JP3151887B2 - 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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- JP3151887B2 JP3151887B2 JP32622291A JP32622291A JP3151887B2 JP 3151887 B2 JP3151887 B2 JP 3151887B2 JP 32622291 A JP32622291 A JP 32622291A JP 32622291 A JP32622291 A JP 32622291A JP 3151887 B2 JP3151887 B2 JP 3151887B2
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、電源の停電が短時間
の場合は磁束制御形インバータで駆動している永久磁石
式同期電動機を停止させること無く、直ちに運転を再開
することが出来る磁束制御形インバータの制御回路に関
する。
の場合は磁束制御形インバータで駆動している永久磁石
式同期電動機を停止させること無く、直ちに運転を再開
することが出来る磁束制御形インバータの制御回路に関
する。
【0002】
【従来の技術】図6は永久磁石式同期電動機を駆動する
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6に示す磁束制御形インバータは、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
で運転する永久磁石式同期電動機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とで主回路を構成して
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1
2からの周波数設定値とを入力して磁束設定値Φ0 を演
算する磁束設定器13を備え、この磁束設定器13が出
力する磁束設定値Φ0 を加減速度演算器18とD/A変
換器19とを介し、磁束指令値Φ19として加算器21へ
与えている。このときD/A変換器19へは第3加減速
度演算器20を介して周波数設定器12からの周波数信
号が入力している。
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6に示す磁束制御形インバータは、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
で運転する永久磁石式同期電動機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とで主回路を構成して
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1
2からの周波数設定値とを入力して磁束設定値Φ0 を演
算する磁束設定器13を備え、この磁束設定器13が出
力する磁束設定値Φ0 を加減速度演算器18とD/A変
換器19とを介し、磁束指令値Φ19として加算器21へ
与えている。このときD/A変換器19へは第3加減速
度演算器20を介して周波数設定器12からの周波数信
号が入力している。
【0003】一方、電動機電圧検出器14が検出した永
久磁石式同期電動機7の端子電圧を積分することで、磁
束演算器15は磁束実際値Φを前述の加算器21へ出力
している。加算器21はこの磁束実際値Φと前述の磁束
指令値Φ19との偏差を演算し、その演算結果を磁束調節
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制御回路17へ出力し、
インバータ6はこのパルス幅変調制御回路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、永久磁石式同期
電動機7を可変速運転する。このとき周波数検出器22
はパルス幅変調制御回路17へ位相信号を送っている。
久磁石式同期電動機7の端子電圧を積分することで、磁
束演算器15は磁束実際値Φを前述の加算器21へ出力
している。加算器21はこの磁束実際値Φと前述の磁束
指令値Φ19との偏差を演算し、その演算結果を磁束調節
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制御回路17へ出力し、
インバータ6はこのパルス幅変調制御回路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、永久磁石式同期
電動機7を可変速運転する。このとき周波数検出器22
はパルス幅変調制御回路17へ位相信号を送っている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】交流電源2の出力電圧
が低下すると、直流中間回路4には大容量の平滑コンデ
ンサ5を接続しているので、交流電源2よりも遅れて直
流中間回路電圧が低下し、これに従って永久磁石式同期
電動機7の端子電圧も低下する。よ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)、その結果電動機トルクが変動する。従来の磁束制
御形インバータでは、交流電源2の電圧が低下しても磁
束設定器13が出力する磁束設定値Φ0 を変更していな
いので、電源電圧の低下に対応して変化している磁束実
際値Φと、一定値を維持している磁束指令値Φ19とには
差を生じる。その結果磁束調節器16の入力偏差値が大
きくなり、この磁束調節器16が飽和してしまうので、
