JPH02114876A - インバータ装置 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、直流を可変周波数の交流に変換して電動機
を可変速制御すると共に、この電動機の減速運転時の回
生電力により直流電圧か過大になることを防止するイン
バータ装置に関するものである。

〔従来の技術〕

第３図はこの種のインバータ装置の概略構成図である。

同図において、（１）は交流を整流する整流回路、（２
）は整流電圧を平滑する主回路平滑コンデンサ、（３）
は平滑された直流を交流に変換するインバータ回路、（
４）は制御対象である誘導電動機、（５）は外部からイ
ンバータの始動信号を与える始動信号スイッチ、（６）
は外部からインバータのリセット信号を与えるリセット
信号スイッチ、（７）は図示省略の設定器によりインバ
ータ出力周波数を設定して得られる周波数設定信号、（
８）は図示省略の設定器により誘導電動機（４）の加減
速時間を設定して得られる加減速時間設定信号、（９）
は回生電力にもとづく直流電圧を所定値以下に抑えるた
めの放電回路（以下回生電力の放電をブレーキと呼ぶ）
を形成するブレーキ抵抗、（ｌＯ）はブレーキ抵抗（９
）に直列接続されるブレーキトランジスタ、（１１）は
直流電圧を検出する電圧検出器、（１２）はマイクロコ
ンピュータを含んで構成され、始動信号、リセット信号
、周波数設定信号、加減速時間設定信号および電圧検出
器（１１）の電圧信号に基づいてインバータ回路（３）
およびブレーキトランジスタ（１１）を制御する制御回
路である。なお、図中、破線で囲んだ部分がインバータ
装置を構成している。

第４図は電圧検出回路（１１）の出力信号を制御回路（
１２）ノマイクロコンピュータに取込む部分の詳細な構
成を示す回路図であり、（１３）は過電圧失速防止レベ
ルを設定する抵抗分圧回路、（１４）はブレーキ動作の
基準となるブレーキレベルを設定する抵抗分圧回路、（
１５）は電圧検出器の出力と抵抗分圧回路（１３）の過
電圧失速防止レベルとを比較し、検出電圧が大きいとき
過電圧失速防止信号（１７）を発生する比較器、（１６
）は電圧検出器の出力と抵抗分圧回路（１４）のブレー
キレベルとを比較し、検出電圧が大きいときブレーキ信
号（１８）を発生する比較器である。

次に動作について説明する。整流回路（１）を相交流電
源に接続すると、三相交流電圧か整流され、さらに、主
回路平滑コンデンサ（２）により平滑されて、大きさか
ほぼ一定の直流電圧がインバータ回路（３）の直流側に
供給される。

また、この直流電圧が電圧検出回路（１１）で検出され
、その検出電圧か比較器（１５）、　　（１６）にそれ
ぞれ加えられる。このうち、比較器（１５）は検出電圧
と抵抗分圧回路（１３）によって設定された過電圧失速
防止レベルとを比較し、検出電圧が過電圧失速防止レベ
ルを超えたとき過電圧失速防止信号（１７）を発生して
図示省略のマイクロコンビ５−一夕に人力し、また比較
器（１６）は検出電圧と抵抗分圧回路（１４）によって
設定されたブレーキレベルとを比較し、検出電圧がブレ
ーキレベルを超えたときブレーキ信号（１８）を発生し
てマイクロコンピュータに人力する。

ここて、ブレーキとは、インバータ装置による誘導電動
機減速性能の向上を目的とし、誘導電動機（４）の減速
中の回生電力によりインバータ回路（３）の直流側電圧
（以下コンバータ電圧と言う）が上昇してブレーキレベ
ルを超えたとき、ブレーキトランジスタ（１０）をオン
状態にしてブレーキ抵抗（９）に電流を流して電力を消
費せしめ、これによってコンバータ電圧の上昇を抑える
機能を言う。また、過電圧失速防止とは、コンバータ電
圧の過大による過電圧トリップで、誘導電動機（４）が
フリーランとなることを防止することを目的とし、コン
バータ電圧の上昇がブレーキによっても抑えきれず、過
電圧失速防止レベルを超えると減速を一時中断して誘導
電動機（４）からの回生電力を少なくしてコンバータ電
圧の上昇を抑える機能である。従って、過電圧失速防止
レベルをＯＬ、ブレーキレベルをＢＬとすれは、 ＯＬ＞ＢＬ　　　　　　　　　　・・・（１）の関係に
ある。

