JPH03245793A - 交流電動機の制御方法及びその装置 - 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〕 本発明は交流電動機の制御方法およびその装置に係り、
特に、コンバータの出力電力をインバータによって交流
電力に変換し、この交流電力によって交流電動機を駆動
するに好適な交流電動機の制御方法およびその装置に関
する。

〔従来の技術〕

コンバータとインバータを用いて交流電動機を制御する
装置としては、例えば特開昭６１−１０９４９１号公報
に記載されているものが知られている。従来のこの種の
装置においては、コンバータ出力電圧に対する直流電圧
指令とコンバータ出力の検出値との偏差を補償した電流
指令に、インバータ入力側の電流を加算した値をコンバ
ータ出力側の入力電流指令とし、この指令にコンバータ
出力側の電流を一致するようにコンバータを制御する方
式が採用されている。この方式によれば、電動機の負荷
トルクが急激に増加した場合、インバータ入力側の電流
も増加するので、この電流分を検出し、コンバータを制
御することによってコンバータ出力側の平滑コンデンサ
に電流を流し込み、平滑コンデンサの電圧変動を低減す
ることができる。

（発明が解決しようとする課題〕 しかし、従来技術においては、インバータ入力側の電流
にはリップル成分が多く含まれていることについては配
慮されておらず、コンバータ出力側の電流に低次や高次
のリップル成分が含まれると、コンバータ入力側の電流
にも低次や高次のリップル成分が生じることになる。す
なわち、交流電動機をインバータによって駆動する場合
、コンバータ出力側の平滑コンデンサには、電動機のカ
行時には平滑コンデンサから電動機側へ流れるカ行電流
と回生時に電動機から平滑コンデンサ側へ流れ込む回生
電流がほぼスイッチング周期毎に正負の電流として流れ
、インバータの入力側にはリップルが発生する。このリ
ップル成分を完全に除去するには、スイッチング周期以
上の時定数を有するフィルタをインバータ入力側に設け
れば可能であるが、応答性が低下することになる。例え
ば、大容量インバータなどスイッチング周波数が５００
Ｈｚ（２ｍ＋ｓ）と低い場合においては、フィルタ時定
数が５ｍｓ位必要と考えられる。このため、このような
フィルタをインバータ入力側に挿入するとコンバータの
電流制御の応答性が遅くなり、直流電圧変動も大きくな
ると共に電動機のトルク変動も生じることになる。

また、電動機の負荷トルクが一定の場合でも。

インバータ入力側には、電動機−次周波数の６倍の低次
高調波が発生する。例えば、−次周波数が１０Ｈｚ　（
１００ＩＩｓ周期）の場合、１６．７ｍ５（位相角６０
度）毎に同じパターンの平滑コンデンサ出力電流が流れ
、６０度区間では、直流電流値が変化する。なお、この
６０度区間の電流パターンは電動機の力率角により変化
する。このため、負荷トルクが一定であっても、コンデ
ンサ出力電流が６０度周期でリップルが生じやすいこと
になり、瞬時にコンデンサ出力電流分をコンデンサ入力
電流として補正すれば直流電圧の変動は抑制できるが、
電源電流を力率１で正弦波電流に制御するコンバータの
場合には、コンデンサ入力電流が多少変動することから
電源電流の大きさも変動し、電源電流の歪率が高くなる
恐れがある。

本発明の目的は、電動機の負荷が急激に変動しても、コ
ンバータの出力電圧の変動を抑制するための電流をコン
バータに流し込むことができる交流電動機の制御方法お
よびその装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

前記目的を達成するために１本発明は、第１の方法とし
て、コンバータの出力電力をインバータで交流電力に変
換し、この交流電力により交流電動機を駆動するに際し
て、インバータ出力側の交流電流とインバータ入力側の
直流電圧を検出し、この検出電流に従ってインバータの
キャリア半周期の整数倍区間のインバータ入力平均電流
を算出し、この算出した平均電流と前記検出直流電圧と
からインバータ入力電力を算出し、この算出電力をコン
バータ入力側の交流電圧で除算して電源電流値を生成し
、インバータ入力側の検出直流電圧とコンバータの目標
出力電圧を示す出力電圧指令とからこれらの偏差を零に
抑制するための電源電流指令値を生成し、この電源電流
指令値を前記電源電流値で補正し、補正された電源電流
指令値に基づいたパルス信号をコンバータに与えてコン
バータ入力側の交流電流を前記補正された電源電流指令
値に追従させる制御を行なう交流電動機の制御方法を採
用したものである。

第２の方法として、コンバータの出力電力をインバータ
で交流電力に変換し、この交流電力により交流電動機を
駆動するに際して、インバータ出力側の交流電流とイン
バータ入力側の直流電圧を検出し、前記検出電流とイン
バータのスイッチング素子に印加されるパルス信号の通
流率とからインバータのキャリア半周期の整数倍区間の
インバータ入力平均電流を算出し、この算出した平均電
流と前記検出電圧とからインバータ入力電力を算出し、
この算出電力をコンバータ入力側の交流電圧で除算して
電源電流値を生成し、インバータ入力側の検出直流電圧
とコンバータの目標出力電圧を示す出力電圧指令とから
これらの偏差を零に抑制するための電源電流指令値を生
成し、この電源電流指令値を前記電源電流値で補正し、
補正された電源電流指令値に基づいたパルス信号をコン
バータに与えてコンバータ入力側の交流電流を前記補正
された電源電流指令値に追従させる制御を行なう交流電
動機の制御方法を採用したものである。