交流電源2の電圧低下により永久磁石式同期電動機7は
安定した運転が出来なくなり、停止せざるを得なくなっ
てしまう。
が低下すると、直流中間回路4には大容量の平滑コンデ
ンサ5を接続しているので、交流電源2よりも遅れて直
流中間回路電圧が低下し、これに従って永久磁石式同期
電動機7の端子電圧も低下する。よ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)、その結果電動機トルクが変動する。従来の磁束制
御形インバータでは、交流電源2の電圧が低下しても磁
束設定器13が出力する磁束設定値Φ0 を変更していな
いので、電源電圧の低下に対応して変化している磁束実
際値Φと、一定値を維持している磁束指令値Φ19とには
差を生じる。その結果磁束調節器16の入力偏差値が大
きくなり、この磁束調節器16が飽和してしまうので、
交流電源2の電圧低下により永久磁石式同期電動機7は
安定した運転が出来なくなり、停止せざるを得なくなっ
てしまう。
【0005】前述した磁束制御形インバータは、商用電
源に接続して運転することが多い。この商用電源が長時
間にわたって停電したり電圧低下が継続することは極め
て稀であるが、落雷事故や地絡事故、或いは線路の切り
換えや負荷変動等が原因で、短時間ではあるが停電した
り電圧が低下したりする現象は時々発生している。商用
電源に接続した磁束制御形インバータで永久磁石式同期
電動機を運転する場合、この商用電源の上述した短時間
の電圧低下や停電の度毎に電動機を停止していては設備
の稼働率が低下するし、停止や運転再開に人手を要する
などの不都合がある。
源に接続して運転することが多い。この商用電源が長時
間にわたって停電したり電圧低下が継続することは極め
て稀であるが、落雷事故や地絡事故、或いは線路の切り
換えや負荷変動等が原因で、短時間ではあるが停電した
り電圧が低下したりする現象は時々発生している。商用
電源に接続した磁束制御形インバータで永久磁石式同期
電動機を運転する場合、この商用電源の上述した短時間
の電圧低下や停電の度毎に電動機を停止していては設備
の稼働率が低下するし、停止や運転再開に人手を要する
などの不都合がある。
【0006】そこでこの発明の目的は、永久磁石式同期
電動機を駆動している磁束制御形インバータの電源電圧
が低下或いは停電しても、これが短時間であるならばそ
の都度永久磁石式同期電動機を停止させることなく、そ
のまま運転を継続出来るようにすることにある。
電動機を駆動している磁束制御形インバータの電源電圧
が低下或いは停電しても、これが短時間であるならばそ
の都度永久磁石式同期電動機を停止させることなく、そ
のまま運転を継続出来るようにすることにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めにこの発明の磁束制御形インバータの制御回路は、交
流電源に接続して入力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永久磁石式同期電
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、前記永久磁石式同期電動機の端
子電圧を検出する電動機電圧検出手段と、この電動機電
圧から磁束実際値を演算する磁束演算手段と、電圧設定
値と周波数設定値とから磁束設定値を演算する磁束設定
手段と、この磁束設定値を磁束指令値として前記磁束実
際値との偏差を演算する加算手段と、この加算手段が出
力する偏差値を零に制御する制御信号を前記インバータ
のパルス幅変調制御手段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
交流電源の出力電圧が第1所定値以下に低下したことを
検出する交流電圧低下検出手段と、前記磁束設定値を低
減した第1低減磁束設定値に変換する第1磁束設定値低
減手段と、磁束設定値を入力して第1変化速度で変化す
る磁束指令値を出力する第1加減速度演算手段とを備
え、前記交流電圧低下検出手段が電圧低下を検出すれ
ば、前記第1磁束設定値低減手段と第1加減速度演算手
段とを介して得られる磁束指令値を、前記磁束設定手段
が出力する磁束設定値として従来の磁束指令値の代わり
に前記加算手段に与えるものとするが、更に前記直流中
間回路の電圧が第2所定値以下に低下したことを検出す
る直流電圧低下検出手段と、磁束設定値を低減した第2
低減磁束設定値に変換する第2磁束設定値低減手段と、
磁束設定値を入力して第2変化速度で変化する磁束指令
値を出力する第2加減速度演算手段とを備え、前記交流
電圧低下検出手段が電圧低下を検出すれば、前記第1磁
束設値低減手段と第1加減速度演算手段とを介して得ら
れる磁束指令値を、前記磁束設定手段が出力する磁束設
定値として従来の磁束指令値の代わりに前記加算手段に
与え、次いで直流電圧低下検出手段が電圧低下を検出す
れば前記パルス幅変調制御手段にパルスオフ信号を与え
ると共に、前記加算手段へは前記第2低減磁束設定値を
磁束指令値として与え、前記交流電源の出力電圧が回復
することで前記直流中間回路の電圧が前記第2所定値以
上に上昇すれば、前記パルス幅変調制御手段に与えてい
たパルスオフ信号を解除すると共に、前記第2加減速度
演算手段は前記第2低減磁束設定値から前記磁束設定手
段が出力する磁束設定値へ第2変化速度で変化する信号
を出力し、この第2加減速度演算手段の出力信号を磁束
指令値として前記加算手段へ与えるものとする。
めにこの発明の磁束制御形インバータの制御回路は、交
流電源に接続して入力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永久磁石式同期電
