JP2856762B2 - 電圧形インバータ装置 - Google Patents
電圧形インバータ装置Info
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- JP2856762B2 JP2856762B2 JP1095211A JP9521189A JP2856762B2 JP 2856762 B2 JP2856762 B2 JP 2856762B2 JP 1095211 A JP1095211 A JP 1095211A JP 9521189 A JP9521189 A JP 9521189A JP 2856762 B2 JP2856762 B2 JP 2856762B2
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、v/f一定制御方式の電圧形インバータ装置
に関する。
に関する。
（従来の技術） 可変速制御される誘導電動機の制御装置として、第４
図に示す電圧形インバータが知られている。第４図の装
置においては、整流器10、直流リアクトル11、直流コン
デンサ12、及びインバータ13を介して、誘導電動機14に
可変周波数、可変電圧の交流電力が供給される。インバ
ータ13は、ゲートターンオフサイリスタやトランジスタ
などの自己転流能力を持つデバイスで構成され、直流コ
ンデンサ12の電圧をスイッチングにより交流に変換す
る。第４図の装置の動作を簡単に説明すると、周波数設
定器15から周波数基準ｆ＊を電圧／周波数関数発生回路
16に入力し、電圧基準Ｖ＊を発生する。電圧制御回路17
は、電圧基準Ｖ＊と、電圧検出器18で検出した直流コン
デンサ12の電圧を比較し、整流器10の制御を行う。
図に示す電圧形インバータが知られている。第４図の装
置においては、整流器10、直流リアクトル11、直流コン
デンサ12、及びインバータ13を介して、誘導電動機14に
可変周波数、可変電圧の交流電力が供給される。インバ
ータ13は、ゲートターンオフサイリスタやトランジスタ
などの自己転流能力を持つデバイスで構成され、直流コ
ンデンサ12の電圧をスイッチングにより交流に変換す
る。第４図の装置の動作を簡単に説明すると、周波数設
定器15から周波数基準ｆ＊を電圧／周波数関数発生回路
16に入力し、電圧基準Ｖ＊を発生する。電圧制御回路17
は、電圧基準Ｖ＊と、電圧検出器18で検出した直流コン
デンサ12の電圧を比較し、整流器10の制御を行う。
一方、電流検出器19でモータ電流を検出し、整流回路
20で直流に変換し、微分回路21で微分し、安定化信号fc
を得る。次に、周波数基準ｆ＊に、安定化信号fcを加算
し、発振回路22へ入力し、発振回路22の出力でインバー
タ13を制御し、誘導電動機14に可変周波数の交流を供給
する。ここで、微分回路21の目的は、周波数基準や直流
電圧などの急変が引き起す、モータの力率、電流や発生
トルクなどの振動を抑制することにある。
20で直流に変換し、微分回路21で微分し、安定化信号fc
を得る。次に、周波数基準ｆ＊に、安定化信号fcを加算
し、発振回路22へ入力し、発振回路22の出力でインバー
タ13を制御し、誘導電動機14に可変周波数の交流を供給
する。ここで、微分回路21の目的は、周波数基準や直流
電圧などの急変が引き起す、モータの力率、電流や発生
トルクなどの振動を抑制することにある。
（発明が解決しようとする課題） 第４図に示す従来装置は、モータ力率などの変化が大
きい場合次のような問題がある。これを第５図と第６図
を用いて説明する。
きい場合次のような問題がある。これを第５図と第６図
を用いて説明する。
第５図はモータ電流をモータ電圧を基準とするｄ−ｑ
軸回転座標上のベクトルで表わしたものである。今、第
５図でモータ電流ベクトルが、ベクトルＡからベクトル
Ｂへ移る場合、図に矢印で示すように回転しながら最終
的にベクトルＢへ落ち着く。この場合、変化量が小さ
く、過渡状態中のモータ電流ベクトルがｄ−ｑ座標上の
第１象限にある場合は、ベクトルの振幅だけでモータの
状態をほぼ検出できる。次に、ベクトルの変化量が大き
い場合を第６図に示す。図でベクトルＣから、ベクトル
Ｄへ移る途中でｄ−ｑ座標軸上の第１象限以外の象限を
経由する場合は、ベクトルの振幅だけでは、どの象限に
いるかが決まらず、モータの運転状態を検出できない問
題がある。つまり、モータ電流が増加した時、力行状態
で加速トルクを出そうとしているのか、回生状態で減速
トルクを出そうとしているのか区別できない。従って、
第１象限以外では、安定化信号としての極性が狂ってし
まい、モータ電流やトルクなどが振動してしまう問題が
あった。
軸回転座標上のベクトルで表わしたものである。今、第
５図でモータ電流ベクトルが、ベクトルＡからベクトル
Ｂへ移る場合、図に矢印で示すように回転しながら最終
的にベクトルＢへ落ち着く。この場合、変化量が小さ
く、過渡状態中のモータ電流ベクトルがｄ−ｑ座標上の
第１象限にある場合は、ベクトルの振幅だけでモータの
状態をほぼ検出できる。次に、ベクトルの変化量が大き
い場合を第６図に示す。図でベクトルＣから、ベクトル
Ｄへ移る途中でｄ−ｑ座標軸上の第１象限以外の象限を
経由する場合は、ベクトルの振幅だけでは、どの象限に
いるかが決まらず、モータの運転状態を検出できない問
題がある。つまり、モータ電流が増加した時、力行状態
で加速トルクを出そうとしているのか、回生状態で減速
トルクを出そうとしているのか区別できない。従って、
第１象限以外では、安定化信号としての極性が狂ってし
まい、モータ電流やトルクなどが振動してしまう問題が
あった。
この問題により、第１象限内だけで運転する安定な負
荷の用途以外には、インバータ装置が適用できなかっ
た。
荷の用途以外には、インバータ装置が適用できなかっ
た。
従って、本発明の目的は、周波数基準や負荷が急変す
る用途にも安定な運転ができるインバータ装置を提供す
ることにある。
る用途にも安定な運転ができるインバータ装置を提供す
ることにある。
（課題を解決するための手段） 本発明の電圧形インバータ装置は、電圧基準に対応し
た直流電圧を出力するコンバータと、前記直流電圧を所
望の周波数の交流電圧に変換し、交流電動機に交流電流
を供給するインバータと、周波数指令に基づいて位相信
号を出力し前記インバータを制御するインバータ制御部
と、前記位相信号に基づいて前記交流電流の検出値を回
転座標軸上のｄ軸成分及び又はｑ軸成分に変換するベク
トルフィルターを備える。
た直流電圧を出力するコンバータと、前記直流電圧を所
望の周波数の交流電圧に変換し、交流電動機に交流電流
を供給するインバータと、周波数指令に基づいて位相信
号を出力し前記インバータを制御するインバータ制御部
と、前記位相信号に基づいて前記交流電流の検出値を回
転座標軸上のｄ軸成分及び又はｑ軸成分に変換するベク
トルフィルターを備える。
（作用） 上記構成によれば、インバータから交流電動機に供給
される交流電流のモータ電圧回転座標上のｄ軸成分及び
又はｑ軸成分によりインバータの出力電圧が補正制御さ
れ、モータ電圧回転座標上の電流ベクトルが過渡状態で
第１象限以外に変化しても制御系を安定化させるための
補正の方向が正しく作用し安定な運転を行うことができ
る。
される交流電流のモータ電圧回転座標上のｄ軸成分及び
又はｑ軸成分によりインバータの出力電圧が補正制御さ
れ、モータ電圧回転座標上の電流ベクトルが過渡状態で
第１象限以外に変化しても制御系を安定化させるための
補正の方向が正しく作用し安定な運転を行うことができ
る。
（実施例） 第１図は本発明の一実施例を示すものである。この装
置は第４図の装置の回路構成を基本とし、モータ電流検
出を振幅だけではなく、モータ電圧回転座標上のｄ軸,q
軸成分に分解して検出したものに相当する。第１図で第
４図と異なるのは、モータ電流を検出する部分が、整流
器20から、ベクトルフィルター23に変更している点と、
安定化用微分回路21が２つある点である。
置は第４図の装置の回路構成を基本とし、モータ電流検
出を振幅だけではなく、モータ電圧回転座標上のｄ軸,q
軸成分に分解して検出したものに相当する。第１図で第
４図と異なるのは、モータ電流を検出する部分が、整流
器20から、ベクトルフィルター23に変更している点と、
安定化用微分回路21が２つある点である。
ベクトルフィルター23の動作原理を第２図を用いて簡
単に説明する。インバータ出力周波数位相角をθ、モー
タ電圧ベクトルをVq、モータ電流ベクトルをＩ、VqとＩ
との位相差をφとし、モータ電圧ベクトルVqをｑ軸とす
ると、第２図に示すように、モータ電流ベクトルＩの回
転座標上のｄ軸、ｑ軸成分は、 Id＝|I|sinφ Iq＝|I|cosφ となる。
単に説明する。インバータ出力周波数位相角をθ、モー
タ電圧ベクトルをVq、モータ電流ベクトルをＩ、VqとＩ
との位相差をφとし、モータ電圧ベクトルVqをｑ軸とす
ると、第２図に示すように、モータ電流ベクトルＩの回
転座標上のｄ軸、ｑ軸成分は、 Id＝|I|sinφ Iq＝|I|cosφ となる。
ベクトルフィルター23は、上記Id,Iqを得るために、
以下の演算を行っている。
以下の演算を行っている。
先ずインバータ電圧すなわちモータ電圧位相θを決定
するための信号を発振器22から入力し、sinθとcosθを
発生する。次に、電流検出器19から入力した３相のモー
タ電流を３相/2相変換し、|I|cos（θ−φ）と|I|sin
