JP2930479B2 - 誘導電動機の駆動装置 - Google Patents
誘導電動機の駆動装置Info
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- JP2930479B2 JP2930479B2 JP4210409A JP21040992A JP2930479B2 JP 2930479 B2 JP2930479 B2 JP 2930479B2 JP 4210409 A JP4210409 A JP 4210409A JP 21040992 A JP21040992 A JP 21040992A JP 2930479 B2 JP2930479 B2 JP 2930479B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、誘導電動機と可変周波
数インバータとを組合せることによって、直巻トルク特
性に類似したトルク特性を得るための駆動装置に関する
ものである。
数インバータとを組合せることによって、直巻トルク特
性に類似したトルク特性を得るための駆動装置に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】誘導電動機は、構造的に堅牢で且つ安価
で、また省保守である為、一般動力源として産業機械に
多用されている。図１は誘導電動機を一定周波数で駆動
したときの回転数に対するトルク特性と電流特性の一般
例を示す。図中、１はトルク特性曲線、２は電流特性曲
線、ＮS は同期速度、ＴS は停動トルクである。前記ト
ルク曲線１は或回転数で停動トルクＴS と呼ばれるピー
クトルクを持ち、これ以上の負荷トルクが加わると電動
機は停止してしまう。２は電流特性曲線で負荷トルクの
増加とともに上昇して電動機停止時で最大となり、この
電流値が起動電流である。起動電流は一般的に定格の数
倍に及ぶ。この様に誘導電動機のトルク特性曲線はピー
クトルクを持ち、起動トルクはピークトルクより可なり
小さいが、起動電流は大きいので、誘導電動機は入力周
波数で決定される同期速度付近でのみ使用される。
で、また省保守である為、一般動力源として産業機械に
多用されている。図１は誘導電動機を一定周波数で駆動
したときの回転数に対するトルク特性と電流特性の一般
例を示す。図中、１はトルク特性曲線、２は電流特性曲
線、ＮS は同期速度、ＴS は停動トルクである。前記ト
ルク曲線１は或回転数で停動トルクＴS と呼ばれるピー
クトルクを持ち、これ以上の負荷トルクが加わると電動
機は停止してしまう。２は電流特性曲線で負荷トルクの
増加とともに上昇して電動機停止時で最大となり、この
電流値が起動電流である。起動電流は一般的に定格の数
倍に及ぶ。この様に誘導電動機のトルク特性曲線はピー
クトルクを持ち、起動トルクはピークトルクより可なり
小さいが、起動電流は大きいので、誘導電動機は入力周
波数で決定される同期速度付近でのみ使用される。
【０００３】しかし、ドリルやグラインダ等に代表され
る工作機械やミシン、掃除機などの家電製品、コンクリ
ートカッタ等の建設機械等に使用される電動機は起動ト
ルクが大きく、回転数が低下するほど電動機出力トルク
が増大して行くような直巻トルク特性が要求され、且つ
高速回転も要求される。また、交直両用電源としての使
用が要求されることがある。このため前述の様な用途に
は誘導電動機は全く使用されなかった。
る工作機械やミシン、掃除機などの家電製品、コンクリ
ートカッタ等の建設機械等に使用される電動機は起動ト
ルクが大きく、回転数が低下するほど電動機出力トルク
が増大して行くような直巻トルク特性が要求され、且つ
高速回転も要求される。また、交直両用電源としての使
用が要求されることがある。このため前述の様な用途に
は誘導電動機は全く使用されなかった。
【０００４】従来この種の用途には直巻トルク特性を有
する直巻電動機が使用されてきた。直巻電動機は、固定
子鉄芯を積層構造として交流による鉄損を減少させれ
