JPH01190293A - Controller for induction motor - Google Patents

Controller for induction motor

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JPH01190293A
JPH01190293A JP63014108A JP1410888A JPH01190293A JP H01190293 A JPH01190293 A JP H01190293A JP 63014108 A JP63014108 A JP 63014108A JP 1410888 A JP1410888 A JP 1410888A JP H01190293 A JPH01190293 A JP H01190293A
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JP
Japan
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voltage
induction motor
frequency
inverter
output
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Application number
JP63014108A
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Japanese (ja)
Inventor
Hitoshi Tanifuji
仁 谷藤
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH01190293A publication Critical patent/JPH01190293A/en
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Abstract

PURPOSE:To prevent an induction motor from being stopped due to load fluctuation, by feeding the V-F pattern of constant output voltage and output frequency to the induction motor regardless of the fluctuation of line voltage. CONSTITUTION:A control circuit section 7 together with a micro-computer 10 is composed of a DC/DC converter circuit 12 and a V/F converter circuit 13. By the DC/DC converter circuit 12, the DC voltage of an inverter 5 is DC/ DC-converted to generate the driving power source of the control circuit section 7, and by the V/F converter circuit 13, the frequency conversion of line voltage fed to an inverter section 4 is performed. By the micro-computer 10, regardless of the fluctuation of the DC line voltage and with the V-F pattern of constant output voltage and output frequency and with optimum voltage for primary current coming to a minimum, an induction motor 6 is driven.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、圧縮機等に使用されている誘導電動機の制
御装置、特に可変周波数制御を行うインバータ装置を内
蔵した制御装置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a control device for an induction motor used in a compressor or the like, and particularly to a control device incorporating an inverter device that performs variable frequency control.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

誘導電動機を可変速制御する装置としては、例えば特願
昭61−43023号の明細書に示されたものがある。
An example of a device for variable speed control of an induction motor is disclosed in the specification of Japanese Patent Application No. 61-43023.

第13図はその従来例を示す回路構成図であり、図にお
いて、1は交流電源、2は交流電源1から入力された交
流を直流に変換するコンバータ部、3は平滑用コンデン
サ、4は平滑された直流を再度任意周波数の交流に変換
するインバータ部で、これらの各要素によりインバータ
装置5が構成されている。6はインバータ装置5の負荷
である誘導電動機、7はインバータ装置5の制御回路部
で、過負荷領域の判別手段を構成している。即ち、この
制御回路部7は、インバータ装置5に印加される交流電
圧の電圧検出回路8及びその検出値を基準値と比較する
比較器9を備え、その比較器9の比較結果から過負荷領
域を判別する。10は上記インバータ部4に任意の周波
数指令を出力するマイクロコンピュータ(以下マイコン
という)、11はインバータ装置5の出力電圧及び出力
周波数のV−Fパターンのデータを格納しているデータ
格納部である。
FIG. 13 is a circuit configuration diagram showing a conventional example. In the figure, 1 is an AC power supply, 2 is a converter section that converts the AC input from the AC power supply 1 into DC, 3 is a smoothing capacitor, and 4 is a smoothing capacitor. The inverter device 5 is an inverter unit that converts the DC current into alternating current at an arbitrary frequency. 6 is an induction motor which is a load of the inverter device 5, and 7 is a control circuit section of the inverter device 5, which constitutes an overload region determining means. That is, this control circuit section 7 includes a voltage detection circuit 8 for the AC voltage applied to the inverter device 5 and a comparator 9 that compares the detected value with a reference value, and detects the overload region from the comparison result of the comparator 9. Determine. 10 is a microcomputer (hereinafter referred to as microcomputer) that outputs an arbitrary frequency command to the inverter unit 4; 11 is a data storage unit that stores V-F pattern data of the output voltage and output frequency of the inverter unit 5; .

第14図は上記誘導電動機6を駆動するインバータ装置
5のV−Fパターンのデータを示す図である。図中、曲
線Aは通常の定常負荷領域のデータてあり、曲線Bは過
負荷領域の専用のデータである。この過負荷領域の特性
は、最低出力時のデータにおいて電圧(V 、+oZ)
が定常負荷領域の電圧(V、n、。、)に比べて高くな
っている。そして、これらのデータの条件を基にマイコ
ン10はインバータ部4を駆動する。
FIG. 14 is a diagram showing data of the V-F pattern of the inverter device 5 that drives the induction motor 6. In the figure, curve A is data for a normal steady load region, and curve B is dedicated data for an overload region. The characteristics of this overload region are the voltage (V, +oZ) at the lowest output data.
is higher than the voltage (V, n, .) in the steady load region. The microcomputer 10 then drives the inverter section 4 based on the conditions of these data.