次ニ、制御回Ｗｌｒ　（１２）内のマイクロコンピュー
タの動作を、第５Ａ図および第５Ｂ図のフローチャート
に従って説明する。電源が投入されると、最初にリセッ
ト信号スイッチ（６）かオフ状態になっているか否かを
判断しくステップ３１）、オフ状態であればブレーキト
ランジスタ（１０）の時間カウント値をリセットする（
ステップ３２）。次に、始動信号スイッチ（５）がオン
状態になっているか否かを判断しくステップ３３）、オ
ン状態であれば周波数設定信号（７）、加減速時間設定
信号（８）、ブレーキ信号（１８）の値を順に読取る（
ステップ３４〜３６）。続いて、読取ったブレーキ信号
（１８）からコンバータ電圧がブレーキレベルＢＬより
大きいか否かを判定しくステップ３７）、もし、コンバ
ータ電圧がブレーキレベルＢＬより大きいとぎには、ブ
レーキトランジスタのオン時間カウント値が制限値を超
えていないかどうかを判定する（ステップ３８）。ここ
で、ブレーキトランジスタのオン時間カウント値が制限
値を超えていなければ、ブレーキトランジスタ（ｌＯ）
をオン状態にしくステップ３９）、ブレーキトランジス
タのオン時間カウント値を増加する（ステップ４０）。

また、これらの条件のうち、どちらか一方ても満たされ
ていない場合には、ブレーキトランジスタ（１ｏ）をオ
フ状態にしくステップ４１）、ブレーキトランジスタの
オン時間を減少させる（ステップ４２）。

次に、読込んだ周波数設定信号（７）と出力周波数とを
比較しくステップ４３．４４　）　、両者が等しけれは
出力周波数はそのままとし、もし、周波数設定信号（７
）か出力周波数よりも高ければ出力周波数を増加させる
（ステップ４５）。反対に、周波数設定信号（７）か出
力周波数よりも低ければ、過電圧失速防止信号（１７）
を読取り（ステップ４６）、コンバータ電圧が過電圧失
速防止レベルを超えたか否かを判定する（ステップ４７
）。そして、コンバータ電圧が過電圧失速防止レベルを
超えていなければ、出力周波数を減少させ（ステップ４
８）、反対に、コンバータ電圧が過電圧失速防止レベル
を超えていた場合には出力周波数の変更は行わない。

以上のようにして決定された周波数に基づいて制御回路
（１２）からインバータ回路（３）に、トランジスタを
オン、オフ制御するためのベース信号を送出する（ステ
ップ４９）。その後は、出力周波数および始動信号スイ
ッチ（５）の状態を調べ（ステップ５０．５１　）　、
それぞれ出発点に戻って上述したと同様な処理を繰返す
ことになる。

〔発明が解決しようとする課題〕

インバータ装置におけるブレーキは、減速性能向上のた
めの手段で減速時間を短くできるようにすることを目的
とし、過電圧失速防止は、減速時間を長くしてもコンバ
ータ電圧の上昇を抑えて、インバータ回路（３）が過電
圧トリップするのを防ぐことを目的とした保護機能であ
ることから、本来、ブレーキ動作が先に行われ、その後
、過電圧失速防止動作が行なわれなければならない。し
かしながら、上記従来のインバータ装置にあっては、コ
ンバータ電圧判定用の抵抗、すなわち、抵抗分圧回路（
１３）、　　（１４）を構成する抵抗の抵抗値等のバラ
ツキにより、ブレーキ動作に先んじて過電圧失速防止動
作が行われてしまうという問題点があった。

