JPS5992800A - 可変電圧・可変周波数インバ−タの制御装置 - Google Patents
可変電圧・可変周波数インバ−タの制御装置Info
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- JPS5992800A JPS5992800A JP57201650A JP20165082A JPS5992800A JP S5992800 A JPS5992800 A JP S5992800A JP 57201650 A JP57201650 A JP 57201650A JP 20165082 A JP20165082 A JP 20165082A JP S5992800 A JPS5992800 A JP S5992800A
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- current
- inverter
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P27/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
- H02P27/04—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
- H02P27/06—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters
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- Power Engineering (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は誘導電動機を駆動する可変電圧・可変周波数イ
ンバータの制御装置に関するものである。
ンバータの制御装置に関するものである。
誘導電動機に印加する交流の周波数を変えて電動機を変
速運転をする場合、電動機に印加する電圧■と周波数f
との比(以下ではV/fと記す)が電動機のトルクに大
きな影響を与えるが、電動機の発生トルクを一定にする
にはWが一定になるように運転すればよい。第1図は従
来から行なわれている電圧と周波数のグラフであって、
横軸は周波数fであり縦軸は電圧Vである。ところがV
/f一定とするために例えば第1図の直線ABCの線上
で運転すると、低周波領域では電fiII機のりアクタ
ンスに対する抵抗器の影響が無視できなくなるため、最
大トルクが低下してしまう。そこで低周波領域では電圧
を高(してトルクを確保する方法が一般に行なわれてい
る。第1図の折線DBCがその例であって、関数発生器
が使用される。
速運転をする場合、電動機に印加する電圧■と周波数f
との比(以下ではV/fと記す)が電動機のトルクに大
きな影響を与えるが、電動機の発生トルクを一定にする
にはWが一定になるように運転すればよい。第1図は従
来から行なわれている電圧と周波数のグラフであって、
横軸は周波数fであり縦軸は電圧Vである。ところがV
/f一定とするために例えば第1図の直線ABCの線上
で運転すると、低周波領域では電fiII機のりアクタ
ンスに対する抵抗器の影響が無視できなくなるため、最
大トルクが低下してしまう。そこで低周波領域では電圧
を高(してトルクを確保する方法が一般に行なわれてい
る。第1図の折線DBCがその例であって、関数発生器
が使用される。
ところが低速時のトルクを確保するために電圧を高くし
て貿の値を大きくすると、無負荷時には励磁が強(なり
すぎて電動機の磁気騒音、トルクの脈動、励磁電流の増
加などの不都合を生じる。
て貿の値を大きくすると、無負荷時には励磁が強(なり
すぎて電動機の磁気騒音、トルクの脈動、励磁電流の増
加などの不都合を生じる。
また励磁電流が増加するため起動中電流制限にかかるこ
とも発生する。電動機の負荷かファンやポンプのように
二乗トルク特性負荷の場合は、定格速度では全負荷であ
るが低周波領域では無負荷と同様であるから、上述の不
都合が生じる。
とも発生する。電動機の負荷かファンやポンプのように
二乗トルク特性負荷の場合は、定格速度では全負荷であ
るが低周波領域では無負荷と同様であるから、上述の不
都合が生じる。
本発明は上述の不都合を解消するためになされたもので
あって、特に低周波領域において電動機が無負荷の場合
と負荷がある場合とで電動機に印加するWが自動的に変
るようにして負荷に見合った適正なトルクを確保するよ
うに動作する可変電圧・可変周波数インバータの制御装
置を提供することを目的とする。
あって、特に低周波領域において電動機が無負荷の場合
