JPS62114493A - Inverter device - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To start an inverter without reaching converter overvoltage by inhibiting only output voltage and rapidly conforming output frequency to motor speed on electric starting during free run. CONSTITUTION:An accelerating-mode discriminating means 10 discriminates the operating mode or accelerating mode of a motor 4. An output overcurrent discriminating means 11 discriminates a generation by output overcurrents of an alarm signal generated during the accelerating mode. A converter- overvoltage discriminating means 12 discriminates a generation by converter overvoltage of an alarm signal in the same manner. A voltage and frequency regulating means 13 reduces both output voltage and output frequency on the generation of output overcurrents, and lowers output voltage on the generation of converter overvoltage while increasing output frequency.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、誘導電動機の一次巻線の交流電圧周波数を
制御することにより回転速度の制御をする、インバータ
装置に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an inverter device that controls rotational speed by controlling the alternating current voltage frequency of the primary winding of an induction motor.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

第４図は従来のインバータ装置の概略構成図であり、図
憂こおいて、（１）は整流回路、（２）は主回路平滑コ
ンデンサ、（３）はインバータ回路、（４）は制御対象
である誘導電動機（以下、モータと称す）　、　（５）
はインバータ外部より与えられる始動信号スイ、・チ、
（６）は外部より与えられるリセ・ノド信号スイ・・チ
、（７）はインバータ外部より与えられろ周波数設定信
ｅ、（８１は電流検出器、（９）はマイクロコンピュー
タ等から構成される制御回路である。第５図はその制御
フローチセ−１・図を示す。Figure 4 is a schematic configuration diagram of a conventional inverter device, in which (1) is a rectifier circuit, (2) is a main circuit smoothing capacitor, (3) is an inverter circuit, and (4) is a controlled object. An induction motor (hereinafter referred to as a motor), (5)
is the starting signal switch given from outside the inverter.
(6) is a reset node signal switch given from the outside, (7) is a frequency setting signal e given from the outside of the inverter, (81 is a current detector, (9) is composed of a microcomputer, etc. This is a control circuit. Fig. 5 shows the control flowchart 1.

次（こ動作Ｃζついて説明する。電源が投入されると、
整流回路（１）により三相交流電圧は直流電圧にＩＭｍ
され、更に平滑コンデンサ（２）により平滑され１こ直
流電圧となって、インバータ回路（３）の入力に与えら
れる。Next (this operation Cζ will be explained. When the power is turned on,
The rectifier circuit (1) transforms the three-phase AC voltage into DC voltage.
The voltage is further smoothed by a smoothing capacitor (2) to become a DC voltage, which is applied to the input of an inverter circuit (3).

一方、制御回路（９）円のマイクロコンピュータは、第
５図にホされるフローチャート（こ従って動作ケ開始す
る。即ち、を源が投入されると、ます始動カマ スイ・ツチ（５）’ＯＮ’　されているかどうかを確認
し、ハ これが′ＯΔ′であれば次ｆζリセ・ソトスイ・ツチ（
６）が５ＯＦＦ−かどうかを確認し、これが％ＯＦＦ′
であれは周波数設定信号（７ンの設定値を読みとる。On the other hand, the microcomputer in the control circuit (9) starts operating according to the flowchart shown in FIG. If this is 'OΔ', then fζ
6) Check whether it is 5OFF-, and this is %OFF'
That is, read the setting value of the frequency setting signal (7).

