JPH06351271A - 直接トルク制御インバータによる誘導電動機の起動方法及びその装置 - Google Patents
直接トルク制御インバータによる誘導電動機の起動方法及びその装置Info
- Publication number
- JPH06351271A JPH06351271A JP5134242A JP13424293A JPH06351271A JP H06351271 A JPH06351271 A JP H06351271A JP 5134242 A JP5134242 A JP 5134242A JP 13424293 A JP13424293 A JP 13424293A JP H06351271 A JPH06351271 A JP H06351271A
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- JP
- Japan
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- induction motor
- command
- switching mode
- inverter
- torque
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- Pending
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- Motor And Converter Starters (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 直接トルク制御方式インバータによる誘導電
動機の突入電流を減少させ、インバータのスイッチング
素子の破壊を防止する。 【構成】 誘導電動機（１）の瞬時入力電圧と電流とか
ら演算回路（４）でその１次鎮交磁束ベクトル及び瞬時
トルクを演算で求め、これらの演算値と目標値のトルク
指令及び１次鎮交磁束指令とからスイッチングモード選
択回路（５）でインバータ（２）を動作させる適切なス
イッチングモードを選択し、当該スイッチモードで誘導
電動機（１）を駆動する直接トルク制御インバータによ
る誘導電動機制御装置において、誘導電動機（１）の起
動の際、その起動完了に至る間、上記目標値の１次鎮交
磁束指令を漸次増加させるランプ電圧指令回路（１１）
を設けて構成される。
動機の突入電流を減少させ、インバータのスイッチング
素子の破壊を防止する。 【構成】 誘導電動機（１）の瞬時入力電圧と電流とか
ら演算回路（４）でその１次鎮交磁束ベクトル及び瞬時
トルクを演算で求め、これらの演算値と目標値のトルク
指令及び１次鎮交磁束指令とからスイッチングモード選
択回路（５）でインバータ（２）を動作させる適切なス
イッチングモードを選択し、当該スイッチモードで誘導
電動機（１）を駆動する直接トルク制御インバータによ
る誘導電動機制御装置において、誘導電動機（１）の起
動の際、その起動完了に至る間、上記目標値の１次鎮交
磁束指令を漸次増加させるランプ電圧指令回路（１１）
を設けて構成される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、直接トルク制御（瞬時
すべり周波数制御）方式インバータによって駆動される
誘導電動機において、その起動時の突入電流が小さく抑
えられるようにした直接トルク制御インバータによる誘
導電動機の起動方法及びその装置に関するものである。
すべり周波数制御）方式インバータによって駆動される
誘導電動機において、その起動時の突入電流が小さく抑
えられるようにした直接トルク制御インバータによる誘
導電動機の起動方法及びその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】誘導電動機の速度制御は、電動機の発生
トルクＴを変えることによって行われる。この電動機の
発生トルクＴが負荷トルクＴL より大であれば電動機は
加速され、逆の場合には減速し、Ｔ＝ＴL の速度におち
つくことになる。
トルクＴを変えることによって行われる。この電動機の
発生トルクＴが負荷トルクＴL より大であれば電動機は
加速され、逆の場合には減速し、Ｔ＝ＴL の速度におち
つくことになる。
【０００３】誘導電動機の直接トルク制御とよばれる方
