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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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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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |