JPH0417570A - インバータの電圧制御方法 - 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】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） 本発明は、インバータ装置の出力電圧の制御方法に関す
る。

（従来の技術） 従来のインバータ装置の出力電圧制御系の例を第４図を
用いて説明する。本従来例は、三相３線出力の場合であ
り、１はインバータ、２はインバータ１の出力電圧の波
形改善を行うフィルタ回路、３はインバータ１の負荷で
ある。４は検出したインバータ１の出力電圧信号を回転
座標（３相）系から直交座標（α、βの２相）の電圧信
号Ｖα　、ｙβに変換するαβ軸座標変換演算器、１４
（θ＊）、１５（Ｖα＊）、　　（１６Ｖβ＊）はそれ
ぞれ位相基準、α軸電圧基準、β軸電圧基準である。Ｖ
α、■α本およびＶβ、Ｖβ＊はそれぞれα軸制御器６
．β軸制御器７によってα軸、β軸座標系の操作量Ｖα
＊＊、Ｖβ＊＊を発生する。

この操作量Ｖα＊＊、■β＊＊は直交座標系から回転座
標系に変換するａｂｃ軸座標変換演算器５を通してイン
バータ１のゲート信号に変換される。

なお、α軸制御器６．β軸制御器７はインバタ１が与え
られた電圧基準Ｖα＊、Ｖβ＊に応じた正弦波の出力電
圧を発生するよう制御を行うもので、これには種々の方
式があり、その代表的な例を第５図に示す。同図におい
て、１８はゲインＫｉの積分演算器、１９はゲインＫｐ
の比例演算器であり、信号入力である電圧基準（Ｖα＊
またはＶβ＊）と電圧帰還（ＶαまたはＶβ）とから比
例積分制御によって操作量（Ｖα＊＊またはＶβ＊＊）
を発生させる。

また、この他に例えば、特願昭６３−１９５２４４号「
インバータの制御装置」あるいは特願昭６３−２６２８
７０号インバータの電圧制御方法」などにその詳細例が
述べられている。またαβ軸座標系に関してはその詳細
が丸善株式会社発行　宮入庄太著「電気・機械エネルギ
ー変換工学」９・５αβ変換（ｐ　ｐ　１４７〜１５０
、昭和５１年刊）に示されている。以上のように制御器
に関しては種々の方法が提案・発表されており、周知の
技術なのでここでは詳細な説明は省略する。またインバ
ータ１は交流または直流を所望の交流に変換する装置で
あり、その構成および動作等も周知のため詳細な説明は
省略する。なお、上記の各制御器、演算器などは一般に
マイクロ・プロセッサによって演算が行われることが多
い。

（発明が解決しようとする課題） 従来のインバータ装置では負荷３が急変した場合などに
インバータ出力電圧の変動が大きいという問題があった
。例えば、第６図に示すように、負荷電流ｉが急激に大
きくなった場合、負荷電流の急増にともなって電圧が過
渡的に低下してしまう。これは、一般にインバータ装置
の制御系全体の安定性のために、α軸制御器６．β軸制
御器７の各制御ゲイン（例えばＫｉ、Ｋｐ等）をあまり
高くできないことに起因している。この電圧低下が大き
いと、インバータとしての本来の機能が失われることに
なり、負荷３のシステムダウンにつながる場合がある。

特に、負荷３がコンピュータの場合は、これがデータ喪
失などの重大事故の原因となる可能性がある。また、逆
に電流が急減した場合は、負荷電圧が過渡的に過大にな
り、負荷３が過電圧のために破損してしまう可能性があ
る。

本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたものであり、
インバータ装置において、負荷電流か急変した場合など
でも出力電圧の変動か小さいインバータの電圧制御方法
を提供することを目的とする。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するため本発明のインバータの電圧制御
方法は、出力基準電圧と出力帰還電圧とに基ずき正弦波
状の出力電圧を得るような操作電圧を印加してインバー
タを制御するインバータの電圧制御方法において、前記
出力基準電圧と前記出力帰還電圧との比を乗じて前記操
作電圧を修正するようにしたものである。

（作用） インバータの出力電圧が小さくなれば帰還電圧が小さく
なり、インバータの出力電圧が大きくなれば帰還電圧は
大きくなる。故に出力基準電圧を出力帰還電力で割った
値は上述の逆の関係を表す。

つまりインバータの出力電圧か小さくなれば割った値は
大きくなり、インバータの出力電圧が大きくなれば割っ
た値は小さくなる。そこでこの割った値を操作電圧に乗
じて操作電圧を修正すればインバータの出力電圧をほぼ
一定に保持できる。