上記構成において、インバータ部4が定常負荷領域にて
動作している場合、例えば誘導電動機6か空気調和機の
圧縮機用であれば、その外周温度が変化して過負荷領域
に移行すると、誘導電動機6の電流が増大してインバー
タ装置5に印加される電圧が徐々に減少する。この時、
その印加電圧の1・「圧検出回路8を通して比較器9に
上記インバータ装置5への印加電圧に応した検出信号か
入力され、比較用基準電圧信号との比較が行われる。こ
こで、印加電圧の減少時に比較器9から”H”(高レベ
ル)の信号か出力されるとすると、この時比較器9より
゛°Hパ信号が入力されたマイコン10は第13図の曲
線Bで示す専用のV−F特性の信号をインバータ装置5
に出力する。これにより、誘導電動機6に餌口よりも高
い電圧が出力され、誘導電動機6に流れる電流か減少す
る。
In the above configuration, when the inverter section 4 is operating in a steady load region, for example, if it is used for the induction motor 6 or the compressor of an air conditioner, when the outer peripheral temperature changes and the inverter section 4 shifts to the overload region, the induction The current of the motor 6 increases and the voltage applied to the inverter device 5 gradually decreases. At this time,
A detection signal corresponding to the voltage applied to the inverter device 5 is inputted to the comparator 9 through the pressure detection circuit 8 and compared with a reference voltage signal for comparison.Here, the applied voltage If the comparator 9 outputs an "H" (high level) signal when the signal decreases, the microcomputer 10 to which the comparator 9 inputs the "H" signal at this time is dedicated as shown by curve B in Figure 13. The inverter device 5 converts the signal with the V-F characteristic of
Output to. As a result, a voltage higher than that of the bait port is outputted to the induction motor 6, and the current flowing through the induction motor 6 decreases.

一方、比較器9から“’L”(低レベル)の信号が出力
された場合は、定常負荷領域と判定し、第13図の曲線
Aで示す通常のV−F特性の信号をマイコン10よりイ
ンバータ装置5に出力する。
On the other hand, if the comparator 9 outputs a signal of "'L" (low level), it is determined that the load is in the steady load region, and a signal with the normal V-F characteristic shown by curve A in FIG. Output to the inverter device 5.

このように、制御回路部7で過負荷領域を判別しており
、過負荷領域に入ると定常負荷領域でのV−Fパターン
とは異なるV−Fパターンで誘導電動機6を駆動してい
る。このため、誘導電動機6に流れる過大な電流を抑え
ることができる。
In this way, the control circuit section 7 determines the overload region, and when the overload region is entered, the induction motor 6 is driven with a V-F pattern different from the V-F pattern in the steady load region. Therefore, excessive current flowing through the induction motor 6 can be suppressed.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

しかしながら上記のような制御装置にあっては、一定の
過負荷領域に入るとインバータ装置の出カバターンを変
更して誘導電動機に流ねる電流を抑えているが、定常負
荷領域と過負荷領域との間て急激な負荷変動が発生した
場合、あるいは過度の過負荷状態となる負荷変動が発生
した場合、インバータ部に使用している半導体素子に過
電流保護レベルを超える電流が流れるので、誘導電動機
を停止しなければならず、誘導電動機の継続運転ができ
ないという問題点があった。また、誘導電動機の一次電
流が最小とならず、省エネルギー化を図ることができな
いという問題点があった。
However, in the above-mentioned control device, when entering a certain overload region, the output turn of the inverter device is changed to suppress the current flowing to the induction motor, but there is a difference between the steady load region and the overload region. If a sudden load change occurs during a period of time, or if a load change that causes an excessive overload occurs, a current exceeding the overcurrent protection level will flow through the semiconductor elements used in the inverter, so the induction motor should not be used. There was a problem in that the induction motor had to be stopped and the induction motor could not continue to operate. Furthermore, there is a problem in that the primary current of the induction motor is not minimized, making it impossible to save energy.

この発明は、このような問題点に着目してなされたもの
で、急激な負荷変動あるいは過度の負荷変動か発生して
も誘導電動機を停止させることなく継続運転が可能で、
また省エネルギー化が可能な誘導電動機の制御装置を提
供するものである。
This invention was made with a focus on these problems, and it is possible to continue operation without stopping the induction motor even if sudden or excessive load fluctuations occur.
The present invention also provides an induction motor control device that can save energy.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

この発明の誘導電動機の制御装置は、入力された交流を
直流に変換するコンバータ部と、その直流を再度任1位
周波数の交流に変換するインバータ部を有し、前記イン
バータ部から誘導電動機へ可変周波数の出力を与えるイ
ンバータ装置を内蔵した制御装置において、前記インバ
ータ部に供給される直流電源電圧を判別する電圧判別手
段と、周波数ごとに誘導電動機の一次電流が最小となる
駆動電圧を判別する最適電圧判別手段と、それらの判別
結果に基づいて、前記直流電源電圧の変動に関係なく一
定の出力電圧、出力周波数のパターンで、且つ前記一次
電流が最小となる最適電圧で誘導電動機を駆動させる制
御部とを備えたものである。
The induction motor control device of the present invention has a converter section that converts input alternating current into direct current, and an inverter section that converts the direct current back into alternating current at a given frequency, and the induction motor is variable from the inverter section to the induction motor. In a control device having a built-in inverter device that provides a frequency output, there is provided a voltage discrimination means for discriminating the DC power supply voltage supplied to the inverter section, and an optimum drive voltage for discriminating the drive voltage at which the primary current of the induction motor is minimized for each frequency. Control for driving the induction motor at a constant output voltage and output frequency pattern regardless of fluctuations in the DC power supply voltage and at an optimal voltage that minimizes the primary current based on voltage discrimination means and the discrimination results. It is equipped with a section.

