JPH01227693A - 交流電動機の制御装置及び制御方法 - Google Patents

交流電動機の制御装置及び制御方法

Info

Publication number
JPH01227693A
JPH01227693A JP63052642A JP5264288A JPH01227693A JP H01227693 A JPH01227693 A JP H01227693A JP 63052642 A JP63052642 A JP 63052642A JP 5264288 A JP5264288 A JP 5264288A JP H01227693 A JPH01227693 A JP H01227693A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pulse width
width modulation
voltage
modulation control
pwm
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP63052642A
Other languages
English (en)
Inventor
Shigeru Tanaka
茂 田中
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP63052642A priority Critical patent/JPH01227693A/ja
Publication of JPH01227693A publication Critical patent/JPH01227693A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明は、パルス幅変調制御インバータを用いた交流電
動機制御装置及び制御方法に関する。
(従来の技術) 第4図は、従来の交流電動機駆動装置の構成図を示すも
のである。
図中、SUPは単相交流電源、L8は交流リアクトル、
CON’Vはパルス幅変調制御コンバータ、(以下PW
Mコンバータと称す。)、cdは直流平滑コンデンサ、
INVはパルス幅変調制御インバータ(以下PWMイン
バータと称す。)、Mは交流電動機、PGは回転速度検
出器、AVRは直流電圧制御回路、ACRは入力電流制
御回路、PWM工はPWMコンバータC,ONVのパル
ス幅変調制御回路、SPCは速度制御回路、CNはカウ
ンタ、PWM2はPWMインバータINVのパルス幅変
調制御回路である。
PWMコンバータC0NVは平滑コンデンサCdに印加
される直流電圧Vdがほぼ一定になるように入力電流■
8を制御するもので、この入力電流工。は電源電圧■8
と同相の正弦波に制御される。この結果、入力力率は常
に1となり、入力電流に含まれる高調波成分の少ない状
態で運転できる。詳細については、特開昭59−614
75号公報に記載されている。
また、PWMインバータINVは、平滑コンデンサcd
を直流電圧源とし、交流電動機Mに可変電圧可変周波数
の三相正弦波電流■υ、■ν+ IWを供給するもので
ある。PWMインバータINVの出力周波数が低いとき
は、パルス数の多いPWM制御を行い、出力周波数が高
くなるに従い、パルス数を段階的に減らしていく、いわ
ゆる同期式PWM制御を行っている。PWM制御の変調
率A及び位相θ。は、速度制御回路SPCから与えられ
、予めリードオンリーメモリ(ROM)等に記憶された
PWM制御パターンを変調率A及び位相O8に従って、
取り出して制御する。
(発明が解決しようとする課題) このような従来の交流電動機の制御装置では、次のよう
な問題点がある。
すなわち、PWMインバータINVの出力電流を検出し
、その指令値と比較して制御するいわゆる電流瞬時値制
御を行っていないため、直流電圧■dの変動がそのまま
出力電流■。r IV+ IWの変動となって現われ、
結果的にインバータ出力容量の低下を招いていた。
第5図は、単相電源の電力変動と直流電圧変動の関係を
示すもので、vsは電源電圧、■8は入力電流、P8は
入力電力、Vdは直流電圧の各波形を表わす。
入力電流■8はPWMコンバータC0NVによって電源
電圧v8と同相の正弦波に制御される。故に電力P8は
、 PS=■8・■8 =Vs、n5inωS tls+jl sin (JJ
Jj−ω8=2πf8   fS:電源周波数VS超電
圧波高値+  :[s超電流波高値となり、電源周波数
18の2倍の周波数で変動とする。
PWMインバータINVの負荷(交流電動機)は三相平
衡電力を消費するので、有効電力の変動はない。
従って、単相電源に基づく電力変動は、そのまま直流電
圧vdの変動となり、vdは電源周波数fsの2倍の周
波数で変動することになる。
直流電圧VCtが基準電圧Vdoより大きいときは、P
