JP2882071B2 - 磁束制御形インバータの制御回路 - Google Patents
磁束制御形インバータの制御回路Info
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- JP2882071B2 JP2882071B2 JP3048495A JP4849591A JP2882071B2 JP 2882071 B2 JP2882071 B2 JP 2882071B2 JP 3048495 A JP3048495 A JP 3048495A JP 4849591 A JP4849591 A JP 4849591A JP 2882071 B2 JP2882071 B2 JP 2882071B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、磁束制御方式の電圧
形パルス幅変調制御インバータ用の磁束指令値を発生さ
せる制御回路に関する。
形パルス幅変調制御インバータ用の磁束指令値を発生さ
せる制御回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】図３は磁束制御形インバータの制御の従
来例を示した回路図である。この図３に示す磁束制御形
インバータの主回路は、交流電源２からの交流電力を直
流電力に変換する整流器３と、この直流電力を可変電圧
・可変周波数の交流電力に変換するインバータ６と、こ
のインバータ６からの交流電力で運転する誘導電動機７
と、整流器３の直流側とインバータ６の直流側とを結合
している直流中間回路４に接続した平滑コンデンサ５と
で構成している。そしてこの磁束制御形インバータを制
御するべく、電圧設定器１１からの電圧設定値と周波数
設定器１２からの周波数設定値とを入力して磁束指令値
Φ0 を演算する磁束設定器１３と、誘導電動機７の端子
電圧を検出する計器用変圧器１４と、この端子電圧を積
分することで磁束実際値Φを演算する磁束演算器１５と
を備えていて、磁束設定器１３が出力する磁束指令値Φ
0 と磁束演算器１５が出力する磁束実際値Φとの偏差を
磁束調節器１６に入力する。磁束調節器１６はこの入力
偏差を零にする制御信号をパルス幅変調回路１７に出力
し、インバータ６はこのパルス幅変調回路１７からのパ
ルス信号に従って直流中間回路４からの直流電力を所望
の電圧と周波数の交流電力に変換して、誘導電動機７を
可変速運転する。
来例を示した回路図である。この図３に示す磁束制御形
インバータの主回路は、交流電源２からの交流電力を直
流電力に変換する整流器３と、この直流電力を可変電圧
・可変周波数の交流電力に変換するインバータ６と、こ
のインバータ６からの交流電力で運転する誘導電動機７
と、整流器３の直流側とインバータ６の直流側とを結合
している直流中間回路４に接続した平滑コンデンサ５と
で構成している。そしてこの磁束制御形インバータを制
御するべく、電圧設定器１１からの電圧設定値と周波数
設定器１２からの周波数設定値とを入力して磁束指令値
Φ0 を演算する磁束設定器１３と、誘導電動機７の端子
電圧を検出する計器用変圧器１４と、この端子電圧を積
分することで磁束実際値Φを演算する磁束演算器１５と
を備えていて、磁束設定器１３が出力する磁束指令値Φ
0 と磁束演算器１５が出力する磁束実際値Φとの偏差を
磁束調節器１６に入力する。磁束調節器１６はこの入力
偏差を零にする制御信号をパルス幅変調回路１７に出力
し、インバータ６はこのパルス幅変調回路１７からのパ
ルス信号に従って直流中間回路４からの直流電力を所望
の電圧と周波数の交流電力に変換して、誘導電動機７を
可変速運転する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】誘導電動機７の端子に
印加する交流電圧が変動すると、これに伴って電動機磁
束が変化し（何故ならば磁束は電圧と周波数との比に比
例するから）、その結果電動機トルクが変動してしま
う。そこでこの図３に示している従来の磁束制御形イン
バータでは、交流電源２の電圧が変動した場合にこの電
