JP2880808B2 - インバータ装置 - Google Patents
インバータ装置Info
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- JP2880808B2 JP2880808B2 JP3014286A JP1428691A JP2880808B2 JP 2880808 B2 JP2880808 B2 JP 2880808B2 JP 3014286 A JP3014286 A JP 3014286A JP 1428691 A JP1428691 A JP 1428691A JP 2880808 B2 JP2880808 B2 JP 2880808B2
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Description
［発明の目的］
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、インバータ装置に係
り、特に減速時における位相制御を行なうインバータ装
置に関する。
り、特に減速時における位相制御を行なうインバータ装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の従来の装置を図５に示す。即
ち、１は直流電源、２は直流フィルタコンデンサ、３は
インバータ部、４は負荷たる電動機、５は回生電力放電
装置である。また、６は周波数基準発生器で外部からの
周波数設定器７により周波数設定値を受けこれを周波数
基準値ｆｃとして加減速処理器８に入力する。加減速処
理器８は、加速時はｆ* ←ｆ* ＋Δｆ処理を減速時はｆ
* ←ｆ* −Δｆ処理を行っている。ｆ* は電圧基準発生
器９及び位相基準発生器１０へ入力される。位相基準発
生器１０は、周波数の整数倍パルスを位相カウンタ１１
に出力し、ここで電気角基準θ* に変換される。正弦波
基準発生器１２は、先の電圧基準発生器８の出力である
電圧基準Ｖ* 並びに位相カウンタ１１の出力θ* より正
弦波基準ｓｉｎθを出力する。ＰＷＭ信号発生器１３で
は、搬送波発生器１４の出力並びに正弦波基準ｓｉｎθ
を比較し、インバータ部３を駆動すべく駆動回路１５に
信号を出力する。さらに、直流フィルタコンデンサ２に
印加する直流電圧を検出する電圧検出器１６と、回生電
力放電装置５を駆動制御する回生電力放電装置駆動回路
１７とを有している。
ち、１は直流電源、２は直流フィルタコンデンサ、３は
インバータ部、４は負荷たる電動機、５は回生電力放電
装置である。また、６は周波数基準発生器で外部からの
周波数設定器７により周波数設定値を受けこれを周波数
基準値ｆｃとして加減速処理器８に入力する。加減速処
理器８は、加速時はｆ* ←ｆ* ＋Δｆ処理を減速時はｆ
* ←ｆ* −Δｆ処理を行っている。ｆ* は電圧基準発生
器９及び位相基準発生器１０へ入力される。位相基準発
生器１０は、周波数の整数倍パルスを位相カウンタ１１
に出力し、ここで電気角基準θ* に変換される。正弦波
基準発生器１２は、先の電圧基準発生器８の出力である
電圧基準Ｖ* 並びに位相カウンタ１１の出力θ* より正
弦波基準ｓｉｎθを出力する。ＰＷＭ信号発生器１３で
は、搬送波発生器１４の出力並びに正弦波基準ｓｉｎθ
を比較し、インバータ部３を駆動すべく駆動回路１５に
信号を出力する。さらに、直流フィルタコンデンサ２に
印加する直流電圧を検出する電圧検出器１６と、回生電
力放電装置５を駆動制御する回生電力放電装置駆動回路
１７とを有している。
【０００３】このように構成された従来のインバータ装
置においては、電動機４を減速させる場合は電動機４か
らの回生電力により、直流フィルタコンデンサ２の直流
電圧が上昇する。これに対し、従来より回生電力放電用
として、回生電力放電装置５を新たにインバータに付加
し、インバータ直流電圧を電圧検出器１６で検出し、所
定値以上になった場合、回生電力放電装置駆動回路１７
に指令を出す。これにより回生電力放電装置５が駆動
し、回生電力を放電する。減速を速やかに行うために
は、必然的に容量の大きな回生電力放電装置５が必要と
なる。また、回生電力放電装置５を付加せずに減速を行
う場合、一般に直流フィルタコンデンサ２の電圧が予め
定めた所定値以上になった時点で、減速運転を一時中断
し電圧が下降した時点で再度減速運転を行う方式がとら
れている。
置においては、電動機４を減速させる場合は電動機４か
らの回生電力により、直流フィルタコンデンサ２の直流
電圧が上昇する。これに対し、従来より回生電力放電用
として、回生電力放電装置５を新たにインバータに付加
し、インバータ直流電圧を電圧検出器１６で検出し、所
定値以上になった場合、回生電力放電装置駆動回路１７
に指令を出す。これにより回生電力放電装置５が駆動
し、回生電力を放電する。減速を速やかに行うために
は、必然的に容量の大きな回生電力放電装置５が必要と
なる。また、回生電力放電装置５を付加せずに減速を行
う場合、一般に直流フィルタコンデンサ２の電圧が予め
定めた所定値以上になった時点で、減速運転を一時中断
し電圧が下降した時点で再度減速運転を行う方式がとら
れている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の構
成では、電動機を速やかに停止させようとする場合に
は、発生する回生電力の処理が問題となり、通常回生電
力放電装置を使用するが、減速する時間を短くすればす
るほどその容量が大となり即ち発生電力が大きく、放熱
設計を困難にし、装置が大がかりとなり、経済的にも費
用がかかる問題がある。
成では、電動機を速やかに停止させようとする場合に
は、発生する回生電力の処理が問題となり、通常回生電
力放電装置を使用するが、減速する時間を短くすればす
るほどその容量が大となり即ち発生電力が大きく、放熱
設計を困難にし、装置が大がかりとなり、経済的にも費
用がかかる問題がある。
【０００５】また、回生電力放電装置を使用せず減速運
転を行う場合インバータ直流部電圧上昇により、素子を
過電圧から保護するために保護動作を行ない前述した減
速運転の中断を招き所望の減速時間で減速できない場合
がある。従って、この場合は保護機能が動作しない程度
まで減速時間を長くしなければならない。このことは、
一定時間で停止しなければならない用途では問題となり
使用することができない。
転を行う場合インバータ直流部電圧上昇により、素子を
過電圧から保護するために保護動作を行ない前述した減
速運転の中断を招き所望の減速時間で減速できない場合
がある。従って、この場合は保護機能が動作しない程度
まで減速時間を長くしなければならない。このことは、
一定時間で停止しなければならない用途では問題となり
使用することができない。
【０００６】そこで、本発明は、上記事情に鑑みてなさ
れたもので、その目的は電動機減速時にインバータ直流
部電圧が所定値以上に上昇したときにインバータ出力電
圧の位相をカ行側へ一瞬にして進ませ、力率を変えるこ
とによって前述した減速運転の中断することなく、また
回生電力放電装置を使用せず急激にインバータ直流部電
圧を下げ、回生電力による主回路電圧の上昇を防止し、
電動機を速やかに所望の減速時間で停止可能なインバー
タ装置を提供することにある。 ［発明の構成］
れたもので、その目的は電動機減速時にインバータ直流
部電圧が所定値以上に上昇したときにインバータ出力電
圧の位相をカ行側へ一瞬にして進ませ、力率を変えるこ
とによって前述した減速運転の中断することなく、また
回生電力放電装置を使用せず急激にインバータ直流部電
圧を下げ、回生電力による主回路電圧の上昇を防止し、
電動機を速やかに所望の減速時間で停止可能なインバー
タ装置を提供することにある。 ［発明の構成］
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、スイッチング素子を有し、直流電源から
の直流電力を交流電源に変換するインバータ主回路と、
このインバータ主回路を制御するインバータ制御手段と
からなり電動機を任意の周波数で制御し所望の速度で運
転するインバータ装置において、出力周波数の位相を制
御する位相制御手段と、出力周波数の加減速を行う加減
速処理手段と、前記インバータ主回路の電圧を検出する