と負荷がある場合とで電動機に印加するWが自動的に変
るようにして負荷に見合った適正なトルクを確保するよ
うに動作する可変電圧・可変周波数インバータの制御装
置を提供することを目的とする。
本発明は電動機電流の位相が負荷の大小によって変化す
ることに着目し、無負荷の時のWに位相に対応した電圧
を加算することにより負荷が重くて力率が1に近い時は
印加電圧が高(なり、負荷が軽くて力率がOに近い時は
印加電圧が低くなるようにして上記の目的を達成してい
る。
ることに着目し、無負荷の時のWに位相に対応した電圧
を加算することにより負荷が重くて力率が1に近い時は
印加電圧が高(なり、負荷が軽くて力率がOに近い時は
印加電圧が低くなるようにして上記の目的を達成してい
る。
本発明の実施例を第2図に示す。第2図の実施例はパル
ス幅変調により電圧と周波数を制御して三相誘導電動機
を変速運転するトランジスタインバータの場合を図示し
ている。第2図において1はW相のトランジスタインバ
ータ、2は誘導電動機で3は整流器、4は平滑コンデン
サである。9は速度設定器、lΩはソフトスタート回路
、11は電圧を周波数に変換する■り1変換器、12は
リングカウンタ、 13はパルス増幅器、14はベース
駆動回路である。15は関数発生器、16は加算器、1
7は導通率制御回路である 20は同相−電流検出装置
であって21はW相に挿入された変流器、22は抵抗器
、23は極性反転器、24と27は開閉器駆動回路、2
5と28は開閉器、26はNOT回路、29はフィルタ
、30はリミッタである。
ス幅変調により電圧と周波数を制御して三相誘導電動機
を変速運転するトランジスタインバータの場合を図示し
ている。第2図において1はW相のトランジスタインバ
ータ、2は誘導電動機で3は整流器、4は平滑コンデン
サである。9は速度設定器、lΩはソフトスタート回路
、11は電圧を周波数に変換する■り1変換器、12は
リングカウンタ、 13はパルス増幅器、14はベース
駆動回路である。15は関数発生器、16は加算器、1
7は導通率制御回路である 20は同相−電流検出装置
であって21はW相に挿入された変流器、22は抵抗器
、23は極性反転器、24と27は開閉器駆動回路、2
5と28は開閉器、26はNOT回路、29はフィルタ
、30はリミッタである。
第2図により以下本発明の実施例の詳細を1i52明す
る。誘4m動機2を始動すると、ソフトスタート回路1
0はあらかじめ定められたプログジムに従って増大する
電圧を出力し、その電圧はV/f変換器11で周波数に
変換されてインバータの周波数基準となり、この信号は
リングカウンタ12で各相のインバータに配分され、パ
ルス増幅器13で増幅された後ベース駆動回路14によ
り各相インバータを構成しているトランジスタのベース
を駆動して交流を発生し、電動機2は前述のプログラム
に従って増速するが、最終的には速度設定器9で設定さ
れた速度で運転を継続する。一方ソフトスタート回路1
0の出力電圧は上述のように周波数に比例しているので
、関数発生器15により、この周波数に比例した電圧を
例えば第1図の直aABCのような特性の電圧に変換し
て電圧基準とする。この関数発生器15の出力電圧と、
201よる同相電流検出装置からの出力電圧が加算器1
6で加算された後に17なる導通率制御回路では加算さ
れた電圧がパルスの導通率に変換され、パルス増幅器1
3を経てベース駆動回路14により各相インバータを構
成しているトランジスタを制御して電動機2に印加する
電圧を制御する。
る。誘4m動機2を始動すると、ソフトスタート回路1
0はあらかじめ定められたプログジムに従って増大する
電圧を出力し、その電圧はV/f変換器11で周波数に
変換されてインバータの周波数基準となり、この信号は
リングカウンタ12で各相のインバータに配分され、パ
ルス増幅器13で増幅された後ベース駆動回路14によ
り各相インバータを構成しているトランジスタのベース
を駆動して交流を発生し、電動機2は前述のプログラム
に従って増速するが、最終的には速度設定器9で設定さ
れた速度で運転を継続する。一方ソフトスタート回路1
0の出力電圧は上述のように周波数に比例しているので
、関数発生器15により、この周波数に比例した電圧を
例えば第1図の直aABCのような特性の電圧に変換し
て電圧基準とする。この関数発生器15の出力電圧と、
201よる同相電流検出装置からの出力電圧が加算器1
6で加算された後に17なる導通率制御回路では加算さ
れた電圧がパルスの導通率に変換され、パルス増幅器1
3を経てベース駆動回路14により各相インバータを構
成しているトランジスタを制御して電動機2に印加する