第３の方法として、コンバータの出力電力をインバータ
で交流電力に変換し、この交流電力に変換し、この交流
電力により交流電動機を駆動するに際して、インバータ
出力側の交流電流とインバータ入力側の直流電圧を検出
し、前記検出電流とインバータのスイッチング素子に印
加されるパルス信号の通流率とからインバータのキャリ
ア半周期の整数倍区間のインバータ入力平均電流を算出
し、この算出した平均電流と前記検出電圧とからインバ
ータ入力電力を算出し、インバータ入力側の検品電圧と
コンバータの目標出力電圧を示す出力電圧指令とからこ
れらの偏差を零に抑制するための電力指令値を生成し、
この電力指令値を前記インバータ入力電力で補正し、こ
の補正された電力指令値をコンバータ入力側の交流電圧
で除算して電源電流指令値を生成し、この電源電流指令
値に基づいたパルス信号をコンバータに与えてコンバー
タ入力側の交流電流を前記電源電流指令値に追従させる
制御を行う交流電動機の制御方法を採用したものである
。

第４の方法として、コンバータの出力電力をインバータ
で交流電力に変換し、この交流電力により交流電動機を
駆動するに際して、インバータ出力側の交流電流とイン
バータ入力側の直流電圧を検出し、前記検出電流とイン
バータのスイッチング素子に印加されるパルス信号の通
流率とからインバータのキャリア半周期の整数倍区間の
インバータ入力平均電流を算出し、この算出平均電流と
コンバータの目標出方電圧を示す出力電圧指令とからイ
ンバータ入力電力を算出し、この算出電力をコンバータ
入力側の交流電圧で除算して電源電流値を生成し、イン
バータ入力側の検出電圧と前記電圧指令値とからこれら
の偏差を零に抑制するための電源電流指令値を生成し、
この指令値を前記電源電流値で補正し、補正された電源
電流指令値に基づいたパルス信号をコンバータに与えて
コンバータ入力側の交流電流を前記補正された電源電流
指令値に追従させる制御を行う交流電動機の制御方法を
採用したものである。

第５の方法として、コンバータの出力電力を複数のイン
バータで交流電力に変換し、各交流電力により複数の交
流電動機を駆動するに際して、各インバータ出力側の交
流電流とインバータ入力側の直流電圧を検出し、各検出
電流に従ってインバータのキャリア半周期の整数倍区間
におけるインバータ入力平均電流を算出し、この算出し
た平均電流と前記検出電圧とに基づいてコンバータを制
御するときに、第１乃至第４の方法のうちいずれかの方
法を適用したものである。

第１の装置として、交流電力を直流電力に変換するコン
バータと、コンバータの出力電力を交流電力に変換して
交流電動機を駆動するインバータと、交流電動機に対す
る周波数指令に従ってパルス信号を生成し、このパルス
信号をインバータに与えてインバータの出力電圧を制御
するインバータ制御手段と、インバータ出力側の交流電
流を検出する電流検出手段と、電流検出手段の検出出力
に基づいてインバータのキャリア半周期の整数倍区間に
おけるインバータ入力平均電力を算出する電力算出手段
と、電力算出手段の算出電力をコンバータ入力側の交流
電圧で除算して電源電流値を算出する電源電流値算出手
段と、インバータ入力側の直流電圧を検出する電圧検出
手段と、電圧検出手段の検出出力とコンバータの目標出
方電圧を示す直流電圧指令との偏差を零に抑制するため
の電源電流指令値を生成する電源電流指令値生成手段と
、前記電源電流指令値と前記電源電流値がら電源電流の
振幅を特定するための振＊指令を生成する振幅指令生成
手段と、コンバータ入力側の電源電流の位相を検出する
電源位相検出手段と、電源位相検出手段の検出出方と振
＠指令から交流電流指令を生成する交流電流指令生成手
段と、コンバータの入力電流を検出する入力電流検出手
段と、入力電流検出手段の検出出方と交流電流指令との
偏差を零にするためのパルス信号をコンバータに与えて
コンバータを制御するコンバータ制御手段を備えている
交流電動機の制御装置を構成したものである。

第２の装置として、交流電力を直流電力に変換するコン
バータと、コンバータの出力電力を交流電力に変換して
交流電動機を駆動するインバータと、交流電動機に対す
る周波数指令に従ってパルス信号を生成し、このパルス
信号をインバータに与えてインバータの出力電圧を制御
するインバータ制御手段と、インバータ出力側の交流電
流を検出する電流検出手段と、インバータ入力側の直流
電圧を検出する電圧検出手段と、電流検出手段の検出出
力に従ってインバータのキャリア半周期の整数倍区間に
おけるインバータ入力平均電流を算出する平均電流算出
手段と、平均電流算出手段の算出電流と前記電圧検出手
段の検出出力からインバータ入力平均電力を算出する電
力算出手段と、電力算出手段の算出電力をインバータ入
力側の交流電圧で除算して電源電流値を生成する電源電
流値算出手段と、電圧検出手段の出方とコンバータの目
標出方電圧を示す出力電圧指令との偏差を零に抑制する
ための電源電流指令値を生成する電源電流指令値生成手
段と、前記電源電流指令値と前記電源電流値から電源電
流の振幅を特定するための振幅指令を生成する振幅指令
生成手段と、コンバータ入力側の交流電源の位相を検出
する電源位相検出手段と、電源位相検出手段の検出ａカ
と振幅指令から交流電源指令を生成する交流電流指令生
成手段と、コンバータの入力電流を検出する入力電流検
出手段と、入力電流検出手段の検出出力と交流電流指令
との偏差を零に抑制するためのパルス信号をコンバータ
に与えてコンバータを制御するコンバータ制御手段とを
備えている交流電動機の制御装置を構成したものである
。

