JPH0533698U - インバータ装置の制御回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 加速運動時、定速運動時にはインバータ装置
の入力電源電圧が変動しても、インバータ装置の出力電
圧を常に一定に保ち、誘導電動機のトルク変動による回
転むらを最小限に抑えるとともに、減速運転時にはイン
バータ装置の過電圧保護を働きにくくし、最短減速時間
を従来の方法に比べて短くすることができるインバータ
装置の制御回路を得る。 【構成】 インバータ装置の制御回路において、直流母
線電圧検出値を平均化する回路７と、加速、定速時には
直流母線電圧検出値を選択し、減速時には前記の直流母
線電圧平均値を選択して出力する選択回路８を設け、そ
の出力値を用いて出力電圧指令に補正を加えるように構
成した。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、インバータ装置の制御回路に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

図４は、従来のインバータ装置の制御回路を示す回路構成図である。

【０００３】 図において、１は三相交流電源、２はインバータ装置の順変換部、３は平滑コ ンデンサ、４は逆変換部、５は誘導電動機、６は電圧検出回路、９は運転モード 決定回路、１０は出力周波数計算回路、１１は出力電圧計算回路、１２はＶDC補 正回路、１３はＰＷＭ信号作成回路、１４は逆変換部駆動回路である。

【０００４】 次に動作について説明する。電圧検出回路６は平滑コンデンサの両端の電圧（ 以後、これを直流母線電圧と呼ぶ）を検出し、直流母線電圧検出値ＶDCとして出 力する。

【０００５】 また、運転モード決定回路９は目標運転周波数指令、起動・停止信号及び後述 の出力周波数指令を基にして、加速・定速・減速の運転モードを決定し、運転モ ード信号を出力する。出力周波数計算回路１０は運転モード信号を基にして次に 出力する出力周波数を計算し、出力周波数指令として出力する。さらに、出力電 圧計算回路１１は出力周波数指令を基にして、Ｖ／Ｆパターンに従い出力電圧を 計算し、出力電圧指令Ｖ0として出力する。

【０００６】 ＶDC補正回路１２は前述の直流母線電圧検出値ＶDCとあらかじめ設定された基 準電圧値Ｖrefを基にして、前述の出力電圧指令Ｖ0に対して下記の式により補正 を加え、補正後の出力電圧指令Ｖ0’を計算し、出力する。

【数１】

【０００７】 ＰＷＭ信号作成回路１３は前述の出力周波数指令と補正後の出力電圧指令Ｖ0 ’に従ってＰＷＭ信号を作成し、出力する。さらに、逆変換部駆動回路１４はＰ ＷＭ信号に従って逆変換部のスイッチング素子を駆動する。

【０００８】 以上のように回路を構成することによって、インバータ装置の順変換部２に入 力される三相交流電源の電圧が変動しても、インバータ装置の逆変換部４から出 力される電圧の基本波分は常に一定に保たれる。

【０００９】

【考案が解決しようとする課題】

従来のインバータ装置の制御回路は以上のように構成されているので、減速時 に、誘導電動機から回生される電力により直流母線電圧が上昇した場合でも、出 力電圧指令に補正を加え、インバータ出力電圧を常に基準Ｖ／Ｆパターンに保つ 。そのため、補正を加えない場合に比べてインバータ出力電圧が低くなり、誘導 電動機に消費される電力が小さくなるので、インバータ装置に回生される電力が 大きくなり、その分だけ直流母線電圧が上昇し、インバータ装置の過電圧保護が 働きやすくなる（最短減速時間が長くなる）という問題点があった。

【００１０】 本考案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あり、減速時の インバータ出力電圧を基準Ｖ／Ｆパターンより高目にすることで、直流母線電圧 の上昇を抑え、インバータ装置の過電圧保護を働きにくくし、最短減速時間をで きるだけ短くするインバータ装置の制御回路を得ることを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】

本考案に係るインバータ装置の制御回路は、電圧検出回路により検出された直 流母線電圧値を一定間隔で取り込み、過去の何回かの検出値の平均値を計算し、 直流母線電圧平均値として出力する平均化回路と、インバータの運転モード信号 が、加速または定速を示している場合には直流母線電圧値を、減速を示している 場合には直流母線電圧平均値を選択し、ＶDC補正回路に出力する選択回路を備え たことを特徴とするものである。

【００１２】

【作用】

本考案における平均化回路は電圧検出回路により検出された直流母線電圧値を 一定間隔で取り込み、過去の何回かの検出値の平均値を計算し、直流母線電圧平 均値として出力する。

【００１３】 また、選択回路はインバータの運転モード信号が、加速または定速を示してい る場合には直流母線電圧値を、減速を示している場合には直流母線電圧平均値を 選択し、ＶDC補正回路に出力する。

【００１４】

【実施例】

実施例１． 以下、本考案の一実施例について説明する。図１において、７は電圧検出回路 ６により検出された直流母線電圧値を一定間隔で取り込み、過去の何回かの検出 値の平均値を計算し、直流母線電圧平均値として出力する平均化回路、８は運転 モード決定回路９からの運転モード信号が、加速または定速を示している場合に は電圧検出回路６からの直流母線電圧値を、減速を示している場合には平均化回 路７からの直流母線電圧平均値を選択し、ＶDC補正回路１２に出力する選択回路 である。

【００１５】 次に動作について説明する。平均化回路７は電圧検出回路６により検出された 直流母線電圧値を一定間隔で取り込み、過去の何回かの検出値の平均値を計算し 、直流母線電圧平均値として出力する。 図２は、この平均化回路７の内部処理の１例を示したブロック図である。この 例では、シフトレジスタには今回の直流母線電圧検出値ＶDC0からｎ回前の直流 母線電圧値ＶDCnまでの値が格納され、新たな直流母線電圧値が０番目のレジス タに入力されると、０番目のレジスタに格納されていたＶDC0は１番目のレジス タに移され、１番目のレジスタに格納されていたＶDC1は２番目のレジスタに移 されるというように、順次データがシフトされて行き、ｎ番目のレジスタに格納 されていたＶDCnはシフトアウトされる。加算回路はこのシフトレジスタの０番 目からｎ番目のレジスタに格納されているＶDC0〜ＶDCnのデータを読み出し、下 記の計算式によりその総和ＶDCNを計算し、出力する。

【００１６】 ＶDCN＝ＶDC0＋ＶDC1・・・・・・＋ＶDCn ・・・・・・・・（２）

【００１７】 除算回路は上記の総和ＶDCNを用いて、下記の計算式により直流母線電圧の平 均値ＶDCAVを計算し、出力する。

【００１８】 ＶDCAV＝ＶDCN／（ｎ＋１） ・・・・・・・・・（３）

【００１９】 選択回路８は運転モード決定回路９からの運転モード信号が、加速または定速 を示している場合には電圧検出回路６からの直流母線電圧検出値を、減速を示し ている場合には平均化回路７からの直流母線電圧平均値を選択し、ＶDC補正回路 １２に出力する。 図３は、この選択回路８の内部処理の１例を示したブロック図である。この例 では、切換回路の入力側に直流母線電圧検出値ＶDCと直流母線電圧平均値ＶDCAV が入力される。切換回路は、運転モード信号が加速、定速の時には前者（直流母 線電圧検出値ＶDC）に、運転モード信号が減速の時には後者（直流母線電圧平均 値ＶDCAV）に切り換えてＶDC補正に使用する直流母線電圧値として出力する。

【００２０】 したがって、ＶDC補正回路１２は、前述の（２）式を用いて出力電圧指令Ｖ0 に補正を加える際に、インバータ装置が加速、定速運転している時には検出され た直流母線電圧値をそのまま使用するため、直流母線電圧の変動に対する応答性 が早い。そのため、例えばインバータ入力電源電圧が変動してもインバータ出力 電圧は常に一定に保たれ、誘導電動機５のトルク変動による回転むらも最小限に 抑えられる。 また、インバータ装置が減速運転している時には平均化された直流母線電圧値 を使用するため、直流母線電圧の変動に対する応答性が遅くなる。そのため、減 速時の誘導電動機５からの回生電力により、直流母線電圧が上昇しても出力電圧 指令Ｖ0の補正にすぐには反映されないため、インバータ出力電圧は基準Ｖ／Ｆ パターンに比べて高目になる。その結果、誘導電動機に消費される電力が大きく なるので、インバータ装置に回生される電力が小さくなり、その分だけ直流母線 電圧が上昇が抑えられ、インバータ装置の過電圧保護が働きにくくなり、最短減 速時間を従来の方法に比べて短くすることができる。

【００２１】

【考案の効果】

以上にように、本考案によれば、出力電圧指令の補正に使用する直流母線電圧 値として、インバータ装置が加速、定速運転している時には検出した直流母線電 圧値をそのまま用い、減速運転している時には直流母線電圧平均値を用いるとい うように、インバータ装置の運転状態に応じて切り換えることにより、前者では 直流母線電圧の変動に対する応答性を早くすることで、インバータ入力電源電圧 が変動してもインバータ出力電圧を常に一定に保ち、誘導電動機のトルク変動に よる回転むらも最小限に抑えることができる。また、同時に後者では直流母線電 圧の変動に対する応答性を遅くすることで、インバータ出力電圧を基準Ｖ／Ｆパ ターンに比べて高目にし、誘導電動機に消費される電力を大きくし、インバータ 装置に回生される電力を小さくし、直流母線電圧の上昇を抑えることにより、イ ンバータ装置の過電圧保護を働きにくくし、最短減速時間を従来の方法に比べて 短くすることができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例によるインバータ装置の制御
回路の回路構成図である。

【図２】本考案の一実施例によるインバータ装置の制御
回路のうちの平均化回路の内部処理の一例を示したブロ
ック図である。

【図３】本考案の一実施例によるインバータ装置の制御
回路のうちの選択回路の内部処理の一例を示したブロッ
ク図である。

【図４】従来のインバータ装置の制御回路の回路構成図
である。

【符号の説明】

１ 交流電源 ２ インバータ装置の順変換部 ３ インバータ装置の平滑コンデンサ ４ インバータ装置の逆変換部 ５ 誘導電動機 ６ 電圧検出回路 ７ 平均化回路 ８ 選択回路 ９ 運転モード決定回路 １０ 出力周波数計算回路 １１ 出力電圧計算回路 １２ ＶDC補正回路 １３ ＰＷＭ信号作成回路 １４ 逆変換部駆動回路

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 三相交流電源を可変周波数、可変電圧の
   交流電力に変換するインバータ装置の直流母線電圧を検
   出し、その検出値をもとにしてインバータ出力電圧指令
   に補正を加えることにより、インバータ装置の入力電圧
   が変動してもインバータ出力電圧を常に一定に保つ方式
   の制御回路において、上記の検出直流母線電圧値を一定
   間隔で取り込み、過去のいくつかの検出値を平均化する
   平均化回路を備え、インバータ装置が定速または加速運
   転している時は上記の検出直流母線電圧値を、減速運転
   している時は上記の直流母線電圧平均値を使用してイン
   バータ出力電圧指令に補正を加えることを特徴とするイ
   ンバータ装置の制御回路。