JP5507978B2 - インバータ装置 - Google Patents
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Description
ra=rv×(10−N)/10 …(1)
rb=rv×(N/10) …(2)
r(RR-CC)=(rb×r1)/(rb+r1) …(3)
Vpp=Vcc×(ra+r(RR-CC))/(r2+ra+r(RR-CC)) …(4)
Vrr=(Vcc×r(RR-CC))/(r2+ra+r(RR-CC)) …(5)
内部の基準電位線に接続されたコモン端子と、前記コモン端子の電位を基準として前記指令電圧入力端子の電圧を指令電圧値として検出する指令電圧検出手段と、前記電源供給端子、前記指令電圧入力端子および前記コモン端子を介して外部に接続されるボリュームの抵抗値を取得する抵抗値取得手段とを備え、外部より前記指令電圧入力端子および前記コモン端子を介して前記指令電圧が与えられる場合にあっては、前記周波数指令入力手段は、前記指令電圧値を入力し、前記周波数設定手段は、前記指令電圧値に対し、所定の演算を行うことにより前記交流電圧の周波数を設定し、外部に設けられるボリュームの一方の固定端子が前記電源供給端子に接続され、当該ボリュームの中点端子が前記指令電圧入力端子に接続され、当該ボリュームの他方の固定端子が前記コモン端子に接続されることにより、前記中点端子の位置に応じた前記指令電圧が与えられる場合にあっては、前記周波数指令入力手段は、前記指令電圧値を入力し、前記周波数設定手段は、前記ボリュームの抵抗値、前記電源電位線の電圧値、前記指令電圧値、前記短絡保護用抵抗の抵抗値および前記指令電圧検出手段の入力インピーダンス値を用いて前記ボリュームの分圧比を演算し、この分圧比に基づいて前記交流電圧の周波数を設定することを特徴とする。
以下、本発明の第1の実施形態について図1〜図3を参照しながら説明する。
図2に示すインバータ装置21は、交流電源22から与えられる所定の電圧および周波数を持つ交流電圧を一旦直流電圧に変換した後、任意の電圧および周波数を持つ交流電圧に再変換して出力するものである。例えば三相の交流電源22から出力される交流電圧は、ダイオードをブリッジ接続して構成されるコンバータ部23に入力されている。コンバータ部23は、入力される交流電圧を整流し、直流電源線24、25を介して直流電圧を出力する。直流電源線24、25間には平滑用のコンデンサ26が接続されている。
Vpp=(r3/r3b)×Vpp’ …(6)
Vrs=(rs/rsb)×Vrs’ …(7)
Fc=Fmax×1.25×((Vrs−2)/10) …(8)
なお、これらバイアスおよびゲインは、上記した値に限るものではなく、ユーザが所望する値に適宜変更することが可能となっている。
Ir2=(Vcc−Vpp)/r2 …(9)
Ir3=Vpp/r3 …(10)
Ira=Ir2−Ir3 …(11)
Vrr=(r1/r1b)×Vrr’ …(12)
ra=(Vpp−Vrr)/Ira …(13)
Ir1=Vrr/r1 …(14)
Irb=Ira−Ir1 …(15)
rb=Vrr/Irb …(16)
rv=ra+rb …(17)
Fc=Fmax×rb/(ra+rb) …(18)
周波数設定部32は、ボリューム14が接続されていると判断した場合、電圧値Vcc、Vpp、Vrr、抵抗値r2および入力インピーダンス値r1、r3を用いてボリューム14の分割抵抗値ra、rb、ひいてはボリューム14の分圧比を演算し、その分圧比に基づいて交流電圧の周波数設定値Fcを演算する。このように、ボリューム14の設定値(分圧比)に基づいて周波数を設定するので、周波数設定値Fcが電圧検出部6の入力インピーダンスの影響を受けることがなくなり、使用するボリューム14の全抵抗値rvにかかわらず、ボリューム14の設定値と周波数設定値Fcとの関係に線形性を持たせることができる。また、周波数設定値Fcが短絡保護用の抵抗15の影響を受けることがなくなるので、周波数を最大値Fmaxまで設定することができる。
Wr2=Vcc2/r2 …(19)
以下、本発明の第2の実施形態について図4を参照しながら説明する。
図4は、第1の実施形態における図1相当図であり、図1と同一のまたは相当する構成部分については同一符号を付してその説明を省略する。図4に示す本実施形態のインバータ装置51は、図1に示したインバータ装置21に対し、アナログ入力部31に代えてアナログ入力部52を備えている点および周波数設定部32に代えて周波数設定部53を備えている点が異なる。
Vcc=(r4/r4b)×Vcc’ …(20)
以下、本発明の第3の実施形態について図5を参照しながら説明する。