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、前記永久磁石式同期電動機の端
子電圧を検出する電動機電圧検出手段と、この電動機電
圧から磁束実際値を演算する磁束演算手段と、電圧設定
値と周波数設定値とから磁束設定値を演算する磁束設定
手段と、この磁束設定値を磁束指令値として前記磁束実
際値との偏差を演算する加算手段と、この加算手段が出
力する偏差値を零に制御する制御信号を前記インバータ
のパルス幅変調制御手段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
交流電源の出力電圧が第1所定値以下に低下したことを
検出する交流電圧低下検出手段と、前記磁束設定値を低
減した第1低減磁束設定値に変換する第1磁束設定値低
減手段と、磁束設定値を入力して第1変化速度で変化す
る磁束指令値を出力する第1加減速度演算手段とを備
え、前記交流電圧低下検出手段が電圧低下を検出すれ
ば、前記第1磁束設定値低減手段と第1加減速度演算手
段とを介して得られる磁束指令値を、前記磁束設定手段
が出力する磁束設定値として従来の磁束指令値の代わり
に前記加算手段に与えるものとするが、更に前記直流中
間回路の電圧が第2所定値以下に低下したことを検出す
る直流電圧低下検出手段と、磁束設定値を低減した第2
低減磁束設定値に変換する第2磁束設定値低減手段と、
磁束設定値を入力して第2変化速度で変化する磁束指令
値を出力する第2加減速度演算手段とを備え、前記交流
電圧低下検出手段が電圧低下を検出すれば、前記第1磁
束設値低減手段と第1加減速度演算手段とを介して得ら
れる磁束指令値を、前記磁束設定手段が出力する磁束設
定値として従来の磁束指令値の代わりに前記加算手段に
与え、次いで直流電圧低下検出手段が電圧低下を検出す
れば前記パルス幅変調制御手段にパルスオフ信号を与え
ると共に、前記加算手段へは前記第2低減磁束設定値を
磁束指令値として与え、前記交流電源の出力電圧が回復
することで前記直流中間回路の電圧が前記第2所定値以
上に上昇すれば、前記パルス幅変調制御手段に与えてい
たパルスオフ信号を解除すると共に、前記第2加減速度
演算手段は前記第2低減磁束設定値から前記磁束設定手
段が出力する磁束設定値へ第2変化速度で変化する信号
を出力し、この第2加減速度演算手段の出力信号を磁束
指令値として前記加算手段へ与えるものとする。
【0008】
【作用】この発明は、磁束制御形インバータの直流中間
回路には大容量の平滑コンデンサを接続しているので、
交流電源電圧が低下しても電動機端子電圧は緩やかに低
下することに着目したものであって、図4は請求項1に
記載の本発明の動作を示した第1フローチャートであ
る。即ち電源電圧が第1所定値以下に低下するのに対応
して磁束設定値Φ0 に1より小さい値の第1ゲインG1
を乗算し、且つ第1加減速度演算手段を介することで磁
束指令値を緩やかに減少させているので、電動機端子電
圧が低下すると共に磁束調節手段は飽和せずに済むか
ら、直流中間回路の電圧降下速度を抑制することになっ
て電動機の運転が安定になり、且つ運転可能時間を延長
することが出来る。電圧低下時間が長くなれば電動機停
止の操作をしなければならないが、電源電圧の回復が早
ければ第1加減速度演算手段を介して磁束指令値を再び
元の値Φ0 へ戻す。
回路には大容量の平滑コンデンサを接続しているので、
交流電源電圧が低下しても電動機端子電圧は緩やかに低
下することに着目したものであって、図4は請求項1に
記載の本発明の動作を示した第1フローチャートであ
る。即ち電源電圧が第1所定値以下に低下するのに対応
して磁束設定値Φ0 に1より小さい値の第1ゲインG1
を乗算し、且つ第1加減速度演算手段を介することで磁
束指令値を緩やかに減少させているので、電動機端子電
圧が低下すると共に磁束調節手段は飽和せずに済むか
ら、直流中間回路の電圧降下速度を抑制することになっ
て電動機の運転が安定になり、且つ運転可能時間を延長
することが出来る。電圧低下時間が長くなれば電動機停
止の操作をしなければならないが、電源電圧の回復が早
ければ第1加減速度演算手段を介して磁束指令値を再び
元の値Φ0 へ戻す。
【0009】図5は請求項2に記載の本発明の動作を示
した第2フローチャートである。この図5の第2フロー
チャートにおける電源電圧が第1所定値以下に低下して
から電圧が回復して磁束指令値を再び元の値Φ0 へ戻す
までの動作は、図4で既述の第1フローチャートの動作
と同じであるからその説明は省略する。
した第2フローチャートである。この図5の第2フロー
チャートにおける電源電圧が第1所定値以下に低下して
から電圧が回復して磁束指令値を再び元の値Φ0 へ戻す
までの動作は、図4で既述の第1フローチャートの動作
と同じであるからその説明は省略する。
【0010】図5に示す第2フローチャートにおいて、
電源電圧が第1所定値以下に低下した状態で更に直流中
間回路電圧が第2所定値以下に低下すれば、磁束設定値
に1より小さい値の第2ゲインG2 を乗算して得た磁束
指令値を加算手段に与えておき、この状態でパルス幅変
調制御手段をパルスオフすることでインバータの作動を
停止して永久磁石式同期電動機を自由回転状態にする。
ここで第2ゲインG2 を乗算して得た磁束指令値は、測
定により予め定めておいた当該電動機の起電力に相当し
た磁束指令値であるから、加算手段にこの磁束指令値を
与えておくことは電動機の運転再開に備えて待機状態に
していることを意味する。ここで電圧低下が短時間内に
回復すれば、パルス幅変調制御手段をパルスオンしてイ