この発明は、上記の問題点を解決するためになされたも
ので、過電圧失速防止動作が常にブレーキ動作の後に行
われるインバータ装置を得ることを目的とする。

（課題を解決するための手段） この発明に係るインバータ装置は、コンバータ電圧を判
定するために従来二つ存在した電圧比較回路のうち、過
電圧失速防止レベルを判定するものを除去し、この代わ
りに、ブレーキ回路が動作したときのコンバータ電圧を
記憶する記憶手段と、この記憶手段の記憶電圧に所定の
電圧を加算して減速時間変更の基準値を得る基準値生成
手段とを設け、コンバータ電圧がこの基準値を超えたと
きに過電圧失速防止動作をするように構成したものであ
る。

〔作　用〕

この発明においては、記憶させたブレーキレベルに所定
の値を加算した値を過電圧失速防止レベルとしているの
で、過電圧失速防止動作が必ずブレーキ動作の後に行わ
れることになる。

〔実施例〕

第１図はこの発明の一実施例の構成を示すブロック図で
あり、図中、第４図と同一の符号を付したものはそれぞ
れ同一の要素を示す。そして、第４図中の抵抗分圧回路
（１３）および比較器（１５）を除去して、電圧検出回
路（１１）のコンバータ電圧信号をマイクロコンピュー
タ（２０）にそのまま取込むと共に、このマイクロコン
ピュータ（２０）にブレーキ動作電圧を記憶する記憶手
段（２１）と、記憶されたブレーキ動作電圧に一定の電
圧を加算して過電圧失速防止レベルに対応する減速時間
変更の基準値を生成する基準値生成手段（２２）とを付
加した点が第４図と異なっている。

上記のように構成された本実施例の動作を、マイクロコ
ンピュータの処理手順を示す第２Ａ図および第２Ｂ図に
従って説明する。

先ず、電圧検出回路（１１）の電圧検出信号はコンバー
タ電圧信号としてマイクロコンピュータ（２０）に取込
まれる一方、比較器（１６）により抵抗分圧回路（１４
）のブレーキレベルと比較され、ブレーキ信号（■８）
かマイクロコンピュータ（２０）に取込まれる。

制御回路（１２）内のマイクロコンピュータ（２０）は
、電源が投入されてからブレーキ信号（１８）を読取る
まで従来装置と同様な処理を行う（ステ・シブ３１〜３
６）。続いて、読込んだブレーキ信号（１８）と、コン
バータ電圧とを比較しくステップ３７）、コンバータ電
圧がブレーキレベルより高ければ、前回読込んだ時も、
コンバータ電圧がブレーキレベルより高かったか否かを
確認する（ステップ６０）。もし、前回読込んだ時のコ
ンバータ電圧がブレーキレベルより低ければ、この時点
のコンバータ電圧信号（１９）をブレーキレベルの電圧
であると記憶しくステップ６１）、その後、ブレーキト
ランジスタオン時間のカウント値が制限値を超えていな
いかどうかを判定する（ステップ３８）。また、前回も
コンバータ電圧信号（１９）がブレーキレベルより高け
れば、既に、コンバータ電圧信号（１９）の何ホルトが
ブレーキレベルに当たるか記憶しているので、直ぐにブ
レーキトランジスタオン時間が制限値を超えていないか
どうかを判定する（ステップ３８）。ここて、ブレーキ
トランジスタオン時間カウント値が制限値を超えていな
りれはブレーキトランジスタ（ｌＯ）をオン状態にしく
ステップ３９）、ブレーキトランジスタオン時間のカウ
ント値を増加させる（ステップ４０）。また、ブレーキ
トランジスタオン時間カウント値が制限値を超えていた
ならば、ブレーキトランジスタ（１０）をオフ状態にし
くステップ４１）、ブレーキトランジスタオン時間カウ
ント値を減少させる（ステップ４２）。

方、コンバータ電圧信号（１９）とブレーキ信号（１８
）とを比較したとき（ステップ３７）に、コンバータ電
圧信号（１９）がブレーキ信号（１８）より低ければ、
コンバータ電圧信号（１９）におけるブレーキレベル電
圧の記憶値をリセットしくステップ６２）、さらに、ブ
レーキトランジスタ（１０）をオフ状態にすると共に、
ブレーキトランジスタオン時間のカウント値を減少させ
る（ステップ４１４２）。