源電圧変動に対しても磁束設定器１３が出力する磁束指
令値Φ0 を変化させない対応方法と、磁束設定器１３が
出力する磁束指令値Φ0 を電源電圧の変動に比例して変
化させる対応方法とがあり、この両者のいずれかにより
対処するのが一般的なので、それを以下に記述する。
印加する交流電圧が変動すると、これに伴って電動機磁
束が変化し（何故ならば磁束は電圧と周波数との比に比
例するから）、その結果電動機トルクが変動してしま
う。そこでこの図３に示している従来の磁束制御形イン
バータでは、交流電源２の電圧が変動した場合にこの電
源電圧変動に対しても磁束設定器１３が出力する磁束指
令値Φ0 を変化させない対応方法と、磁束設定器１３が
出力する磁束指令値Φ0 を電源電圧の変動に比例して変
化させる対応方法とがあり、この両者のいずれかにより
対処するのが一般的なので、それを以下に記述する。
【０００４】誘導電動機７の端子電圧を計器用変圧器１
４で検出し、この電圧検出値を磁束演算器１５において
積分することにより、磁束実際値Φを検出出来ることは
既に述べたとおりである。それ故、前者の場合はこのよ
うにして求めた磁束実際値Φは電源電圧の変動に対応し
て変化しているにもかかわらず、磁束設定器１３が出力
する磁束指令値Φ0 は変化させていないので、磁束調節
器１６に入力する磁束実際値Φと磁束指令値Φ0 との偏
差が大きくなり、この磁束調節器１６が飽和してしま
う。その結果交流電源２の電圧変動により誘導電動機７
は安定な運転が出来なくなる。
４で検出し、この電圧検出値を磁束演算器１５において
積分することにより、磁束実際値Φを検出出来ることは
既に述べたとおりである。それ故、前者の場合はこのよ
うにして求めた磁束実際値Φは電源電圧の変動に対応し
て変化しているにもかかわらず、磁束設定器１３が出力
する磁束指令値Φ0 は変化させていないので、磁束調節
器１６に入力する磁束実際値Φと磁束指令値Φ0 との偏
差が大きくなり、この磁束調節器１６が飽和してしま
う。その結果交流電源２の電圧変動により誘導電動機７
は安定な運転が出来なくなる。
【０００５】また後者の場合は、図示は省略している
が、交流電源２の電圧変動に連動して電圧設定器１１が
出力する電圧設定値を変化させるようにしているので、
磁束設定器１３から出力する磁束指令値Φ0 はこの電圧
変動に連動して直ちに変化してしまう。一方磁束制御形
インバータは直流中間回路４に大きな静電容量の平滑コ
ンデンサ５を接続しているので、交流電源２の電圧が急
変しても誘導電動機７の端子電圧の変化は緩やかであ
る。その結果、誘導電動機７から磁束調節器１６を介し
て検出している磁束実際値Φと、前述の磁束設定器１３
が出力する磁束指令値Φ0 との偏差が大となり、この大
きな入力偏差により当該磁束調節器１６は飽和してしま
う。よって、この場合も前述と同様に交流電源２の電圧
変動に対して誘導電動機７は安定な運転が出来なくなっ
てしまう。
が、交流電源２の電圧変動に連動して電圧設定器１１が
出力する電圧設定値を変化させるようにしているので、
磁束設定器１３から出力する磁束指令値Φ0 はこの電圧
変動に連動して直ちに変化してしまう。一方磁束制御形
インバータは直流中間回路４に大きな静電容量の平滑コ
ンデンサ５を接続しているので、交流電源２の電圧が急
変しても誘導電動機７の端子電圧の変化は緩やかであ
る。その結果、誘導電動機７から磁束調節器１６を介し
て検出している磁束実際値Φと、前述の磁束設定器１３
が出力する磁束指令値Φ0 との偏差が大となり、この大
きな入力偏差により当該磁束調節器１６は飽和してしま
う。よって、この場合も前述と同様に交流電源２の電圧
変動に対して誘導電動機７は安定な運転が出来なくなっ
てしまう。
【０００６】そこでこの発明の目的は、電源電圧が変動
しても磁束調節手段を飽和させずに誘導電動機を安定に
運転することが出来る磁束制御形インバータを提供する
ことにある。
しても磁束調節手段を飽和させずに誘導電動機を安定に
運転することが出来る磁束制御形インバータを提供する
ことにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めにこの発明の制御回路は、交流を直流に変換する整流
器と、この整流器が出力する直流をパルス幅変調制御に
より可変電圧・可変周波数の交流に変換して交流電動機
を駆動するインバータと、これら整流器の直流側とイン
バータの直流側とを結合している直流中間回路に設けた
平滑コンデンサと、前記交流電動機の端子電圧を検出し
てこの端子電圧から磁束実際値を演算する磁束演算手段
と、磁束指令値を演算する磁束設定手段と、これら磁束
指令値と磁束実際値との偏差を入力して、この入力偏差
を零に制御する制御信号を前記インバータに与える磁束
調節手段とを備えている磁束制御形インバータの制御回
路において、前記直流中間回路の電圧を検出する直流電
圧検出手段と、この直流電圧検出値と前記磁束設定手段
が出力する磁束指令値との積を演算する乗算手段とを備
え、この乗算手段の出力を新たな磁束指令値にするか、
または前記直流電圧検出手段と前記乗算手段との間に、
この直流電圧検出手段が検出する直流電圧検出値を入力
してこの入力電圧に比例した値を出力すると共に入力電
圧が定格値を越えても出力値は増加しない特性の電圧制
限手段を挿入するものとする。
めにこの発明の制御回路は、交流を直流に変換する整流
器と、この整流器が出力する直流をパルス幅変調制御に
より可変電圧・可変周波数の交流に変換して交流電動機
を駆動するインバータと、これら整流器の直流側とイン
バータの直流側とを結合している直流中間回路に設けた
平滑コンデンサと、前記交流電動機の端子電圧を検出し
てこの端子電圧から磁束実際値を演算する磁束演算手段
と、磁束指令値を演算する磁束設定手段と、これら磁束
指令値と磁束実際値との偏差を入力して、この入力偏差
を零に制御する制御信号を前記インバータに与える磁束
調節手段とを備えている磁束制御形インバータの制御回
路において、前記直流中間回路の電圧を検出する直流電
圧検出手段と、この直流電圧検出値と前記磁束設定手段
が出力する磁束指令値との積を演算する乗算手段とを備
え、この乗算手段の出力を新たな磁束指令値にするか、
または前記直流電圧検出手段と前記乗算手段との間に、
この直流電圧検出手段が検出する直流電圧検出値を入力
してこの入力電圧に比例した値を出力すると共に入力電
圧が定格値を越えても出力値は増加しない特性の電圧制
限手段を挿入するものとする。
【０００８】
【作用】この発明は、直流中間回路に平滑コンデンサを
接続している場合には、交流電源に電圧変動があっても
この直流中間回路電圧は急変しない。しかもパルス幅変
調制御しているインバータの出力電圧は、この直流中間
回路電圧に比例することに着目したものであって、磁束
調節手段に与える磁束指令値をこの直流中間回路電圧に
対応して変化させることにより、当該磁束調節手段の出
力を一定にする。一方インバータ出力電圧も直流中間回
路電圧に比例して変化することから、誘導電動機のトル
ク変動も緩やかであり、且つ磁束調節手段も飽和しな
い。又、同じ理由で変動した電圧が元の値に戻るのも緩
やかとなり、この時の誘導電動機への突入電流も抑制出
来る。
接続している場合には、交流電源に電圧変動があっても
この直流中間回路電圧は急変しない。しかもパルス幅変
調制御しているインバータの出力電圧は、この直流中間
回路電圧に比例することに着目したものであって、磁束
調節手段に与える磁束指令値をこの直流中間回路電圧に
対応して変化させることにより、当該磁束調節手段の出
力を一定にする。一方インバータ出力電圧も直流中間回
路電圧に比例して変化することから、誘導電動機のトル
ク変動も緩やかであり、且つ磁束調節手段も飽和しな
い。又、同じ理由で変動した電圧が元の値に戻るのも緩
やかとなり、この時の誘導電動機への突入電流も抑制出
来る。
【０００９】
【実施例】図１は本発明の第１実施例を示した回路図で
あるが、この図１に示している第１実施例回路に記載の
交流電源２、整流器３、直流中間回路４、平滑コンデン
サ５、インバータ６、誘導電動機７、電圧設定器１１、
周波数設定器１２、磁束設定器１３、計器用変圧器１
４、磁束演算器１５、磁束調節器１６及びパルス幅変調
回路１７の名称・用途・機能は図３で既述の従来例回路
で使用のものと同じであるから、これらの説明は省略す
る。
あるが、この図１に示している第１実施例回路に記載の
交流電源２、整流器３、直流中間回路４、平滑コンデン
サ５、インバータ６、誘導電動機７、電圧設定器１１、
周波数設定器１２、磁束設定器１３、計器用変圧器１
４、磁束演算器１５、磁束調節器１６及びパルス幅変調
回路１７の名称・用途・機能は図３で既述の従来例回路
で使用のものと同じであるから、これらの説明は省略す
る。
【００１０】本発明の第１実施例回路は、前述した図３
の従来例回路に直流電圧検出器２１と乗算器２２とを新
たに備えて構成している。この直流電圧検出器２１は平
滑コンデンサ５の両端から直流中間回路電圧を検出して
おり、この直流電圧検出値と磁束設定器１３が出力する
磁束指令値Φ0 とを乗算器２２において掛け算し、その
演算結果を磁束指令値ΦA として出力している。磁束調
節器１６は、この乗算器２２が出力する磁束指令値ΦA
と、インバータ出力電圧の積分演算により磁束演算器１
５が出力する誘導電動機７の磁束実際値Φとの偏差を入
力し、この入力偏差を零に制御する制御信号をパルス幅
変調回路１７を介してインバータ６に与える。
の従来例回路に直流電圧検出器２１と乗算器２２とを新
たに備えて構成している。この直流電圧検出器２１は平
滑コンデンサ５の両端から直流中間回路電圧を検出して
おり、この直流電圧検出値と磁束設定器１３が出力する
磁束指令値Φ0 とを乗算器２２において掛け算し、その
演算結果を磁束指令値ΦA として出力している。磁束調
節器１６は、この乗算器２２が出力する磁束指令値ΦA
と、インバータ出力電圧の積分演算により磁束演算器１
５が出力する誘導電動機７の磁束実際値Φとの偏差を入
力し、この入力偏差を零に制御する制御信号をパルス幅
変調回路１７を介してインバータ６に与える。
【００１１】例えば交流電源２の電圧が降下した場合、
直流中間回路４には平滑コンデンサ５が接続されている
ため、その電圧は所定の時定数で緩やかに降下し、誘導
電動機７のトルク減少も緩やかである。また直流中間回
路電圧の降下はインバータ出力電圧の低下を招くため、
誘導電動機７の磁束不足をもたらすことになり、磁束調
節器１６は磁束増加指令の方向に飽和し、降下した電源
電圧が元の値に回復する際の過励磁要因ともなっている
が、磁束指令値ΦA は直流中間回路電圧に比例して変化
するようにしているので、磁束調節器１６の出力を一定
値に維持出来て飽和を防止することが出来る。
直流中間回路４には平滑コンデンサ５が接続されている
ため、その電圧は所定の時定数で緩やかに降下し、誘導
電動機７のトルク減少も緩やかである。また直流中間回
路電圧の降下はインバータ出力電圧の低下を招くため、
誘導電動機７の磁束不足をもたらすことになり、磁束調
節器１６は磁束増加指令の方向に飽和し、降下した電源
電圧が元の値に回復する際の過励磁要因ともなっている
が、磁束指令値ΦA は直流中間回路電圧に比例して変化
するようにしているので、磁束調節器１６の出力を一定
値に維持出来て飽和を防止することが出来る。
【００１２】図２は本発明の第２実施例を示した回路図
であるが、この図２に示している第２実施例回路に記載
の交流電源２、整流器３、直流中間回路４、平滑コンデ
ンサ５、インバータ６、誘導電動機７、電圧設定器１
１、周波数設定器１２、磁束設定器１３、計器用変圧器
１４、磁束演算器１５、磁束調節器１６及びパルス幅変
調回路１７の名称・用途・機能は図３で既述の従来例回
路で使用のものと同じであり、更に直流電圧検出器２１
と乗算器２２とは図１で既述の第１実施例回路で使用の
ものと同じであることから、これらの説明は省略する。
であるが、この図２に示している第２実施例回路に記載
の交流電源２、整流器３、直流中間回路４、平滑コンデ
ンサ５、インバータ６、誘導電動機７、電圧設定器１