ンバータの運転を再開するのであるが、このときの磁束
指令値は第2加減速度演算手段の作用により前述の第2
ゲインG2 を乗算した値から元の磁束指令値へ向かって
緩やかに回復することになる。
電源電圧が第1所定値以下に低下した状態で更に直流中
間回路電圧が第2所定値以下に低下すれば、磁束設定値
に1より小さい値の第2ゲインG2 を乗算して得た磁束
指令値を加算手段に与えておき、この状態でパルス幅変
調制御手段をパルスオフすることでインバータの作動を
停止して永久磁石式同期電動機を自由回転状態にする。
ここで第2ゲインG2 を乗算して得た磁束指令値は、測
定により予め定めておいた当該電動機の起電力に相当し
た磁束指令値であるから、加算手段にこの磁束指令値を
与えておくことは電動機の運転再開に備えて待機状態に
していることを意味する。ここで電圧低下が短時間内に
回復すれば、パルス幅変調制御手段をパルスオンしてイ
ンバータの運転を再開するのであるが、このときの磁束
指令値は第2加減速度演算手段の作用により前述の第2
ゲインG2 を乗算した値から元の磁束指令値へ向かって
緩やかに回復することになる。
【0011】
【実施例】図1は本発明の第1実施例を表した回路図で
あって、図4で既述の第1フローチャートの動作を実現
した回路であるが、この第1実施例回路に使用している
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、永久磁石式同期電動機7、電圧設
定器11、周波数設定器12、磁束設定器13、電動機
電圧検出器14、磁束演算器15、磁束調節器16、パ
ルス幅変調制御回路17、D/A変換器19、第3加減
速度演算器20、加算器21、及び周波数検出器22の
名称・用途・機能は図6で既述の従来例回路の場合と同
じであるから、これらの説明は省略する。
あって、図4で既述の第1フローチャートの動作を実現
した回路であるが、この第1実施例回路に使用している
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、永久磁石式同期電動機7、電圧設
定器11、周波数設定器12、磁束設定器13、電動機
電圧検出器14、磁束演算器15、磁束調節器16、パ
ルス幅変調制御回路17、D/A変換器19、第3加減
速度演算器20、加算器21、及び周波数検出器22の
名称・用途・機能は図6で既述の従来例回路の場合と同
じであるから、これらの説明は省略する。
【0012】図1に示す第1実施例回路では、前述の他
に第1加減速度演算器30と、交流電源2に接続した電
源電圧検出器31と、この電源電圧検出器31に接続し
て電圧低下を検出する交流電圧低下検出手段としての第
1コンパレータ32と、この第1コンパレータ32が駆
動する第1接点33Aと第1接点33B及び第1磁束設
定値低減手段としての第1ゲイン設定器34とを備えて
いる。交流電源2の出力電圧が第1コンパレータ32で
設定している第1設定値以下に低下すると、第1接点3
3Bがオフとなり且つ第1接点33Aがオンするので、
磁束設定器13が設定している磁束設定値Φ0 は第1ゲ
イン設定器34を経由して第1加減速度演算器30に与
えられることになる。その結果磁束設定値Φ0 には1よ
りも小さいG1 なる値の第1ゲインを乗算することにな
り、このΦ0 ×G1 を第1加減速度演算器30とD/A
変換器19とを経て加算器21へ与えることになるの
で、前述したように電圧低下に起因する磁束調節器16
の飽和を回避出来るし、電圧低下中での永久磁石式同期
電動機7の運転継続時間を延長することも出来る。
に第1加減速度演算器30と、交流電源2に接続した電
源電圧検出器31と、この電源電圧検出器31に接続し
て電圧低下を検出する交流電圧低下検出手段としての第
1コンパレータ32と、この第1コンパレータ32が駆
動する第1接点33Aと第1接点33B及び第1磁束設
定値低減手段としての第1ゲイン設定器34とを備えて
いる。交流電源2の出力電圧が第1コンパレータ32で
設定している第1設定値以下に低下すると、第1接点3
3Bがオフとなり且つ第1接点33Aがオンするので、
磁束設定器13が設定している磁束設定値Φ0 は第1ゲ
イン設定器34を経由して第1加減速度演算器30に与
えられることになる。その結果磁束設定値Φ0 には1よ
りも小さいG1 なる値の第1ゲインを乗算することにな
り、このΦ0 ×G1 を第1加減速度演算器30とD/A
変換器19とを経て加算器21へ与えることになるの
で、前述したように電圧低下に起因する磁束調節器16
の飽和を回避出来るし、電圧低下中での永久磁石式同期
電動機7の運転継続時間を延長することも出来る。
【0013】図2は本発明の第2実施例を表した回路図
であって、図5で既述の第2フローチャートの動作を実
現した回路であるが、この第2実施例回路に使用してい
る交流電源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、永久磁石式同期電動機7、電圧
設定器11、周波数設定器12、磁束設定器13、電動
機電圧検出器14、磁束演算器15、磁束調節器16、
パルス幅変調制御回路17、D/A変換器19、第3加
減速度演算器20、加算器21、及び周波数検出器22
の名称・用途・機能は図6で既述の従来例回路の場合と
同じであり、第1加減速度演算器30、電源電圧検出器
31、交流電圧低下検出手段としての第1コンパレータ
32、第1接点33A、第1接点33B、及び第1磁束
設定値低減手段としての第1ゲイン設定器34の名称・
用途・機能は図1で既述の第1実施例回路の場合と同じ
であるから、これらの説明は省略する。
であって、図5で既述の第2フローチャートの動作を実
