JP3269521B2 - Inverter control method and device - Google Patents

Inverter control method and device

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JP3269521B2
JP3269521B2 JP01818298A JP1818298A JP3269521B2 JP 3269521 B2 JP3269521 B2 JP 3269521B2 JP 01818298 A JP01818298 A JP 01818298A JP 1818298 A JP1818298 A JP 1818298A JP 3269521 B2 JP3269521 B2 JP 3269521B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、誘導電動機の駆動
に好適なインバータの制御方法及び装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and a device for controlling an inverter suitable for driving an induction motor.

【0002】[0002]

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】PWM
制御インバータを用いて三相誘導電動機を起動する場合
に、インバータの出力周波数を徐々に高めると共に出力
電圧を徐々に高める制御方法即ちV/f一定制御方法を
採用することは公知である。この方式において、誘導電
動機を所定回転速度まで加速制御し、所定回転速度にな
ったら出力周波数を一定に保って誘導電動機の運転を継
続すると、誘導電動機を最高効率で運転することができ
ない。誘導電動機をある負荷状態で駆動する場合におい
て最高効率を得ることができる電動機1次電圧は電動機
1次電圧をほぼ最小にする電圧である。この点に着目し
て本件特許出願人は特願平7−263549号によって
電動機が所定回転速度に達した後にインバータの出力電
圧を可変してインバータの出力電流が最低になるように
制御する方法を提案した。しかし、この方法には、イン
バータの出力電流が最低になるまでの応答時間が長いと
いう問題がある。
2. Description of the Related Art PWM
When starting a three-phase induction motor using a control inverter, it is known to employ a control method for gradually increasing the output frequency of the inverter and gradually increasing the output voltage, that is, a V / f constant control method. In this method, if the induction motor is controlled to accelerate to a predetermined rotation speed, and the output frequency is kept constant when the rotation speed reaches the predetermined rotation speed, the induction motor cannot be operated at the highest efficiency. The primary motor voltage at which the highest efficiency can be obtained when the induction motor is driven under a certain load state is a voltage that substantially minimizes the primary motor voltage. Focusing on this point, the present applicant has disclosed a method for controlling the output voltage of the inverter so that the output current of the inverter becomes minimum after the motor reaches a predetermined rotation speed, according to Japanese Patent Application No. 7-263549. Proposed. However, this method has a problem that the response time until the output current of the inverter becomes minimum is long.

【0003】電動機の高効率運転即ち省エネルギ運転す
るための別の方法として電動機の力率が一定の基準値に
なるようにインバータの出力を制御する方法が知られて
いる。この方法は、電動機の力率が軽負荷に低下して効
率が低下するのを防ぐために軽負荷時に力率が低下しな
いようにインバータの出力電圧を低減させて省エネルギ
運転を行う方法である。しかし、この方法のみでは、軽
負荷で出力電圧が低くなっている時にステップ状に負荷
が急増すると、負荷に負けて電動機の速度が低下し、そ
の後徐々に所定回転速度に戻るか、又は極端な場合には
停止するという問題がある。
As another method for performing high-efficiency operation, that is, energy-saving operation of a motor, there is known a method of controlling the output of an inverter so that the power factor of the motor becomes a constant reference value. This method is a method of performing an energy-saving operation by reducing the output voltage of the inverter so that the power factor does not decrease at a light load in order to prevent the power factor of the motor from decreasing to a light load and reducing the efficiency. However, with this method alone, if the load suddenly increases in a stepped manner when the output voltage is low at a light load, the speed of the motor is reduced by losing the load and then gradually returns to a predetermined rotation speed, or an extreme In that case, there is a problem of stopping.

【0004】そこで、本発明の目的は、電動機のように
力率が変化する負荷の省エネルギ駆動が可能であると共
に負荷急変時の応答性に優れているインバータの制御方
法及び装置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a method and an apparatus for controlling an inverter capable of performing energy-saving driving of a load whose power factor changes like an electric motor and having excellent responsiveness at the time of a sudden load change. It is in.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決し、上記
目的を達成するための本発明は、インバータの出力電圧
を指令するための出力電圧指令値を用意し、力率変動を
伴なう負荷の基準力率を示す信号を用意し、前記インバ
ータの出力電流を検出し、前記出力電流の検出値と前記
インバータの出力電圧を示す値とに基づいて前記負荷の
力率を演算し、前記演算で求めた力率値と前記基準力率
との差を示す第1の補正値を求め、前記出力電流の値の
変化範囲の少なくとも一部において前記出力電流の値の
変化に応じて変化する補正係数を決定し、前記出力電圧
指令値と前記補正係数とに基づいて、前記出力電流の大
きさに応じて前記インバータの出力電圧を変化させるた
めの第2の補正値を求め、前記第1の補正値で指示され
ている前記インバータの出力電圧の低減量が前記第2の
補正値で指示されている前記インバータの出力電圧の低
減量よりも高い時には前記第2の補正値に基づいて前記
出力電圧指令値を補正して第1の補正出力電圧指令値を
作成し、この第1の補正出力電圧指令値によって前記イ
ンバータを制御し、前記第1の補正値で指示されている
前記インバータの出力電圧の低減量が前記第2の補正値
で指示されている前記インバータの出力電圧の低減量よ
りも低い時には前記第1の補正値によって前記出力電圧
指令値を補正して第2の補正出力電圧指令値を作成し、
この第2の補正出力電圧指令値によって前記インバータ
を制御することを特徴とするインバータの制御方法に係
わるものである。なお、請求項2に示すように補正係数
は、出力電流を基準電流(好ましくは定格電流)で割算
し、これにリミッタ処理を施し、出力周波数に対応する
値又は一定値の第1の値をリミッタ処理の出力又はこれ
に対応した値から成る第2の値で割算したものであるこ
とが望ましい。また、請求項3に示すように、第2の値
はリミツタ処理を施した値の2乗の値であることが望ま
しい。また、請求項4に示すように、第1の値は、出力
周波数が所定値(例えば10〜15Hz)よりも高い時に
一定値(例えば1)になり、出力周波数が所定値よりも
低い時には出力周波数に対応した値になるものであるこ
とが望ましい。また、請求項5に示すように第1及び第
2の補正電圧指令値は、第2の補正値をリミッタ値とし
て第1の補正値をリミッタ処理し、このリミッタ処理の
出力を出力電圧指令値から減算して作成することが望ま
しい。また、請求項6に示すように、請求項1の方法を
実施するための装置を構成することが望ましい。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above problems and to achieve the above object, the present invention provides an output voltage command value for commanding an output voltage of an inverter, which involves a power factor fluctuation. Prepare a signal indicating the reference power factor of the load, detect the output current of the inverter, calculate the power factor of the load based on the detected value of the output current and a value indicating the output voltage of the inverter, A first correction value indicating a difference between the calculated power factor value and the reference power factor is calculated, and changes in accordance with a change in the output current value in at least a part of a change range of the output current value. Determining a correction coefficient, and obtaining a second correction value for changing an output voltage of the inverter according to the magnitude of the output current based on the output voltage command value and the correction coefficient; The invar indicated by the correction value of When the reduction amount of the output voltage of the inverter is higher than the reduction amount of the output voltage of the inverter indicated by the second correction value, the output voltage command value is corrected based on the second correction value. A first corrected output voltage command value, the inverter is controlled by the first corrected output voltage command value, and the reduction amount of the output voltage of the inverter indicated by the first correction value is equal to the second corrected output voltage command value. When the output voltage command value is lower than the reduction amount of the output voltage of the inverter indicated by the correction value, the output voltage command value is corrected by the first correction value to create a second corrected output voltage command value,
The present invention relates to a method of controlling an inverter, wherein the inverter is controlled by the second corrected output voltage command value. The correction coefficient is obtained by dividing the output current by a reference current (preferably a rated current), subjecting the output current to a limiter process, and a value corresponding to the output frequency or a first value of a constant value. Is divided by the output of the limiter process or a second value consisting of a value corresponding to the output. Further, it is desirable that the second value is a value of the square of the value subjected to the limiter processing. In addition, the first value is a constant value (for example, 1) when the output frequency is higher than a predetermined value (for example, 10 to 15 Hz), and is output when the output frequency is lower than the predetermined value. It is desirable that the value be a value corresponding to the frequency. Further, the first and second correction voltage command values are obtained by subjecting the first correction value to a limiter value using the second correction value as a limiter value, and outputting the output of the limiter process as an output voltage command value. It is desirable to subtract from the above. It is desirable to configure an apparatus for performing the method of claim 1 as described in claim 6.