次に、読み込んだ周波数設定信号（７）が現在の出力信
号よりも高く、かつ出力電流が制限値以内であれば出力
周波数を増加￥させ、その信号をインバータ回路（９）
へ送り出して制御フローは出発点をこ戻り、同様の制御
をくり返す。さて、この制御フローにおいて、出力室流
が制限値以上であると、Ｔことえ設定信号が出力周波数
より大きく、即ち加速モードであっても出力周波数を下
げるフローがあるが、これは通例過電流失速防止回路と
呼ばれ、第６因に示すように、出力電流がある制限値以
下となるまで出力周波数を下けることにより、インバー
タが過電流トリ、ツブすることを防止する一種の電流制
限機能で、これは既知のものである。この方式は通常の
加速モードでは良好に動作するが、出力に接続さｔｌｆ
こモータ（４）がフリーラン中（惰性回転中）に始動し
ようとすると過電流１−１１・・ノブを防止できない欠
点がある。以下１こその理由を説明する。Next, if the read frequency setting signal (7) is higher than the current output signal and the output current is within the limit value, the output frequency is increased and the signal is sent to the inverter circuit (9).
The control flow returns to the starting point and repeats the same control. Now, in this control flow, when the output chamber flow is above the limit value, the T-set signal is larger than the output frequency, that is, there is a flow to lower the output frequency even in acceleration mode, but this is usually caused by overcurrent. It is called a stall prevention circuit, and as shown in factor 6, it is a type of current limiting function that prevents the inverter from overcurrent or tripping by lowering the output frequency until the output current falls below a certain limit value. And this is known. This scheme works well in normal acceleration mode, but if the tlf connected to the output
If this motor (4) attempts to start while it is free running (inertial rotation), there is a drawback that overcurrent 1-11...knob cannot be prevented. The reason for #1 will be explained below.

いま、第７図に示すようにインバータが６Ｑｆ（ｚの出
力周波数で運転中に停電し、１秒後に復電したとすると
、電源遮断によりマイクロコンピュータの動作はすべて
リセ・リドされる為、マイクロコンピュータはその動作
をゼロよりスタートする。Now, as shown in Figure 7, if a power outage occurs while the inverter is operating at an output frequency of 6Qf (z), and the power is restored one second later, all microcomputer operations will be reset and re-ridden due to the power cutoff. A computer starts its operation from zero.

即ち、設定周波数信号を読み取ると、第６図に示される
ように、その始動周波数（通例は１〜３Ｈｚ〕より始め
て、あらかじめ設定され１こ加速時間に従って出力周波
数を増加させようとする。始動時にモータが停止してい
れば、インバータ出力周波数よりモータ速度の万が常に
低い状態にあるので問題はないが、第７図の復電の瞬間
においては、モータ（４）の回転速度はフリーランによ
る減速分のみで、まだ約５３Ｈｚ相当の回転をしている
ことになる、一方インバータは始動周波数を出力するが
、モータ（４）の回転数の方がはるかに高い為、大きな
回生電流がインバータに流れる。第５図のフローによれ
ば、インバータは過電流を検出するとその出力周波数を
下げるｔこめ、モータ速度との差はますます太きくなり
、出力電流はますます増加するため、これを少なくする
ことはできない。このような状態の忙、とでは、第４図
におけるモータ（４）は回生モードとなる１こめ、回生
エネルギーは平滑コンデン、す（２）１こ充電され、こ
の平滑コンデンサの電圧が上昇するので、インバータは
コンバータ過電圧を検出して、トリ、・ｔブすること（
どなる。That is, when the set frequency signal is read, as shown in FIG. If the motor is stopped, there is no problem because the motor speed is always lower than the inverter output frequency, but at the moment of power restoration as shown in Figure 7, the rotational speed of the motor (4) is due to free running. With only the deceleration, the rotation is still equivalent to about 53 Hz.On the other hand, the inverter outputs the starting frequency, but since the rotation speed of the motor (4) is much higher, a large regenerative current flows to the inverter. According to the flowchart in Figure 5, when the inverter detects an overcurrent, it lowers its output frequency.The difference with the motor speed becomes wider and the output current increases, so the inverter lowers its output frequency. In such a busy state, the motor (4) in Fig. 4 goes into regeneration mode, and the regenerative energy is charged to the smoothing capacitor (2). As the voltage increases, the inverter detects the converter overvoltage and triggers the
bawl.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

以上述べ１こように従来の方式では、モータ（４）が両
速でフリーラン中にインバータを始動させると、モータ
停止状態よりの加速時の過電流上区別できないことによ
り、過坑流信号で出力周ｅ数を下げる為、１．　ｌ］　
、、、ブに至ることを防止できないという点 間５ぞあつ１、：。As stated above, in the conventional system, if the inverter is started while the motor (4) is free-running at both speeds, the overcurrent signal cannot be distinguished due to the overcurrent during acceleration from the motor stopped state. In order to lower the output frequency e, 1. l]
,,,There are 5 points that cannot be prevented from occurring.1:.

