JPH07236294A - Inverter apparatus - Google Patents

Inverter apparatus

Info

Publication number
JPH07236294A
JPH07236294A JP6025054A JP2505494A JPH07236294A JP H07236294 A JPH07236294 A JP H07236294A JP 6025054 A JP6025054 A JP 6025054A JP 2505494 A JP2505494 A JP 2505494A JP H07236294 A JPH07236294 A JP H07236294A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
induction motor
frequency
signal
voltage
detecting means
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP6025054A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Makoto Morita
真 森田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP6025054A priority Critical patent/JPH07236294A/en
Publication of JPH07236294A publication Critical patent/JPH07236294A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PURPOSE:To perform the sensorless detection of the rotational speed of an induction motor utilizing the higher harmonic component of the groove of a rotor in excellent accuracy. CONSTITUTION:An inverter main circuit 4 undergoes switching operation through a driving circuit 10 based on the PWM signal from a comparator 27. An induction motor 5 is driven by the output of the circuit 4. The carrier frequency of the PWM signal (the output frequency of a rectangular-wave generator 28) is set at the value higher than the frequency of the higher harmonic wave of the rotor groove of the induction motor 5. A slip-frequency detecting means 17 has an adder 19, which removes the fundamental frequency component and the tertially higher harmonic component from the input voltage of each phase of the induction motor 5, and a filter 20, which attenuates the tertially higher harmonic component of the higher harmonic waves of the rotor grooves and the carrier frequency component, and extracts only the slip frequency component through these parts. The signal, which is extracted in this way, is converted into the frequency component signal FSLIP with an F/V converter 21, and the converted signal is provided for the speed feedback control of the induction motor 5.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、誘導電動機を可変速駆
動するためのインバータ装置、特には誘導電動機の回転
速度の検出を回転子溝高調波を利用して行うようにした
インバータ装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an inverter device for driving an induction motor at a variable speed, and more particularly to an inverter device for detecting the rotation speed of the induction motor by utilizing rotor groove harmonics.

【0002】[0002]

【従来の技術】図3には、従来のインバータ装置(電流
形インバータ)の回路構成例が示されている。図3にお
いて、コンバータ回路1は、商用の三相交流電源2の出
力をサイリスタ、GTO、IGBTなどのようなスイッ
チング素子により位相制御しながら整流した直流出力を
平滑リアクトル3を介してインバータ主回路4に与える
ようになっている。このインバータ主回路4は、基本的
には、IGBTのような半導体スイッチング素子を三相
ブリッジ接続すると共に、各スイッチング素子と逆並列
状態でフライホイールダイオードを接続した構成となっ
ており、入力電力をスイッチングして交流電力に変換
し、その変換出力により三相のかご形誘導電動機5を駆
動するようになっている。
2. Description of the Related Art FIG. 3 shows a circuit configuration example of a conventional inverter device (current source inverter). In FIG. 3, the converter circuit 1 includes an inverter main circuit 4 through a smoothing reactor 3 that rectifies a DC output obtained by rectifying the output of a commercial three-phase AC power supply 2 while controlling the phase by a switching element such as a thyristor, GTO, or IGBT. To give to. The inverter main circuit 4 basically has a configuration in which a semiconductor switching element such as an IGBT is connected in a three-phase bridge and a flywheel diode is connected in an antiparallel state with each switching element. The AC power is switched and converted into AC power, and the converted output drives the three-phase squirrel-cage induction motor 5.

【0003】誘導電動機5の速度を指令するための速度
指令設定器6は、例えば可変抵抗器より成るもので、誘
導電動機5の速度に対応した直流電圧信号を発生する。
この電圧信号は、ランプ関数発生回路7において所定の
変化時定数により直線的に増加或いは減少する電圧信号
より成る速度基準信号SREF に変換される。尚、このラ
ンプ関数発生回路7は、指令速度の急激な変化により誘
導電動機5に過電流が流れる事態を防止するために設け
られるものである。
The speed command setting device 6 for commanding the speed of the induction motor 5 is composed of, for example, a variable resistor, and generates a DC voltage signal corresponding to the speed of the induction motor 5.
This voltage signal is converted in the ramp function generating circuit 7 into a speed reference signal SREF consisting of a voltage signal that linearly increases or decreases according to a predetermined change time constant. The ramp function generating circuit 7 is provided to prevent a situation in which an overcurrent flows through the induction motor 5 due to a sudden change in the command speed.

