は、この実施例に係るインバータのPWM制御装置の要
部概略を示す。従来と同じ部分には同一の符号を付して
説明を省略する。8は電流監視部であり、電流検出値を
用いて過電流状態を検出し、キャリア周波数切替指示を
出力するものである。また、三角波発生器2は、出力周
波数として定常周波数f1と低周波数f2(f1>f2)が
設定されており、キャリア周波数切替指示により出力周
波数を切り替るものである。
【0015】この制御装置は、ディジタル演算装置に所
定のプログラムを組み込むことで構成されている。電流
監視部8に相当する制御フローを図3に示す。初期状態
において演算装置は周波数f1モードを設定しており
(S1)、定常周波数f1をキャリア周波数としてPW
M演算を行う。そして適当な演算周期をもって周波数モ
ード切替処理を実行する。すなわち、電流検出値IPを
取り込み(S2)、電流検出値IPとしきい値K1と比較
する(S4)。定常時はIP<K1であるので(S4:
N)、周波数f1モードを維持する。このことにより定
常時は、正弦波に近い出力電流波形を得ることができ
る。
定のプログラムを組み込むことで構成されている。電流
監視部8に相当する制御フローを図3に示す。初期状態
において演算装置は周波数f1モードを設定しており
(S1)、定常周波数f1をキャリア周波数としてPW
M演算を行う。そして適当な演算周期をもって周波数モ
ード切替処理を実行する。すなわち、電流検出値IPを
取り込み(S2)、電流検出値IPとしきい値K1と比較
する(S4)。定常時はIP<K1であるので(S4:
N)、周波数f1モードを維持する。このことにより定
常時は、正弦波に近い出力電流波形を得ることができ
る。
【0016】ここで、何らかの要因により電流が増加し
てIP≧K1となった場合(S4:Y)、演算装置は周波
数f1モードから周波数f2モードに切り替え(S5)、
低周波数f2をキャリア周波数としてPWM演算処理を
行う。インバータ主回路における電力損失は、定常損失
(出力電流×飽和電圧)とスイッチング損失の合成値で
あり、電流増加時は電流増加分だけ電力損失が増加す
る。この実施例では電流増加時、キャリア周波数を低周
波数としてスイッチング損失を低減することにより、電
力損失の増加を抑制してスイッチング素子の発熱を抑え
る。このことにより、スイッチング素子の保護を図りつ
つ、インバータを継続動作させることが可能となる。
てIP≧K1となった場合(S4:Y)、演算装置は周波
数f1モードから周波数f2モードに切り替え(S5)、
低周波数f2をキャリア周波数としてPWM演算処理を
行う。インバータ主回路における電力損失は、定常損失
(出力電流×飽和電圧)とスイッチング損失の合成値で
あり、電流増加時は電流増加分だけ電力損失が増加す
る。この実施例では電流増加時、キャリア周波数を低周
波数としてスイッチング損失を低減することにより、電
力損失の増加を抑制してスイッチング素子の発熱を抑え
る。このことにより、スイッチング素子の保護を図りつ
つ、インバータを継続動作させることが可能となる。
【0017】周波数f2モードに切り替えた後は、出力
電流検出値IPの定常範囲への復帰を監視し(S6)、
IP<K1となると(S6:Y)、周波数f1モードに切
り替えて定常運転に戻る(S7)。
電流検出値IPの定常範囲への復帰を監視し(S6)、
IP<K1となると(S6:Y)、周波数f1モードに切
り替えて定常運転に戻る(S7)。
【0018】この実施例では、過電流状態の判別するに
あたり、出力電流検出値IPを適宜サンプリングしてそ
の大きさを判定する手法をとったが、たとえば(出力電
流検出値IP×時間)を求め、この値に基づいて判定を
行う手法をとれば、スイッチング素子の発熱状況により
対応した判定を行うことが可能となる。この場合の制御
フローの例を図4に示す。
あたり、出力電流検出値IPを適宜サンプリングしてそ
の大きさを判定する手法をとったが、たとえば(出力電
流検出値IP×時間)を求め、この値に基づいて判定を
行う手法をとれば、スイッチング素子の発熱状況により
対応した判定を行うことが可能となる。この場合の制御
フローの例を図4に示す。
【0019】
【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
出力電流検出値を監視して過電流状態を認識し、過電流
状態が認識されると、キャリア周波数を低周波数に切り
替えてスイッチング素子の発熱を抑えるので、過電流に
よる破損からスイッチング素子を保護することが可能と
なる。しかも、インバータの動作停止を伴わずに済むの
で、インバータの動作信頼性が向上する。
出力電流検出値を監視して過電流状態を認識し、過電流
状態が認識されると、キャリア周波数を低周波数に切り
替えてスイッチング素子の発熱を抑えるので、過電流に
よる破損からスイッチング素子を保護することが可能と
なる。しかも、インバータの動作停止を伴わずに済むの