（θ−φ）を発生し、上記sinθ,cosθと乗算及び加減
算を行い、次式で示すようにId,Iqを得る。
するための信号を発振器22から入力し、sinθとcosθを
発生する。次に、電流検出器19から入力した３相のモー
タ電流を３相/2相変換し、|I|cos（θ−φ）と|I|sin
（θ−φ）を発生し、上記sinθ,cosθと乗算及び加減
算を行い、次式で示すようにId,Iqを得る。
Id＝|I|cos（θ−φ）・sinθ−|I|sin（θ−φ）・cos
θ ＝|I|sinφ Iq＝|I|cos（θ−φ）・cosθ＋|I|sin（θ−φ）・sin
θ ＝|I|cosφ 以上のように、ベクトルフィルター23によって、モー
タ電流を電圧回転座標上のｄ軸,q軸成分に分解すること
ができる。
θ ＝|I|sinφ Iq＝|I|cos（θ−φ）・cosθ＋|I|sin（θ−φ）・sin
θ ＝|I|cosφ 以上のように、ベクトルフィルター23によって、モー
タ電流を電圧回転座標上のｄ軸,q軸成分に分解すること
ができる。
第１図の装置はベクトルフィルター23で得られたモー
タ電流のｄ軸,q軸成分Id,Iqを各々独立に微分回路21へ
入力し、その出力を安定化信号としてインバータ周波数
基準に加算し、制御の安定化を図ることができる。
タ電流のｄ軸,q軸成分Id,Iqを各々独立に微分回路21へ
入力し、その出力を安定化信号としてインバータ周波数
基準に加算し、制御の安定化を図ることができる。
このようにして、ｄ軸,q軸成分を別々に補正信号とし
て用いることにより、モータ電流ベクトルが第１象限以
外にあっても安定化の方向が狂うことなく、制御の安定
化が達成される。
て用いることにより、モータ電流ベクトルが第１象限以
外にあっても安定化の方向が狂うことなく、制御の安定
化が達成される。
第３図に本発明の他の実施例を示す。第３図で第１図
と異なっているのは、発振回路22とインバータ13の間に
パルス幅変調回路24を挿入し、安定化信号に応じてイン
バータ出力電圧を可変する点である。
と異なっているのは、発振回路22とインバータ13の間に
パルス幅変調回路24を挿入し、安定化信号に応じてイン
バータ出力電圧を可変する点である。
第３図の動作を簡単に説明する。ベクトルフィルター
23で、モータ電流のｑ軸成分Iqを検出し、微分回路21へ
入力する。微分回路21で変化量を検出し、パルス幅変調
回路24に入力する。パルス幅変調回路は、発振器22から
のθを基本位相とし、それに微分回路21からの信号に応
じてパルス幅変調をかけて、インバータ出力電圧を調整
する。
23で、モータ電流のｑ軸成分Iqを検出し、微分回路21へ
入力する。微分回路21で変化量を検出し、パルス幅変調
回路24に入力する。パルス幅変調回路は、発振器22から
のθを基本位相とし、それに微分回路21からの信号に応
じてパルス幅変調をかけて、インバータ出力電圧を調整
する。
第３図の構成によれば、モータ電流のｑ軸成分をフィ
ードバックとして、モータ電圧を調節することにより、
モータ電流ベクトルが第１象限以外にあっても、モータ
電流のｑ軸の振動を素早く防止できる。
ードバックとして、モータ電圧を調節することにより、
モータ電流ベクトルが第１象限以外にあっても、モータ
電流のｑ軸の振動を素早く防止できる。
（発明の効果） 本発明の電圧形インバータ装置によれば、インバータ
から交流電動機に供給される交流電流の検出値でインバ
ータの出力電圧を補正制御し制御系の安定化を図る場合
に、モータ電圧回転座標上の電流ベクトルが第１象限以
外にあっても、安定化の方向が狂わず、制御系の安定化
を行うことが可能となり、簡潔な補正回路で実施するこ
とが可能となる。
から交流電動機に供給される交流電流の検出値でインバ
ータの出力電圧を補正制御し制御系の安定化を図る場合
に、モータ電圧回転座標上の電流ベクトルが第１象限以
外にあっても、安定化の方向が狂わず、制御系の安定化
を行うことが可能となり、簡潔な補正回路で実施するこ
とが可能となる。
第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
第１図の動作を説明するための図、第３図は本発明の他
の実施例を示すブロック図、第４図は従来のv/f一定制
御方式の電圧形インバータの構成図、第５図及び第６図
は第４図の動作を説明するための図である。 10……整流器、11……直流リアクトル 12……直流コンデンサ、13……インバータ 14……誘導電動機、15……周波数設定器 16……電圧／周波数関数発生回路 17……電圧制御回路、18……電圧検出器 19……電流検出器、20……整流回路 21……微分回路、22……発振回路 23……ベクトルフィルター 24……パルス幅変調回路