現した回路であるが、この第2実施例回路に使用してい
る交流電源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、永久磁石式同期電動機7、電圧
設定器11、周波数設定器12、磁束設定器13、電動
機電圧検出器14、磁束演算器15、磁束調節器16、
パルス幅変調制御回路17、D/A変換器19、第3加
減速度演算器20、加算器21、及び周波数検出器22
の名称・用途・機能は図6で既述の従来例回路の場合と
同じであり、第1加減速度演算器30、電源電圧検出器
31、交流電圧低下検出手段としての第1コンパレータ
32、第1接点33A、第1接点33B、及び第1磁束
設定値低減手段としての第1ゲイン設定器34の名称・
用途・機能は図1で既述の第1実施例回路の場合と同じ
であるから、これらの説明は省略する。
【0014】図2に示す第2実施例回路では前述の他に
第2加減速度演算器41、直流中間回路電圧の低下を検
出する直流電圧低下検出手段としての第2コンパレータ
42、この第2コンパレータ42が駆動する6個の第2
接点43A,43B,43C,43D,43E,43F
と、第2磁束設定値低減手段としての第2ゲンイ設定器
44、第2加減速度演算器41の入力側電圧信号と出力
側電圧信号とを比較している第3コンパレータ45、及
びこの第3コンパレータ45の出力信号と第2接点43
Cの動作信号とを入力して第3接点47Aと第3接点4
7Bとを駆動する論理回路46とを備えている。
第2加減速度演算器41、直流中間回路電圧の低下を検
出する直流電圧低下検出手段としての第2コンパレータ
42、この第2コンパレータ42が駆動する6個の第2
接点43A,43B,43C,43D,43E,43F
と、第2磁束設定値低減手段としての第2ゲンイ設定器
44、第2加減速度演算器41の入力側電圧信号と出力
側電圧信号とを比較している第3コンパレータ45、及
びこの第3コンパレータ45の出力信号と第2接点43
Cの動作信号とを入力して第3接点47Aと第3接点4
7Bとを駆動する論理回路46とを備えている。
【0015】交流電源2の出力電圧が第1所定値以下に
低下した場合、この電圧低下を第1コンパレータ32が
検出して磁束指令値Φ19を従来のΦ0 からΦ0 ×G
1 (但しG1 は1より小なる正の値)に低減するのは前
述した第1実施例回路の場合と同じであるが、この状態
が続くと直流中間回路4の電圧も次第に低下する。この
直流中間回路電圧が第2設定値以下に低下したことを第
2コンパレータ42が検出すると、この第2コンパレー
タ42はパルス幅変調制御回路17へパルスオフ指令を
与えてインバータ6の動作を停止するので、永久磁石式
同期電動機7は自由回転状態になり、徐々にその回転速
度を低下して行く。更に、第2コンパレータ42は4個
の第2接点43A,43C,43D,43Eに対して開
→閉の切替え指令を与え、且つ2個の第2接点43B,
43Fに対しては閉→開の切替え指令を与える。第2接
点43Cが閉路することで、論理回路46は第3接点4
7Aへ閉路信号を与えると共に、第3接点47Bへは開
路信号を与える(この論理回路46の動作については後
述する)。
低下した場合、この電圧低下を第1コンパレータ32が
検出して磁束指令値Φ19を従来のΦ0 からΦ0 ×G
1 (但しG1 は1より小なる正の値)に低減するのは前
述した第1実施例回路の場合と同じであるが、この状態
が続くと直流中間回路4の電圧も次第に低下する。この
直流中間回路電圧が第2設定値以下に低下したことを第
2コンパレータ42が検出すると、この第2コンパレー
タ42はパルス幅変調制御回路17へパルスオフ指令を
与えてインバータ6の動作を停止するので、永久磁石式
同期電動機7は自由回転状態になり、徐々にその回転速
度を低下して行く。更に、第2コンパレータ42は4個
の第2接点43A,43C,43D,43Eに対して開
→閉の切替え指令を与え、且つ2個の第2接点43B,
43Fに対しては閉→開の切替え指令を与える。第2接
点43Cが閉路することで、論理回路46は第3接点4
7Aへ閉路信号を与えると共に、第3接点47Bへは開
路信号を与える(この論理回路46の動作については後
述する)。
【0016】これにより、磁束設定器13が出力する磁
束設定値Φ0 には第2ゲイン設定器44が設定している
第2ゲインG2 が乗算されてΦ0 ×G2 (第2ゲインG
2 は前述したように測定により予め定めた当該電動機の
起電力に相当した磁束指令値である)となる。このΦ0
×G2 なる値は第2接点43Aと第2接点43Dと第3
接点47Aとを経由し、D/A変換器19でアナログ信
号に変換した後磁束指令値として加算器21へ与えるの
であるが、パルス幅変調制御回路17は既にパルスオフ
しているので、この磁束指令値はパルス幅変調制御回路
17の作動開始に備えたものである。又、D/A変換器
19へ入力する周波数信号も、周波数設定器12が設定
している周波数設定値から周波数検出器22が検出する
値、即ち永久磁石式同期電動機7の減速しつつある回転
速度に対応した周波数実際値に切り替わっている。
束設定値Φ0 には第2ゲイン設定器44が設定している
第2ゲインG2 が乗算されてΦ0 ×G2 (第2ゲインG
2 は前述したように測定により予め定めた当該電動機の
起電力に相当した磁束指令値である)となる。このΦ0
×G2 なる値は第2接点43Aと第2接点43Dと第3
接点47Aとを経由し、D/A変換器19でアナログ信
号に変換した後磁束指令値として加算器21へ与えるの
であるが、パルス幅変調制御回路17は既にパルスオフ
しているので、この磁束指令値はパルス幅変調制御回路