〔作用〕[Effect]

この発明の誘導電動機の制御装置においては、電圧判別
手段によりインバータ部に供給される直流電源電圧が判
別され、その電圧に変動があっても制御回路部により一
定の出力電圧、出力周波数のパターンで誘導電動機が駆
動される。また、最適電圧判別手段により周波数ごとに
誘導電動機の一次電流が最小となる駆動電圧か判別され
、その電圧で誘導電動機が駆動される。
In the induction motor control device of the present invention, the voltage determining means determines the DC power supply voltage supplied to the inverter section, and even if the voltage varies, the control circuit section maintains a constant output voltage and output frequency pattern. An induction motor is driven. Further, the optimum voltage determining means determines whether the driving voltage minimizes the primary current of the induction motor for each frequency, and the induction motor is driven with that voltage.

〔実施例〕〔Example〕

第1図はこの発明の第1実施例を示す回路構成図であり
、従来の第13図と同一符号は相当部分を示している。
FIG. 1 is a circuit configuration diagram showing a first embodiment of the present invention, and the same reference numerals as in the conventional FIG. 13 indicate corresponding parts.

図において、1は交流電源、2は交流電源1から入力さ
れた交流を直流に変換するコンバータ部、3は平滑用コ
ンデンサ、4は平滑された直流を再び任意の周波数の交
流に変換するインバータ部で、これらの要素によりイン
バータ装置5が構成されている。6はインバータ部4か
ら可変周波数の出力が与えられる誘導電動機、7はイン
バータ装置5を制御する制御回路部、10はインバータ
部4に任意の周波数指令を出力するマイコン、11はイ
ンバータ装置5の出力電圧及び出力周波数のV−Fパタ
ーンのデータを格納しているデータ格納部、12.13
はそれぞれマイコン10と共に制御回路部7を構成して
いるり、C/DCコンバータ回路及び?「圧−周波数変
換を行うV/Fコンバータ回路で、D C/D Cコン
バータ回路12はインバータ装置5の直流電圧V1を直
流−直流変換して制御回路部7の駆動電源を発生し、V
/Fコンバータ回路13はインバータ部4に供給される
電源電圧の周波数変換を行う。14は誘導電動機6の一
次電流を検出するカレントトランスである。
In the figure, 1 is an AC power supply, 2 is a converter unit that converts the AC input from the AC power supply 1 into DC, 3 is a smoothing capacitor, and 4 is an inverter unit that converts the smoothed DC back into AC of an arbitrary frequency. These elements constitute the inverter device 5. 6 is an induction motor to which a variable frequency output is given from the inverter unit 4; 7 is a control circuit unit that controls the inverter unit 5; 10 is a microcomputer that outputs an arbitrary frequency command to the inverter unit 4; 11 is the output of the inverter unit 5. 12.13 Data storage unit storing V-F pattern data of voltage and output frequency
constitute the control circuit section 7 together with the microcomputer 10, the C/DC converter circuit and the ? ``This is a V/F converter circuit that performs pressure-frequency conversion, and the DC/DC converter circuit 12 converts the DC voltage V1 of the inverter device 5 from DC to DC to generate the drive power for the control circuit section 7,
The /F converter circuit 13 performs frequency conversion of the power supply voltage supplied to the inverter section 4. 14 is a current transformer that detects the primary current of the induction motor 6.

上記V/Fコンバータ回路13は、インバータ部4に供
給される直流電源電圧V1の電圧判別回路を構成してお
り、その出力周波数値と任意の設定基準値を比較して電
源電圧V、の変動を判別している。また、マイコン10
の一部とこのV/Fコンバータ回路13及びカレントト
ランス14により、周波数ごとに誘導電動機6の一次電
流が最小となる駆動電圧を判別する最適電圧判別手段か
構成されている。この最適電圧判別手段は、誘導電動機
6への出力電圧を任意設定幅で可変して上記一次電流が
最小となる駆動電圧を判別している。そして、マイコン
10がそれらの判別結果に基ついて、上記直流電源電圧
の変動に関係なく一定の出力電圧、出力周波数のV−F
パターンで、且つ上記一次電流が最小となる最適電圧で
誘導電動機6を駆動する制御部に相当している。
The V/F converter circuit 13 constitutes a voltage discrimination circuit for the DC power supply voltage V1 supplied to the inverter section 4, and compares its output frequency value with an arbitrary set reference value to determine the fluctuation of the power supply voltage V. is determined. Also, microcontroller 10
, the V/F converter circuit 13, and the current transformer 14 constitute an optimum voltage determining means for determining the drive voltage at which the primary current of the induction motor 6 is minimum for each frequency. This optimum voltage determining means varies the output voltage to the induction motor 6 in an arbitrarily set range to determine the drive voltage at which the primary current is minimum. Based on these determination results, the microcomputer 10 determines the V-F of a constant output voltage and output frequency regardless of fluctuations in the DC power supply voltage.
This corresponds to a control unit that drives the induction motor 6 in a pattern and at an optimum voltage that minimizes the primary current.