図5は、第1の実施形態における図1相当図であり、図1と同一のまたは相当する構成部分については同一符号を付してその説明を省略する。図5に示す本実施形態のインバータ装置61は、図1に示したインバータ装置21に対し、アナログ入力部31に代えてアナログ入力部2を備えている点、周波数設定部32に代えて周波数設定部62を備えている点およびボリューム抵抗値入力部63を備えている点が異なる。
rb2+b×rb+c=0 …(21)
この(21)式におけるb、cは、下記(22)式、(23)式に示すとおりである。
b=(Vcc/Vrr)×r1−(r2+rv) …(22)
c=−(r2+rv)×r1 …(23)
rb={−b+(b2−4×a×c)1/2}/2×a …(24)
ra=rv−rb …(25)
ただし、電圧値Vrr=0である場合、上記(24)式による演算においてゼロ割が発生してしまうので、その場合には上記(24)式、(25)式による演算を行うことなく、分割抵抗値ra=rv、分割抵抗値rb=0とする。
rb={−b−(b2−4×a×c)1/2}/2×a …(26)
しかしながら、この(26)式を用いて演算した場合、分割抵抗値rbが必ず負(マイナス)の値となってしまうため、ここでは上記(26)式は用いない。
Ira=Ir2=(Vcc−Vrr)/(r2+ra) …(27)
Ira=Ir2=Irb+Ir1 …(28)
Vrr=r1×Ir1 …(29)
Vrr=rb×Irb …(30)
(1/rb+1/r1)×Vrr=(Vcc−Vrr)/(r2+ra) …(31)
(1/rb+1/r1)×Vrr=(Vcc−Vrr)/(r2+rv−rb)…(32)
{(r1+rb)/(r1×rb)}×Vrr=(Vcc−Vrr)/(r2+rv−rb)
…(33)
(r1+rb)×(r2+rv−rb)×Vrr=(Vcc−Vrr)×(r1×rb)
…(34)
{−rb2+(r2+rv−r1)×rb+r1×(r2+rv)}×Vrr
=r1×rb×Vcc−r1×rb×Vrr …(35)
{−rb2+(r2+rv)×rb+r1×(r2+rv)}×Vrr
=r1×rb×Vcc …(36)
{−rb2+(r2+rv)×rb+r1×(r2+rv)}
=r1×rb×Vcc/Vrr …(37)
rb2+{(Vcc/Vrr)×r1−(r2+rv)}×rb−(r2+rv)×r1=0
…(38)
なお、本発明は上記し且つ図面に記載した各実施形態に限定されるものではなく、次のような変形または拡張が可能である。
周波数設定部32、53は、最初に抵抗値rvを演算しておき、この抵抗値rvが所定値以上である場合にボリューム14が接続されていない状態であると判断し、所定値未満である場合にボリューム14が接続されている状態であると判断してもよい。
インバータ装置としては、入力端子RSおよび電圧検出部7を備えてない構成や、さらに別の周波数指令の入力端子およびその電圧を検出する電圧検出部を備えた構成であってもよい。すなわち、本発明は、周波数指令を表す指令電圧が与えられる指令電圧入力端子を1つだけ備えたインバータ装置や、指令電圧入力端子を3つ以上備えたインバータ装置にも適用することができる。
図5に示した第3の実施形態のアナログ入力部2についても、図4に示した第2の実施形態のアナログ入力部52に設けられた電源電位線16の電圧を検出する電圧検出部54を設けてもよい。
Claims (6)
- 直流電圧を任意の周波数の交流電圧に変換して出力するインバータ主回路と、外部から与えられる周波数指令を入力する周波数指令入力手段と、前記周波数指令に基づいて前記交流電圧の周波数を設定する周波数設定手段とを備えたインバータ装置であって、
内部の電源電位線に短絡保護用抵抗を介して接続された電源供給端子と、
前記周波数指令を表す指令電圧が与えられる指令電圧入力端子と、
内部の基準電位線に接続されたコモン端子と、
前記コモン端子の電位を基準として前記指令電圧入力端子の電圧を指令電圧値として検出する指令電圧検出手段と、
前記コモン端子の電位を基準として前記電源供給端子の電圧を供給電圧値として検出する供給電圧検出手段とを備え、
外部より前記指令電圧入力端子および前記コモン端子を介して前記指令電圧が与えられる場合にあっては、
前記周波数指令入力手段は、前記指令電圧値を入力し、
前記周波数設定手段は、前記指令電圧値に対し、所定の演算を行うことにより前記交流電圧の周波数を設定し、
外部に設けられるボリュームの一方の固定端子が前記電源供給端子に接続され、当該ボリュームの中点端子が前記指令電圧入力端子に接続され、当該ボリュームの他方の固定端子が前記コモン端子に接続されることにより、前記中点端子の位置に応じた前記指令電圧が与えられる場合にあっては、
前記周波数指令入力手段は、前記供給電圧値および前記指令電圧値を入力し、
前記周波数設定手段は、前記電源電位線の電圧値、前記供給電圧値、前記指令電圧値、前記短絡保護用抵抗の抵抗値、前記指令電圧検出手段の入力インピーダンス値および前記供給電圧検出手段の入力インピーダンス値を用いて前記ボリュームの分圧比を演算し、この分圧比に基づいて前記交流電圧の周波数を設定することを特徴とするインバータ装置。 - 前記周波数設定手段は、
