JPH07107781A - Ｖ／ｆ制御インバータの制御回路 - Google Patents
Ｖ／ｆ制御インバータの制御回路Info
- Publication number
- JPH07107781A JPH07107781A JP5267939A JP26793993A JPH07107781A JP H07107781 A JPH07107781 A JP H07107781A JP 5267939 A JP5267939 A JP 5267939A JP 26793993 A JP26793993 A JP 26793993A JP H07107781 A JPH07107781 A JP H07107781A
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- Japan
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- torque
- motor
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- Control Of Ac Motors In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 誘導電動機の巻線の温度変化に起因するトル
ク不足や過励磁を防止する。 【構成】 誘導電動機ＩＭを駆動するＶ／Ｆ制御インバ
ータの制御回路であって、誘導電動機ＩＭの一次抵抗に
よる電圧降下を補償するトルクブースト量をインバータ
の出力電圧指令値に加算するようにした制御回路に関す
る。誘導電動機ＩＭの巻線温度を検出する巻線温度検出
器３０と、この温度検出器３０により検出した巻線温度
が高くなるほど大きいトルクブースト量を設定して出力
するトルクブースト量設定器２５とを備える。
ク不足や過励磁を防止する。 【構成】 誘導電動機ＩＭを駆動するＶ／Ｆ制御インバ
ータの制御回路であって、誘導電動機ＩＭの一次抵抗に
よる電圧降下を補償するトルクブースト量をインバータ
の出力電圧指令値に加算するようにした制御回路に関す
る。誘導電動機ＩＭの巻線温度を検出する巻線温度検出
器３０と、この温度検出器３０により検出した巻線温度
が高くなるほど大きいトルクブースト量を設定して出力
するトルクブースト量設定器２５とを備える。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、誘導電動機（以下、単
にモータという）を駆動するＶ／Ｆ制御インバータの制
御回路において、モータの巻線温度に応じてトルクブー
スト量を補償するようにした制御回路に関する。
にモータという）を駆動するＶ／Ｆ制御インバータの制
御回路において、モータの巻線温度に応じてトルクブー
スト量を補償するようにした制御回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】Ｖ／Ｆ制御形インバータ（以下、単にイ
ンバータという）によりＶ／Ｆ一定制御を行ってモータ
を駆動する場合、定トルク範囲であるにも関わらず、モ
ータの一次抵抗に起因する電圧降下によりモータのギャ
ップ磁束が減少し、直流電動機の界磁を弱めた場合と同
様にトルク不足を起こしてしまう。これを防ぐため、イ
ンバータの出力電圧指令にトルクブースト量を与えてト
ルク不足を解消することが一般に知られている。
ンバータという）によりＶ／Ｆ一定制御を行ってモータ
を駆動する場合、定トルク範囲であるにも関わらず、モ
ータの一次抵抗に起因する電圧降下によりモータのギャ
ップ磁束が減少し、直流電動機の界磁を弱めた場合と同
様にトルク不足を起こしてしまう。これを防ぐため、イ
ンバータの出力電圧指令にトルクブースト量を与えてト
ルク不足を解消することが一般に知られている。
【０００３】ここで、図３はモータの鉄損を無視したＴ
形等価回路図であり、図において、１はモータの一次抵
抗、２は一次漏れインダクタンス、３は一次巻線及び二
次巻線による相互インダクタンス、４は二次漏れインダ
クタンス、５は二次抵抗である。また、Ｖ1はモータの
入力電圧(インバータの出力電圧)、Ｉ1はモータの一次
電流、Ｉ0は励磁電流、Ｉ2はトルク電流（二次電流）を
示す。
形等価回路図であり、図において、１はモータの一次抵
抗、２は一次漏れインダクタンス、３は一次巻線及び二