（実施例） 以下本発明の実施例と第１図〜第３図を用いて説明する
。第１図は第１実施例の構成を示すブロック図である。

なお第４図と同一符号は同一機能を有する部機や信号を
表す。第１図において８゜９はα軸、β軸成分からこの
ベクトルの大きさを演算するベクトル演算器である。α
軸、β軸成分の入力をそれぞれｘ、ｙとすると、出力と
して、ｘ　２　＋　ｙ　２７を演算する。１０は下限リ
ミッタで、後述する除算器１１の除算である出力電圧検
出回値勺βＶａ’　＋Ｖ／３’７が零になった場合に、
零除算を防止するだめのものである。１１は除算器で入
力信号ＶＦＢ、Ｖ＊に対して出力としてＶ＊／ＶＦＢを
演算する。１２．１３は掛算器で、除算器１１の出力Ｖ
＊／　Ｖ　ＦＢとα軸制御器６．β軸制御器７によって
得られたα軸操作量Ｖα＊＊、β軸操作量Ｖβ＊＊とを
掛は合わせて、ａｂｃ軸座標変換演算器５の入力である
■α＊＊＊、Ｖβ＊＊＊を演算するためのものである。

これらは他の演算器と同様にマイクロ・プロセッサによ
って容易に演算を行うことができる。

次に本実施例の動作を第２図を用いて説明する。

第２図に示すように負荷３の変化など何らかの要因によ
って、インバータ装置の出力電圧が変化した場合、出力
電圧検出値 ＶＦＢ（−Ｖａ”　＋Ｖ１３”　） が変化する。この場合、α軸制御器６．β軸制御器７に
よって演算された操作量Ｖα＊＊、Ｖβ＊＊に、除算器
１１によって演算されるＶＰＢと出力電圧基準値Ｖ＊　
　（−Ｖａ＊２＋■β＊２）の比である補正ゲインｖ＊
／ｖＰＢを掛は合わせることによって速やかに補正を行
うことができる。すなわち、ａｂＣ軸座標変換演算器５
の信号入力であるＶα＊＊＊。

Ｖ　β＊＊＊＊を Ｖ　ａ＊ｉＦ＊　＝　（Ｖ　＊／ＶＰＢ）　　＃　Ｖ　
ａ＊＊Ｖβ＊＊＊　−（Ｖ＊／ＶＰＢ）−Ｖβ＊＊２°
、　Ｖα＊＊＊２＋ｖβ＊＊＊２ −　（Ｖ＊　／ＶＦＢ）　・Ｖａ＊＊２＋Ｖ１３ｔ＊２
とすることにより、インバータの電圧帰還値ＶＦＲが出
力電圧基準より小さくなると補正ゲイン（Ｖ＊／ＶＦＲ
）が１より大きくなって出力電圧が増加するように補正
を行い、インバータの電圧帰還値が出力電圧基準より大
きくなると補正ゲイン（Ｖ　＊　／　Ｖ　ＦＲ）が１よ
り小さくなって出力電圧が減少するように補正を行う。

次に第２実施例を第３図を用いて説明する。

第３図において１７はゲインに倍の比例演算器である。

本実施例の場合、基本動作は第１実施例と同様であるが
、Ｖα＊本、Ｖββ木本対する補正ゲインをＶ＊／ＶＦ
Ｒに対して１を中心にに倍したもので、 ＶａＨ＊　２＋ｖβ＊＊＊２ −　（Ｋｘ　（Ｖ＊　／ＶＦＲ−１）＋）Ｘ　　　Ｖ　
α　１＊２　＋ｖ　　β＊本２となる。比例演算器１７
のゲインにの値が１の場合は、第１実施例と同一の特性
であり、Ｋの値が１より大きい場合は、第１実施例に比
べてさらに応答をよくすることができる。

［発明の効果コ 以上の説明から明らかなように本発明によれば、負荷電
流が急変した場合などでも、インバータの出力電圧の変
動を小さくすることができ、電圧変動によって生じる負
荷のシステムダウン、破損等を防止することができるイ
ンバータの電圧制御方法を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本実施例の第１実施例の構成を示す図、第２図
は第１実施例の動作を説明するタイムチャート、第３図
は第２実施例の構成を示す図、第４図は従来例の構成を
示す図、第５図は第４図に示す制御器の一例を示す図、
第６図は第４図に示す従来例の動作を示すタイムチャー
トである。 １・・・インバータ　　　２・・・波形改善用フィルタ
３・・・負荷　　　　　　４・・・αβ軸座標変換演算
器５・・・ａｂｃ軸座標変換演算器　　６・・・α軸制
御器７・・・β軸制御器　　　８，９・・・ベクトル演
算器１０・・・下限リミッタ　　１１・・・除算器１２
、１３・・・掛算器　　　１７・・・比例演算器１８・
・・積分演算器　　　１９・・・比例演算器第１図 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第 図 第 図 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　出力基準電圧と出力帰還電圧とに基づき正弦波状の出
   力電圧を得るような操作電圧を印加してインバータを制
   御するインバータの電圧制御方法において、前記出力基
   準電圧と前記出力帰還電圧との比を乗じて前記操作電圧
   を修正することを特徴とするインバータの電圧制御方法
   。