JPH04317592A - インバータ制御装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は電圧型インバータにお
いて瞬時停電時にも運転が継続できるようにしたインバ
ータ制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図３は例えば特開昭４５−２７０３号公
報に示された従来のインバータ制御装置を示す構成ブロ
ック図であり、図において、１はコンバータ回路、２は
インバータ回路、３は直流リアクトル、４は平滑コンデ
ンサで、この平滑コンデンサ４および直流リアクトル３
により直流回路を構成する。５は交流電動機、２０は停
電検出器、２１はコンバータ回路１の出力電圧を制御す
る電圧調節器、２２は電圧調節器２１に第１磁束目標値
を与える入力端子、２３はインバータ回路２の周波数を
制御する周波数調節器、２４は周波数調節器２３に周波
数目標値を与える入力端子、２５は電動機電圧を入力と
する電圧検出器、２６は周波数調節器２３に周波数補償
量を入力する磁束調節器、２７は磁束調節器２６に第２
磁束目標値を与える入力端子で、この入力端子２７に与
えられる磁束目標値は電圧調節器２１の入力端子２２に
与えられている磁束目標値とは別である。

【０００３】次に動作について説明する。交流電動機５
の磁束を一定制御するために電圧調節器２１には入力端
子２２から第１磁束目標値が与えられ、またインバータ
回路２の周波数を制御するために周波数調節器２３には
入力端子２４から周波数目標値が与えられる。そして、
磁束実際値は交流電動機５の電圧を入力とする電圧検出
回路２５により検出される。周波数調節器２３の正常動
作時には交流電動機５の周波数は入力端子２４に与えた
周波数目標値に合わせられ、コンバータ回路１の出力電
圧は入力端子２２から与えられる第１磁束目標値２２と
電圧検出回路２５から与えられる磁束実際値との偏差に
よって制御される。

【０００４】さらに、停電検出器２０の入力端子には交
流入力電源が所定のパーセンテイジ以上の電圧低下を生
じた際に、交流電源監視装置（図示せず）からコンバー
タ回路１を不動作状態にすると共に、電圧検出器２５を
動作状態にする制御信号が与えられる。磁束調節器２６
の入力端子２７には第２磁束目標値が与えられる。この
入力端子２７から与えられる第２磁束目標値は磁束調節
器２６において電圧検出器２５から出力された磁束実際
値と比較され、周波数調節器２３に周波数補償量を入力
する。これによりコンバータ回路１の遮断時においても
交流電動機５の磁束は一定に保たれ、同時に交流電動機
５の発電運転が行われる。その発電電力はインバータ回
路２に含まれる無効電力整流器によって整流され、直流
回路にある平滑コンデンサ４を充電する。この間インバ
ータ回路２および交流電動機５の損失は発電電力により
補われる。このようにしてインバータ回路２の直流入力
電圧が確保されるから、インバータ回路２は転流短絡を
生じることがなく、運転を続けることができ、交流電源
が正常に回復したとき、再び停電検出回路２０からの指
令によって正常運転に戻される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来のインバータ制御
装置は以上のように構成されているので、瞬時電圧低下
の際にインバータ回路２の発振する周波数のスカラ量の
みを制御していたために、瞬時電圧低下の起きる直前に
は遅れ力率で運転されている交流電動機５は周波数を下
げてもモータ電流が進み電流になるまでの暫くの間、発
電を行わず、交流電動機５はインバータ回路２からエネ
ルギを受けるために、中間回路の直流電圧が下がり、イ
ンバータ回路２の故障判断に至るか、転流に失敗して運
転停止に至などの問題点があった。また、これを防ぐに
は平滑コンデンサ４の大容量化が必要で、装置を小型化
できないという問題点があった。

【０００６】この発明には上記のような問題点を解消す
るためになされたもので、瞬時電圧低下の際に、インバ
ータ回路への周波数指令を下げると共に、力率を検出し
て基準正弦波の位相を電流位相に一致させることにより
瞬時に交流電動機を発電動作させ、直流回路の電圧を維
持してインバータの運転停止を避けるようにしたインバ
ータ制御装置を得ることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明に係るインバー
タ制御装置は瞬時電圧低下が起きた時に直流回路の直流
電圧検出値と直流電圧目標値との偏差に基づいて電圧コ
ントローラにおいて電流値を算出し、この電圧コントロ
ーラで算出した電流値と上記直流回路に流れる直流電流
検出値との偏差に基づいて電流コントローラにおいて周
波数目標値を決定し、瞬時停止を検出した瞬時に発生さ
せる正弦波信号を、電圧位相制御回路により瞬時停止時
に検出した電圧位相だけ遅らせ、上記電圧位相制御回路
からの周波数補正量のスカラ量およびその位相をインバ
ータ回路に与えるようにした。

【０００８】

【作用】この発明におけるインバータ制御装置は直流電
圧検出による周波数補正量のスカラ量とその位相をイン
バータに加えることにより停電時にも応答性の速い制御
が可能で、偏差の極めて小さい直流電圧が維持でき、よ
って瞬時電圧低下の際に発電動作を行うことができるよ
うにしたものである。

