JP2827986B2 - Induction motor control method and device - Google Patents

Induction motor control method and device

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JP2827986B2
JP2827986B2 JP7263549A JP26354995A JP2827986B2 JP 2827986 B2 JP2827986 B2 JP 2827986B2 JP 7263549 A JP7263549 A JP 7263549A JP 26354995 A JP26354995 A JP 26354995A JP 2827986 B2 JP2827986 B2 JP 2827986B2
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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、PWM制御によって任
意の出力電圧を得ることができるインバータによって誘
導電動機を制御する方法及び装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and an apparatus for controlling an induction motor by an inverter capable of obtaining an arbitrary output voltage by PWM control.

【0002】[0002]

【従来の技術】PWM制御インバータを用いて三相誘導
電動機を起動する場合に、インバータの出力周波数を徐
々に高めると共に出力電圧を徐々に高める制御方法即ち
V/f一定制御方法を採用することは公知である。
2. Description of the Related Art When starting a three-phase induction motor using a PWM control inverter, it is difficult to employ a control method for gradually increasing the output frequency of the inverter and gradually increasing the output voltage, that is, a V / f constant control method. It is known.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところで、V/f一定
制御で誘導電動機を所定回転速度まで加速制御し、所定
回転速度になったら出力周波数を一定に保って誘導電動
機の運転を継続すると、誘導電動機を最高効率で運転す
ることができない。即ち、誘導電動機をある負荷状態で
駆動する場合において最高効率を得ることができる電動
機1次電圧V1 は電動機1次電流I1 をほぼ最小にする
電圧である。図10は誘導電動機の回転速度ωm を一定
に保ってこの1次電圧V1 を228Vから114Vまで
変化させた時の1次電流I1 と効率ηの変化を示す。こ
の図10から明らかなように1次電流I1 を最低にする
1次電圧Vm と最高効率を得ることができる1次電圧V
ηとはほぼ一致している。従って、最高効率運転するた
めに1次電流I1 をほぼ最小にするように1次電圧V1
を制御すればよいことは分るが、このような制御を容易
に達成するための方法及び装置が存在しない。
When the induction motor is accelerated to a predetermined rotational speed by V / f constant control, and the output frequency is kept constant at the predetermined rotational speed, the operation of the induction motor is continued. The motor cannot be operated at the highest efficiency. That is, the primary motor voltage V1 at which the highest efficiency can be obtained when the induction motor is driven under a certain load state is a voltage that substantially minimizes the primary motor current I1. FIG. 10 shows changes in the primary current I1 and the efficiency η when the primary voltage V1 is changed from 228V to 114V while the rotation speed ωm of the induction motor is kept constant. As is apparent from FIG. 10, the primary voltage Vm for minimizing the primary current I1 and the primary voltage V for obtaining the highest efficiency.
η almost coincides with η. Therefore, the primary voltage V1 is set so that the primary current I1 is almost minimized for the highest efficiency operation.
Can be controlled, but there is no method and apparatus for easily achieving such control.

【0004】そこで、本発明は最高効率又はこの近傍で
の運転を容易に達成することができる誘導電動機の制御
方法及び装置を提供することにある。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a method and an apparatus for controlling an induction motor that can easily achieve operation at or near the highest efficiency.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、PWM制御回路を使用したPWM制御によ
って任意の出力電圧を得ることができるインバータによ
って誘導電動機を制御する方法であって、前記インバー
タの出力電圧を指令するための出力電圧指令値を用意
し、前記インバータの出力周波数に対して十分に低い周
波数を有し且つ前記インバータの定常時の出力電圧より
も低い振幅を有する正弦波交流信号を用意し、前記出力
電圧指令値に前記正弦波交流信号を重畳し、前記誘導電
動機の入力電流を検出し、前記出力電圧指令値に重畳さ
れた前記正弦波交流信号の位相角が0度から180度ま
での区間において前記入力電流の検出値の定積分値から
なる第1の値を求めると共に、前記正弦波交流信号の位
相角が180度から360度までの区間において前記入
力電流の検出値の定積分値からなる第2の値を求め、前
記第1の値が前記第2の値よりも大きい時には定数値K
としてプラスの定数値を得、前記第1の値が前記第2の
値よりも小さい時には定数値Kとしてマイナスの定数値
を得、前記第1の値が前記第2の値と同一の時には定数
値Kとして0又はプラスの定数値又はマイナスの定数値
を得、前記定数値Kを積分して定数値の積分値を求め、
前記正弦波交流信号を重畳する前又は後の前記出力電圧
指令値から前記定数値の積分値を減算して変調出力電圧
指令値を求め、前記正弦波交流信号が重畳され且つ前記
定数値の積分値が減算された前記変調出力電圧指令値を
前記PWM制御回路に電圧指令値として与えることを特
徴とする誘導電動機の制御方法に係わるものである。な
お、請求項2に示すようにインバータの出力周波数と共
に出力電圧を徐々に上昇させて加速制御を行い、その後
に変調出力電圧指令値によるPWM制御を行うこともで
きる。請求項3に示す装置の発明は、PWM制御回路を
使用したPWM制御によって任意の出力電圧を得ること
ができるインバータによって誘導電動機を制御する装置
であって、前記インバータの出力電圧を指令するための
出力電圧指令値を発生する出力電圧指令値発生手段と、
前記インバータの出力周波数に対して十分に低い周波数
を有し且つ前記インバータの定常時の出力電圧よりも低
い振幅を有する正弦波交流信号を発生する正弦波交流信
号発生手段と、前記出力電圧指令値に前記正弦波交流信
号を重畳する手段と、前記誘導電動機の入力電流を検出
する手段と、前記出力電圧指令値に重畳された前記正弦
波交流信号の位相角が0度から180度までの区間にお
いて前記入力電流の検出値の定積分値からなる第1の値
を求める第1の定積分手段と、前記正弦波交流信号の位
相角が180度から360度までの区間において前記入
力電流の検出値の定積分値からなる第2の値を求める第
2の定積分手段と、前記第1の値が前記第2の値よりも
大きい時には定数値Kとしてプラスの定数値を出力し、
前記第1の値が前記第2の値よりも小さい時には定数値
Kとしてマイナスの定数値を出力し、前記第1の値が前
記第2の値と同一の時には定数値Kとして0又はプラス
の定数値又はマイナスの定数値を出力する比較手段と、
前記定数値Kを積分して定数値の積分値を求める定数積
分手段と、前記正弦波交流信号を重畳する前又は後の前
記出力電圧指令値から前記定数値の積分値を減算して変
調出力電圧指令値を求める減算手段と、前記正弦波交流
信号が重畳され且つ前記定数値の積分値が減算された前
記変調出力電圧指令値を前記PWM制御回路に電圧指令
値として与える手段とを備えた誘導電動機の制御装置に
係わるものである。なお、出力電圧指令値、正弦波交流
信号、入力電流の検出値、第1及び第2の値、定数値K
等はアナログとディジタルのいずれであってもよい。
According to the present invention, there is provided a method for controlling an induction motor by an inverter capable of obtaining an arbitrary output voltage by PWM control using a PWM control circuit. An output voltage command value for commanding the output voltage of the inverter is prepared, and a sine wave having a frequency sufficiently lower than the output frequency of the inverter and an amplitude lower than the steady-state output voltage of the inverter is provided. An AC signal is prepared, the sine wave AC signal is superimposed on the output voltage command value, the input current of the induction motor is detected, and the phase angle of the sine wave AC signal superimposed on the output voltage command value is 0. In a section from degrees to 180 degrees, a first value consisting of a definite integral value of the detected value of the input current is obtained, and the phase angle of the sine wave AC signal is from 180 degrees. In a section of up to 60 degrees determined a second value consisting of a definite integral value of the detected value of the input current, wherein when the first value is greater than the second value is a constant value K
As a constant value, and when the first value is smaller than the second value, a negative constant value is obtained as the constant value K. When the first value is the same as the second value, the constant value is obtained. Obtain 0 or a positive constant value or a negative constant value as the numerical value K, obtain the integral value of the constant value by integrating the constant value K,
A modulation output voltage command value is obtained by subtracting the integral value of the constant value from the output voltage command value before or after the sine wave AC signal is superimposed, and the sine wave AC signal is superimposed and the integration of the constant value is performed. The present invention relates to a control method of an induction motor, wherein the modulated output voltage command value from which the value has been subtracted is given to the PWM control circuit as a voltage command value. It is also possible to perform the acceleration control by gradually increasing the output voltage together with the output frequency of the inverter, and then to perform the PWM control based on the modulated output voltage command value. According to a third aspect of the present invention, there is provided an apparatus for controlling an induction motor by an inverter capable of obtaining an arbitrary output voltage by PWM control using a PWM control circuit, wherein the inverter controls an output voltage of the inverter. Output voltage command value generating means for generating an output voltage command value,
A sine wave AC signal generating means for generating a sine wave AC signal having a frequency sufficiently lower than the output frequency of the inverter and having a lower amplitude than the steady state output voltage of the inverter; and the output voltage command value Means for superimposing the sine-wave AC signal on the output of the induction motor, means for detecting the input current of the induction motor, and a section in which the phase angle of the sine-wave AC signal superimposed on the output voltage command value is from 0 to 180 degrees. A first constant integration means for obtaining a first value consisting of a constant integration value of the detection value of the input current; and a detection of the input current in a section where the phase angle of the sine wave AC signal is from 180 degrees to 360 degrees. A second constant integration means for obtaining a second value consisting of a constant integration value of the value, and outputting a positive constant value as a constant value K when the first value is larger than the second value;
When the first value is smaller than the second value, a negative constant value is output as the constant value K. When the first value is the same as the second value, 0 or plus Comparing means for outputting a constant value or a negative constant value;
Constant integration means for integrating the constant value K to obtain an integral value of the constant value; and a modulation output by subtracting the integral value of the constant value from the output voltage command value before or after superimposing the sine wave AC signal. Subtraction means for obtaining a voltage command value; and means for giving the modulated output voltage command value obtained by superimposing the sine wave AC signal and subtracting the integral value of the constant value to the PWM control circuit as a voltage command value. It relates to a control device for an induction motor. The output voltage command value, sine wave AC signal, input current detection value, first and second values, constant value K
Etc. may be either analog or digital.