ば、原理上交直両用の電源の電動機となるので、広く使
用されている。図２は代表的な直巻特性曲線を示す。図
中、３はトルク特性曲線、４は電流特性曲線である。し
かし、直巻電動機には、構造上、次の問題点がある。 １） ブラシ及び整流子を持っているので、定期的なメ
ンテナンスの必要がある。 ２） ブラシと整流子から火花が発生するので、他の電
装装置へのノイズ障害が発生することがある。 ３） ブラシ及び整流子は加熱しやいすので、冷却に工
夫がいる。
する直巻電動機が使用されてきた。直巻電動機は、固定
子鉄芯を積層構造として交流による鉄損を減少させれ
ば、原理上交直両用の電源の電動機となるので、広く使
用されている。図２は代表的な直巻特性曲線を示す。図
中、３はトルク特性曲線、４は電流特性曲線である。し
かし、直巻電動機には、構造上、次の問題点がある。 １） ブラシ及び整流子を持っているので、定期的なメ
ンテナンスの必要がある。 ２） ブラシと整流子から火花が発生するので、他の電
装装置へのノイズ障害が発生することがある。 ３） ブラシ及び整流子は加熱しやいすので、冷却に工
夫がいる。
【０００５】また、上記の問題を解決するための従来技
術としては、例えば特公昭６０−５６３６２号公報及び
特公昭５８−３８０８０号公報に開示されているものが
ある。しかし、前者は、基本的には電車等で使用されて
いるいわゆる弱め界磁制御であって、ノッチで決定され
る周波数以下で単なるＶ／ｆ一定制御を行うもので、本
発明の課題を解決するものではない。一方、後者は、可
変周波数インバータを駆動する際に、電動機の起動時の
みに、周波数換算した電動機速度に滑り周波数を換算
し、これをインバータ周波数とすることによって、電動
機起動時の過電流を抑え、円滑な起動ができるという方
法が提供されている。しかし、定常運転時のトルク特性
は誘導電動機のトルク特性のままであり、対応が不十分
であった。
術としては、例えば特公昭６０−５６３６２号公報及び
特公昭５８−３８０８０号公報に開示されているものが
ある。しかし、前者は、基本的には電車等で使用されて
いるいわゆる弱め界磁制御であって、ノッチで決定され
る周波数以下で単なるＶ／ｆ一定制御を行うもので、本
発明の課題を解決するものではない。一方、後者は、可
変周波数インバータを駆動する際に、電動機の起動時の
みに、周波数換算した電動機速度に滑り周波数を換算
し、これをインバータ周波数とすることによって、電動
機起動時の過電流を抑え、円滑な起動ができるという方
法が提供されている。しかし、定常運転時のトルク特性
は誘導電動機のトルク特性のままであり、対応が不十分
であった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、省保守であ
る誘導電動機と可変周波数インバータとを組合せ、誘導
電動機からの速度フィードバック量にその誘導電動機の
最適な滑り周波数を加算し、その負荷状態における周波
数及び電圧を演算し、これをインバータ周波数指令値と
する事により、インバータ周波数を負荷変動に対し自動
的に変化させて、直巻トルク特性に類似したトルク特性
を得ることにより、前述の問題点を解決することを目的
とする。
る誘導電動機と可変周波数インバータとを組合せ、誘導
電動機からの速度フィードバック量にその誘導電動機の
最適な滑り周波数を加算し、その負荷状態における周波
数及び電圧を演算し、これをインバータ周波数指令値と
する事により、インバータ周波数を負荷変動に対し自動
的に変化させて、直巻トルク特性に類似したトルク特性
を得ることにより、前述の問題点を解決することを目的
とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、周波数
演算器が出力する周波数指令値と、電圧演算器が出力す
る電圧指令値とで制御される可変周波数インバータによ
って駆動される誘導電動機の駆動装置において、前記誘
導電動機の速度を検出する速度検出器と、最高速度の周
