JP3252603B2 - インバータの電流制限時損失増加防止方法 - Google Patents
インバータの電流制限時損失増加防止方法Info
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- JP3252603B2 JP3252603B2 JP12085794A JP12085794A JP3252603B2 JP 3252603 B2 JP3252603 B2 JP 3252603B2 JP 12085794 A JP12085794 A JP 12085794A JP 12085794 A JP12085794 A JP 12085794A JP 3252603 B2 JP3252603 B2 JP 3252603B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、誘導電動機を速度制
御するインバータの制御方法、詳しくはその出力電流制
限動作時におけるインバータ主回路スイッチング素子の
スイッチング損失の増加防止方法に関する。
御するインバータの制御方法、詳しくはその出力電流制
限動作時におけるインバータ主回路スイッチング素子の
スイッチング損失の増加防止方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種インバータの出力電流制限
動作は、このインバータの出力電流がその制限値よりも
大となった場合には、インバータ主回路の全てのスイッ
チング素子をオフ状態として前記インバータの出力を遮
断し、この出力遮断により前記のインバータ出力電流が
減少しその制限値以下となれば、前記の出力遮断を解除
する如くインバータ出力の断続制御を高速で繰り返して
前記インバータ出力電流をその制限値前後の所定幅内に
維持するものであり、前記インバータ主回路の各スイッ
チング素子に対するスイッチング周波数に関して、前記
インバータの定常運転時と前記の如き出力電流制限時と
でその変更は行わないものであった。
動作は、このインバータの出力電流がその制限値よりも
大となった場合には、インバータ主回路の全てのスイッ
チング素子をオフ状態として前記インバータの出力を遮
断し、この出力遮断により前記のインバータ出力電流が
減少しその制限値以下となれば、前記の出力遮断を解除
する如くインバータ出力の断続制御を高速で繰り返して
前記インバータ出力電流をその制限値前後の所定幅内に
維持するものであり、前記インバータ主回路の各スイッ
チング素子に対するスイッチング周波数に関して、前記
インバータの定常運転時と前記の如き出力電流制限時と
でその変更は行わないものであった。
【０００３】因みに、図２は前記インバータの主回路の
回路図であり、図３は電流制限動作時のインバータ出力
電流波形図であり、図４は電流制限動作時のインバータ
出力電流の脈動成分波形図である。図２において、Ｔ1
〜Ｔ6 は半導体スイッチング素子としてのトランジス
タ、Ｄ1 〜Ｄ6 はダイオードである。また、それぞれ逆
極性にて並列接続された前記のトランジスタとダイオー
ドとの組み合わせ，Ｔ1 −Ｄ1 ，Ｔ2 −Ｄ2 ，──，Ｔ
6 −Ｄ6 を各相アーム要素として構成された三相ブリッ
ジ回路は、前記各トランジスタに対する駆動指令信号Ｓ
1 〜Ｓ6 に従い、直流電圧ＥD をその入力として端子
Ｕ，Ｖ，Ｗより所要の三相交流を出力するものである。
回路図であり、図３は電流制限動作時のインバータ出力
電流波形図であり、図４は電流制限動作時のインバータ
出力電流の脈動成分波形図である。図２において、Ｔ1
〜Ｔ6 は半導体スイッチング素子としてのトランジス
タ、Ｄ1 〜Ｄ6 はダイオードである。また、それぞれ逆
極性にて並列接続された前記のトランジスタとダイオー
ドとの組み合わせ，Ｔ1 −Ｄ1 ，Ｔ2 −Ｄ2 ，──，Ｔ
6 −Ｄ6 を各相アーム要素として構成された三相ブリッ
ジ回路は、前記各トランジスタに対する駆動指令信号Ｓ
1 〜Ｓ6 に従い、直流電圧ＥD をその入力として端子
Ｕ，Ｖ，Ｗより所要の三相交流を出力するものである。
【０００４】次に図３において、ｉu は前記インバータ
の出力電流であり、ｉu1はその波高値がその制限値ＩL
に達していない小なる状態のものであり、また、ｉu2は
その波高値がその制限値ＩL 以上となり前記の電流制限
動作を受ける大なる状態のものである。ここに、前記制
限値ＩL を中心とする電流ｉu2の電流脈動分の大きさは
その時のスイッチング周波数に依存し、この周波数が高
い場合に前記電流脈動分の大きさは非常に小さいものと
なる。
の出力電流であり、ｉu1はその波高値がその制限値ＩL
に達していない小なる状態のものであり、また、ｉu2は
その波高値がその制限値ＩL 以上となり前記の電流制限
動作を受ける大なる状態のものである。ここに、前記制
限値ＩL を中心とする電流ｉu2の電流脈動分の大きさは
その時のスイッチング周波数に依存し、この周波数が高
い場合に前記電流脈動分の大きさは非常に小さいものと
なる。
【０００５】また図４は、図３における電流ｉu2の電流
脈動の状態を拡大し模擬的に示したものであり、図示