電圧を制御する。
第2図における同相電流検出装置20の動作を第3図な
る同相電流検出装置の電流グラフと第2図により説明す
る。第2図において変流器21とこの変流器21を短絡
する抵抗器22との組合せにより、電動!lA2のW相
電流はこの電流に比例した電圧に変換される。一方間閉
器駆動回路24と開閉器25との組合わせにより、開閉
器25はW相電圧が正電位の期間に閉となるようになっ
ており、それが第3図のT1に示されている。また開閉
器駆動回路27と開閉器28の組合わせは、開閉器駆動
回路27の前段にNOT回路26があるために、開閉器
28はWa電圧が負電位の期間に閉となるようになって
いて、それが第3図のT2に示されている。W相電流が
W相電圧と同相即ち力率1の場合、W相電流を電圧に変
換する装置即ち第2図の抵抗器22の出力電圧波形は第
3図のA1で示されるが、阿閉器28はW相電流である
抵抗器22の出力電圧を極性反転器23で極性反転した
ものを開閉するので、この開閉器28の出力と開閉器2
5の出力を重ね合わせたもの即ちフィルタ29の入力波
形は第3図A2のようになる。W相電流がW相電圧から
45度遅れている場合の波形は第3図B1であり、この
時のフィルタ29の入力波形は第3図B2のようになる
。同様にしてW相電流がW相電圧から90度遅れ即ち力
率Oの場合の波形はそれぞれ第3図のC1とC2で示さ
れる。よって第2図のフィルタ29の出力は、入力が第
3図A2の時即ち力率1の時に最大となり、入力が第3
図02の力率Oの時が最小であってその出力は0である
。
る同相電流検出装置の電流グラフと第2図により説明す
る。第2図において変流器21とこの変流器21を短絡
する抵抗器22との組合せにより、電動!lA2のW相
電流はこの電流に比例した電圧に変換される。一方間閉
器駆動回路24と開閉器25との組合わせにより、開閉
器25はW相電圧が正電位の期間に閉となるようになっ
ており、それが第3図のT1に示されている。また開閉
器駆動回路27と開閉器28の組合わせは、開閉器駆動
回路27の前段にNOT回路26があるために、開閉器
28はWa電圧が負電位の期間に閉となるようになって
いて、それが第3図のT2に示されている。W相電流が
W相電圧と同相即ち力率1の場合、W相電流を電圧に変
換する装置即ち第2図の抵抗器22の出力電圧波形は第
3図のA1で示されるが、阿閉器28はW相電流である
抵抗器22の出力電圧を極性反転器23で極性反転した
ものを開閉するので、この開閉器28の出力と開閉器2
5の出力を重ね合わせたもの即ちフィルタ29の入力波
形は第3図A2のようになる。W相電流がW相電圧から
45度遅れている場合の波形は第3図B1であり、この
時のフィルタ29の入力波形は第3図B2のようになる
。同様にしてW相電流がW相電圧から90度遅れ即ち力
率Oの場合の波形はそれぞれ第3図のC1とC2で示さ
れる。よって第2図のフィルタ29の出力は、入力が第
3図A2の時即ち力率1の時に最大となり、入力が第3
図02の力率Oの時が最小であってその出力は0である
。
誘導電動機が無負荷のときは、電動機に流れる電流は励
磁電流のみであるからその力率はほぼOであり、電動機
に負荷が加えられると、その力率は1に近すいて行(の
は周知のとおりであり、第2図のフィルタ29の出力の
大小で電動機電流の位相を検知できるが、一方電動機の
負荷の一大小でもフィルタ29の出力が変化する。本発
明では低周波領域即ち電動機が低速運転時に負荷がある
場合に電動機印加電圧を高めてV/fを太きくしようと
するのであって、定格速度附近ではvμを関数発生器1
5で定めた値よりも特に大きくする必要はない。
磁電流のみであるからその力率はほぼOであり、電動機
に負荷が加えられると、その力率は1に近すいて行(の
は周知のとおりであり、第2図のフィルタ29の出力の
大小で電動機電流の位相を検知できるが、一方電動機の
負荷の一大小でもフィルタ29の出力が変化する。本発
明では低周波領域即ち電動機が低速運転時に負荷がある
場合に電動機印加電圧を高めてV/fを太きくしようと
するのであって、定格速度附近ではvμを関数発生器1
5で定めた値よりも特に大きくする必要はない。
それ故第2図においてフィルタ29の出力はリミッタ3
0により制限されて一定値以上にならないようにした上
で、関数発生器15の出力電圧に加算されるようになっ
ている。
0により制限されて一定値以上にならないようにした上
で、関数発生器15の出力電圧に加算されるようになっ
ている。
第4図と第5図は本発明の実施例を示す電圧と周波数の
グラフであって、いずれも横軸は周波数fを縦軸は電圧
Vを示している。第4図の直fiEFは第2図における