１、周波数設定器１２、磁束設定器１３、計器用変圧器
１４、磁束演算器１５、磁束調節器１６及びパルス幅変
調回路１７の名称・用途・機能は図３で既述の従来例回
路で使用のものと同じであり、更に直流電圧検出器２１
と乗算器２２とは図１で既述の第１実施例回路で使用の
ものと同じであることから、これらの説明は省略する。
【００１３】本発明の第２実施例回路は、前述した図２
の第１実施例回路における直流電圧検出器２１と乗算器
２２との間に電圧制限回路２３を挿入して構成してい
る。一般に電源電圧は降下するばかりではなく定格値以
上に上昇することもあるし、運転中の誘導電動機７が減
速するときは、その運動エネルギーを電力に変換して直
流中間回路４へ回生することになるので、これらにより
直流中間回路電圧は定格値以上に上昇する。このような
変動に対して、乗算器２２が出力する磁束指令値は定格
値以下に抑制する必要がある。そこでこの電圧制限回路
２３には、直流電圧検出器２１から入力する直流中間回
路電圧が定格値に到達するまではこの入力電圧に比例し
た値を出力するが、入力電圧が定格値を越えると出力値
はもはや増加しない特性を持たせている。このような非
直線特性にすることにより、この電圧制限回路２３の出
力信号と磁束設定器１３が出力する磁束指令値Φ0 との
積として乗算器２２から出力する磁束指令値ΦB は、上
述の要求を満足することが出来る。
の第１実施例回路における直流電圧検出器２１と乗算器
２２との間に電圧制限回路２３を挿入して構成してい
る。一般に電源電圧は降下するばかりではなく定格値以
上に上昇することもあるし、運転中の誘導電動機７が減
速するときは、その運動エネルギーを電力に変換して直
流中間回路４へ回生することになるので、これらにより
直流中間回路電圧は定格値以上に上昇する。このような
変動に対して、乗算器２２が出力する磁束指令値は定格
値以下に抑制する必要がある。そこでこの電圧制限回路
２３には、直流電圧検出器２１から入力する直流中間回
路電圧が定格値に到達するまではこの入力電圧に比例し
た値を出力するが、入力電圧が定格値を越えると出力値
はもはや増加しない特性を持たせている。このような非
直線特性にすることにより、この電圧制限回路２３の出
力信号と磁束設定器１３が出力する磁束指令値Φ0 との
積として乗算器２２から出力する磁束指令値ΦB は、上
述の要求を満足することが出来る。
【００１４】
【発明の効果】この発明によれば、磁束制御形インバー
タは直流中間回路に大容量の平滑コンデンサを設けてい
るので、磁束指令値が直流中間回路電圧に比例して変化
するように回路を構成することにより、交流電源の電圧
が急激に変動した場合でも磁束の変動を小さく抑制出来
るし、磁束調節手段が飽和して誘導電動機の運転が不安
定になる不具合を回避出来る効果が得られる。更に直流
中間回路電圧が定格値を越えるときは磁束指令値もそれ
以上の値にならないように制限することにより、電源電
圧の上昇や交流電動機の回生運転による直流中間回路電
圧の上昇にも対処出来る効果が得られる。
タは直流中間回路に大容量の平滑コンデンサを設けてい
るので、磁束指令値が直流中間回路電圧に比例して変化
するように回路を構成することにより、交流電源の電圧
が急激に変動した場合でも磁束の変動を小さく抑制出来
るし、磁束調節手段が飽和して誘導電動機の運転が不安
定になる不具合を回避出来る効果が得られる。更に直流
中間回路電圧が定格値を越えるときは磁束指令値もそれ
以上の値にならないように制限することにより、電源電
圧の上昇や交流電動機の回生運転による直流中間回路電
圧の上昇にも対処出来る効果が得られる。
【図１】本発明の第１実施例を示した回路図
【図２】本発明の第２実施例を示した回路図
【図３】磁束制御形インバータの制御の従来例を示した
回路図
回路図
２ 交流電源 ３ 整流器 ４ 直流中間回路 ５ 平滑コンデンサ ６ インバータ ７ 誘導電動機 １３ 磁束設定器 １５ 磁束演算器 １６ 磁束調節器 ２１ 直流電圧検出器 ２２ 乗算器 ２３ 電圧制限回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H02P 5/408 - 5/412 H02P 7/628 - 7/632 H02P 21/00