で、インバータの動作信頼性が向上する。
【図1】この発明の構成を示すブロック図。
【図2】この発明の一実施例に係るインバータPWM制
御装置の要部概略を示すブロック図。
御装置の要部概略を示すブロック図。
【図3】同制御装置におけるキャリア周波数切替制御を
示すフローチャート。
示すフローチャート。
【図4】同制御装置におけるキャリア周波数切替制御の
他の例を示すフローチャート。
他の例を示すフローチャート。
【図5】従来のインバータPWM制御装置の要部概略を
示すブロック図。
示すブロック図。
4…過電流状態認識手段 5…検出電流積算手段 6…状態判別手段 7…キャリア周波数制御手段
Claims (2)
- 【請求項1】 インバータの出力指令を入力とし、該出
力指令をキャリアに重畳してなるPWMパルスパターン
を生成し、該PWMパルスパターンをインバータに出力
する装置において、 インバータの出力電流検出値に基づいて過電流状態を認
識する過電流状態認識手段と、 過電流状態が認識されるとキャリア周波数を低減するキ
ャリア周波数制御手段とを備えたことを特徴とするイン
バータのPWM制御装置。 - 【請求項2】 請求項1記載のインバータのPWM制御
装置において、 前記過電流状態認識手段は、出力電流検出値を一定期間
にわたって積算することにより検出電流積算値を求める
検出電流積算手段と、該検出電流積算値としきい値とを
比較することにより状態判別を行う状態判別手段とを有
するものであることを特徴とするインバータのPWM制
御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4248409A JPH06105562A (ja) | 1992-09-18 | 1992-09-18 | インバータのpwm制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4248409A JPH06105562A (ja) | 1992-09-18 | 1992-09-18 | インバータのpwm制御装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06105562A true JPH06105562A (ja) | 1994-04-15 |
Family
ID=17177689
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4248409A Pending JPH06105562A (ja) | 1992-09-18 | 1992-09-18 | インバータのpwm制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH06105562A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1085489A (ja) * | 1996-09-18 | 1998-04-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 洗濯機等の制御装置 |
JP2007325322A (ja) * | 2006-05-30 | 2007-12-13 | Meidensha Corp | モータの可変速駆動装置 |
JP2018020459A (ja) * | 2016-08-01 | 2018-02-08 | 株式会社リコー | 画像形成装置、インバータ装置の制御装置、及びインバータ装置の制御方法 |
WO2022050131A1 (ja) * | 2020-09-04 | 2022-03-10 | 株式会社安川電機 | 電力変換装置、昇降装置及び電力変換方法 |
-
1992
- 1992-09-18 JP JP4248409A patent/JPH06105562A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1085489A (ja) * | 1996-09-18 | 1998-04-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 洗濯機等の制御装置 |
JP2007325322A (ja) * | 2006-05-30 | 2007-12-13 | Meidensha Corp | モータの可変速駆動装置 |
JP2018020459A (ja) * | 2016-08-01 | 2018-02-08 | 株式会社リコー | 画像形成装置、インバータ装置の制御装置、及びインバータ装置の制御方法 |
WO2022050131A1 (ja) * | 2020-09-04 | 2022-03-10 | 株式会社安川電機 | 電力変換装置、昇降装置及び電力変換方法 |
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