【0006】[0006]

【発明の効果】各請求項の発明によれば、力率を基準力
率に近づけるようにインバータ出力電圧を制御するのみ
でなく、インバータの出力電流の大きさに応じてインバ
ータの出力電圧を制御する。このため、負荷が小さい時
に出力電圧が低くなり過ぎることを防ぐことができる。
即ち、省エネルギのために単に力率を基準力率に近づけ
るように制御し、この結果インバータの出力電圧が低下
すると、負荷の急増時に応答性が悪くなる。これに対し
て本発明においては、出力電流値に応じてインバータの
出力電圧の低下の程度を変えている。これにより、負荷
変化時の応答性の向上と効率の向上(省エネルギ)とを
両立させることができる。なお、請求項2〜6によれ
ば、請求項1の方法をより確実に達成することができ
る。
According to the present invention, not only the inverter output voltage is controlled so that the power factor approaches the reference power factor, but also the inverter output voltage is controlled according to the magnitude of the inverter output current. I do. Therefore, it is possible to prevent the output voltage from becoming too low when the load is small.
That is, the power factor is simply controlled to approach the reference power factor for energy saving. As a result, if the output voltage of the inverter is reduced, the responsiveness is deteriorated when the load is rapidly increased. On the other hand, in the present invention, the degree of reduction of the output voltage of the inverter is changed according to the output current value. As a result, it is possible to achieve both improvement in responsiveness at the time of load change and improvement in efficiency (energy saving). According to claims 2 to 6, the method of claim 1 can be achieved more reliably.

【0007】[0007]

【実施形態及び実施例】次に、図1〜図8を参照して本
発明の実施形態及び実施例を説明する。図1に示す誘導
電動機4を駆動するためのインバータ装置は、3相交流
電源端子1に接続された3相整流平滑回路2と、この一
対の直流出力端子2a、2b間に接続された3相インバ
ータ回路3と、PWMパルス形成回路5と、電流検出器
6a、6b、6cと、電流検出器6a、6b、6cに接
続された実効値演算器6と、出力周波数指令発生器7
と、基準力率発生器8と、出力電圧指令値演算器9とか
ら成る。なお、PWMパルス形成回路5の大部分と電流
実効値演算器6の大部分と出力周波数指令発生器7と基
準力率発生器8と出力電圧指令値演算器9とは、マイク
ロプロセッサ(マイコン)又はDSPから成るディジタ
ル回路で構成されているが、理解を容易にするために等
価的にブロックで示されている。
Embodiments and Examples Next, embodiments and examples of the present invention will be described with reference to FIGS. An inverter device for driving the induction motor 4 shown in FIG. 1 includes a three-phase rectifying / smoothing circuit 2 connected to a three-phase AC power supply terminal 1 and a three-phase rectification smoothing circuit 2 connected between the pair of DC output terminals 2a and 2b. An inverter circuit 3, a PWM pulse forming circuit 5, current detectors 6a, 6b, 6c, an effective value calculator 6 connected to the current detectors 6a, 6b, 6c, and an output frequency command generator 7
, A reference power factor generator 8, and an output voltage command value calculator 9. Note that most of the PWM pulse forming circuit 5, most of the current effective value calculator 6, output frequency command generator 7, reference power factor generator 8, and output voltage command value calculator 9 are a microprocessor (microcomputer). Or, it is constituted by a digital circuit composed of a DSP, but is equivalently shown by blocks for easy understanding.

【0008】インバータ回路3は周知の3相ブリッジ型
インバータ回路であって、6個のIGBT即ち絶縁ゲー
ト・バイポーラ・トランジスタから成る第1〜第6のス
イッチQ1 〜Q6 を3相ブリッジ接続し、各スイッチQ
1 〜Q6 に逆並列に帰還用ダイオードD1 〜D6 を接続
したものである。即ち、第1及び第2のスイッチQ1、
Q2 の直列回路から成る第1相アームと、第3及び第4
のスイッチQ3 、Q4の直列回路から成る第2相アーム
と、第5及び第6のスイッチQ5 、Q6 の直列回路から
成る第3相アームを直流電源端子として整流平滑回路2
の出力端子2a、2bにそれぞれ接続し、各相アームの
中点から出力ライン3a、3b、3cを導出したもので
ある。
The inverter circuit 3 is a well-known three-phase bridge type inverter circuit, in which six IGBTs, that is, first to sixth switches Q1 to Q6 comprising insulated gate bipolar transistors are connected in a three-phase bridge. Switch Q
Feedback diodes D1 to D6 are connected in anti-parallel to 1 to Q6. That is, the first and second switches Q1,
A first phase arm comprising a series circuit of Q2;
A second phase arm composed of a series circuit of switches Q3 and Q4, and a third phase arm composed of a series circuit of fifth and sixth switches Q5 and Q6 as a DC power supply terminal.
Are connected to the output terminals 2a, 2b, respectively, and output lines 3a, 3b, 3c are derived from the midpoint of each phase arm.

【0009】力率が変動する負荷としての誘導電動機4
は、1次巻線4a、4b、4cから成る固定子の他に回
転子(図示せず)を有し、この回転子に負荷の変化に合
わせて省エネルギ運転が要求される例えばファン、ポン
プ等が結合されているものである。なお、この実施例で
は1次巻線4a、4b、4cがY結線され、インバータ
回路3の出力ライン3a、3b、3cに接続されてい
る。
Induction motor 4 as a load having a variable power factor
Has a rotor (not shown) in addition to a stator composed of primary windings 4a, 4b, and 4c, and is required to perform energy-saving operation according to a change in load. Etc. are combined. In this embodiment, the primary windings 4a, 4b, 4c are Y-connected and connected to the output lines 3a, 3b, 3c of the inverter circuit 3.

