JPH099680A - Inverter controller - Google Patents

Abstract

PURPOSE: To make a ratio of an output frequency and an output voltage changeable by changing a frequency according to a load torque after a plurality of selected frequencies and voltages corresponding to each other are set and stored. CONSTITUTION: A frequency memory means 1 and a voltage memory means 2 store N-kinds of frequencies and voltages, and these data, for an example a first frequency and a first voltage, are sequentially set in a pair to select desirably a ratio of the output voltage to the corresponding output frequency. When a frequency selecting command Fin is entered in a frequency selecting means 3, a pair of frequency and voltage are read out from the frequency memory means 1 and the voltage memory means 2 and fed to a pulse width modulation signal circuit 4. Then, the ratio of the output voltage to the output frequency is changed only by changing the frequency on the basis of a frequency command, and at the same time the magnetic flux at the void in the induction motor 9 can be changed.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は可変電圧・可変周波数方
式により制御されるインバータ制御装置に関するもので
ある。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an inverter control device controlled by a variable voltage / variable frequency system.

【０００２】[0002]

【従来の技術】一般に汎用の可変電圧・可変周波数にな
るインバータにおいては、出力電圧を出力周波数の比
（以下Ｖ／Ｆ比と記述する）は基底周波数以下の周波数
では一定となるように制御されている。前記Ｖ／Ｆ比一
定の制御方法は、出力電圧と出力周波数の比を一定にす
ることで誘導電動機の空隙磁束を一定に保ち、広範囲な
周波数に対して誘導電動機の制御性を向上させようとす
るもので、すべり周波数制御やベクトル制御のように複
雑な演算を行う必要がなく、また電動機の定数に左右さ
れず汎用性に富むという特長がある。低速域での誘導電
動機の１次抵抗による電圧降下を補償するためのトルク
ブースト機能を用いた場合や、誘導電動機の巻線仕様に
合わせて基底周波数を変更した場合においても、Ｖ／Ｆ
比は一定とされるのが普通である。2. Description of the Related Art Generally, in a general-purpose variable voltage / variable frequency inverter, an output voltage is controlled such that a ratio of output frequencies (hereinafter referred to as V / F ratio) is constant at a frequency lower than a base frequency. ing. In the control method with a constant V / F ratio, an air gap magnetic flux of the induction motor is kept constant by keeping the ratio of the output voltage and the output frequency constant, and the controllability of the induction motor is improved over a wide range of frequencies. However, it does not require complicated calculations such as slip frequency control and vector control, and is versatile because it is not affected by motor constants. Even when the torque boost function for compensating the voltage drop due to the primary resistance of the induction motor in the low speed range is used, or when the base frequency is changed according to the winding specifications of the induction motor, V / F
The ratio is usually constant.

【０００３】一方、ファンやポンプのように周波数の低
下とともに負荷トルクが低減する用途に対しては、二乗
低減トルク負荷用のＶ／Ｆパターンが用意されており、
中低速域でＶ／Ｆ比を下げることにより電動機の効率の
改善を可能にしている。On the other hand, for applications such as fans and pumps in which the load torque decreases as the frequency decreases, a V / F pattern for a squared reduced torque load is prepared.
By lowering the V / F ratio in the medium and low speed range, it is possible to improve the efficiency of the electric motor.

【０００４】また汎用インバータには、外部からの入力
信号の組み合わせにより４〜１６通り程度のあらかじめ
設定・記憶された周波数の中から任意の周波数を選択し
て運転を行える機能が一般に備えられており、これは多
段速運転機能と呼ばれている。A general-purpose inverter is generally equipped with a function of selecting an arbitrary frequency from among 4 to 16 preset and stored frequencies by a combination of external input signals and operating the same. , This is called the multi-speed operation function.

【０００５】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
ようなインバータの構成では、負荷トルクに応じてＶ／
Ｆ比を変更したといった要求には応えることができない
という問題がある。前述の二乗低減トルク負荷のように
周波数に応じてトルクが変動するような負荷に対して
は、あらかじめＶ／Ｆのパターンを設定しておくことが
可能であるが、たとえば正転時と逆転時にトルクが異な
るというように、周波数には無関係にトルクが変動する
場合には対応することができない。However, in the above-mentioned inverter structure, V / V depends on the load torque.
There is a problem that it is impossible to meet a request such as changing the F ratio. It is possible to set a V / F pattern in advance for a load such as the above-mentioned squared reduced torque load in which the torque varies depending on the frequency. It is not possible to deal with the case where the torque fluctuates regardless of the frequency such that the torque is different.

【０００６】また、周波数指令は通常アナログあるいは
ディジタルの信号により外部から入力されるわけである
が、それと同様に出力電圧も外部より指令するという構
成を有するインバータも一部には存在する。このような
構成を採用しても、インバータの信号入力部や制御部は
もちろん指令を送る相手側においても、回路構成が複雑
になりコストが高くなるという問題を有している。Further, the frequency command is normally input from the outside by an analog or digital signal, but similarly, there are some inverters having a structure in which the output voltage is also commanded from the outside. Even if such a configuration is adopted, there is a problem that the circuit configuration becomes complicated and the cost becomes high not only on the signal input section and the control section of the inverter but also on the partner side which sends the command.