次巻線による相互インダクタンス、４は二次漏れインダ
クタンス、５は二次抵抗である。また、Ｖ1はモータの
入力電圧(インバータの出力電圧)、Ｉ1はモータの一次
電流、Ｉ0は励磁電流、Ｉ2はトルク電流（二次電流）を
示す。
【０００４】図から明らかなように、モータの一次抵抗
１による電圧降下がトルク電流Ｉ2の大きさに影響を与
えてしまい、入力電圧Ｖ1が小さいほどその影響は大き
くなる。この電圧降下による影響を少なくするために、
予めインバータ出力電圧を高めに設定して出力するのが
トルクブーストの考え方である。なお、図４に示すよう
に、トルクブースト量は、インバータ出力電圧が低い時
ほど、すなわちＶ／Ｆ一定制御では出力周波数が低い時
ほど大きくなるように演算されている。
１による電圧降下がトルク電流Ｉ2の大きさに影響を与
えてしまい、入力電圧Ｖ1が小さいほどその影響は大き
くなる。この電圧降下による影響を少なくするために、
予めインバータ出力電圧を高めに設定して出力するのが
トルクブーストの考え方である。なお、図４に示すよう
に、トルクブースト量は、インバータ出力電圧が低い時
ほど、すなわちＶ／Ｆ一定制御では出力周波数が低い時
ほど大きくなるように演算されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、トルク
ブースト量の演算に当たっては、温度によるモータの一
次抵抗値の変化を考慮していないため、例えばモータが
冷えた状態であるトルクを発生できるようにトルクブー
スト量を設定した場合、モータの運転や周囲温度の上昇
によりモータの巻線温度が上昇して一次抵抗値が大きく
なってくると、それによる電圧降下分も大きくなるた
め、結果としてトルク不足を起こすことになる。逆に、
モータが温まった状態でトルクブースト量を設定した場
合、運転の停止や周囲温度の低下により巻線温度が低下
し、一次抵抗値が小さくなると電圧降下分も小さくなっ
て過励磁状態となり、モータに悪影響を与えてしまう。
ブースト量の演算に当たっては、温度によるモータの一
次抵抗値の変化を考慮していないため、例えばモータが
冷えた状態であるトルクを発生できるようにトルクブー
スト量を設定した場合、モータの運転や周囲温度の上昇
によりモータの巻線温度が上昇して一次抵抗値が大きく
なってくると、それによる電圧降下分も大きくなるた
め、結果としてトルク不足を起こすことになる。逆に、
モータが温まった状態でトルクブースト量を設定した場
合、運転の停止や周囲温度の低下により巻線温度が低下
し、一次抵抗値が小さくなると電圧降下分も小さくなっ
て過励磁状態となり、モータに悪影響を与えてしまう。
【０００６】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたもので、その目的とするところは、モータの巻線温
度に応じてトルクブースト量を変化させることにより、
温度変化に伴うトルク不足や過励磁状態を解消するよう
にしたＶ／Ｆ制御インバータの制御回路を提供すること
にある。
れたもので、その目的とするところは、モータの巻線温
度に応じてトルクブースト量を変化させることにより、
温度変化に伴うトルク不足や過励磁状態を解消するよう
にしたＶ／Ｆ制御インバータの制御回路を提供すること
にある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、モータの巻線温度と一次抵抗値との間に
存在する相関関係に着目してなされたものである。すな
わち本発明は、モータを駆動するＶ／Ｆ制御インバータ
の制御回路であって、モータの一次抵抗による電圧降下
を補償するトルクブースト量をインバータの出力電圧指
令値に加算するようにした制御回路において、モータの
巻線温度を検出する巻線温度検出器と、この温度検出器
により検出した巻線温度が高くなるほど大きいトルクブ
ースト量を設定して出力するトルクブースト量設定器と
を備えたものである。
め、本発明は、モータの巻線温度と一次抵抗値との間に
存在する相関関係に着目してなされたものである。すな
わち本発明は、モータを駆動するＶ／Ｆ制御インバータ
の制御回路であって、モータの一次抵抗による電圧降下
を補償するトルクブースト量をインバータの出力電圧指
令値に加算するようにした制御回路において、モータの
巻線温度を検出する巻線温度検出器と、この温度検出器