【0010】PWMパルス形成回路5は、インバータ回
路3のスイッチQ1 〜Q6 を制御するためのPWM(パ
ルス幅変調)制御信号を形成し、これをスイッチQ1 〜
Q6のゲート(制御端子)に供給するものであり、図2
に等価的に示すように構成されている。このPWMパル
ス形成回路5は、第1、第2及び第3相制御信号形成回
路5a、5b、5cと分配回路10とから成る。第1相
制御信号作成回路5aは、正弦波信号発生手段11と三
角波信号発生手段12と、コンパレータ13と、電圧制
御用乗算器14とから成る。第2相及び第3相制御信号
作成回路5b、5cは、第1相制御信号作成回路5aと
実質的に同一に構成されている。但し、第2相及び第3
相制御信号作成回路5b、5cにおける第1相制御信号
作成回路5aの正弦波信号発生手段11に相当するもの
は第1相の正弦波に対して120度及び240度の位相
差を有する正弦波信号を発生する。また、第2相及び第
3相制御信号作成回路5b、5cにおいては三角波信号
発生手段12に相当するものが省略されており、第1相
の三角波信号発生手段12が兼用されている。勿論、第
2相及び第3相制御信号作成回路5b、5cにも独立に
三角波信号発生手段を設け、これを第1相の三角波信号
発生手段12に同期させることができる。また、第2相
及び第3相制御信号作成回路5a、5bに独立に正弦波
信号発生手段を設ける代りに、第1相の正弦波信号発生
手段11から発生させた正弦波に対して遅延手段によっ
て120度及び240度の遅れを与えて第2相及び第3
相の正弦波を得ることができる。
The PWM pulse forming circuit 5 forms a PWM (pulse width modulation) control signal for controlling the switches Q1 to Q6 of the inverter circuit 3, and converts the PWM control signal to the switches Q1 to Q6.
It is supplied to the gate (control terminal) of Q6.
Is equivalently shown in FIG. The PWM pulse forming circuit 5 includes first, second, and third phase control signal forming circuits 5a, 5b, and 5c, and a distribution circuit 10. The first phase control signal generation circuit 5a includes a sine wave signal generation unit 11, a triangular wave signal generation unit 12, a comparator 13, and a voltage control multiplier 14. The second and third phase control signal generation circuits 5b and 5c have substantially the same configuration as the first phase control signal generation circuit 5a. However, the second phase and the third phase
The sine wave signal generating means 11 of the first phase control signal generation circuit 5a in the phase control signal generation circuits 5b and 5c is a sine wave having a phase difference of 120 degrees and 240 degrees with respect to the first phase sine wave. Generate a signal. In the second and third phase control signal generation circuits 5b and 5c, those corresponding to the triangular wave signal generating means 12 are omitted, and the first phase triangular wave signal generating means 12 is also used. Of course, the second-phase and third-phase control signal generation circuits 5b and 5c can also be provided with triangular wave signal generating means independently, and can synchronize them with the first-phase triangular wave signal generating means 12. Further, instead of providing the sine wave signal generating means independently in the second and third phase control signal generating circuits 5a and 5b, a delay means is provided for the sine wave generated from the first phase sine wave signal generating means 11. With a delay of 120 degrees and 240 degrees
A phase sine wave can be obtained.

【0011】正弦波信号発生手段11は変換回路2をイ
ンバータ動作させる時に正弦波信号を発生する。この正
弦波信号は例えばROM(リード・オンリー・メモリ)
に格納された正弦波データの読み出しによって得る。正
弦波信号発生手段11の出力は乗算器14を介してコン
パレータ13の入力となる。乗算器14は図1の出力電
圧指令値演算器9の出力ライン9aの出力電圧指令値V
0 ′を正弦波信号に乗算し、コンパレータ13に送ると
共にライン9bで図1の出力電圧指令値演算器9に送る
ものである。乗算器14からは出力電圧指令値V0 ′で
振幅制御された正弦波電圧Vacが得られる。この正弦波
電圧Vacはコンパレータ13で図5(A)に示す三角波
電圧Vt と比較される。この結果、コンパレータ13か
らは図5(B)に示すPWMパルス即ちスイッチ制御信
号が得られる。なお、三角波電圧Vt の繰返し周波数は
正弦波電圧Vacの周波数よりも十分に高く設定されてい
る。ライン9aの出力電圧指令値V0 ′によって図5の
正弦波電圧Vacの振幅が制御されるので、出力電圧指令
値V0 ′の変化によって図5(B)のPWMパルスの幅
が変化し、インバータ回路3の出力電圧が変化する。第
2相及び第3相制御信号作成回路5b、5cの正弦波電
圧は図5(A)の正弦波電圧Vacに対して120度及び
240度の遅れを有するものである。従って、第1相、
第2相及び第3相の正弦波は図6に示すインバータの基
準相電圧Vu、Vv 、Vw に対応したものになる。な
お、コンパレータ13がディジタル比較手段の場合には
この出力段にディジタル・アナログ変換器を設ける。ま
た、コンパレータ13がアナログの電圧比較器の場合に
は、両方の入力ラインにディジタル・アナログ変換器を
設ける。
The sine wave signal generating means 11 generates a sine wave signal when the conversion circuit 2 operates as an inverter. This sine wave signal is, for example, a ROM (Read Only Memory)
By reading the sine wave data stored in. The output of the sine wave signal generator 11 is input to the comparator 13 via the multiplier 14. The multiplier 14 outputs the output voltage command value V of the output line 9a of the output voltage command value calculator 9 in FIG.
The multiplication of the sine wave signal by 0 'is sent to the comparator 13 and to the output voltage command value calculator 9 of FIG. From the multiplier 14, a sine wave voltage Vac whose amplitude is controlled by the output voltage command value V0 'is obtained. This sine wave voltage Vac is compared with the triangular wave voltage Vt shown in FIG. As a result, the PWM pulse shown in FIG. 5B, that is, the switch control signal is obtained from the comparator 13. The repetition frequency of the triangular wave voltage Vt is set sufficiently higher than the frequency of the sine wave voltage Vac. Since the amplitude of the sine wave voltage Vac of FIG. 5 is controlled by the output voltage command value V0 'of the line 9a, the width of the PWM pulse of FIG. 3, the output voltage changes. The sine wave voltages of the second and third phase control signal generation circuits 5b and 5c have delays of 120 degrees and 240 degrees with respect to the sine wave voltage Vac of FIG. Therefore, the first phase,
The second and third sine waves correspond to the reference phase voltages Vu, Vv, Vw of the inverter shown in FIG. When the comparator 13 is a digital comparison means, a digital / analog converter is provided at this output stage. When the comparator 13 is an analog voltage comparator, a digital / analog converter is provided on both input lines.

【0012】分配回路10は、第1、第2、第3相制御
信号作成回路5a、5b、5cの出力パルスをインバー
タ回路3のスイッチQ1 〜Q6 に分配する。詳細には、
第1相制御信号作成回路5aのPWMパルスを図6
(B)(C)に示すように第1及び第2のスイッチQ1
、Q2 に分配し、第2相制御信号作成回路5bのPW
Mパルスを図6(D)(E)に示すように第3及び第4
のスイッチQ3 、Q4 に分配し、第3相制御信号作成回
路5cのPWMパルスを図6(F)(G)に示すように
第5及び第6のスイッチQ5 、Q6 に分配する。図6で
は各スイッチQ1 〜Q6 を1周期中の180度期間のみ
制御しているが、1周期中の120度期間のみ制御する
ように変形すること、又は1周期中の全期間制御するよ
うに構成することができる。1周期中の全期間制御する
場合には、第1及び第2のスイッチQ1、Q2 を互いに
反対動作させ、第3及び第4のスイッチQ3 、Q4 も互
いに反対動作させ、第5及び第6のスイッチQ5 、Q6
も互いに反対動作させる。
The distribution circuit 10 distributes output pulses of the first, second and third phase control signal generation circuits 5a, 5b and 5c to the switches Q1 to Q6 of the inverter circuit 3. For details,
FIG. 6 shows the PWM pulses of the first phase control signal generation circuit 5a.
(B) As shown in (C), the first and second switches Q1
, Q2 and the PW of the second phase control signal generation circuit 5b.
As shown in FIGS. 6D and 6E, the M pulse is applied to the third and fourth pulses.
And the PWM pulse of the third phase control signal generation circuit 5c to the fifth and sixth switches Q5 and Q6 as shown in FIGS. 6 (F) and 6 (G). In FIG. 6, each of the switches Q1 to Q6 is controlled only for a 180-degree period in one cycle. Can be configured. When controlling for the entire period of one cycle, the first and second switches Q1, Q2 are operated in opposite directions, the third and fourth switches Q3, Q4 are also operated in opposite directions, and the fifth and sixth switches are operated. Switches Q5 and Q6
Also operate in the opposite direction.