波数を設定する周波数設定器と、トルク特性を決定する
滑り周波数演算器とを設け、前記電圧演算器には電動機
ギャップ磁束数が常に一定となるＶ／ｆ値が予め回路中
に入力されており、前記滑り周波数演算器には前記速度
検出器が検出した電動機速度が入力されて滑り周波数が
演算され、その滑り周波数と周波数に換算された電動機
速度とが加算器で加算され、その加算値と前記周波数設
定器で設定された最高速度の周波数とが周波数演算器と
電圧演算器とに入力され、これらの入力値からインバー
タ周波数の最高値が制限された周波数指令値及び電圧指
令値が出力されて直巻トルク特性に類似したトルク特性
が得られる機能を有している。
演算器が出力する周波数指令値と、電圧演算器が出力す
る電圧指令値とで制御される可変周波数インバータによ
って駆動される誘導電動機の駆動装置において、前記誘
導電動機の速度を検出する速度検出器と、最高速度の周
波数を設定する周波数設定器と、トルク特性を決定する
滑り周波数演算器とを設け、前記電圧演算器には電動機
ギャップ磁束数が常に一定となるＶ／ｆ値が予め回路中
に入力されており、前記滑り周波数演算器には前記速度
検出器が検出した電動機速度が入力されて滑り周波数が
演算され、その滑り周波数と周波数に換算された電動機
速度とが加算器で加算され、その加算値と前記周波数設
定器で設定された最高速度の周波数とが周波数演算器と
電圧演算器とに入力され、これらの入力値からインバー
タ周波数の最高値が制限された周波数指令値及び電圧指
令値が出力されて直巻トルク特性に類似したトルク特性
が得られる機能を有している。
【０００８】
【作用効果の説明】誘導電動機の速度検出器で検出され
た電動機速度は、滑り周波数演算器に入力される。この
時、希望する直巻トルク特性に類似したトルク特性が得
られるように、滑り周波数を出力させる。出力された滑
り周波数と前記電動機速度の周波数換算値とが加算器に
よって加算され、周波数演算器と電圧演算器とに入力さ
れる。周波数演算の回路は一種のリミッタ回路を形成
し、加算値が最高速度の周波数設定器で設定された値以
下ではそのまま通過し、最高速度設定値を超える場合
は、その周波数設定値を出力して、インバータ周波数指
令値を演算し、インバータへ出力する。また、電圧演算
器は予め入力されているＶ／ｆ値によってその速度にお
ける電圧指令値を演算し、インバータへ出力する。した
がって、磁束数はいかなる周波数においても一定になる
ので、低速時においてもトルクは低下しない。そして、
インバータは、その周波数指令値及び電圧指令値を受
け、誘導電動機を駆動する。上記の動作は連続して行わ
れ、求める直巻トルク特性が得られる。
た電動機速度は、滑り周波数演算器に入力される。この
時、希望する直巻トルク特性に類似したトルク特性が得
られるように、滑り周波数を出力させる。出力された滑
り周波数と前記電動機速度の周波数換算値とが加算器に
よって加算され、周波数演算器と電圧演算器とに入力さ
れる。周波数演算の回路は一種のリミッタ回路を形成
し、加算値が最高速度の周波数設定器で設定された値以
下ではそのまま通過し、最高速度設定値を超える場合
は、その周波数設定値を出力して、インバータ周波数指
令値を演算し、インバータへ出力する。また、電圧演算
器は予め入力されているＶ／ｆ値によってその速度にお
ける電圧指令値を演算し、インバータへ出力する。した
がって、磁束数はいかなる周波数においても一定になる
ので、低速時においてもトルクは低下しない。そして、
インバータは、その周波数指令値及び電圧指令値を受
け、誘導電動機を駆動する。上記の動作は連続して行わ
れ、求める直巻トルク特性が得られる。
【０００９】
【実施例】図３は本発明の実施例を示す構成ブロック図
を示す。図中５は誘導電動機、６は速度検出器、７はイ
ンバータ、８は周波数演算器、９は電圧演算器、１０は
滑り周波数演算器、１１は最高速度の周波数設定器、１
２は加算器、ＶINV はインバータ電圧指令値、ＦINV は