17の作動開始に備えたものである。又、D/A変換器
19へ入力する周波数信号も、周波数設定器12が設定
している周波数設定値から周波数検出器22が検出する
値、即ち永久磁石式同期電動機7の減速しつつある回転
速度に対応した周波数実際値に切り替わっている。
【0017】永久磁石式同期電動機7が自由回転状態で
回転中に電源電圧が回復すると直流中間回路電圧も上昇
するので、第2コンパレータ42がこの電圧上昇を検出
すれば、6個の第2接点を元の状態へ切替える指令を発
すると共に、パルス幅変調制御回路17をパルスオンし
てインバータ6の運転を再開する。このとき論理回路4
6の働きで(この論理回路46の動作は後述する)第3
接点47Aは閉路状態を継続し、第3接点47Bは開路
状態を継続するので、加算器21へ入力する磁束指令値
は前述した第2低減磁束設定値即ちΦ0 ×G2 なる値か
ら元の磁束設定値Φ0 へ戻るのであるが、このときは前
述の第1加減速度演算器30ではなくて第2加減速度演
算器41を経由するようにして、第1加減速度演算器3
0の場合よりも緩やかな変化速度で元の磁束設定値Φ0
へ戻るようにしている。
回転中に電源電圧が回復すると直流中間回路電圧も上昇
するので、第2コンパレータ42がこの電圧上昇を検出
すれば、6個の第2接点を元の状態へ切替える指令を発
すると共に、パルス幅変調制御回路17をパルスオンし
てインバータ6の運転を再開する。このとき論理回路4
6の働きで(この論理回路46の動作は後述する)第3
接点47Aは閉路状態を継続し、第3接点47Bは開路
状態を継続するので、加算器21へ入力する磁束指令値
は前述した第2低減磁束設定値即ちΦ0 ×G2 なる値か
ら元の磁束設定値Φ0 へ戻るのであるが、このときは前
述の第1加減速度演算器30ではなくて第2加減速度演
算器41を経由するようにして、第1加減速度演算器3
0の場合よりも緩やかな変化速度で元の磁束設定値Φ0
へ戻るようにしている。
【0018】論理回路46の動作は以下の通りである。
即ち第3コンパレータ45は第2加減速度演算器41の
入力側信号と出力側信号とを比較しており、両信号がほ
ぼ一致した時点で動作信号を出力する。そこで第3コン
パレータ45の出力信号と第2接点43Cのオン・オフ
信号を入力している論理回路46は、第2接点43Cの
オン信号(即ち直流中間回路電圧が第2所定値以下に低
下したとき)を受けると、第3コンパレータ45の出力
信号には無関係に第3接点47Aをオン、且つ第3接点
47Bをオフにする。この状態で第2接点43Cがオフ
(即ち直流中間回路電圧が回復したとき)しても、第3
コンパレータ45が動作信号を出力するまではその出力
信号は変化せず、第3コンパレータ45の動作信号を受
けて(これは第2加減速度演算器41の出力値が入力値
Φ0 にほぼ一致したことを意味する)第3接点47Aを
オフに、第3接点47Bをオンに切替えて元の状態へ戻
ることになる。
即ち第3コンパレータ45は第2加減速度演算器41の
入力側信号と出力側信号とを比較しており、両信号がほ
ぼ一致した時点で動作信号を出力する。そこで第3コン
パレータ45の出力信号と第2接点43Cのオン・オフ
信号を入力している論理回路46は、第2接点43Cの
オン信号(即ち直流中間回路電圧が第2所定値以下に低
下したとき)を受けると、第3コンパレータ45の出力
信号には無関係に第3接点47Aをオン、且つ第3接点
47Bをオフにする。この状態で第2接点43Cがオフ
(即ち直流中間回路電圧が回復したとき)しても、第3
コンパレータ45が動作信号を出力するまではその出力
信号は変化せず、第3コンパレータ45の動作信号を受
けて(これは第2加減速度演算器41の出力値が入力値
Φ0 にほぼ一致したことを意味する)第3接点47Aを
オフに、第3接点47Bをオンに切替えて元の状態へ戻
ることになる。
【0019】図3は図2に図示している第2実施例回路
の動作を示したタイムチャートであって、図3は交流
電源2の電圧変化、図3は第1コンパレータ32の動
作、図3は直流中間回路4の電圧変化、図3は第2
コンパレータ42の動作、図3は磁束設定器13が出
力する磁束設定値Φ0 の変化、図3は加算器21へ入
力する磁束指令値Φ19の変化、図3はD/A変換器1
9へ入力する周波数信号の変化、図3はインバータ6
の出力の変化をそれぞれが表している。又t1 は交流電
源2の電圧が第1所定値以下に低下した時点、t2 は直
流中間回路4の電圧が第2所定値以下に低下した時点、
t3 は直流中間回路4の電圧が回復した時点、t4 は磁
束指令値Φ19が元の磁束設定値Φ0 と同じ値に回復した
時点である。それ故、交流電源2の電圧低下期間がt1
からt3 まであっても、インバータ6が停止しているの
はt2 からt3 までの僅かな期間である。
の動作を示したタイムチャートであって、図3は交流
電源2の電圧変化、図3は第1コンパレータ32の動
作、図3は直流中間回路4の電圧変化、図3は第2
コンパレータ42の動作、図3は磁束設定器13が出
力する磁束設定値Φ0 の変化、図3は加算器21へ入
力する磁束指令値Φ19の変化、図3はD/A変換器1
9へ入力する周波数信号の変化、図3はインバータ6
の出力の変化をそれぞれが表している。又t1 は交流電
源2の電圧が第1所定値以下に低下した時点、t2 は直
流中間回路4の電圧が第2所定値以下に低下した時点、
t3 は直流中間回路4の電圧が回復した時点、t4 は磁
束指令値Φ19が元の磁束設定値Φ0 と同じ値に回復した
時点である。それ故、交流電源2の電圧低下期間がt1
からt3 まであっても、インバータ6が停止しているの
はt2 からt3 までの僅かな期間である。