Claims (2)
- 【請求項１】交流を直流に変換する整流器と、この整流
器が出力する直流をパルス幅変調制御により可変電圧・
可変周波数の交流に変換して交流電動機を駆動するイン
バータと、これら整流器の直流側とインバータの直流側
とを結合している直流中間回路に設けた平滑コンデンサ
と、前記交流電動機の端子電圧を検出してこの端子電圧
から磁束実際値を演算する磁束演算手段と、磁束指令値
を演算する磁束設定手段と、これら磁束指令値と磁束実
際値との偏差を入力して、この入力偏差を零に制御する
制御信号を前記インバータに与える磁束調節手段とを備
えている磁束制御形インバータの制御回路において、前
記直流中間回路の電圧を検出する直流電圧検出手段と、
この直流電圧検出値と前記磁束設定手段が出力する磁束
指令値との積を演算する乗算手段とを備え、この乗算手
段の出力を新たな磁束指令値にすることを特徴とする磁
束制御形インバータの制御回路。 - 【請求項２】交流を直流に変換する整流器と、この整流
器が出力する直流をパルス幅変調制御により可変電圧・
可変周波数の交流に変換して交流電動機を駆動するイン
バータと、これら整流器の直流側とインバータの直流側
とを結合している直流中間回路に設けた平滑コンデンサ
と、前記交流電動機の端子電圧を検出してこの端子電圧
から磁束実際値を演算する磁束演算手段と、磁束指令値
を演算する磁束設定手段と、これら磁束指令値と磁束実
際値との偏差を入力して、この入力偏差を零に制御する
制御信号を前記インバータに与える磁束調節手段とを備
えている磁束制御形インバータの制御回路において、前
記直流中間回路の電圧を検出する直流電圧検出手段と、
この直流電圧検出値を入力してこの入力電圧に比例した
値を出力すると共に、入力電圧が定格値を越えても出力
値は増加しない特性の電圧制限手段と、この電圧制限手
段の出力値と前記磁束設定手段が出力する磁束指令値と
の積を演算する乗算手段とを備え、この乗算手段の出力
を新たな磁束指令値にすることを特徴とする磁束制御形
インバータの制御回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3048495A JP2882071B2 (ja) | 1991-03-14 | 1991-03-14 | 磁束制御形インバータの制御回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3048495A JP2882071B2 (ja) | 1991-03-14 | 1991-03-14 | 磁束制御形インバータの制御回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04285490A JPH04285490A (ja) | 1992-10-09 |
| JP2882071B2 true JP2882071B2 (ja) | 1999-04-12 |
Family
ID=12804964
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3048495A Expired - Lifetime JP2882071B2 (ja) | 1991-03-14 | 1991-03-14 | 磁束制御形インバータの制御回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2882071B2 (ja) |
-
1991
- 1991-03-14 JP JP3048495A patent/JP2882071B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04285490A (ja) | 1992-10-09 |
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