第2図はD C/D Cコンバータ回路12及びV/F
コンバータ回路13の詳細を示す回路図である。D C
/D Cコンバータ回路中、15はスイッチングトラン
ス、16はスイッチングトランジスタ、17.18は該
回路の動作周波数を規定する抵抗及びコンデンサ、19
はツェナダイオード、20.21は並列接続された抵抗
及びコンデンサ、22はスイッチングトランジスタ16
のオフ(OFF)時間を早めるダイオードで、逆バイア
ス回路を形成している。23は整流用のダイオード、2
4は平滑用のコンデンサで、平滑された直流は駆動電源
として前述したように制御回路部7の入力回路7aに入
力される。
Figure 2 shows the DC/DC converter circuit 12 and V/F.
3 is a circuit diagram showing details of a converter circuit 13. FIG. D.C.
/DC converter circuit, 15 is a switching transformer, 16 is a switching transistor, 17.18 is a resistor and a capacitor that define the operating frequency of the circuit, 19
is a Zener diode, 20.21 is a resistor and capacitor connected in parallel, and 22 is a switching transistor 16.
A reverse bias circuit is formed by a diode that accelerates the OFF time of the switch. 23 is a rectifying diode, 2
4 is a smoothing capacitor, and the smoothed direct current is inputted to the input circuit 7a of the control circuit section 7 as a driving power source as described above.

また、V/Fコンバータ回路中、25はダイオード、2
6はコンデンサ、27はツェナダイオード、28は抵抗
、29はトランジスタ、30はコンデンサであり、これ
らにより該回路の電源電圧を発生している。31は上記
’tg、 iJ’i電圧発生部の一1次電圧■2の信号
を周波数信号に変換する変換用タイマICであり、この
IC31は抵抗32.33及びコンデンサ34から成る
CR充放電回路により周波数信号を出力するための時間
が規定される。また、抵抗32,33、コンデンサ34
及びタイマIC31によって無安定発振回路か構成され
ている。そして、このV/Fコンバータ回路13にはD
 C/D Cコンバータ回路内のスイッチングトランス
15の二次巻線より上記電圧信号か入力される。
In addition, in the V/F converter circuit, 25 is a diode, 2
6 is a capacitor, 27 is a Zener diode, 28 is a resistor, 29 is a transistor, and 30 is a capacitor, which generate the power supply voltage for the circuit. 31 is a conversion timer IC that converts the signal of the primary voltage (2) of the above 'tg and iJ'i voltage generators into a frequency signal, and this IC31 is a CR charging/discharging circuit consisting of resistors 32, 33 and capacitor 34. The time for outputting the frequency signal is defined by Also, resistors 32, 33, capacitor 34
The timer IC 31 constitutes an astable oscillation circuit. This V/F converter circuit 13 has a D
The above voltage signal is input from the secondary winding of the switching transformer 15 in the C/DC converter circuit.

第3図は、上記インバータ部4に供給される電源電圧V
、とD C/D Cコンバータ回路12のスイッチング
トランス15の二次、巻線に発生する電圧との関係を示
す図である。
FIG. 3 shows the power supply voltage V supplied to the inverter section 4.
, and the voltage generated in the secondary winding of the switching transformer 15 of the DC/DC converter circuit 12.

第4図は、V/Fコンバータ回路13よりマイコン10
に出力される周波数F、と上記一次電圧V2との関係を
示す図である。
FIG. 4 shows the microcomputer 10 from the V/F converter circuit 13.
FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the frequency F outputted to the primary voltage V2 and the primary voltage V2.

第5I2Iは、前述したインバータ部4より誘導電動機
6に与えられる出力電圧及び出力周波数のV−Fパター
ンを示す図である。
5I2I is a diagram showing a V-F pattern of the output voltage and output frequency given to the induction motor 6 from the inverter unit 4 described above.

また第6図は、インバータ部4より誘導電動機6に出力
される電圧と誘導電動機6の一次電流との関係を示す図
である。
FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the voltage output from the inverter section 4 to the induction motor 6 and the primary current of the induction motor 6.

次に上記の第3図〜第6図を参照しながら動作について
説明する。
Next, the operation will be explained with reference to the above-mentioned FIGS. 3 to 6.