【０００７】本発明の目的は、上記課題を解決しＶ／Ｆ
比を負荷トルクに応じて変更できるインバータを安価に
提供することにある。An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to achieve V / F.
An inexpensive inverter that can change the ratio according to the load torque is provided.

【０００８】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明のインバータ制御装置は、第１から第ＮまでＮ
通りの出力周波数を記憶する周波数記憶手段と、前記第
１から第Ｎまでの周波数におのおの対応する第１から第
Ｎまでの出力電圧を記憶する電圧記憶手段と、記憶され
た周波数の中から外部からの周波数選択指令にしたがっ
て周波数を選択する周波数選択手段と、周波数選択手段
により選択された周波数および前記周波数におのおの対
応した電圧をパルス幅変調された信号に変換し、逆変換
部を構成するスイッチング素子のドライブ回路の出力す
るパルス幅変調信号出力回路とを有する構成を備えたも
のである。In order to achieve the above-mentioned object, an inverter control device of the present invention comprises a first to an N-th inverter.
Frequency storing means for storing different output frequencies, voltage storing means for storing the first to Nth output voltages corresponding to the first to Nth frequencies, and an external circuit from among the stored frequencies. Frequency selecting means for selecting a frequency in accordance with a frequency selecting command from the frequency converter, and a frequency converting means for converting the frequency selected by the frequency selecting means and the voltage corresponding to each of the frequencies into a pulse width modulated signal, which constitutes an inverse converter. And a pulse width modulation signal output circuit output from a drive circuit of the element.

【０００９】[0009]

【作用】以上のように構成されたインバータ制御装置
は、多段速運転機能において各周波数とおのおの対応す
る出力電圧をそれぞれ設定することで、Ｖ／Ｆ比を任意
の値に変更することを可能にするものである。これによ
り、たとえば軽負荷時にＶ／Ｆ比を下げ励磁電流を減少
させて、電動機の一次銅損および鉄損を減少させること
で効率の改善を行うことが可能となる。In the inverter control device configured as described above, the V / F ratio can be changed to an arbitrary value by setting the output voltage corresponding to each frequency in the multi-speed operation function. To do. As a result, for example, when the load is light, the V / F ratio is lowered to reduce the exciting current to reduce the primary copper loss and iron loss of the electric motor, thereby improving the efficiency.

【００１０】[0010]

【実施例】以下本発明の一実施例について、図面を参照
しながら説明する。An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【００１１】図１は、本発明の一実施例におけるインバ
ータ制御装置のブロック図である。図１において、１は
周波数記憶手段、２は電圧記憶手段でこれらは不揮発性
メモリなどで構成される。３は周波数選択手段、４はパ
ルス幅変調信号出力回路、５はドライブ回路で逆変換部
のスイッチング素子を駆動する。６は順変換部でダイオ
ード・ブリッジなどで構成される。７は平滑用コンデン
サ、８は逆変換部でバイポーラ・トランジスタやＩＧＢ
Ｔなどで構成される。９は誘導電動機である。FIG. 1 is a block diagram of an inverter controller according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 is a frequency storage means, 2 is a voltage storage means, and these are constituted by a non-volatile memory or the like. Reference numeral 3 is frequency selection means, 4 is a pulse width modulation signal output circuit, and 5 is a drive circuit for driving the switching element of the inverse conversion section. Reference numeral 6 is a forward conversion unit, which is composed of a diode bridge or the like. 7 is a smoothing capacitor, 8 is an inverse converter, which is a bipolar transistor or IGB.
It is composed of T etc. Reference numeral 9 is an induction motor.

【００１２】図１を参照しながら本発明の一実施例の詳
細について説明する。周波数記憶手段１と電圧記憶手段
２は前述のように不揮発性メモリなどからなり、それぞ
れＮ通りの周波数と電圧が記憶されている。周波数と電
圧の数は周波数選択指令Ｆｉｎとのかかわりによって決
められる。たとえばＦｉｎが２ビットの信号であれば４
通り、また４ビットの信号であれば１６通りであり、イ
ンバータの目的によって設計的に決められるが、一般的
には４〜１６通り程度である。周波数と電圧は第１の周
波数と第１の電圧、第２の周波数と第２の電圧というよ
うにおのおの対応して、Ｖ／Ｆ比をそれぞれ任意に決定
できるようになっている。また、これらは不揮発性メモ
リの内容を工場出荷時あるいはユーザ納入後に書き換え
て、負荷の異なるさまざまな用途に対応させることも可
能である。The details of one embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The frequency storage means 1 and the voltage storage means 2 are composed of a non-volatile memory or the like as described above, and store N frequencies and voltages respectively. The frequency and the number of voltages are determined by the relationship with the frequency selection command Fin. For example, if Fin is a 2-bit signal, 4
There are 16 kinds of 4-bit signals, which are determined by design depending on the purpose of the inverter, but generally about 4 to 16 kinds. The frequency and voltage correspond to the first frequency and the first voltage, the second frequency and the second voltage, and the V / F ratio can be arbitrarily determined. Further, it is also possible to rewrite the contents of the non-volatile memory at the time of factory shipment or after delivery by the user so as to correspond to various uses with different loads.