「ＯＮ」状態は前記インバータが定常動作をなし前記電
流ｉu2がその制限値ＩL の前後に回路定数に従い増大状
態にある場合を示し、また図示「ＯＦＦ」状態は前記各
指令信号Ｓ1 〜Ｓ6 を全てＯＦＦ指令信号となして前記
インバータを出力遮断状態とし前記電流ｉu2がその制限
値ＩL の前後に回路定数に従い減少状態にある場合を示
すものである。
脈動の状態を拡大し模擬的に示したものであり、図示
「ＯＮ」状態は前記インバータが定常動作をなし前記電
流ｉu2がその制限値ＩL の前後に回路定数に従い増大状
態にある場合を示し、また図示「ＯＦＦ」状態は前記各
指令信号Ｓ1 〜Ｓ6 を全てＯＦＦ指令信号となして前記
インバータを出力遮断状態とし前記電流ｉu2がその制限
値ＩL の前後に回路定数に従い減少状態にある場合を示
すものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
如き従来のインバータ出力電流の制限動作時には、前記
インバータ主回路の各スイッチング素子は、大なる電流
である前記制限値ＩL での高速でスイッチングを繰り返
すことになり、これら各スイッチング素子におけるスイ
ッチング損失は極めて大となり、素子破損によるインバ
ータ事故を招く恐れがあった。
如き従来のインバータ出力電流の制限動作時には、前記
インバータ主回路の各スイッチング素子は、大なる電流
である前記制限値ＩL での高速でスイッチングを繰り返
すことになり、これら各スイッチング素子におけるスイ
ッチング損失は極めて大となり、素子破損によるインバ
ータ事故を招く恐れがあった。
【０００７】上記に鑑みこの発明は、その出力電流制限
動作時におけるインバータの主回路各半導体スイッチン
グ素子のスイッチング損失の増大を防止し得るインバー
タの電流制限時損失増加防止方法の提供を目的とするも
のである。
動作時におけるインバータの主回路各半導体スイッチン
グ素子のスイッチング損失の増大を防止し得るインバー
タの電流制限時損失増加防止方法の提供を目的とするも
のである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明のインバータの電流制限時損失増加防止方
法においては、 １）半導体スイッチング素子をブリッジ構成した主回路
を有し誘導電動機を速度制御するインバータに関し、こ
のインバータの出力電流がその制限値よりも大となった
場合には、前記主回路の全てのスイッチング素子をオフ
状態として前記インバータの出力を遮断し、この出力遮
断により前記インバータの出力電流が減少してその制限
値以下となれば、前記の出力遮断を解除するインバータ
出力の断続制御を高速で繰り返すことにより、前記イン
バータの出力電流をその制限値以下とする前記インバー
タの電流制限動作を行うインバータの制御方法におい
て、前記インバータの電流制限動作時には、前記主回路
の各スイッチング素子に対するスイッチング周波数を定
常運転状態における値よりも低くするものとする。
に、この発明のインバータの電流制限時損失増加防止方
法においては、 １）半導体スイッチング素子をブリッジ構成した主回路
を有し誘導電動機を速度制御するインバータに関し、こ
のインバータの出力電流がその制限値よりも大となった
場合には、前記主回路の全てのスイッチング素子をオフ
状態として前記インバータの出力を遮断し、この出力遮
断により前記インバータの出力電流が減少してその制限
値以下となれば、前記の出力遮断を解除するインバータ
出力の断続制御を高速で繰り返すことにより、前記イン
バータの出力電流をその制限値以下とする前記インバー
タの電流制限動作を行うインバータの制御方法におい
て、前記インバータの電流制限動作時には、前記主回路
の各スイッチング素子に対するスイッチング周波数を定
常運転状態における値よりも低くするものとする。
【０００９】２）上記１）において、前記の電流制限動
作中の前記インバータの出力電流が負荷条件の変化によ
り減少してその制限値以下となった場合に、前記のスイ
ッチング周波数の低減運転状態を所定の期間にわたり継
続させた後に、前記スイッチング周波数をその定常運転
状態における値に復帰させるものとする。
作中の前記インバータの出力電流が負荷条件の変化によ
り減少してその制限値以下となった場合に、前記のスイ
ッチング周波数の低減運転状態を所定の期間にわたり継
続させた後に、前記スイッチング周波数をその定常運転
状態における値に復帰させるものとする。
【００１０】
【作用】一般にスイッチング素子におけるスイッチング
損失は、時間的に変化する電極間印加電圧と電極間通電
電流とに関し、時間的な重複部分における前記の電圧と
電流両者の積に更にスイッチング回数を乗じたこれら三
者の積に比例する。従って、その概略において、スイッ
チング動作期間を積算しての前記スイッチング損失は、
前記電極間通電電流の増大時には、この電流増大に見合
うスイッチング回数の低減により、その増大を避けるこ
とが可能となる。
損失は、時間的に変化する電極間印加電圧と電極間通電
電流とに関し、時間的な重複部分における前記の電圧と
電流両者の積に更にスイッチング回数を乗じたこれら三