WMインバータINVの出力電流は大きくなり、逆にv
d<vdoでは出力電流は小さくなる。 PWMインバ
ータINVの出力周波数f。は、交流電動−タINVの
出力電流は、周波数fe−2fsによってビート現象を
発生し、その結果、交流電動機Mの発生トルクの脈動を
ひき起こし、かつ、PWMインバータINVを構成する
自己消弧素子(例えばゲートターンオフサイリスタ等)
に流れる電流値を増大させる。この自己消弧素子のしゃ
断できる最大電流は決っており、素子を破壊させないた
めには、交流電動機Mに供給する実効電流を減少させな
ければならない。結果的にビート現象によって増加した
電流領分だけ、PWMインバータINVの出力容量を低
下せざるを得ない。
このビート現象は、PWMインバータINVの出力電流
■。r IV+ IWを瞬時瞬時フィードバックし、そ
の指令値と比較しその偏差に基づいて瞬時瞬時パルス幅
変調制御(PWM制御)すれば防止できる。しかし、現
在のところ、大容量の交流電動機を駆動するPWMイン
バータでは、自己消弧素子としてゲー1へターンオフサ
イリスタ (GTO)を使用するのが一般的で、このG
TOのスイッチング周波数は高々5QOHz程度である
。 このため、交流電動機の低中速運転では、パルス数
が多いため、きめ細い制御が可能であるが高速運転では
制御パルス数を減らさざるを得す、電流瞬時値制御に期
待することはできない。
第6図は、従来のPWMインバータINVの制御方法に
より運転したときの計算機シミュレーション結果を示す
もので、直流電圧vd、インバータ出力電流(1相分)
Iu、インバータ出力電圧■υ及び交流電動機逆起電力
Vcuの各波形を表わす。
電源周波数f8=601(zに対して出力周波数f。=
100Hzで運転した場合、f e  2 ・f 5−
20Hzでビート現象を発生している。
このようなビート現象は直流電圧の変動の大きさに比例
する。故に第4図の直流平滑コンデンサcdの容量を増
大させれば、直流電圧Vdの変動は小さくなりビート現
象も小さくなる。しかしながら当該平滑コンデンサcd
の寸法重量の増加を招き、装置のコストも高くなる欠点
がある。
従って、本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたもの
で、直流平滑コンデンサの容量を増加させることなく、
かつインバータを構成する素子のスイッチング周波数を
増大させることなく、ビート現象を抑制する交流電動機
の制御装置及び制御方法を提供することを目的とする。
〔発明の構成〕
(課題を解決するための手段) 本発明は、上記目的を達成するために、[交流電源と、
この交流電源に交流リアクトルを介して接続されたパル
ス幅変調制御コンバータと、このパルス幅変調制御コン
バータの直流側端子に接続された直流変滑コンデンサと
、この直流変滑コンデンサを直流電圧源とし、可変電圧
可変周波数の交流電力を出力するパルス幅変調制御イン
バータと、交流電源の単相電力変動分に基づく直流電圧
変動を検出する検出手段と、この検出手段からの検出信
号に応じてパルス幅変調制御インバータの変調率を補正
する補正手段と、この補正手段からの出力信号を基にパ
ルス幅変調制御インバータを制御する制御手段とを備え
た交流電動機の制御装置。」と、 「交流電源と、この交流電源に交流リアクトルを介して
接続されたパルス幅変調制御コンバータと、このパルス
幅変調制御コンバータの直流側端子に接続された直流平
滑コンデンサと、この直流平滑コンデンサを直流電圧源
とし、可変電圧可変周波数の交流電力を出力するパルス
幅変調制御インバータを備え、交流電源の単相電力変動
分に基づく直流電圧変動に応じて、パルス幅変調制御イ
ンバータの変調率を補正して、パルス幅変調制御インバ
ータにビート現象が発生することを抑制するよう制御す
る交流電動機の制御方法。」とを提供する。
(作  用) 以上のように構成されたものにおいては、直流電圧Vd
がその基準電圧Vdoより高くなった場合には、直流電
圧Vdの値に反比例させて、PWM制御制御− 8変調率Aを減少させ、逆に、vd<■dl、となった
場合には、vdの値に反比例させて変調率Aを増加させ
る。すると、PWMコンバータの出力電圧Vυ。
VV+ VWは直流電圧Vdが増減してもその影響を受
けなくなり、出力電流■。+ IV+ IWのビート現
象を取除くことができる。
(実 施 例) 以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明する。
第1図に示すようにSUPは単相交流電源、Lsは交流
リアクトル、C0NVはパルス幅変調制御コンバータ(
以下PWMコンバータと称す。)、cdは直流平滑コン
デンサ、INVはパルス幅変調制御インバータ(以下P
WMインバータと称す。)、Mは交流電動機、PGは回