【0004】速度フィードバック回路8は、上記速度基
準信号SREF と後述する速度フィードバック信号SFBと
の差信号を受けて、誘導電動機5のすべり周波数分を補
正した周波数基準信号FREF を当該誘導電動機5の速度
を指令する信号として出力する。信号生成回路9は、上
記周波数基準信号FREF に基づいてスイッチング制御信
号SSCを発生するものであり、駆動回路10は、上記ス
イッチング制御信号SSCを増幅した信号にて前記インバ
ータ主回路4内のスイッチング素子をスイッチングさ
せ、そのインバータ主回路4から交流電圧を発生させ
る。尚、駆動回路10とインバータ主回路4との間は、
ホトカプラなどを利用して電気的に絶縁される。
The speed feedback circuit 8 receives a difference signal between the speed reference signal SREF and a speed feedback signal SFB, which will be described later, and outputs a frequency reference signal FREF corrected for the slip frequency of the induction motor 5 to the speed of the induction motor 5. Is output as a command signal. The signal generation circuit 9 generates the switching control signal SSC based on the frequency reference signal FREF, and the drive circuit 10 uses the signal obtained by amplifying the switching control signal SSC as the switching element in the inverter main circuit 4. Is switched, and an AC voltage is generated from the inverter main circuit 4. In addition, between the drive circuit 10 and the inverter main circuit 4,
It is electrically insulated by using a photo coupler.

【0005】前記速度フィードバック回路8からの周波
数基準信号FREF は、V/f比制御回路11にも入力さ
れるようになっており、このV/f比制御回路11は、
入力された周波数基準信号FREF と所定の比関係にある
電圧基準信号VREF を出力する。
The frequency reference signal FREF from the speed feedback circuit 8 is also inputted to the V / f ratio control circuit 11, and this V / f ratio control circuit 11 is
It outputs a voltage reference signal VREF having a predetermined ratio relationship with the input frequency reference signal FREF.

【0006】電圧フィードバック回路12は、上記電圧
基準信号VREF と、インバータ主回路4の出力電圧を検
出する電圧検出回路13からの電圧検出信号VFBとの差
信号を受けるようになっており、電圧基準信号VREF に
より示される電圧指令値と電圧検出信号VFBにより示さ
れるインバータ主回路4の実際の出力電圧値との差に応
じた誤差信号を演算し、その誤差信号をコンバータ回路
1用の電流基準信号IREF として電流制御回路14に与
える。
The voltage feedback circuit 12 receives the difference signal between the voltage reference signal VREF and the voltage detection signal VFB from the voltage detection circuit 13 which detects the output voltage of the inverter main circuit 4, and the voltage reference signal VREF An error signal is calculated according to the difference between the voltage command value indicated by the signal VREF and the actual output voltage value of the inverter main circuit 4 indicated by the voltage detection signal VFB, and the error signal is calculated as a current reference signal for the converter circuit 1. It is given to the current control circuit 14 as IREF.

【0007】電流検出回路15は、コンバータ回路1に
対する入力電流を変流器などより成る電流検出器15
R、15Tにより検出し、その検出値に応じた電流検出
信号IFBを前記電流制御回路14に与える。
The current detection circuit 15 converts the input current to the converter circuit 1 by a current transformer 15 or the like.
It is detected by R and 15T, and a current detection signal IFB corresponding to the detected value is given to the current control circuit 14.

【0008】電流制御回路14は、上記のように入力さ
れる電流基準信号IREF と電流検出信号IFBとの差に基
づいた演算により位相制御信号SFCを発生するものであ
り、駆動回路16は、上記位相制御信号SFCを増幅した
信号にてコンバータ回路1内のサイリスタの位相制御を
行い、そのコンバータ回路1から電流基準信号IREFに
応じた値の直流電流を出力させる。尚、駆動回路16と
コンバータ回路1との間も、ホトカプラなどを利用して
電気的に絶縁される。
The current control circuit 14 generates the phase control signal SFC by the calculation based on the difference between the current reference signal IREF and the current detection signal IFB input as described above. The phase control of the thyristor in the converter circuit 1 is performed by a signal obtained by amplifying the phase control signal SFC, and the converter circuit 1 outputs a direct current having a value corresponding to the current reference signal IREF. The drive circuit 16 and the converter circuit 1 are also electrically insulated by using a photo coupler or the like.