第３の装置として、交流電力を直流電力に変換するコン
バータと、コンバータの出力電力を交流電力に変換して
交流電動機を駆動するインバータと、交流電動機に対す
る周波数指令に従ってパルス信号を生成し、このパルス
信号をインバータに与えてインバータの出力電圧を制御
するインバータ制御手段と、インバータ出力側の交流電
流を検出する電流検出手段と、電流検出手段の検出出力
に基づいてインバータのキャリア半周期の整数倍区間に
おけるインバータ入力平均電流を算出する平均電流算出
手段と、平均電流算出手段の算出電流と前記電圧検出手
段の検出出力とからインバータ入力平均電力を算出する
電力算出手段と、前記電圧検出手段の検出出力とコンバ
ータの目標出力電圧を示す出力電圧指令との偏差を零に
抑制するための電力指令値を生成する電力指令値生成手
段と、前記電力指令値を前記電力算出手段の算出電力で
補正する電力指令値補正手段と、補正された電力指令値
をコンバータ入力側の交流電圧で除算して電源電流の振
幅指令を生成する振幅指令生成手段と、コンバータ入力
側の交流電源の位相を検出する電源位相検出手段と、電
源位相検出手段の検出出力と振幅指令から交流電流指令
を生成する交流電流指令生成手段と、コンバータの入力
電流を検出する入力電流検出手段と、入力電流検出手段
の検出出力と交流電流指令との偏差を零に抑制するため
のパルス信号をコンバータに与えてコンバータを制御す
るコンバータ制御手段とを備えている交流電動機の制御
装置を構成したものである。

第４の装置として、交流電力を直流電力に変換するコン
バータと、コンバータの出力電力を交流電力に変換して
交流電動機を駆動するインバータと、交流電動機に対す
る周波数指令に従ってパルス信号を生成し、このパルス
信号をインバータに与えてインバータの出力電圧を制御
するインバータ制御手段と、インバータ出力側の交流電
流を検出する電流検出手段と、インバータ入力側の直流
電圧を検出する電圧検出手段と、電流検出手段の検出出
力に従ってインバータのキャリア半周期の整数倍区にお
けるインバータ入力平均電流を算出する平均電流算出手
段と、平均電流算出手段の算出電流とコンバータの目標
出力電圧を示す直流電圧指令とからインバータ入力平均
電力を算出する電力算出手段と、この電力算出手段の算
出電力をコンバータ入力側の交流電圧で除算して電源電
流値を算出する電源電流値算出手段と、前記直流電圧指
令と前記電圧検出手段の検出出力との偏差を零に抑制す
るための電源電流指令値を生成する電源電流指令値生成
手段と、前記電源電流指令値を前記電源電流値で補正し
て電源電流の振幅指令を生成する振幅指令生成手段と、
コンバータ入力側の交流電源の位相を検出する電源位相
検出手段と、電源位相検出手段の検出出力と振幅指令か
ら交流電流指令を生成する交流電流指令生成手段と、コ
ンバータの入力電流を検出する入力電流検出手段と、入
力電流検出手段の検出出力と交流電流指令との偏差を零
に抑制するためのパルス信号をコンバータに与えてコン
バータを制御するコンバータ制御手段とを備えている交
流電動機の制御装置を構成したものである。

第５の装置として、交流電力を直流電力に変換するコン
バータと、コンバータの出力電力を交流電力に変換して
複数の交流電動機をそれぞれ駆動する複数のインバータ
と、各交流電動機に対する周波数指令に従ってパルス信
号を生成し、このパルス信号を各インバータに与えて各
インバータの出力電圧を制御する複数のインバータ制御
手段と。

各インバータ出力側の交流電流を検出する複数の電流検
出手段と、各電流検出手段の検出出力の総和に従ってイ
ンバータのキャリア半周期の整数倍区におけるインバー
タ入力平均電流を算出する平均電流算出手段とを有する
と共に、平均電流算出手段の算出電流とインバータ入力
側の電気量に基づいてコンバータを制御する手段として
、第１乃至第６の装置のうちいずれかの装置のものを有
する交流電動機制御装置を構成したものである。

第２乃至第５の装置のうちいずれか１つの装置を含む第
６の装置として、平均電流算出手段は、インバータに印
加されるパルス信号の通流率とインバータのキャリア半
周期の整数倍区における電流検出手段の検出電流とを各
相毎に積算し、この積算値の総和からインバータ入力平
均電流を算出してなる交流電動機の制御装置を構成した
ものである。