電圧検出手段と、電動機を減速するために前記出力周波
数を前記加減速処理手段にて低下中でかつ前記電圧検出
手段により検出された電圧が所定値以上の場合に、イン
バータ装置から出力される前記交流電源の周波数の位相
を所定の角度進めるために位相角制御手段に所定の位相
シフト量を加算する位相加算手段とを備えたインバータ
装置を提供する。
に、本発明は、スイッチング素子を有し、直流電源から
の直流電力を交流電源に変換するインバータ主回路と、
このインバータ主回路を制御するインバータ制御手段と
からなり電動機を任意の周波数で制御し所望の速度で運
転するインバータ装置において、出力周波数の位相を制
御する位相制御手段と、出力周波数の加減速を行う加減
速処理手段と、前記インバータ主回路の電圧を検出する
電圧検出手段と、電動機を減速するために前記出力周波
数を前記加減速処理手段にて低下中でかつ前記電圧検出
手段により検出された電圧が所定値以上の場合に、イン
バータ装置から出力される前記交流電源の周波数の位相
を所定の角度進めるために位相角制御手段に所定の位相
シフト量を加算する位相加算手段とを備えたインバータ
装置を提供する。
【０００８】
【作用】上記手段を備えた本発明のインバータ制御装置
によれば、減速時の電動機からの回生電力をインバータ
出力電圧の位相を一瞬にして進めることによって処理す
るため、回生電力放電装置が不要であり、従来の構成と
ほとんど同等の構成にて電動機の速やかな減速運転が行
える。
によれば、減速時の電動機からの回生電力をインバータ
出力電圧の位相を一瞬にして進めることによって処理す
るため、回生電力放電装置が不要であり、従来の構成と
ほとんど同等の構成にて電動機の速やかな減速運転が行
える。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の一実施例につき図面を用いて
説明する。
説明する。
【００１０】図１に示すように、１８は位相シフト量出
力器で、加減速処理器８より運転状態指令を受け、さら
に電圧検出器１６より検出値を受け、運転状態が減速中
指令でかつ電圧検出値が予め設定してある所定値（位相
シフト指令電圧）以上の場合、加算器１９に位相シフト
量Δθを出力する。そして、加算器１９はΔθ及び位相
カウンタ１１の出力θ* を加算し、インバータ出力電圧
の位相基準となるθ（θ＝θ* ＋Δθ）を出力する。イ
ンバータ部３へのＰＷＭ信号は、以上の動作により一瞬
にしてΔθだけ進み位相の出力電圧指令を出すことが可
能である。次に、本実施例の作用につき説明する。
力器で、加減速処理器８より運転状態指令を受け、さら
に電圧検出器１６より検出値を受け、運転状態が減速中
指令でかつ電圧検出値が予め設定してある所定値（位相
シフト指令電圧）以上の場合、加算器１９に位相シフト
量Δθを出力する。そして、加算器１９はΔθ及び位相
カウンタ１１の出力θ* を加算し、インバータ出力電圧
の位相基準となるθ（θ＝θ* ＋Δθ）を出力する。イ
ンバータ部３へのＰＷＭ信号は、以上の動作により一瞬
にしてΔθだけ進み位相の出力電圧指令を出すことが可
能である。次に、本実施例の作用につき説明する。
【００１１】図２は、本実施例における電動機の減速運
転中の各部動作波形を描いたものである。図２のモード
Ｉに示すように、減速運転中は電動機からの回生電力の
ため直流フィルタコンデンサの電圧が上昇する。この直
流電圧が予め設定してある位相シフト指令電圧を越える
ことによって、図１に示した電圧検出器１６から位相シ
フト指令が出力され、これにより予め設定してある位相
シフト量Δθ分だけ出力電圧の正弦波基準波形位相が進
む。これは、電動機運転にとってΔθ分だけ一瞬にして
位相シフトが行われ、カ行側へ運転状態を変更でき、そ
の位相シフトにより力率を一時的に変化させ、急激に回
生モードからカ行モードに移り直流フィルタコンデンサ
電圧が急激に下降する。この状態を示したのが、図２に
示すモードIIである。
転中の各部動作波形を描いたものである。図２のモード
Ｉに示すように、減速運転中は電動機からの回生電力の
ため直流フィルタコンデンサの電圧が上昇する。この直
流電圧が予め設定してある位相シフト指令電圧を越える