インバータ周波数指令値であり、ＶFMは誘導電動機の速
度、ＶFSは滑り周波数、ＶFTは使用条件によって決まる
最高速度の周波数、ＶFOは誘導電動機の速度ＶFMの周波
数換算値と滑り周波数ＶFSとの加算値である。図４及び
図５は本発明の実施例の説明図を示す。図４は誘導電動
機の等価回路で、ｒ1 は１次抵抗、ｒ2 は１次換算の２
次抵抗、ｌ1 は１次漏れインダクタンス、ｌ2 は１次換
算の２次漏れインダクタンス、Ｌ0 は励磁インダクタン
ス、Ｓはスリップ、Ｉ1 は電動機電流、Ｖ1 は端子電
圧、ｆは周波数、Ｅ2 は２次回路に印加される電圧を示
す。図５は誘導電動機の各周波数におけるトルク特性を
示す。２０〜２３のトルク特性曲線を励磁インダクタン
スによって作られる磁束数が常に一定となるＶ／ｆ値と
した時の各周波数に於ける特性曲線である。２４の特性
曲線は希望するトルク特性曲線即ち直巻トルク特性に類
似したトルク特性曲線である。上述の２０〜２３の特性
曲線と交差する点が２５〜２８であり、その時の滑り周
波数はそれぞれｆS1〜ｆS4である。
を示す。図中５は誘導電動機、６は速度検出器、７はイ
ンバータ、８は周波数演算器、９は電圧演算器、１０は
滑り周波数演算器、１１は最高速度の周波数設定器、１
２は加算器、ＶINV はインバータ電圧指令値、ＦINV は
インバータ周波数指令値であり、ＶFMは誘導電動機の速
度、ＶFSは滑り周波数、ＶFTは使用条件によって決まる
最高速度の周波数、ＶFOは誘導電動機の速度ＶFMの周波
数換算値と滑り周波数ＶFSとの加算値である。図４及び
図５は本発明の実施例の説明図を示す。図４は誘導電動
機の等価回路で、ｒ1 は１次抵抗、ｒ2 は１次換算の２
次抵抗、ｌ1 は１次漏れインダクタンス、ｌ2 は１次換
算の２次漏れインダクタンス、Ｌ0 は励磁インダクタン
ス、Ｓはスリップ、Ｉ1 は電動機電流、Ｖ1 は端子電
圧、ｆは周波数、Ｅ2 は２次回路に印加される電圧を示
す。図５は誘導電動機の各周波数におけるトルク特性を
示す。２０〜２３のトルク特性曲線を励磁インダクタン
スによって作られる磁束数が常に一定となるＶ／ｆ値と
した時の各周波数に於ける特性曲線である。２４の特性
曲線は希望するトルク特性曲線即ち直巻トルク特性に類
似したトルク特性曲線である。上述の２０〜２３の特性
曲線と交差する点が２５〜２８であり、その時の滑り周
波数はそれぞれｆS1〜ｆS4である。
【００１０】図３において、電動機速度ＶFMが滑り周波
数演算器１０に入力される。この時、滑り周波数演算器
１０は、図５において希望されるトルク特性２４即ち直
巻トルク特性に類似したトルク特性が得られるように滑
り周波数ＶFSを出力する。例えば、速度ＶFMが２７の交
差点にあるためには、ＦS3の滑り周波数だけ加算して出
力する必要がある。かくて、加算器１２によって速度Ｖ
FMの周波数換算値と滑り周波数ＶFSは加算され、後述す
る周波数演算器８と電圧演算器９に入力される。周波数
演算器８の回路は一種のリミッタ回路として作用するの
で、上述の加算値ＶFOが、最高速度の周波数設定器１１
により設定される最高速度の周波数ＶFT以下の場合は、
そのまま通過させ、最高速度の周波数ＶFTを超える場合
は、最高速度の周波数設定値ＶFTをそのまま出力する。
電圧指令値ＶINV は低速度時においてもトルクが減少し
ないように、図４の１次抵抗ｒ1 と１次漏れインダクタ
ンスｌ1 から計算される１次インピーダンス（ｒ1 ＋ｊ
ωｌ1 ）による電圧降下を補償するように、予め電圧演
算器９に入力されているＶ／ｆ値によりインバータ電圧
指令値を演算する。そうすると、励磁インダクスタンス
Ｌ0 によって作られるギャップ磁束数は如何なる周波数
に於いても一定になるので、低速時に於いてもトルクは
低下しない。演算した値はインバータ７へ電圧指令値Ｖ
INV として出力される。インバータ７は前記の周波数指
令値ＦINV 、電圧指令値ＶINV を受け誘導電動機５を駆