〔作用〕

インバータの瞬時の入力電流は、各相毎のインバータ正
アームがオンとなる期間中の電動機電流の和と等しくな
る。このことからインバータ入力電流は電動機電流の振
幅に近い正負のりツプル電流となり、フィルタで平滑す
る必要がある。このため、本発明では、瞬時のインバー
タ出力側流と等価な電流を検出するために、インバータ
出力側の交流電流を検出し、この検出電流からインノ（
−タ入力平均電流と等価な電流を検出することとしてい
る。即ち、インバータ入力平均電流として例えば、イン
バータに印加されるパルス信号のキャリア周期Ｔｃ間に
おける通流率（インノベータ正アームのオン時間Ｔｏｎ
とキャリア周期Ｔｃとの比率Ｔｏｎ／Ｔｃ）とインバー
タ出力側の交流電流とを各相毎に乗算し、乗算値の総和
を求めることとしている。つまりキャリア周期間の平均
電流を算出し、算出した平均電流からインバータ入力電
力を算出し、この算出電力を基にコンバータを制御する
こととしている。このため、リップル成分の影響を受け
ない電源電流値を生成することができ、この電源電流値
に従ってコンバータへ交流電流を流し込めば、電動機の
負荷が急激に変動しても、この変動に追従してコンバー
タに必要な交流電力を供給することが可能となり、コン
バータの出力電圧の変動を抑制することができる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１図において、交流電源１から交流電力がリアクトル
２を介してコンバータ３に供給されており、この交流電
力はコンバータ３において直流電力に変換され、平滑コ
ンデンサ４とインバータ６に供給されている。インバー
タ６はコンバータ３からの直流電力を三相交流電力に変
換し交流電動機５へ供給するようになっている。コンバ
ータ３は電流制御器１７からのＰＷＭ信号によって制御
され、インバータ６はインバータ制御器７からのＰＷＭ
信号によって制御されるようになっている。

コンバータ３を制御するに際しては、平滑コンデンサ４
両端の電圧を検出する電圧検出器２５の検出出力と直流
電圧指令Ｖｏｃ＊との偏差に応じた電源電流指令Δ工ｑ
ｌｋを電圧補償器８で生成し。

この指令と電源電流値ＩｑＬとを加算器１３で加算し、
リミッタ１４を介して電源電流の振幅指令Ｉｑ本を生成
し、この指令と電源位相検出器１６で検出された位相Ｏ
Ｒとを基に電流指令発生回路１５で三相の交流電流指令
１本を生成し、この三相交流電流指令と電流検出器１７
の検出電流ｉとの偏差を零に制御するためのＰＷＭ信号
を電流制御器１８で生成し、このＰＷＭ信号によってコ
ンバータ３を制御するようになっている。すなわち、三
相交流電流指令１本と実電流ｉとが一致するようにＰＷ
Ｍ信号に従ってコンバータ３が制御されるようになって
いる。なお５三相交流電源ｌを算出するに際しては、Ｒ
相の位相θＲと振幅指令Ｉｑ木を基に次の（１）〜（３
）式に従って算出するようになっている。

ＩＲ本＝Ｉｑ本・ｓｉｎθＲ・・・・・・・・（１）Ｉ
ｓ本＝Ｊｑ本・５ｉｎ（θＲ−２／３π）　　・・−−
・（２）Ｉｒ＊＝−（ｉｎ本＋ｉｓ＊）　　　　　　　
・・・・・・・・・（３）一方、インバータ６は一次周
波数指令ｆ１本に従ってインバータ制御器７からのＰＷ
Ｍ信号によって制御され、電源電流値ＩｑＬは、電流検
出器１０の検品電流ｉｕ、ｉｖとインバータ制御器７の
出力である通流率δ　（δυ、δＶ、δＷ）に基づいて
、マイクロコンピュータで構成される演算部９、乗算器
１１とゲイン１２によって算出されるようになっている
。

インバータ制御器７は、第２図に示されるように、積分
器１９、ＫＨ／　ｆ　１　＊パターン発生器２０、変調
波指令発生器２１、三角波発生器２２、比較器２３、通
流率演算器２４を備えて構成されている。積分器１９及
びパターン発生器２０に周波数指令ｆ１本が入力される
と、パターン発生器２０からは一次電圧の大きさに対応
した変調波Ｍ本の振幅比の指令ＫＨが出力され、積分器
１９からは指令１１本を積分した位相指令θ＊が出力さ
れる。これらの指令が変調波指令発生器２１に入力され
ると、次の（４）〜（６）式に示される式に従って各相
毎の変調波指令が出力される。

Ｍｕ　＊　＝　ＫＨ−Ｂｉｎθ＊　　　　　　　　　・
−・−（４）Ｍｖ＊　＝　ＫＭ−ｓｉｎ　（θ＊　　２
／　３　π）　　・・・−（５）Ｍｗ＊　＝　ＫＭ−ｓ
ｉｎ　（θ＊−４／　３　π）　・−・＝・・（６）こ
こで、ＫＨは三角波の振幅に対する変調波振幅の比を示
す。変調波指令発生器２１から（４）弐〜（６）式に示
され、る変調波Ｍ本が出力されると、比較器２３におい
て三角波発生器２２からの三角波信号（１〜２ＫＨｚ）
と三角波のキャリア周期Ｔｃ毎に比較され、比較器２３
からＰ　Ｗ　Ｍ信号が出力される。一方、変調波Ｍ＊が
通流率演算器２４に入力されると、次の（７）弐〜（９
）式に従って通流率の演算が行われる。