【0020】
【発明の効果】交永久磁石式同期電動機を駆動する磁束
制御形インバータへ電力を供給する交流電源の出力電圧
が低下した場合、従来は電圧低下を検出すると直ちにイ
ンバータの運転を中断しなければならなかったものが、
本発明によれば、電源電圧の低下を検出すると磁束指令
値をそれまでの値よりも低減することでインバータの運
転を継続させる。磁束指令値の低減により磁束調節手段
が飽和するのを回避して電動機を安定に運転すると共
に、直流中間回路電圧の降下の程度を抑制出来るのでイ
ンバータでの電動機駆動時間が従来よりも延長出来る効
果が得られる。又電圧降下の期間が長くなってやむを得
ずインバータの作動を中断し、電動機を自由回転状態に
しても、当該永久磁石式同期電動機に固有の誘起電圧と
回転周波数とに合致した磁束指令値と周波数信号とを待
機状態にしておき、電圧降下が回復すれば電圧位相を合
わせて直ちにインバータによる電動機駆動を再開し、緩
やかに元の状態へ戻す事が出来るので、従来ならば電動
機を停止させなければならない程度の期間の電圧降下や
停電であっても電動機の運転を継続出来る効果が得られ
る。更に、インバータが運転を中断せざるを得ない期間
の停電でも、電源電圧の回復と共に直ちに運転を再開出
来るので、電動機の停止操作や運転再開操作に要する人
手を大幅に削減し、装置の稼働率を向上出来る効果も合
わせて有する。
制御形インバータへ電力を供給する交流電源の出力電圧
が低下した場合、従来は電圧低下を検出すると直ちにイ
ンバータの運転を中断しなければならなかったものが、
本発明によれば、電源電圧の低下を検出すると磁束指令
値をそれまでの値よりも低減することでインバータの運
転を継続させる。磁束指令値の低減により磁束調節手段
が飽和するのを回避して電動機を安定に運転すると共
に、直流中間回路電圧の降下の程度を抑制出来るのでイ
ンバータでの電動機駆動時間が従来よりも延長出来る効
果が得られる。又電圧降下の期間が長くなってやむを得
ずインバータの作動を中断し、電動機を自由回転状態に
しても、当該永久磁石式同期電動機に固有の誘起電圧と
回転周波数とに合致した磁束指令値と周波数信号とを待
機状態にしておき、電圧降下が回復すれば電圧位相を合
わせて直ちにインバータによる電動機駆動を再開し、緩
やかに元の状態へ戻す事が出来るので、従来ならば電動
機を停止させなければならない程度の期間の電圧降下や
停電であっても電動機の運転を継続出来る効果が得られ
る。更に、インバータが運転を中断せざるを得ない期間
の停電でも、電源電圧の回復と共に直ちに運転を再開出
来るので、電動機の停止操作や運転再開操作に要する人
手を大幅に削減し、装置の稼働率を向上出来る効果も合
わせて有する。
【図1】本発明の第1実施例を表した回路図
【図2】本発明の第2実施例を表した回路図
【図3】図2に図示している第2実施例回路の動作を示
したタイムチャート
したタイムチャート
【図4】請求項1に記載の本発明の動作を示した第1フ
ローチャート
ローチャート
【図5】請求項2に記載の本発明の動作を示した第2フ
ローチャート
ローチャート
【図6】永久磁石式同期電動機を駆動する磁束制御形イ
ンバータの制御の従来例を示した回路図
ンバータの制御の従来例を示した回路図
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 永久磁石式同期電動機 13 磁束設定器 15 磁束演算器 16 磁束調節器 17 パルス幅変調制御回路 18 加減速度演算器 19 D/A変換器 20 第3加減速度演算器 21 加算器 22 周波数検出器 30 第1加減速度演算器 32 交流電圧低下検出手段としての第1コンパレー
タ 33A 第1接点 33B 第1接点 34 第1磁束設定値低減手段としての第1ゲイン設
定器 41 第2加減速度演算器 42 直流電圧低下検出手段としての第2コンパレー
タ 43A 第2接点 43B 第2接点 43C 第2接点 43D 第2接点 43E 第2接点 43F 第2接点 44 第2磁束設定値低減手段としての第2ゲイン設
定器 45 第3コンパレータ 46 論理回路 47A 第3接点 47B 第3接点
タ 33A 第1接点 33B 第1接点 34 第1磁束設定値低減手段としての第1ゲイン設
定器 41 第2加減速度演算器 42 直流電圧低下検出手段としての第2コンパレー
タ 43A 第2接点 43B 第2接点 43C 第2接点 43D 第2接点 43E 第2接点 43F 第2接点 44 第2磁束設定値低減手段としての第2ゲイン設
定器 45 第3コンパレータ 46 論理回路 47A 第3接点 47B 第3接点
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02P 5/408 - 5/412 H02P 7/628 - 7/632 H02P 21/00
Claims (2)
- 【請求項1】交流電源に接続して入力交流を直流に変換
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永
久磁石式同期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、前記永久磁石式
同期電動機の端子電圧を検出する電動機電圧検出手段
と、この電動機電圧から磁束実際値を演算する磁束演算
手段と、電圧設定値と周波数設定値とから磁束設定値を
演算する磁束設定手段と、この磁束設定値を磁束指令値
として前記磁束実際値との偏差を演算する加算手段と、
この加算手段が出力する偏差値を零に制御する制御信号
を前記インバータのパルス幅変調制御手段に与える磁束