者の積に比例する。従って、その概略において、スイッ
チング動作期間を積算しての前記スイッチング損失は、
前記電極間通電電流の増大時には、この電流増大に見合
うスイッチング回数の低減により、その増大を避けるこ
とが可能となる。
【００１１】この発明は、上記の如きスイッチング電流
の増大に対しスイッチング周波数を低減してスイッチン
グ損失の増大を避けるものであり、 １）請求項１による如く、インバータ出力電流がその制
限値よりも大となった場合にその制限値を中心に行うイ
ンバータ出力の断続制御において、インバータ主回路の
各スイッチング素子に対するスイッチング周波数をその
定常運転状態における値の数分の一の適値に低減するも
のである。
の増大に対しスイッチング周波数を低減してスイッチン
グ損失の増大を避けるものであり、 １）請求項１による如く、インバータ出力電流がその制
限値よりも大となった場合にその制限値を中心に行うイ
ンバータ出力の断続制御において、インバータ主回路の
各スイッチング素子に対するスイッチング周波数をその
定常運転状態における値の数分の一の適値に低減するも
のである。
【００１２】２）請求項２による如く、請求項１による
スイッチング周波数の低減制御に関し、負荷条件の変化
により、前記インバータの出力電流が減少しその制限値
以下となった場合に、前記のスイッチング周波数低減状
態を直ちに元に復することなく、前記電流減少に対する
所定の確認期間を置いてから、前記スイッチング周波数
をその定常運転状態の値に復帰させるものである。
スイッチング周波数の低減制御に関し、負荷条件の変化
により、前記インバータの出力電流が減少しその制限値
以下となった場合に、前記のスイッチング周波数低減状
態を直ちに元に復することなく、前記電流減少に対する
所定の確認期間を置いてから、前記スイッチング周波数
をその定常運転状態の値に復帰させるものである。
【００１３】
【実施例】以下この発明の実施例を図１により説明す
る。ここに図１は、前記インバータ出力電流制限動作時
のスイッチング周波数変更とインバータ出力電流の変化
との対応を示すタイムチャートの例示である。図１に示
す如く、その負荷トルク（τU ）をτ0 とする誘導電動
機を駆動する前記インバータが、その出力電流（ｉU ）
の波高値をＩ0 としそのスイッチング周波数（ｆC ）を
ｆC1として運転中、前記負荷トルクがτ0 からτL へと
急増し、これに伴い、前記出力電流も急増してその波高
値が制限値ＩL に到達すれば、この制限値ＩL への到達
時点以後、前記スイッチング周波数を前記ｆC1からその
数分の一の値であるｆC2へ低減させている。これが請求
項１に対応するこの発明の実施例である。
る。ここに図１は、前記インバータ出力電流制限動作時
のスイッチング周波数変更とインバータ出力電流の変化
との対応を示すタイムチャートの例示である。図１に示
す如く、その負荷トルク（τU ）をτ0 とする誘導電動
機を駆動する前記インバータが、その出力電流（ｉU ）
の波高値をＩ0 としそのスイッチング周波数（ｆC ）を
ｆC1として運転中、前記負荷トルクがτ0 からτL へと
急増し、これに伴い、前記出力電流も急増してその波高
値が制限値ＩL に到達すれば、この制限値ＩL への到達
時点以後、前記スイッチング周波数を前記ｆC1からその
数分の一の値であるｆC2へ低減させている。これが請求
項１に対応するこの発明の実施例である。
【００１４】次に、前記負荷トルクがτL からτ0 へと
復旧し、前記出力電流もその波高値をＩ0 として復旧し
た場合、この電流復旧の確認期間Ｔ後に、前記スイッチ
ング周波数を前記のｆC2からｆC1へと復旧させている。
これが請求項２に対応するこの発明の実施例である。な
お、前記確認期間Ｔは前記負荷トルク変動の状態確認、
或いは制御装置の安定動作確保上の余裕期間として決定
されるものである。
復旧し、前記出力電流もその波高値をＩ0 として復旧し
た場合、この電流復旧の確認期間Ｔ後に、前記スイッチ
ング周波数を前記のｆC2からｆC1へと復旧させている。
これが請求項２に対応するこの発明の実施例である。な
お、前記確認期間Ｔは前記負荷トルク変動の状態確認、
或いは制御装置の安定動作確保上の余裕期間として決定
されるものである。
【００１５】上記の如くこの発明は、インバータ出力電
流の制限値以上の増大に対し、このインバータの主回路
を構成する各スイッチング素子に対するスイッチング回
数の低減をなすことにより、前記各素子におけるスイッ
チング損失の増大を回避させるものである。
流の制限値以上の増大に対し、このインバータの主回路
を構成する各スイッチング素子に対するスイッチング回
数の低減をなすことにより、前記各素子におけるスイッ
チング損失の増大を回避させるものである。
【００１６】
【発明の効果】この発明によれば、上記構成により、イ
ンバータ出力電流の増大に伴うその電流制限動作時に、
前記各スイッチング素子におけるスイッチング損失の増
大を回避し、確実に、インバータ装置としての運転の信
頼性の向上を図ることができる。
ンバータ出力電流の増大に伴うその電流制限動作時に、
前記各スイッチング素子におけるスイッチング損失の増