動する。上述の動作は連続的に行われるので、図５にお
ける直巻トルク特性に類似したトルク特性が得らるので
ある。
数演算器１０に入力される。この時、滑り周波数演算器
１０は、図５において希望されるトルク特性２４即ち直
巻トルク特性に類似したトルク特性が得られるように滑
り周波数ＶFSを出力する。例えば、速度ＶFMが２７の交
差点にあるためには、ＦS3の滑り周波数だけ加算して出
力する必要がある。かくて、加算器１２によって速度Ｖ
FMの周波数換算値と滑り周波数ＶFSは加算され、後述す
る周波数演算器８と電圧演算器９に入力される。周波数
演算器８の回路は一種のリミッタ回路として作用するの
で、上述の加算値ＶFOが、最高速度の周波数設定器１１
により設定される最高速度の周波数ＶFT以下の場合は、
そのまま通過させ、最高速度の周波数ＶFTを超える場合
は、最高速度の周波数設定値ＶFTをそのまま出力する。
電圧指令値ＶINV は低速度時においてもトルクが減少し
ないように、図４の１次抵抗ｒ1 と１次漏れインダクタ
ンスｌ1 から計算される１次インピーダンス（ｒ1 ＋ｊ
ωｌ1 ）による電圧降下を補償するように、予め電圧演
算器９に入力されているＶ／ｆ値によりインバータ電圧
指令値を演算する。そうすると、励磁インダクスタンス
Ｌ0 によって作られるギャップ磁束数は如何なる周波数
に於いても一定になるので、低速時に於いてもトルクは
低下しない。演算した値はインバータ７へ電圧指令値Ｖ
INV として出力される。インバータ７は前記の周波数指
令値ＦINV 、電圧指令値ＶINV を受け誘導電動機５を駆
動する。上述の動作は連続的に行われるので、図５にお
ける直巻トルク特性に類似したトルク特性が得らるので
ある。
【００１１】図６に滑り周波数演算回路１０の関数ブロ
ック図を示す。滑り周波数ｆS1は電動機起動時に最大ト
ルクが得られる滑り周波数で、電動機によってその値は
異なる。曲線３０は滑り周波数曲線であり、図５の要求
されるトルク特性曲線２４が得られるように、予め前述
の滑り周波数演算器の回路中に入力されている。
ック図を示す。滑り周波数ｆS1は電動機起動時に最大ト
ルクが得られる滑り周波数で、電動機によってその値は
異なる。曲線３０は滑り周波数曲線であり、図５の要求
されるトルク特性曲線２４が得られるように、予め前述
の滑り周波数演算器の回路中に入力されている。
【００１２】図７に周波数演算回路８の関数ブロック図
を示す。滑り周波数ＶFSと電動機速度ＶFMの周波数換算
値の和である加算値ＶFOが入力されると、その値が最高
速度の周波数ＶFT以下であるならば、その値をそのまま
通し、加算値ＶFOはインバータ周波数指令値ＦINV とな
る。この時、インバータ周波数指令値ＦINV は最高速度
の周波数ＶFTよりも滑り周波数ＶFSだけ大きいので、電
動機は加速していく。加算値ＶFOが最高速度の周波数Ｖ
FTを超えた場合は、ＶFTで制限され、インバータ周波数
ＦINV は最高速度の周波数ＶFTとなり、電動機は定速運
転になる。
を示す。滑り周波数ＶFSと電動機速度ＶFMの周波数換算
値の和である加算値ＶFOが入力されると、その値が最高
速度の周波数ＶFT以下であるならば、その値をそのまま
通し、加算値ＶFOはインバータ周波数指令値ＦINV とな
る。この時、インバータ周波数指令値ＦINV は最高速度
の周波数ＶFTよりも滑り周波数ＶFSだけ大きいので、電
動機は加速していく。加算値ＶFOが最高速度の周波数Ｖ
FTを超えた場合は、ＶFTで制限され、インバータ周波数
ＦINV は最高速度の周波数ＶFTとなり、電動機は定速運
転になる。
【００１３】図８は電圧演算回路９の関数ブロック図を
示す。図中、４１は図４のＶ１／ｆ値が一定の場合の特
性、４０はＥ２／ｆ値が一定の場合の特性であり、ＶB
は電圧ブースト量で、前述の１次インピーダンス（ｒ1
＋ｊωｌ1 ）と電動機電流Ｉ1 とによる電圧降下を補償
する電圧量である。本発明では、如何なる場合でもＥ2
／ｆ値が一定となるような特性曲線４０を、予め前述の
