JPH05227791A - インバータの制御装置 - Google Patents

インバータの制御装置

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JPH05227791A
JPH05227791A JP4029246A JP2924692A JPH05227791A JP H05227791 A JPH05227791 A JP H05227791A JP 4029246 A JP4029246 A JP 4029246A JP 2924692 A JP2924692 A JP 2924692A JP H05227791 A JPH05227791 A JP H05227791A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
output
current
voltage
output voltage
inverter
Prior art date
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Pending
Application number
JP4029246A
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English (en)
Inventor
Toshio Morohoshi
俊夫 諸星
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 低周波領域において過励磁状態が生じても適
正なインバータの出力電圧補正ができるようにするこ
と。 【構成】 補正出力電圧を演算するのに出力電流の固定
子座標から回転子座標に変換されたトルク分電流を用い
ているため、トルクが出なくなることに伴ってトルク分
電流もそれ以上流れないことによって補正出力電圧が増
加し続けることはなくなり、発散を生じさせずに適正な
補正がされる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は誘導電動機のトルク不足
を減少させるために2相整流された電流より出力電圧を
自動補正するインバータの制御装置に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】図3は従来のインバータの制御装置を示
すブロック図、図4は回転中の誘導電動機の等価回路
図、図5の(a),(b)は同インバータの制御装置に
よって制御された負荷電流とトルクとの時間に対する変
化をそれぞれ示すグラフである。
【0003】図3において、1は三相の交流電源の交流
電圧を直流に変換するコンバータ、2はコンバータ1の
出力電圧を平滑する平滑コンデンサ、3は平滑コンデン
サ2によって平滑された直流電圧を交流電圧に変換する
インバータ、4はインバータ3の出力側に接続された負
荷である誘導電動機(以下、電動機という)、5はイン
バータ3の出力電流を検出する出力電流検出器、6は運
転スイッチの運転信号と周波数指令設定器の周波数指令
信号を受けて出力電圧指令値と出力周波数指令値とを出
力する出力周波数/電圧演算部、7は出力電流検出器5
が検出した出力電流から補正電圧を演算する補正電圧演
算部、8は出力周波数/電圧演算部6から出力された出
力電圧値と、補正電圧演算部7から出力された補正電圧
とを加算する自動トルクブーストである。
【0004】9は自動トルクブースト8から出力された
加算値に基づいてインバータ3をスイッチング動作させ
てPWM制御を行うPWM信号を生成するPWM生成
部、10はPWM生成部9が生成したPWM信号に上下
アーム短絡防止時間を設ける上下アーム短絡防止期間生
成部である。出力周波数/電圧演算部6、補正電圧演算
部7及び自動トルクブースト8はマイクロコンピュータ
11で構成されている。また、PWM生成部9及び上下
アーム短絡防止期間生成部10はゲートアレイ12で構
成されている。
【0005】図4において、13は1次巻線の1次抵抗
r、14は1次漏れインダクタンスl1 、15は2次洩
れインダクタンスl2 16は2次抵抗r2 /Sである。
【0006】次に従来例の動作について説明する。電動
機4の起動時には運転スイッチがオンされると、運転信
号と周波数指令設定器によって設定された周波数指令値
に基づき出力周波数/電圧演算部6が出力電圧指令値と
出力周波数指令値とを演算する。PWM生成部9ではこ
れらの指令値に基づいてPWM信号を作成し、上下アー
ム短絡防止期間生成部10で上下アーム短絡防止期間を
PWM信号に付加する。かかるPWM信号に基づきイン
バータ3が駆動されて電動機4は指令値に基づく出力電
圧と出力周波数で起動される。
【0007】そして、インバータ3の出力電流が出力電
流検出器5によって検出され、補正電圧演算部7では出
力電流検出器5の検出値から後述する式に基づいて補正
電圧を演算して自動トルクブースト8に出力し、出力周
波数/電圧演算部6で演算した出力電圧指令値と出力周
波数指令値も自動トルクブースト8に出力される。自動
トルクブースト8では、その出力電圧指令値と補正電圧
とを加算した加算値をPWM生成部9に出力することに
より、PWM信号によって駆動されるインバータ3の出
力電圧が補正されることとなる。
【0008】ところで、インバータ3の出力電圧による