インバータ装置5か定常負荷にて動作している場合、例
えば交流電源1の電圧が低下すると、インバータ部4に
供給される電圧v1も低下し、誘導電動機6に流れる電
流が急激に増大する。この時、上記電圧v1が入力され
るD C/D Cコンバータ回路12のスイッチングト
ランス15の二次巻線の電圧は、周知の如く帰還値が電
圧V1の値になる一次関数特性を持っているので、V/
Fコンバータ回路用の電圧v2と上記電圧vlとの間に
は第3図に示す特性がある。
When the inverter device 5 is operating under a steady load, for example, when the voltage of the AC power source 1 decreases, the voltage v1 supplied to the inverter section 4 also decreases, and the current flowing to the induction motor 6 increases rapidly. At this time, the voltage of the secondary winding of the switching transformer 15 of the DC/DC converter circuit 12 to which the voltage v1 is input has a linear function characteristic in which the feedback value is the value of the voltage V1, as is well known. Therefore, V/
There is a characteristic shown in FIG. 3 between the voltage v2 for the F converter circuit and the voltage vl.

そして、V/Fコンバータ回路13のCR充放電回路よ
り得られる周波数特性か第4図に示すとおりてあり、図
の電圧V21における周波数F、を定常負荷時における
任意設定の基準値とし、上記電圧V、が低下した時の電
圧をVH2とすると、VH2<Vll、 V22<V2
1となり、マイコン1oにF12[+1□]の周波数信
号か出力される。マイコン10では、その周波数F+2
[+1゜]の信号か入力されると、上記基準値Fz[H
z]との比較を行う。
The frequency characteristics obtained from the CR charging/discharging circuit of the V/F converter circuit 13 are as shown in FIG. If VH2 is the voltage when V decreases, then VH2<Vll, V22<V2
1, and a frequency signal of F12[+1□] is output to the microcomputer 1o. In microcomputer 10, the frequency is F+2
When a signal of [+1°] is input, the above reference value Fz[H
z].

この時、F、□<F、、であるため、マイコン1oはイ
ンバータ部4より誘導電動機6に与える出力電圧及び出
力周波数のV−Fパターンを第5図に示すAからDの特
性に変更し、同じ周波数Fに対してΔV高い電圧で誘導
電動機6を駆動させる。この時、誘導電動機6に出力さ
れる電圧Vは、の式で表わすことができ、V/Fコンバ
ータ回路13より出力される周波数がどのような値に変
動しても、即ち、インバータ部4に供給される電圧v1
かとのような値に変動しても、誘導電動機6に対して常
に一定の出力電圧及び出力周波数のV−Fパターンの出
力を供給することかできる。
At this time, since F,□<F,, the microcomputer 1o changes the V-F pattern of the output voltage and output frequency given to the induction motor 6 from the inverter section 4 to the characteristics A to D shown in FIG. , the induction motor 6 is driven at a voltage ΔV higher than the same frequency F. At this time, the voltage V output to the induction motor 6 can be expressed by the following equation, and no matter what value the frequency output from the V/F converter circuit 13 changes, that is, the voltage V output to the inverter section 4 supplied voltage v1
Even if the value fluctuates, it is possible to always supply the induction motor 6 with a V-F pattern output having a constant output voltage and output frequency.

上記、一定の出力電圧及び出力周波数のV−Fパターン
にて誘導電動機6を可変速制御後、例えば空気調和機の
場合であれば負荷である室温が安定して周波数が安定し
た場合、その各周波数ごとの出力電圧と誘導電動機6の
一次電流との間には第6図に示すような特性があり、一
次電流が最小となる最適動作点が存在する。そこでマイ
コン10は、前述した如く、現在誘導電動機6に出力し
ている電圧に対してΔVの任意設定幅で増加減し、誘導
電動機6の一次電流を検出しているカレントトランス1
4からインバータ部4の出力電圧を取り入れ、その最小
電圧値、即ち最小一次電流値を判別し、その最適電圧で
誘導電動機6を駆動する。第7図は上述の動作のフロー
チャートを示したものである。
After controlling the induction motor 6 at variable speed using the V-F pattern with a constant output voltage and output frequency, for example, in the case of an air conditioner, if the room temperature, which is the load, and the frequency are stabilized, each There are characteristics as shown in FIG. 6 between the output voltage for each frequency and the primary current of the induction motor 6, and there is an optimum operating point where the primary current is minimum. Therefore, as described above, the microcomputer 10 increases or decreases the voltage currently being output to the induction motor 6 in an arbitrarily set range of ΔV, and the current transformer 1 detects the primary current of the induction motor 6.
4, the minimum voltage value, that is, the minimum primary current value is determined, and the induction motor 6 is driven at the optimum voltage. FIG. 7 shows a flowchart of the above-mentioned operation.

このように、誘導電動機6に供給する出力電圧及び出力
周波数のV−Fパターンを、インバータ部4に供給され
る電源電圧が変動しても常に一定の特性のパターンとし
ているので、従来のように定常負荷領域と過負荷領域と
の間、あるいは所定の過負荷領域以上の領域における急
激な負荷変動により負荷電流がインバータ部4に使用し
ている半導体の電流保護レベルを超え、それによってイ
ンバータ装置5が停止し、誘導電動機6が継続運転がで
きずに停止することはない。
In this way, the V-F pattern of the output voltage and output frequency supplied to the induction motor 6 is set to a pattern with constant characteristics even if the power supply voltage supplied to the inverter unit 4 fluctuates, so that Due to sudden load changes between the steady load region and the overload region, or in the region above the predetermined overload region, the load current exceeds the current protection level of the semiconductor used in the inverter section 4, and as a result, the inverter device 5 will not stop and the induction motor 6 will not be able to continue operating and will not stop.