δυ＝−（１＋Ｍｃ＊）　　　　　　　　　・・・・（
７）δｖ：＝−（１＋ＭＶｌ　）　　　　　　　　　　
　　・・・・・・（８）δｗ＝　　　（１＋Ｍｙ本）　
　　　　　　　　　・・・・・・（９）ここで、通流率
δはキャリア周期Ｔｃ間における各相のパルス信号、オ
ン時間の比率を表わしており、通常、０≦δ≦１の範囲
の値である。

演算器２４により算出された通流率δは演算部９に入力
され、演算部９において、電流検出器１０の検出電流と
共に次の（１０）式に従ってインバータ入力平均電流Ｉ
ＤＣの算出が行われる。

Ｉｏｃ＝ｉｕ・δＵ十ｉｖ・δｖ＋ｉｗ・δｗ−−（１
０）（１０）式に従ってインバータ６に印加されるパル
ス信号の各相の通流率とインバータ出力側の各相の交流
電流とを乗算し、各乗算値の総和から電流を求めれば、
この電流はインバータ入力平均電流と等価な電流となる
。即ち、キャリア周期Ｔｃ間においては電動機５の入力
電流はほとんど変化しないと考え、インバータ６の平均
的な入力電流を（１０）式から求めることとしている。

ここで、通流率δは一般的には、次の（１１）弐〜（１
３）式で与えられ、正弦波ＰＷＭ変調の場合には（７）
弐〜（９）式を用いることになる。

Ｔυ δ。＝□　　　　　　　　　　　　・旧・・（１１）Ｔ
ｃ ｖ δＶ＝□　　　　　　　　　　　　　　　　　・・・・
・・（１２）Ｔｃ ｗ δ、＝□　　　　　　　　　　　　　　　　　・・・・
・・（１３）Ｔｃ このように、インバータ入力平均電流はキャリア周期Ｔ
ｃ間におけるインバータの入力電流を平均化した電流と
なり、リップル分の少ない直流電流として用いることが
できる。なお、本実施例ではキャリア周期毎の通流率か
ら（１ｏ）式によりＩＤＣを求めたが、キャリア半周期
Ｔ　ｃ　／　２の整数倍区間の通流率から求めても同様
に検出できる。

また、３相ＰＷＭ信号の（０，０，０）区間と（１，１
，１）区間は一般的に零電圧ベクトル区間と呼ばれてお
り、この区間はインバータ入力電流は流れない。そこで
、この零電圧ベクトル区間を除いた区間での通流率から
求めても同様に検出できる。

演算部９で算出されたインバータ入力平均電流ＩＤＣは
演算器１１で、インバータ６の入力電圧を検出する電圧
検出器２５の検出電圧ＶＤＣと乗算され、インバータ入
力平均電力ＰＬが算出されるようになっている。この算
出電圧ＰＬはゲイン１２で交流電源１の電源電圧３Ｖｅ
によって除算され、電源電流値Ｉ（ＩＬに変換されるよ
うになっている。

この電源電流値ＩｑＬに基づいてコンバータ３を制御す
れば、インバータ入力平均電流ＩＤＣがリップル成分の
少ない値でかつ瞬時に検出されるので、インバータ６の
負荷が急激に変化しても、この負荷の変動に合せてイン
バータ３へ電源電流を流し込むことができ、コンバータ
３の直流電圧の変動および電動機５のトルク変動を抑制
することが可能となる。又算出電力Ｐｔ、はリップル成
分が小さいので、電源電流値ＩｑＬの値も略一定となり
、電源電流の振幅指令Ｉｑ＊を略一定に維持することが
可能となり、力率１で低次高調波成分の少ない正弦波状
の電源電流を得ることができる。

次に、第３図に示されるように、加算器１３とリミッタ
１４との間にゲイン１２を挿入し、乗算器１１の出力を
加算器１３に入力し、電圧補償器８を電力指令値生成手
段として用いることも可能である。即ち、電圧補償器８
で直流電圧指令値Ｖｏｃと直流電圧指令ＶＤＣ＊と比較
し、これらの偏差を零に抑制するための電力指令値△ｐ
ｑを生成し、この電力指令値ΔＰｑを加算器１３で加算
し、加算器１３から加算された電力指令値Ｐｑを出力す
る。そしてこの電力指令値Ｐｑをゲイン１２の電源電圧
で除算し、得られた値をリミッタ１４を介して電源電流
の振幅指令１（Ｉｔとして生成する。

本実施例においても、前記実施例と同様な効果を得るこ
とができる。

次に、第４図に示されるように、ゲイン１２の代わりに
乗算器２６を用い、インバータ入力平均電流Ｉｏｃと直
流電圧指令ＶＤＣ木とを乗算し、乗算して得られ−た電
力に交流型ＷＸ１の交流電圧を除算して電源電流値Ｉｑ
Ｌを算出することによっても前記実施例と同様な効果を
得ることができる。この場合、直流電圧指令ＶＤＣ＊：
インバータ６の入力電圧ＶＤＣとした場合近似的な負荷
補償を行うことができる。