【0006】[0006]

【発明の作用及び効果】本願の各請求項の発明におい
て、出力電圧指令値に正弦波交流信号を重畳した変調出
力電圧指令値に基づいてPWMパルスを形成してインバ
ータをPWM制御すると、インバータの出力電流即ち誘
導電動機の入力電流(1次電流)が正弦波交流成分を含
んで振動する。この入力電流の正弦波交流成分の位相は
入力電流及び出力電圧(1次電圧)の変化に依存して変
化する。本発明では変調出力電圧指令値の正弦波の位相
と入力電流の正弦波交流成分の位相との関係によって入
力電流を最小に減少させるための出力電圧の増減方向を
知り、入力電流を最小にするように出力電圧指令値を制
御する。この結果、入力電流を最小又はこの近傍にして
最高効率又はこの近傍での運転を容易に達成することが
できる。なお、請求項2に示すように誘導電動機を周波
数と共に電圧を徐々に上昇させて加速制御した後に変調
出力電圧指令値による制御に移行すると、加速を迅速に
達成し、その後に高効率運転状態を得ることができる。
In the invention of each claim of the present application, when a PWM pulse is formed based on a modulated output voltage command value obtained by superimposing a sine wave AC signal on an output voltage command value and the inverter is PWM-controlled, The output current, that is, the input current (primary current) of the induction motor oscillates including a sine wave AC component. The phase of the sine wave AC component of the input current changes depending on changes in the input current and the output voltage (primary voltage). In the present invention, the direction of increase or decrease of the output voltage for reducing the input current to the minimum is known based on the relationship between the phase of the sine wave of the modulation output voltage command value and the phase of the sine wave AC component of the input current, and the input current is minimized. The output voltage command value is controlled as described above. As a result, it is possible to easily achieve operation at or near the maximum efficiency with the input current being minimized or near this. As described in claim 2, when the induction motor is gradually increased in voltage along with the frequency to perform acceleration control, and then shifts to control based on a modulation output voltage command value, acceleration is quickly achieved, and thereafter, a high-efficiency operation state is established. Obtainable.

【0007】[0007]

【実施例】次に、図1〜図9を参照して本発明の実施例
に係わる誘導電動機の制御方法及び装置を説明する。図
1に示すように誘導電動機の制御装置は、3相交流電源
端子1に接続された3相整流平滑回路2と、この一対の
直流出力端子2a、2b間に接続された3相インバータ
回路3と、インバータ回路3に接続された3相誘導電動
機4と、インバータ制御回路5と、電流検出器6a、6
b、6cと、電流検出器6a、6b、6cに接続された
全波整流回路6と、周波数決定回路7と、電圧決定回路
8と、本発明に従う最低電流追従制御回路9と、第1及
び第2の切換スイッチ10、11と、スイッチ制御回路
12とから成る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, a method and an apparatus for controlling an induction motor according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 1, a control device for an induction motor includes a three-phase rectifying / smoothing circuit 2 connected to a three-phase AC power supply terminal 1, and a three-phase inverter circuit 3 connected between the pair of DC output terminals 2a and 2b. , A three-phase induction motor 4 connected to the inverter circuit 3, an inverter control circuit 5, and current detectors 6a, 6
b, 6c, a full-wave rectifier circuit 6 connected to the current detectors 6a, 6b, 6c, a frequency determination circuit 7, a voltage determination circuit 8, a minimum current follow-up control circuit 9 according to the present invention, It comprises second changeover switches 10 and 11 and a switch control circuit 12.

【0008】インバータ回路3は周知の3相ブリッジ型
インバータ回路であって、6個のIGBT即ち絶縁ゲー
ト・バイポーラ・トランジスタから成る第1〜第6のス
イッチQ1 〜Q6 を3相ブリッジ接続し、各スイッチQ
1 〜Q6 に逆並列に帰還用ダイオードD1 〜D6 を接続
したものである。即ち、第1及び第2のスイッチQ1、
Q2 の直列回路から成る第1相アームと、第3及び第4
のスイッチQ3 、Q4の直列回路から成る第2相アーム
と、第5及び第6のスイッチQ5 、Q6 の直列回路から
成る第3相アームを直流電源端子としての整流平滑回路
2の出力端子2a、2bにそれぞれ接続し、各相アーム
の中点から出力ライン3a、3b、3cを導出したもの
である。
The inverter circuit 3 is a well-known three-phase bridge type inverter circuit, in which six IGBTs, that is, first to sixth switches Q1 to Q6 comprising insulated gate bipolar transistors are connected in a three-phase bridge. Switch Q
Feedback diodes D1 to D6 are connected in anti-parallel to 1 to Q6. That is, the first and second switches Q1,
A first phase arm comprising a series circuit of Q2;
A second phase arm composed of a series circuit of switches Q3 and Q4, and a third phase arm composed of a series circuit of fifth and sixth switches Q5 and Q6 as an output terminal 2a of a rectifying / smoothing circuit 2 as a DC power supply terminal. 2b, and output lines 3a, 3b, 3c are derived from the midpoint of each phase arm.

