JPH0612959B2 - パルス幅変調インバータによる誘導電動機の制御装置 - Google Patents
パルス幅変調インバータによる誘導電動機の制御装置Info
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- JPH0612959B2 JPH0612959B2 JP56137017A JP13701781A JPH0612959B2 JP H0612959 B2 JPH0612959 B2 JP H0612959B2 JP 56137017 A JP56137017 A JP 56137017A JP 13701781 A JP13701781 A JP 13701781A JP H0612959 B2 JPH0612959 B2 JP H0612959B2
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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
- H02P23/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by a control method other than vector control
- H02P23/28—Controlling the motor by varying the switching frequency of switches connected to a DC supply and the motor phases
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 本発明はパルス幅変調インバータによる誘導電動機の制
御方式に係り、特にインバータ出力電圧の半サイクルに
含まれるパルス数の切換え制御の改良に関する。
御方式に係り、特にインバータ出力電圧の半サイクルに
含まれるパルス数の切換え制御の改良に関する。
パルス幅変調インバータは周知の如く、インバータ自体
で電圧制御できるから、所望の周波数で所望の電圧が得
られ、この出力により誘導電動機を可変速運転すること
ができる。
で電圧制御できるから、所望の周波数で所望の電圧が得
られ、この出力により誘導電動機を可変速運転すること
ができる。
第1図は、従来のパルス幅変調インバータによる誘導電
動機の制御方式の回路構成であつて、1は直流電源、2
はサイリスタ等のスイツチング素子UP〜WNからなる
パルス幅変調インバータ、3は誘導電動機である。
動機の制御方式の回路構成であつて、1は直流電源、2
はサイリスタ等のスイツチング素子UP〜WNからなる
パルス幅変調インバータ、3は誘導電動機である。
第1図において、誘導電動機3の回転周波数nを検出
回路6で検出し、これにすべり周波数指令回路10から
のすべり周波数指令値sを、加減算回路11で力行時
には加算し、回生時には減算する。これがインバータ2
の出力周波数0(=n±s)となる。変調回路5
では、加減算回路11の出力を受けて、三角波発生回路
51と正弦波発生回路52で、周波数が0(=n±
s)の3の整数倍の三角波電圧と周波数が0(=
n±s)の3相の正弦波電圧とを同期して発生させ、
この三角波電圧と正弦波電圧を比較回路53で各相毎に
比較する。この変調回路5の比較回路53の出力によ
り、ゲート信号処理回路4を介して、所定の順序でイン
バータ2のスイツチング素子UP〜WNのオン・オフ動
作を行なう。このときのパルス幅変調の動作を、三角波
電圧の周波数が正弦波電圧の周波数の3倍の場合を例に
とつて、第2図により説明する。
回路6で検出し、これにすべり周波数指令回路10から
のすべり周波数指令値sを、加減算回路11で力行時
には加算し、回生時には減算する。これがインバータ2
の出力周波数0(=n±s)となる。変調回路5
では、加減算回路11の出力を受けて、三角波発生回路
51と正弦波発生回路52で、周波数が0(=n±
s)の3の整数倍の三角波電圧と周波数が0(=
n±s)の3相の正弦波電圧とを同期して発生させ、
この三角波電圧と正弦波電圧を比較回路53で各相毎に
比較する。この変調回路5の比較回路53の出力によ
り、ゲート信号処理回路4を介して、所定の順序でイン
バータ2のスイツチング素子UP〜WNのオン・オフ動
作を行なう。このときのパルス幅変調の動作を、三角波
電圧の周波数が正弦波電圧の周波数の3倍の場合を例に
とつて、第2図により説明する。
三角波発生回路51と正弦波発生回路52で、第2図