関数発生器15の特性であり、誘導電動機2に低速のと
きも高速のときも負荷がかかつている場合にこの関数発
生器15に同相電流検出装置20の出力を加算したもの
が第4図の直線GHである。また誘導電動機2にファン
のような二乗トルリ特性の負荷が結合されていると、低
速での負荷は殆ど0であるから、関数発生器15の出力
に同相電流検出装置20の出力を加算したものは、図示
はしてないが第4図のEとHな結んだものとなる。
グラフであって、いずれも横軸は周波数fを縦軸は電圧
Vを示している。第4図の直fiEFは第2図における
関数発生器15の特性であり、誘導電動機2に低速のと
きも高速のときも負荷がかかつている場合にこの関数発
生器15に同相電流検出装置20の出力を加算したもの
が第4図の直線GHである。また誘導電動機2にファン
のような二乗トルリ特性の負荷が結合されていると、低
速での負荷は殆ど0であるから、関数発生器15の出力
に同相電流検出装置20の出力を加算したものは、図示
はしてないが第4図のEとHな結んだものとなる。
上述したように従来は誘導電動機2が低速のときは負荷
の大小に拘らず印加電圧を高くして■つ1を太き(して
いたものが、本発明では負荷の大小によりV/fを自動
的に変化するようにし、低速領域においてその変化が特
に大きく出るようにしたことにより、従来方式で低速無
負荷運転のときの不都合が解消される。また関数発生器
15の出力特性は第1図の折線DBCと第4図の直iE
Fとを比較しても明かなように本発明の実施例の方が簡
単である。なお関数発生器15の出力は負荷の特性によ
っては例えば第5図の曲線JKのような特性や1図示し
ない別の曲線にすることもありうる。
の大小に拘らず印加電圧を高くして■つ1を太き(して
いたものが、本発明では負荷の大小によりV/fを自動
的に変化するようにし、低速領域においてその変化が特
に大きく出るようにしたことにより、従来方式で低速無
負荷運転のときの不都合が解消される。また関数発生器
15の出力特性は第1図の折線DBCと第4図の直iE
Fとを比較しても明かなように本発明の実施例の方が簡
単である。なお関数発生器15の出力は負荷の特性によ
っては例えば第5図の曲線JKのような特性や1図示し
ない別の曲線にすることもありうる。
上述の実施例はパルス幅変調をするトランジスタインバ
ータの場合であるが、矩形波インバータなど他の方式の
可変電圧・可変周波数のインノく〜りで、トランジスタ
やその他の半導体を使用することや、同相電流を検出す
るための開閉器25と28をトランジスタスイッチや他
の半導体開閉装置または接点式にすることも本発明に含
まれる。
ータの場合であるが、矩形波インバータなど他の方式の
可変電圧・可変周波数のインノく〜りで、トランジスタ
やその他の半導体を使用することや、同相電流を検出す
るための開閉器25と28をトランジスタスイッチや他
の半導体開閉装置または接点式にすることも本発明に含
まれる。
第1図は従来の電圧と周波数グラフである。第2図は本
発明の実施例である回路図、第3図は本発明の実施例で
ある同相電流検出装置の電流グラフ、第4図は本発明の
電圧と周波数グラフの一例であり、第5図も本発明の電
圧と周波数グラフの別の例である。 1・・・トランジスタインバータ(W相)、2・・・誘
導電動機、3・・・整流器、4・・・平滑コンデンサ、
9・・・速度定器、10・・・ソフトスタート回路、1
1・・・■01変換器、12・・・リングカウンタ、1
3・・・パルス増幅器、14・・・ベース駆動回路、1
5・・・関数発生器、16・・・加算器、17・・・導
通率制御回路、20・・・同和電流検出装置、21・・
・変流器(W相)、22・・・抵抗器、23・・・極性
反転器、24.27・・・開閉器駆動回路、25 、2
8・・・開閉器、26・・・NOT回路、29−・・フ
ィルタ、30・・・リミッタ。 代理人弁理十 山 口 以 才1 閉 一1=40 才5闇 才? 閃 一’;l’3 区
発明の実施例である回路図、第3図は本発明の実施例で
ある同相電流検出装置の電流グラフ、第4図は本発明の
電圧と周波数グラフの一例であり、第5図も本発明の電
圧と周波数グラフの別の例である。 1・・・トランジスタインバータ(W相)、2・・・誘
導電動機、3・・・整流器、4・・・平滑コンデンサ、
9・・・速度定器、10・・・ソフトスタート回路、1
1・・・■01変換器、12・・・リングカウンタ、1
3・・・パルス増幅器、14・・・ベース駆動回路、1
5・・・関数発生器、16・・・加算器、17・・・導
通率制御回路、20・・・同和電流検出装置、21・・
・変流器(W相)、22・・・抵抗器、23・・・極性
反転器、24.27・・・開閉器駆動回路、25 、2
