JP3684793B2

JP3684793B2 - インバータ装置

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Publication number: JP3684793B2
Application number: JP31480197A
Authority: JP
Inventors: 和也小倉; 康弘山本
Original assignee: Meidensha Corp
Current assignee: Meidensha Corp
Priority date: 1997-11-17
Filing date: 1997-11-17
Publication date: 2005-08-17
Anticipated expiration: 2017-11-17
Also published as: JPH11150998A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、過電流制限機能を強化したＶ／ｆ制御により誘導電動機を可変速制御するインバータ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
インバータ装置における誘導モータをＶ／ｆ制御で駆動する場合、インバータから出力される電流は、出力電圧及び出力周波数とモータの状態によって決まる。特に始動時には、モータを励磁するために大きな電流を必要とし、電流制限をかけない場合には、モータ定格電流の２００％以上の電流が流れる場合がある。また、モータに流れる電流は、負荷の大きさに比例するため、過度な負荷がかかると大きな電流が流れてしまう。
【０００３】
しかし、インバータ装置における半導体素子は、熱容量等から流すことの電流に制限があるため、過度な電流が流れると素子が破壊されてしまう。通常インバータ装置の最大許容電流は、インバータ装置の最大適用モータにおける定格電流（以後定格電流と略す）の２００％程度に設計されるため、定格電流の１５０％程度で保護をかける。
【０００４】
また、瞬時停電時等のモータが回転している場合に再始動を行う場合には、モータ回転数を計測し、その周波数から運転を再開する制御がある。モータの回転数を計測あるいは推定する方式は数多く提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来、インバータの過電流保護機能（以後過電流制限と記す）は、電流や電圧をスカラー量（絶対値）で扱ってきた。これは、出力電圧をスカラー量（絶対値）で扱うため、過電流制限制御量もスカラー量で行っていたためである。しかし、多相モータにおいて、電流及び電圧は２次元空間量であるため、スカラー量でなくベクトル量で扱わなくてはならない。よって、従来の方法における単に電圧の絶対値のみを減少させる方法では、有効な過電流抑制効果を得ることができず、電流が定格電流の２００％を超えて素子を破壊するか、Ｈ／Ｗの過電流制限機能によってストールしてしまう場合がある。
【０００６】
また、瞬時停電時等の再始動時の拾い上げ制御における運転開始周波数は、モータに微少な電圧を印加したときの電流値によって回転数を計測したり、駆動回生方向の判定を行って出力周波数をモータの回転数に同期させる方向等が考案されているが、どの方式も計測あるいは推定を行っているため、判定ミスを生じて誤った始動周波数を印加した場合には、過電流などで始動できない場合がある。
【０００７】
この発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、確実に過電流を抑制することができ、また、拾い上げ制御時に周波数の判定ミスが無く、確実に周波数の拾い上げがなしうるインバータ装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明は、周波数指令値と、この周波数指令値をＶ／ｆ換算した電圧指令ベクトルに基づいてＰＷＭ電圧パターンを演算し、インバータをＰＷＭ制御して誘導モータを駆動するインバータ装置において、