【0009】誘導電動機4は、1次巻線4a、4b、4
cから成る固定子の他に回転子(図示せず)を有し、こ
の回転子に負荷の変化にあわせて省エネルギー運転が要
求される例えばファン、ポンプ等が結合されているもの
である。なお、この実施例では1次巻線4a、4b、4
cがY結線され、インバータ回路3の出力ライン3a、
3b、3cに接続されている。
The induction motor 4 has primary windings 4a, 4b, 4
A rotor (not shown) is provided in addition to the stator made of C. For example, a fan, a pump, or the like, which requires an energy-saving operation in accordance with a change in load, is connected to the rotor. In this embodiment, the primary windings 4a, 4b, 4
c is Y-connected, and output lines 3a,
3b, 3c.

【0010】インバータ制御回路5は、インバータ回路
3のスイッチQ1 〜Q6 を3相PWM制御すると共にV
/f=一定(但しVはインバータ出力電圧、fはインバ
ータ出力周波数)となるように制御するものである。こ
の詳細は後述する。
The inverter control circuit 5 performs three-phase PWM control on the switches Q1 to Q6 of the inverter circuit 3,
/ F = constant (where V is the inverter output voltage and f is the inverter output frequency). The details will be described later.

【0011】電流検出器6a、6b、6cはインバータ
回路3の出力ライン3aに結合され、インバータ出力電
流即ち電動機1次電流(入力電流)を検出する。この電
流検出器6a、6b、6cに接続された整流回路6は電
流検出器6a、6b、6cの出力を全波整流し、この値
を最低電流追従制御回路9に送る手段である。なお、整
流回路6から得られる1次電流IdcをA/D変換してデ
ィジタル信号として最低電流追従制御回路9に送ること
もできる。
The current detectors 6a, 6b, 6c are coupled to the output line 3a of the inverter circuit 3 and detect an inverter output current, that is, a primary motor current (input current). The rectifier circuit 6 connected to the current detectors 6a, 6b, 6c is a means for performing full-wave rectification on the outputs of the current detectors 6a, 6b, 6c and sending this value to the lowest current tracking control circuit 9. The primary current Idc obtained from the rectifier circuit 6 can be A / D converted and sent to the lowest current follow-up control circuit 9 as a digital signal.

【0012】周波数決定回路7は、出力周波数設定器7
aと加速勾配設定器7bと出力周波数生成器7cとから
成り、アナログ又はディジタルの出力周波数指令値Fを
発生する。出力周波数設定器7aは、電動機4の目標回
転速度に対応するインバータの目標出力周波数を示すア
ナログ値(例えば電圧値)又はディジタル値を設定する
ものである。加速勾配設定器7bは目標回転速度即ち目
標出力周波数まで加速制御するための周波数信号を出力
するものである。なお、電動機4の加速勾配はインバー
タの出力周波数の単位時間当りの増加幅に相当する。出
力周波数生成器7cは、起動時等の加速制御が必要な時
に加速勾配設定器7bの出力を選択し、定常時に出力周
波数設定器7aの出力を選択するものであって、インバ
ータ3の出力周波数指令値Fをインバータ制御回路5及
び電圧決定回路8に与えるものである。
The frequency determination circuit 7 includes an output frequency setting device 7
a, an acceleration gradient setting unit 7b, and an output frequency generator 7c, and generates an analog or digital output frequency command value F. The output frequency setting device 7a sets an analog value (for example, a voltage value) or a digital value indicating a target output frequency of the inverter corresponding to the target rotation speed of the electric motor 4. The acceleration gradient setter 7b outputs a frequency signal for controlling acceleration to a target rotational speed, that is, a target output frequency. Note that the acceleration gradient of the motor 4 corresponds to the increase width of the output frequency of the inverter per unit time. The output frequency generator 7c selects the output of the acceleration gradient setter 7b when acceleration control such as at startup is required, and selects the output of the output frequency setter 7a during steady state. The command value F is given to the inverter control circuit 5 and the voltage determination circuit 8.

【0013】出力電圧指令値発生手段としての電圧決定
回路8は、出力周波数生成器7cから与えられた出力周
波数指令値Fに応答して出力電圧指令値Vinを発生する
ものである。出力周波数指令値Fと出力電圧指令値Vin
との関係は次式に示す通りである。 Vin=aF+b(a、bは定数) なお、定数bをゼロとしてVin=aFとすることもでき
る。
The voltage determining circuit 8 as an output voltage command value generating means generates an output voltage command value Vin in response to the output frequency command value F given from the output frequency generator 7c. Output frequency command value F and output voltage command value Vin
Is as shown in the following equation. Vin = aF + b (a and b are constants) It is also possible to set Vin = aF by setting the constant b to zero.

【0014】従来の制御方式では電圧決定回路8から得
られた出力電圧指令値Vinが常にインバータ制御回路5
の出力となっていたが、本発明に従う方式では出力電圧
指令値Vinが切換スイッチ10、11によって選択的に
インバータ制御回路5に送られる。即ち、電動機4の起
動時又は加速時において切換スイッチ10、11の第1
の接点aがそれぞれオンになり、電圧決定回路8がイン
バータ制御回路5に接続され、加速が終了した定常時に
おいては切換スイッチ10、11の第2の接点bがそれ
ぞれオンになって電圧決定回路8が最低電流追従制御回
路9に接続され、また最低電流追従制御回路9の出力ラ
インが第2の切換スイッチ11を介してインバータ制御
回路5に接続される。最低電流追従制御回路9は出力電
圧指令値Vinに正弦波交流信号SINθを重畳し且つオ
フセット電圧Voff を減算して変調出力電圧指令値Vou
t を作成し、これをインバータ制御回路5に送る。この
最低電流追従回路9の詳細は後述する。
In the conventional control method, the output voltage command value Vin obtained from the voltage determination circuit 8 is always
However, in the method according to the present invention, the output voltage command value Vin is selectively sent to the inverter control circuit 5 by the changeover switches 10 and 11. That is, when the motor 4 is started or accelerated, the first and second switches 10 and 11
Are turned on, the voltage determination circuit 8 is connected to the inverter control circuit 5, and in the steady state when acceleration is completed, the second contacts b of the changeover switches 10 and 11 are respectively turned on and the voltage determination circuit 8 is turned on. 8 is connected to the lowest current tracking control circuit 9, and the output line of the lowest current tracking control circuit 9 is connected to the inverter control circuit 5 via the second switch 11. The minimum current follow-up control circuit 9 superimposes the sine wave AC signal SINθ on the output voltage command value Vin, subtracts the offset voltage Voff, and modulates the output voltage command value Vou.
t is created and sent to the inverter control circuit 5. The details of the minimum current tracking circuit 9 will be described later.

【0015】切換スイッチ制御回路12は電圧決定回路
8の出力に基づいて加速制御区間と定常制御区間とを判
別して切換スイッチ10、11の接点a、bをオン・オ
フ制御する。なお、この切換スイッチ制御回路12によ
る加速制御区間と定常制御区間の判定を出力周波数決定
回路7の出力周波数指令値F又は加速制御区間を示す別
の信号に基づいて行うこともできる。
The changeover switch control circuit 12 discriminates between the acceleration control section and the steady control section based on the output of the voltage determination circuit 8 and controls the on / off of the contacts a and b of the changeover switches 10 and 11. The determination of the acceleration control section and the steady control section by the changeover switch control circuit 12 may be performed based on the output frequency command value F of the output frequency determination circuit 7 or another signal indicating the acceleration control section.