次に、１台のコンバータに複数台のインバータが並列接
続された場合の実施例を第５図により説明する。

コンバータ３の出力側には平滑コンデンサ４Ａ〜４Ｎと
インバータ６Ａ〜６Ｎがそれぞれ並列に接続されており
、各インバータの出力側には交流電動機５Ａ〜５Ｎが接
続されている。そして各インバータ６Ａ〜６Ｎの出力側
には電流検出器１０Ａ〜ＩＯＮが設けられていると共に
各インバータにはインバータ制御器７Ａ〜７Ｎ、演算部
９Ａ。

９Ｎが設けられている。そして演算部９Ａ〜９Ｎの出力
が加算器２７に入力されるようになっている。

本実施例においては、演算部９Ａ〜９Ｎにおいて、各イ
ンバータ６Ａ〜６Ｎのインバータ入力平均電流ＩＤＣＡ
〜ＩｏｃＮを演出し、これらの算出値を加算器２７で加
算し、インバータ全体のインバータ入力平均電流を求め
ることとしている。そして加算器２７の出力電流Ｉｏｃ
を乗算器１１へ入力し、インバータ全体の入力電力ＰＬ
を求めることとしている。

本実施例においても、前記実施例と同様に、各交流電動
機５Ａ〜５Ｎのトルクが変動しても、このトルク変動に
対応した電源電流が即座にコンバータ３に入力されるた
め、各交流電動機のトルク変動を抑制することができる
と共に正弦波状の電源電流をコンバータ３へ流すことが
できる。

又前記各実施例においては、インバータ６の入力電流を
検出しなくてもインバータ入力平均電流を求めることが
できるため、インバータ６入力端の電流を検出する電流
検出器が不要となり、コスト低減に寄与することができ
る。

また１本発明で速入たインバータ入力平均電流検出方法
は、直流量で瞬時にインバータ入力電流を検出できるた
め、コンバータ制御のみならず、各種電動機制御の検出
器として適用できる。例えば、この検出器は、誘導電動
機の軽負荷時の振動抑制用としても使用できる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、インバータ入力
平均電流と等価な電流をインバータの出力電流から求め
、この電流値を基にコンバータを制御するようにしてい
るため、負荷の急激な変化に対しても即座に負荷の変動
分に応じた電源電流をコンバータに流すことができ、コ
ンバータの出力電圧の変動及び電動機のトルク変動の低
減を図ることが可能となる。又、インバータ入力電力を
。

