JPH02285966A - インバータの電圧指令出力回路 - Google Patents

インバータの電圧指令出力回路

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JPH02285966A
JPH02285966A JP1105232A JP10523289A JPH02285966A JP H02285966 A JPH02285966 A JP H02285966A JP 1105232 A JP1105232 A JP 1105232A JP 10523289 A JP10523289 A JP 10523289A JP H02285966 A JPH02285966 A JP H02285966A
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JP
Japan
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polarity
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JP1105232A
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English (en)
Inventor
Fukashi Uehara
深志 上原
Hiroshi Osawa
博 大沢
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Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Publication date
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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、インバータが出力する電圧実際値を電圧指
令値に厳密に一致させることができるインバータの電圧
指令出力回路に関する。
〔従来の技術] インバータが出力する交流の電圧と周波数とを変化させ
ることで、従来は速度制御が困難であった誘導電動機の
速度を、自由に制御できるようになったこ七は周知であ
る。この誘導電動機のトルクを精密に制御する場合には
、この誘導電動機に流れる電流を、当該誘導電動機の磁
束に平行な磁化電流成分と、この磁化電流と直交するト
ルク電流成分とに分解し、これら両電流成分をそれぞれ
別個に制御する、いわゆるベクトル制御方式が有効であ
る。
第2図はベクトル制御インバータで誘導電動機を駆動す
る従来例を単線であられしたブロフク図である。
この第2図において、直流電源2には半導体スイッチ素
子としてトランジスタを使用しているトランジスタイン
バータ3を接続し、このトランジスタインバータ3が出
力する可変電圧・可変周波数の交流電力で誘導電動機5
を可変速駆動するのであるが、その制御は下記により行
われる。
すなわち、トランジスタインバータ3から誘導電動機5
へ流れる3相電流の各相実際値1a、Ib。
Icを電流検出器11で検出し、3相/2相変換器12
で相互に直交する2相電流実際値1,7 、  Ip 
 に変換したのち、座標回転器13により、誘導電動機
5の磁束軸に平行な磁化電流実際値■。と、これに直交
するトルク電流実際値I、とを求める。
電流設定器14は、磁化電流指令値1.′と、トルク電
流指令値Iげとを設定しているので、2組の加算器21
が磁化電流指令値■1と磁化電流実際値1、との偏差、
ならびにトルクを沫指令4111げとトルク電流実際値
■アとの偏差を別個に演算し、2&[lの積分調節器2
2は別個に上記演算により求めた磁化電流の偏差とトル
ク電流の偏差とを入力し、それぞれが入力偏差を零にす
る磁化電圧指令値y、l*とトルク電圧指令値■T。を
出力する。
座標回転器23は、これら磁化電圧指令値■、。とトル
ク電圧指令値■げとを入力して、相互に直交する2相電
圧指令値■7′″と■〆とを出力し、さらに2相/3相
変換器24が、これらv、、vp”を3相電圧指令値V
 at”、  V bi”、  V ci”に変換する
一方、電流設定器14が設定する磁化電流指令値1.1
1とトルク電流指令値■げとは、座標回転器15と2相
/3相変換器16とにより、3相電流指令値Ia”、 
 Tb“ I c *とに変換される。そこで3組の加
算器25と、3紐の比例調節器26とにより、3相電流
実際値1a、Ib、Icと3相電流指令値1a“。
I b”+  I c”  との偏差を極小にする調節
動作が各相ごとに行なわれ、その結果として3相電圧指
令値V ap”+  V bp”、  V cp”を出
力する。
3組の加真器27は、これらの電圧指令値Vai”vb
ビ、VcピとV ap”、  V bp”、  V c
p” とを各相ごとに加算した結果の電圧指令値V a