(イ)のような三角波電圧と3相の正弦波電圧を発生さ
せ、この三角波電圧と正弦波電圧を比較回路53で各相
毎に比較して、第2図(ロ)のような、インバータ2のス
イツチング素子UN,VN,WNのオン・オフ用信号を
出力する。なお、スイツチング素子UP,VP,WP用
の信用は図示していないが、第2図(ロ)の信号が反転し
たものとなる。この第2図(ロ)のような比較回路53の
出力信号を、ゲート信号処理回路4を介して、スイツチ
ング素子UN,VN,WNに与えてオン・オフ動作を行
なわせると、スイツチング素子UN,VN,WNの各素
子の両端電圧は第2図の(ハ),(ニ),(ホ)のようになる。
なお、スイツチング素子UP,VP,WPの各素子の両
端電圧は図示していないが、第2図の(ハ),(ニ),(ホ)の
電圧が反転したものとなる。この第2図の(ハ)のUN両
端電圧と(ニ)のVN両端電圧より、インバータ2のU−
V間電圧(=誘導電動機3のU−V間電圧)は第2図
(ヘ)のようになつて、正弦波電圧の半サイクルつまりイ
ンバータ出力電圧の半サイクルに含まれるパルス数は3
(複数)となり、また中央のパルスの幅は、他のパルス
の幅と異なっている。なお、インバータ2のV−W間電
圧,W−U間電圧は図示していないが、第2図(ヘ)のU
−V間電圧より夫々120度,240度遅れたものとな
る。
(イ)のような三角波電圧と3相の正弦波電圧を発生さ
せ、この三角波電圧と正弦波電圧を比較回路53で各相
毎に比較して、第2図(ロ)のような、インバータ2のス
イツチング素子UN,VN,WNのオン・オフ用信号を
出力する。なお、スイツチング素子UP,VP,WP用
の信用は図示していないが、第2図(ロ)の信号が反転し
たものとなる。この第2図(ロ)のような比較回路53の
出力信号を、ゲート信号処理回路4を介して、スイツチ
ング素子UN,VN,WNに与えてオン・オフ動作を行
なわせると、スイツチング素子UN,VN,WNの各素
子の両端電圧は第2図の(ハ),(ニ),(ホ)のようになる。
なお、スイツチング素子UP,VP,WPの各素子の両
端電圧は図示していないが、第2図の(ハ),(ニ),(ホ)の
電圧が反転したものとなる。この第2図の(ハ)のUN両
端電圧と(ニ)のVN両端電圧より、インバータ2のU−
V間電圧(=誘導電動機3のU−V間電圧)は第2図
(ヘ)のようになつて、正弦波電圧の半サイクルつまりイ
ンバータ出力電圧の半サイクルに含まれるパルス数は3
(複数)となり、また中央のパルスの幅は、他のパルス
の幅と異なっている。なお、インバータ2のV−W間電
圧,W−U間電圧は図示していないが、第2図(ヘ)のU
−V間電圧より夫々120度,240度遅れたものとな
る。
以上の説明からわかるように、インバータ出力電圧の半
サイクルに含まれる各パルスの幅つまりインバータ2の
出力電圧は、正弦波電圧の波高値ecpと三角波電圧の波
高値e3Pの比ecp/e3P(これを以下、変調度と呼ぶ)
を変えることにより、またパルス数は三角波電圧の周波
数3と正弦波電圧の周波数0の比3/0を変え
ることにより、それぞれ制御できる。その変調度は、誘
導電動機3を流れる電流を検出回路7で検出した値の電
流指令回路8の指令値を比較して、その偏差により、変
調度制御回路9を介して、正弦波発生回路52の出力の
正弦波電圧の波高値ecpを変えることによつて制御され
る。また、パルス数は、インバータ出力周波数の大きさ
により、パルス数切換え回路12を介して、三角波発生
回路51の出力の三角波電圧の周波数3を変えて切換
える。
サイクルに含まれる各パルスの幅つまりインバータ2の
出力電圧は、正弦波電圧の波高値ecpと三角波電圧の波
高値e3Pの比ecp/e3P(これを以下、変調度と呼ぶ)
を変えることにより、またパルス数は三角波電圧の周波
数3と正弦波電圧の周波数0の比3/0を変え
ることにより、それぞれ制御できる。その変調度は、誘
導電動機3を流れる電流を検出回路7で検出した値の電
流指令回路8の指令値を比較して、その偏差により、変
調度制御回路9を介して、正弦波発生回路52の出力の
正弦波電圧の波高値ecpを変えることによつて制御され
る。また、パルス数は、インバータ出力周波数の大きさ
により、パルス数切換え回路12を介して、三角波発生
回路51の出力の三角波電圧の周波数3を変えて切換
える。
ところが、このパルス数の切換え時に、誘導電動機3の
電流IMが過渡的に変化して、トルク変動が生じ、また
制御系にも悪影響を及ぼすという現象が観測された。
電流IMが過渡的に変化して、トルク変動が生じ、また
制御系にも悪影響を及ぼすという現象が観測された。