この発明は上記のまうな問題点を解消するＴコめ（ζな
さｉｔ　ｆこもので、モータ停止よりの始動モードでの
過電流時にその出力周波数を下げることにより過電流ト
リ・ツブを防止することができろとともに、モータ回転
中よりの始動モード（こおいてもコンバータ過１を圧に
至ることなく運転できるインバータ装ｙｌヲ得ることを
目的とする。This invention solves the above-mentioned problems by lowering the output frequency in the event of an overcurrent in the starting mode after the motor has stopped, thereby preventing overcurrent tripping. It is an object of the present invention to provide an inverter device which can operate in a starting mode while the motor is rotating (even in this case, the converter does not reach high pressure).

〔問題点を解決する１こめの手段〕 この発明に係るインバータ装置は、モータの運転モード
が加速モードであ乙ことを識別する（−と６に、この加
速モードでの運近中シこ発生し１こ警報信号が出力過電
流であれば、出力電圧・出力周波数の両方を下げ、上記
警報信号かコンバータ過電圧であれば出力電圧を下げて
出力周波数を増加させるものである。[One-time means for solving the problem] The inverter device according to the present invention identifies that the motor operation mode is the acceleration mode (- and 6 indicate that a crash occurs during operation in this acceleration mode). However, if the alarm signal is an output overcurrent, both the output voltage and output frequency are lowered, and if the alarm signal is a converter overvoltage, the output voltage is lowered and the output frequency is increased.

〔作用〕[Effect]

既に述べ１こように、インバータがその出力周波数７ｆ
Ｌ−増加させる加速モートζこオイいては、モータの状
態は停止中であるか回転中であるかの２種類の状態が想
定される。モータか停止中であれば、こレヲインハータ
で加速すると、インバータはモータ加速用の工不ルキー
を供給するので、発生する警報は出力過電流しかあり得
イ、従って加速モードで過電流警報か発生しｆコら、従
来の過丁汀流失速防止機能と同様に、その出力周波数・
電圧共に、Ｖ／Ｆパターン（こ従って下げればよい。As already mentioned 1, the inverter has an output frequency of 7f.
When increasing the acceleration motor ζ, the motor is assumed to be in two states: stopped or rotating. If the motor is stopped and the inverter is used to accelerate the motor, the inverter will supply a power supply key for motor acceleration, so the only alarm that can be generated is an output overcurrent.Therefore, an overcurrent alarm will occur in acceleration mode. As with the conventional overflow stall prevention function, its output frequency and
Both voltages can be lowered according to the V/F pattern.

一方、第７図における復電時のようをこ、フリーラン中
のモータをインバータが始動周波数より加速するという
モードにおいては、モータの回転数がインバータ出力周
波数より高いことにより、モータは回生モードとなって
交流発電機として作用し、回生エネルギー、即ち電流が
コンバータ部に返されることｌてより、主回路平滑コン
デシすの電圧が上昇し、コンバータ過電圧警報が発生す
る。On the other hand, in a mode where the inverter accelerates the free-running motor above the starting frequency, such as when the power is restored in Figure 7, the motor is in regeneration mode because the motor rotation speed is higher than the inverter output frequency. This acts as an alternating current generator, and the regenerated energy, ie, the current, is returned to the converter section, causing the voltage of the main circuit smoothing capacitor to rise and a converter overvoltage alarm to occur.

即ち、加速モー口ζおいてコンバータ過電圧警報が発生
し１こ場合は必ずモータがフリーラン中であると識別で
きる。従って、この場合においては、出力電圧を下げて
回生エネルギーを抑制してコンバータ電圧の上昇を抑制
すると同時に、出力周波数を増加させれば、やがてイン
バータ出力周波数はモータ回転数と一致するので、通常
運転に至ることができる。That is, if a converter overvoltage alarm occurs at the acceleration motor mouth ζ, it can be determined that the motor is free running. Therefore, in this case, if you reduce the output voltage to suppress regenerative energy and suppress the increase in converter voltage, and at the same time increase the output frequency, the inverter output frequency will eventually match the motor rotation speed, so normal operation can be reached.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