電圧演算回路中に入力してある。前述の加算値ＶFOが入
力されると、その値が最高速度の周波数ＶFT以下である
ならば、特性曲線４０によって決定される電圧がインバ
ータ電圧指令値ＶINV になる。前述の加算値ＶFOが最高
速度の周波数ＶFTを超えると、出力はその周波数ＶFTに
制限される。
示す。図中、４１は図４のＶ１／ｆ値が一定の場合の特
性、４０はＥ２／ｆ値が一定の場合の特性であり、ＶB
は電圧ブースト量で、前述の１次インピーダンス（ｒ1
＋ｊωｌ1 ）と電動機電流Ｉ1 とによる電圧降下を補償
する電圧量である。本発明では、如何なる場合でもＥ2
／ｆ値が一定となるような特性曲線４０を、予め前述の
電圧演算回路中に入力してある。前述の加算値ＶFOが入
力されると、その値が最高速度の周波数ＶFT以下である
ならば、特性曲線４０によって決定される電圧がインバ
ータ電圧指令値ＶINV になる。前述の加算値ＶFOが最高
速度の周波数ＶFTを超えると、出力はその周波数ＶFTに
制限される。
【００１４】図９は、本発明の第１実施例の特性曲線
で、入力単相インバータにおける実験データを示し、表
１はその時の電動機と駆動装置の仕様及び制御回路設計
値である。
で、入力単相インバータにおける実験データを示し、表
１はその時の電動機と駆動装置の仕様及び制御回路設計
値である。
【００１５】 図９において、５０はトルク特性曲線、５１はインバー
タ入力電流、５２は電動機電流である。図１０は、従来
の本発明を用いない場合の特性曲線で、５３はトルク特
性曲線、５４はインバータ入力電流、５５は電動機電流
である。図９と図１０から、本発明を採用することによ
って、直巻トルク特性に類似したトルク特性が得られて
おり、またインバータ入力電流も、従来は２５アンペ流
れていたのが、本発明の採用により、４．４アンペアに
抑えられており、起動電流に対する不具合も解決されて
いるのが容易に理解できる。
タ入力電流、５２は電動機電流である。図１０は、従来
の本発明を用いない場合の特性曲線で、５３はトルク特
性曲線、５４はインバータ入力電流、５５は電動機電流
である。図９と図１０から、本発明を採用することによ
って、直巻トルク特性に類似したトルク特性が得られて
おり、またインバータ入力電流も、従来は２５アンペ流
れていたのが、本発明の採用により、４．４アンペアに
抑えられており、起動電流に対する不具合も解決されて
いるのが容易に理解できる。
【００１６】図１１は、本発明の第２実施例の特性曲線
で、入力３相インバータにおける実験データを示し、表
２はその時の電動機と駆動装置の仕様及び制御回路設計
値である。
で、入力３相インバータにおける実験データを示し、表
２はその時の電動機と駆動装置の仕様及び制御回路設計
値である。
【００１７】 図１１において、５６はトルク特性曲線、５７はインバ
ータ入力電流、５８は電動機電流である。図１２は従来
の本発明を用いない場合の特性曲線で、５９はトルク特
性曲線、６０はインバータ入力電流、６１は電動機電流
である。この実施例でも、直巻トルク特性に類似したト
ルク特性が得られており、また起動電流も第１実施例と
同じように１６アンペアから２．２アンペアに大幅に下
がっていることが容易に理解できる。
ータ入力電流、５８は電動機電流である。図１２は従来
の本発明を用いない場合の特性曲線で、５９はトルク特
性曲線、６０はインバータ入力電流、６１は電動機電流
である。この実施例でも、直巻トルク特性に類似したト
ルク特性が得られており、また起動電流も第１実施例と
同じように１６アンペアから２．２アンペアに大幅に下
がっていることが容易に理解できる。
【００１８】
【発明の効果】本発明は以上説明したように構成され、
以下に示す効果を奏する。 （ａ） 誘導電動機と可変周波数インバータとを組合わ
せ、各産業機械分野に欠かせない直巻トルク特性に類似
したトルク特性を実現でき、従来使用された直巻電動機
に比べてブラシ等を有せず、かつ堅牢な構造となって耐
