JPH06343290A - インバータ駆動方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】電流の振動が発生したとき、これを防止する。 【構成】 Ｖ／Ｆ制御インバータ駆動装置１において、
駆動される電動機Ｍの電流の周期的変動を検出する振動
電流検出器３を備える。そしてこの検出器からの振動電
流検出信号に基づいてＶ／Ｆ制御の電圧を低下させる電
圧制御器４を備え、電動機の駆動電圧を低下させること
によって電流の振動を抑制する。 【効果】 低速駆動または加速途中の振動電流を抑制す
ることで、電動機及び負荷機械の異常な機械的振動を抑
制して、異常振動による機械の運転停止を防ぐことがで
きる。また振動電流を抑制することで、インバータ本体
の過電流抑制効果もある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はかご形誘導電動機に対す
る電源周波数と電圧（または電流）を制御して回転速度
を調整するＶ／Ｆ制御インバータ駆動方法に係り、特に
低周波駆動時の電動機電流の振動による駆動系の不安定
（電動機トルクの脈動、負荷の振動）防止に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来のＶ／Ｆ制御インバータによるかご
形誘導電動機の駆動要領を図２に示す。図は印加電圧Ｖ
と電源周波数ＦによるＶ／Ｆ比を一定とした定格Ｖ／Ｆ
パターンＡを示し、通常該パターンを予め設定して電動
機を駆動している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このようなＶ／Ｆ一定
制御では同図に示すように駆動の不安定範囲Ｂがあるこ
とが言われており、不安定現象が現れると電流が振動
し、この振動に伴なってトルクも脈動して電動機及び負
荷が振動することがある。振動が大きくて危険な場合
は、運転できなくなるという欠点があった。電流の振動
の一例を図３に示す。図は電流ー時間の関係図で、脈動
がなけれは電流値は時間に平行な直線であるが、脈動を
生ずると図に示す如く周期的に電流が変動する。

【０００４】本発明は上記電流の振動が発生したとき、
その現象を抑制して駆動系（電動機、負荷、インバー
タ）の不安定による運転不能を防止することを目的とす
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するためになしたもので、Ｖ／Ｆ制御インバータ駆動装
置において、駆動される電動機の電流の周期的変動を検
出する振動電流検出器を備え、この検出器からの振動電
流検出信号に基づいてＶ／Ｆ制御の電圧を低下させる電
圧制御器を備え、電動機の駆動電圧を低下させることに
よって電流の振動を抑制するようになしたことを要旨と
する。

【０００６】

【作用】電動機の振動電流を電流検出器で検出し、その
振幅を計算しその数値が設定値より大きいときはＶ／Ｆ
制御パターンで定められている電圧よりも電圧を下げ
る。電圧降下により同一出力トルクに対しすべりは増加
する。これにより電動機回路の振動は低下する。

【０００７】

【実施例】図２の不安定範囲Ｂで囲まれた範囲における
電動機が発生する電流振動は、かご形誘導電動機の二次
抵抗が大きい方（すなわちすべりが大きい電動機の方）
が少ないことが分かつている（例えば上山 直彦著「ニ
ュードライブエレクトロニクス」Ｐ８７電気書院発
行）。従って図４に示すようにある周波数ｆで運転され
ているとき、電動機出力トルク特性Ｔ１の電動機よりも
出力トルク特性Ｔ２の電動機の方が同じ大きさの負荷ト
ルクＴａに対してすべりＳ２がＳ１より大きいので振動
が少ないことが分かる。但し図は電動機のトルク−すべ
り曲線を示し、点Ｐはすべり０（理論回転数）とする。
なお、両電動機に対する運転周波数、電圧は同一とす
る。このことを利用してある周波数ｆ、ある電圧ｖで運
転しているとき、電流振動が現れると、その時の電動機
すべりを大きくすれば振動が抑制される。運転周波数Ｆ
が一定のままですべりを大きくするには電圧Ｖを小さく
すればよい。電動機の出力トルクＴは、（Ｖ／Ｆ）の２
乗に比例して変化するのでＦが一定であれば、出力トル
クＴはＶ（電圧）の２乗に比例して変わるので、Ｖを小
さくすれば図５のようにトルクがＴ３からＴ４に小さく
なったとき同一負荷トルクＴａに対して、出力トルクの
小さい方、即ち電圧を低下した方の出力トルクＴ４のす
べりＳ４が他の出力トルクＴ３側のすべりＳ３よりも大
きくなる。ここでトルクが小さくなっても負荷トルクＴ
ａより出力トルクＴ４の最大トルク値が大きければ運転
に支障はない。

【０００８】本発明は上記要領に基づき電動機の速度制
御を行うもので、図１において電動機Ｍに対するインバ
ータ駆動装置１はＶ／Ｆインバータ制御部２と、電動機
Ｍに対する印加電流検出器３と、Ｖ／Ｆインバータ制御
部２に対し出力電圧の制御信号を付与する出力電圧制御
器４とを備える。５は印加電流検出器３からの出力電流
の振幅演算器を示す。

【０００９】次にインバータ駆動装置１による電動機Ｍ
に対する制御要領を説明する。まず運転を開始し、電動
機Ｍに対する振動電流が予想される周波数帯域における
電流を電流検出器３で検出し、その振幅を演算器５によ
り計算する。その数値即ち振幅を出力電圧制御器４に印
加する。該制御器４は振幅が設定値より大きいときは、
出力電圧制御器４に備える出力電圧演算器６により、予
め設定した振幅に対応する電圧降下値を演算し、Ｖ／Ｆ
インバータ制御部２に電圧降下指令を発し、Ｖ／Ｆ制御
パターンで定められている電圧よりも電圧を下げる。図
５において、上記Ｖ／Ｆ制御パターンによる電圧の印加
による出力トルクをＴ３とし、電圧降下による出力トル
クをＴ４とすると、負荷トルクＴａによるすべりＳ３は
Ｓ４に増加する。これにより前述の如く、すべりの増加
により電動機回路の振動を低下することができる。な
お、振幅が小さいときは下げ幅を小さくするように出力
電圧制御器４の出力電圧演算器６で調整する。ただしＶ
／Ｆ制御では一定の周波数Ｆにおける電圧Ｖを負荷の加
速または運転に必要な負荷トルクを出す電圧以下に下げ
ることができないので、その下限値を予め出力電圧制御
器に下限リミッタとして設けておくことが好ましい。７
はこの下限リミツタ設定器を示す。なお、この下限値は
負荷のトルク特性に応じて、前以て定めておくことがで
きる。

【００１０】

【発明の効果】本発明によるときは、低周波運転時（低
速駆動または加速途中）の振動電流を抑制することで、
電動機及び負荷機械（クレーン、ファン、ポンプ等）の
異常な機械的振動を抑制して、異常振動による機械の運
転停止を防ぐことができる。また振動電流も抑制するこ
とで、インバータ本体の過電流抑制効果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法を実施するインバータ駆動装置の回
路図である。

【図２】定格Ｖ／Ｆ比による電動機運転における電流振
動を生ずる不安定範囲の説明図である。

【図３】電流振動の一例を示す説明図である。

【図４】トルク−すべりの関係を示すグラフである。

【図５】電圧変化によるトルク−すべりの関係グラフで
ある。

【符号の説明】

１ インバータ駆動装置 ２ Ｖ／Ｆインバータ制御部 ３ 印加電流検出器 ４ 出力電圧制御器

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【手続補正書】

【提出日】平成６年３月２５日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【図２】

【図３】

【図４】

【図５】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｖ／Ｆ制御インバータ駆動装置におい
   て、駆動される電動機の電流の周期的変動を検出する振
   動電流検出器を備え、この検出器からの振動電流検出信
   号に基づいてＶ／Ｆ制御の電圧を低下させる電圧制御器
   を備え、電動機の駆動電圧を低下させることによって電
   流の振動を抑制することを特徴とするインバータ駆動方
   法。