JP4131421B2 - インバータ試験装置 - Google Patents
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Description
図7において、被試験インバータ100の交流出力端子のU相、V相、W相に複数の抵抗R、インダクタンスL及びスイッチからなる疑似負荷回路200をそれぞれ接続すると共に、電流制御方式の場合には、モータの角度センサ300を設けたものである。
一般にインバータの制御方式は、電流制御ループによる電流制御方式と電流制御ループを持たない電圧制御方式(V/F制御等)とに大別される。
電流制御方式の場合は、角度センサ300で検出したモータ回転子の位置を示す角度θm (位相)に対して、運転条件に応じた角度θm +θc で振幅ic の所定電流が流れるように被試験インバータ100が制御される。このとき、被試験インバータ100の出力電圧の角度(電流に対する位相)と振幅が実際の負荷であるモータの運転時と同等になるように、各疑似負荷回路200のスイッチを切り換えてR,Lを選択する。
尚、角度センサ300として、例えばレゾルバ、エンコーダ等を用い、上記角度θm が得られるように、角度センサ300を数ワット程度の小型のモータ(図示せず)を用いて回すことにより、角度センサ300よりθm に応じた模擬角度センサ信号Sθを発生するようになされる。
1、モータの力行運転での試験が行われるが、回生運転での試験は不可能
2、力行運転での様々の運転条件に対応可能とするには、疑似負荷回路200を構成するR,L,スイッチの数を多くする必要があり、このため構成が複雑になり、重量も含めて装置が大型化し、コストもかかる。
3、試験時の電力は全て熱になり、無駄になってしまう。
4、定常時の特性に合わせてR,Lを選択するので、過渡時の特性をモータ運転時と同じにすることができない。
5、電流制御方式の場合、角度センサ300から模擬角度センサ信号Sθを発生させるために、角度センサ300を回すための小型モータ等の手段を別に用意しなければならない。
等々の問題があった。
また、同様にして、「前記3相交流電源と前記第2のインバータの出力との間」とは、3相交流電源と第2のインバータの出力との間であればどこに設けられていてもよいことを意味し、例えば、3相交流電源、第2の電力変換器又は第2のインバータに隣接して設けられていてもよいし、第2の電力変換器又は第2のインバータの中に設けられていてもよい。
図1は本発明の第1の実施の形態によるインバータ試験装置を示す回路構成図である。
本試験装置は、IPMモータ(埋込磁石型同期モータ)を実際の負荷として想定した場合の電流制御方式によるものであり、図示のように、被試験インバータ1(以下、インバータ1と言う)に対して疑似負荷用インバータ2(以下、インバータ2と言う)を用いている。インバータ1、2としては、小型化に有利な電圧(源)型インバータが用いられる。
図4においては、図1と対応する部分には同一番号を付して重複する説明は省略する。
また、図4は原理的な構成を簡略的に示しており、図1のインバータ1、2間は/// で3相を示し、また、モータ模擬運転制御部11及びこれに関する部分は図示を省略されている。
図4において、インバータ1の入力側にはチョッパ6及びコンデンサC1 を介してAC/DCコンバータとしての回生コンバータ(正弦波コンバータ)21が接続され、インバータ2の入力側にはコンデンサC2 を介してAC/DCコンバータとしての回生コンバータ22が接続されている。
モータの力行運転を模擬する場合は、回生コンバータ21を制御して交流電源電圧より振幅が大きく、かつ位相の遅れた電圧を発生させることにより、その差の電圧がインダクタンス23にかかり、交流電圧と同相の電流が流れ、コンデンサC1 にエネルギーが蓄積され、チョッパ6を介してインバータ1に供給される。即ち、インバータ1が交流電源からエネルギーを供給されることになる。一方、インバータ2はインバータ1から供給されたエネルギーをコンデンサC2 に蓄積し、また、回生コンバータ22を制御して交流電源電圧より振幅が大きく、かつ位相の進んだ電圧を発生させることにより、コンデンサC2 からインダクタンス24にかかる交流電圧と逆相の電流が流れ、この電流はトランス20を通じて交流電源側に戻される。
尚、図5においては、図4、図1と対応する部分には同一番号を付してある。本実施の形態は、上述した第4の実施の形態の変形例であり、インバータ2を3つの単相インバータ2aで構成すると共に、各単相インバータ2aに回生コンバータ22を接続した場合である。この場合は、3つの単相インバータ2aにより3相インバータ2と同じ動作が行われるように制御される。
また、直流電源に3つのブリッジを接続し、各々のブリッジの上下のスイッチの中間を出力として3相交流を構成する通常のインバータは、各々のブリッジは可変の直流電源として動作しており、概念的には、可変の直流電源の、例えばマイナス側を接続し、プラス側3本を出力として3相交流電源を構成していると言える。
従って、3つの単相インバータ2aの出力をスター結線して3相交流電源を構成した場合は、各々の単相インバータ2aの2つのブリッジ(上下直列に接続されたスイッチ)の内、一方のブリッジの上、または下のスイッチを固定でオン(導通)させると同時に、もう一方のブリッジの上下スイッチを交互にオン、オフさせ直流電源として動作させて、この直流電源として動作させている単相インバータの各々の出力電圧の大小関係で、3相の交流電源を構成してもインバータと同様な機能となることは自明である。
2 疑似負荷用インバータ
7 フィルタ
8 トランス
9 フィルタ
10 変流器
11 モータ模擬運転制御部
12 角度センサ模擬制御部
13 PWM回路
20 トランス
21、22 回生コンバータ(AC/DCコンバータ)
23、24 インダクタンス
2a 単相インバータ
25 絶縁型双方向DC/DCコンバータ
Claims (2)
- 被試験用の第1のインバータの疑似負荷となる第2のインバータと、
第1のインバータの交流出力が1次側に入力され、第2のインバータの交流出力が2次側に入力されるトランスと、
第1のインバータの実負荷であるモータの角度センサを模擬する信号に応じて第1のインバータの出力電流を所定の値に制御すると共に、モータ回転数とモータ定数と検出された第1のインバータの出力電圧・電流のいずれか又は両方に基づいて第2のインバータの出力電圧の振幅・位相を所定に制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記第1のインバータの出力電圧・電流のいずれか又は両方とモータ特性からモータのトルクを算出し、そのトルクと前記モータ特性に含まれる機械的定数からモータ速度、角度を逐次算出して制御に用いることにより、モータの加減速時における運転を模擬することを特徴とするインバータ試験装置。 - 被試験用の第1のインバータの疑似負荷となる第2のインバータと、
交流電源と第1のインバータの間に設けられ、第1のインバータに直流電力を供給する第1の電力変換器と、
交流電源と第2のインバータの間に設けられ、第2のインバータに直流電力を供給する第2の電力変換器と、
前記交流電源と前記第1のインバータの出力との間、又は、前記交流電源と前記第2のインバータの出力との間の少なくともいずれか一方の間を絶縁するトランスと、
第1のインバータの実負荷であるモータの角度センサを模擬する信号に応じて第1のインバータの出力電流を所定の値に制御すると共に、モータ回転数とモータ定数と検出された第1のインバータの出力電圧・電流のいずれか又は両方に基づいて第2のインバータの出力電圧の振幅・位相を所定に制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記第1のインバータの出力電圧・電流のいずれか又は両方とモータ特性からモータのトルクを算出し、そのトルクと前記モータ特性に含まれる機械的定数からモータ速度、角度を逐次算出して制御に用いることにより、モータの加減速時における運転を模擬することを特徴とするインバータ試験装置。
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