JPH0591793A - インバータ装置 - Google Patents

インバータ装置

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JPH0591793A
JPH0591793A JP3249224A JP24922491A JPH0591793A JP H0591793 A JPH0591793 A JP H0591793A JP 3249224 A JP3249224 A JP 3249224A JP 24922491 A JP24922491 A JP 24922491A JP H0591793 A JPH0591793 A JP H0591793A
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JP
Japan
Prior art keywords
frequency
acceleration
output
operating frequency
deceleration
Prior art date
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Pending
Application number
JP3249224A
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English (en)
Inventor
Yoichi Morishima
洋一 森島
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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  • Control Of Eletrric Generators (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、ファンモータおよびポンプモータ
等の2乗低減トルク負荷を駆動するについて、加減速時
における過電流とリップおよび過電圧トリップを発生す
ることなく速やかに加減速運転でき、しかも定常運転時
における省エネルギー効果も得ることができるようにし
ている。 【構成】 切替制御手段26は、運転周波数と設定され
た出力周波数とを比較して加減速中あるいは定常運転中
といった運転状況を判定し、その判定結果つまり比較結
果に応じてV/f比を直線パターンとする場合と、V/
f比を2乗低減曲線パターンとする場合とを切り替える
ようになっている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電動機の可変速制御を
行なうためのインバータ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図7には、インバータ装置の基本的な部
分を示している。三相交流電源1の交流電力は整流回路
2で整流され、そして平滑コンデンサ3で平滑されて直
流化される。この直流電力はインバータ主回路4により
所定の周波数の電力として電動機5に出力され、電動機
5が駆動される。この場合、インバータ主回路4の出力
電圧と出力周波数との比、いわゆるV/f比は制御回路
6によって制御されるようになっている。
【0003】例えば負荷7がファンおよびポンプ等のい
わゆる2乗低減トルク負荷である場合、図8の直線パタ
ーン(符号βで示す)ではなく、2乗低減曲線パターン
(符号αで示す)をV/f比特性に設定して、省エネル
ギー化を図っている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが、V/f比を
2乗低減曲線パターンとした場合、負荷7のGD2 (慣
性モーメント)が大きい場合には、V/f比が低いため
に、加速時においては加速トルクが出ず、加速時間の設
定が短いと過電流トリップ等が発生することがある。
【0005】また、減速時においては、減速時間の設定
が短いと、インバータ出力周波数が電動機5の回転子の
回転数より低くなり、電動機5から回生エネルギーが発
生する。このとき、電動機5にブレーキがかけられるこ
とになるが、V/f比が2乗低減曲線パターンの場合に
おいては、上記ブレーキ作用が弱く、インバータ主回路
4の電圧VPNが上昇しやすく、過電圧トリップを発生す
ることがあった。
【0006】この一方、V/f比を図8の直線パターン
とした場合には、加減速時の上記不具合は解決される
が、定常運転時には省エネルギー効果が上がらないとい
う問題がある。
【0007】そこで、本発明の目的は、ファンモータお
よびポンプモータ等の2乗低減トルク負荷を駆動するに
ついて、加減速時における過電流とリップおよび過電圧