法は、すべり周波数制御法の一つであり、瞬時磁束と瞬
時トルクとの制御を同時に行い、電動機の状態から最短
時間トルク制御が達成されるようにインバータのスイッ
チングモードを決定するようにしている。
法は、すべり周波数制御法の一つであり、瞬時磁束と瞬
時トルクとの制御を同時に行い、電動機の状態から最短
時間トルク制御が達成されるようにインバータのスイッ
チングモードを決定するようにしている。
【０００４】図４は従来の直接トルク制御装置の構成図
を示している。同図において、１は三相の誘導電動機で
あり、電流電圧センサ３で誘導電動機１に流れる瞬時電
流ｉ1 及びその電圧ｖ1 をそれぞれ検出している。
を示している。同図において、１は三相の誘導電動機で
あり、電流電圧センサ３で誘導電動機１に流れる瞬時電
流ｉ1 及びその電圧ｖ1 をそれぞれ検出している。
【０００５】この瞬時電流ｉ1 と瞬時電圧ｖ1 とを基
に、演算回路４は誘導電動機１の瞬時トルクＴ1 、１次
鎖交磁束ベクトルの大きさ｜φ1 ｜及び当該１次鎖交磁
束ベクトルの角度θ1 をそれぞれ演算によって求め、そ
の演算結果をスイッチングモード選択回路５へ出力して
いる。
に、演算回路４は誘導電動機１の瞬時トルクＴ1 、１次
鎖交磁束ベクトルの大きさ｜φ1 ｜及び当該１次鎖交磁
束ベクトルの角度θ1 をそれぞれ演算によって求め、そ
の演算結果をスイッチングモード選択回路５へ出力して
いる。
【０００６】スイッチングモード選択回路５では、演算
回路４で求められた上記瞬時トルクＴ1 、１次鎖交磁束
ベクトルの大きさ｜φ1 ｜及びその角度θ1 と、誘導電
動機１のその目標値であるトルク指令のＴ* 及び１次鎖
交磁束指令の｜φ1 ｜* とからこの目標値に対して一定
の誤差範囲内におさまるように、しかもインバータ２の
スイッチング周波数が最小となるようにスイッチングテ
ーブル６をアクセスし、インバータ２のスイッチングモ
ードを選択する。
回路４で求められた上記瞬時トルクＴ1 、１次鎖交磁束
ベクトルの大きさ｜φ1 ｜及びその角度θ1 と、誘導電
動機１のその目標値であるトルク指令のＴ* 及び１次鎖
交磁束指令の｜φ1 ｜* とからこの目標値に対して一定
の誤差範囲内におさまるように、しかもインバータ２の
スイッチング周波数が最小となるようにスイッチングテ
ーブル６をアクセスし、インバータ２のスイッチングモ
ードを選択する。
【０００７】なお、インバータ２は、図５図示の如く６
個のトランジスタ７で三相ブリッジが構成されており、
スイッチングモード選択回路５で選択されたその時々の
組合せに係るスイッチングモード対応の信号が当該トラ
ンジスタ７の各ゲートに入力され、スイッチングモード
対応の電流波形或いは電圧波形のＰＷＭを誘導電動機１
に対して出力する。
個のトランジスタ７で三相ブリッジが構成されており、
スイッチングモード選択回路５で選択されたその時々の
組合せに係るスイッチングモード対応の信号が当該トラ
ンジスタ７の各ゲートに入力され、スイッチングモード
対応の電流波形或いは電圧波形のＰＷＭを誘導電動機１
に対して出力する。
【０００８】この様な構成の誘導電動機１の運転におい
て、最も損失が少なくなるように１次鎖交磁束指令の｜
φ1 ｜* を固定して与えておき（誘導電動機の磁気装荷
φ相当値）、トルク指令のＴ* を負荷トルクに応じて与
え、トルク制御を行わせている。
て、最も損失が少なくなるように１次鎖交磁束指令の｜
φ1 ｜* を固定して与えておき（誘導電動機の磁気装荷
φ相当値）、トルク指令のＴ* を負荷トルクに応じて与
え、トルク制御を行わせている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
誘導電動機１の起動時においては、目標値である１次鎖
交磁束指令の｜φ1 ｜* が、演算回路４で演算されるそ
の演算値｜φ1 ｜との間で、｜φ1 ｜* ≦｜φ1 ｜にな
るまでスイッチングテーブル６のスイッチングモードが
切替るようになっていなかった。
誘導電動機１の起動時においては、目標値である１次鎖
交磁束指令の｜φ1 ｜* が、演算回路４で演算されるそ
の演算値｜φ1 ｜との間で、｜φ1 ｜* ≦｜φ1 ｜にな
るまでスイッチングテーブル６のスイッチングモードが
切替るようになっていなかった。
【００１０】そのため従来の制御法では、起動時に三相