【0013】図1の電流実効値演算器6は、磁電変換素
子又は変流器等から成る電流検出器CT1 、CT2 、C
T3 で検出した電流をアナログ・ディジタル変換し、こ
の瞬時値をライン6bに出力し、また瞬時値に基づいて
各相の出力電流の実効値を求めてライン6aに出力する
ものである。なお、電流検出器CT1 、CT2 、CT3
のいずれか1つを省き、省かれた相の電流を別の2つの
相の電流から演算で求めることもできる。本実施例では
インバータの3相の出力電流の実効値の平均を求めて出
力ライン6aに送出し、これを出力電圧制御に利用して
いる。もし、出力電圧指令値演算器が各相毎に独立に設
けられている場合には第1、第2、第3相の電流の実効
値をそれぞれの出力電圧指令値演算器に送る。
The current effective value calculator 6 shown in FIG. 1 includes current detectors CT1, CT2, and C composed of a magnetoelectric conversion element or a current transformer.
The current detected at T3 is converted from analog to digital, the instantaneous value is output to a line 6b, and the effective value of the output current of each phase is determined based on the instantaneous value and output to a line 6a. The current detectors CT1, CT2, CT3
Can be omitted, and the current of the omitted phase can be calculated from the currents of the other two phases. In this embodiment, the average of the effective values of the three-phase output currents of the inverter is calculated and sent to the output line 6a, which is used for output voltage control. If the output voltage command value calculator is provided independently for each phase, the effective values of the first, second, and third phase currents are sent to the respective output voltage command value calculators.

【0014】出力周波数指令発生器7は、操作パネルの
操作スイッチ(図示せず)等に基づく周波数設定信号に
応答して出力周波数指令をライン7aに送出するもので
ある。誘導電動機4の回転速度はインバータの出力周波
数に対応するので、回転速度を変える時には出力周波数
指令を変える。
The output frequency command generator 7 sends an output frequency command to a line 7a in response to a frequency setting signal based on an operation switch (not shown) on an operation panel or the like. Since the rotation speed of the induction motor 4 corresponds to the output frequency of the inverter, the output frequency command is changed when changing the rotation speed.

【0015】基準力率発生器8は、基準力率(例えば
0.8)を示す信号を発生するものであり、ライン8a
によってこの基準力率を出力電圧指令値演算器9に送
る。なお、基準力率は電動機4を省エネルギ駆動するた
めの制御に使用する。
The reference power factor generator 8 generates a signal indicating a reference power factor (for example, 0.8).
Sends this reference power factor to the output voltage command value calculator 9. The reference power factor is used for control for driving the electric motor 4 for energy saving.

【0016】出力電圧指令値演算器9は、ライン6a及
び6bから与えられる出力電流値を示すデータ、ライン
7aから与えられる出力周波数指令、ライン8aから与
えられる基準力率を示す信号に基づいて電動機4を省エ
ネルギ駆動すると共に、電動機4の負荷(図示せず)ト
ルクが急増した時でも電動機4の回転速度の変動を抑制
することができる出力電圧指令値を作成するものであ
り、図3に示すように構成されている。更に詳しく説明
すると、この出力電圧指令値演算器9は等価的に出力電
圧指令発生器21と、減算器22と、力率演算器23
と、第1の補正値作成器24と、補正値制御器25とか
ら成る。
The output voltage command value calculator 9 outputs the electric motor value based on the data indicating the output current value given from the lines 6a and 6b, the output frequency command given from the line 7a, and the signal showing the reference power factor given from the line 8a. In addition to the energy-saving driving of the motor 4, an output voltage command value that can suppress the fluctuation of the rotation speed of the motor 4 even when the load (not shown) torque of the motor 4 sharply increases is generated. It is configured as shown. More specifically, the output voltage command value calculator 9 is equivalently equivalent to an output voltage command generator 21, a subtractor 22, and a power factor calculator 23.
, A first correction value generator 24, and a correction value controller 25.

【0017】出力電圧指令発生器21はライン7aの出
力周波数指令f0 に比例した出力電圧指令V0 を発生す
る。図7の特性線Aは出力周波数指令f0 の変化と出力
電圧指令V0 との関係を示す。なお、低周波数時即ち低
回転速度時において電動機4を確実に回転させるために
周波数f1 (例えば10〜15Hz)よりも低い領域では
一定電圧V1 を出力電圧指令とする。本実施例では出力
電圧指令発生器21から得られた出力電圧指令V0 をそ
のまま出力電圧指令出力ライン9aに送出しないで、減
算器22を通して出力する。減算器22は出力電圧指令
発生器21から得られた出力電圧指令V0 から補正値制
御器25の出力ライン25aの補正値Vc を減算して補
正出力電圧指令値V0′を出力する。なお、補正値Vc
は出力電圧指令値V0 よりも小さな値を有し、電動機4
の力率及び入力電流に応じて変化する。また、本実施例
では補正出力電圧指令値V0 ′が図7の特性線Aと特性
線Bとの間の領域の値をとる。
The output voltage command generator 21 generates an output voltage command V0 proportional to the output frequency command f0 of the line 7a. The characteristic line A in FIG. 7 shows the relationship between the change in the output frequency command f0 and the output voltage command V0. In order to surely rotate the motor 4 at a low frequency, that is, at a low rotation speed, a constant voltage V1 is used as an output voltage command in a region lower than the frequency f1 (for example, 10 to 15 Hz). In this embodiment, the output voltage command V0 obtained from the output voltage command generator 21 is output through the subtracter 22 without being sent to the output voltage command output line 9a as it is. The subtractor 22 subtracts the correction value Vc of the output line 25a of the correction value controller 25 from the output voltage command V0 obtained from the output voltage command generator 21, and outputs a corrected output voltage command value V0 '. The correction value Vc
Has a value smaller than the output voltage command value V0.
It changes according to the power factor and the input current. Further, in this embodiment, the corrected output voltage command value V0 'takes a value in a region between the characteristic line A and the characteristic line B in FIG.

【0018】力率演算器23はライン6aのインバータ
出力電流値I0 とライン9aの補正出力電圧指令値V0
′と出力電流の瞬時値と出力電圧の瞬時値とに基づい
て電動機4の力率cos θを演算する。インバータ回路3
が正常に動作すれば補正出力電圧指令値V0 ′に対応し
たインバータ出力電圧が得られるので、インバータ回路
3の出力電圧を直接に検出しなくてもこの情報を補正出
力電圧指令値V0 ′から得ることができる。但し、必要
に応じてインバータ回路3の出力電圧検出器を設け、こ
こから得られた電圧を力率演算器23に入力させること
ができる。周知のように力率cos θはP/V0 ′I0 で
求めることができる。ここで、電力Pはインバータの出
力電圧の瞬時値と出力電流の瞬時値とで求める。出力電
圧の瞬時値はライン9bによって図2の乗算器14の出
力段から得る。なお、インバータ回路3の出力電圧を検
出し、ここから出力電圧の瞬時値を得ることもできる。
インバータ出力電流の瞬時値は電流実効値演算器6の電
流瞬時値を示す情報を含むライン6bから得る。
The power factor calculator 23 calculates the inverter output current value I0 on line 6a and the corrected output voltage command value V0 on line 9a.
′, The power factor cos θ of the electric motor 4 is calculated based on the instantaneous value of the output current and the instantaneous value of the output voltage. Inverter circuit 3
Operates normally, an inverter output voltage corresponding to the corrected output voltage command value V0 'can be obtained. Therefore, this information can be obtained from the corrected output voltage command value V0' without directly detecting the output voltage of the inverter circuit 3. be able to. However, an output voltage detector of the inverter circuit 3 can be provided as necessary, and the voltage obtained from the output voltage detector can be input to the power factor calculator 23. As is well known, the power factor cos .theta. Can be obtained from P / V0 'I0. Here, the power P is obtained from the instantaneous value of the output voltage of the inverter and the instantaneous value of the output current. The instantaneous value of the output voltage is obtained by the line 9b from the output stage of the multiplier 14 of FIG. The output voltage of the inverter circuit 3 can be detected, and the instantaneous value of the output voltage can be obtained from the output voltage.
The instantaneous value of the inverter output current is obtained from the current effective value calculator 6 from the line 6b containing the information indicating the current instantaneous value.