本発明はかかる従来の欠点にかんがみてなされたもの
で、その目的は、パルス数の切換え時のトルク変動を軽
減できるパルス幅変調インバータによる誘導電動機の制
御方式を提供することである。
で、その目的は、パルス数の切換え時のトルク変動を軽
減できるパルス幅変調インバータによる誘導電動機の制
御方式を提供することである。
本発明は、パルス数の切換え前後で変調度を異ならせる
ことを特徴とするものである。
ことを特徴とするものである。
上記のパルス数切換時のトルク変動の原因を究明したと
ころ、次のことが明らかになつた。
ころ、次のことが明らかになつた。
すなわち、変調度γとインバータ2の出力電圧(線間電
圧)の基本波成分の大きさVMの関係は、発明者の計算
によると、パルス例えば9パルスと5パルスとで、第3
図に示すように一致していないのである。
圧)の基本波成分の大きさVMの関係は、発明者の計算
によると、パルス例えば9パルスと5パルスとで、第3
図に示すように一致していないのである。
したがつて、前述のように誘導電動機3の電流を一定制
御していて、パルス数が例えば9から5へ切換わる時、
変調度γが第3図の(a)点にあるとすると、インバータ
2の出力電圧の基本波成分の大きさVMは第3図の(a)
点から(b)点へ、第4図の(イ)の点線のように急増しよう
とするために、誘導電動機3の電流IMも第4図の(ロ)
の点線のように増加しようとする。このあと、制御系が
作用して、変調度γは第3図の(a)点から(c)へ、第4図
の(ハ)のように制御され、結果的にはVM及びIMは第
4図の(イ)と(ロ)の実線のように変化して、パルス数が切
換わる前の一定値に落着く。
御していて、パルス数が例えば9から5へ切換わる時、
変調度γが第3図の(a)点にあるとすると、インバータ
2の出力電圧の基本波成分の大きさVMは第3図の(a)
点から(b)点へ、第4図の(イ)の点線のように急増しよう
とするために、誘導電動機3の電流IMも第4図の(ロ)
の点線のように増加しようとする。このあと、制御系が
作用して、変調度γは第3図の(a)点から(c)へ、第4図
の(ハ)のように制御され、結果的にはVM及びIMは第
4図の(イ)と(ロ)の実線のように変化して、パルス数が切
換わる前の一定値に落着く。
このように、パルス数の切換え時には、インバータ2の
出力電圧の基本波成分の大きさVMが過渡的に急変する
ために、誘導電動機3の電流IMも急変してトルク変動
を生じている。
出力電圧の基本波成分の大きさVMが過渡的に急変する
ために、誘導電動機3の電流IMも急変してトルク変動
を生じている。
そこで、本発明においては、パルス数をインバータ出力
周波数に応じて切換え、このパルス数が複数であって少
なくとも1つのパルスが他のパルスと異なる幅をもつモ
ードを有するPWM変調において、パルス数の切換時
に、変調度を変化させて、過渡的にも、インバータ出力
電圧の基本波成分の大きさが変化しないようにするので
ある。このためには、例えば、各パルス数毎におけるイ
ンバータ出力電圧の基本波成分の大きさが等しくなる変
調度の比を設定しておき、この比に応じて、パルス数切
換時の変調度を変更することが望ましい。
周波数に応じて切換え、このパルス数が複数であって少
なくとも1つのパルスが他のパルスと異なる幅をもつモ
ードを有するPWM変調において、パルス数の切換時
に、変調度を変化させて、過渡的にも、インバータ出力
電圧の基本波成分の大きさが変化しないようにするので
ある。このためには、例えば、各パルス数毎におけるイ
ンバータ出力電圧の基本波成分の大きさが等しくなる変
調度の比を設定しておき、この比に応じて、パルス数切
換時の変調度を変更することが望ましい。
第5図は本発明の一実施例の回路を示すものであつて、
第1図の従来例と異なるところは、パルス切換え回路1
2の出力により、変調度制御回路9の出力を制御するよ
うにしたことで、他の符号及びインバータ2のパルス幅
変調動作等は第1図と同じである。
第1図の従来例と異なるところは、パルス切換え回路1
2の出力により、変調度制御回路9の出力を制御するよ
うにしたことで、他の符号及びインバータ2のパルス幅
変調動作等は第1図と同じである。
第5図の本発明の動作を第6図と第7図により説明す
る。
る。
第5図において、パルス数切換え回路12により、パル
ス数が例えば9で、変調度γが第6図(これは前述の第
3図と同じ)の(a)点にある状態で、5パルスに切換え
る指令が出た場合、その指令により、変調度γが第6図
の(b)点へ、第7図の(ハ)のように移行するように、変調