転速度検出器、AVRは直流電圧制御回路、ACRは入
力電流制御回路、PWM□はコンバータのパルス幅変調
制御回路、SPCは速度制御回路、CNはカウンタ、K
Dは比例増幅器、DIVは割算器、PWM2はインバー
タのパルス幅変調制御回路である。
PWMコンバータC0NVは直流平滑コンデンサcdに
印加される直流電圧vdがほぼ一定になるように入力電
流I3を制御する。入力電流工。は、電源電圧v8と同
相(入力力率=1)の正弦波(高調波が小)に制御され
る。
また、PWMインバータINVは直流平滑コンデンサC
dを直流電圧源とし、交流電動機Mに可変電圧可変周波
数の三相正弦波電流IU+ IV+ IWを供給する。
PWMインバータINVの出力周波数が低いときはPW
M制御のパルス数を多くし、出力周波数が高くなるに従
い、段階的にパルス数を減らしていく、いわゆる同期式
PWM制御を行っている。
速度制御回路spcは、交流電動機Mの回転速度ω1と
その指令値ω−を比較し、 その偏差ε。
=ω?−ω1に応じて、 PWMインバータINVのP
WM制御の変調率Aと出力周波数指令f。を与える。出
力周波数指令f。は、 カウンタCNによって時間積分
され、PWM制御の位相指令θ8どなる。また、変調率
Aは割算器DIVを介して、新しい変調率A′に変換さ
れ、PWM制御回路pwM2に入力される。一方、直流
電圧Vdの検出値は、比例増幅器KDを介して規格化さ
れ、割算器DIVのもう1つの入力となる。すなわち、
新しい変調率A′は、次式のように与えられる。
Vd、o:直流電圧基準値(一定) この新しい変調率A′及び位相指令θ。は、PwM制御
回路PWM2に入力され、あらかじめ、リードオンリー
メモリ(ROM)等に記憶されたPWM制御パターンを
読み出してPWMインバータINVのゲート信号を作る
。このとき、位相指令θ。は、ROMの読み出し番地と
する。
第2図は、本実施例におけるPWM制御の動作を説明す
るためのタイムチャート図である。
直流電圧■dが一定値Vdoを保っている場合、0式の
変調率A′は前の変調率Aに等しくなる。すなわち、P
WM制御人力eiは、第2図の実線で示されるように正
弦波となる。この制御入力eiと搬送波(三角波)Xと
を比較し、その交点からPWMインバータINVのグー
1信号量発、が求められる。すなわち、 ei≧Xのとき子、=“1” e;、<Xのとき子、 == II O”となる。
実際には、前述のように変調率A′と位相指令θ。を入
力することにより、あらかじめ記憶されたメモリ(RO
M)から、ゲート信号子、を直接読み出す式を採用して
いる力i、原理的には第2図で示された三角波との比較
方式と同じになる。
次に、直流電圧Vdが第2図の如く変化した場合につい
て説明する。
Vdが変化したとき、変調率Aを補正しなかったとする
と、PWM制御人力e3は前述と同じ実線のようになり
、ゲート信号も先に説明した通りになる。すると、PW
MインバータINVの出力電流IU+ IV+ IWは
、直流電圧vdが大きいときには増加し、Vdが小さく
なると減少するため、ビート現象−12= が発生する。
変調率Aを(2)式のように補正し、A′として与える
ことにより、 PWM制御人力ei′の各瞬時瞬時の振
幅値が変化し、破線のeiのようになる。すなわち、V
d>Vdoのとき、e L ’ < e 、となり、ま
た、VCt〈vdoのとき、ei′〉eiとなる。この
結果、PWMインバータINVの1相分のゲート信号g
−2は、破線のようになる。すなわち、Vd>Vdoの
とき、ゲート信号子2のtL 1 )1の期間がせまく
なり、出方電流の増大を抑えることができ、 また、V
d<vd。
のとき、ゲート信号9.2の170 jrの期間がせま
くなり、出力電流の減少を抑えることができる。
従って、直流電圧VCtが変化しても出力電流■。。
IV+IWは影響を受けなくなり、ビート現象を除去す
ることができる。
第3図は、本実施例に係る交流電動機の制御装置の計算
機シミュレーション結果を示すものである。
図中、Vdは直流電圧、1.はPWMインバータエNV
の出力電流(1相分)、嘱はPWMインバータINVの
出力電圧(1相分)、v0υは交流電動機Mの逆起電力
の各波形を示す。
第6図と比較すると、直流電圧Vdの変動に影響される
ことなく、PWMインバータのINVの出力電流のビー
ト現象が抑制されているのがわかる。
〔発明の効果〕
以上述べたように、本発明によれば、交流電源の電力変
動分に基づく、直流電圧vdの変動の影響を受けること
なく、PWMインバータの出力電流を正弦波に制御する
ことができる。その結果、出力媒流のビート現象がなく
なり、交流電動機のトルク脈動もなくなる。また、ビー
ト現象によるPWMインバータの出力容量の低減を防止
することができ、結果的に、PWMインバータの出力容