環境性と省保守性に優れ、特に屋外使用に効果的であ
る。加えて、交直両用電源で使用することもできる。 （ｂ） また、誘導電動機に比べ、起動電流を抑えて起
動でき、起動時と低速回転時のトルクが大きく、しか
も、電流が少なくてすむ。 （ｃ） そして、従来の可変周波数で駆動する誘導電動
機に比べて制御回路の定数変更で簡単にトルク特性や速
度変更ができる。 （ｄ） 定常運転時のトルク特性が優れており、いかな
る電動機速度においても、電動機のギャップ磁束数は一
定に保たれるので、効率向上が期待される。したがっ
て、工作機械、コンクリートカッタ、コアドリル等の種
々の産業機械の使用条件に容易に対応することができ
る。
以下に示す効果を奏する。 （ａ） 誘導電動機と可変周波数インバータとを組合わ
せ、各産業機械分野に欠かせない直巻トルク特性に類似
したトルク特性を実現でき、従来使用された直巻電動機
に比べてブラシ等を有せず、かつ堅牢な構造となって耐
環境性と省保守性に優れ、特に屋外使用に効果的であ
る。加えて、交直両用電源で使用することもできる。 （ｂ） また、誘導電動機に比べ、起動電流を抑えて起
動でき、起動時と低速回転時のトルクが大きく、しか
も、電流が少なくてすむ。 （ｃ） そして、従来の可変周波数で駆動する誘導電動
機に比べて制御回路の定数変更で簡単にトルク特性や速
度変更ができる。 （ｄ） 定常運転時のトルク特性が優れており、いかな
る電動機速度においても、電動機のギャップ磁束数は一
定に保たれるので、効率向上が期待される。したがっ
て、工作機械、コンクリートカッタ、コアドリル等の種
々の産業機械の使用条件に容易に対応することができ
る。
【図１】従来の誘導電動機の特性曲線図。
【図２】従来の直巻電動機の特性曲線図。
【図３】実施例を示す構成ブロック図。
【図４】実施例を説明するための誘導電動機の等価回路
図。
図。
【図５】実施例を説明するための誘導電動機の各周波数
におけるトルク特性図。
におけるトルク特性図。
【図６】実施例を示す滑り周波数演算回路の関数ブロッ
ク図。
ク図。
【図７】実施例を示す周波数演算回路の関数ブロック
図。
図。
【図８】実施例を示す電圧演算回路の関数ブロック図。
【図９】第１実施例の特性を示す実験データによる特性
曲線図。
曲線図。
【図１０】図９で従来の本発明を採用しない場合の特性
曲線図。
曲線図。
【図１１】第２実施例の特性を示す実験データによる特
性曲線図。
性曲線図。
【図１２】図１１で従来の本発明を採用しない場合の特
性曲線図。
性曲線図。
１・・・回転数に対するトルク特性曲線 ２・・・回転数に対する電流特性曲線 ３・・・回転数に対するトルク特性曲線 ４・・・回転数に対する電流特性曲線 ５・・・誘導電動機 ６・・・速度検出器 ７・・・インバータ ８・・・周波数演算器 ９・・・電圧演算器 １０・・・滑り周波数演算器 １１・・・最高速度の周波数設定器 １２・・・加算器 ２０・・・トルク特性曲線 ２１・・・トルク特性曲線 ２２・・・トルク特性曲線 ２３・・・トルク特性曲線 ２４・・・希望するトルク特性曲線 ２５・・・交点 ２６・・・交点 ２７・・・交点 ２８・・・交点 ３０・・・特性曲線 ４０・・・特性曲線 ４１・・・特性曲線 ５０・・・トルク特性曲線 ５１・・・インバータ入力電流 ５２・・・電動機電流 ５３・・・トルク特性曲線 ５４・・・インバータ入力電流 ５５・・・電動機電流 ５６・・・トルク特性曲線 ５７・・・インバータ入力電流 ５８・・・電動機電流 ５９・・・トルク特性曲線 ６０・・・インバータ入力電流 ６１・・・電動機電流 ＮS ・・・同期速度 ＴS ・・・停動トルク ＶINV ・・・インバータ電圧指令値 ＦINV ・・・インバータ周波数指令値 ＶFM・・・誘導電動機の速度 ＶFS・・・滑り周波数 ＶFT・・・最高速度の周波数 ＶFO・・・ＶFM＋ＶFS ｒ1 ・・・１次抵抗 ｒ2 ・・・２次抵抗 ｌ1 ・・・１次漏れインダクタンス ｌ2 ・・・１次換算の２次漏れインダクスタンス Ｌ0 ・・・励磁インダクタンス Ｓ・・・スリップ Ｉ1 ・・・電動機電流 Ｖ1 ・・・端子電圧 ｆ・・・周波数 Ｅ2 ・・・２次回路に印加される電圧 ｆS1・・・滑り周波数 ｆS2・・・滑り周波数 ｆS3・・・滑り周波数 ｆS4・・・滑り周波数 ＶB ・・・電圧ブースト量