【0016】図2は図1のインバータ制御回路5の詳細
を示すものである。このインバータ制御回路5は例えば
特開昭57−40369号公報で周知のV/f=一定の
制御を行うと共にPWM制御を行うものであって、三相
正弦波発生器13と、三角波キャリア発生器14と、3
つの比較器15、16、17と、ゲートドライブ回路1
8とから成る。三相正弦波発生器13は図1の第2の切
換スイッチ11と周波数決定回路7に接続され、周波数
決定回路7から得られた周波数指令値Fで指定された周
波数の三相正弦波電圧Vsu、Vsv、Vswを図4(A)に
示すように発生する。この電圧Vsu、Vsv、Vswの振幅
は電圧決定回路8の出力電圧指令値Vin、又は最低電流
追従制御回路9で決定された変調出力電圧指令値Vout
に比例するように制御される。三角波キャリア発振器1
4は図4に示すように正弦波電圧Vsu、Vsv、Vswの周
波数(例えば0〜50Hz)よりも十分に高い周波数(例
えば(20kHz )の三角波電圧Vt を発生する。比較器
15、16、17は正弦波電圧Vsu、Vsv、Vswと三角
波電圧Vt とを比較して図4(B)(C)(D)のPW
Mパルスを出力する。ゲートドライブ回路18は比較器
15、16、17から得られた図4(B)(C)(D)
のPWM信号を第1、第3及び第5のスイッチQ1 、Q
3 、Q5 のゲート(制御電極)に与えると共に、図4
(B)(C)(D)の逆相のPWM信号を第2、第4及
び第6のスイッチQ2 、Q4 、Q6 に与える。なお、こ
の実施例では三相正弦波発生器13がメモリとD/A変
換器で構成されている。このメモリには多数の電圧レベ
ルの正弦波データが格納されており、出力電圧指令値V
in又は変調出力電圧指令値Vout で指定された振幅を有
する正弦波データが周波数指令値Fに対応するクロック
で読み出され、これがD/A変換されて正弦波となる。
FIG. 2 shows details of the inverter control circuit 5 of FIG. The inverter control circuit 5 carries out PWM control and V / f = constant control known in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-40369. The inverter control circuit 5 includes a three-phase sine wave generator 13 and a triangular wave carrier generator. 14 and 3
Comparators 15, 16, 17 and gate drive circuit 1
8 The three-phase sine wave generator 13 is connected to the second changeover switch 11 and the frequency determination circuit 7 of FIG. 1, and has a three-phase sine wave voltage Vsu having a frequency specified by the frequency command value F obtained from the frequency determination circuit 7. , Vsv, and Vsw are generated as shown in FIG. The amplitudes of the voltages Vsu, Vsv, and Vsw are determined by the output voltage command value Vin of the voltage determination circuit 8 or the modulation output voltage command value Vout determined by the minimum current tracking control circuit 9.
Is controlled in proportion to. Triangular wave carrier oscillator 1
4, generates a triangular wave voltage Vt having a frequency (for example, (20 kHz)) sufficiently higher than the frequencies of the sine wave voltages Vsu, Vsv, and Vsw (for example, 0 to 50 Hz). Compares the sine wave voltages Vsu, Vsv, and Vsw with the triangular wave voltage Vt, and calculates PW of FIGS. 4B, 4C, and 4D.
Outputs M pulses. 4 (B), (C), and (D) obtained from the comparators 15, 16, and 17.
Of the first, third and fifth switches Q1, Q5
3, while giving to the gate (control electrode) of Q5,
(B) The PWM signals of the opposite phases of (C) and (D) are applied to the second, fourth and sixth switches Q2, Q4 and Q6. In this embodiment, the three-phase sine wave generator 13 includes a memory and a D / A converter. This memory stores a large number of voltage level sine wave data, and the output voltage command value V
Sinusoidal data having an amplitude specified by in or the modulation output voltage command value Vout is read out by a clock corresponding to the frequency command value F, and is converted into a sine wave by D / A conversion.

【0017】図3は図1の最低電流追従制御回路9をア
ナログ類推で詳しく示すものである。この最低電流追従
制御回路9はマイクロコンピュータで形成されている
が、等価的に正弦波信号発生器21、定数発生器22、
乗算器23、加算器24、第1及び第2の定積分器2
5、26、比較器27、積分器28、第1のリミッタ2
9、減算器30、及び第2のリミッタ31で示すことが
できる。
FIG. 3 shows the minimum current tracking control circuit 9 of FIG. 1 in detail by analog analogy. The minimum current tracking control circuit 9 is formed by a microcomputer, but equivalently, a sine wave signal generator 21, a constant generator 22,
Multiplier 23, adder 24, first and second constant integrators 2
5, 26, comparator 27, integrator 28, first limiter 2
9, a subtractor 30, and a second limiter 31.

【0018】正弦波発生器21は図5(A)に説明的に
示すインバータ3の出力周波数よりも十分に低い周波数
(例えばインバータ3の出力周波数の1/100〜1/
5000)の正弦波SINθを発生する。この正弦波S
INθは図5(A)で点線で示す包絡線に相当する。定
数発生器22は定数Aを乗算器23に供給するものであ
る。乗算器23は正弦波発生器21の正弦波SINθに
定数Aを乗算して振幅レベルが調整された正弦波交流信
号A×SINθを形成する。この正弦波交流信号A×S
INθの振幅は定常時の出力電圧指令値Vinよりも十
分に低いレベルに設定される。加算器24は出力電圧指
令値Vinに正弦波交流信号A×SINθを加算即ち重
畳して微小振動を有する波形を形成する。減算器30は
加算器24の出力からリミッタ29で制限されたオフセ
ット電圧Voffを減算する手段であって、図6(A)
に示す変調出力電圧指令値Voutを形成する。なお、
減算器30を加算器24の入力側の出力電圧指令値Vi
nのラインに移すことができる。減算器30から得られ
た変調出力電圧指令値Voutはリミッタ31を通って
切換スイッチ11に送られる。なお、リミッタ29、3
1は電圧変調による出力電圧指令値の過大な増減による
電動機4の回転の不安定やトルク変動又は過励磁による
過電流を抑制するために設けられている。従って、変調
出力電圧指令値が異常に変化しない場合にはリミッタ2
9、31のいずれか一方又は両方を省くことができる。
The sine wave generator 21 has a frequency (for example, 1/100 to 1/1 of the output frequency of the inverter 3) sufficiently lower than the output frequency of the inverter 3 shown in FIG.
5000). This sine wave S
INθ corresponds to the envelope indicated by the dotted line in FIG. The constant generator 22 supplies a constant A to the multiplier 23. The multiplier 23 multiplies the sine wave SINθ of the sine wave generator 21 by a constant A to form a sine wave AC signal A × SINθ whose amplitude level is adjusted. This sine wave AC signal A × S
The amplitude of INθ is set to a level sufficiently lower than the steady-state output voltage command value Vin. The adder 24 adds or superimposes the sine wave AC signal A × SINθ on the output voltage command value Vin to form a waveform having minute vibration. The subtractor 30 is a means for subtracting the offset voltage Voff limited by the limiter 29 from the output of the adder 24.
The modulated output voltage command value Vout shown in FIG. In addition,
The output voltage command value Vi on the input side of the adder 24
n lines. The modulation output voltage command value Vout obtained from the subtractor 30 is sent to the changeover switch 11 through the limiter 31. The limiters 29, 3
Reference numeral 1 is provided to suppress instability of rotation of the electric motor 4 due to excessive increase / decrease of the output voltage command value due to voltage modulation, torque fluctuation, or overcurrent due to overexcitation. Therefore, if the modulation output voltage command value does not change abnormally, the limiter 2
Either one or both of 9 and 31 can be omitted.