電動機4の回転中に電動機4に負荷がかかると、インバ
ータ3の出力周波数と電動機4の実回転数の間には滑り
Sが大きくなるので、電動機4の2次側の2次抵抗16
は無負荷状態より小さくなり、2次巻線に2次電流I2
が流れ、それに伴って1次巻線の1次電流I2 も大きく
なる。かかる1次電流I1 の増加分の電流は無負荷時電
流I0 との差であり、この増加する負荷電流でインバー
タ3の出力電圧VOUT を次式のように補正する。 VOUT =V1 +R1 (I1 −I0 ) …(1) ここで、V1 はV/F制御により出力周波数/電圧演算
部6で演算されたインバータ3の出力電圧、VOUT は補
正されたインバータ3の出力電圧、R1 は1次抵抗r1
を示す。
【0009】上記式(1)において、R1 (I1
0 )が電圧補正の項であり、1次抵抗R1 における補
正すべき電圧ドロップ分を示している。上述したように
電動機4に負荷がかかることにより、インバータ3の出
力電圧VOUT は増加補正されるため、2次電流I2 が流
れるようになり、トルクを生じさせる。このトルクによ
り、インバータ3の出力周波数と電動機4の実回転数と
の滑りSは小さくなり、それに伴って2次抵抗16は大
きくなる。この結果、2次電流I2 は小さくなり、1次
電流I1 も小さくなる。そして、インバータ3の出力電
圧VOUT は小さくなる。これらの動作を繰り返す事によ
ってトルクと一次電流I1 の釣り合った位置においてイ
ンバータ3の出力電圧は自動補正される。図5の
(a),(b)の実線はインバータ3の出力電圧が自動
補正された通常状態の負荷電流とトルクの変化をそれぞ
れ示している。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】上記のような従来のイ
ンバータの制御装置ではインバータ3の出力電圧VOUT
をVOUT =V1 +R1 (I1 −I0 )となるように演算
して補正しているから、トルクと1次電流I1 が釣り合
っていれば適正な補正がなされることになるが、釣り合
わないときには適正な補正ができないという問題があっ
た。
【0011】即ち、低周波領域において負荷がかかり、
過励磁になった場合には1次電流I1 が流れても2次電
流I2 がある限度以上は流れないために図5の(b)の
破線に示すようにトルクが出ないので、トルクと1次電
流I1 は釣り合わず、図5の(a)の破線で示すように
負荷電流となる2次電流I2 をどんどん流すようにする
ためにインバータ3の出力電圧VOUT を補正し、出力電
圧VOUT が増加し続け、発散するという問題点があっ
た。
【0012】このように、低周波領域において高周波領
域に比べて負荷がかかって過励磁となり易いのは、上記
式(1)に基いてインバータ3の出力電圧VOUT を例え
ば10Vの補正をしたとすると、6Hzの低周波領域で
はVOUT =20+10=30Vとなり、60Hzの高周
波領域ではVOUT =200+10=210Vとなり、補
正による電動機4の1次巻線の磁束は低周波領域では、
30/20=1.5倍、高周波領域では210/200
=1.05倍となり、補正をかけた時に低周波領域の方
が、電動機4の磁気飽和が起こってしまう可能性が高
く、過励磁となるからである。
【0013】本発明は上記のような問題点を解決するた
めになされたもので、低周波領域で過励磁状態が生じて
も適正なインバータの出力電圧VOUT が補正できるよう
にしたインバータの制御回路を得ることを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明に係るインバータ
の制御装置は、出力電圧指令値と出力周波数指令値とを
出力する出力周波数/電圧演算部と、インバータの出力
電流を検出する出力電流検出器と、少なくとも2相の出
力電流検出器の検出した出力電流を固定子座標から回転
子座標にある周期で変換し、トルク分電流に比例させて
計算された補正出力電圧と出力周波数/電圧演算部の出
力電圧指令値とを加算した加算値を出力周波数指令値と
共に出力する出力電圧補正演算回路と、出力電圧補正演
算回路から出力された出力値に基づきインバータをPW
M制御するPWM信号生成部とを備えてなるものであ
る。
【0015】
【作用】本発明においては、出力電圧補正演算回路が少
なくとも2相の出力電流検出器の検出した出力電流を固
定子座標から回転子座標にある一定周期で変換し、トル
ク分電流に比例させて計算された補正出力電圧と出力周
波数/電圧演算部から出力電圧指令値とを加算した加算
値を出力周波数指令値と共にPWM信号生成部に出力す
るようにしており、補正出力電圧を演算するのに用いて
いるトルク分電流はトルクと比例関係にあり、そのトル
クは負荷がかかると流れる2次電流に依存しているた
め、低周波領域で生じる過励磁状態で2次電流がある限
度以上流れないことに伴ってトルクに関係するトルク分
電流もそれ以上流れないことにより、補正出力電圧が増
加し続けることはなく、発散を生じさせずに適正な補正
をすることができる。
【0016】
【実施例】図1は本発明の一実施例を示すブロック図、
図2の(a),(b)は同実施例のインバータ制御装置
によって制御されたトルク分電流とトルクの時間に対す
る変化をそれぞれ示すグラフである。図において、従来
例と同一の構成は従来例と同一符号を付して重複した構
成の説明を省略する。17は2相の出力電流検出器5の
検出した出力電流を固定子座標から回転子座標(d−q
直交座標)にある一定周期で2相変換する2相整流回
路、18は2相整流回路17から出力されたトルク分電
流に比例させて補正出力電圧を演算し、その補正出力電
圧と出力周波数/電圧演算部6から出力された出力電圧
指令値とを加算した加算値を出力周波数指令値と共に出
力する出力電圧補正演算回路である。
【0017】上記のように構成されたインバータ制御装
置においては、電動機4の起動時には出力周波数/電圧
演算部6が演算した出力電圧指令値と出力周波数指令値
に基づく出力電圧と出力周波数で電動機4が起動され
る。そして、インバータ3の出力電流が出力電流検出器
5によって検出され、そのうち例えばU相とV相の2相
の出力電流を2相整流回路17は固定子座標から回転子
座標にある一定周期で2相変換して励磁電流id と有効
電流(トルク分電流)iq とを得る。
【0018】出力電圧補正演算回路18では2相整流回
路17から出力されたトルク分電流より後述する式に基
づいて補正出力電圧を演算し、更にその補正出力電圧と
出力周波数/電圧演算部6から出力された出力電圧指令
値とを加算した加算値を出力周波数指令値と共にPWM
生成部9に出力し、PWM信号によって駆動されるイン
バータ3の出力電圧が補正されることとなる。
【0019】ところで、インバータ3の出力電圧による
電動機4の回転中に電動機4に負荷がかかると、インバ
ータ3の出力周波数と電動機4の実回転数の間には滑り
Sが大きくなるので、電動機4の2次側の2次抵抗16
は無負荷状態より小さくなり、2次巻線に2次電流が流
れ、トルクを生じさせる。この2次電流に対応するもの
としてトルクと比例するトルク分電流iq があり、2次
電流と同様な性状のトルク分電流iq でインバータ3の
出力電圧VOUT を次式のように補正する。 VOUT =V1 +R1 q …(2) ここで、V1 はV/F制御により出力周波数/電圧演算
部6で演算されたインバータ3の出力電圧、VOUT は補
正されたインバータ3の出力電圧、R1 は1次抵抗r1
を示す。
【0020】上記式(2)において、R1 q が電圧補
正の項であり、1次抵抗R1 における補正すべき電圧ド
ロップ分を示している。電動機4に負荷がかかることに
より、インバータ3の出力電圧VOUT は増加補正される
ため、2次電流I2 が流れるようになり、トルクを生じ
させる。このトルクにより、インバータ3の出力周波数
と電動機4の実回転数との滑りSは小さくなり、それに
伴って2次抵抗16は大きくなる。この結果、2次電流
2 は小さくなり、インバータ3の出力電圧VOUT は小
さくなる。これらの動作を繰り返すす事によってトルク
と2次電流I2 の釣り合った位置においてインバータ3
の出力電圧は自動補正される。図2の(a),(b)の
実線はインバータ3の出力電圧が自動補正された通常状
態のトルクの分電流とトルクの変化を示している。
【0021】ところで、低周波領域において負荷がかか
り、過励磁になった場合には1次電流I1 が流れても、
2次電流I2 がある限度以上は流れないためにトルクも
それ以上は出ない。この場合、インバータ3の出力電圧
OUT の補正は上述した式2によって行っており、R1
q が電圧補正の項であり、Iq は出力電流の固定子座
標から回転子座標に変換されたトルク分電流であって、
トルクと比例関係にあり、そのトルクは負荷がかかると
流れる2次電流に依存するため、2次電流がある限度以
上流れないことに伴って図2の(a),(b)の破線で
示すようにトルクに関係するトルク分電流もそれ以上流
れないことにより、補正された出力電圧が増加し続ける
ことはなく、発散を生じさせるようなことはなくなる。
【0022】
【発明の効果】本発明は以上説明したとおり、出力電圧
補正演算回路が少なくとも2相の出力検出器の検出した
出力電流を固定子座標から回転子座標にある一定周期で
変換し、トルク分電流に比例させて計算された補正出力
電圧と出力周波数/電圧演算部から出力電圧指令値とを
加算した加算値を出力周波数指令値と共にPWM信号生
成部に出力するようにしており、補正出力電圧を演算す
るのに用いているトルク分電流はトルクと比例関係にあ
り、そのトルクは負荷がかかると流れる2次電流に依存
しているため、低周波領域で生じる過励磁状態で2次電
流がある限度以上流れないことに伴ってトルクと関係す
るトルク分電流もそれ以上流れないことにより、補正出
力電圧が増加し続けることはなくなり、発散を生じさせ
ずに適正に補正ができるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示すブロック図である。
【図2】(a),(b)は同実施例のインバータ制御装
置によって制御されたトルク分電流とトルクの時間に対
する変化をそれぞれ示すグラフである。
【図3】従来のインバータの制御装置を示すブロック図
である。
【図4】回転中の誘導電動機の等価回路図である。
【図5】(a),(b)は同インバータの制御装置によ
って制御された負荷電流とトルクとの時間に対する変化
をそれぞれ示すグラフである。
【符号の説明】
3 インバータ 4 誘導電動機 5 出力電流検出器 6 出力周波数/電圧演算部 9 PWM生成部 17 2相整流回路 18 出力電圧補正演算回路