8・・・開閉器、26・・・NOT回路、29−・・フ
ィルタ、30・・・リミッタ。 代理人弁理十 山 口 以 才1 閉 一1=40 才5闇 才? 閃 一’;l’3 区
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1)可変速駆動すべき誘導電動機に給電する可変−句可
変周波数インバータの制御装置において、速度設定手段
と、該速度設定手段からの信号を周波数指令に変換する
手段と、該速度設定手段からの信号を任意関数の電圧指
令に変換する手段と、インバータ出力電圧と同相の電流
を電圧に変換して検出する手段と、該インバータ出力電
圧と同相電流の電圧変換値に上記の変換された任意関数
の電圧指令を加算する手段と、当該加算された電圧指令
と前記の変換された周波数指令に基づいてインバータの
電圧と周波数を制御する手段とを備えてなる可変電圧・
可変周波数インバータの制御装置。 2、特許請求の範囲第1項記載の可変電圧・可変周波数
インバータの制御装置において、インバータ出力電圧と
同相の電流を電圧に変換して検出する手段は、インバー
タ出力電流を検出する手段と、該検出電流を電圧に変換
する手段と、インバータ出力電圧が正電位の期間は閉で
負電位期間は開となって上記電圧に変換された電流を断
続する手段と、前記電圧に変換された電流の極性を反転
する手段と、インバータ出力電圧が負電位の期間は閉で
正電位期間は開となって上記電圧に変換され極性反転さ
れた電流を断続する手段と、前記の2なる断続手段の出
力を重ね合わせて平均化する手段と、該平均化された出
力を制限する手段を備えてなることを特徴とする可変電
圧・可変周波数インバータの制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57201650A JPS5992800A (ja) | 1982-11-17 | 1982-11-17 | 可変電圧・可変周波数インバ−タの制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57201650A JPS5992800A (ja) | 1982-11-17 | 1982-11-17 | 可変電圧・可変周波数インバ−タの制御装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5992800A true JPS5992800A (ja) | 1984-05-29 |
Family
ID=16444599
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP57201650A Pending JPS5992800A (ja) | 1982-11-17 | 1982-11-17 | 可変電圧・可変周波数インバ−タの制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5992800A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0330477A2 (en) * | 1988-02-24 | 1989-08-30 | Matsushita Electric Works, Ltd. | Induction motor control system |
JPH01311889A (ja) * | 1988-02-24 | 1989-12-15 | Matsushita Electric Works Ltd | 誘導電動機の制御装置 |
-
1982
- 1982-11-17 JP JP57201650A patent/JPS5992800A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0330477A2 (en) * | 1988-02-24 | 1989-08-30 | Matsushita Electric Works, Ltd. | Induction motor control system |
JPH01311889A (ja) * | 1988-02-24 | 1989-12-15 | Matsushita Electric Works Ltd | 誘導電動機の制御装置 |
US5010287A (en) * | 1988-02-24 | 1991-04-23 | Matsushita Electric Works, Ltd. | Induction motor control system |
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