により検出した巻線温度が高くなるほど大きいトルクブ
ースト量を設定して出力するトルクブースト量設定器と
を備えたものである。
【０００８】
【作用】本発明においては、巻線温度検出器によりモー
タの巻線温度を検出し、その検出値に応じてトルクブー
スト量を補償する。具体的には、巻線温度が高くなるほ
ど一次抵抗値が大きくなるのでそれによる電圧降下を補
償するべくインバータ出力電圧を高くするようにトルク
ブースト量を増加させてインバータの出力電圧指令値を
生成し、この指令値に基づいてインバータをＶ／Ｆ制御
する。また、巻線温度が低くなった場合には、上記と逆
にトルクブースト量を減少させてインバータの出力電圧
指令値を生成する。
タの巻線温度を検出し、その検出値に応じてトルクブー
スト量を補償する。具体的には、巻線温度が高くなるほ
ど一次抵抗値が大きくなるのでそれによる電圧降下を補
償するべくインバータ出力電圧を高くするようにトルク
ブースト量を増加させてインバータの出力電圧指令値を
生成し、この指令値に基づいてインバータをＶ／Ｆ制御
する。また、巻線温度が低くなった場合には、上記と逆
にトルクブースト量を減少させてインバータの出力電圧
指令値を生成する。
【０００９】これにより、モータの一次抵抗による電圧
降下を温度に関係なく最適に補償してトルクブースト本
来の機能を発揮することができる。すなわち、電圧降下
分の増大によるトルク不足または電圧降下分の減少によ
るモータの過励磁を防止することができる。
降下を温度に関係なく最適に補償してトルクブースト本
来の機能を発揮することができる。すなわち、電圧降下
分の増大によるトルク不足または電圧降下分の減少によ
るモータの過励磁を防止することができる。
【００１０】
【実施例】以下、図に沿って本発明の実施例を説明す
る。図１は、Ｖ／Ｆ制御ＰＷＭインバータの制御回路を
示す概略的なブロック図である。図において、１０はＰ
ＷＭ制御される電圧形インバータであり、三相交流電源
に接続された整流器１１と、その直流側に中間コンデン
サを介して接続されたインバータ部１２とを備えてい
る。なお、ＩＭはインバータ１０により駆動されるモー
タを示す。
る。図１は、Ｖ／Ｆ制御ＰＷＭインバータの制御回路を
示す概略的なブロック図である。図において、１０はＰ
ＷＭ制御される電圧形インバータであり、三相交流電源
に接続された整流器１１と、その直流側に中間コンデン
サを介して接続されたインバータ部１２とを備えてい
る。なお、ＩＭはインバータ１０により駆動されるモー
タを示す。
【００１１】一方、制御回路２０は、インバータ１０の
出力周波数を設定する周波数設定器２１と、その周波数
設定値ｆ’が入力されて周波数指令値ｆ*を出力する加
減速調節器２２と、周波数指令値ｆ*が入力されてＦ／
Ｖ（周波数／電圧）変換するＦ／Ｖ変換器２３と、周波
数指令値ｆ*及び後述する巻線温度検出値に基づきトル
クブースト量Ｂを設定して出力するトルクブースト量設
定器２５と、Ｆ／Ｖ変換器２３の出力及びブースト量設
定器２５の出力を加算する加算器２４と、加算器２４の
出力信号に基づいてインバータ１０の出力電圧指令値Ｖ
1 *を出力する電圧指令発生器２６と、三角波等のキャリ
アを発生するキャリア発生器２７と、出力電圧指令値Ｖ
1 *及びキャリアを比較してＰＷＭ信号を出力するＰＷＭ
回路２８と、ＰＷＭ信号に基づきインバータ部１２のス
イッチング素子に対する点弧パルスを生成する点弧パル
ス発生器２９とを備えている。
出力周波数を設定する周波数設定器２１と、その周波数
設定値ｆ’が入力されて周波数指令値ｆ*を出力する加
減速調節器２２と、周波数指令値ｆ*が入力されてＦ／
Ｖ（周波数／電圧）変換するＦ／Ｖ変換器２３と、周波
数指令値ｆ*及び後述する巻線温度検出値に基づきトル
クブースト量Ｂを設定して出力するトルクブースト量設
定器２５と、Ｆ／Ｖ変換器２３の出力及びブースト量設
定器２５の出力を加算する加算器２４と、加算器２４の
出力信号に基づいてインバータ１０の出力電圧指令値Ｖ
1 *を出力する電圧指令発生器２６と、三角波等のキャリ
アを発生するキャリア発生器２７と、出力電圧指令値Ｖ
1 *及びキャリアを比較してＰＷＭ信号を出力するＰＷＭ
回路２８と、ＰＷＭ信号に基づきインバータ部１２のス
イッチング素子に対する点弧パルスを生成する点弧パル
ス発生器２９とを備えている。