【0019】図3の第1の補正値作成器24はライン8
aから得られた基準力率cos θr (例えば0.8)から
力率演算器23から得られた実際の電動機4の力率cos
θを減算して第1の補正値Va を得るものである。即
ち、この補正値作成器24はVa =cos θr −cos θを
演算するものであって、力率制御器とも呼ぶことができ
るものである。
The first correction value generator 24 shown in FIG.
The actual power factor cos of the electric motor 4 obtained from the power factor calculator 23 from the reference power factor cos θr (for example, 0.8) obtained from
The first correction value Va is obtained by subtracting θ. That is, the correction value generator 24 calculates Va = cos θr−cos θ, and can be called a power factor controller.

【0020】補正値制御器25はライン24aによって
第1の補正値作成器24に接続され、また電流実効値ラ
イン6aに接続され、また周波数指令ライン7aに接続
され、またライン21aによって出力電圧指令発生器2
1に接続されている。この補正値制御器25は、第1の
補正値作成器24から得られた第1の補正値Va を出力
電流I0 及び周波数f0 に基づいて制御するものであっ
て、図4に示すように構成されている。即ち、補正値制
御器25は、リミッタ31と、基準電流発生器32と、
第1の割算器33と、下限リミッタ34と、第1の乗算
器35と、第2の割算器36と、上限リミッタ37と、
ゲイン調整器38と、第2の乗算器39とから成る。
The correction value controller 25 is connected to the first correction value generator 24 by a line 24a, is connected to the current effective value line 6a, is connected to the frequency command line 7a, and is connected to the output voltage command line 21a. Generator 2
1 connected. The correction value controller 25 controls the first correction value Va obtained from the first correction value generator 24 based on the output current I0 and the frequency f0, and has a structure as shown in FIG. Have been. That is, the correction value controller 25 includes a limiter 31, a reference current generator 32,
A first divider 33, a lower limiter 34, a first multiplier 35, a second divider 36, an upper limiter 37,
It comprises a gain adjuster 38 and a second multiplier 39.

【0021】リミッタ31は、ライン24aの第1の補
正値Va を乗算器39から得られた第2の補正値Vb で
リミッタ処理(制限処理)して出力電圧補正値Vc を出
力するものである。第1の補正値Va は力率制御信号で
あって、電動機4の負荷変動に応じて変化し、第2の補
正値Vb も負荷変動に応じて変化する。従って、リミッ
タ31におけるリミッタレベルは一定でない。図8は軽
負荷時のリミッタ31の入出力関係を示す。第1の補正
値Va の0〜Va4の範囲はリミッタレベルとしての第2
の補正値Vb2以下であるので、リミッタ31の出力は第
1の補正値Vaに比例して変化する。第1の補正値Va
が第2の補正値Vb 即ち軽負荷時のVb2と同一のVa4以
上になると、リミッタ31の出力は第2の補正値Vb
(軽負荷時のVb2)になる。なお、軽負荷時には図8の
主として第1の補正値Va がVa4よりも高い領域で動作
する。電動機4の負荷が重負荷又は定格負荷の場合に
は、力率が良くなるために第1の補正値Va が小さくな
り、またインバータ出力電流I0 が大きくなるために、
これに反比例的に第2の補正値Vb が小さくなる。この
結果、重負荷時のリミッタ31の入出力関係は図9とな
る。即ち、第1の補正値Va が図8のVa4よりも低いV
a2になった時に第2の補正値Vb =Vb1に達し、リミッ
タ31の出力VcはVa2以上で第2の補正値Vb =Vb1
になる。図9の重負荷時の第2の補正値Vb1は図8の軽
負荷時の第2の補正値Vb2よりも低い。リミッタ31の
出力ライン25aの出力電圧補正値Vc は図3の減算器
22の負入力端子に入力しているので、リミッタ31か
ら出力される出力電圧補正値Vc が高い程、インバータ
出力電圧即ち補正された出力電圧指令値V0 ′は低くな
る。
The limiter 31 limits (processes) the first correction value Va of the line 24a with the second correction value Vb obtained from the multiplier 39, and outputs an output voltage correction value Vc. . The first correction value Va is a power factor control signal, and changes according to the load change of the electric motor 4, and the second correction value Vb also changes according to the load change. Therefore, the limiter level in the limiter 31 is not constant. FIG. 8 shows the input / output relationship of the limiter 31 under a light load. The range of the first correction value Va from 0 to Va4 is the second level as the limiter level.
, The output of the limiter 31 changes in proportion to the first correction value Va. First correction value Va
Is equal to or higher than the second correction value Vb, that is, Va4 equal to Vb2 at the time of light load, the output of the limiter 31 becomes the second correction value Vb.
(Vb2 at light load). In addition, at the time of light load, it operates mainly in the region where the first correction value Va is higher than Va4 in FIG. When the load of the motor 4 is heavy load or rated load, the first correction value Va decreases because the power factor is improved, and the inverter output current I0 increases.
The second correction value Vb decreases in inverse proportion to this. As a result, the input / output relationship of the limiter 31 under heavy load is as shown in FIG. That is, when the first correction value Va is lower than Va4 in FIG.
When a2 is reached, the second correction value Vb = Vb1 is reached, and the output Vc of the limiter 31 is equal to or higher than Va2 and the second correction value Vb = Vb1.
become. The second correction value Vb1 under heavy load in FIG. 9 is lower than the second correction value Vb2 under light load in FIG. Since the output voltage correction value Vc of the output line 25a of the limiter 31 is input to the negative input terminal of the subtractor 22 in FIG. 3, the higher the output voltage correction value Vc output from the limiter 31, the higher the inverter output voltage, i. The output voltage command value V0 'thus obtained becomes lower.