また、周波数安定時に誘導電動機6に出力する電圧を一
次電流が最小となるようにしたので、インバータ装置5
を内蔵した空気調和機等において、本来の目的である省
エネルギー化を図ることができる。
In addition, since the voltage output to the induction motor 6 is set so that the primary current is the minimum when the frequency is stable, the inverter device 5
It is possible to achieve the original purpose of energy saving in air conditioners and the like that have a built-in device.

第8図はこの発明の第2実施例を示す回路構成図である
。この実施例は、制御回路部7にV/Fコンバータ回路
13の出力信号(周波数信号)を任意設定基準値と比較
する比較回路35を設けたものであり、第9図に第8図
のD C/D Cコンハーク回路12.V/Fコンバー
タ回路13.及び比較回路35の詳細を示す。口中、第
2図と同一符号は同一・部分であり、36はV/Fコン
バータ回路13と比較回路35とを電気的に絶縁するた
めのフォトカプラ、37はフォトカプラ36内のフォト
ダイオードに流れる電流を制限するための抵抗、38&
1比較器、39.40は比較判定のための基準電圧値を
規定する抵抗、41.42は固定抵抗、43はV/Fコ
ンバータ回路13から出力される周波数信号を積分する
ためのコンデンサ、44はコンデンサ43の電荷放電時
に抵抗42以外に漏洩させないためのダイオードである
FIG. 8 is a circuit diagram showing a second embodiment of the invention. In this embodiment, the control circuit section 7 is provided with a comparison circuit 35 for comparing the output signal (frequency signal) of the V/F converter circuit 13 with an arbitrarily set reference value. C/D C conharc circuit 12. V/F converter circuit 13. and details of the comparison circuit 35 are shown. The same reference numerals as in FIG. 2 indicate the same parts, 36 is a photocoupler for electrically insulating the V/F converter circuit 13 and comparison circuit 35, and 37 is a photodiode in the photocoupler 36. Resistor to limit current, 38 &
1 comparator, 39.40 is a resistor that defines a reference voltage value for comparison and judgment, 41.42 is a fixed resistor, 43 is a capacitor for integrating the frequency signal output from the V/F converter circuit 13, 44 is a diode for preventing leakage to other than the resistor 42 when the capacitor 43 is discharged.

また、第10図はV/Fコンバータ回路13より出力さ
れる周波数信号を示す波形図、第11図は比較回路35
の特性を示す図である。
Further, FIG. 10 is a waveform diagram showing the frequency signal output from the V/F converter circuit 13, and FIG.
FIG.

上記第9図の回路の動作は、前述の実施例と同様であり
、誘導電動機6にはインバータ装置5から一定のV−F
パターンの出力が供給され、また周波数安定時に一次電
流が最小となる最適電圧で誘導電動機6が駆動される。
The operation of the circuit shown in FIG.
The output of the pattern is supplied, and the induction motor 6 is driven at the optimum voltage that minimizes the primary current when the frequency is stable.

ここで、例えばマイコン10を使用した廉価な空気調和
機の開発に対応するため、制御回路部7の電源電圧v1
の立上り後、マイコン10にV/Fコンバータ回路13
からの出力周波数か入力されない場合に、前述の(イ)
式V=KX■・×−′!−!−[■]の中でF8の値を
F、、[+1・]とする。これにより、従来のインバー
タ装置と同等の制御が可能となり、したかつて、V/F
コンバータ回路13.カレントトランス14のコスト低
減ができる。
Here, in order to correspond to the development of an inexpensive air conditioner using the microcomputer 10, for example, the power supply voltage v1 of the control circuit section 7 is
After startup, the V/F converter circuit 13 is sent to the microcomputer 10.
If the output frequency is not input, the above (a)
Formula V=KX■・×−′! -! - In [■], the value of F8 is set to F, , [+1·]. This makes it possible to perform control equivalent to that of conventional inverter devices, and
Converter circuit 13. The cost of the current transformer 14 can be reduced.