【0009】一方、すべり周波数検出手段17は、誘導
電動機5の回転子溝高調波を利用して当該電動機5のす
べり周波数を検出するためのもので、これは以下のよう
な構成となっている。誘導電動機5の各相入力電圧を検
出する相電圧検出器18は、当該誘導電動機5と電気的
に絶縁した状態で設けられており、これによる検出電圧
は、加算器19にて加算されて、基本周波数成分及び3
次高調波成分が除去される。この場合、上記相電圧検出
器18の出力には、必要とする回転子溝高調波に含まれ
るすべり周波数成分以外に、その回転子溝高調波成分に
含まれる基本周波数の3倍の成分、インバータ主回路4
のスイッチング動作に関係したキャリア周波数の成分が
含まれているので、加算器19からの出力をフィルタ回
路20を通じて出力することによって、誘導電動機5の
回転速度に応じたすべり周波数成分のみが取り出され
る。
On the other hand, the slip frequency detecting means 17 is for detecting the slip frequency of the induction motor 5 by utilizing the rotor groove harmonics of the induction motor 5, and has the following structure. . The phase voltage detector 18 for detecting the input voltage of each phase of the induction motor 5 is provided in a state of being electrically insulated from the induction motor 5, and the detection voltage by this is added by the adder 19, Fundamental frequency component and 3
The second harmonic component is removed. In this case, the output of the phase voltage detector 18 includes, in addition to the slip frequency component contained in the required rotor groove harmonic, a component three times the fundamental frequency contained in the rotor groove harmonic component and the inverter. Main circuit 4
Since the carrier frequency component related to the switching operation of 1 is included, by outputting the output from the adder 19 through the filter circuit 20, only the slip frequency component corresponding to the rotation speed of the induction motor 5 is extracted.

【0010】このように取り出された信号は、F/V変
換器21により、その周波数に応じた電圧レベルのすべ
り周波数成分信号FSLIPに変換されるものであり、斯様
な周波数成分信号FSLIPと前記速度フィードバック回路
8からの周波数基準信号FREF との差信号が、前記速度
フィードバック信号SFBとして当該速度フィードバック
回路8に与えられる。
The signal thus taken out is converted by the F / V converter 21 into a slip frequency component signal FSLIP having a voltage level corresponding to the frequency thereof. A difference signal from the frequency reference signal FREF from the speed feedback circuit 8 is given to the speed feedback circuit 8 as the speed feedback signal SFB.

【0011】以下においては、回転子溝高調波からすべ
り周波数を検出できる原理について説明する。即ち、一
般的なかご形誘導電動機においては、回転子鉄心に二次
導体(かご形導体)を納めるための溝があるため、固定
子側から見たエアギャップの磁束は溝の数に応じた変調
を受ける。これに起因して生じる溝高調波は、固定子起
磁力に含まれる高調波成分のうちで最も次数が低い成分
に対応するものであり、その影響は相電圧に出現する。
図3に示したような電流形インバータで誘導電動機5を
駆動する場合、その固定子相電圧には、電源電圧及び磁
束飽和に起因した3次高調波電圧と前述した回転子溝高
周波成分が含まれることになる。
The principle by which the slip frequency can be detected from the rotor groove harmonics will be described below. That is, in a general squirrel-cage induction motor, since the rotor core has a groove for accommodating the secondary conductor (squirrel-cage conductor), the magnetic flux in the air gap viewed from the stator side depends on the number of grooves. Receive modulation. The groove harmonic generated due to this corresponds to the component with the lowest order among the harmonic components included in the stator magnetomotive force, and the influence appears in the phase voltage.
When the induction motor 5 is driven by the current source inverter as shown in FIG. 3, the stator phase voltage includes the power supply voltage and the third harmonic voltage caused by the magnetic flux saturation and the above-described rotor groove high frequency component. Will be done.

【0012】ここで、誘導電動機5の固定子入力周波数
をf、2極機換算時の回転子周波数をfr、1極対当た
りの回転子の溝数をNrとすると、回転子溝周波数成分
fhは、次式(1)で与えられる。
Assuming that the stator input frequency of the induction motor 5 is f, the rotor frequency when converted to a 2-pole machine is fr, and the number of rotor grooves per pole pair is Nr, the rotor groove frequency component fh. Is given by the following equation (1).