ことによって、図１に示した電圧検出器１６から位相シ
フト指令が出力され、これにより予め設定してある位相
シフト量Δθ分だけ出力電圧の正弦波基準波形位相が進
む。これは、電動機運転にとってΔθ分だけ一瞬にして
位相シフトが行われ、カ行側へ運転状態を変更でき、そ
の位相シフトにより力率を一時的に変化させ、急激に回
生モードからカ行モードに移り直流フィルタコンデンサ
電圧が急激に下降する。この状態を示したのが、図２に
示すモードIIである。
【００１２】そこで、モードIIについての原理を、図３
に示す誘導電動機の簡易等価回路及び図４に示すベクト
ル関係図で説明する。図３において、Ｖはインバータの
出力電圧、Ｉは出力電流、Ｚは誘導電動機の１次側換算
のインピーダンス、Ｌは励磁インダクタンス、Ｅは誘導
電動機の逆起電圧である。回生時の電流Ｉの極性は実線
の矢印の向きであり、それぞれの関係は（１）式で示さ
れる。 Ｖ＋Ｉ・Ｚ＝Ｅ ・・・・・（１）
に示す誘導電動機の簡易等価回路及び図４に示すベクト
ル関係図で説明する。図３において、Ｖはインバータの
出力電圧、Ｉは出力電流、Ｚは誘導電動機の１次側換算
のインピーダンス、Ｌは励磁インダクタンス、Ｅは誘導
電動機の逆起電圧である。回生時の電流Ｉの極性は実線
の矢印の向きであり、それぞれの関係は（１）式で示さ
れる。 Ｖ＋Ｉ・Ｚ＝Ｅ ・・・・・（１）
【００１３】このベクトル関係は図４となる。図４の実
線部は減速回生状態での各部ベクトルであり、これによ
り電動機カ行側へ瞬時にΔθだけ位相シフトを行なうこ
とにより、ベクトル関係は速やかに同図斜線部に示すよ
うな形となり、電気回路の応答時間で電流位相は逆転
し、極めて高速な回生モードからカ行モードへの移行が
可能となり、これにより急速に直流フィルタコンデンサ
の電圧を降下させることができる。カ行モードへ移行後
は電動機の減速運転により再び回生モードへと移行して
いく。これにより再び直流フィルコンデンサ電圧が上昇
し、再び位相シフト指令電圧値を越える場合は上記動作
が同様に繰り返される。ここで位相シフト量はシフトす
る毎に加算されるためｎ回のシフトではｎ＊Δθとな
る。本実施例では、シフト量に重みを付加せず毎回のシ
フト量を単純にΔθ分だけとしたが、重みを付け毎回の
シフト量を変化させるのも一方法である。
線部は減速回生状態での各部ベクトルであり、これによ
り電動機カ行側へ瞬時にΔθだけ位相シフトを行なうこ
とにより、ベクトル関係は速やかに同図斜線部に示すよ
うな形となり、電気回路の応答時間で電流位相は逆転
し、極めて高速な回生モードからカ行モードへの移行が
可能となり、これにより急速に直流フィルタコンデンサ
の電圧を降下させることができる。カ行モードへ移行後
は電動機の減速運転により再び回生モードへと移行して
いく。これにより再び直流フィルコンデンサ電圧が上昇
し、再び位相シフト指令電圧値を越える場合は上記動作
が同様に繰り返される。ここで位相シフト量はシフトす
る毎に加算されるためｎ回のシフトではｎ＊Δθとな
る。本実施例では、シフト量に重みを付加せず毎回のシ
フト量を単純にΔθ分だけとしたが、重みを付け毎回の
シフト量を変化させるのも一方法である。
【００１４】このように本実施例によれば、出力電圧の
正弦波基準を位相シフトさせる機能を付加することによ
り、回生電力放電装置を付加することなく、また減速時
間を長くすることなく速やかな減速が行える。
正弦波基準を位相シフトさせる機能を付加することによ
り、回生電力放電装置を付加することなく、また減速時
間を長くすることなく速やかな減速が行える。
【００１５】
【発明の効果】本発明のインバータ制御装置は、以上説
明したように、減速運転時インバータ直流部電圧を検出
し、インバータ出力電圧波形の位相を瞬間的に進めるこ
とにより、回生電力放電装置を付加することなく、ま
た、減速運転を中断することなく速やかに減速が行え
る。また、本発明を用いることにより相手機械に異常が
発生した場合に、電動機を直ちに停止させることも可能
である。
明したように、減速運転時インバータ直流部電圧を検出
し、インバータ出力電圧波形の位相を瞬間的に進めるこ