ブリッジのスイッチングが行われず、入力電圧ＶINと誘
導電動機１のインピーダンスで決まる大きな突入電流が
誘導電動機１に流れ続ける欠点があった。
ブリッジのスイッチングが行われず、入力電圧ＶINと誘
導電動機１のインピーダンスで決まる大きな突入電流が
誘導電動機１に流れ続ける欠点があった。
【００１１】つまり、誘導電動機１の起動の際の回転磁
界は、その直軸、横軸磁界を直交座標で示すと図６
（Ａ）の様に０からいきなり円へ移行する形となり、そ
の際の突入電流は図６（Ｂ）で示される様に大きな起動
電流が流れることとなる。
界は、その直軸、横軸磁界を直交座標で示すと図６
（Ａ）の様に０からいきなり円へ移行する形となり、そ
の際の突入電流は図６（Ｂ）で示される様に大きな起動
電流が流れることとなる。
【００１２】本発明は、上記の欠点を解決することを目
的としており、起動の際の１次鎖交磁束指令の｜φ1 ｜
* を誘導電動機の磁気装荷φに相当する電圧固定で与え
ないで、ランプ状の電圧指令を与えるようにし、１次鎖
交磁束指令の｜φ1 ｜* と演算回路４で演算されるその
演算値｜φ1 ｜との間で早期に｜φ1 ｜* ＜｜φ1 ｜を
実現させ、スイッチングテーブルを切替えさせて三相ブ
リッジをスイッチングさせ、もって突入電流を減少せし
めるようにした直接トルク制御インバータによる誘導電
動機の起動方法及びその装置を提供することを目的とし
ている。
的としており、起動の際の１次鎖交磁束指令の｜φ1 ｜
* を誘導電動機の磁気装荷φに相当する電圧固定で与え
ないで、ランプ状の電圧指令を与えるようにし、１次鎖
交磁束指令の｜φ1 ｜* と演算回路４で演算されるその
演算値｜φ1 ｜との間で早期に｜φ1 ｜* ＜｜φ1 ｜を
実現させ、スイッチングテーブルを切替えさせて三相ブ
リッジをスイッチングさせ、もって突入電流を減少せし
めるようにした直接トルク制御インバータによる誘導電
動機の起動方法及びその装置を提供することを目的とし
ている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の直接トルク制御インバータによる誘導電
動機の起動方法は、誘導電動機の瞬時入力電圧と電流と
からその１次鎖交磁束ベクトル及び瞬時トルクを演算す
る演算回路と、当該演算回路が出力する上記１次鎖交磁
束ベクトル及び瞬時トルクと目標値のトルク指令及び１
次鎖交磁束指令とから、検出された瞬時的な誘導電動機
に対して、予め用意されているインバータの制御パター
ンの中から適切なスイッチングモードを選択するスイッ
チングモード選択回路と、当該スイッチングモード選択
回路で選択されたスイッチングモードで誘導電動機を駆
動するインバータとを備えた直接トルク制御インバータ
による誘導電動機制御装置において、誘導電動機の起動
の際、その起動完了に至る間、上記目標値の１次鎖交磁
束指令を漸次増加させて誘導電動機を起動する方法を用
いている。
めに、本発明の直接トルク制御インバータによる誘導電
動機の起動方法は、誘導電動機の瞬時入力電圧と電流と
からその１次鎖交磁束ベクトル及び瞬時トルクを演算す
る演算回路と、当該演算回路が出力する上記１次鎖交磁
束ベクトル及び瞬時トルクと目標値のトルク指令及び１
次鎖交磁束指令とから、検出された瞬時的な誘導電動機
に対して、予め用意されているインバータの制御パター
ンの中から適切なスイッチングモードを選択するスイッ
チングモード選択回路と、当該スイッチングモード選択
回路で選択されたスイッチングモードで誘導電動機を駆
動するインバータとを備えた直接トルク制御インバータ
による誘導電動機制御装置において、誘導電動機の起動
の際、その起動完了に至る間、上記目標値の１次鎖交磁
束指令を漸次増加させて誘導電動機を起動する方法を用
いている。
【００１４】そしてその装置にあっては、上記スイッチ
ングモード選択回路に入力される目標値の１次鎖交磁束
指令を誘導電動機の起動完了に至る所定時間の間ランプ
状電圧指令に変換するランプ電圧指令回路が設けられて
いる。
ングモード選択回路に入力される目標値の１次鎖交磁束
指令を誘導電動機の起動完了に至る所定時間の間ランプ
状電圧指令に変換するランプ電圧指令回路が設けられて
いる。
【００１５】
【作用】誘導電動機の起動がソフトスタートとなるの
で、起動の際の突入電流が大幅に減少する。
で、起動の際の突入電流が大幅に減少する。
【００１６】