度制御回路9の出力を制御して、インバータ2の出力電
圧の基本波成分の大きさVMが第7図の(イ)のように変
化しないようにする。そうすると、誘導電動機3の電流
IMも第7図の(ロ)のように変化することがなく、また
トルク変動も生じない。
ス数が例えば9で、変調度γが第6図(これは前述の第
3図と同じ)の(a)点にある状態で、5パルスに切換え
る指令が出た場合、その指令により、変調度γが第6図
の(b)点へ、第7図の(ハ)のように移行するように、変調
度制御回路9の出力を制御して、インバータ2の出力電
圧の基本波成分の大きさVMが第7図の(イ)のように変
化しないようにする。そうすると、誘導電動機3の電流
IMも第7図の(ロ)のように変化することがなく、また
トルク変動も生じない。
このパルス数切換え回路12からのパルス数切換え(例
えば、9パルスから5パルスへ)指令により、変調度制
御回路9の出力つまり変調度γを制御して、インバータ
2の出力電圧の基本波成分の大きさVMが変化しないよ
うにする具体的方法は、電流指令回路8の指令値と誘導
電動機3の電流の検出値との偏差ΔIに対する変調度制
御回路9の出力つまり変調度γの関係を、例えば、9パ
ルスと5パルスで変えればよい。すなわち、ΔIとγの
関係を、 9パルス時 γ=K9・ΔI ………(1) 5パルス時 γ=K5・ΔI ………(2) (ただし、K9とK5は異なる定数でK9>K5) とする。すなわち、同一の電流偏差入力ΔIに対し、互
いに異なる変調度γをとる。
えば、9パルスから5パルスへ)指令により、変調度制
御回路9の出力つまり変調度γを制御して、インバータ
2の出力電圧の基本波成分の大きさVMが変化しないよ
うにする具体的方法は、電流指令回路8の指令値と誘導
電動機3の電流の検出値との偏差ΔIに対する変調度制
御回路9の出力つまり変調度γの関係を、例えば、9パ
ルスと5パルスで変えればよい。すなわち、ΔIとγの
関係を、 9パルス時 γ=K9・ΔI ………(1) 5パルス時 γ=K5・ΔI ………(2) (ただし、K9とK5は異なる定数でK9>K5) とする。すなわち、同一の電流偏差入力ΔIに対し、互
いに異なる変調度γをとる。
また第6図よりγとVMの関係を、 9パルス時 VM=G9・γ ………(3) 5パルス時 VM=G5・γ ………(4) (ただし、G9とG5は定数で、G9<G5) とすると、パルス数切換え時にVMが変化しないように
するには、(3)式=(4)式から、 K9・G9=K5・G5 ………(5) を満足するように、定数K9とG9あるいは、それらの
比を設定すればよい。
するには、(3)式=(4)式から、 K9・G9=K5・G5 ………(5) を満足するように、定数K9とG9あるいは、それらの
比を設定すればよい。
以上のごとく、本実施例によれば、パルス数切換え時
に、インバータ2の出力電圧の基本波成分の大きさVM
が変化しないように、変調度γを変更するので、誘導電
動機3の電流が変化せず、またトルク変動も生じず、さ
らに制御系にも悪影響を及ぼさないという効果がある。
に、インバータ2の出力電圧の基本波成分の大きさVM
が変化しないように、変調度γを変更するので、誘導電
動機3の電流が変化せず、またトルク変動も生じず、さ
らに制御系にも悪影響を及ぼさないという効果がある。
なお、パルス数切換え時に変調度γを変更する時、第5
図の実施例では、変調回路5の正弦波発生回路52の正
弦波電圧の波高値を変えているが、これは三角波発生回
路51の三角波電圧の波高値、または正弦波電圧と三角
波電圧の両方の波高値を変えてもよいということはいう
までもない。
図の実施例では、変調回路5の正弦波発生回路52の正
弦波電圧の波高値を変えているが、これは三角波発生回
路51の三角波電圧の波高値、または正弦波電圧と三角
波電圧の両方の波高値を変えてもよいということはいう
までもない。
以上説明したように、本発明によれば、パルス数切換え
時に、インバータ出力電圧の基本波成分の大きさが変化
しないように、変調度を変更するので、誘導電動機の電
流が変化せず、またトルク変動も生じず、さらに制御系
にも悪影響を及ぼすことのないパルス幅変調インバータ
による誘導電動機の制御方式を提供することができる。
時に、インバータ出力電圧の基本波成分の大きさが変化
しないように、変調度を変更するので、誘導電動機の電
流が変化せず、またトルク変動も生じず、さらに制御系
にも悪影響を及ぼすことのないパルス幅変調インバータ
による誘導電動機の制御方式を提供することができる。
第1図は従来の回路図、第2図〜第4図は第1図の動作