【０００９】

【実施例】以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図１はこの発明の一実施例を示す構成ブロック図
で、図１において図３と同一または均等な構成部分には
同一符号を付して重複説明を省略する。図において、６
は三相交流電動機５の速度を検出する速度検出器、７は
直流回路の電圧を検出する変成器（以下ＰＴと略記する
）、８は直流回路に流れる電流を検出する変流器（以下
ＣＴと略記する）、９は直流電圧目標値、１０は直流電
圧目標値９とＰＴ７により検出された直流電圧検出値と
を比較・増幅し、電流値を算出する電圧コントローラ、
１１は電圧コントローラ１０で算出された電流値とＣＴ
８により検出された電流を比較・増幅することにより周
波数目標値を決定する電流コントローラ、１２は通常時
は図示状態に接続され、停電時には他の接続状態に切り
替えられるスイッチ、１３はパルス幅変調発振回路（以
下ＰＷＭ発振回路と略記する）、１４は電圧と電流との
位相を検出する位相検出器で、この位相検出回路１４と
ＰＷＭ発振回路１３とにより電圧位相制御回路を構成す
る。１５は周波数リミッタ、１６は比例または比例・積
分形の速度コントローラで、この速度コントローラ１６
は速度検出器６からのフィードバック値と速度目標値１
７とを比較・増幅する。

【００１０】次に動作について説明する。通常時のイン
バータ運転では与えられた速度目標値１７と速度検出器
６からのフィードバック値とを速度コントローラ１６で
比較・増幅する。すべり周波数は周波数リミッタ１５に
より制限されることによりインバータ許容内最大のすべ
り周波数として与えられる。すべり周波数と速度検出器
６からのフィードバック値が加えられ、インバータ２の
発振すべき周波数が定められ、図１に示す状態に接続さ
れているスイッチ１２を介してＰＷＭ発振回路１３より
インバータ２のゲートにゲート電流が与えられ、インバ
ータ２は運転を続けることができる。

【００１１】瞬時電圧低下が起きた際には停電検出器２
０（図３参照）から制御信号が与えられ、スイッチ１２
が図示状態から他の接点と接続するように切り替わる。 そして、ＰＴ７により検出された直流電圧検出値と予め
定められている直流電圧目標値９との偏差を電圧コント
ローラ１０で増幅し、電流値を算出する。さらに応答を
上げるために電流マイナーループが組まれており、直流
回路に流れる電流をＣＴ８により検出し、この検出した
電流値と先に電圧コントローラ１０で算出した電流値と
を電流コントローラ１１で比較・増幅することにより周
波数目標値を決定する。このようにしてＰＷＭ発振回路
１３に周波数目標値が与えられるが、さらに瞬時停止時
に瞬時に３相交流電動機５が発電動作を行うように位相
検出器１４により電圧と電流との位相を検出し、ＰＷＭ
発振回路１３により図２に示すように瞬時停止を検出し
た瞬間に発生させる正弦波信号波形１９（電圧）を検出
した位相だけ遅らせる。そして、瞬時に平滑コンデンサ
４に進み電流を供給し、速やかに発電動作を行わせて直
流回路の電圧値を一定に維持することにより、停電の際
にも運転継続ができるようにする。なお。１８は基準三
角波形である。

【００１２】瞬時停止時における３相交流電動機５の動
作としては力行と回生とを繰り返すことになり、直流回
路の電圧は直流電圧目標値９に一致するように制御され
るからサイリスタコンバータで構成されるインバータ装
置はもちろん、ダイオードコンバータを使用するインバ
ータ装置にも使用できる。このようにして直流入力電圧
が維持されるからインバータ２は転流に失敗することな
く運転を続けることができ、電源が復電すると、スイッ
チ１２により再び正常時の運転モードに戻される。

【００１３】なお、負荷の力率が予め判っているときに
は位相検出器１４を省略し、オープンループにして一定
の位相を遅らせてもよい。この場合には、３相交流電動
機５に過電流が流れないようにするために大きく位相を
遅らせることはできない。

【００１４】なお、上記実施例ではＰＷＭ方式インバー
タについて説明したが、ＰＡＭ方式インバータでも直流
電圧に対する制限が緩くなるので、十分使用できる。

【００１５】

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば瞬時電圧
低下が起きた時に直流回路の直流電圧検出値と直流電圧
目標値との偏差に基づいて電圧コントローラにおいて電
流値を算出し、この電圧コントローラで算出した電流値
と上記直流回路に流れる直流電流検出値との偏差に基づ
いて電流コントローラにおいて周波数目標値を決定し、
瞬時停止を検出した瞬間に発生させる正弦波信号を、電
圧位相制御回路により瞬時停止時に検出した電圧位相だ
け遅らせ、上記電圧位相制御回路からの周波数補正量の
スカラ量およびその位相をインバータ回路に与えるよう
に構成したので、瞬時電圧低下の際にもインバータの運
転を継続させることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例によるインバータ制御装置
を示す構成ブロック図である。

【図２】図１の動作を説明するための波形図である。

【図３】従来のインバータ制御装置の一例を示す構成ブ
ロック図である。

【符号の説明】

２　　　　インバータ回路 １０　　電圧コントローラ １１　　電流コントローラ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　瞬時電圧低下が起きた時に直流回路の
   直流電圧検出値と直流電圧目標値との偏差に基づいて電
   流値を算出する電圧コントローラと、この電圧コントロ
   ーラで算出した電流値と上記直流回路に流れる直流電流
   検出値との偏差に基づいて周波数目標値を決定する電流
   コントローラと、瞬時停止を検出した瞬間に発生させる
   正弦波信号を、瞬時停止時に検出した電圧位相だけ遅ら
   せる電圧位相制御回路と、この電圧位相制御回路からの
   周波数補正量のスカラ量およびその位相が与えられるイ
   ンバータ回路とを備えたインバータ制御装置。