【実施例】図１は本発明の一実施例構成を示している。
同図において、符号１ないし７は図４のものに対応し、
８ないし１０はコンパレータ、１１はランプ電圧指令回
路を表わしている。
同図において、符号１ないし７は図４のものに対応し、
８ないし１０はコンパレータ、１１はランプ電圧指令回
路を表わしている。
【００１７】ランプ電圧指令回路１１は目標値の１次鎖
交磁束指令｜φ1 ｜* を基に、誘導電動機１の起動時か
らその完了に至るまでの間、図２に示されている傾斜が
αのランプ状電圧指令を出力し、起動完了後は誘導電動
機１の磁気装荷φに相当する上記１次鎖交磁束指令｜φ
1 ｜* の電圧指令を最終値として出力するようになって
いる。
交磁束指令｜φ1 ｜* を基に、誘導電動機１の起動時か
らその完了に至るまでの間、図２に示されている傾斜が
αのランプ状電圧指令を出力し、起動完了後は誘導電動
機１の磁気装荷φに相当する上記１次鎖交磁束指令｜φ
1 ｜* の電圧指令を最終値として出力するようになって
いる。
【００１８】なお、コンパレータ８ないし１０はヒステ
リシス特性を備えており、コンパレータ８はトルクＴ*
と演算回路４から得られた演算値Ｔ1 とを比較し、コン
パレータ９はランプ電圧指令回路１１から入力されるラ
ンプ状電圧指令と演算回路４から得られた演算値｜φ1
｜とを比較し、コンパレータ１０は演算回路４から得ら
れた演算値｜φ1 ｜とθ1 とを比較する。
リシス特性を備えており、コンパレータ８はトルクＴ*
と演算回路４から得られた演算値Ｔ1 とを比較し、コン
パレータ９はランプ電圧指令回路１１から入力されるラ
ンプ状電圧指令と演算回路４から得られた演算値｜φ1
｜とを比較し、コンパレータ１０は演算回路４から得ら
れた演算値｜φ1 ｜とθ1 とを比較する。
【００１９】コンパレータ９においては、誘導電動機１
がその起動を完了するまでの間ランプ電圧指令回路１１
によって１次鎖交磁束指令の｜φ1 ｜* が図２の様に変
化するので、早期に｜φ1 ｜* ＜｜φ1 ｜が成立し、ス
イッチングテーブル６のアクセスを変化させる。すなわ
ち直軸、横軸磁界を直交座標で示すと、図３（Ａ）の様
に渦巻き状に回転磁界を形成して行き、最終的に円とな
るように、スイッチングテーブル６のアクセスを早期か
ら変化させるようにしてインバータ２の制御が行われ
る。
がその起動を完了するまでの間ランプ電圧指令回路１１
によって１次鎖交磁束指令の｜φ1 ｜* が図２の様に変
化するので、早期に｜φ1 ｜* ＜｜φ1 ｜が成立し、ス
イッチングテーブル６のアクセスを変化させる。すなわ
ち直軸、横軸磁界を直交座標で示すと、図３（Ａ）の様
に渦巻き状に回転磁界を形成して行き、最終的に円とな
るように、スイッチングテーブル６のアクセスを早期か
ら変化させるようにしてインバータ２の制御が行われ
る。
【００２０】従って、図３（Ｂ）に示されている様に起
動時の突入電流が抑えられたソフトスタートとなる。
動時の突入電流が抑えられたソフトスタートとなる。
【００２１】
【発明の効果】以上説明した如く、本発明によれば、ソ
フトスタートが可能となるので、起動時の突入電流が減
少し、インバータを構成しているスイッチング素子の破
壊が防止される。
フトスタートが可能となるので、起動時の突入電流が減
少し、インバータを構成しているスイッチング素子の破
壊が防止される。
【００２２】また１次鎖交磁束指令｜φ1 ｜* を操作す
るだけでソフトスタートが可能となり、簡単な回路を追
加するだけで、従来の装置もソフトスタートを行わせる
ことができる。
るだけでソフトスタートが可能となり、簡単な回路を追
加するだけで、従来の装置もソフトスタートを行わせる
ことができる。
【図１】本発明の一実施例構成である。
【図２】本発明の１次鎖交磁束指令説明図である。
【図３】本発明の特性説明図である。
【図４】従来の直接トルク制御装置の構成図である。
【図５】インバータの構成説明図である。
【図６】従来の特性説明図である。
１ 誘導電動機 ２ インバータ ３ 電流電圧センサ ４ 演算回路 ５ スイッチングモード選択回路 ６ スイッチングテーブル ７ トランジスタ ８，９，１０ コンパレータ １１ ランプ電圧指令回路
Claims (2)
- 【請求項１】 誘導電動機の瞬時入力電圧と電流とから
その１次鎖交磁束ベクトル及び瞬時トルクを演算する演