【００１２】更にこの実施例では、モータＩＭの一次巻
線の温度を検出するサーミスタ等の巻線温度検出器３０
が設けられており、これによる温度検出値が前述のごと
くトルクブースト量設定器２５に入力されている。
線の温度を検出するサーミスタ等の巻線温度検出器３０
が設けられており、これによる温度検出値が前述のごと
くトルクブースト量設定器２５に入力されている。
【００１３】次に、この実施例の動作を説明する。本実
施例では、巻線温度検出器３０によりモータＩＭの巻線
温度を検出し、その検出値が高くなるほどモータＩＭの
一次抵抗値による電圧降下が大きくなってトルクの減少
が顕著になることに着目し、トルクブースト量を大きく
設定するようにしたものである。
施例では、巻線温度検出器３０によりモータＩＭの巻線
温度を検出し、その検出値が高くなるほどモータＩＭの
一次抵抗値による電圧降下が大きくなってトルクの減少
が顕著になることに着目し、トルクブースト量を大きく
設定するようにしたものである。
【００１４】例えば、トルクブースト量を設定する温度
条件としてモータＩＭの巻線温度を２５〔°Ｃ〕に決め
ていたとすると、温度検出器３０により検出した巻線温
度が１００〔°Ｃ〕になった場合のトルクブースト量Ｂ
100を、下記の数式１により決定する。なお、数式１に
おいて、Ｂ25は巻線温度が２５〔°Ｃ〕のときのトルク
ブースト量、ＫTは巻線抵抗の温度変化係数であり、巻
線の材質にもよるが例えば０．００３９３である。
条件としてモータＩＭの巻線温度を２５〔°Ｃ〕に決め
ていたとすると、温度検出器３０により検出した巻線温
度が１００〔°Ｃ〕になった場合のトルクブースト量Ｂ
100を、下記の数式１により決定する。なお、数式１に
おいて、Ｂ25は巻線温度が２５〔°Ｃ〕のときのトルク
ブースト量、ＫTは巻線抵抗の温度変化係数であり、巻
線の材質にもよるが例えば０．００３９３である。
【００１５】
【数１】 Ｂ100＝Ｂ25×｛１＋（１００−２５）×ＫT｝ ＝Ｂ25×（１＋７５×０．００３９３） ≒１．２９５Ｂ25
【００１６】図１におけるトルクブースト量設定器２５
は数式１の演算を実行し、また、加減速調節器２２から
出力される周波数指令値ｆ*をも考慮して最適なトルク
ブースト量Ｂを求めて加算器２４に出力する。このブー
スト量Ｂを加算器２４においてＦ／Ｖ変換器２３からの
出力に加算し、その結果を電圧指令発生器２６に入力し
てインバータ１０の出力電圧指令値Ｖ1 *を生成する。こ
の出力電圧指令値Ｖ1 *に従ってインバータ１０を制御す
ることにより、モータＩＭの一次抵抗による電圧降下を
巻線温度や周囲温度に関係なく最適に補償することがで
き、電圧降下分の増大によるトルク不足や電圧降下分の
減少によるモータＩＭの過励磁を防止することができ
る。
は数式１の演算を実行し、また、加減速調節器２２から
出力される周波数指令値ｆ*をも考慮して最適なトルク
ブースト量Ｂを求めて加算器２４に出力する。このブー
スト量Ｂを加算器２４においてＦ／Ｖ変換器２３からの
出力に加算し、その結果を電圧指令発生器２６に入力し
てインバータ１０の出力電圧指令値Ｖ1 *を生成する。こ
の出力電圧指令値Ｖ1 *に従ってインバータ１０を制御す
ることにより、モータＩＭの一次抵抗による電圧降下を
巻線温度や周囲温度に関係なく最適に補償することがで
き、電圧降下分の増大によるトルク不足や電圧降下分の
減少によるモータＩＭの過励磁を防止することができ
る。
【００１７】図２は上記数式１による巻線温度検出値と
トルクブースト量との関係を示しており、各温度検出値
に応じたトルクブースト量を予め計算してこれらをトル
クブースト量設定器２５内のテーブル等に格納してお
く。そして、実際の運転時には巻線温度検出値に応じて
トルクブースト量を読み出し、このブースト量を周波数
指令値ｆ*に応じて補正したものをＦ／Ｖ変換器２３の
出力に加算する。
トルクブースト量との関係を示しており、各温度検出値
に応じたトルクブースト量を予め計算してこれらをトル
クブースト量設定器２５内のテーブル等に格納してお
く。そして、実際の運転時には巻線温度検出値に応じて
トルクブースト量を読み出し、このブースト量を周波数
指令値ｆ*に応じて補正したものをＦ／Ｖ変換器２３の
出力に加算する。
【００１８】なお、上記実施例では電圧形インバータを
用いた場合について説明したが、本発明は電流形インバ