【0019】最低電流追従制御回路9から図7(A)に
示すような変調出力電圧指令値Vout を図1のPWMイ
ンバータ制御回路5に与えると、図5(A)に原理的に
示すようにインバータ出力電圧波形のピーク値の包絡線
が変調出力電圧指令値Voutの正弦波交流成分に対応す
るように変化する。この結果、インバータ3の出力電流
即ち電動機の1次電流I1 の全波整流波形も図5(B)
に示すように変化し、この包絡線が正弦波SINθに対
応する。図5(A)の電圧と図5(B)の電流の関係は
軽負荷状態における関係を示すものであり、両方の包絡
線の位相はほぼ一致している。なお、図5(B)には1
次電流I1 の1相分のみの全波整流波形が示されてい
る。3相全波整流波形における正弦波SINθによる変
動も図5(B)と同様に生じる。
When a modulation output voltage command value Vout as shown in FIG. 7A is given from the lowest current follow-up control circuit 9 to the PWM inverter control circuit 5 in FIG. 1, as shown in principle in FIG. The envelope of the peak value of the inverter output voltage waveform changes so as to correspond to the sine wave AC component of the modulated output voltage command value Vout. As a result, the full-wave rectified waveform of the output current of the inverter 3, that is, the primary current I1 of the motor is also shown in FIG.
, And this envelope corresponds to the sine wave SINθ. The relationship between the voltage in FIG. 5A and the current in FIG. 5B shows a relationship in a light load state, and the phases of both envelopes are almost coincident. Note that FIG.
A full-wave rectified waveform of only one phase of the secondary current I1 is shown. The variation due to the sine wave SINθ in the three-phase full-wave rectified waveform also occurs in the same manner as in FIG.

【0020】図3の第1及び第2の定積分器25、26
には図5(B)に示す全波整流電流Idc又はこの包絡
線検波信号を入力させる。第1の定積分器25は、正弦
波発生器21の正弦波SINθに同期してこの0度から
180度即ちπまでの整流電流Idcの第1の定積分値
(第1の値)Iaを求めるものである。第2の定積分器
26は、正弦波SINθに同期してこの180度即ちπ
から360度即ち2πまでの整流電流Idcの第2の定
積分値(第2の値)Ibを求めるものである。第1及び
第2の定積分器25、26から得られる第1及び第2の
定積分値Ia、Ibは現在の1次電圧V1(実効値)が
図10において1次電流I1を最小値にする電圧値Vm
よりも高い方(左側)にあるか又は低い方(右側)にあ
るかを判定するために使用する。
The first and second constant integrators 25 and 26 shown in FIG .
Input the full-wave rectified current Idc shown in FIG. 5B or its envelope detection signal. The first constant integrator 25 synchronizes the sine wave SINθ of the sine wave generator 21 with the first constant integral value (first value) Ia of the rectified current Idc from 0 degrees to 180 degrees, that is, π. Is what you want. The second constant integrator 26 synchronizes with the sine wave SINθ by 180 degrees, that is, π.
To obtain a second constant integral value (second value) Ib of the rectified current Idc from 360 ° to 2π. The first and second constant integration values Ia and Ib obtained from the first and second constant integrators 25 and 26 are such that the current primary voltage V1 (effective value) reduces the primary current I1 in FIG. Voltage value Vm
Used to determine if it is higher (left) or lower (right).

【0021】次に、1次電圧V1 が1次電流I1 を最小
にする値にあるか否かを判定するための原理を説明す
る。電動機4の定常運転中において、1次電圧V1 を変
化させると1次電流I1 も変化する。この1次電流I1
の変化の方向は負荷の状態によって変化する。軽負荷時
においては、1次電圧V1 を増加させると1次電流I1
も増加し、1次電圧V1 を減少させると1次電流I1 も
減少する。従って、図10の1次電流I1 を最小にする
1次電圧値Vm よりも左側の1次電圧V1 の高い領域は
軽負荷状態を示していることになる。重負荷時において
は、1次電圧V1 を増加させると1次電流I1 は逆に減
少し、1次電圧V1 を減少させると1次電流I1 は逆に
増加する。従って、図10の1次電流I1 を最小にする
1次電圧値Vm よりも右側の1次電圧V1 の低い領域は
重負荷状態を示していることになる。ところで、本実施
例においては、出力電圧指令値Vinに正弦波SINθを
重畳して変調出力電圧指令値Vout を作り、これにより
インバータ3を制御している。従って、インバータ3の
出力電圧即ち1次電圧V1 は図5(A)に示すように大
きな周期(数十秒)で変化する。正弦波SINθに基づ
いて出力電圧指令値Vout が増加されている区間と出力
電圧指令値Vout が減少されている区間における1次電
流I1 の変化状態に基づいて軽負荷状態にあるか重負荷
状態にあるかを判断することができる。例えば、重畳し
た正弦波SINθのために1次電圧V1が図10のV11
を中心にしてVa 〜Vb の間で変化したとすれば、正弦
波の正の半波の期間では電圧Va まで1次電圧V1 を高
めたと同一の動作になり、この時1次電流I1 は増加
し、負の半波の期間では電圧Vb まで1次電圧V1 を低
めたと同一の動作になり、この時1次電流I1 は減少す
る。一方、1次電圧V1 が図10の右側のV12を中心に
してVc 〜Vd で変化しているとすれば、正弦波の正の
半波の期間では1次電圧V1 を電圧Vc まで高めたと同
一の動作になり、この時1次電流I1 は減少し、負の半
波の期間では1次電圧V1 をVd まで低めたと同一の動
作になり、この時1次電流I1 は増加する。従って、変
調出力電圧指令値Vout に含まれている正弦波SINθ
の0〜π(180度)の区間の1次電流I1 とπ(18
0度)〜2π(360度)の区間の1次電流とを比較す
ると、1次電流I1 が図10の電圧V11を中心にしたV
a 〜Vb に対応する値であるか、又は電圧V12を中心に
したVc 〜Vd に対応する値であるかを知ることができ
る。
Next, the principle for determining whether the primary voltage V1 is at a value that minimizes the primary current I1 will be described. When the primary voltage V1 is changed during the steady operation of the motor 4, the primary current I1 also changes. This primary current I1
Changes depending on the state of the load. At light load, when the primary voltage V1 is increased, the primary current I1
Increase, and when the primary voltage V1 decreases, the primary current I1 also decreases. Therefore, the region where the primary voltage V1 is higher than the primary voltage value Vm that minimizes the primary current I1 in FIG. 10 indicates a light load state. At a heavy load, the primary current I1 decreases when the primary voltage V1 increases, and the primary current I1 increases when the primary voltage V1 decreases. Therefore, the region where the primary voltage V1 is lower than the primary voltage value Vm that minimizes the primary current I1 in FIG. 10 indicates a heavy load state. In the present embodiment, the sine wave SINθ is superimposed on the output voltage command value Vin to create a modulated output voltage command value Vout, and the inverter 3 is controlled by this. Therefore, the output voltage of the inverter 3, that is, the primary voltage V1 changes at a large cycle (several tens of seconds) as shown in FIG. In the section where the output voltage command value Vout is increasing based on the sine wave SINθ and in the section where the output voltage command value Vout is decreasing, the light load state or the heavy load state is set based on the change state of the primary current I1. You can determine if there is. For example, due to the superimposed sine wave SINθ, the primary voltage V1 becomes V11 in FIG.
, The operation is the same as increasing the primary voltage V1 up to the voltage Va during the positive half-wave of the sine wave, and the primary current I1 increases at this time. Then, during the period of the negative half-wave, the operation becomes the same as when the primary voltage V1 is lowered to the voltage Vb. At this time, the primary current I1 decreases. On the other hand, if the primary voltage V1 changes from Vc to Vd around V12 on the right side of FIG. 10, it is the same as raising the primary voltage V1 to the voltage Vc during the positive half-wave of the sine wave. At this time, the primary current I1 decreases. During the negative half-wave period, the operation becomes the same as when the primary voltage V1 is lowered to Vd. At this time, the primary current I1 increases. Therefore, the sine wave SINθ included in the modulation output voltage command value Vout
Of the primary currents I1 and π (18
Compared with the primary current in the section from 0 ° to 2π (360 °), the primary current I1 is V V centered on the voltage V11 in FIG.
It can be known whether the value is a value corresponding to a to Vb or a value corresponding to Vc to Vd centering on the voltage V12.

