JP5435464B2 - モータ始動方法 - Google Patents
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Description
インバータ1がPWM変換器として動作するためには、上述の第1の充電ステップS101で充電された直流コンデンサの電圧値よりも大きい電圧値に、直流コンデンサを充電する必要がある。図7に示す回路で言えば、第1の充電ステップで直流コンデンサは70Vに充電されたが、インバータ1をPWM変換器として動作できるようにするために、時刻t1に、直流コンデンサの電圧指令値vC *(上記第1の電圧値に相当)を80Vに設定した。この結果、図3に示す実験結果および図5に示すシミュレーション結果に示すように、チョッパセル11−1および11−5の直流コンデンサの電圧vC1uおよびvC5uは、時刻t1以降、およそ80Vに達した。なお、時刻t1直後にチョッパセル11−1および11−5の直流コンデンサの電圧vC1uおよびvC5uにオーバーシュートが発生しているが、これは、平均値制御にPI制御を使用しているためである。
2u−P、2v−P、2w−P 第1のアーム
2u−N、2v−N、2w−N 第2のアーム
11−1、11−2、11−3、11−4 チョッパセル
11−5、11−6、11−7、11−8 チョッパセル
12 3端子結合リアクトル
12−1、12−2 非結合リアクトル
C 直流コンデンサ
D 帰還ダイオード
S 半導体スイッチング素子
SW1、SW2 半導体スイッチ
Claims (10)
- 直列接続された2つの半導体スイッチと前記2つの半導体スイッチに並列接続された直流コンデンサとからなり前記2つの半導体スイッチのうちの一方の半導体スイッチの各端子を出力端とするチョッパセルを、それぞれが備える第1および第2のアームであって、各前記第1および第2のアームにおいてそれぞれ同数の前記チョッパセルが、当該チョッパセルが有する前記出力端を介してカスケード接続された第1および第2のアームと、
第1の端子、第2の端子、および前記第1の端子と前記第2の端子との間の巻線上に位置する第3の端子を有する3端子結合リアクトルであって、前記第1の端子には前記第1のアームが、前記第2の端子には前記第2のアームが、前記第3の端子には駆動すべきモータが、それぞれ接続される3端子結合リアクトルと、
を備え、前記第1および第2のアームの、前記3端子結合リアクトルが接続されない側の各端子に、直流電源電圧が印加されるインバータを用いて、前記モータを始動させるモータ始動方法であって、
前記インバータがPWM変換器として動作する電圧値よりも大きい第1の電圧値から前記インバータが前記モータに印加する初期電圧値を出力することができる第2の電圧値まで増加するコンデンサ電圧指令値に、前記直流コンデンサ全ての電圧を平均した値を追従させるよう前記インバータを制御する第1の制御ステップと、
前記第1の制御ステップの後、所定の時間期間に亘って、前記第2の電圧値から直流コンデンサの定格電圧値まで増加するコンデンサ電圧指令値に、各前記直流コンデンサの電圧を追従させるよう制御するとともに、前記初期電圧値からモータの定格電圧値まで増加する電源周波数よりも小さい一定周波数を有する電圧が、前記第3の端子から出力されるよう制御する第2の制御ステップと、
を備えることを特徴とするモータ始動方法。 - 直列接続された2つの半導体スイッチと前記2つの半導体スイッチに並列接続された直流コンデンサとからなり前記2つの半導体スイッチのうちの一方の半導体スイッチの各端子を出力端とするチョッパセルおよびリアクトルを、それぞれが備える第1および第2のアームであって、各前記第1および第2のアームにおいてそれぞれ同数の前記チョッパセルが、当該チョッパセルが有する前記出力端を介してカスケード接続されるとともに、前記リアクトルが、互いにカスケード接続された前記チョッパセル間の任意の位置に接続された第1および第2のアーム、を備え、前記第1および第2のアームの、互いが接続されない側の各端子に、直流電源電圧が印加されるインバータを用いて、前記第1のアームと前記第2のアームとの接続端子に接続された駆動すべきモータを始動させるモータ始動方法であって、
前記インバータがPWM変換器として動作する電圧値よりも大きい第1の電圧値から前記インバータが前記モータに印加する初期電圧値を出力することができる第2の電圧値まで増加するコンデンサ電圧指令値に、前記直流コンデンサ全ての電圧を平均した値を追従させるよう前記インバータを制御する第1の制御ステップと、
前記第1の制御ステップの後、所定の時間期間に亘って、前記第2の電圧値から直流コンデンサの定格電圧値まで増加するコンデンサ電圧指令値に、各前記直流コンデンサの電圧を追従させるよう制御するとともに、前記初期電圧値からモータの定格電圧値まで増加する電源周波数よりも小さい一定周波数を有する電圧が、前記第1のアームと前記第2のアームとの接続端子から出力されるよう制御する第2の制御ステップと、