トリップを発生することなく速やかに加減速運転でき、
しかも定常運転時における省エネルギー効果も得ること
ができるインバータ装置を提供するにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明のインバータ装置
は、インバータの出力周波数を設定する出力周波数設定
手段と、運転周波数を設定する運転周波数設定手段と、
この運転周波数設定手段による運転周波数と前記出力周
波数設定手段による出力周波数とを比較しその比較結果
に応じてインバータ出力電圧と出力周波数との比を2乗
低減曲線パターンと直線パターンとのうちの一方に切り
替える切替制御手段とを含んで構成される。
【0009】
【作用】インバータ出力電圧と出力周波数との比(以下
V/f比と称する)を直線パターンとした場合、加速ト
ルクを大きく得ることができると共に減速時のブレーキ
トルクも大きく得ることができる。一方、V/f比を2
乗低減曲線パターンとした場合には定常運転時での省エ
ネルギー効果が期待できる。しかして、運転周波数と設
定された出力周波数とを比較することにより加減速中あ
るいは定常運転中といった運転状況を判定することが可
能となる。加減速時にV/f比を直線パターンとすれ
ば、大きい慣性モーメントの負荷であっても、過電流ト
リップおよび過電圧トリップを発生することなく速やか
に加減速することが可能となり、また、定常運転時にV
/f比を2乗低減曲線パターンとすることで、高トルク
を必要としない状況で負荷トルク特性に沿った制御がで
きて省エネルギー化を図ることが可能となる。
【0010】
【実施例】以下、本発明の第1の実施例につき図1ない
し図3を参照しながら説明する。三相交流電源11と電
動機12との間にはインバータ装置13が設けられてお
り、このインバータ装置13により電動機12が駆動さ
れる。そしてこの電動機12によりファンおよびポンプ
等の負荷14が駆動される。
【0011】インバータ装置13について詳述する。三
相交流電源11の交流電力は整流回路15で整流され、
そして平滑コンデンサ16で平滑されて直流化される。
この直流電力はインバータ主回路17により所定の周波
数の電力として電動機12に出力され、電動機12が駆
動される。この場合、インバータ主回路14のV/f比
は制御回路18によって制御されるようになっている。
【0012】すなわち、出力周波数設定手段としての出
力周波数設定部19は、インバータ出力周波数が入力さ
れてこれを設定する。この設定出力周波数は運転周波数
設定手段としての運転周波数設定部20に与えられる。
この運転周波数設定部は20は、加減速時間設定部21
で設定された加減速時間と上記設定出力周波数とに従っ
て、逐次、運転周波数を設定する。設定された運転周波
数は周波数比較部22に与えられる。
【0013】この周波数比較部22には、出力周波数設
定部19からの設定出力周波数も与えられており、そし
てこの周波数比較部22は、設定出力周波数と現在の運
転周波数との差を演算し、その演算結果Feを基準値Δ
Fと比較する。演算結果Feが基準値ΔFを上回ると加
速状況であることを判定し、演算結果Feが基準値ΔF
を下回ると加減速状況であることを判定し、この場合加
減速判定信号Sβを出力する。そして演算結果Feが基
準値ΔFの範囲内にあると定常状況であると判定して定
常判定信号Sαを出力する。
【0014】切替部23は、上記加減速判定信号Sβが
与えられると、運転周波数設定部20による運転周波数
を第1の演算部24側へ与えるべく切替動作し、上記定
常判定信号Sβが与えられると、運転周波数設定部20
による運転周波数を第2の演算部24側へ与えるべく切
替動作する。
【0015】第1の演算部24にはV/f比のパターン
として2乗低減曲線パターンを備えており、運転周波数
設定部20による運転周波数に応じて出力電圧をこの2
乗低減曲線パターン(図3の符号αで示す)で演算す
る。また、第1の演算部25にはV/f比のパターンと
して直線パターン(図3の符号β)を備えており、運転
周波数設定部20による運転周波数に応じて出力電圧を
この直線パターンで演算するようになっている。上記周
波数比較部22、切替部23、第1の演算部24および
第2の演算部25にて切替制御手段26が構成されてい
る。
【0016】出力電圧調整部27は、切替部23でV/
f比パターンが切り替えられたときに急激に出力電圧が
変化しないように出力電圧を徐々に変化させるようにな
っている。波形形成部28は出力電圧調整部27からの
出力電圧指令に応じた駆動制御信号を出力するようにな
っており、そして、ドライブ回路29は、この波形形成
部28からの駆動制御信号に応じて、前記インバータ主
回路17の各スイッチング素子を駆動制御するようにな
っている。
【0017】さて、上記構成の作用について説明する。
図2の(a)には出力電圧の時間的変化の様子を示し、
同図(b)には運転周波数の時間的変化の様子を示して
おり、また、図3にはV/fの関係を示している。この
図3においてαは2乗低減曲線パターンを示し、βは直
線パターンを示している。
【0018】今、出力周波数設定部19により出力周波
数をFCBに設定すると、図2(a)で示すように、運
転周波数FREFは、加減速時間設定部21で設定され
る加速時間に沿って上昇していくが、その値は運転周波
数設定部20によって逐次設定される。ここで、周波数
比較部22は設定出力周波数FCBと運転周波数FRE
Fとを比較し、その差が基準値ΔF以上であると加速中
であると判断し、切替部23を第2の演算部25を有効
化させるように(直線パターンのV/f比を設定するよ
うに)切替動作させる。これにて、加速時においては、
直線パターンのV/f比で出力電圧が演算され、図3の
β線上でA点からB点(出力電圧Vb)まで制御され
る。
【0019】そして運転周波数FREFと設定出力周波
数FCBとの差がΔFの範囲内となると、定常運転とな
ったことが周波数比較部22にて判断され、これにて、
切替部23は、第1の演算部24を有効化させるように
(2乗低減曲線パターンのV/f比を設定するように)
切替動作する。これによって、出力電圧は図3のB点か
らα線上のC点(出力電圧Vc)に移行することになる
が、出力電圧調整部27は切替部23の切替動作に基づ
いて出力電圧を徐々に変化させて出力電圧Vcまで制御
する。
【0020】次に、設定出力周波数FCBが「0」とさ
れると、運転周波数FPEFが加減速時間設定部21に
よる減速時間で変更される。このとき設定出力周波数F
CBが「0」であることから、切替部22が減速中であ
ると判定し、切替部12を第1の演算部24側(2乗低
減曲線パターン側)から第2の演算部25側(直線パタ
ーン側)へ切替動作させる。この場合も上述と同様に、
出力電圧はVcからVbへ徐々に変化する。
【0021】このように本実施例によれば、周波数比較
部22により運転周波数と設定された出力周波数とを比
較することにより加減速中あるいは定常運転中といった
運転状況を判定し、加減速判定時には切替部23により
V/f比を直線パターンとするようにしたので、大きい
慣性モーメントの負荷であっても、過電流トリップおよ
び過電圧トリップを発生することなく速やかに加減速す
ることができる。また、定常運転時にV/f比を2乗低
減曲線パターンとすることで、高トルクを必要としない
状況で負荷トルク特性に沿った制御ができて省エネルギ
ー化を図ることができる。
【0022】特に本実施例によれば、V/f比のパター
ンが切り替わるときに、出力電圧を徐々に変化させるよ
うにしたから、出力電圧が急激に変化する場合では電動
機12に衝撃が発生するが、本実施例では、そのような
ことはない。
【0023】図4ないし図6は本発明の第2の実施例を
示している。図4には第1の実施例と同一部分に付して
おり、異なる部分はマイクロコンピュータ30により主
たる制御を行っている点にある。すなわち、マイクロコ
ンピュータ30は切替制御手段として機能するもので、
図5のフローチャートに示すように、メインループML
OOP内の多くのタスクを繰り返し実行しているが、こ
のタスクの一つにV/f比切替制御を含む出力電圧値計
算タスクがある。
【0024】以下、これについて図6を参照して述べ
る。出力電圧値計算タスクが開始されると、まず、ステ
ップS1で設定出力周波数FCBと運転周波数FREF
とを差を演算し、その結果と基準値ΔFとを比較し、も
って加減速中か、定常運転中かの判定を行なう。上記演
算結果が絶対値でΔF以上なら加減速中と判定し、ステ
ップS2に移行して直線パターンのV/f比によりVb
を計算し、定常運転状態と判定されたときにはステップ
S3に移行し、2乗低減曲線パターンのV/f比により
Vcを計算する。
【0025】次にステップS4において、計算された電
圧値をBUF1へ格納する。そしてステップS5におい
ては、BUF0にはメインループ1サイクル前に出力さ
れた電圧値が格納してあり、その値と、今回計算されて
BUF1に格納された値と差(絶対値)がΔVを下回っ
ているか否かの判定を行なう。すなわち、加減速状態か
ら定常状態に、あるいはその逆に切り替わったか否かを
判定する。この切り替わりが判定されると、つまり、|
BUF1−BUF0|がΔV以上であると、ステップS
6に移行して、BUF0の値が今回のBUF1の値より
大きいか否かを判定し、大きければ加速中であると判定