【数1】fh=Nr×fr±f ……(1) ここで、図3の構成では、加算器19において誘導電動
機5の各相入力電圧の和を取ることによって基本周波数
成分及び3次高調波成分を除去するようにしているの
で、上記1極対当たりの回転子の溝数をNrは、3の倍
数以外の整数値とする必要があり、従って、Nrは次式
(2)で表わされる。
## EQU1 ## fh = Nr × fr ± f (1) Here, in the configuration of FIG. 3, the adder 19 sums the input voltages of the respective phases of the induction motor 5 to obtain the fundamental frequency component and the third harmonic. Since the wave component is removed, Nr is required to be an integer value other than a multiple of 3 for the number of rotor grooves per one pole pair. Therefore, Nr is expressed by the following equation (2). Be done.

【数2】 また、すべり周波数をfsとした場合、2極機換算時の
回転子周波数frは次式(3)で表わされる。
[Equation 2] Further, when the slip frequency is fs, the rotor frequency fr when converted to a two-pole machine is expressed by the following equation (3).

【数3】fr=f−fs ……(3) (2)、(3)式を(1)式に代入すると、## EQU3 ## fr = f-fs (3) Substituting the equations (2) and (3) into the equation (1),

【数4】 となるものであり、溝高調波成分によって、基本波の3
次高調波成分とすべり周波数成分とが検出されることに
なる。
[Equation 4] And the groove harmonic component causes 3 of the fundamental wave.
The second harmonic component and the slip frequency component will be detected.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】上述したように図3の
ような回路構成によれば、誘導電動機5の回転子溝高調
波を利用してすべり周波数成分のみを取り出し、これに
基づいて得たすべり周波数成分信号FSLIPを、電動機5
の回転速度を示す信号として電流形インバータによる閉
ループ速度制御に供することができるが、電流形インバ
ータ装置にあっては電流応答性に劣るという事情があ
る。このような事情に対処するためには、上記のような
すべり周波数成分を利用した速度制御を、電流制御タイ
プの電圧形インバータに適用すれば良い。
As described above, according to the circuit configuration as shown in FIG. 3, only the slip frequency component is extracted by utilizing the rotor groove harmonics of the induction motor 5 and obtained based on this. The slip frequency component signal FSLIP is applied to the electric motor 5
Although it can be used for closed-loop speed control by a current source inverter as a signal indicating the rotation speed, the current source inverter device is inferior in current responsiveness. In order to deal with such a situation, the speed control utilizing the slip frequency component as described above may be applied to the current control type voltage source inverter.

【0014】しかしながら、電圧形インバータにおいて
電流制御を行う場合、一般的にはインバータ主回路をP
WM制御することが行われているため、誘導電動機の相
電圧中にPWM信号に含まれるキャリア周波数成分に対
応した多くの高調波成分が出現するという事情がある。
このため、回転子溝高調波成分を示す検出信号のS/N
比が悪化することになり、また、回転子溝高調波成分を
示す検出信号そのものも比較的低レベルの信号であるた
め、結果的に誘導電動機の回転速度検出の精度が低下す
るという問題点があった。
However, when current control is performed in a voltage source inverter, the inverter main circuit is generally set to P
Since the WM control is performed, there is a situation in which many harmonic components corresponding to the carrier frequency component included in the PWM signal appear in the phase voltage of the induction motor.
Therefore, the S / N of the detection signal indicating the rotor groove harmonic component
As a result, the ratio deteriorates, and the detection signal itself indicating the rotor groove harmonic component is a relatively low level signal, resulting in a decrease in the accuracy of rotation speed detection of the induction motor. there were.

【0015】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、回転子溝高調波成分を利用した誘導
電動機回転速度のセンサレス検出を精度良く行い得るよ
うになるインバータ装置を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide an inverter device capable of accurately performing sensorless detection of an induction motor rotation speed using a rotor groove harmonic component. Especially.

【0016】[0016]

【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、直流出力をPWM信号に基づいてスイッチ
ングした可変電圧・可変周波数の交流出力により誘導電
動機を駆動するインバータ主回路と、前記誘導電動機の
電源端子電圧に基づいて当該誘導電動機の回転子溝高調
波に含まれるすべり周波数成分を回転速度信号として抽
出するすべり周波数検出手段とを備えたインバータ装置
において、前記PWM信号のキャリア周波数を前記誘導
電動機の回転子溝高調波の周波数より高い値に設定する
と共に、前記すべり周波数検出手段内に前記キャリア周
波数帯域の信号を減衰させる減衰手段を設けたものであ
る(請求項2)。
In order to achieve the above object, the present invention provides an inverter main circuit for driving an induction motor by a variable voltage / variable frequency AC output obtained by switching a DC output based on a PWM signal. In an inverter device equipped with a slip frequency detecting means for extracting a slip frequency component contained in a rotor groove harmonic of the induction motor as a rotation speed signal based on a power supply terminal voltage of the induction motor, the carrier frequency of the PWM signal is set to Attenuating means for setting the value higher than the frequency of the rotor groove harmonics of the induction motor and attenuating the signal in the carrier frequency band is provided in the slip frequency detecting means (claim 2).