大を回避し、確実に、インバータ装置としての運転の信
頼性の向上を図ることができる。
【図１】この発明の実施例を示すインバータ電流制限時
のタイムチャート
のタイムチャート
【図２】インバータ主回路の回路図
【図３】電流制限動作時のインバータ出力電流波形図
【図４】電流制限制御時のインバータ出力電流の脈動成
分波形図
分波形図
Ｄ ダイオード（Ｄ1 〜Ｄ6 ） Ｔ トランジスタ（Ｔ1 〜Ｔ6 ） ｉU インバータ出力電流 ＩL インバータ出力電流の波高値の電流制限値 ｆC インバータスイッチング周波数（ｆC1，ｆC2）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02M 7/48 H02M 7/5387 H02P 7/63
Claims (2)
- 【請求項１】半導体スイッチング素子をブリッジ構成し
た主回路を有し誘導電動機を速度制御するインバータに
関し、このインバータの出力電流がその制限値よりも大
となった場合には、前記主回路の全てのスイッチング素
子をオフ状態として前記インバータの出力を遮断し、こ
の出力遮断により前記インバータの出力電流が減少して
その制限値以下となれば、前記の出力遮断を解除するイ
ンバータ出力の断続制御を高速で繰り返すことにより、
前記インバータの出力電流をその制限値以下とする前記
インバータの電流制限動作を行うインバータの制御方法
において、前記インバータの電流制限動作時には、前記
主回路の各スイッチング素子に対するスイッチング周波
数を定常運転状態における値よりも低くすることを特徴
とするインバータの電流制限時損失増加防止方法。 - 【請求項２】請求項１記載のインバータの電流制限時損
失増加防止方法において、前記の電流制限動作中の前記
インバータの出力電流が負荷条件の変化により減少して
その制限値以下となった場合に、前記のスイッチング周
波数の低減運転状態を所定の期間にわたり継続させた後
に、前記スイッチング周波数をその定常運転状態におけ
る値に復帰させることを特徴とするインバータの電流制
限時損失増加防止方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12085794A JP3252603B2 (ja) | 1994-06-02 | 1994-06-02 | インバータの電流制限時損失増加防止方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12085794A JP3252603B2 (ja) | 1994-06-02 | 1994-06-02 | インバータの電流制限時損失増加防止方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07337029A JPH07337029A (ja) | 1995-12-22 |
| JP3252603B2 true JP3252603B2 (ja) | 2002-02-04 |
Family
ID=14796673
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12085794A Expired - Lifetime JP3252603B2 (ja) | 1994-06-02 | 1994-06-02 | インバータの電流制限時損失増加防止方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3252603B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19748479C1 (de) * | 1997-11-03 | 1999-04-15 | Aloys Wobben | Pulswechselrichter mit variabler Pulsfrequenz und Windenergieanlage mit einem Pulswechselrichter |
| WO2010115450A1 (en) * | 2009-04-06 | 2010-10-14 | Abb Research Ltd | Method for adaptation of switching frequency in a chain-linked converter |
| WO2013057780A1 (ja) * | 2011-10-17 | 2013-04-25 | 三菱電機株式会社 | モータ制御装置 |
| JP6560631B2 (ja) * | 2016-02-17 | 2019-08-14 | ファナック株式会社 | モータ制御装置、モータ制御方法及びモータ制御プログラム |
-
1994
- 1994-06-02 JP JP12085794A patent/JP3252603B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07337029A (ja) | 1995-12-22 |
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