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 運転スイッチをオンした時に入力される
    運転信号と周波数指令設定器に設定された周波数指令信
    号を受けて出力電圧指令値と出力周波数指令値とを出力
    する出力周波数/電圧演算部と、直流を交流に変換する
    インバータの出力電流を検出する出力電流検出器と、少
    なくとも2相の出力電流検出器の検出した出力電流を固
    定子座標から回転子座標にある一定周期で変換し、トル
    ク分電流に比例させて計算された補正出力電圧と出力周
    波数/電圧演算部から出力された出力電圧指令値とを加
    算した加算値を出力周波数指令値と共に出力する出力電
    圧補正演算回路と、出力電圧補正演算回路から出力され
    た出力値に基づきインバータをPWM制御するPWM信
    号を作成するPWM信号生成部とを備えてなることを特
    徴とするインバータの制御装置。
JP4029246A 1992-02-17 1992-02-17 インバータの制御装置 Pending JPH05227791A (ja)

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JP4029246A JPH05227791A (ja) 1992-02-17 1992-02-17 インバータの制御装置

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JP4029246A JPH05227791A (ja) 1992-02-17 1992-02-17 インバータの制御装置

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JPH05227791A true JPH05227791A (ja) 1993-09-03

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6295993A (ja) * 1985-10-22 1987-05-02 Fuji Electric Co Ltd インバ−タの出力電圧制御方式
JPH0449884A (ja) * 1990-06-18 1992-02-19 Toshiba Corp 誘導電動機の制御装置

Patent Citations (2)

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