【0022】図8は軽負荷状態即ち図10の電圧Va 〜
Vb の間で1次電圧V1 が正弦波変調されている時の変
調出力電圧指令値Vout と1次電流I1 の整流電流Idc
との関係を示し、図9は重負荷状態即ち図10の電圧V
c 〜Vd の間で1次電圧V1が正弦波変調されている時
の変調出力電圧指令値Vout と1次電流I1 の整流電流
Idcとの関係を示す。図8(B)の電流Idcの交流分の
位相と図9(B)の電流Idcの交流分の位相は180度
ずれている。なお、負荷状態の変化によって電流Idcの
交流分の位相も変化し、図10の1次電流I1 が最小に
なる1次電圧Vm が発生している時には変調出力電圧指
令値Vout の交流分に対して電流Idcの交流分は90度
の位相差を有する。
FIG. 8 shows a light load state, that is, the voltage Va to FIG.
The modulated output voltage command value Vout and the rectified current Idc of the primary current I1 when the primary voltage V1 is sinusoidally modulated between Vb.
FIG. 9 shows a heavy load condition, that is, the voltage V in FIG.
The relationship between the modulated output voltage command value Vout and the rectified current Idc of the primary current I1 when the primary voltage V1 is sinusoidally modulated between c and Vd is shown. The phase of the AC component of the current Idc in FIG. 8B is shifted by 180 degrees from the phase of the AC component of the current Idc in FIG. 9B. The phase of the AC component of the current Idc also changes due to the change in the load state, and when the primary voltage Vm at which the primary current I1 in FIG. 10 is minimized is generated, the phase of the modulation output voltage command value Vout is changed with respect to the AC component. Thus, the AC component of the current Idc has a phase difference of 90 degrees.

【0023】図3の第1及び第2の定積分器25、26
で求めた第1及び第2の積分値Ia、Ib を比較器27
で比較すると、 Ia >Ib Ia <Ib Ia =Ib を示す出力を得ることができる。比較器27は、 Ia >Ib の時に定数Vk =K、 Ia <Ib の時に定数Vk =−K、 Ia =Ib の時に定数Vk =0 を出力する。なお、Ia =Ib の時に定数Vk をK又は
−Kとすることもできる。比較器27に接続された積分
器28はローパスフィルタ即ち平滑回路として機能する
ものであり、比較出力の平滑値に相当するオフセット電
圧Voff を出力し、これをリミッタ29を介して減算器
30に供給する。減算器30の正入力端子にはVin+A
×SINθが入力し、負入力端子にはVoff が入力する
ので、この減算器30から Vout =Vin+A×SINθ−Voff の出力が得られ、これが図1の切換スイッチ11を介し
てPWMインバータ制御回路5に入力し、電圧指令とし
て使用される。
The first and second constant integrators 25 and 26 shown in FIG.
The first and second integrated values Ia and Ib obtained by
Can be obtained, an output indicating that Ia> IbIa <IbIa = Ib can be obtained. The comparator 27 outputs a constant Vk = K when Ia> Ib, a constant Vk = -K when Ia <Ib, and a constant Vk = 0 when Ia = Ib. It should be noted that the constant Vk can be set to K or -K when Ia = Ib. An integrator 28 connected to the comparator 27 functions as a low-pass filter, that is, a smoothing circuit, and outputs an offset voltage Voff corresponding to a smoothed value of the comparison output, and supplies this to a subtractor 30 via a limiter 29. I do. The positive input terminal of the subtractor 30 is Vin + A
× SINθ is input, and Voff is input to the negative input terminal, so that an output of Vout = Vin + A × SINθ−Voff is obtained from the subtracter 30, and this is output to the PWM inverter control circuit 5 To be used as a voltage command.

【0024】今、定常状態において、変調出力電圧指令
値Vout と整流電流Idcの位相関係が図8(A)(B)
の場合には、Ia >Ib を示す定数Vk =Kの出力が比
較器27から得られ、オフセット電圧Voff が増加す
る。この結果、変調出力電圧指令値Vout の平均レベル
が低下し、インバータ3の出力電圧即ち電動機4の1次
電圧も低下し、1次電流I1 も最小値に向って低下す
る。逆に、変調出力電圧指令値Vout と整流電流Idcの
位相関係が図9(A)(B)の場合には、Ia <Ib を
示す定数Vk =−Kの出力が比較器27から得られ、オ
フセット電圧Voff が減少し、変調出力電圧指令値Vou
t の平均レベルが上昇し、インバータ3の出力電圧即ち
電動機4の1次電圧V1 も高くなり、1次電流I1 の最
小値の電圧Vm に向って1次電圧V1 が高くなる。上述
のような動作の繰返しで1次電圧V1 は1次電流I1 を
最小にする値Vm 又はこの近傍になる。1次電圧V1 が
1次電流I1 を最小にする値Vm 又はこの近傍になる
と、効率ηはほぼ最高になる。これにより、電動機4の
高効率運転即ち省エネルギー運転を容易に達成すること
ができる。
Now, in the steady state, the phase relationship between the modulation output voltage command value Vout and the rectified current Idc is shown in FIGS. 8A and 8B.
In the case of (1), an output of a constant Vk = K indicating Ia> Ib is obtained from the comparator 27, and the offset voltage Voff increases. As a result, the average level of the modulated output voltage command value Vout decreases, the output voltage of the inverter 3, that is, the primary voltage of the motor 4 also decreases, and the primary current I1 also decreases toward the minimum value. Conversely, when the phase relationship between the modulated output voltage command value Vout and the rectified current Idc is as shown in FIGS. 9A and 9B, an output of a constant Vk = −K that indicates Ia <Ib is obtained from the comparator 27. The offset voltage Voff decreases, and the modulation output voltage command value Vou
The average level of t increases, the output voltage of the inverter 3, that is, the primary voltage V1 of the motor 4 also increases, and the primary voltage V1 increases toward the minimum value Vm of the primary current I1. By repeating the above-described operation, the primary voltage V1 becomes the value Vm at which the primary current I1 is minimized or near the value Vm. When the primary voltage V1 is at or near the value Vm that minimizes the primary current I1, the efficiency .eta. As a result, high-efficiency operation, that is, energy-saving operation of the electric motor 4 can be easily achieved.