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、 前記交流電源の出力電圧が第1所定値以下に低下したこ
とを検出する交流電圧低下検出手段と、前記磁束設定値
を低減した第1低減磁束設定値に変換する第1磁束設定
値低減手段と、磁束設定値を入力して第1変化速度で変
化する磁束指令値を出力する第1加減速度演算手段とを
備え、 前記交流電圧低下検出手段が電圧低下を検出すれば、前
記第1磁束設定値低減手段と第1加減速度演算手段とを
介して得られる磁束指令値を、前記磁束設定手段が出力
する磁束設定値として従来の磁束指令値の代わりに前記
加算手段に与え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】交流電源に接続して入力交流を直流に変換
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永
久磁石式同期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、前記永久磁石式
同期電動機の端子電圧を検出する電動機電圧検出手段
と、この電動機電圧から磁束実際値を演算する磁束演算
手段と、電圧設定値と周波数設定値とから磁束設定値を
演算する磁束設定手段と、この磁束設定値を磁束指令値
として前期磁束実際値との偏差を前記インバータのパル
ス幅変調制御手段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、 前記交流電源の出力電圧が第1所定値以下に低下したこ
とを検出する交流電圧低下検出手段と、前記直流中間回
路の電圧が第2所定値以下に低下したことを検出する直
流電圧低下検出手段と、前記磁束設定値を低減した第1
低減磁束設定値に変換する第1磁束設定値低減手段と、
同じく磁束設定値を低減した第2低減磁束設定値に変換
する第2磁束設定値低減手段と、磁束設定値を入力して
第1変化速度で変化する磁束指令値を出力する第1加減
速度演算手段と、同じく磁束設定値を入力して第2変化
速度で変化する磁束指令値を出力する第2加減速度演算
手段とを備え、 前記交流電圧低下検出手段が電圧低下を検出すれば、前
記第1磁束設定値低減手段と第1加減速度演算手段とを
介して得られる磁束指令値を、前記磁束設定手段が出力
する磁束設定値として従来の磁束指令値の代わりに前記
加算手段に与え、 更に直流電圧低下検出手段が電圧低下を検出すれば前記
パルス幅変調制御手段にパルスオフ信号を与えると共
に、前記加算手段へは前記第2低減磁束設定値を磁束指
令値として与え、 前記交流電源の出力電圧が回復することで前記直流中間
回路の電圧が前記第2所定値以上に上昇すれば、前記パ
ルス幅変調制御手段に与えていたパルスオフ信号を解除
すると共に、前記第2加減速度演算手段は前記第2低減
磁束設定値から前記磁束設定手段が出力する磁束設定値
へ第2変化速度で変化する信号を出力し、この第2加減
速度演算手段の出力信号を磁束指令値として前記加算手
段へ与え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 |
---|---|---|---|
JP32622291A JP3151887B2 (ja) | 1991-12-11 | 1991-12-11 | 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 |
---|---|---|---|
JP32622291A JP3151887B2 (ja) | 1991-12-11 | 1991-12-11 | 磁束制御形インバータの制御回路 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05168273A JPH05168273A (ja) | 1993-07-02 |
JP3151887B2 true JP3151887B2 (ja) | 2001-04-03 |
Family
ID=18185355
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP32622291A Expired - Fee Related JP3151887B2 (ja) | 1991-12-11 | 1991-12-11 | 磁束制御形インバータの制御回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3151887B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0638457B1 (en) * | 1993-08-10 | 1999-03-03 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Apparatus for driving and controlling synchronous motor using permanent magnets as its field system |
-
1991
- 1991-12-11 JP JP32622291A patent/JP3151887B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH05168273A (ja) | 1993-07-02 |
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---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |