JPH0568386A - 同期電動機用インバータ - Google Patents
同期電動機用インバータInfo
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- JPH0568386A JPH0568386A JP3226803A JP22680391A JPH0568386A JP H0568386 A JPH0568386 A JP H0568386A JP 3226803 A JP3226803 A JP 3226803A JP 22680391 A JP22680391 A JP 22680391A JP H0568386 A JPH0568386 A JP H0568386A
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P27/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
- H02P27/04—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
- H02P27/047—V/F converter, wherein the voltage is controlled proportionally with the frequency
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P1/00—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters
- H02P1/16—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters for starting dynamo-electric motors or dynamo-electric converters
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- H02P1/50—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters for starting dynamo-electric motors or dynamo-electric converters for starting an individual synchronous motor by changing over from asynchronous to synchronous operation
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Abstract
において、同期電動機とインバータの接続ケーブルや電
動機取換え等にも適正な低周波始動にする。 【構成】 始動時に同期電動機の電流制限をした電圧制
御を行う電流制限モードと、このモードからV/f一定
制御への移行モードと、この後のV/f一定制御モード
とを制御手順とする始動制御手段を備える。
Description
期電動機を始動する同期電動機用インバータに関する。
転を上げるのに誘導電動機として始動するのが一般的で
あり、誘導電動機と同期電動機の特性を併有するために
制動巻線を設ける方法又は低周波始動方法(同期始動方
法)がある。
さくするために減電圧で始動するのが好ましく、電圧及
び周波数制御を容易にするインバータを電源とすること
でその低電圧・低周波出力から徐々に同期速度まで上昇
させる始動方法が多く採用される。
方法として、特開昭61−167381号公報に記載さ
れる永久磁石式同期電動機の始動方法がある。この始動
方法は、始動電流を低くするためにインバータを零周波
始動して同期引き入れを行うのに、インバータ出力周波
数を零周波から直線的に上昇させると加速トルクの発生
が小さく脱調現象が起きるのを防止するもので、図4に
始動時の周波数・電圧特性を示すように、零周波から電
動機の負荷角と発生トルクピークの関係が一定となる運
転周波数までの低周波域ではインバータ出力周波数・電
圧を緩やかに上昇させ、その後に電圧と周波数を時間と
共に直線的に上昇させる。
て、低周波域の周波数,電圧の特性は固定のもので、始
動時に同期電動機に流す電流が始動電圧によって決ま
る。しかしながら、インバータの始動電圧が同じにあっ
ても同期電動機の内部定数,インバータから同期電動機
までの電源ケーブル長等によって電動機に印加される始
動電圧が異なるものになり、同期電動機の取換えや設置
場所の変更等によってインバータの始動電圧を設備毎で
調整を必要とする問題があった。仮に、設備変更等によ
って始動電圧が不足する場合には電圧不足による脱調現
象が発生し、過電圧時は過励磁による過電流が発生す
る。
ブルや電動機取換え等にも適正な低周波始動になるイン
バータを提供することにある。
決を図るため、同期電動機への印加電圧Vと周波数fの
比を通常制御状態のV/F一定制御するインバータにお
いて、同期電動機の始動時に周波数fを低い値に固定し
電動機電流を一定電流に制限した電圧Vの制御をする電
流制限モード0と、このモード0による制御で電動機電
流が一定値に達したときに周波数f及び電圧Vを設定値
に向けてモード0における出力電圧を初期値として上昇
させる移行モード1と、このモード1による制御で電圧
V及び周波数fが設定値に達したときに該電圧Vと周波
数fの比を一定とする通常制御状態のV/f一定制御モ
ード2とを制御手順とする始動制御手段を備えたことを
特徴とする。
電流制限モード0により、同期電動機の電流を一定値に