第１図の動作を説明するための図、第３図は本発明の他
の実施例を示すブロック図、第４図は従来のv/f一定制
御方式の電圧形インバータの構成図、第５図及び第６図
は第４図の動作を説明するための図である。 10……整流器、11……直流リアクトル 12……直流コンデンサ、13……インバータ 14……誘導電動機、15……周波数設定器 16……電圧／周波数関数発生回路 17……電圧制御回路、18……電圧検出器 19……電流検出器、20……整流回路 21……微分回路、22……発振回路 23……ベクトルフィルター 24……パルス幅変調回路
Claims (2)
- 【請求項１】電圧基準に対応した直流電圧を出力するコ
ンバータと、前記直流電圧を所望の周波数の交流電圧に
変換し、交流電動機に交流電流を供給するインバータ
と、周波数指令に基づいて位相信号を出力し前記インバ
ータをV/F一定制御するインバータ制御手段とを有する
電圧形インバータ装置において、前記位相信号に基づい
て前記交流電流の検出値を３相/2相変換し、電圧回転座
標系上のｄ軸成分及びｑ軸成分に変換する変換手段と、
この変換手段からの前記ｄ軸成分及びｑ軸成分を各々独
立に入力し、微分する微分手段と、この微分手段からの
出力により前記周波数指令を補正する補正手段とを具備
したことを特徴とする電圧形インバータ装置。 - 【請求項２】電圧基準に対応した直流電圧を出力するコ
ンバータと、前記直流電圧を所望の周波数の交流電圧に
変換し、交流電動機に交流電流を供給するインバータ
と、周波数指令に基づいて位相信号を出力する発振手段
とを有する電圧形インバータ装置において、前記発振手
段からの位相信号に基づいて前記交流電流の検出値の電
圧回転座標系上のｑ軸成分を検出する検出手段と、この
検出手段からの前記ｑ軸成分を入力し、微分する微分手
段と、前記発振手段からの位相信号と前記微分手段から
の出力とに基づいて、前記インバータをPWM制御するPWM
制御手段とを具備したことを特徴とする電圧形インバー
タ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1095211A JP2856762B2 (ja) | 1989-04-17 | 1989-04-17 | 電圧形インバータ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1095211A JP2856762B2 (ja) | 1989-04-17 | 1989-04-17 | 電圧形インバータ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02276490A JPH02276490A (ja) | 1990-11-13 |
| JP2856762B2 true JP2856762B2 (ja) | 1999-02-10 |
Family
ID=14131418
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1095211A Expired - Lifetime JP2856762B2 (ja) | 1989-04-17 | 1989-04-17 | 電圧形インバータ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2856762B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5047021B2 (ja) * | 2008-03-24 | 2012-10-10 | 三菱電機株式会社 | 電動機駆動装置および空気調和機 |
| EP2717465B1 (en) | 2011-04-21 | 2019-06-19 | Nissan Motor Co., Ltd | Control device for electric motor and control method for electric motor |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63268489A (ja) * | 1987-04-25 | 1988-11-07 | Fuji Electric Co Ltd | 誘導電動機の可変速駆動装置 |
-
1989
- 1989-04-17 JP JP1095211A patent/JP2856762B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02276490A (ja) | 1990-11-13 |
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