ータの制御にも適用可能である。また、インバータの制
御方式もＰＷＭ制御のみに限定されるものではない。
用いた場合について説明したが、本発明は電流形インバ
ータの制御にも適用可能である。また、インバータの制
御方式もＰＷＭ制御のみに限定されるものではない。
【００１９】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、モー
タの巻線温度に応じてトルクブースト量を可変としたた
め、温度変化に伴うモータのトルク不足や過励磁現象を
防止して最適な運転を行うことができる。
タの巻線温度に応じてトルクブースト量を可変としたた
め、温度変化に伴うモータのトルク不足や過励磁現象を
防止して最適な運転を行うことができる。
【図１】本発明の実施例を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施例における巻線温度検出値とトル
クブースト量との関係を示す図である。
クブースト量との関係を示す図である。
【図３】誘導電動機のＴ形等価回路図である。
【図４】インバータ出力周波数と出力電圧との関係を示
す図である。
す図である。
１ 一次抵抗 ２ 一次漏れインダクタンス ３ 相互インダクタンス ４ 二次漏れインダクタンス ５ 二次抵抗 １０ 電圧形インバータ １１ 整流器 １２ インバータ部 ２０ 制御回路 ２１ 周波数設定器 ２２ 加減速調節器 ２３ Ｆ／Ｖ変換器 ２４ 加算器 ２５ トルクブースト量設定器 ２６ 電圧指令発生器 ２７ キャリア発生器 ２８ ＰＷＭ回路 ２９ 点弧パルス発生器 ３０ 巻線温度検出器 ＩＭ 誘導電動機
Claims (1)
- 【請求項１】 誘導電動機を駆動するＶ／Ｆ制御インバ
ータの制御回路であって、誘導電動機の一次抵抗による
電圧降下を補償するトルクブースト量をインバータの出
力電圧指令値に加算するようにした制御回路において、 誘導電動機の巻線温度を検出する巻線温度検出器と、 この温度検出器により検出した巻線温度が高くなるほど
大きいトルクブースト量を設定して出力するトルクブー
スト量設定器と、 を備えたことを特徴とするＶ／Ｆ制御インバータの制御
回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5267939A JPH07107781A (ja) | 1993-09-30 | 1993-09-30 | Ｖ／ｆ制御インバータの制御回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5267939A JPH07107781A (ja) | 1993-09-30 | 1993-09-30 | Ｖ／ｆ制御インバータの制御回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07107781A true JPH07107781A (ja) | 1995-04-21 |
Family
ID=17451707
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5267939A Withdrawn JPH07107781A (ja) | 1993-09-30 | 1993-09-30 | Ｖ／ｆ制御インバータの制御回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07107781A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10411630B2 (en) | 2017-03-06 | 2019-09-10 | Lsis Co., Ltd. | Inverter control apparatus |
-
1993
- 1993-09-30 JP JP5267939A patent/JPH07107781A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10411630B2 (en) | 2017-03-06 | 2019-09-10 | Lsis Co., Ltd. | Inverter control apparatus |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20001226 |