外部に設けられる前記ボリュームの中点端子の位置に応じた前記指令電圧が与えられる場合にあっては、
前記指令電圧値および前記指令電圧検出手段の入力インピーダンス値を用いて前記指令電圧検出手段の入力部に流れる第1の電流の値を演算し、
前記電源電位線の電圧値、前記供給電圧値および前記短絡保護用抵抗の抵抗値を用いて前記短絡保護用抵抗に流れる第2の電流の値を演算し、
前記供給電圧値および前記供給電圧検出手段の入力インピーダンス値を用いて前記供給電圧検出手段の入力部に流れる第3の電流の値を演算し、
前記供給電圧値、前記指令電圧値および前記第1〜第3の電流の値を用いて、前記ボリュームの一方の固定端子と中点端子との間の第1の分割抵抗の値および中点端子と他方の固定端子との間の第2の分割抵抗の値を演算し、
前記第1および第2の分割抵抗の値から前記ボリュームの分圧比を演算することを特徴とする請求項1記載のインバータ装置。 - 前記周波数設定手段が前記分圧比を演算する過程で求められる前記ボリュームの抵抗値が所定の範囲内の値でない場合に警報出力を行う警報出力手段を備えていることを特徴とする請求項1または2記載のインバータ装置。
- 前記周波数指令を表す指令電圧が与えられる第2の指令電圧入力端子と、
前記コモン端子の電位を基準として前記第2の指令電圧入力端子の電圧を第2の指令電圧値として検出する第2の指令電圧検出手段とを備え、
前記供給電圧検出手段により検出された供給電圧値が、前記電源電位線の電圧値より低い場合には、前記電源供給端子、前記指令電圧入力端子および前記コモン端子を介して前記ボリュームが接続されることにより前記指令電圧が与えられる場合であると判断し、
前記供給電圧値が前記電源電位線の電圧値と等しい場合には、外部より前記第2の指令電圧入力端子および前記コモン端子を介して前記指令電圧が与えられる場合であると判断し、
外部より前記第2の指令電圧入力端子および前記コモン端子を介して前記指令電圧が与えられる場合にあっては、
前記周波数指令入力手段は、前記第2の指令電圧値を入力し、
前記周波数設定手段は、前記第2の指令電圧値に基づいて前記交流電圧の周波数を設定することを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載のインバータ装置。 - 直流電圧を任意の周波数の交流電圧に変換して出力するインバータ主回路と、外部から与えられる周波数指令を入力する周波数指令入力手段と、前記周波数指令に基づいて前記交流電圧の周波数を設定する周波数設定手段とを備えたインバータ装置であって、
内部の電源電位線に短絡保護用抵抗を介して接続された電源供給端子と、
前記周波数指令を表す指令電圧が与えられる指令電圧入力端子と、
内部の基準電位線に接続されたコモン端子と、
前記コモン端子の電位を基準として前記指令電圧入力端子の電圧を指令電圧値として検出する指令電圧検出手段と、
前記電源供給端子、前記指令電圧入力端子および前記コモン端子を介して外部に接続されるボリュームの抵抗値を入力する抵抗値入力手段とを備え、
外部より前記指令電圧入力端子および前記コモン端子を介して前記指令電圧が与えられる場合にあっては、
前記周波数指令入力手段は、前記指令電圧値を入力し、
前記周波数設定手段は、前記指令電圧値に対し、所定の演算を行うことにより前記交流電圧の周波数を設定し、
外部に設けられるボリュームの一方の固定端子が前記電源供給端子に接続され、当該ボリュームの中点端子が前記指令電圧入力端子に接続され、当該ボリュームの他方の固定端子が前記コモン端子に接続されることにより、前記中点端子の位置に応じた前記指令電圧が与えられる場合にあっては、
前記周波数指令入力手段は、前記指令電圧値を入力し、
前記周波数設定手段は、前記ボリュームの抵抗値、前記電源電位線の電圧値、前記指令電圧値、前記短絡保護用抵抗の抵抗値および前記指令電圧検出手段の入力インピーダンス値を用いて前記ボリュームの分圧比を演算し、この分圧比に基づいて前記交流電圧の周波数を設定することを特徴とするインバータ装置。 - 前記コモン端子の電位を基準として前記電源電位線の電圧値を検出する電源電位検出手段を備えたことを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに記載のインバータ装置。
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JP2009266206A JP5507978B2 (ja) | 2009-11-24 | 2009-11-24 | インバータ装置 |
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