”、  V b”、  V c”を点弧パルス発生器2
8に与え、この点弧パルス発生器28からは、トランジ
スタインバータ3を構成している各トランジスタに点弧
パルスを与えて、これらを順次オン・オフさせることで
、所望の交流電力を誘導電動815に出力している。
r発明が解決しようとする課題〕 第3図は第2図に示すトランジスタインバータの1組分
を示した主回路接続図である。
この第3図において、半導体スイッチ素子としてのトラ
ンジスタ3Uと3Xとを直列接続して直流11tif1
2に接続し、それぞれのトランジスタ3Uと3×には還
流ダイオード4Uと4xを逆並列接続することで1組分
の上下アームを形成している。
ここで上側アームと下側アームの結合点から負荷へ流れ
る’R’a 1が、矢印方向すなわち負荷方向のときに
、この電流1は正極性であり、これとは逆方向に流れる
ときは負極性電流であるとする。このように定めると、
正極性電流はトランジスタ3Uのみをオンにしたときに
通流し、負極性電流はトランジスタ3Xのみをオンにし
たときに通流することとなる。
第4図は第3図に示す回路で正極性電流が通流した場合
の電圧指令値と電圧実際値とを示したタイミングチャー
ト、第5図は第3図に示す回路で負極性電流が通流した
場合の電圧指令値と電圧実際値とを示したタイミングチ
ャートであって、第4図と第5図のいずれも、(イ)は
電圧指令値の変化、(ロ)は電圧実際値の変化をあられ
している。
半導体スイッチ素子は、一般にこれがオン状態にあると
きにオフ指令を与えても、ターンオフ時間Tsgを経過
しなければオフにはならず、このターンオフ時間Tsg
は、トランジスタの場合数マイクロ秒程度である。それ
故、正極性電流の場合には、第4図に示すように、電圧
実際値は電圧指令値より多めになり、負極性電流の場合
は第5図に示すように負の電圧を多めに出力することに
なる。
すなわち、電圧実際値は電圧指令値に一致しないので、
これが電流調節系に対する外乱となる不都合を有する。
特に、誘導電動機5が低速運転の場合にはトルク脈動の
原因となるおそれがあり、高精度のトルク制御を阻害す
る不具合ををする。
そこでこの発明の目的は、インバータが出力する電圧実
際値が電圧指令値に一致するような回路により、このイ
ンバータが駆動する誘24電動機のトルクを高精度で制
御しようとするものである。
〔課題を解決するための手段〕
上記の目的を達成するために、この発明の電圧指令出力
回路は、半導体スイッチ素子で構成しているインバータ
を電源にして運転する交流電動機に流れる電流実際値を
検出し、別途設定する電流指令値とこの電流実際値との
偏差を入力して、この入力偏差を零にする電圧指令値を
出力する電流!jiflf1手段と、この電圧指令値に
もとづいて前記半導体スイッチ素子をオン・オフさせる
点弧パルスを発生する点弧パルス発生手段とを備えてい
るインバータの電圧指令出力回路において、前記半導体
スイッチ素子のターンオフ時間に相当する電圧指令補正
量を、前記電流指令値の極性に対応した極性で出力する
電圧指令補正信号発生手段と、この正または負の電圧指
令補正量を前記電圧指令値に加算して、その加電結果を
前記点弧パルス発生手段に与える加算手段とを備えるも
のとする。
〔作用〕
この発明は、インバータで誘導電動機を駆動する場合に
、このインバータが出力する電圧実際値が、半導体スイ
ッチ素子に固有のターンオフ時間のために電圧指令値ど
おりとならず、そのために電動機のトルクを精密に制御
できないのを解消しようとするものであって、上記のタ
ーンオフ時間に相当する電圧指令補正信号を電流指令値
の極性に対応した極性で発生させ、この正または負の電
圧指令補正信号を、従来どおりの電圧指令信号に加算す
ることで、電圧実際値が電圧指令値どおりになるように
して、精密なトルク制御を可能にしようとするものであ
る。
〔実施例〕
第1図は本発明の実施例を単線であられしたブロック図
である。
この第1図において、半導体スイッチ素子としてのトラ
ンジスタを構成要素にしているトランジスタインバータ
3は、直流電源2からの直流電力を、所望の電圧と周波
数の交1iit力に変換して、誘導電動機5を可変速駆
動する。このトランジスタインバータ3の制御は、第2
図において既述の従来例回路の場合と殆ど同じである。
すなわち、3相電流実際値1a、Ib、Icを検出する
電流検出器11、この3相電流実際値1a、Ib。
Icを2相電流実際値iべ、■ρ に変換する3相/2
相変換器12.2相電流実際4ti1.、、Ip を座
標回転してトルク電流実際値l、と磁化電流実際値■イ
とを得る座標回転器13、トルク電流指令(aI Iげ
と磁化電流指令値■1とを設定する電流設定2ii14
、これらトルク電流実際値17とトルク電流指令値1げ
との偏差ならびに磁化電流実際値1.と磁化電流指令値
11との偏差を別個に演算する2Allの加算器21、
この偏差を零にするトルク電圧指令値Vげと磁化電圧指
令値v1とを別個に出力する2組の積分m部器23、こ