電流検出器からの一次電流ベクトルが過電流リミット値を超過した分のベクトルに対して、その大きさに比例し、逆方向のベクトルとなる過電流補償電圧を作成し、電圧指令ベクトルに加算すると共に、過電流補償電圧ベクトルの絶対値をＰＩ演算して周波数指令にフィードバックして過電流を抑制し、
また、上記過電流を抑制するものにおいて、電流検出器からの一次電流位相の前回値と今回値の率を計算し、その変化率が小さくなる周波数補償量を計算し、周波数指令に加算することによって出力トルクの振動を抑制する。
【０００９】
または、電流検出器からの一次電流ベクトル，ｄ軸電流，ｑ軸電流がそれぞれ過電流リミット値，駆動側トルクリミット値，回生側トルクリミット値を超過した分の各電流の最大値の電流を選択し、その選択した電流の大きさに比例し、逆方向のベクトルとなる過電流補償電圧ベクトルを作成し、電圧指令ベクトルに加算すると共に、過電流補償電圧ベクトルの絶対値をＰＩ演算して周波数指令にフィードバックして過電流を抑制し、
また、上記過電流を抑制するものにおいて、電流検出器からの一次電流位相の前回値と今回値の率を計算し、その変化率が小さくなる周波数補償量を計算し、周波数指令に加算することによって出力トルクの振動を抑制する。
【００１０】
また、上記過電流を抑制するものにおいて、電流検出器からの一次電流位相の前回値と今回値の率を計算し、その変化率が小さくなる周波数補償量を計算し、周波数指令に加算することによって出力トルクの振動を抑制する。
【００１１】
また、周波数指令値の前回値を保持する前回値保持器を有し、周波数設定値を周波数指令値として出力するクッション処理ブロックと、前記クッション処理回路への周波数設定値をゼロに切り換えるスイッチと、前記Ｖ／ｆ換算器の出力を調整する電圧調整ゲインと、モータの空転を拾い上げ制御する拾い上げ制御ブロックとを設け、前記拾い上げ制御ブロックは、拾い上げ時は、前記スイッチを制御して周波数設定をゼロとし、拾い上げ開始時は、前記電圧調整ゲインをゼロとして電圧指令をゼロにすると共に、前記クッション処理ブロック内の周波数指令前回値を拾い上げ開始時の初期周波数に設定し、さらに前記過電流抑制電圧作成ブロックの過電流リミット値をこの値より小さい拾い上げ用のリミット値に変更し、次いで、前記電圧調整ゲインを所定の変更率で大きくし、ゲインが１となり、電圧と周波数がＶ／ｆパターン上で一致したら拾い上げ制御を終了する、拾い上げシーケンスを有し、過電流になった場合に周波数フィードバックによって周波数を制御する特性を利用して拾い上げ制御する。
【００１２】
また、上記拾い上げ制御において、最高周波数と前回周波数指令値とを切り換えるスイッチを設け、前回の出力周波数が分かっており、モータの回転数が前回の出力周波数以下であることが分かっている場合、前回の出力周波数から拾い上げ制御を開始する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
まず、変数定義について、
（１）モータの等価回路電圧−電流ベクトル図
誘導モータのＴ−II型の等価回路を図１に示す。記号の意味は図１に記載のとおりである。図１において、ある力行運転中の電圧成分Ｅ１，電流成分Ｉ０を、ｄ，ｑ軸回転座標系で示すと、図２のようになる。
【００１４】
ただし、ｄ軸を一次磁束方向に、ｑ軸をｄ軸を９０度進んだ位相に取る。
【００１５】
（２）この発明で用いるＶ／ｆ制御ブロック図
この発明は図３のようなＶ／ｆ制御回路を用いる。１は周波数設定値ｆ＊から周波数指令値ｆ_s＊を作成するときに、ある設定された変化率で制限をかけるクッション処理回路で、周波数設定値ｆ＊から前回値保持器１４の前回出力周波数指令値を減算し今回の周波数変化分を検出する減算器１１と、減算器出力にリミッタ処理を施す変化率制限器１２と、この制限器からの今回の周波数指令変化分と前回の周波数指令値を加算し、今回の周波数指令値ｆ_s＊を計算する加算器１３と、この周波数指令の前回周波数指令値をラッチする前回値保持器１４とで構成されている。
【００１６】