量を増大させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を″示す概要構成図、第2図
は第1図に示した交流電動機の制御装置の動作を示すタ
イムチャート、第3図は、第1図に示した交流電動機の
制御装置の計算機シミュレーション結果を示す波形図、
第4図は従来の交流電動機の制御装置を示す概要構成図
、第5図は、第4図に示した交流電動機の制御装置の動
作を示すタイムチャート、第6図は、第4図に示した従
来の交流電動機の制御装置の計算機シミュレーション結
果を示す波形図である。 SUP・・・単相交流電源 L8・・・交流リアクトル
C0NV・・・PWMコンバータ Cd・・・直流平滑コンデンサ INV・・・PWMインバータ M・・・交流電動機    PG・・・回転速度検出器
AVR・・・直流電圧制御回路 ACR・・・入力電流制御回路 PWMl・・コンバータのパルス幅変調制御回路PWM
2・・・インバータのパルス幅変調制御回路spc・・
・速度制御回路 CN・・・カウンタKD・・・比例増
幅器   DIV・・・割算器代理人 弁理士 則 近
 憲 佑 同  第子丸 健 6図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、交流電源と、この交流電源に交流リアクトルを介し
    て接続されたパルス幅変調制御コンバータと、このパル
    ス幅変調制御コンバータの直流側端子に接続された直流
    変滑コンデンサと、この直流変滑コンデンサを直流電圧
    源とし、可変電圧可変周波数の交流電力を出力するパル
    ス幅変調制御インバータと、前記交流電源の単相電力変
    動分に基づく直流電圧変動を検出する検出手段と、この
    検出手段からの検出信号に応じて前記パルス幅変調制御
    インバータの変調率を補正する補正手段と、この補正手
    段からの出力信号を基に前記パルス幅変調制御インバー
    タを制御する制御手段とを具備したことを特徴とする交
    流電動機の制御装置。 2、交流電源と、この交流電源に交流リアクトルを介し
    て接続されたパルス幅変調制御コンバータと、このパル
    ス幅変調制御コンバータの直流側端子に接続された直流
    平滑コンデンサと、この直流平滑コンデンサを直流電圧
    源とし、可変電圧可変周波数の交流電力を出力するパル
    ス幅変調制御インバータを具備し、前記交流電源の単相
    電力変動分に基づく直流電圧変動に応じて、前記パルス
    幅変調制御インバータの変調率を補正して、前記パルス
    幅変調制御インバータにビート現象が発生することを抑
    制するよう制御する交流電動機の制御方法。
JP63052642A 1988-03-08 1988-03-08 交流電動機の制御装置及び制御方法 Pending JPH01227693A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63052642A JPH01227693A (ja) 1988-03-08 1988-03-08 交流電動機の制御装置及び制御方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63052642A JPH01227693A (ja) 1988-03-08 1988-03-08 交流電動機の制御装置及び制御方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH01227693A true JPH01227693A (ja) 1989-09-11

Family

ID=12920492

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP63052642A Pending JPH01227693A (ja) 1988-03-08 1988-03-08 交流電動機の制御装置及び制御方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH01227693A (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008146381A1 (ja) * 2007-05-31 2008-12-04 Mitsubishi Electric Corporation 電力変換装置
WO2010070723A1 (ja) * 2008-12-15 2010-06-24 三菱電機株式会社 電動機駆動用電力変換装置
JPWO2008149724A1 (ja) * 2007-05-31 2010-08-26 三菱電機株式会社 電力変換装置
JP2011239680A (ja) * 2011-09-01 2011-11-24 Mitsubishi Electric Corp 電動機駆動用電力変換装置