算回路と、当該演算回路が出力する上記１次鎖交磁束ベ
クトル及び瞬時トルクと目標値のトルク指令及び１次鎖
交磁束指令とから、検出された瞬時的な誘導電動機に対
して、予め用意されているインバータの制御パターンの
中から適切なスイッチングモードを選択するスイッチン
グモード選択回路と、当該スイッチングモード選択回路
で選択されたスイッチングモードで誘導電動機を駆動す
るインバータとを備えた直接トルク制御インバータによ
る誘導電動機制御装置において、 誘導電動機の起動の際、その起動完了に至る間、上記目
標値の１次鎖交磁束指令を漸次増加させて誘導電動機を
起動するようにしたことを特徴とする直接トルク制御イ
ンバータによる誘導電動機の起動方法。 - 【請求項２】 誘導電動機の瞬時入力電圧と電流とから
その１次鎖交磁束ベクトル及び瞬時トルクを演算する演
算回路と、当該演算回路が出力する上記１次鎖交磁束ベ
クトル及び瞬時トルクと目標値のトルク指令及び１次鎖
交磁束指令とから、検出された瞬時的な誘導電動機に対
し、予め用意されているインバータの制御パターンの中
から適切なスイッチングモードを選択するスイッチング
モード選択回路と、当該スイッチングモード選択回路で
選択されたスイッチングモードで誘導電動機を駆動する
インバータとを備えた直接トルク制御インバータによる
誘導電動機制御装置において、 上記スイッチングモード選択回路に入力される目標値の
１次鎖交磁束指令を誘導電動機の起動完了に至る所定時
間の間ランプ状電圧指令に変換するランプ電圧指令回路
を設け、 誘導電動機の起動に当り、当該ランプ電圧指令回路が出
力するランプ状の１次鎖交磁束指令及びトルク指令の下
で起動させ、突入電流を減少せしめるようにしたことを
特徴とする直接トルク制御インバータによる誘導電動機
の起動装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5134242A JPH06351271A (ja) | 1993-06-04 | 1993-06-04 | 直接トルク制御インバータによる誘導電動機の起動方法及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5134242A JPH06351271A (ja) | 1993-06-04 | 1993-06-04 | 直接トルク制御インバータによる誘導電動機の起動方法及びその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06351271A true JPH06351271A (ja) | 1994-12-22 |
Family
ID=15123731
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5134242A Pending JPH06351271A (ja) | 1993-06-04 | 1993-06-04 | 直接トルク制御インバータによる誘導電動機の起動方法及びその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06351271A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7243006B2 (en) | 2002-02-28 | 2007-07-10 | Zetacon Corporation | Predictive control system and method |
-
1993
- 1993-06-04 JP JP5134242A patent/JPH06351271A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7243006B2 (en) | 2002-02-28 | 2007-07-10 | Zetacon Corporation | Predictive control system and method |
| US7286906B2 (en) | 2002-02-28 | 2007-10-23 | Zetacon Corporation | Predictive control system and method |
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