２は周波数指令値からＶ／ｆパターンによってｑ軸電圧指令値Ｖｑ＊を作成するＶ／ｆ換算器、３はｄ，ｑ軸電圧指令値Ｖｄ＊，Ｖｑ＊及び周波数指令値ｆ_s＊から出力電圧パターンを作成するＰＷＭ変換器、４はＰＷＭ出力電圧パターンにより制御されるインバータ主回路の半導体素子、５はインバータ出力で駆動される誘導モータ、６はＣＴで検出したモータの一次電流をｄ，ｑ軸回転座標上の電流ベクトルに変える電流検出器である。
【００１７】
実施の形態１
図４に過電流制御系のブロック図を示す。なお、上記図３に示したものと同一構成部分は、同一符号を付してその重複する説明を省略する。
【００１８】
図４において、７は過電流抑制電圧制御電圧作成回路で、電流検出器６からの一次電流検出値Ｉ１と設定された過電流リミット値Ｉ１_ｍａｘの差をとる過電流判定用減算器７１と、この減算器の出力の正のみを通過させるリミッタ７４と、このリミッタの出力をゲインＫｏｃ倍して過電流抑制（補償）電圧ベクトルの絶対値ＤＶを出力する過電流補償電圧作成ゲイン７８と、電流検出器６からのｄ，ｑ軸電流検出値Ｉｄ，Ｉｑにそれぞれ上記補償電圧絶対値ＤＶを掛けてｄ，ｑ軸電圧補償値ＤＶｄ，ＤＶｑを出力するｄ，ｑ軸電圧補償値計算用掛け算器８１，８２で構成されている。
【００１９】
１０は上記補償電圧絶対値ＤＶをＰＩ演算し、クッション処理回路１の加算器１３へ図示の極性で出力する周波数フィードバック用ＰＩ制御器、２１は０Ｖのｄ軸電圧指令値を上記ｄ軸電圧補償値ＤＶｄで補正しＰＷＭ変換器３に出力するｄ軸電圧指令作成用加算器、２２はＶ／ｆ換算器２からのｑ軸電圧指令値を上記ｑ軸電圧補償値ＤＶｑで補正しＰＷＭ変換器３に出力するｑ軸電圧指令作成用加算器である。
【００２０】
上記過電流制御の原理について説明する。
上記図２の状態で、電流Ｉ１を過電流リミット値Ｉ１_ｍａｘでリミットすると、図５のようになる。このとき、Ｉ１がＩ１_ｍａｘを超過したベクトル分ΔＩ１とすると、このベクトルを瞬時的に抑制するためには、ΔＩ１の逆ベクトルを制御ゲインＫｏｃを介してＶ１に加えればよい。
【００２１】
図５のように、ΔＩ１の逆ベクトルをＶ１に加えることで瞬時的な過電流は抑制できるが、基本的に電圧指令を下げなければこの状態は継続し、いずれ過電流となってしまう。よって、図５で補償した電圧Ｋｏｃ・ΔＩ１を電圧指令にＰ制御あるいはＰＩ制御でフィードバックする。Ｖ／ｆ制御では、電圧指令値はＶ／ｆ換算器２により周波数指令から作成しているため、周波数指令にフィードバックすればよい。
【００２２】
実施の形態１は、過電流抑制電圧作成回路７で補償電圧絶対値ＤＶを作成し、ＰＩ制御器１０から周波数指令を作成するクッション処理回路１へ周波数フィードバック値Ｄｆとしてフィードバックし、周波数指令値を低下させ、Ｖ／ｆ換算器２から出力されるｑ軸電圧指令Ｖｑ＊を低下させると共に、ｄ，ｑ軸電圧補償値ＤＶｄ，ＤＶｑを作成し、それぞれｄ，ｑ軸電圧指令値を補償しているので、出力電圧が低下し、過電流が抑制される。
【００２３】
実施の形態２
図６に電流安定化機能を有する過電流制御系のブロック図を示す。
【００２４】
図６について、６は一次電流をｄ，ｑ軸回転座標上の電流ベクトルに変えると共に、一次電流位相を出力する電流検出器、９は電流安定化のための電流位相振動抑制回路で、電流検出器６からの一次電流位相Ｆａｉ_Ｉ１を微分する一次電流位相の前回値を出力する微分器９１と、この一次電流位相の前回値と位相の今回値Ｆａｉ_Ｉ１との差をとり周波数補償量Ｄｆａｉを出力する減算器９２と、この周波数補償量を制限する過補償防止用リミッタ９３で構成されている。
【００２５】
２３は周波数指令値を電流位相振動抑制回路９からの上記位相補償量Ｄｆａｉで補正する周波数指令作成用減算器である。その他の構成は上記図４のものと変わりがない。
【００２６】
電流安定化の原理について説明する。
Ｖ／ｆ制御では、ベクトル制御の電流制御（ＡＣＲ）のように指令値があり、その目標値に対して電流制御を行っていないため、図７のように、電流ベクトルがある状態からある状態に移行する段階で円を描くように振動する。よって、過渡的な状態では電流ベクトルは常に振動することになる。