【0022】次に、図4に示す第2の補正値Vb の作成
手段を、上限リミッタ37の入出力関係を示す図10、
及び軽負荷から重負荷に変化した時の各部の状態を示す
図11を参照して説明する。図4の基準電流発生器32
は電動機4の定格電流に対応する基準電流値Ir を発生
する。第1の割算器33はライン6aの出力電流I0 を
基準電流Ir で割算してIa=I0 /Ir の値を求め
る。この第1の割算器33の出力Ia は出力電流I0 の
基準電流Ir に対する割合を示し、通常は1よりも小さ
い値を有する。第1の割算器33に接続された下限リミ
ッタ34は、割算出力Ia の下限リミッタ値(例えば
0.25〜1)を決めるものであり、図11(A)
(B)でL1 で示されている。従って、図11(A)の
t1 以前に示すように下限リミッタ34の入力が下限リ
ミッタ値L1 よりも低い時には図11(B)に示すよう
に下限リミッタ34の出力Ib は下限リミッタ値L1 に
なる。t1 以後においては下限リミッタ34の入力Ia
が下限リミッタ値L1 よりも大きいので、下限リミッタ
34の出力Ib は入力Ia と同一になる。インバータ出
力電圧指令値V0 ′は図11(B)と図11(E)との
関係から明らかなように下限リミッタ34の出力Ib に
比例的に変化するので、t0 〜t1 区間で下限リミッタ
34の出力が入力よりも高められたということは、イン
バータ出力電圧を高める方向に第2の補正値Vb を補正
したことを意味する。この結果、下限リミッタ34は、
電動機4の負荷が小さい時にインバータ出力電圧が図7
の特性線Bよりも低くなることを防ぐように機能する。
下限リミッタ34に接続された第1の乗算器35は第2
の割算器36の分母のゲインを調整するものであって、
この実施例では下限リミッタ34の出力Ib の2乗の値
Ic を出力する。第1の乗算器35の出力Ic が分母に
入力する第2の割算器36は、インバータの出力周波数
を考慮して補正係数Kを求める。出力周波数f0 のライ
ン7aに接続された上限リミッタ37は、図10に示す
ように周波数f0 がf1 (例えば15Hz)以下の範囲
では周波数を制限しないが、f1 (15Hz)よりも高
い領域では一定値(例えば1)に制限するものである。
この上限リミッタ37は省エネルギ運転の実質的な開始
周波数を決定する機能を有する。上限リミッタ37で決
定された比較的低い制限周波数(例えば15Hz)より
も低い周波数帯域で出力電圧の大幅な低下を伴う省エネ
ルギ運転を行うと、電動機4の円滑な回転が不可能にな
る恐れがある。従って、図7に示すように例えば周波数
f1 よりも低い領域では特性線Bの傾きが緩るくなり、
低い周波数であるにも拘らず比較的高い電圧が電動機4
に供給される。なお、上限リミッタ37をコンパレータ
に置き換え、図10の周波数f1 よりも低い領域でfa
を0にし、f1 よりも高い領域で1とすることも可能で
ある。この場合には出力周波数f0 が0〜f1 の区間で
図7の特性線Aの出力電圧がそのまま電動機4に供給さ
れる。上限リミッタ37に接続されたゲイン調整器38
は第2の割算器36の分母との整合性をとるようにゲイ
ンを調整するものである。第2の割算器36では、図1
0に示すリミッタ出力fa をゲイン調整したものを分子
とし、インバータ出力電流I0 に対応する乗算器35の
出力Ic を分母とした演算が実行される。従って、出力
周波数f0 がf1 (15Hz)以上では一定値の分子を
分母のIc で割算していることになり、この割算器36
の出力Kは出力電流I0 に反比例的に変化する。第2の
乗算器39はインバータ出力電圧指令値V0 に割算器3
6のKを乗算して第2の補正値Vb =KV0 を出力す
る。この第2の補正値Vb は出力電流I0が大きいほど
小さくなる。なお、出力電流I0 が一定であり且つ出力
周波数f0 がf1 (15Hz)以上の場合には割算器3
6から得られる補正係数Kは周波数の変化に無関係の一
定値になる。補正係数Kが一定であっても、出力電圧指
令値V0 は周波数指令f0 に応じて変化するので、補正
後の最低出力電圧指令値V0 ′を示す図7の特性線Bは
周波数に応じて変化している。しかし、特性線AとBと
の間の可変範囲幅の特性線Aの値に対する割合はf1 〜
f2 区間の各周波数で同一である。
Next, the means for generating the second correction value Vb shown in FIG.
FIG. 11 shows the state of each part when the load changes from a light load to a heavy load. The reference current generator 32 of FIG.
Generates a reference current value Ir corresponding to the rated current of the motor 4. The first divider 33 divides the output current I0 of the line 6a by the reference current Ir to obtain a value of Ia = I0 / Ir. The output Ia of the first divider 33 indicates the ratio of the output current I0 to the reference current Ir, and usually has a value smaller than 1. The lower limiter 34 connected to the first divider 33 determines a lower limiter value (for example, 0.25 to 1) of the division calculation force Ia.
This is indicated by L1 in (B). Therefore, when the input of the lower limiter 34 is lower than the lower limiter value L1 as shown before t1 in FIG. 11A, the output Ib of the lower limiter 34 becomes the lower limiter value L1 as shown in FIG. 11B. . After t1, the input Ia of the lower limiter 34
Is larger than the lower limiter value L1, the output Ib of the lower limiter 34 becomes the same as the input Ia. Since the inverter output voltage command value V0 'changes in proportion to the output Ib of the lower limiter 34, as is apparent from the relationship between FIG. 11B and FIG. 11E, the lower limiter 34 is controlled in the interval t0 to t1. The fact that the output is higher than the input means that the second correction value Vb has been corrected in a direction to increase the inverter output voltage. As a result, the lower limiter 34
When the load on the motor 4 is small, the inverter output voltage is
Of the characteristic line B.
The first multiplier 35 connected to the lower limiter 34
To adjust the gain of the denominator of the divider 36,
In this embodiment, the square value Ic of the output Ib of the lower limiter 34 is output. The second divider 36, to which the output Ic of the first multiplier 35 is input to the denominator, determines the correction coefficient K in consideration of the output frequency of the inverter. The upper limiter 37 connected to the line 7a of the output frequency f0 does not limit the frequency in the range where the frequency f0 is equal to or lower than f1 (for example, 15 Hz) as shown in FIG. (For example, 1).
The upper limiter 37 has a function of determining a substantial start frequency of the energy saving operation. If energy saving operation is performed with a significant decrease in output voltage in a frequency band lower than the relatively low limit frequency (for example, 15 Hz) determined by the upper limiter 37, smooth rotation of the motor 4 may not be possible. is there. Therefore, as shown in FIG. 7, for example, in a region lower than the frequency f1, the slope of the characteristic line B becomes gentle,
Although the voltage is relatively low, the voltage of the motor 4 is relatively high.
Supplied to Note that the upper limiter 37 is replaced with a comparator, and fa is used in a region lower than the frequency f1 in FIG.
Can be set to 0 and 1 in a region higher than f1. In this case, the output voltage of the characteristic line A in FIG. 7 is supplied to the motor 4 as it is in the section where the output frequency f0 is 0 to f1. Gain adjuster 38 connected to upper limiter 37
Is to adjust the gain so as to match the denominator of the second divider 36. In the second divider 36, FIG.
An operation is performed in which the limiter output fa indicated by 0 is gain-adjusted as a numerator and the output Ic of the multiplier 35 corresponding to the inverter output current I0 is the denominator. Therefore, when the output frequency f0 is equal to or higher than f1 (15 Hz), the numerator of a constant value is divided by the denominator Ic.
Output K varies inversely with the output current I0. The second multiplier 39 divides the inverter output voltage command value V0 by the divider 3
6 is multiplied by K to output a second correction value Vb = KV0. The second correction value Vb decreases as the output current I0 increases. When the output current I0 is constant and the output frequency f0 is higher than f1 (15 Hz), the divider 3
The correction coefficient K obtained from 6 has a constant value irrespective of a change in frequency. Even if the correction coefficient K is constant, the output voltage command value V0 changes according to the frequency command f0, so the characteristic line B in FIG. 7 showing the corrected minimum output voltage command value V0 'changes according to the frequency. are doing. However, the ratio of the variable range width between the characteristic lines A and B to the value of the characteristic line A is f1 to f1.
It is the same for each frequency in the f2 section.

【0023】今、図4のリミッタ31を設けないで、ラ
イン24aの第1の補正値Va をライン25aに送出
し、Va =Vc とすれば、図7の出力周波数f2 の時に
例えば図3の減算器22から図7の例えばV3 で示す出
力電圧指令V0 ′が発生する。一方、本実施例に従って
リミッタ31を設けると、従来と同一出力周波数、同一
出力電流の時に第2の補正値Vb による補正が加算さ
れ、図7のV4 で示す出力電圧指令V0 ′が得られる。
なお、図7で周波数f2 における出力電圧可変範囲はV
2 〜V5 である。
Now, without providing the limiter 31 of FIG. 4, the first correction value Va of the line 24a is sent to the line 25a, and if Va = Vc, for example, at the output frequency f2 of FIG. An output voltage command V0 'indicated by, for example, V3 in FIG. 7 is generated from the subtractor 22. On the other hand, when the limiter 31 is provided according to the present embodiment, the correction by the second correction value Vb is added when the output frequency and the output current are the same as those in the conventional art, and the output voltage command V0 'indicated by V4 in FIG. 7 is obtained.
In FIG. 7, the output voltage variable range at the frequency f2 is V
2 to V5.