【0017】この場合、前記すべり周波数検出手段内に
誘導電動機の電源端子電圧を検出するために設けられる
入力電圧検出手段と、前記インバータ主回路の出力電圧
をフィードバック制御するために設けられる出力電圧検
出手段とを兼用させることもできる(請求項2)。
In this case, input voltage detecting means provided for detecting the power supply terminal voltage of the induction motor in the slip frequency detecting means and output voltage detecting means provided for feedback control of the output voltage of the inverter main circuit. It can also be used as a means (claim 2).

【0018】また、前記すべり周波数検出手段による検
出出力を、誘導電動機の回転速度フィードバック制御に
供する構成とすることもできる(請求項3)。
Further, the detection output of the slip frequency detecting means may be used for the rotational speed feedback control of the induction motor (claim 3).

【0019】さらに、前記PWM信号のキャリア周波数
を時間の経過に応じて変化させるための周波数遷移手段
を設けることもでき(請求項4)、周波数遷移手段を、
乱数を用いてPWM信号のキャリア周波数を変化させる
構成とすることもできる。
Further, frequency transition means for changing the carrier frequency of the PWM signal according to the passage of time can be provided (claim 4).
It is also possible to adopt a configuration in which the carrier frequency of the PWM signal is changed using a random number.

【0020】[0020]

【作用】請求項1のインバータ装置では、PWM信号に
基づいてスイッチング動作するインバータ主回路からの
可変電圧・可変周波数の交流出力により誘導電動機が可
変速駆動される。この場合、誘導電動機の電源端子電圧
により示される回転子溝高調波には、その誘導電動機の
すべり周波数成分の他に、前記PWM信号のキャリア周
波数成分が含まれるが、上記キャリア周波数成分に対応
した周波数帯域の信号は、すべり周波数検出手段内の減
衰手段により減衰されることになる。この結果、すべり
周波数成分を示す検出信号のS/N比が向上するように
なり、すべり周波数成分の検出精度、ひいては誘導電動
機の回転速度のセンサレス検出精度が向上するようにな
る。
In the inverter device according to the first aspect, the induction motor is driven at a variable speed by the AC output of the variable voltage and the variable frequency from the inverter main circuit which performs the switching operation based on the PWM signal. In this case, the rotor groove harmonics indicated by the power supply terminal voltage of the induction motor include the carrier frequency component of the PWM signal in addition to the slip frequency component of the induction motor, which corresponds to the carrier frequency component. The signal in the frequency band will be attenuated by the attenuating means in the slip frequency detecting means. As a result, the S / N ratio of the detection signal indicating the slip frequency component is improved, and the detection accuracy of the slip frequency component and thus the sensorless detection accuracy of the rotation speed of the induction motor are improved.

【0021】請求項2のインバータ装置では、すべり周
波数検出手段内に必要な入力電圧検出手段と、インバー
タ主回路の出力電圧をフィードバック制御するために設
けられる出力電圧検出手段とが兼用されるから、回路構
成の簡単化を図り得るようになる。
In the inverter device according to the second aspect of the present invention, the input voltage detecting means required in the slip frequency detecting means and the output voltage detecting means provided for feedback controlling the output voltage of the inverter main circuit are used in common. The circuit configuration can be simplified.

【0022】請求項3のインバータ装置では、すべり周
波数検出手段による検出出力が誘導電動機の回転速度フ
ィードバック制御に供されるから、その回転速度制御を
センサレス方式にて精度良く行い得るようになる。
In the inverter device according to the third aspect of the present invention, the output detected by the slip frequency detecting means is supplied to the rotational speed feedback control of the induction motor, so that the rotational speed control can be accurately performed by the sensorless system.