を備えることを特徴とするモータ始動方法。 - 直列接続された2つの半導体スイッチと前記2つの半導体スイッチに並列接続された直流コンデンサとからなり前記2つの半導体スイッチのうちの一方の半導体スイッチの各端子を出力端とするチョッパセルを、それぞれが備える第1および第2のアームであって、各前記第1および第2のアームにおいてそれぞれ同数の前記チョッパセルが、当該チョッパセルが有する前記出力端を介してカスケード接続された第1および第2のアームと、
第1の端子、第2の端子、および前記第1の端子と前記第2の端子との間の巻線上に位置する第3の端子を有する3端子結合リアクトルであって、前記第1の端子には前記第1のアームが、前記第2の端子には前記第2のアームが、前記第3の端子には駆動すべきモータが、それぞれ接続される3端子結合リアクトルと、
を備え、前記第1および第2のアームの、前記3端子結合リアクトルが接続されない側の各端子に、直流電源電圧が印加されるインバータを用いて、前記モータを始動させるモータ始動方法であって、
前記インバータがPWM変換器として動作する電圧値よりも大きい第1の電圧値から前記インバータが前記モータに印加する当該モータの定格電圧値を出力することができる第2の電圧値まで増加するコンデンサ電圧指令値に、前記直流コンデンサ全ての電圧を平均した値を追従させるよう前記インバータを制御する第1の制御ステップと、
前記第1の制御ステップの後、前記第2の電圧値から直流コンデンサの定格電圧値まで増加するコンデンサ電圧指令値に、各前記直流コンデンサの電圧を追従させるよう制御するとともに、電源周波数よりも小さい一定周波数を有する前記定格電圧値の電圧が、前記第3の端子から出力されるよう制御する第2の制御ステップと、
を備えることを特徴とするモータ始動方法。 - 直列接続された2つの半導体スイッチと前記2つの半導体スイッチに並列接続された直流コンデンサとからなり前記2つの半導体スイッチのうちの一方の半導体スイッチの各端子を出力端とするチョッパセルおよびリアクトルを、それぞれが備える第1および第2のアームであって、各前記第1および第2のアームにおいてそれぞれ同数の前記チョッパセルが、当該チョッパセルが有する前記出力端を介してカスケード接続されるとともに、前記リアクトルが、互いにカスケード接続された前記チョッパセル間の任意の位置に接続された第1および第2のアーム、を備え、前記第1および第2のアームの、互いが接続されない側の各端子に、直流電源電圧が印加されるインバータを用いて、前記第1のアームと前記第2のアームとの接続端子に接続された駆動すべきモータを始動させるモータ始動方法であって、
前記インバータがPWM変換器として動作する電圧値よりも大きい第1の電圧値から前記インバータが前記モータに印加する当該モータの定格電圧値を出力することができる第2の電圧値まで増加するコンデンサ電圧指令値に、前記直流コンデンサ全ての電圧を平均した値を追従させるよう前記インバータを制御する第1の制御ステップと、
前記第1の制御ステップの後、前記第2の電圧値から直流コンデンサの定格電圧値まで増加するコンデンサ電圧指令値に、各前記直流コンデンサの電圧を追従させるよう制御するとともに、電源周波数よりも小さい一定周波数を有する前記定格電圧値の電圧が、前記第1のアームと前記第2のアームとの接続端子から出力されるよう制御する第2の制御ステップと、
を備えることを特徴とするモータ始動方法。 - 各前記半導体スイッチは、
オン時に一方向に電流を通す半導体スイッチング素子と、
該半導体スイッチング素子に逆並列に接続された帰還ダイオードと、
を有する請求項1〜4のいずれか一項に記載のモータ始動方法。 - 前記第1の制御ステップの実行の前に、前記インバータ内の各前記半導体スイッチをオフにして、前記直流コンデンサを充電する第1の充電ステップと、
前記第1の充電ステップの後、前記直流コンデンサ全ての電圧を平均した値が、前記第1の電圧値に達するよう制御する第2の充電ステップと、
をさらに備える請求項5に記載のモータ始動方法。 - 前記第2の充電ステップおよび前記第1の制御ステップにおける前記直流コンデンサ全ての電圧を平均した値を前記コンデンサ電圧指令値に追従させる制御は、
前記第1のアームを流れる電流と前記第2のアームを流れる電流との和の半分である循環電流の値を、前記直流コンデンサ電圧指令値と前記直流コンデンサ全ての電圧を平均した値とを用いて生成された電流指令値に追従させる制御を含む請求項6に記載のモータ始動方法。 - 前記第2の制御ステップにおける各前記直流コンデンサの電圧を前記コンデンサ電圧指令値に追従させる制御は、
前記直流コンデンサ全ての電圧を平均した値を前記コンデンサ電圧指令値に追従させる制御と、
各前記直流コンデンサの電圧を、前記直流コンデンサ電圧指令値に追従させる制御と、
を含む請求項6に記載のモータ始動方法。 - 前記第2の制御ステップにおける前記直流コンデンサ全ての電圧を平均した値を前記コンデンサ電圧指令値に追従させる制御は、
前記第1のアームを流れる電流と前記第2のアームを流れる電流との和の半分である循環電流の値を、前記直流コンデンサ電圧指令値と前記直流コンデンサ全ての電圧を平均した値とを用いて生成された電流指令値に追従させる制御を含む請求項8に記載のモータ始動方法。
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