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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- Japan
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- output
- current
- inverter
- variable
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- H—ELECTRICITY
- 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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- Engineering & Computer Science (AREA)
- 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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