【００２７】
上記図５では電流ベクトルに対し、ｄ−ｑ軸の原点を中心とした半径方向の振幅制御を行っているが、円周方向（位相方向）に対する制御は行っていない。よって、過電流制御時は過度状態であるため、過電流リミッタ円にそって振動する。また、円周方向の振動が大きくなると出力トルクや回転速度も振動するため、逆起電力も変動してしまう。そのため、過電流制限制御を行っていても半径方向の振動成分も大きくなり、図８のように、過電流リミッタを超える場合もある。
【００２８】
この円周方向の振動（位相振動）を抑制するために、一次電流位相の微分フィードバックを行う。円周方向の振動を抑制するためには、周波数を制御しなければならない。よって、一次電流位相の微分値（変化率）に比例した値をＰＷＭの周波数指令に一次電流位相が変化しない方向で加える。この制御により、電流ベクトルの円周方向にダンビング効果が得られ、過電流時の電流ベクトル振動を抑制できる。
【００２９】
実施の形態２では、微分器９１にて一次電流位相Ｆａｉ_Ｉ１を微分し、一次電流位相Ｆａｉ_Ｉ１との差をとり、過補償防止用リミッタ９３を通し減算器２３で周波数指令に加えているので、過電流時の電流ベクトル振動が抑制される。
【００３０】
実施の形態３
図９にトルク電流リミッタ機能を有する過電流抑制電圧制御電圧作成回路７を示す。この回路７は、電流検出器６（図４）からの一次電流検出値Ｉ１と設定された過電流リミット値Ｉ１_ｍａｘとの差をとる過電流判定用減算器７１と、この減算器の出力の正のみを通過させるリミッタ７４と、
【００３１】
電流検出器６からのｑ軸電流検出値Ｉｑと設定された駆動側トルクリミット値Ｌｉｍ_ＤＲとの差をとる駆動トルク判定用減算器７２と、この差信号の正の信号のみを通過させるリミッタ７５と、上記ｑ軸電流検出値Ｉｑと設定された回生側トルクリミット値Ｌｉｍ_ＢＲとの差をとる回生トルク判定用減算器７３と、この差信号の正の信号のみを通過させるリミッタ７６と、
【００３２】
上記リミッタ７４，７５，７６からの入力の内最大の値を選択する最大値選択器７７と、この選択器からの出力をゲインＫｏｃ倍して過電流補償電圧絶対値ＤＶを出力する過電流補償電圧作成ゲイン７８と、電流検出器６からのｄ，ｑ軸電流検出値Ｉｄ，Ｉｑにそれぞれ上記補償電圧絶対値ＤＶを掛けｄ，ｑ軸電圧補償値ＤＶｄ，ＤＶｑを減算器２１，２２（図４）に出力するｄ，ｑ軸電圧補償値計算用掛け算器８１，８２で構成されている。
【００３３】
トルク電流リミッタの原理について説明する。
これまでは、ベクトル図上で、過電流制限値Ｉ１_ｍａｘとする円として扱ってきたが、過電流リミッタ形状が円である必要はなく、図１０に示すような任意の形状にすることも可能である。特に回生時において、インバータ装置内で消費できない急激な減速による回生を行った場合、慣性エネルギがインバータの直流側のコンデンサの電荷として返還され、コンデンサ電圧が上昇する。
【００３４】
その結果、内部の電力素子を保護するため過電圧保護機能により運転を停止してしまう。この運転停止を防止するためには、トルク電流リミッタによって減速レートを制御する必要がある。よって、ｑ軸電圧成分をトルクとして近似し、図１０のように過電流ベクトルリミッタを半円にして回生時のトルクを制限すれば上記ストールは防げる。
【００３５】
実施の形態３では、減算器７１，７２，７３によりそれぞれＩ１とＩ１_ｍａｘの差，ＩｑとＬｉｍ_ＤＲの差，Ｌｉｍ_ＢＲとＩｑとの差がとられ、この各差信号をそれぞれ正の信号のみを通すリミッタ７４，７５，７６を通し、その各信号の最大値を最大値選択器７７で選択している。したがって、駆動時に過電流又は過トルクになるとリミッタ７４又は７５から出力があり、その大きい方が選択される。また、回生時に過トルクとなるとリミッタ７６から出力があり選択される。
【００３６】
選択された信号は、図４の回路と同様に、過電流補償電圧作成ゲイン７８を介してＰＩ制御器８及び掛け算器８１，８２に入力するので、駆動時に過電流又は過トルクとなると、この過電流又は駆動トルクが抑制される。