制限した電圧制御で加速し、低周波域からV/fの一定
域への切換え点まで加速されたときに、この時の出力電
圧を初期値としてV/f一定制御への移行モードを経て
通常制御状態のV/f一定制御へ移行する。このモード
0の電流制限によりインバータと同期電動機間のケーブ
ルによる電圧降下や同期電動機の内部定数の変化にも過
電圧や不足電圧を起こすことなく所期のトルク電流を供
給した始動を得る。
ある。インバータの主回路構成は、整流器1による交流
−直流変換と、インバータ本体2による直流から制御さ
れた周波数,電圧の交流への変換を行い、同期電動機3
に供給する。
期電動機3のV/f一定領域での周波数設定出力Fs
と、周波数−電圧変換器5による周波数Fsに比例した
電圧設定出力Vsと、PWM演算器6による周波数F
s,電圧Vsに一致するPWM波形の発生と、ベースド
ライバ7によるPWM波形に一致する各相オン・オフベ
ース制御信号の出力とによってインバータ本体2の主回
路スイッチ(トランジスタ)をオン・オフ制御する。
従来の構成と同等のものである。ここで、本実施例では
同期電動機3の零周波始動制御装置としてブロック8〜
17を要素とする回路構成が設けられる。
流Isを設定し、電流検出器9はインバータ本体2から
同期電動機3への供給電流Iu、Iv、Iwから直流電
流Idを次式で検出する。
直流入力電流をHCT等で検出に代えることもできる。
出電流Idの差電流ΔI(=Is−Id)を求め、リミ
ッタ回路11は差電流ΔIを同期電動機3の定格電流
(100%電流)に制限し、比例積分(PI)演算回路
12はリミッタ回路11を通した差電流ΔIに対して比
例積分演算を行いΔIの変化率制限をし、リミッタ回路
13はPI処理したΔIの負極性分をカットして同期電
動機3の定格電流(100%電流)に制限し、電流−電
圧変換部14はリミッタ回路13を通した差電流ΔIを
比例した電圧ΔVに変換する。この電流−電圧変換は次
式によって行われる。
スト電圧 IR:電動機の定格電流値 電流−電圧変換器14で変換された電圧ΔVは切換スイ
ッチ15によって周波数−電圧変換器5の出力電圧Vs
に切替えてPWM演算器6の電圧制御信号にされる。コ
ンパレータ16は減算器10からの差電流ΔIが設定値
まで低下したか否かを検出し、カウンタ17はコンパレ
ータ16の検出出力でクロック計数を開始して所定値に
達したとき(カウントアップ)に切替スイッチ15を電
流−電圧変換器14から周波数−電圧変換器5側に切替
える。変換器5は変換器14の出力ΔVを初期値として
取込む。
チャートを参照して説明する。同期電動機の始動時には
切替スイッチ15が図示の状態にあり、時刻t0の始動
開始でまず周波数設定器4が始動周波数Fminを出力
する。このとき、PWM演算器6の周波数入力はFmi
nに固定され、電圧入力は電流−電圧変換器14の出力
ΔV(零)にあり、インバータ2の出力周波数がFmi
nで出力電圧が零で始動開始になる。
り、定格電流設定値Isが100%値にあることから、
減算器10の出力になる巻電流ΔIは100%出力に立
上る。この差電流ΔIはリミッタ回路11により100
%に制限されて比例積分演算器12の入力になり、該演
算部出力が100%相当より徐々に減少する一次遅れ出
力になり、電流−電圧変換器14の出力ΔVも同様にな
る。
してくると、インバータ出力電流Idも上昇し、差電流
ΔIが減少してくる。この差電流ΔIがコンパレータ1
6に設定する電流(図示では定格電流5%)まで低下す
ると時刻t1該コンパレータ16の検出出力でカウンタ
17が計数を開始する。以後、カウンタ17の計数が設
定値に達するまで(時刻t2)ΔVによる電圧制御が継
続される。このとき、ΔVはリミッタ回路13と変換器
14によってブースト電圧に制限された一定値に保持さ
れ、インバータ出力電流Idも一定値に制限される。
7のカウントアップ(t2)までは電流制限した始動に
なる。この電流制限による始動ではインバータ本体2と
同期電動機3との間を接続するケーブルでの電圧降下や
同期電動機3の内部定数の違いに影響されることなく所
期の始動電圧を供給し、過電圧による過励磁や電圧不足
による脱調現象を防止する。
後、カウンタ17のカウントアップで切替スイッチ15
を周波数−電圧変換器5側に切替える(モード1)。こ
のとき、変換器5はスイッチ15を通した電圧ΔVを初
期値とし、周波数設定値Fsに比例して上昇する電圧出
力Vsを得る。
換わり点P(図4参照)の周波数及び電圧値に設定さ
れ、F1及びV1は切換わり点Pに移行するに必要な周波
数及び電圧値に設定される。
からV/f一定制御への移行モードになり、時刻t3で
は電圧VsはV1に一致し、周波数はF1に一致する。こ
の時点では出力電流Idは減少してくるが次のモード2
(時点t3以降)に入ってV/f一定制御によって一定
電流に向かって減少し、時刻t4ではV/f一定制御へ
の移行を終了し、以後にはV/f一定制御になる。
御回路8〜17に代えてマイクロコンピュータによるソ
フトウエア構成とする場合のフローチャートを示す。始
動開始時はモード0に設定され、モードチェック(ステ
ップS1)の初回には電流Id検出(S2)と該電流I
dが設定値5%以下にあるか否かのチェック(S3)と
を経てインバータ出力電圧即ちPWM演算部6への指令
電圧Vnに相当するId−Isに対するPID処理から
求める(S4)。このとき、カウンタ17に相当する計
数値Cnは零に保持される。PID処理結果は周波数−
電圧変換(S5)によって電圧指令Vnを求め、PWM
処理を行う(S6)。
おいて、Id−Isが5%以下に低下したとき、計数値