マタ、D C/D Cコンバータ回路12の発振特性は
、周知の如く任意の入力端子71以上においては安定な
特性を示すが、電圧V、以下になった場合は急激に制御
回路部7の電圧が低下し、インバータ装置5の保護機能
を満足させることができなくなり、インバータ装置内に
使用している半導体素子を破壊する恐わがある。この時
、上記電圧V1かvmin  [V ]に低下するまで
の回路保護を行うとし、VI2[V]を保護レベルとす
ると、V/Fコンバータ回路13からの周波数信号によ
って、第10図に示すようにフィトカプラ36内のフォ
トトランジスタのコレクターエミッタ間に電圧■3が発
生する。そして、この電圧V3の電圧信号がダイオード
44を介して比較器38に入力されると、抵抗42及び
コンデンサ43によって、第11図に示すように電圧v
4の積分波形が得られる。この積分波形の電圧V4は、
コンデンサ43の充電時間によって値が変化するので、
周波数F +2 [Hz]における電圧■1□が基準電
圧値v5に達するように抵抗39.40の値を設定する
ことにより、電圧降下時に比較器38から保護動作信号
が得られる。
As is well known, the oscillation characteristics of the DC/DC converter circuit 12 exhibit stable characteristics above any input terminal 71, but when the voltage drops below V, the voltage of the control circuit 7 suddenly changes. This decreases the protection function of the inverter device 5, and there is a risk that the semiconductor elements used in the inverter device may be destroyed. At this time, if the circuit is protected until the voltage V1 drops to vmin [V], and if VI2 [V] is the protection level, then the frequency signal from the V/F converter circuit 13 is used to protect the circuit as shown in FIG. A voltage 3 is generated between the collector and emitter of the phototransistor in the phytocoupler 36. When this voltage signal of voltage V3 is input to the comparator 38 via the diode 44, the voltage V3 is changed by the resistor 42 and capacitor 43 as shown in FIG.
4 integral waveforms are obtained. The voltage V4 of this integral waveform is
Since the value changes depending on the charging time of the capacitor 43,
By setting the value of the resistor 39.40 so that the voltage ■1□ at the frequency F +2 [Hz] reaches the reference voltage value v5, a protective operation signal is obtained from the comparator 38 when the voltage drops.

即ち、V/Fコンバータ回路13の出力周波数信号が制
御回路部7の電源立上り後詰制御回路部7に入力されな
い場合は、その出力周波数を任意値と仮定してインバー
タ部4を駆動する構成となっており、また、V/Fコン
バータ回路13の出力周波数がインバータ部駆動時に任
意設定基準値よりも小さい場合にはインバータ装置5を
停止させる構成となっている。
That is, when the output frequency signal of the V/F converter circuit 13 is not input to the control circuit section 7 after the power supply rises, the inverter section 4 is driven by assuming that the output frequency is an arbitrary value. Furthermore, if the output frequency of the V/F converter circuit 13 is smaller than an arbitrarily set reference value when driving the inverter section, the inverter device 5 is stopped.

このように、インバータ装置5の制御回路部7の電源立
上り後のV/Fコンバータ回路13からの出力周波数の
有無により、従来型インバータ装置と、上記実施例のイ
ンバータ装置への制御を切換えるようになっているので
、安価なインバータ装置、信頼性の高いインバータ装置
への展開も容易となる。さらに、電源電圧判別手段のV
/Fコンバータ回路13からの周波数データを利用し゛
て周波数低下時、即ち電源電圧低下時を検出するように
しているので、確実にインバータ制御部の回路保護を行
うことができ、インバータ装置内の半導体素子の破壊を
防止することができる。
In this way, control is switched between the conventional inverter device and the inverter device of the above embodiment depending on the presence or absence of the output frequency from the V/F converter circuit 13 after the power supply of the control circuit section 7 of the inverter device 5 is turned on. Therefore, it is easy to develop inexpensive inverter devices and highly reliable inverter devices. Furthermore, V of the power supply voltage determining means
Since the frequency data from the /F converter circuit 13 is used to detect when the frequency drops, that is, when the power supply voltage drops, it is possible to reliably protect the circuit of the inverter control section and protect the semiconductors in the inverter device. Destruction of the element can be prevented.