【0023】請求項4のインバータ装置では、周波数遷
移手段によって、インバータ装置のスイッチング動作状
態を決定付けるPWM信号のキャリア周波数が時間の経
過に応じて変化されるから、誘導電動機の電源端子電圧
に含まれる回転子溝高調波成分の割合が増えるようにな
る。この結果、回転子溝高調波成分を示す検出信号のレ
ベルが上がるようになり、検出精度の一層の向上を図り
得るようになる。
In the inverter device according to the fourth aspect, the carrier frequency of the PWM signal that determines the switching operation state of the inverter device is changed with the passage of time by the frequency transition means, so that it is included in the power supply terminal voltage of the induction motor. The ratio of the rotor groove harmonic components is increased. As a result, the level of the detection signal indicating the rotor groove harmonic component is increased, and the detection accuracy can be further improved.

【0024】請求項5のインバータ装置では、上記のよ
うなキャリア周波数の時間の経過に応じた変化が乱数を
用いて行われるから、PWM信号にランダムな歪みが発
生するようになって、回転子溝高調波成分を示す検出信
号のレベルがさらに向上するようになる。
In the inverter device of the fifth aspect, since the change of the carrier frequency as described above according to the passage of time is performed by using the random number, random distortion is generated in the PWM signal, and the rotor is rotated. The level of the detection signal indicating the groove harmonic component is further improved.

【0025】[0025]

【実施例】以下、本発明の一実施例について図1、図2
を参照しながら説明する。但し、本実施例においては、
図3に示した従来構成と同一の構成部分が存在するか
ら、それらの構成部分については同一符号を付すことに
よって詳細な説明を省略している。即ち、本実施例によ
るインバータ装置は、電流制御タイプの電圧形インバー
タとして構成されたもので、これに伴い、ダイオードを
利用した全波整流回路22及び平滑コンデンサ23を、
図3におけるコンバータ回路1及び平滑リアクトル3に
代わる交直変換手段として設けている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
Will be described with reference to. However, in this embodiment,
Since the same components as those of the conventional configuration shown in FIG. 3 exist, the detailed description is omitted by assigning the same reference numerals to those components. That is, the inverter device according to the present embodiment is configured as a current control type voltage source inverter, and accordingly, the full-wave rectification circuit 22 and the smoothing capacitor 23 using diodes are
It is provided as an AC-DC converter instead of the converter circuit 1 and the smoothing reactor 3 in FIG.

【0026】正弦波基準発生回路24は、速度フィード
バック回路8からの周波数基準信号FREF と電圧フィー
ドバック回路からの電流基準信号IREF を受けるように
なっており、周波数基準信号FREF により示される周波
数と電流基準信号IREF に比例した振幅を持った正弦波
信号を作成して誤差演算器25に与える。電流検出回路
26は、インバータ主回路4の出力電流を変流器などよ
り成る電流検出器26U、26Wにより検出し、その検
出信号を前記誤差演算器25に与える。
The sine wave reference generating circuit 24 is adapted to receive the frequency reference signal FREF from the speed feedback circuit 8 and the current reference signal IREF from the voltage feedback circuit. The frequency and current reference indicated by the frequency reference signal FREF. A sine wave signal having an amplitude proportional to the signal IREF is created and given to the error calculator 25. The current detection circuit 26 detects the output current of the inverter main circuit 4 by the current detectors 26U and 26W including current transformers, and supplies the detection signal to the error calculator 25.

【0027】誤差演算器25は、正弦波基準発生回路2
4からの正弦波信号と、電流検出回路26からの実電流
波形(誘導電動機5に供給されている電流波形)との比
較演算によって正弦波状の電圧指令信号VC を発生する
ものであり、その電圧指令信号VC は制御電圧信号とし
て比較器27に与えられる。
The error calculator 25 is a sine wave reference generation circuit 2
The sinusoidal voltage command signal VC is generated by comparison calculation of the sine wave signal from 4 and the actual current waveform from the current detection circuit 26 (current waveform supplied to the induction motor 5). The command signal VC is given to the comparator 27 as a control voltage signal.

【0028】この比較器27は、上記電圧指令信号VC
と、三角波発生器28からキャリア信号として出力され
る三角波信号との大小を比較することによって正弦波P
WM信号を作成し、そのPWM信号を駆動回路10に与
えることによってインバータ主回路4内のスイッチング
素子をパルス幅変調方式でスイッチングさせる。
This comparator 27 has the voltage command signal VC
And the triangular wave signal output as the carrier signal from the triangular wave generator 28 are compared to determine the sine wave P
By creating a WM signal and applying the PWM signal to the drive circuit 10, the switching element in the inverter main circuit 4 is switched by the pulse width modulation method.