Cnを+1インクリメント演算し(S7)、Cnが設定
値5以上か否かをチェックし(S8)、設定値5に達し
ていないときにはステップS4に戻ってPID制御を継
続し、設定値5以上になったときにモードをモード0か
らモード1に切換える(S9)。この後、周波数−電圧
変換を行って(S10)、PWM処理を行う(S1
1)。
ステップS1でのチェックでモード1のチェック(S1
2)に入り、V/f一定制御への移行モード1に入り
(S13)、加速か減速かのチェック(S14)を行
い、始動時には加速制御になるためPWM指令電圧Vn
に演算値ΔVを1回加える(S15)。なお、V/f一
定制御での減速時にはVnからΔVを減算する(S1
6)。
を越えたか否かチェックし(S17)、越えていなけれ
ばVnと周波数指令FSでPWM処理を行い(S1
9)、越えたときにモード1からモード2に切換える
(S18)。これらS12〜S19までの繰り返しでV
n≧Vsになったとき、モード1から2への切換えによ
ってステップS12でのチェック時にモード2になるV
/f一定制御に入り(S20)、V/f一定制御による
PWM処理行い(S21)、V/f一定制御を実行する
(S22)。
に電流制御した電圧制御を行って低周波域での加速を得
る始動制御手段とするため、インバータと同期電動機間
を結ぶケーブル長や同期電動機の取換えによる内部定数
の変化にも過電圧による過励磁や電圧不足による脱調を
無くした適正な始動を行うことができる。
電圧変換器、6…PWM演算器、8…定格電流設定器、
9…出力電流・検出器、10…減算器、11…リミッタ
回路、12…比例積分演算器、13…リミッタ回路、1
4…電流−電圧変換器、15…切替スイッチ、16…コ
ンパレータ、17…カウンタ。
Claims (1)
- 【請求項1】 同期電動機への印加電圧Vと周波数fの
比を通常制御状態のV/F一定制御するインバータにお
いて、同期電動機の始動時に周波数fを低い値に固定し
電動機電流を一定電流に制限した電圧Vの制御をする電
流制限モード0と、このモード0による制御で電動機電
流が一定値に達したときに周波数f及び電圧Vを設定値
に向けてモード0における出力電圧を初期値として上昇
させる移行モード1と、このモード1による制御で電圧
V及び周波数fが設定値に達したときに該電圧Vと周波
数fの比を一定とする通常制御状態のV/f一定制御モ
ード2とを制御手順とする始動制御手段を備えたことを
特徴とする同期電動機用インバータ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3226803A JP2979765B2 (ja) | 1991-09-06 | 1991-09-06 | 同期電動機用インバータ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3226803A JP2979765B2 (ja) | 1991-09-06 | 1991-09-06 | 同期電動機用インバータ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0568386A true JPH0568386A (ja) | 1993-03-19 |
JP2979765B2 JP2979765B2 (ja) | 1999-11-15 |
Family
ID=16850856
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3226803A Expired - Lifetime JP2979765B2 (ja) | 1991-09-06 | 1991-09-06 | 同期電動機用インバータ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2979765B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005143178A (ja) * | 2003-11-05 | 2005-06-02 | Sanyo Denki Co Ltd | 同期モータとその回転制御方法、及び、同期モータ用インバータ |
WO2011040057A1 (ja) * | 2009-09-30 | 2011-04-07 | 国立大学法人東京工業大学 | モータ始動方法 |
-
1991
- 1991-09-06 JP JP3226803A patent/JP2979765B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005143178A (ja) * | 2003-11-05 | 2005-06-02 | Sanyo Denki Co Ltd | 同期モータとその回転制御方法、及び、同期モータ用インバータ |
WO2011040057A1 (ja) * | 2009-09-30 | 2011-04-07 | 国立大学法人東京工業大学 | モータ始動方法 |
JP2011078213A (ja) * | 2009-09-30 | 2011-04-14 | Tokyo Institute Of Technology | モータ始動方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2979765B2 (ja) | 1999-11-15 |
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Legal Events
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