【0024】図11を参照して負荷変動による制御の変
化を説明する。電流(実効値)I0が図11のt1 時点
で急増すると、出力電流I0 に対応する割算器33の出
力Ia 、及び下限リミッタ34の出力Ib が図11
(A)(B)に示すように大きくなる。一方、第2の補
正値Vb は図11(C)に示すように出力電流I0 に反
比例的に変化し、Vb2からVb1に下る。第2の補正値V
b はt1 以前の軽負荷時には第1の補正値Va よりも低
くなるように調整されているので、リミッタ31による
制限動作が生じ、リミッタ31の出力Vc は図11
(D)に示すように第2の補正値Vb となる。t1 時点
で出力電流I0 が急増すると、第1の補正値(力率制御
信号)Va は図11(C)に示すように低下する。しか
し、閉ループ制御の応答遅れによって第1の補正値Va
の急激な低下は生じない。従って、もし、第1の補正値
Va をそのまま出力電圧の補正値に使用すると、出力電
圧不足による回転速度の低下が生じる。これに対し、本
実施例では第2の補正値Vb がt1時点でVb2からVb1
に低下し、図11(D)に示すようにリミッタ31の出
力Vc はt1 〜t2 区間で第2の補正値Vb =Vb1に保
たれる。Vb1はVb2よりも低い値であるので、図3の減
算器22における減算量が少なくなり、インバータ出力
電圧指令値V0 ′は図11(E)に示すようにt1 時点
でV01からV02に上り、負荷急増による回転速度の低下
を抑制する。負荷が比較的大きいために第1の補正値V
a が図11(C)に示すようにt2 時点で第2の補正値
Vb =Vb1を横切ると、リミッタ31による制限動作が
解除され、図11(D)に示すようにリミッタ31の出
力Vc は第1の補正値Va を出力する。t2 以後におけ
る第1の補正値Va は第2の補正値Vb =Vb1よりも低
いので、t2 以後に出力電圧指令値V0 ′は図11
(E)に示すようにt1 〜t2 区間のV02よりも高いV
03となる。t2 以後では、第1の補正値Va 即ち力率制
御信号で力率を基準力率にするように出力電圧が制御さ
れるので、高効率運転状態となり、電力損失の低減即ち
省エネルギが達成される。また、t2 以前の第2の補正
値Vb による制御期間においても、インバータ出力電圧
は特性線Aよりも低い電圧とされているので、電力損失
の低減効果が得られる。
A change in control due to a load change will be described with reference to FIG. When the current (effective value) I0 sharply increases at the time t1 in FIG. 11, the output Ia of the divider 33 and the output Ib of the lower limiter 34 corresponding to the output current I0 are changed as shown in FIG.
(A) It becomes large as shown in (B). On the other hand, the second correction value Vb changes in inverse proportion to the output current I0 as shown in FIG. 11C, and falls from Vb2 to Vb1. Second correction value V
Since b is adjusted to be lower than the first correction value Va at the time of light load before t1, the limiting operation by the limiter 31 occurs, and the output Vc of the limiter 31 becomes the output of FIG.
As shown in (D), it becomes the second correction value Vb. When the output current I0 sharply increases at time t1, the first correction value (power factor control signal) Va decreases as shown in FIG. However, due to the response delay of the closed loop control, the first correction value Va
Does not drop sharply. Therefore, if the first correction value Va is used as it is as the output voltage correction value, the rotation speed is reduced due to the output voltage shortage. On the other hand, in the present embodiment, the second correction value Vb is changed from Vb2 to Vb1 at time t1.
As shown in FIG. 11D, the output Vc of the limiter 31 is maintained at the second correction value Vb = Vb1 in the interval from t1 to t2. Since Vb1 is lower than Vb2, the amount of subtraction in the subtractor 22 in FIG. 3 is reduced, and the inverter output voltage command value V0 'rises from V01 to V02 at time t1, as shown in FIG. Suppress the decrease in rotation speed due to a sudden increase in load. Since the load is relatively large, the first correction value V
When a crosses the second correction value Vb = Vb1 at time t2 as shown in FIG. 11C, the limiting operation by the limiter 31 is released, and the output Vc of the limiter 31 becomes as shown in FIG. 11D. The first correction value Va is output. Since the first correction value Va after t2 is lower than the second correction value Vb = Vb1, the output voltage command value V0 'is not changed after t2 in FIG.
As shown in (E), V higher than V02 in the section between t1 and t2.
It becomes 03. After t2, the output voltage is controlled so that the power factor becomes the reference power factor by the first correction value Va, that is, the power factor control signal, so that a high-efficiency operation state is achieved, and a reduction in power loss, that is, energy saving is achieved. You. In the control period using the second correction value Vb before t2, the inverter output voltage is lower than the characteristic line A, so that the effect of reducing power loss can be obtained.

【0025】上述から明らかなように、本実施例によれ
ば省エネルギ性向上と負荷応答性向上とを両立させるこ
とができる。
As is apparent from the above description, according to the present embodiment, it is possible to achieve both improvement in energy saving and improvement in load response.

【0026】[0026]

【変形例】本発明は上述の実施例に限定されるものでな
く、例えば次の変形が可能なものである。 (1) 整流平滑回路2を単相全波又は単相半波又は三
相半波二相全波又は二相半波等の整流回路に変えること
ができる。 (2) 図1の符号5〜9で示す部分をマイコンで構成
しないで個別回路又はアナログ回路で構成することがで
きる。 (3) 図4の下限リミッタ34及び上限リミッタ37
の一方又は両方を省いた構成にすることができる。 (4) 第2の補正値Vb を出力電圧指令値V0 及び出
力電流I0 で連続的に変化させないで、多段階に変化さ
せるように構成することができる。
[Modifications] The present invention is not limited to the above-described embodiment, and for example, the following modifications are possible. (1) The rectifying / smoothing circuit 2 can be changed to a single-phase full-wave, single-phase half-wave, three-phase half-wave, two-phase full-wave or two-phase half-wave rectification circuit. (2) The parts indicated by reference numerals 5 to 9 in FIG. 1 can be formed by individual circuits or analog circuits without being formed by a microcomputer. (3) Lower limiter 34 and upper limiter 37 in FIG.
Or both may be omitted. (4) The second correction value Vb can be changed in multiple steps without being continuously changed by the output voltage command value V0 and the output current I0.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】実施例の誘導電動機とインバータを示す回路図
である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing an induction motor and an inverter according to an embodiment.

【図2】図1のPWMパルス形成回路を詳しく示すブロ
ック図である。
FIG. 2 is a block diagram illustrating a PWM pulse forming circuit of FIG. 1 in detail.

【図3】図1の出力電圧指令値演算器を詳しく示すブロ
ック図である。
FIG. 3 is a block diagram showing an output voltage command value calculator of FIG. 1 in detail;

【図4】図3の補正値制御器を詳しく示すブロック図で
ある。
FIG. 4 is a block diagram illustrating a correction value controller of FIG. 3 in detail.

【図5】図2のコンパレータの入出力を示す波形図であ
る。
FIG. 5 is a waveform chart showing input and output of the comparator of FIG. 2;

【図6】図1のインバータの各相の出力電圧と各相のス
イッチのPWMパルスによる制御区間とを示す波形図で
ある。
6 is a waveform diagram showing output voltages of each phase of the inverter of FIG. 1 and a control section of each phase switch by a PWM pulse.

【図7】インバータの出力周波数指令と出力電圧指令と
の関係を示す特性図である。
FIG. 7 is a characteristic diagram showing a relationship between an output frequency command and an output voltage command of the inverter.

【図8】重負荷時の図4のリミッタの入出力Va 、Vb
、Vc を示す図である。
8 shows input / output Va, Vb of the limiter of FIG. 4 under heavy load.
, Vc.

【図9】軽負荷又は無負荷時の図4のリミッタの入出力
Va 、Vb 、Vc を示す図である。
9 is a diagram showing input / output Va, Vb, Vc of the limiter of FIG. 4 at light load or no load.