従来方式のインバータ装置では、その出力周波数と出力
電圧の関係は、第８図番こ示されるように、−義的憂こ
定まっており、これは■／Ｆパターンと呼ばれている、
この発明においては、通常はこのＶ／Ｆパターンにより
制御されるが、加速モードの場合にはこれら出力電圧と
周波数を個別に制御する手段を備え、過電圧警報により
、出力電圧だけを下けてモータよりの回生エネルギーを
抑制してコンバータ過電圧トリ・・・ブに至ることを防
止すると共憂こ、その出力周波数は増加せしめ続けるこ
とにより、インバータ出力周波数をフリーラン中のモー
タ速度に一致させ、速やかζこ通常運転に至らしめるも
のである。In the conventional inverter device, the relationship between the output frequency and the output voltage is fixed, as shown in Figure 8, and this is called the /F pattern.
In this invention, control is normally performed by this V/F pattern, but in the case of acceleration mode, a means is provided to individually control these output voltages and frequencies, and an overvoltage alarm lowers only the output voltage to start the motor. By suppressing the regenerative energy of the inverter and preventing the converter from overvoltage tripping, the output frequency continues to increase, so that the inverter output frequency matches the motor speed during free run, and the ζThis brings about normal operation.

゛以下、この発明の一実施例を図について説明する。第
１図はこの発明によるインバータ装置の構成図である。゛Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram of an inverter device according to the present invention.

図において、αＧはモータ（４）の運転モードが加速モ
ードであることを識別する加速モード識別手段、α引ま
加速モード中に発生する警報信号が出力過電流によるも
のであることを識別する出力過電流識別手段、口は同様
にコンバータ過電圧によるものであることを識別するコ
ンバータ過電圧識別手段、■は上記手段によって出力電
圧および出力周波数の増減を行う電圧・周波数調整手段
である。また、第２図はインバータ装置における制御回
路のフローチャート図、第３図は出力電圧、出力周波数
およびコンバータ電圧のタイムチャート図である。なお
、第１図において第４図と同一符号は同一部分を示す。In the figure, αG is an acceleration mode identification means for identifying that the operating mode of the motor (4) is acceleration mode, and an output for identifying that the alarm signal generated during α subtraction acceleration mode is due to output overcurrent. An overcurrent identification means, a converter overvoltage identification means for identifying whether the problem is caused by a converter overvoltage, and a voltage/frequency adjustment means for increasing/decreasing the output voltage and output frequency by the above means. Further, FIG. 2 is a flowchart of a control circuit in the inverter device, and FIG. 3 is a time chart of output voltage, output frequency, and converter voltage. Note that in FIG. 1, the same reference numerals as in FIG. 4 indicate the same parts.

次に動作Ｃごついて説明する。Next, operation C will be explained.

電源が投入されると、マイクロコンピュータが動作を開
始し、始動スイ・リチ（５）とリセ・リトスイＩＪチ（
６ンのＯＮ’　と′ＯＦＦ　′を確認し１こ後、周波数
設定信号（７）を読み取るところまでは従来方式と同じ
である。読み取った後、その設定信号が現在の出力周波
数より高いか低いかを確認する。低いか又は同じであれ
ば加速ではないモード、即ち減速ま１こは一定速運転と
なるが、高い場合に１本発明が関わる。即ち第２図のフ
ローチャート図に示すように、設定信号が出力周波数よ
り高ければ、まず、出力電流が過電流警報が発生する値
（制限値２以下であるかどうかを確認し、そうであれば
従来技術と同様にＶ　／　Ｆパターンに従って電圧０周
波数は を下げそうで隻ムば、コンバータ電圧が過電圧警報を発
生する値（制限値〕以下であるか否かを確認する。制限
値以下であれはそのまま出力電圧・周波数共に増加させ
る。制限値以上であれは、出力重圧は減少させ、出力周
波数は増加させ、それら出力信号を主回路へ送出する。When the power is turned on, the microcomputer starts operating and starts the start switch (5) and the reset switch (IJ switch).
The process is the same as the conventional system up to the point where the ON' and OFF' of the 6th pin are checked and, after one step, the frequency setting signal (7) is read. After reading, check whether the setting signal is higher or lower than the current output frequency. If it is low or the same, the mode is not acceleration, ie, deceleration or constant speed operation, but if it is high, the present invention is concerned. That is, as shown in the flowchart in Figure 2, if the setting signal is higher than the output frequency, first check whether the output current is below the value at which an overcurrent alarm occurs (limit value 2 or less, and if so, Similar to the conventional technology, if the voltage 0 frequency is likely to decrease according to the V/F pattern, check whether the converter voltage is below the value (limit value) that generates an overvoltage alarm.Even if it is below the limit value. Both the output voltage and frequency are increased as they are.If it is above the limit value, the output pressure is decreased, the output frequency is increased, and these output signals are sent to the main circuit.