してステップS7に移行し、小さければ減速中であると
判定してステップS8に移行する。
【0026】ステップS7では、V/f比のパターンが
切り替わったことに対処すべく、すなわち出力電圧の急
激な変化を防止すべく、前回の出力電圧値BUF0から
微小電圧ΔVm分を減少し、ステップS8では前回の出
力電圧値BUF0に微小電圧ΔVm分を加える。
【0027】V/f比のパターンが切り替わっていない
場合には(ステップS5の「Y」)、ステップS9に移
行して出力電圧を、今回計算された出力電圧値(BUF
1に格納された電圧値)とする。そして、ステップ10
にて、今回の出力電圧をBUF0に格納して終了する。
この第2の実施例においても第1の実施例と同様の効果
を奏する。
【0028】
【発明の効果】本発明は以上の説明から明らかなよう
に、運転周波数と出力周波数とを比較しその比較結果に
応じてインバータ出力電圧と出力周波数との比を2乗低
減曲線パターンと直線パターンとのうちの一方に切り替
えるようにしたから、ファンモータおよびポンプモータ
等の2乗低減トルク負荷を駆動するについて、加減速時
における過電流とリップおよび過電圧トリップを発生す
ることなく速やかに加減速運転でき、しかも定常運転時
における省エネルギー効果も得ることができる、という
優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例を示す電気的構成のブロ
ック図
【図2】運転周波数の変化の様子および出力電圧の変化
の様子を示す図
【図3】出力電圧と出力周波数との関係を示す図
【図4】本発明の第2の実施例を示す電気的構成のブロ
ック図
【図5】メインルーチンのフローチャート
【図6】出力電圧値計算ルーチンのフローチャート
【図7】従来例を示す電気的構成のブロック図
【図8】出力電圧と出力周波数との関係を示す図
【符号の説明】
12は電動機、13はインバータ装置、17はインバー
タ主回路、18は制御回路、19は出力周波数設定部
(出力周波数設定手段)、20は運転周波数設定部(運
転周波数設定手段)、22は周波数比較部、23は切替
部、24は第1の演算部、25は第2の演算部、26は
切替制御手段、27は出力電圧調整部、30はマイクロ
コンピュータ(切替制御手段)である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 インバータの出力周波数を設定する出力
    周波数設定手段と、運転周波数を設定する運転周波数設
    定手段と、この運転周波数設定手段による運転周波数と
    前記出力周波数設定手段による出力周波数とを比較しそ
    の比較結果に応じてインバータ出力電圧と出力周波数と
    の比を2乗低減曲線パターンと直線パターンとのうちの
    一方に切り替える切替制御手段とを具備して成るインバ
    ータ装置。
JP3249224A 1991-09-27 1991-09-27 インバータ装置 Pending JPH0591793A (ja)

Priority Applications (1)

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JP3249224A JPH0591793A (ja) 1991-09-27 1991-09-27 インバータ装置

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JP3249224A JPH0591793A (ja) 1991-09-27 1991-09-27 インバータ装置

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JPH0591793A true JPH0591793A (ja) 1993-04-09

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JP (1) JPH0591793A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100374835B1 (ko) * 2000-12-08 2003-03-04 엘지전자 주식회사 리니어 컴프레샤의 트립방지장치
JP2008193829A (ja) * 2007-02-06 2008-08-21 Fuji Electric Systems Co Ltd 電力変換装置
JP2009201268A (ja) * 2008-02-21 2009-09-03 Yanmar Co Ltd インバータ式エンジン発電装置

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