【0025】なお、本実施例において電動機4を定常状
態にするまでは加速制御する。即ち、起動時又は加速時
には、加速勾配設定器7bから所定の傾きを有して出力
周波数を増大させるための加速勾配出力周波数指令値を
発生させ、これをインバータ制御回路3に加えると共に
電圧決定回路8に加える。また、第1及び第2の切換ス
イッチ10、11の接点aをオンにして電圧決定回路8
の出力電圧指令値Vinをインバータ制御回路5に直接に
加える。出力電圧指令値Vinを図6(A)に示すように
徐々に増大させ、且つ出力周波数指令値Fを図6(D)
に示すように徐々に高めると、これ等と同様に出力電圧
(1次電圧)V1 及び出力周波数も増大し、加速制御が
達成され、短時間で目標回転速度となる。図6のt1 時
点で目標回転速度になると、図1の切換スイッチ制御回
路12が定常状態を検出してt1よりも少し遅れた図7
のt2 時点で切換スイッチ10、11の接点bをオンに
制御し、最低電流追従制御回路9による制御に移行す
る。図6(B)及び図7(B)は1次電流I1 の変化を
示し、図6(C)及び図7(C)は負荷トルクT1 の変
化を示している。図7のt2 時点から本発明に従う最低
電流追従制御回路9による制御が開始されると、t2 〜
t3 区間の負荷トルクT1 においてほぼ最高効率運転を
可能にするように変調出力電圧指令値Vout が変化し、
1次電流I1 はt2 からしばらくした後に最小値にな
る。また、図7のt3 で負荷トルクが緩やかに増大する
と、このトルクの状態においてほぼ最高効率運転ができ
るように変調出力電圧指令値Vout が変化し、1次電流
I1 がこの負荷トルクにおける最小値に変化する。即
ち、負荷トルクT1 を緩やかに変化させる場合には、1
次電流I1 を最低にするための動作が追従して生じ、ほ
ぼ最高効率での運転を継続することができる。従って、
ファンやポンプの電動機のように負荷トルクが変動する
場合に好都合である。また、図1の方式は検出要素は1
次電流I1 のみであるので、制御装置の構成が簡単にな
り、装置の低コスト化が達成される。
In this embodiment, acceleration control is performed until the electric motor 4 is brought into a steady state. That is, at the time of startup or acceleration, an acceleration gradient output frequency command value for increasing the output frequency with a predetermined gradient is generated from the acceleration gradient setter 7b, and the command value is added to the inverter control circuit 3 and the voltage determination circuit is set. Add to 8. Further, the contact point a of the first and second changeover switches 10 and 11 is turned on to turn on the voltage determination circuit 8.
Is directly applied to the inverter control circuit 5. The output voltage command value Vin is gradually increased as shown in FIG. 6A, and the output frequency command value F is changed as shown in FIG.
When the voltage is gradually increased as shown in (1), the output voltage (primary voltage) V1 and the output frequency are increased in the same manner, acceleration control is achieved, and the target rotation speed is achieved in a short time. When the target rotational speed is reached at time t1 in FIG. 6, the changeover switch control circuit 12 in FIG.
At time t2, the contacts b of the changeover switches 10 and 11 are controlled to be turned on, and the control is shifted to the control by the minimum current follow-up control circuit 9. FIGS. 6B and 7B show changes in the primary current I1, and FIGS. 6C and 7C show changes in the load torque T1. When the control by the minimum current follow-up control circuit 9 according to the present invention is started from time t2 in FIG.
The modulation output voltage command value Vout changes so as to enable almost the highest efficiency operation at the load torque T1 in the section t3,
The primary current I1 reaches its minimum value some time after t2. When the load torque gradually increases at t3 in FIG. 7, the modulated output voltage command value Vout changes so that the operation can be performed at almost the maximum efficiency in this torque state, and the primary current I1 becomes the minimum value at this load torque. Change. That is, when the load torque T1 is gradually changed, 1
An operation for minimizing the next current I1 follows, and operation at almost the highest efficiency can be continued. Therefore,
This is advantageous when the load torque fluctuates as in a motor of a fan or a pump. In the method shown in FIG.
Since there is only the secondary current I1, the configuration of the control device is simplified, and the cost of the device is reduced.

【0026】[0026]

【変形例】本発明は上述の実施例に限定されるものでな
く、例えば次の変形が可能なものである。 (1) 整流回路6を単相全波又は単相半波又は三相半
波二相全波又は二相半波等の整流回路に変えることがで
きる。 (2) 図3の制御回路9をマイコンで構成しないで個
別回路又はアナログ回路で構成することができる。 (3) 出力周波数決定回路7の出力によって電圧決定
回路8を駆動する代りに、電圧決定回路8の出力に基づ
いて出力周波数指令値Fを作ることができる。 (4) 三相正弦波発生器13からディジタル値で正弦
波データを発生させ、三角波キャリア発振器14からデ
ィジタル値で三角波データを発生させ、比較器15、1
6、17をディジタル比較器とすることができる。 (5) スイッチQ1 〜Q6 をIGBT以外のMOSF
ET等の種々の半導体スイッチとすることができる。 (6) 整流回路6の代りに実効値検出回路を設け、こ
こで検出された実効値を定積分回路25、26に入力さ
せてもよい。
[Modifications] The present invention is not limited to the above-described embodiment, and for example, the following modifications are possible. (1) The rectifier circuit 6 can be changed to a rectifier circuit of single-phase full-wave, single-phase half-wave, three-phase half-wave, two-phase full-wave or two-phase half-wave. (2) The control circuit 9 shown in FIG. 3 can be constituted by an individual circuit or an analog circuit without using a microcomputer. (3) Instead of driving the voltage determination circuit 8 by the output of the output frequency determination circuit 7, the output frequency command value F can be generated based on the output of the voltage determination circuit 8. (4) The three-phase sine wave generator 13 generates sine wave data with digital values, and the triangular wave carrier oscillator 14 generates triangular wave data with digital values.
6 and 17 can be digital comparators. (5) Connect switches Q1 to Q6 to MOSF other than IGBT.
Various semiconductor switches such as ET can be used. (6) An effective value detection circuit may be provided instead of the rectifier circuit 6, and the detected effective value may be input to the constant integration circuits 25 and 26.

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

【図1】実施例の誘導電動機の制御装置を示す回路図で
ある。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a control device for an induction motor according to an embodiment.

【図2】図1のインバータ制御回路を詳しく示すブロッ
ク図である。
FIG. 2 is a block diagram illustrating an inverter control circuit of FIG. 1 in detail.

【図3】図1の最低電流追従制御回路を詳しく示すブロ
ック図である。
FIG. 3 is a block diagram illustrating a minimum current tracking control circuit of FIG. 1 in detail;

【図4】図2のインバータ制御回路の各部の状態を示す
波形図である。
FIG. 4 is a waveform chart showing a state of each part of the inverter control circuit of FIG. 2;

【図5】1相分の電動機1次電圧と1次電流の整流波形
とを原理的に示す波形図である。
FIG. 5 is a waveform diagram showing in principle a primary voltage of a motor for one phase and a rectified waveform of a primary current.

【図6】加速制御時のVin、I1 、T1 、Fを示す波形
図である。
FIG. 6 is a waveform diagram showing Vin, I1, T1, and F during acceleration control.

【図7】定常時のVout 、I1 、T1 、Fを示す波形図
である。
FIG. 7 is a waveform diagram showing Vout, I1, T1, and F in a steady state.

【図8】軽負荷時のVout 、Idcを示す波形図である。FIG. 8 is a waveform chart showing Vout and Idc at a light load.

【図9】重負荷時のVout 、Idcを示す波形図である。FIG. 9 is a waveform diagram showing Vout and Idc under heavy load.