また、第12図はこの発明の第3実施例を示すものてあ
り、この実施例においては、面述の最適電圧判別手段か
インバータ部4に流入する電流の最小点を判別する手段
となっている。即ち、誘導f、電動機の一次電流の最小
点の検出を、インバータ部4に流入する電流をカレント
トランス14にて検出することにより行っており、この
ような構成であっても上記各実施例と同様の効果を奏す
る。
Further, FIG. 12 shows a third embodiment of the present invention, and in this embodiment, the above-mentioned optimum voltage determining means or the means for determining the minimum point of the current flowing into the inverter section 4 is used. There is. That is, the induction f and the minimum point of the motor's primary current are detected by detecting the current flowing into the inverter section 4 using the current transformer 14, and even with this configuration, it is different from the above embodiments. It has a similar effect.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように、この発明によれば、インバータ部
に供給される電源電圧の判別手段を備え、電源電圧が変
動しても一定の出力電圧及び出力周波数のV−Fパター
ンを誘導電動機に対して供給するようにしたため、負荷
変動により誘導電動機が停止することを防止することが
でき、その継続運転が可能になるという効果がある。ま
た、可変速制御中、周波数が安定した場合、誘導電動機
の一次電流が最小となる駆動電圧を判別する最適電圧判
別手段を備え、その最適電圧で誘導電動機を駆動するよ
うにしたため、省エネルギー化を図ることができるとい
う効果がある。
As explained above, according to the present invention, a means for determining the power supply voltage supplied to the inverter section is provided, and a V-F pattern of a constant output voltage and output frequency is provided to the induction motor even when the power supply voltage fluctuates. Since the induction motor is supplied with the same amount of power, it is possible to prevent the induction motor from stopping due to load fluctuations, and there is an effect that the induction motor can be continuously operated. Additionally, during variable speed control, when the frequency is stabilized, an optimal voltage determination means is provided to determine the drive voltage that minimizes the primary current of the induction motor, and the induction motor is driven at that optimal voltage, resulting in energy savings. This has the effect of being able to achieve this goal.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの発明の第1実施例を示す回路構成図、第2
図は第1図におけるD C70Cコンバータ回路とV/
Fコンバータ回路の詳細を示す回路図、第3図はインバ
ータ部に供給される電源電圧とD C70Cコンバータ
回路内のスイッチングトランスの二次巻線の電圧との関
係を示す図、第4図はスイッチングトランスの二次巻線
の電圧とV/Fコンバータ回路より出力される周波数と
の関係を示す図、第5図はインバータ部の出力電圧及び
出力周波数のV−Fパターンを示す図、第6図はインバ
ータ部より出力される電圧と誘導電動機の一次電流との
関係を示す図、第7図は第2図の回路の動作を示すフロ
ーチャート、第8図はこの発明の第2実施例を示す回路
構成図、第9図は第8図におけるD C70Cコンバー
タ回路とV/Fコンバータ回路と比較回路の詳細を示す
回路図、第10図は第9図のV/Fコンバータ回路より
出力される周波数信号を示す図、第11図は第10図の
比較回路の特性図、第12図はこの発明の第3実施例を
示す回路構成図、第13図は従来の誘導電動機の制御装
置の回路構成図、第14図は第13図におけるインバー
タ装置の出力電圧及び出力周波数のV−Fパターンを示
す図である。 1・・・・・・交流電源 2・・・・・・コンバータ部 4・・・・・・インバータ部 5・・・・・・インバータ装置 6・・・・・・誘導電動機 7・・・・・・制御回路部 段 15・・・・・・スイッチングトランス35・・・・・
・比較回路 なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。
FIG. 1 is a circuit configuration diagram showing a first embodiment of the present invention, and FIG.
The figure shows the DC70C converter circuit in Figure 1 and the V/
A circuit diagram showing details of the F converter circuit, Fig. 3 is a diagram showing the relationship between the power supply voltage supplied to the inverter section and the voltage of the secondary winding of the switching transformer in the DC70C converter circuit, and Fig. 4 is a diagram showing the switching A diagram showing the relationship between the voltage of the secondary winding of the transformer and the frequency output from the V/F converter circuit, Fig. 5 is a diagram showing the V-F pattern of the output voltage and output frequency of the inverter section, and Fig. 6 7 is a flowchart showing the operation of the circuit of FIG. 2, and FIG. 8 is a circuit showing a second embodiment of the present invention. 9 is a circuit diagram showing details of the DC70C converter circuit, V/F converter circuit, and comparison circuit in FIG. 8, and FIG. 10 is a frequency signal output from the V/F converter circuit in FIG. 9. 11 is a characteristic diagram of the comparison circuit shown in FIG. 10, FIG. 12 is a circuit configuration diagram showing a third embodiment of the present invention, and FIG. 13 is a circuit configuration diagram of a conventional induction motor control device. , FIG. 14 is a diagram showing a V-F pattern of the output voltage and output frequency of the inverter device in FIG. 13. 1... AC power supply 2... Converter section 4... Inverter section 5... Inverter device 6... Induction motor 7... ... Control circuit stage 15 ... Switching transformer 35 ...
・Comparison circuit Note that the same reference numerals in the figures indicate the same or equivalent parts.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 入力された交流を直流に変換するコンバータ部と、その
直流を再度任意周波数の交流に変換するインバータ部を
有し、前記インバータ部から誘導電動機へ可変周波数の
出力を与えるインバータ装置を内蔵した誘導電動機の制
御装置において、 前記インバータ部に供給される直流電源電圧を判別する
電圧判別手段と、周波数ごとに誘導電動機の一次電流が
最小となる駆動電圧を判別する最適電圧判別手段と、そ
れらの判別結果に基づいて、前記直流電源電圧の変動に
関係なく一定の出力電圧、出力周波数のパターンで、且
つ前記一次電流が最小となる最適電圧で誘導電動機を駆
動させる制御部とを備えたことを特徴とする誘導電動機
の制御装置。
[Scope of Claims] An inverter comprising a converter section that converts input alternating current into direct current, and an inverter section that converts the direct current back into alternating current of an arbitrary frequency, and provides a variable frequency output from the inverter section to an induction motor. A control device for an induction motor having a built-in device includes a voltage determining means for determining a DC power supply voltage supplied to the inverter section, and an optimum voltage determining means for determining a driving voltage at which the primary current of the induction motor is minimum for each frequency. and a control unit that drives the induction motor at a constant output voltage and output frequency pattern regardless of fluctuations in the DC power supply voltage and at an optimal voltage that minimizes the primary current, based on the determination results. A control device for an induction motor, characterized by comprising:
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