JPH0449894A - インバータの電流振動抑制装置 - 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、誘導電動機駆動用インバータの電流振動抑制
装置に関するものである。

従来の技術 電圧形ＰＷＭインバータで誘導電動機を駆動する場合、
負荷の条件によっては数比〜数十比の特定の範囲で、イ
ンバータの出力電流が振動することが知られており、運
転に支障をきたすという問題があった。

上記乱調現象は、インバータのキャリア周波数、オンデ
イレイ、出力電圧と出力周波数の比（Ｖ／Ｆ）、機械系
の固有振動等に関係していることが知られている。

乱調現象を防止するため従来は、 ■　インバータＶ　、−′Ｆを変えて、乱調を起す領域
を避ける。

■　インバータ出力側と電動機の間に直列にリアク］・
ルを入れる。

■　インバータ出力インピーダンスを下げる為に直流側
に大容量コンデンサを入れる方法などがおこなわれてい
た。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、上述した■の方法では、最大効率で運転
ができないという問題を有し、また、■、■の方法では
、インバータが大型化すると共に、価格が増大するとい
う問題があった。

本発明は上記課題を解決するもので、任意のＶ／Ｆ特性
が選択でき小型で安価なインバータの電流振動抑制装置
を提供するものである。

課題を解決するための手段 上記課題を解決するために本発明のインバータの電流振
動抑制装置は、インバータの直流中間回路の電流の変化
量を検出する手段と、上記変化量が決められたレベル範
囲内にあるかどうかを判別する手段と、上記変化量が上
記レベル範囲より増加した時、インバータの出力周波数
を決められた一定の周波数だけ減少させ、上記変化量が
上記レベル範囲より減少した時、インバータの出力周波
数を決められた一定の周波数だけ増加させるＰＷＭ信号
ｉｌ１手段をそなえた構成になっている。

作用 この構成によって、電流振動の成分を検出し、この電流
振動の増減により、出力周波数に帰還制御をかけており
、電流振動成分が正の方向に増加した時は、周波数を下
げ、電流振動成分が負の方向に増加した時、周波数を上
げることにより、電動機のすべりの変化を打ち消すよう
に働かせている。そのため、電流振動も抑制させること
ができ、Ｖ／Ｆ特性も任意に選べる。この構成によれば
一般の電子回路で実現することができ、従来の装置と比
べ、小型で安価なインバータの振動電流抑制装置となる
。

実施例 以下本発明の一実施例のインバータの電流振動抑制装置
について、図面を参照しながら説明する。

第１図は本発明の一実施例におけるインバータの電流振
動抑制装置の構成図を示すものである。

第１図において、１は電源、２はダイオードブリッジ、
３はコンデンサ、４はトランジスタ等のスイッチング素
子から成るインバータ、５は誘導電動機、６はインバー
タの出力周波数を設定する周波数設定器、７はドライバ
ーであり、以上は公知のインバータ装置と同じ構成要素
である。本実施例は、上記構成に以下の回路が付加した
構成になっている。

１０は抵抗又はホール素子等を利用した直流電流検出器
で、直流中間回路に接続されている。１１は電流変化量
検出回路、１２は判別回路であり、直流電流検出器１０
の出力が電流変化量検出回路１１に入力され、電流変化
量検出回路１１の出力ａは判別回路１２に入力される。

判別回路の出力す、ｃはＰＷＭ信号制御回路１３に入力
される。

以上のように構成された本実施例のインバータの電流振
動抑制装置について、以下その動作を説明する。

電流検出器１０は直流電流に比例した電圧を出力する。

電流変化量検出回路１１は、第２図のボード線図に示す
特性を持ったフィルターであり、インバータの出力電流
が振動した場合、直流電流に振動電流の成分が重畳され
るので、その振動電流成分は電流変化量として検出でき
る。振動電流成分は数Ｈｚ〜数十土であるので、電流変
化量検出回路１１は第２図のボード線図の様に、直流と
、キャリア周波数成分をカットし、数七〜数十七を通す
特性になっている。

判別回路１２はウィンド形のコンパレータであり、第３
図に示すように、ＯＶを基準に＋ｖＨ１Ｖしに比較レベ
ルを持っており、入力信号ａ〉ＶＨの時、信号すが出力
され、ａ＜−Ｖｌ、の時、信号Ｃが出力される。

ＰＷＭ信号制御回路１３は、通常は周波数設定に従い、
出力周波数ｆに対して出力電圧Ｖを、Ｖ＝ｋＢ−ｆ　　
ｓ　ｉｎ　　２ｙｒｆ　ｔ（ｋＢ：定数） として演算して求め、この電圧■をＰＷＭ制御した信号
を出力する。判別回路１２のレベル範囲は、定常運転時
に検出した信号ａがレベル範囲内にあり、電流振動時に
信号ａがレベル範囲を越えるように設定される。

ここで、電流振動が発生すると、信号ａの振幅が太き（
なり、判別回路のレベル範囲を越えて信号ｂ、又は信号
ＣがＰＷＭ信号制御回路１３に入力される。ＰＷＭ信号
制御回路１３は信号すが入力されると、あらかじめ電動
機特性等により決めていた補正周波数△ｆだけ、出力周
波数を下げて出力する。つまりｖ＝ｋＢ−ｆ　　５ｉｎ
２π（ｆ−△ｆ）ｔと演算することになる。

また、ＰＷＭ信号制御回路１３は信号Ｃが入力されると
、補正周波数△ｆだけ出力周波数を上げて出力する。つ
まりＶ＝ｋＢ−ｆ　　ｓ　ｉｎ　　２π（ｆ＋△ｆ）ｔ
と演算することになる。

以上のことを第４図のＳ−Ｔ図で説明する。電動機は定
常時、第４図の実線で示したトルクカーブＴ１上のＡ点
で運転している。ここで、電流振動が発生し、運転点が
Ｂ点へ移動すると、すべりＳが大きくなり振動電流が正
の方向へ増大する。

すると、インバータの出力周波数は△ｆ下がるのでトル
クカーブは点線で示したＴ２へ移り、運転点は０点へ移
る。従って、すべりがある程度太き（なるとすべりを小
さくする方向に働き、すべりの変動を抑制する。

反対に、運転点がＡ点からＤ点へ移動すると、すべりＳ
が小さ（なり振動電流が負の方向へ増大する。するとイ
ンバータの出力周波数は△ｆ上がるのでトルクカーブは
一点鎖線で示したＴ３へ移り、運転点はＥへ移る。従っ
てすべりがある程度小さくなると、すべりを大きくする
方向に働き、すべりの変動を抑制する。

従って、インバータの電流振動が発生すると、上記の動
作が交互に動作し、すべりの変動を抑制し電流振動を抑
制する。

以上のように本実施例によれば、インバータの電流振動
を抑制できるため、乱調を行こす領域を避けるためにＶ
／Ｆを変える必要もなく、任意のＶ　ｙ’　Ｆ特性が得
られる。また、本発明は一般の汎用の電子部品、ＩＣで
構成できるので、小型で安価なインバータの電流振動抑
制回路となる。

なお、ＰＷＭ信号制御信号について、−相分しか説明し
ていないが、当然三相インバータの場合１２０°位相の
ずれた三相分の信号を演算することになる。

また、電流検出器は中間直流回路のマイナス側へ入れた
が、プラス側へ入れてもよい。

発明の効果 以上のように本発明は、インバータの直流中間回路電流
の変化量を検出する手段と、上記変化量が決められたレ
ベル範囲内にあるかどうか判別する手段と、上記変化量
が上記レベル範囲より増加した時、インバータの出力周
波数を決められた一定の周波数だけ減少させ、上記変化
量が上記レベル範囲より減少した時、インバータの出力
周波数を決められた一定の周波数だけ増加させるＰ　Ｗ
　Ｍ信号制御手段を設けたことにより、インバータの電
流振動を抑制したので、任意のＶ／Ｆで安定して運転す
ることができる。そして、このインバータの電流振動抑
制装置は、従来の装置に比べて小型で安価であるという
効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例におけるインバータの電流振動
抑制装置の構成図、第２図は電流変化量検出回路の特性
を示すボード線図、第３図は判別回路の特性を示すタイ
ムチャート図、第４図は電流振動の抑制を説明するため
の電動機のＳ−Ｔ特性図である。 １］・・・・・・電流変化量検出回路、１２・・・・・
・判別回路、１３・・・・・・ＰＷＭ信号制御回路。 代理人の氏名　弁理士　粟野重孝　ばか１名第 ■ 図 ４−−−インバータ ｔｏ−−−、ｉ凌帽回菟１１Ｌ抵仇 第 図 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 誘導電動機を駆動するインバータの直流中間回路電流の
   変化量を検出する手段と、上記変化量が決められたレベ
   ル範囲内にあるかどうかを判別する手段と、上記変化量
   が上記レベル範囲より増加した時、インバータの出力周
   波数を決められた一定の周波数だけ減少させ、上記変化
   量が上記レベル範囲より減少した時、インバータの出力
   周波数を決められた一定の周波数だけ増加させるＰＷＭ
   信号制御手段をそなえたインバータの電流振動抑制装置
   。