インバータ入力平均電流を基に算出しているため。

負荷の変動による電源電流値が一定の直流量となり、力
率１で低次高調波成分の少ない正弦波状の電源電流をコ
ンバータに流すことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す構成図、第２図はイン
バータ制御器の構成図、第３図は本発明の第２実施例を
示す構成図、第４図は本発明の第３実施例を示す構成図
、第５図は本発明の第４実施例を示す構成図である。 １・・・交流電源、　　　　３・・・コンバータ、６・
・・インバータ、　　　７・・・インバータ制御器、９
・・・演算部、　　　　１０・・・電流検出器、１１・
・・乗算器、　　　　１２・・・ゲイン、１３・・・加
算器、　　　　１４・・・リミッタ、１５・・・電流指
令発生回路、 １６・・・電源位相検品器、 １７・・・電流検出器、　１８・・・電流制御器、１ 変調波指令発生器、 ２４・・・通流率演算器。 ２５・・・電圧検出器、 ２６・・・乗算器、 ２７・・・加算器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、コンバータの出力電力をインバータで交流電力に変
   換し、この交流電力により交流電動機を駆動するに際し
   て、インバータ出力側の交流電流とインバータ入力側の
   直流電圧を検出し、この検出電流に従ってインバータの
   キャリア半周期の整数倍区間のインバータ入力平均電流
   を算出し、この算出した平均電流と前記検出直流電圧と
   からインバータ入力電力を算出し、この算出電力をコン
   バータ入力側の交流電圧で除算して電源電流値を生成し
   、インバータ入力側の検出直流電圧とコンバータの目標
   出力電圧を示す出力電圧指令とからこれらの偏差を零に
   抑制するための電源電流指令値を生成し、この電源電流
   指令値を前記電源電流値で補正し、補正された電源電流
   指令値に基づいたパルス信号をコンバータに与えてコン
   バータ入力側の交流電流を前記補正された電源電流指令
   値に追従させる制御を行なう交流電動機の制御方法。 ２、コンバータの出力電力をインバータで交流電力に変
   換し、この交流電力により交流電動機を駆動するに際し
   て、インバータ出力側の交流電流とインバータ入力側の
   直流電圧を検出し、前記検出電流とインバータのスイッ
   チング素子に印加されるパルス信号の通流率とからイン
   バータのキャリア半周期の整数倍区間のインバータ入力
   平均電流を算出し、この算出した平均電流と前記検出電
   圧とからインバータ入力電力を算出し、この算出電力を
   コンバータ入力側の交流電圧で除算して電源電流値を生
   成し、インバータ入力側の検出直流電圧とコンバータの
   目標出力電圧を示す出力電圧指令とからこれらの偏差を
   零に抑制するための電源電流指令値を生成し、この電源
   電流指令値を前記電源電流値で補正し、補正された電源
   電流指令値に基づいたパルス信号をコンバータに与えて
   コンバータ入力側の交流電流を前記補正された電源電流
   指令値に追従させる制御を行なう交流電動機の制御方法
   。 ３、コンバータの出力電力をインバータで交流電力に変
   換し、この交流電力に変換し、この交流電力により交流
   電動機を駆動するに際して、インバータ出力側の交流電
   流とインバータ入力側の直流電圧を検出し、前記検出電
   流とインバータのスイッチング素子に印加されるパルス
   信号の通流率とからインバータのキャリア半周期の整数
   倍区間のインバータ入力平均電流を算出し、この算出し
   た平均電流と前記検出電圧とからインバータ入力電力を
   算出し、インバータ入力側の検出電圧とコンバータの目
   標出力電圧を示す出力電圧指令とからこれらの偏差を零
   に抑制するための電力指令値を生成し、この電力指令値
   を前記インバータ入力電力で補正し、この補正された電
   力指令値をコンバータ入力側の交流電圧で除算して電源
   電流指令値を生成し、この電源電流指令値に基づいたパ
   ルス信号をコンバータに与えてコンバータ入力側の交流
   電流を前記電源電流指令値に追従させる制御を行う交流
   電動機の制御方法。 ４、コンバータの出力電力をインバータで交流電力に変
   換し、この交流電力により交流電動機を駆動するに際し
   て、インバータ出力側の交流電流とインバータ入力側の
   直流電圧を検出し、前記検出電流とインバータのスイッ
   チング素子に印加されるパルス信号の通流率とからイン
   バータのキャリア半周期の整数倍区間のインバータ入力
   平均電流を算出し、この算出平均電流とコンバータの目
   標出力電圧を示す出力電圧指令とからインバータ入力電
   力を算出し、この算出電力をコンバータ入力側の交流電
   圧で除算して電源電流値を生成し、インバータ入力側の
   検出電圧と前記電圧指令値とからこれらの偏差を零に抑
   制するための電源電流指令値を生成し、指令値を前記電
   源電流値で補正し、この補正された電源電流指令値に基
   づいたパルス信号をコンバータに与えてコンバータ入力
   側の交流電流を前記補正された電源電流指令値に追従さ
   せる制御を行う交流電動機の制御方法。 ５、コンバータの出力電力を複数のインバータで交流電
   力に変換し、各交流電力により複数の交流電動機を駆動
   するに際して、各インバータ出力側の交流電流とインバ
   ータ入力側の直流電圧を検出し、各検出電流に従ってイ
   ンバータのキャリア半周期の整数倍区間におけるインバ
   ータ入力平均電流を算出し、この算出した平均電流と前
   記検出電圧とに基づいてコンバータを制御するときに、
   請求項１、２、３又は４記載の制御方法を適用する交流
   電動機の制御方法。 ６、交流電力を直流電力に変換するコンバータと、コン
   バータの出力電力を交流電力に変換して交流電動機を駆
   動するインバータと、交流電動機に対する周波数指令に
   従ってパルス信号を生成し、このパルス信号をインバー
   タに与えてインバータの出力電圧を制御するインバータ
   制御手段と、インバータ出力側の交流電流を検出する電
   流検出手段と、電流検出手段の検出出力に基づいてイン
   バータのキャリア半周期の整数倍区間におけるインバー
   タ入力平均電力を算出する電力算出手段と、電力算出手
   段の算出電力をコンバータ入力側の交流電圧で除算して
   電源電流値を算出する電源電流値算出手段と、インバー
   タ入力側の直流電圧を検出する電圧検出手段と、電圧検
   出手段の検出出力とコンバータの目標出力電圧を示す直
   流電圧指令との偏差を零に抑制するための電源電流指令
   値を生成する電源電流指令値生成手段と、前記電源電流
   指令値と前記電源電流値から電源電流の振幅を特定する