【0029】この場合、上記三角波発生器28において
は、その出力である三角波信号の周波数、つまりキャリ
ア周波数を、誘導電動機5の回転子溝高調波の周波数よ
り高い値に設定しており、これに伴い、すべり周波数検
出手段17内のフィルタ回路20′(本発明でいう減衰
手段に相当)として、上記キャリア周波数帯域を減衰さ
せる機能を持ったローパスフィルタ(すべり周波数帯域
のみを通過させるバンドパスフィルタなどでも可)を使
用している。
In this case, in the triangular wave generator 28, the frequency of the output triangular wave signal, that is, the carrier frequency is set to a value higher than the frequency of the rotor groove harmonics of the induction motor 5. Accordingly, as the filter circuit 20 '(corresponding to the attenuating means in the present invention) in the slip frequency detecting means 17, a low-pass filter having a function of attenuating the carrier frequency band (a band pass filter that passes only the slip frequency band, etc.) But yes) is used.

【0030】また、三角波発生器28に付随して設けら
れた乱数発生器29(本発明でいう周波数遷移手段に相
当)は、ホワイトノイズのようなランダムな高調波電圧
を比較器27に印加するために、前記キャリア周波数を
乱数に基づいて時間の経過と共に変化させる構成となっ
ており、これにより前記PWM信号にランダムな歪みを
発生させて回転子溝高調波成分の割合を増やすようにし
ている。
A random number generator 29 (corresponding to the frequency transition means in the present invention) provided in association with the triangular wave generator 28 applies a random harmonic voltage such as white noise to the comparator 27. Therefore, the carrier frequency is changed with the passage of time based on a random number, whereby random distortion is generated in the PWM signal to increase the proportion of rotor groove harmonic components. .

【0031】従って、上記した本実施例によれば、すべ
り周波数検出手段17に与えられる誘導電動機5の電源
端子電圧に含まれるキャリア周波数成分の周波数が、そ
の回転子溝周波数に比して高くなるから、このキャリア
周波数成分及び回転子溝高調波の3次高調波成分をフィ
ルタ20′により簡単に除去できるようになる。このた
め、すべり周波数成分を示す検出信号(F/V変換器2
1からのすべり周波数成分信号FSLIP)のS/N比が向
上するようになり、その検出精度、ひいては誘導電動機
の回転速度のセンサレス検出精度が向上するようにな
り、誘導電動機5のセンサレス方式による回転速度フィ
ードバック制御の信頼性を高め得るようになる。しか
も、電流制御タイプの電圧形インバータとして構成され
ているから、電流応答性の向上を実現できるようにな
る。
Therefore, according to the above-described embodiment, the frequency of the carrier frequency component included in the power supply terminal voltage of the induction motor 5 given to the slip frequency detecting means 17 becomes higher than the rotor groove frequency. Therefore, the carrier frequency component and the third harmonic component of the rotor groove harmonic can be easily removed by the filter 20 '. Therefore, the detection signal (F / V converter 2) indicating the slip frequency component is
The S / N ratio of the slip frequency component signal FSLIP from 1 is improved, and the detection accuracy thereof, and thus the sensorless detection accuracy of the rotation speed of the induction motor, is improved, and the rotation of the induction motor 5 by the sensorless method is improved. The reliability of speed feedback control can be improved. Moreover, since it is configured as a current control type voltage type inverter, it is possible to improve the current responsiveness.

【0032】また、三角波発生回路27によるキャリア
周波数が時間の経過に応じて変化されるから、誘導電動
機5の電源端子電圧に含まれる回転子溝高調波成分の割
合が増えて回転子溝高調波成分を示す検出信号のレベル
が上がるようになり、しかも、上記のようなキャリア周
波数の時間の経過に応じた変化が乱数を用いて行われる
から、PWM信号にランダムな歪みが発生するようにな
って、回転子溝高調波成分を示す検出信号のレベルがさ
らに向上するようになり、検出精度をさらに高くするす
ることができる。尚、図2には、すべり周波数に対する
すべり周波数検出手段17による出力特性の一例を示し
た。
Further, since the carrier frequency by the triangular wave generating circuit 27 is changed with the passage of time, the ratio of the rotor groove harmonic component contained in the power supply terminal voltage of the induction motor 5 is increased and the rotor groove harmonic is increased. The level of the detection signal indicating the component increases, and moreover, since the change of the carrier frequency according to the passage of time as described above is performed using random numbers, random distortion is generated in the PWM signal. As a result, the level of the detection signal indicating the rotor groove harmonic component is further improved, and the detection accuracy can be further increased. Incidentally, FIG. 2 shows an example of the output characteristic of the slip frequency detecting means 17 with respect to the slip frequency.