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8279641B2 (en) 2007-05-31 2012-10-02 Mitsubishi Electric Corporation Electric power conversion apparatus having frequency fixing unit to control beat phenomenon
WO2008149724A1 (ja) 2007-05-31 2008-12-11 Mitsubishi Electric Corporation 電力変換装置
EP2151916A1 (en) * 2007-05-31 2010-02-10 Mitsubishi Electric Corporation Power converter
WO2008146381A1 (ja) * 2007-05-31 2008-12-04 Mitsubishi Electric Corporation 電力変換装置
EP2151916A4 (en) * 2007-05-31 2010-07-14 Mitsubishi Electric Corp POWER CONVERTER
JPWO2008149724A1 (ja) * 2007-05-31 2010-08-26 三菱電機株式会社 電力変換装置
AU2008259066B2 (en) * 2007-05-31 2011-04-21 Mitsubishi Electric Corporation Power converter
AU2008259066C1 (en) * 2007-05-31 2011-11-10 Mitsubishi Electric Corporation Power converter
JP5067424B2 (ja) * 2007-05-31 2012-11-07 三菱電機株式会社 電力変換装置
WO2010070723A1 (ja) * 2008-12-15 2010-06-24 三菱電機株式会社 電動機駆動用電力変換装置
US8258735B2 (en) 2008-12-15 2012-09-04 Mitsubishi Electric Corporation Power converting apparatus for motor driving
JP4819970B2 (ja) * 2008-12-15 2011-11-24 三菱電機株式会社 電動機駆動用電力変換装置
JP2011239680A (ja) * 2011-09-01 2011-11-24 Mitsubishi Electric Corp 電動機駆動用電力変換装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4723201A (en) Control apparatus for pulse width modulation inverters
WO2018061433A1 (ja) インバータの制御方法、制御装置及びインバータ
JP2004120883A (ja) 三相交流モータ駆動用インバータ装置
JP3250329B2 (ja) インバータの二相pwm制御装置
JP2950939B2 (ja) インバータ装置
JP6851291B2 (ja) 電力変換装置およびその制御方法
JP3283134B2 (ja) Pwmコンバータ装置
JPH01227693A (ja) 交流電動機の制御装置及び制御方法
JPH0350509B2 (ja)
JP2001028892A (ja) 交流電動機のトルク検出装置及び駆動制御装置
JP3222489B2 (ja) 3相3線式の中性点クランプ式インバータの制御方法
JPH1028378A (ja) 電力変換装置の制御方法及び電力変換システムの制御方法
JP3576310B2 (ja) 交流電気車の制御装置
JP2002315350A (ja) 並列接続電力変換器の制御装置
JPH033472B2 (ja)
JP4449283B2 (ja) Pwmインバータの制御方法
JP2577514B2 (ja) 中性点クランプ式電力変換器の制御方法
JP2714132B2 (ja) Pwmインバータの電圧制御方法
JP2935672B2 (ja) インバータ装置の制御方法
JPS63302731A (ja) 交直変換器の制御装置
JPH01202168A (ja) インバータの制御方法
JPH02303390A (ja) 交流電動機のpwm制御装置
JPH0687451B2 (ja) 誘導電器の冷却方法
JPH09149646A (ja) Pwmコンバータ制御装置
JPH05227756A (ja) 電流形インバータのスイッチング方法