【００３７】
また、回生時に過トルクとなるとこの回生トルクが抑制される。よって、回生時の上記ストールを防止できる。
【００３８】
実施の形態４
図１１に拾い上げ機能を有する過電流制御系のブロック図を示す。
【００３９】
図１１において、１０１はモータが空転している時所定のシーケンスで拾い上げ制御をする拾い上げ制御回路、ＳＷ１は回路１０１からの初期化時周波数設定切り換え信号Ｂ１で周波数設定値ｆ＊を０に切り換える周波数設定切り換えスイッチである。過電流抑制電圧作成回路７は、回路１０１からの拾い上げ時過電流リミッタ切り換え信号Ｂ２により過電流リミット値Ｉ１_ｍａｘが切り換えうるようになっている。
【００４０】
クッション処理回路１の前回値保持器１４は、回路１０１からの初期化時周波数指令変更信号Ｂ３により制御され、拾い上げ開始時の初期周波数（最高周波数）をラッチして出力するようになっている。
【００４１】
１０２はＶ／ｆ換算器２と減算器２２との間に設けられた電圧調整ゲインで、回路１０１からの拾い上げゲインＫｐｋ変更信号Ｂ４によりＶ／ｆ換算２の出力電圧を変更する。その他の構成は上記図６のものと変わりがない。
【００４２】
次に、上記図１１の回路の動作を拾上機能の原理と共に説明する。
【００４３】
過電流制御系は、上記図４と同様に過電流になった場合に周波数フィードバックによって周波数を制御する。実施の形態４は、この特性を利用して、モータがある回転数で空転している場合の拾い上げ制御により始動を行うものである。
【００４４】
拾い上げ制御回路１０１の拾い上げ時のシーケンスを以下に示す。
【００４５】
（１）初期化
１）拾い上げ時は、信号Ｂ１を出力して周波数設定をゼロとする。
２）拾い上げ開始時は、信号Ｂ４を出力して拾い上げゲインを、Ｋｐｋ＝０とし、電圧指令をゼロにする。
３）信号Ｂ３を出力してクッション処理ブロック内の周波数指令前回値を拾い上げ開始時の初期周波数（最高周波数）に設定する。
４）信号Ｂ２を出力して過電流抑制電圧作成ブロックの電流リミッタ値を拾い上げ用のリミッタ値に変更する。
【００４６】
（２）拾い上げ処理
１）信号Ｂ４を変化させてゲインＫｐｋをある変化率で大きくしていく。
２）過電流になった場合には、ゲインＫｐｋを変更しない。
３）過電流時は、過電流抑制制御が自動的に周波数を下げる。
（３）終了条件
１）ゲインＫｐｋ＝１となり、電圧と周波数がＶ／ｆパターン上で一致したら拾い上げ終了。
【００４７】
上記シーケンスによる拾い上げ時のタイムチャートを図１２に示す。図１２の▲１▼で、上記（１）の初期化条件で拾い上げを開始する。このとき、出力周波数は拾い上げ開始時の初期周波数１００％となっている。出力電圧は信号Ｂ４によりゲイン１０２のゲインＫｐｋが０に制御されるため０となっている。
【００４８】
▲２▼では、信号Ｂ４によりゲイン１０２のゲインＫｐｋが０から所定の変化率で大きくなるため、出力電圧は増加する。よって一次電流も増加する。▲３▼では、一次電流が１００％を過電流制御が働き周波数が制限され、一次電流および出力電圧が一定となる。
【００４９】
▲４▼では、周波数がモータ速度とほぼ一致し、過電流でなくなっているので出力電圧が上昇する。▲５▼では、周波数と電圧のＶ／ｆパターンが一致する。▲６▼では、磁束の安定化のため１秒ウェイトし、▲７▼で拾い上げ終了となる。▲８▼では通常運転となり、設定周波数へ加速される。
【００５０】
上記過電流制限リミット値Ｉ１_ｍａｘを通常のリミット値と同じものとした場合、図１２の▲３▼の段階で、ある程度のトルクが出てしまう。このため、モータの慣性が小さく、拾い上げ時のモータ回転数が低い場合には、モータの速度は変動してしまうが、拾い上げ時に信号Ｂ２によりＩ１_ｍａｘの値を小さくしているので、出力トルクが抑制され、慣性の小さいモータでも速度変動が生じることはない。この時の過電流リミット形状を図１３に示す。
【００５１】
なお、上記過電流抑制電圧作成回路７は、図９のようにトルク電流リミッタを適用したものとすることができる。