Claims (1)
- 【請求項１】 周波数演算器（８）が出力する周波数指
令値（ＦINV ）と、電圧演算器（９）が出力する電圧指
令値（ＶINV ）とで制御される可変周波数インバータ
（７）によって駆動される誘導電動機（５）の駆動装置
において、前記誘導電動機（５）の速度（ＶFM）を検出
する速度検出器（６）と、最高速度の周波数（ＶFT）を
設定する周波数設定器（１１）と、トルク特性を決定す
る滑り周波数演算器（１０）とを設け、前記電圧演算器
（９）には電動機ギャップ磁束数が常に一定となるＶ／
ｆ値が予め回路中に入力されており、前記滑り周波数演
算器（１０）には前記速度検出器（６）が検出した電動
機速度（ＶFM）が入力されて滑り周波数（ＶFS）が演算
され、その滑り周波数（ＶFS）と周波数に換算された電
動機速度（ＶFM）とが加算器（１２）で加算され、その
加算値（ＶF0）と前記周波数設定器（１１）で設定され
た最高速度の周波数（ＶFT）とが周波数演算器（８）と
電圧演算器（９）とに入力され、これらの入力値からイ
ンバータ周波数の最高値が制限された周波数指令値（Ｆ
INV ）及び電圧指令値（ＶINV ）が出力されて直巻トル
ク特性に類似したトルク特性が得られる機能を有してい
ることを特徴とする誘導電動機の駆動装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4210409A JP2930479B2 (ja) | 1992-08-06 | 1992-08-06 | 誘導電動機の駆動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4210409A JP2930479B2 (ja) | 1992-08-06 | 1992-08-06 | 誘導電動機の駆動装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0662590A JPH0662590A (ja) | 1994-03-04 |
| JP2930479B2 true JP2930479B2 (ja) | 1999-08-03 |
Family
ID=16588842
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4210409A Expired - Fee Related JP2930479B2 (ja) | 1992-08-06 | 1992-08-06 | 誘導電動機の駆動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2930479B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5814151B2 (ja) | 2012-02-09 | 2015-11-17 | 株式会社マキタ | 電動工具 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6056362A (ja) * | 1983-09-06 | 1985-04-01 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 蓄電池の製造法 |
-
1992
- 1992-08-06 JP JP4210409A patent/JP2930479B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0662590A (ja) | 1994-03-04 |
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