なＭ、上記実施例では、トランジスタインバータの例を
挙はて説明しｊこが、本発明はＧＴＵインバータ、サイ
リスクインバータ等にｂＭ用できることはいうまでへな
い。Although the above embodiments have been explained using a transistor inverter as an example, it goes without saying that the present invention can be applied to a GTU inverter, a silice inverter, etc.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上のようζここの発明によれば、モータかフリーラン
中に再始動する場合（こは、このモードを識別して、出
力電圧だけを抑えて、出力周波数を速やかにモータ速度
に一致せしめるように構成したので、コンバータ過電圧
に至ることなく、インバータの始動を行うことができる
信頼性の高いインバータ装置が得られる効果がある。As described above, according to the present invention, when the motor is restarted during free running (this mode is identified, only the output voltage is suppressed, and the output frequency is quickly matched to the motor speed). This configuration has the effect of providing a highly reliable inverter device that can start the inverter without converter overvoltage.

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

第１１はこの発明の一実施例によるインバータ装置の構
成図、第２図はこの発明によるインバータ装置の制御回
路を示すフローチャート図、第３図はこの発明における
出力電圧、出力周波数およ（Ｘコンバータ電圧のタイム
チャート図、第４図は従来のインバータ装置の構成図、
第５図は開制御フローチャート図、第６因は従来技術に
よる過電流失速防止機能の説明図、第７図は停電および
復電時におけろモータのフリーランの状態を示す説明図
、第８図はインバータの出力周波数と電圧の関係を示す
Ｖ／Ｆパターン図である。 ｒｆ４において、（３）はインバータ回路、（４）は誘
導電動機、σＯは加速モード識別手段、αυは出力過電
流識別手段、＠はコンバータ過電圧識別手段、αＪは電
圧・周波数調整手段である。 なお、図中、同一符号は同−邪分を示す。11 is a configuration diagram of an inverter device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a flow chart diagram showing a control circuit of the inverter device according to the present invention, and FIG. 3 is a diagram showing the output voltage, output frequency, and (X converter) according to the present invention. Voltage time chart diagram, Figure 4 is a configuration diagram of a conventional inverter device,
Fig. 5 is an open control flowchart, the 6th cause is an explanatory diagram of the overcurrent stall prevention function according to the prior art, Fig. 7 is an explanatory diagram showing the free running state of the motor during power outage and power restoration, and Fig. 8 is a V/F pattern diagram showing the relationship between the output frequency and voltage of an inverter. In rf4, (3) is an inverter circuit, (4) is an induction motor, σO is an acceleration mode identification means, αυ is an output overcurrent identification means, @ is a converter overvoltage identification means, and αJ is a voltage/frequency adjustment means. In addition, in the figure, the same code|symbol shows the same negative part.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 誘導電動機の回転速度を周波数により制御するインバー
タ装置において、上記誘導電動機の運転モードが加速モ
ードであることを識別する加速モード識別手段と、上記
加速モードでの運転中に発生する警報信号が出力過電流
であることを識別する出力過電流識別手段と、加速モー
ドでの運転中に発生する警報信号かコンバータ過電圧で
あることを識別するコンバータ過電圧識別手段と、上記
出力過電流発生時には出力電圧・出力周波数共に低減し
、上記コンバータ過電圧発生時には出力電圧を低減する
とともに、出力周波数を増加させる電圧・周波数調整手
段とを備えたことを特徴とするインバータ装置。In an inverter device that controls the rotational speed of an induction motor by frequency, there is provided an acceleration mode identification means for identifying that the operation mode of the induction motor is an acceleration mode, and an alarm signal generated during operation in the acceleration mode that detects an output overload. output overcurrent identification means for identifying whether the output is current, converter overvoltage identification means for identifying whether it is an alarm signal or converter overvoltage that occurs during operation in acceleration mode, and output voltage/output when the above output overcurrent occurs. An inverter device comprising voltage/frequency adjustment means that reduces both the frequency and increases the output frequency while reducing the output voltage when the converter overvoltage occurs.