【００５２】
拾い上げ時に、トルク電流リミッタを適用すると、出力トルクをほぼゼロにすることができる。ただし、一次抵抗による軸ずれがあるため、トルクリミッタをゼロにすることはできない。このときの過電流リミッタ形状を図１４に示す。
【００５３】
実施の形態５
図１５について、この実施の形態５は、拾い上げ開始周波数選択スイッチＳＷ２を設け、上記図１１の制御に対し、前回の出力周波数が分かっており、モータの回転周波数が、前回の出力周波数以下であることが分かっている場合、スイッチＳＷ２により前回の出力周波数ｆ_ｓｅｔを選択しうるようにした。その他の構成は図１１のものと変わりがない。
【００５４】
実施の形態５によれば、拾い上げ開始時の周波数が前回の出力周波数以下である場合、最高周波数ｆ_ｍａｘからではなく、前回の出力周波数ｆ_ｓｅｔから開始することができるので、拾い上げ時間が短縮できると共に、余分なトルクを出力することなく周波数の拾い上げを行うことができる。
【００５５】
【発明の効果】
この発明は、上述のとおり構成されているので、以下に記載する効果を奏する。
【００５６】
（１）過電流を確実に抑制することができる。
【００５７】
（２）電流安定化機能を有するものは、電流ベクトルの安定化と出力トルクの振動を抑制ができる。
【００５８】
（３）トルク電流リミッタ機能を有するものは、回生時の直流電圧上昇を防止できる。
【００５９】
（４）拾い上げ機能を有するものは、瞬時停電後の再始動等に必要な周波数拾い上げを周波数の同期判定等を行わずに行うことができるので、拾い上げの失敗がない。
【００６０】
（５）また、過電流制御系における過電圧抑制電圧作成回路の過電流リミット値を小さく切り換えることにより拾い上げ時の余分な出力トルクを最小限に抑えることができる。
【００６１】
（６）また、トルク電流リミッタ機能を有するものにおいては、拾い上げ時にトルク電流リミット値を小さくすることで、余分なトルクを出力することなく周波数の拾い上げを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】モータのＴ−II型等価回路図。
【図２】電圧−電流ベクトル図。
【図３】この発明で用いるＶ／ｆ制御ブロック図。
【図４】実施の形態１にかかる過電流制御ブロック図。
【図５】過電流時の電圧−電流ベクトル図。
【図６】実施の形態２にかかる電流安定化機能を有する過電流制御ブロック図。
【図７】電流ベクトル移動時の軌跡を示すグラフ。
【図８】過電流時の電流ベクトル振動を説明するグラフ。
【図９】実施の形態３にかかるトルク電流リミッタ機能を有する過電流抑制電圧作成ブロック回路図。
【図１０】トルク電流リミッタ適用時の電流ベクトル移動範囲を示すグラフ。
【図１１】実施の形態４にかかる拾い上げ制御機能を有する過電流制御ブロック図。
【図１２】拾い上げ時のタイムチャート。
【図１３】始動時出力トルク低減処理を示すグラフ。
【図１４】トルク電流リミッタ採用時の過電流リミッタ形状を示すグラフ。
【図１５】実施の形態５にかかる拾い上げ制御機能を有する過電流制御ブロック図。
【符号の説明】
１…クッション処理回路（ブロック）
１２…変化率制限器
１４…前回値保持器
２…Ｖ／ｆ換算器
３…ＰＷＭ変換器
４…インバータ主回路の半導体素子
５…誘導モータ
６…電流検出器
７…過電流抑制電圧作成回路（ブロック）
７４〜７６…正の信号のみを通すリミッタ
７７…最大値選択器
７８…過電流補償電圧作成ゲイン
１０…ＰＩ制御器
１０１…拾い上げ制御回路（ブロック）
１０２…電圧調整ゲイン
ｆ＊…周波数設定値
ｆ_s＊…周波数指令値
Ｖｄ＊，Ｖｑ＊…ｄ，ｑ軸電圧指令値
Ｉ１…一次電流検出値
Ｉｄ，Ｉｑ…ｄ，ｑ軸一次電流検出値
Ｉ１_ｍａｘ…過電流リミット値
Ｌｉｍ_ｍａｘ…駆動側トルクリミット値
Ｌｉｍ_ＢＲ…回生側トルクリミット値
Ｆａｉ_Ｉ１…一次電流位相
ＤＶ…補償電圧絶対値
ＤＶｄ，ＤＶｑ…ｄ，ｑ軸電圧補償値
Ｄｆ…周波数フィードバック値
Ｄｆａｉ…周波数補償量
Ｋｏｃ，Ｋｐｋ…ゲイン
ｆ_ｍａｘ…最高周波数
ｆ_ｓｅｔ…任意の拾い上げ開始周波数
ＳＷ１…周波数設定切換スイッチ
ＳＷ２…拾い上げ開始周波数選択スイッチ。

Claims

周波数指令値と、この周波数指令値をＶ／ｆ換算した電圧指令ベクトルに基づいてＰＷＭ電圧パターンを演算し、インバータをＰＷＭ制御して誘導モータを駆動するインバータ装置において、
前記モータの一次電流ベクトルを検出する電流検出器と、
前記電流検出器によって得られた一次電流ベクトルが過電流リミット値を超過した分のベクトルに対して、その大きさに比例し、逆方向のベクトルとなる過電流補償電圧ベクトルを作成する過電流抑制電圧作成ブロックと、
前記ブロックで作成した過電圧補償電圧を前記電圧指令ベクトルに加える加算器と、
前記過電流補償電圧ベクトルの絶対値をＰＩ演算して前記周波数指令にフィードバックして過電流を抑制するＰＩ制御器とを設け、
前記電流検出器に一次電流位相を検出する機能を設け、
前記電流検出器からの一次電流位相の前回値と今回値の変化率を計算し、その変化率が小さくなる周波数補償量を計算する電流位相振動抑制ブロックとを設け、
前記周波数補償量を前記周波数指令に加算することによって出力トルクの振動を抑制することを特徴とするインバータ装置。
周波数指令値と、この周波数指令値をＶ／ｆ換算した電圧指令ベクトルに基づいてＰＷＭ電圧パターンを演算し、インバータをＰＷＭ制御して誘導モータを駆動するインバータ装置において、
前記モータの一次電流ベクトルを検出する電流検出器と、
前記電流検出器によって得られた一次電流ベクトル，ｄ軸電流，ｑ軸電流がそれぞれ過電流リミット値，駆動側トルクリミット値，回生側トルクリミット値を超過した分の各電流の最大値の電流を選択し、その選択した電流の大きさに比例し、逆方向のベクトルとなる過電流補償電圧ベクトルを作成する過電流抑制電圧作成ブロックと、
前記ブロックで作成した過電圧補償電圧を前記電圧指令ベクトルに加える加算器と、
前記過電流補償電圧ベクトルの絶対値をＰＩ演算して前記周波数指令にフィードバックして過電流を抑制するＰＩ制御器とを設け、
前記電流検出器に一次電流位相を検出する機能を設け、
前記電流検出器からの一次電流位相の前回値と今回値の変化率を計算し、その変化率が小さくなる周波数補償量を計算する電流位相振動抑制ブロックとを設け、
前記周波数補償量を前記周波数指令に加算することによって出力トルクの振動を抑制することを特徴とするインバータ装置。
請求項１又は２において、
周波数指令値の前回値を保持する前回値保持器を有し、周波数設定値を前記周波数指令値として出力するクッション処理ブロックと、
前記クッション処理回路への周波数設定値をゼロに切り換えるスイッチと、
前記Ｖ／ｆ換算器の出力を調整する電圧調整ゲインと、モータの空転を拾い上げ制御する拾い上げ制御ブロックとを設け、
前記拾い上げ制御ブロックは、
拾い上げ時は、前記スイッチを制御して周波数設定をゼロとし、
拾い上げ開始時は、前記電圧調整ゲインをゼロとして電圧指令をゼロにすると共に、前記クッション処理ブロック内の周波数指令前回値を拾い上げ開始時の初期周波数に設定し、さらに前記過電流抑制電圧作成ブロックの過電流リミット値をこの値より小さい拾い上げ用のリミット値に変更し、
次いで、前記電圧調整ゲインを所定の変更率で大きくし、ゲインが１となり、電圧と周波数がＶ／ｆパターン上で一致したら拾い上げ制御を終了する、
拾い上げシーケンスを有し、
過電流になった場合に周波数フィードバックによって周波数を制御する特性を利用して拾い上げ制御することを特徴とするインバータ装置。
請求項３において、
最高周波数と前回周波数指令値とを切り換えるスイッチを設け、
前回の出力周波数が分かっており、モータの回転周波数が前回の出力周波数以下であることが分かっている場合、前回の出力周波数から拾い上げ制御を開始することを特徴とするインバータ装置。
請求項３又は４において、
前記過電流リミット値をトルクリミッタ形状に置きかえることで、拾い上げ時の余分なトルクを最小限に抑えることを特徴とするインバータ装置。