説明図、第5図は本発明の一実施例を示す回路図、第6
図と第7図は第5図の動作説明図である。 1……直流電源、2……インバータ、3……誘導電動
機、4……ゲート信号処理回路、5……変調回路、6…
…回転周波数検出回路、7……電流検出回路、8……電
流指令回路、9……変調度制御回路、10……すべり周
波数指令回路、11……加減算回路、12……パルス数
切換え回路、γ……変調度、VM……インバータ出力電
圧の基本波成分の大きさ。
説明図、第5図は本発明の一実施例を示す回路図、第6
図と第7図は第5図の動作説明図である。 1……直流電源、2……インバータ、3……誘導電動
機、4……ゲート信号処理回路、5……変調回路、6…
…回転周波数検出回路、7……電流検出回路、8……電
流指令回路、9……変調度制御回路、10……すべり周
波数指令回路、11……加減算回路、12……パルス数
切換え回路、γ……変調度、VM……インバータ出力電
圧の基本波成分の大きさ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 成田 博 茨城県日立市幸町3丁目1番1号 株式会 社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 岡松 茂俊 茨城県勝田市市毛1070番地 株式会社日立 製作所水戸工場内 (56)参考文献 特開 昭50−91717(JP,A)
Claims (1)
- 【請求項1】直流電源から給電されるパルス幅変調イン
バータと、該インバータによって付勢される誘導電動機
と、前記インバータの出力周波数と出力電圧を制御する
ために前記インバータの出力電圧の半サイクルに含まれ
るパルス数を前記インバータの出力周波数帯域毎に切換
える手段と、このパルス数が複数であって少なくとも1
つのパルスが他パルスと異なる幅をもつように制御する
機能を有するパルス幅変調手段とを備えたものにおい
て、前記パルス幅変調の変調度をパルス数の切換え前後
で変更する手段を設けたことを特徴とするパルス幅変調
インバータによる誘導電動機の制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56137017A JPH0612959B2 (ja) | 1981-09-02 | 1981-09-02 | パルス幅変調インバータによる誘導電動機の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56137017A JPH0612959B2 (ja) | 1981-09-02 | 1981-09-02 | パルス幅変調インバータによる誘導電動機の制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5839294A JPS5839294A (ja) | 1983-03-07 |
| JPH0612959B2 true JPH0612959B2 (ja) | 1994-02-16 |
Family
ID=15188874
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56137017A Expired - Lifetime JPH0612959B2 (ja) | 1981-09-02 | 1981-09-02 | パルス幅変調インバータによる誘導電動機の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0612959B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS609398A (ja) * | 1983-06-29 | 1985-01-18 | Mitsubishi Electric Corp | 電流形インバ−タ |
| US4924168A (en) * | 1987-06-01 | 1990-05-08 | Hitachi, Ltd. | Control apparatus for PWM-controlled, variable voltage/variable frequency inverters |
-
1981
- 1981-09-02 JP JP56137017A patent/JPH0612959B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5839294A (ja) | 1983-03-07 |
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