   ための振幅指令を生成する振幅指令生成手段と、コンバ
   ータ入力側の電源電流の位相を検出する電源位相検出手
   段と、電源位相検出手段の検出出力と振幅指令から交流
   電流指令を生成する交流電流指令生成手段と、コンバー
   タの入力電流を検出する入力電流検出手段と、入力電流
   検出手段の検出出力と交流電流指令との偏差を零にする
   ためのパルス信号をコンバータに与えてコンバータを制
   御するコンバータ制御手段を備えている交流電動機の制
   御装置。 ７、交流電力を直流電力に変換するコンバータと、コン
   バータの出力電力を交流電力に変換して交流電動機を駆
   動するインバータと、交流電動機に対する周波数指令に
   従ってパルス信号を生成し、このパルス信号をインバー
   タに与えてインバータの出力電圧を制御するインバータ
   制御手段と、インバータ出力側の交流電流を検出する電
   流検出手段と、インバータ入力側の直流電圧を検出する
   電圧検出手段と、電流検出手段の検出出力に従ってイン
   バータのキャリア半周期の整数倍区間におけるインバー
   タ入力平均電流を算出する平均電流算出手段と、平均電
   流算出手段の算出電流と前記電圧検出手段の検出出力か
   らインバータ入力平均電力を算出する電力算出手段と、
   電力算出手段の算出電力をインバータ入力側の交流電圧
   で除算して電源電流値を生成する電源電流値算出手段と
   、電圧検出手段の出力とコンバータの目標出力電圧を示
   す出力電圧指令との偏差を零に抑制するための電源電流
   指令値を生成する電源電流指令値生成手段と、前記電源
   電流指令値と前記電源電流値から電源電流の振幅を特定
   するための振幅指令を生成する振幅指令生成手段と、コ
   ンバータ入力側の交流電源の位相を検出する電源位相検
   出手段と、電源位相検出手段の検出出力と振幅指令から
   交流電源指令を生成する交流電流指令生成手段と、コン
   バータの入力電流を検出する入力電流検出手段と、入力
   電流検出手段の検出出力と交流電流指令との偏差を零に
   抑制するためのパルス信号をコンバータに与えてコンバ
   ータを制御するコンバータ制御手段とを備えている交流
   電動機の制御装置。 ８、交流電力を直流電力に変換するコンバータと、コン
   バータの出力電力を交流電力に変換して交流電動機を駆
   動するインバータと、交流電動機に対する周波数指令に
   従ってパルス信号を生成し、このパルス信号をインバー
   タに与えてインバータの出力電圧を制御するインバータ
   制御手段と、インバータ出力側の交流電流を検出する電
   流検出手段と、電流検出手段の検出出力に基づいてイン
   バータのキャリア半周期の整数倍区間におけるインバー
   タ入力平均電流を算出する平均電流算出手段と、平均電
   流算出手段の算出電流と前記電圧検出手段の検出出力と
   からインバータ入力平均電力を算出する電力算出手段と
   、前記電圧検出手段の検出出力とコンバータの目標出力
   電圧を示す出力電圧指令との偏差を零に抑制するための
   電力指令値を生成する電力指令値生成手段と、前記電力
   指令値を前記電力算出手段の算出電力で補正する電力指
   令値補正手段と、補正された電力指令値をコンバータ入
   力側の交流電圧で除算して電源電流の振幅指令を生成す
   る振幅指令生成手段と、コンバータ入力側の交流電源の
   位相を検出する電源位相検出手段と、電源位相検出手段
   の検出出力と振幅指令から交流電流指令を生成する交流
   電流指令生成手段と、コンバータの入力電流を検出する
   入力電流検出手段と、入力電流検出手段の検出出力と交
   流電流指令との偏差を零に抑制するためのパルス信号を
   コンバータに与えてコンバータを制御するコンバータ制
   御手段とを備えている交流電動機の制御装置。 ９、交流電力を直流電力に変換するコンバータと、コン
   バータの出力電力を交流電力に変換して交流電動機を駆
   動するインバータと、交流電動機に対する周波数指令に
   従ってパルス信号を生成し、このパルス信号をインバー
   タに与えてインバータの出力電圧を制御するインバータ
   制御手段と、インバータ出力側の交流電流を検出する電
   流検出手段と、インバータ入力側の直流電圧を検出する
   電圧検出手段と、電流検出手段の検出出力に従ってイン
   バータのキャリア半周期の整数倍区間におけるインバー
   タ入力平均電流を算出する平均電流算出手段と、平均電
   流算出手段の算出電流とコンバータの目標出力電圧を示
   す直流電圧指令とからインバータ入力平均電力を算出す
   る電力算出手段と、この電力算出手段の算出電力をコン
   バータ入力側の交流電圧で除算して電源電流値を算出す
   る電源電流値算出手段と、前記直流電圧指令と前記電圧
   検出手段の検出出力との偏差を零に抑制するための電源
   電流指令値を生成する電源電流指令値生成手段と、前記
   電源電流指令値を前記電源電流値で補正して電源電流の
   振幅指令を生成する振幅指令生成手段と、コンバータ入
   力側の交流電源の位相を検出する電源位相検出手段と、
   電源位相検出手段の検出出力と振幅指令から交流電流指
   令を生成する交流電流指令生成手段と、コンバータの入
   力電流を検出する入力電流検出手段と、入力電流検出手
   段の検出出力と交流電流指令との偏差を零に抑制するた
   めのパルス信号をコンバータに与えてコンバータを制御
   するコンバータ制御手段とを備えている交流電動機の制
   御装置。 １０、交流電力を直流電力に変換するコンバータと、コ
   ンバータの出力電力を交流電力に変換して複数の交流電
   動機をそれぞれ駆動する複数のインバータと、各交流電
   動機に対する周波数指令に従ってパルス信号を生成し、
   このパルス信号を各インバータに与えて各インバータの
   出力電圧を制御する複数のインバータ制御手段と、各イ
   ンバータ出力側の交流電流を検出する複数の電流検出手
   段と、各電流検出手段の検出出力の総和に従ってインバ
   ータのキャリア半周期の整数倍区間におけるインバータ
   入力平均電流を算出する平均電流算出手段とを有すると
   共に、平均電流算出手段の算出電流とインバータ入力側
   の電気量に基づいてコンバータを制御する手段として、
   請求項６、７、８又は９記載のものを有する交流電動機
   制御装置。 １１、平均電流算出手段は、インバータに印加されるパ
   ルス信号の通流率とインバータのキャリア半周期の整数
   倍区間における電流検出手段の検出電流とを各相毎に積
   算し、この積算値の総和からインバータ入力平均電流を
   算出してなる請求項７、８、９又は１０記載の交流電動
   機制御装置。