とにより、回生電力放電装置を付加することなく、ま
た、減速運転を中断することなく速やかに減速が行え
る。また、本発明を用いることにより相手機械に異常が
発生した場合に、電動機を直ちに停止させることも可能
である。
【図１】本発明の一実施例の電気的構成を示すブロック
線図である。
線図である。
【図２】本発明の一実施例の作用説明用の時間対各部指
令及び電圧特性図である。
令及び電圧特性図である。
【図３】本発明の原理における構成を説明する図であ
る。
る。
【図４】本発明の原理における作用を説明する図であ
る。
る。
【図５】従来例を示す図１相当図である。
１ 直流電源 ２ 直流フィルタコンデンサ ３ インバータ部 ４ 電動機 １６ 電圧検出器 １８ 位相シフト量出力器 １９ 加算器
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01P 3/18 101 H02M 7/48 H02M 1/08 321
Claims (1)
- 【請求項１】 スイッチング素子を有し、直流電源から
の直流電力を交流電源に変換するインバータ主回路と、
このインバータ主回路を制御するインバータ制御手段と
からなり電動機を任意の周波数で制御し所望の速度で運
転するインバータ装置において、出力周波数の位相を制
御する位相制御手段と、出力周波数の加減速を行う加減
速処理手段と、前記インバータ主回路の電圧を検出する
電圧検出手段と、電動機を減速するために前記出力周波
数を前記加減速処理手段にて低下中でかつ前記電圧検出
手段により検出された電圧が所定値以上の場合に、イン
バータ装置から出力される前記交流電源の周波数の位相
を所定の角度進めるために位相角制御手段に所定の位相
シフト量を加算する位相加算手段とを具備したことを特
徴とするインバータ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3014286A JP2880808B2 (ja) | 1991-02-05 | 1991-02-05 | インバータ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3014286A JP2880808B2 (ja) | 1991-02-05 | 1991-02-05 | インバータ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04255483A JPH04255483A (ja) | 1992-09-10 |
| JP2880808B2 true JP2880808B2 (ja) | 1999-04-12 |
Family
ID=11856852
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3014286A Expired - Fee Related JP2880808B2 (ja) | 1991-02-05 | 1991-02-05 | インバータ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2880808B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3399156B2 (ja) * | 1995-05-29 | 2003-04-21 | 株式会社デンソー | ブラシレスｄｃモータの制御装置 |
| JP6731499B2 (ja) * | 2017-01-05 | 2020-07-29 | 株式会社日立産機システム | 電力変換装置 |
-
1991
- 1991-02-05 JP JP3014286A patent/JP2880808B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04255483A (ja) | 1992-09-10 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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