【図10】図4の上限リミッタの入出力f0 、fa を示
す図である。
FIG. 10 is a diagram showing inputs and outputs f0 and fa of the upper limiter of FIG. 4;

【図11】図3及び図4の各部の状態を示す波形図であ
る。
FIG. 11 is a waveform diagram showing a state of each unit in FIGS. 3 and 4;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

3 インバータ回路 4 電動機 5 PWMパルス形成回路 6 電流実効値演算器 9 出力電圧指令値演算器 25 補正値制御器 31 リミッタ Reference Signs List 3 inverter circuit 4 motor 5 PWM pulse forming circuit 6 current effective value calculator 9 output voltage command value calculator 25 correction value controller 31 limiter

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02M 7/42 - 7/98 Continuation of front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H02M 7 /42-7/98

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 インバータの出力電圧を指令するための
出力電圧指令値を用意し、 力率変動を伴なう負荷の基準力率を示す信号を用意し、 前記インバータの出力電流を検出し、 前記出力電流の検出値と前記インバータの出力電圧を示
す値とに基づいて前記負荷の力率を演算し、 前記演算で求めた力率値と前記基準力率との差を示す第
1の補正値を求め、前記出力電流の値の変化範囲の少な
くとも一部において前記出力電流の値の変化に応じて変
化する補正係数を決定し、 前記出力電圧指令値と前記補正係数とに基づいて、前記
出力電流の大きさに応じて前記インバータの出力電圧を
変化させるための第2の補正値を求め、 前記第1の補正値で指示されている前記インバータの出
力電圧の低減量が前記第2の補正値で指示されている前
記インバータの出力電圧の低減量よりも高い時には前記
第2の補正値に基づいて前記出力電圧指令値を補正して
第1の補正出力電圧指令値を作成し、この第1の補正出
力電圧指令値によって前記インバータを制御し、前記第
1の補正値で指示されている前記インバータの出力電圧
の低減量が前記第2の補正値で指示されている前記イン
バータの出力電圧の低減量よりも低い時には前記第1の
補正値によって前記出力電圧指令値を補正して第2の補
正出力電圧指令値を作成し、この第2の補正出力電圧指
令値によって前記インバータを制御することを特徴とす
るインバータの制御方法。
An output voltage command value for commanding an output voltage of an inverter is prepared, a signal indicating a reference power factor of a load accompanied by a power factor change is prepared, and an output current of the inverter is detected. Calculating a power factor of the load based on the detected value of the output current and a value indicating the output voltage of the inverter; a first correction indicating a difference between the power factor value obtained by the calculation and the reference power factor Determining a correction coefficient that changes in accordance with a change in the value of the output current in at least a part of a change range of the value of the output current, based on the output voltage command value and the correction coefficient, A second correction value for changing the output voltage of the inverter according to the magnitude of the output current is obtained, and the reduction amount of the output voltage of the inverter indicated by the first correction value is determined by the second correction value. The in indicated by the correction value When the output voltage is higher than the reduction amount of the output voltage of the inverter, the output voltage command value is corrected based on the second correction value to create a first corrected output voltage command value. Controlling the inverter according to the first correction value when the reduction amount of the output voltage of the inverter indicated by the first correction value is lower than the reduction amount of the output voltage of the inverter indicated by the second correction value. An output voltage command value that is corrected by the first correction value to generate a second corrected output voltage command value, and the inverter is controlled by the second corrected output voltage command value; Control method.
【請求項2】 前記補正係数は、 前記出力電流を基準電流で割算し、 この割算の出力値に対してリミッタ処理を施し、 一定値又は前記インバータの出力周波数に対応する第1
の値を前記リミッタ処理を施した値又はこれに対応した
第2の値で割算したものであることを特徴とする請求項
1記載のインバータの制御方法。
2. The correction coefficient is obtained by dividing the output current by a reference current, performing a limiter process on an output value of the division, and setting a first value corresponding to a constant value or an output frequency of the inverter.
2. The inverter control method according to claim 1, wherein the value is divided by the value subjected to the limiter processing or the second value corresponding to the value.
【請求項3】 前記第2の値は前記リミッタ処理を施し
た値を2乗した値であることを特徴とする請求項2記載
のインバータの制御方法。
3. The inverter control method according to claim 2, wherein said second value is a value obtained by squaring a value subjected to said limiter processing.
【請求項4】 前記第1の値は、前記インバータの出力
周波数が所定周波数よりも高い時に一定値となり、前記
出力周波数が前記所定周波数よりも低い時には前記出力
周波数に対応した値になるものである請求項2又は3記
載のインバータの制御方法。
4. The first value becomes a constant value when the output frequency of the inverter is higher than a predetermined frequency, and becomes a value corresponding to the output frequency when the output frequency is lower than the predetermined frequency. 4. The method for controlling an inverter according to claim 2 or 3.
【請求項5】 前記第1及び第2の補正値による前記第
1及び第2の補正指令電圧値の作成は、前記第2の補正
値をリミッタ値として前記第1の補正値をリミッタ処理
し、このリミッタ処理後の出力値を前記出力電圧指令値
から減算して補正指令電圧値を得ることである請求項1
又は2又は3又は4記載のインバータの制御方法。
5. Creating the first and second correction command voltage values based on the first and second correction values includes limiting the first correction value with the second correction value as a limit value. And a correction command voltage value obtained by subtracting the output value after the limiter processing from the output voltage command value.
Or the inverter control method according to 2 or 3 or 4.
【請求項6】 インバータの出力電圧を指令するための
出力電圧指令値発生手段と、 前記力率変動を伴なう負荷の基準力率を示す信号を発生
する基準力率発生手段と、 前記インバータの出力電流の検出手段と、 前記出力電流の検出値と前記インバータの出力電圧を示
す値とに基づいて前記負荷の力率を演算する力率演算手
段と、 前記力率演算手段で求めた力率値と前記基準力率との差
を示す第1の補正値を求める演算手段と、 前記出力電流の検出手段で検出された出力電流の変化範
囲の少なくとも一部において前記出力電流の値の変化に
応じて変化する補正係数を演算する手段と、 前記出力電圧指令値と前記補正係数とに基づいて、前記
出力電流の大きさに応じて前記インバータの出力電圧を
変化させるための第2の補正値を求める演算手段と、 前記第1の補正値で指示されている前記インバータの出
力電圧の低減量が前記第2の補正値で指示されている前
記インバータの出力電圧の低減量よりも高い時には前記
第2の補正値を出力し、前記第1の補正値で指示されて
いる前記インバータの出力電圧の低減量が前記第2の補
正値で指示されている前記インバータの出力電圧の低減
量よりも低い時には第1の補正値を出力するリミッタ手
段と、 前記出力電圧指令値から前記リミツタ手段の出力を減算
して補正出力電圧指令値を得る手段と、 前記補正出力電圧指令値に対応した出力電圧が得られる
ように前記インバータのスイッチの制御信号を形成する
手段とを備えていることを特徴とするインバータの制御
装置。
6. An output voltage command value generating means for commanding an output voltage of an inverter, a reference power factor generating means for generating a signal indicating a reference power factor of a load accompanied by the power factor fluctuation, and the inverter Output power detecting means, power factor calculating means for calculating the power factor of the load based on the detected value of the output current and a value indicating the output voltage of the inverter, and a power obtained by the power factor calculating means. Calculating means for obtaining a first correction value indicating a difference between a rate value and the reference power factor; and a change in the value of the output current in at least a part of a change range of the output current detected by the output current detecting means. Means for calculating a correction coefficient that changes according to the following: a second correction for changing the output voltage of the inverter according to the magnitude of the output current based on the output voltage command value and the correction coefficient Operator to find the value And when the amount of reduction in the output voltage of the inverter indicated by the first correction value is higher than the amount of reduction in the output voltage of the inverter indicated by the second correction value. Outputting a correction value, and when the amount of reduction in the output voltage of the inverter indicated by the first correction value is lower than the amount of reduction in the output voltage of the inverter specified by the second correction value, Limiter means for outputting a correction value of 1; means for subtracting the output of the limiter means from the output voltage command value to obtain a corrected output voltage command value; and an output voltage corresponding to the corrected output voltage command value. Means for forming a control signal for a switch of the inverter as described above.
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