【００１３】周波数選択手段３に周波数選択指令Ｆｉｎ
が入力されると、それに対応した周波数と電圧が周波数
記憶手段１と電圧記憶手段２から呼び出され、パルス幅
変調信号出力回路４に出力される。ここで、周波数と電
圧はパルス幅変調信号に変換されドライブ回路５に出力
される。この信号を受けてドライブ回路５は逆変換部８
のスイッチング素子を駆動し、順変換部６と平滑用コン
デンサ７により交流から変換された直流を再び交流に変
換する。The frequency selection command Fin is applied to the frequency selection means 3.
Is input, the corresponding frequency and voltage are called from the frequency storage means 1 and the voltage storage means 2 and output to the pulse width modulation signal output circuit 4. Here, the frequency and voltage are converted into a pulse width modulation signal and output to the drive circuit 5. In response to this signal, the drive circuit 5 causes the inverse conversion unit 8
The switching element is driven to convert the direct current converted from the alternating current into the alternating current by the forward converter 6 and the smoothing capacitor 7.

【００１４】この結果、周波数選択指令によって周波数
を変更することにより、Ｖ／Ｆ比を変換させ誘導電動機
９の空隙磁束を変えることができる。周波数が一定でＶ
／Ｆ比のみ変化させたい場合は、たとえば第１と第２の
周波数は同じ値に設定しておき、第１と第２の電圧の設
定を異なった値にして、周波数選択指令にて第１の周波
数と第２の周波数を切り換えることにより実現が可能で
ある。また、図１には図示されていないが、正転指令お
よび逆転指令とを組み合わせることにより、正転時と逆
転時とでＶ／Ｆ比を変化させることも可能である。As a result, the V / F ratio can be converted and the air gap magnetic flux of the induction motor 9 can be changed by changing the frequency according to the frequency selection command. V is constant frequency
When it is desired to change only the / F ratio, for example, the first and second frequencies are set to the same value, the first and second voltages are set to different values, and the first frequency is selected by the frequency selection command. This can be realized by switching the frequency of 1 and the second frequency. Although not shown in FIG. 1, it is possible to change the V / F ratio between the forward rotation and the reverse rotation by combining the forward rotation instruction and the reverse rotation instruction.

【００１５】[0015]

【発明の効果】以上のように本発明のインバータ制御装
置により、負荷トルクに応じてＶ／Ｆ比を任意に変更す
るインバータを提供することができる。また、周波数選
択手段およびパルス幅変調信号出力手段はマイクロプロ
セッサのソフトウェア上で構築することができ、従来の
インバータの構成を変えることなく容易にかつ安価に実
現することが可能である。As described above, the inverter control device of the present invention can provide an inverter that arbitrarily changes the V / F ratio according to the load torque. Further, the frequency selection means and the pulse width modulation signal output means can be constructed on the software of the microprocessor, and can be easily and inexpensively realized without changing the configuration of the conventional inverter.

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

【図１】本発明の一実施例におけるインバータ制御装置
のブロック図FIG. 1 is a block diagram of an inverter control device according to an embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ 周波数記憶手段 ２ 電圧記憶手段 ３ 周波数選択手段 ４ パルス幅変調信号出力回路 ５ ドライブ回路 ６ 順変換部 ７ 平滑用コンデンサ ８ 逆変換部 ９ 誘導電動機 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Frequency storage means 2 Voltage storage means 3 Frequency selection means 4 Pulse width modulation signal output circuit 5 Drive circuit 6 Forward conversion part 7 Smoothing capacitor 8 Inverse conversion part 9 Induction motor

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】第１から第ＮまでＮ通り出力波数を記憶す
る周波数記憶手段と、前記第１から第Ｎまでの周波数に
おのおの対応する第１から第Ｎまでの出力電圧を記憶す
る電圧記憶手段と、記憶された周波数の中から外部から
の周波数選択指令にしたがって周波数を選択する周波数
選択手段と、周波数選択手段により選択された周波数お
よび前記周波数におのおの対応した電圧をパルス幅変調
された信号に変換し、逆変換部を構成するスイッチング
素子のドライブ回路に出力するパルス幅変調信号出力回
路とを有するインバータ制御装置。1. Frequency storage means for storing N number of output wave numbers from first to Nth, and voltage storage for storing first to Nth output voltages respectively corresponding to the first to Nth frequencies. Means, frequency selecting means for selecting a frequency from the stored frequencies in accordance with a frequency selection command from the outside, and a signal pulse-width modulated with the frequency selected by the frequency selecting means and a voltage corresponding to the frequency. And a pulse width modulation signal output circuit for converting into a pulse width modulation signal output to a drive circuit of a switching element forming an inverse conversion unit.