のトルク電圧指令値■げと磁化電圧指令値■Sとを2相
電圧指令値vcA■とに座標回転する座標回転器23、
この2相電圧指令値V、7 、  V、1 ”を3相電
圧指令値V ai”、  V bi”Vci“に変換す
る2相/3相変換器24、電流設定器14が出力するト
ルク電圧指令値Iげと磁化電流指令値ICを2相電流指
令値1d、I−〇に座標回転する座標回転器15、この
2相電流指令値IよIp”を3相電流指令値1 a”、
  I b”+  I c’″に変換する2相/3相変
換器16、この3相電流指令値1 a”。
I b”、  1 c”と、電流検出器11が検出する
3相電流実際値1a、I’b、Icとの偏差を別個に演
算する3組の加算器25、この偏差を極小にする3相電
圧指令値V ap”+  V bp”、  V cp”
を別個に出力する3組の比例調節器26と、この比例調
節器26が出力する3相電圧指令イi V ap”、 
 V bp”、  V cp” と、前述した2相/3
相変換器24が出力する3相電圧詣令値V ai”、 
 V bi、  Vci” とを加算して3相電圧指令
値V a ” +  V b ” +  V c ”を
別個に得る3&[lの加算器27とを備えているのは、
第2図に示す従来例回路の場合と同じである。
本発明においては、3&[lの電圧指令補正信号発生回
路31を備えていて、トランジスタのターンオフ時間T
sgに対応した値の電圧指令値補正信号を別個に出力す
るのであるが、その極性は、3相電流指令値1a“+ 
 Ib”+  Ic”が正極性の場合は負であり、N 
t1極性が負のときは正陽性の電圧指令補正信号を出力
するようにしている。
このようにして発生した正または負の電圧指令補正信号
Δy a”、  ΔVb′″、ΔVc”と、前述の電圧
指令値V a”、  V b’、  V c″とを3&
lIの加算器32で各相ごとに別個に加算し、その加算
結果を点弧パルス発生器28に入力させる。この点弧パ
ルス発生器2日は、上述のΔVa 、  Δ■ビ、ΔV
c”で補正された電圧指令信号Va、V璽、Vc  と
、3角波形の搬送波との大小関係を比較する、いわゆる
パルス幅変調により点弧パルスを作りだして各トランジ
スタを順次オン・オフ動作させる。
〔発明の効果〕
誘導電動機を駆動するインバータを構成している半導体
スイッチ素子には、その素子に固有のターンオフ時間を
有しているので、インバータが出力する電圧実際値が電
圧指令値どおりとはならず、そのために誘導電動機を、
たとえばベクトル制御しても精密なトルク制御が行えな
い欠点を有しているが、本発明によれば、素子のターン
オフ時間に相当する電圧指令補正信号を発生させ、電流
指令値の極性に対応して、電圧指令値にこの電圧指令補
正信号を加算あるいは減算するよう回路を構成している
ので、素子のターンオフ時間に起因する電圧指令値と電
圧実際値との差異を解消することができる。その結果誘
導電動機のトルクを精密に制御できる効果が得られ、特
に低速運転時におけるトルク脈動も解消できることとな
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例を単線であられしたブロック図
、第2図はベクトル制御インバータで誘導電動機を駆動
する従来例を単線であられしたブロック図、第3図は第
2図に示すトランジスタインバータの1相分を示した主
回路接続図、第4図は第3図に示す回路で正極性電流が
通流した場合の電圧指令値と電圧実際値とを示したタイ
ミングチャート、第5図は第3図に示す回路で頁捲性電
流が通流した場合の電圧指令値と電圧実際値とを示した
タイミングチャートである。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1)半導体スイッチ素子で構成しているインバータを電
    源にして運転する交流電動機に流れる電流実際値を検出
    し、別途設定する電流指令値とこの電流実際値との偏差
    を入力して、この入力偏差を零にする電圧指令値を出力
    する電流調節手段と、この電圧指令値にもとづいて前記
    半導体スイッチ素子をオン・オフさせる点弧パルスを発
    生する点弧パルス発生手段とを備えているインバータの
    電圧指令出力回路において、前記半導体スイッチ素子の
    ターンオフ時間に相当する電圧指令補正量を、前記電流
    指令値の極性に対応した極性で出力する電圧指令補正信
    号発生手段と、この正または負の電圧指令補正量を前記
    電圧指令値に加算して、その加算結果を前記点弧パルス
    発生手段に与える加算手段とを備えていることを特徴と
    するインバータの電圧指令出力回路。
JP1105232A 1989-04-25 1989-04-25 インバータの電圧指令出力回路 Pending JPH02285966A (ja)

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