【図10】電動機の1次電圧と1次電流、効率、回転速
度の関係を示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing a relationship among a primary voltage, a primary current, an efficiency, and a rotation speed of a motor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

3 インバータ 4 誘導電動機 5 PWMインバータ制御回路 9 最低電流追従制御回路 3 Inverter 4 Induction motor 5 PWM inverter control circuit 9 Minimum current tracking control circuit

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 PWM制御回路を使用したPWM制御に
よって任意の出力電圧を得ることができるインバータに
よって誘導電動機を制御する方法であって、 前記インバータの出力電圧を指令するための出力電圧指
令値を用意し、 前記インバータの出力周波数に対して十分に低い周波数
を有し且つ前記インバータの定常時の出力電圧よりも低
い振幅を有する正弦波交流信号を用意し、 前記出力電圧指令値に前記正弦波交流信号を重畳し、 前記誘導電動機の入力電流を検出し、 前記出力電圧指令値に重畳された前記正弦波交流信号の
位相角が0度から180度までの区間において前記入力
電流の検出値の定積分値からなる第1の値を求めると共
に、前記正弦波交流信号の位相角が180度から360
度までの区間において前記入力電流の検出値の定積分値
からなる第2の値を求め、 前記第1の値が前記第2の値よりも大きい時には定数値
Kとしてプラスの定数値を得、前記第1の値が前記第2
の値よりも小さい時には定数値Kとしてマイナスの定数
値を得、前記第1の値が前記第2の値と同一の時には定
数値Kとして0又はプラスの定数値又はマイナスの定数
値を得、 前記定数値Kを積分して定数値の積分値を求め、 前記正弦波交流信号を重畳する前又は後の前記出力電圧
指令値から前記定数値の積分値を減算して変調出力電圧
指令値を求め、 前記正弦波交流信号が重畳され且つ前記定数値の積分値
が減算された前記変調出力電圧指令値を前記PWM制御
回路に電圧指令値として与えることを特徴とする誘導電
動機の制御方法。
1. A method for controlling an induction motor by an inverter capable of obtaining an arbitrary output voltage by PWM control using a PWM control circuit, comprising: an output voltage command value for commanding the output voltage of the inverter; Preparing a sine wave AC signal having a frequency sufficiently lower than the output frequency of the inverter and having a lower amplitude than the steady-state output voltage of the inverter; An AC signal is superimposed, an input current of the induction motor is detected, and a phase angle of the sine wave AC signal superimposed on the output voltage command value is in a range from 0 degrees to 180 degrees. A first value consisting of a definite integral value is obtained, and the phase angle of the sine wave AC signal is changed from 180 degrees to 360 degrees.
A second value consisting of a definite integral value of the detected value of the input current is obtained in a section up to a degree. When the first value is larger than the second value, a positive constant value is obtained as a constant value K, The first value is equal to the second value
When the first value is equal to the second value, a negative constant value is obtained as 0 or a positive constant value or a negative constant value as the constant value K when the first value is the same as the second value. Integrating the constant value K to obtain an integral value of the constant value, subtracting the integral value of the constant value from the output voltage command value before or after superimposing the sine wave AC signal to obtain a modulation output voltage command value A method of controlling an induction motor, wherein the modulated output voltage command value obtained by superimposing the sine wave AC signal and subtracting the integral value of the constant value is given to the PWM control circuit as a voltage command value.
【請求項2】 前記誘導電動機を加速制御する時に、前
記インバータの出力周波数を徐々に上昇させると共に前
記インバータの出力電圧を徐々に上昇させ、前記誘導電
動機の回転速度が前記加速制御によって所定回転速度に
達した後に前記インバータの出力周波数を一定に保って
前記変調出力電圧指令値によるPWM制御を行うことを
特徴とする請求項1に従う誘導電動機の制御方法。
2. When accelerating the induction motor, gradually increasing the output frequency of the inverter and gradually increasing the output voltage of the inverter, and controlling the rotation speed of the induction motor to a predetermined rotation speed by the acceleration control. 2. The control method for an induction motor according to claim 1, wherein the PWM control based on the modulated output voltage command value is performed while the output frequency of the inverter is kept constant after the temperature has reached a predetermined value.
【請求項3】 PWM制御回路を使用したPWM制御に
よって任意の出力電圧を得ることができるインバータに
よって誘導電動機を制御する装置であって、 前記インバータの出力電圧を指令するための出力電圧指
令値を発生する出力電圧指令値発生手段と、 前記インバータの出力周波数に対して十分に低い周波数
を有し且つ前記インバータの定常時の出力電圧よりも低
い振幅を有する正弦波交流信号を発生する正弦波交流信
号発生手段と、 前記出力電圧指令値に前記正弦波交流信号を重畳する手
段と、 前記誘導電動機の入力電流を検出する手段と、 前記出力電圧指令値に重畳された前記正弦波交流信号の
位相角が0度から180度までの区間において前記入力
電流の検出値の定積分値からなる第1の値を求める第1
の定積分手段と、 前記正弦波交流信号の位相角が180度から360度ま
での区間において前記入力電流の検出値の定積分値から
なる第2の値を求める第2の定積分手段と、 前記第1の値が前記第2の値よりも大きい時には定数値
Kとしてプラスの定数値を出力し、前記第1の値が前記
第2の値よりも小さい時には定数値Kとしてマイナスの
定数値を出力し、前記第1の値が前記第2の値と同一の
時には定数値Kとして0又はプラスの定数値又はマイナ
スの定数値を出力する比較手段と、 前記定数値Kを積分して定数値の積分値を求める定数積
分手段と、 前記正弦波交流信号を重畳する前又は後の前記出力電圧
指令値から前記定数値の積分値を減算して変調出力電圧
指令値を求める減算手段と、 前記正弦波交流信号が重畳され且つ前記定数値の積分値
が減算された前記変調出力電圧指令値を前記PWM制御
回路に電圧指令値として与える手段とを備えた誘導電動
機の制御装置。
3. An apparatus for controlling an induction motor by an inverter capable of obtaining an arbitrary output voltage by PWM control using a PWM control circuit, wherein an output voltage command value for commanding the output voltage of the inverter is provided. Output voltage command value generating means for generating; and a sine wave AC signal having a frequency sufficiently lower than the output frequency of the inverter and generating a sine wave AC signal having an amplitude lower than the steady-state output voltage of the inverter. Signal generating means, means for superimposing the sine wave AC signal on the output voltage command value, means for detecting the input current of the induction motor, and phase of the sine wave AC signal superimposed on the output voltage command value A first value for obtaining a first value consisting of a definite integral value of the detected value of the input current in a section where the angle is from 0 degree to 180 degrees;
And a second constant integration means for obtaining a second value consisting of a constant integration value of the detected value of the input current in a section where the phase angle of the sine wave AC signal is 180 degrees to 360 degrees. When the first value is larger than the second value, a positive constant value is output as the constant value K. When the first value is smaller than the second value, a negative constant value is output as the constant value K. Comparing means for outputting 0, a positive constant value, or a negative constant value as the constant value K when the first value is the same as the second value; and a constant value obtained by integrating the constant value K. Constant integration means for obtaining an integral value of a numerical value; subtraction means for subtracting the integral value of the constant value from the output voltage command value before or after superimposing the sine wave AC signal to obtain a modulated output voltage command value; The sine wave AC signal is superimposed and the constant Control device for an induction motor and a means for providing the modulated output voltage command value that the integrated value obtained by subtracting the value as a voltage command value to the PWM control circuit.
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