次に、読込んだ周波数設定信号（７）と出力周波数とを
比較しくステップ４１．４２　）　、両者か等しければ
出力周波数はそのままとし、もし、周波数設定信号（７
）が出力周波数より高ければ出力周波数を増加させる（
ステップ４５）。また、周波数設定信号（７）が出力周
波数よりも低ければコンバータ電圧信号（１９）におい
て、ブレーキレベルにあたる電圧か記憶されているか否
かを調べ（ステップ６３）、記憶していなｈ３れば出力
周波数を減少させ（ステップ４８）、記憶しておればコ
ンバータ電圧信号（１９）を読取り（ステップ６４）、
コンバータ電圧か過電圧失速防止の動作電圧である「ブ
レーキレベル十一定電圧」を超えたか否かを判定しくス
テップＢ５）、超えていなけれは出力周波数を減少させ
るが、もし、超えていたならば出力周波数の変更はしな
い。

以上のようにして決定された周波数に基づいて、制御回
路（１２）からインバータ回路（３）を構成するトラン
ジスタをオン、オフするためのベース信号を送出する。

その後は、出力周波数および始動信号スイッチ（５）の
状態を調べ（ステップ５０．５１　）　、それぞれ出発
点に戻り同様の制御をおこなう。

ところで、これらの処理手順のうちステップ（６０〜６
２）の処理が第１図の記憶手段（２１）に対応し、ステ
ップ（６３〜６５）の処理が第１図の基準値生成手段（
２２）に対応している。

なお、上記実施例ではブレーキを動作させるためにトラ
ンジスタを用いたが、本発明はこれに限定されるもので
はなく、トランジスタ以外の他のスイッチング素子を用
いても上述したと同様な制御を行わせることができる。

なおまた、上記実施例では、誘導電動機を可変速制御す
る場合について説明したが、誘導電動機以外の電動機の
制御にも本発明を適用することかできる。

（発明の効果〕 以上の説明によって明らかなように、この発明によれは
、コンバータ電圧を判定するために従来一つ存在した電
圧比較回路のうち、過電圧失速防止レベルを判定するも
のを除去し、この代わりに、ブレーキ回路が動作したと
きのコンバータ電圧を記憶する記憶手段と、この記憶手
段の記憶電圧に所定の電圧を加算して減速時間変更の基
準値を得る基準値生成手段とを設け、コンバータ電圧が
この基準値を超えたときに過電圧失速防止動作をするよ
うに構成したので、ブレーキ動作する前に過電圧失速防
止動作するというような従来装置の問題点を確実に解消
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の主要部の構成を示すブロ
ック図、第２Ａ図および第２Ｂ図は同実施例の動作を説
明するためのフローチャート、第３図は従来のインバー
タ装置の概略構成図、第４図はこのインバータ装置の主
要部の詳細な構成を示すブロック図、第５Ａ図および第
５Ｂ図はこのインバータ装置の動作を説明するためのフ
ローチャートである。 （１）：整流回路、（２）、主回路平滑コンデンサ（３
）、インバータ回路、（４）：誘導電動機、（５）：始
動信号スイッチ、（６）：リセット信号スイッチ、（９
）ニブレーキ抵抗、（１０）　ニブレーキトランジスタ
、（１１）　：電圧検出回路、（１２）　：制御回路、
（１４）　：抵抗分圧回路、（１Ｂ）　：比較器、（２
０）　：マイクロコンピュータ、（２１）＋記憶手段、
（２２）　：基準値生成手段。 なお、各図中、同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　直流を可変周波数の交流に変換して電動機を可変速制
   御すると共に、この電動機の減速運転時の回生電力によ
   り直流電圧が予め設定された電圧に達した場合、この回
   生電力を放電回路に放電させて直流電圧の上昇を抑え、
   それでも回生電力が過大で直流電圧がさらに上昇した場
   合に前記電動機の減速時間を予め設定されている時間よ
   りも長くして直流電圧の上昇を防止するインバータ装置
   において、前記放電回路が動作した直流電圧を記憶する
   記憶手段と、この記憶手段の記憶電圧に所定の電圧を加
   算して減速時間変更の基準値を得る基準値生成手段とを
   備え、前記直流電圧が前記基準値に達した場合に前記電
   動機の減速時間を予め設定されている時間よりも長くす
   ることを特徴とするインバータ装置。