【0033】尚、上記実施例では、キャリア周波数の近
傍で高調波成分が出てくるだけであるから、誘導電動機
5の出力トルクに悪影響が及ぶ虞は全くないものであ
る。また、図1に示した回路構成において、電圧検出回
路13は本発明でいう出力電圧検出手段に相当し、ま
た、すべり周波数検出手段17内の相電圧検出器18は
本発明でいう入力電圧検出手段に相当するものである
が、これらを一つの電圧検出手段により兼用する構成と
しても良いものであり、このような構成を採用した場合
には回路構成の簡単化を実現できるようになる。
In the above embodiment, since the harmonic component only appears near the carrier frequency, there is no possibility that the output torque of the induction motor 5 will be adversely affected. Further, in the circuit configuration shown in FIG. 1, the voltage detection circuit 13 corresponds to the output voltage detection means in the present invention, and the phase voltage detector 18 in the slip frequency detection means 17 detects the input voltage in the present invention. Although it corresponds to the means, it is also possible to have a configuration in which these are also used by one voltage detecting means, and when such a configuration is adopted, simplification of the circuit configuration can be realized.

【0034】さらに、上記実施例における電圧検出回路
13の電圧検出機能を、速度フィード制御バック系にお
ける電圧指令値(V/f比制御回路11からの電圧基準
信号VREF )、或いは比較器27からのPWM信号をフ
ィルタを通した信号を利用して得る構成としても良い。
特に、この場合には、インバータ主回路4内のスイッチ
ング素子のスイッチング遅れ時間、所謂デッドタイムを
補償する回路を設ける構成とすれば、その検出精度が向
上するようになる。
Further, the voltage detection function of the voltage detection circuit 13 in the above embodiment is controlled by the voltage command value (the voltage reference signal VREF from the V / f ratio control circuit 11) in the speed feed back control system or the comparator 27. The PWM signal may be obtained by using a signal that has passed through a filter.
In particular, in this case, if a circuit for compensating for the switching delay time of the switching element in the inverter main circuit 4, so-called dead time, is provided, the detection accuracy will be improved.

【0035】その他、本発明は上記した実施例のみに限
定されるものではなく、次のような変形または拡張が可
能である。回転速度フィードバック制御機能を備えた電
圧形インバータ装置に限らず、ベクトル制御形のインバ
ータにも適用可能であり、また、すべり周波数検出手段
17により検出したすべり周波数は、単に誘導電動機5
の実速度の表示のみに利用しても良いものである。イン
バータ主回路4を構成するスイッチング素子は、IGB
Tに限らず、パワートランジスタ(或いはジャイアント
トランジスタ)、パワーFET、GTOなどでも良い。
PWM信号を三角波信号と正弦波状の制御電圧信号との
比較により形成しているが、ROMなどに予め記憶した
関数データを組み合わせることによりPWM信号を形成
する構成としても良い。
Besides, the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, but the following modifications or expansions are possible. The present invention can be applied not only to the voltage type inverter device having the rotation speed feedback control function but also to the vector control type inverter, and the slip frequency detected by the slip frequency detecting means 17 is simply the induction motor 5.
It may be used only for displaying the actual speed of. The switching element that constitutes the inverter main circuit 4 is an IGBT.
Not limited to T, a power transistor (or a giant transistor), a power FET, a GTO, or the like may be used.
Although the PWM signal is formed by comparing the triangular wave signal and the sine wave control voltage signal, the PWM signal may be formed by combining the function data stored in advance in the ROM or the like.

【0036】[0036]

【発明の効果】以上の説明によって明らかなように、請
求項1記載の発明によれば、インバータ主回路により駆
動される誘導電動機の回転子溝高調波に含まれるすべり
周波数成分を回転速度信号として抽出するすべり周波数
検出手段を備えたインバータ装置において、上記インバ
ータ主回路のスイッチング動作に供されるPWM信号キ
ャリア周波数を前記誘導電動機の回転子溝高調波の周波
数より高い値に設定すると共に、前記すべり周波数検出
手段内に前記キャリア周波数帯域の周波数帯域の信号を
減衰させる減衰手段を設ける構成としたから、回転子溝
高調波成分を利用した誘導電動機回転速度のセンサレス
検出を精度良く行い得るようになるという有益な効果を
奏するものである。
As is apparent from the above description, according to the invention described in claim 1, the slip frequency component contained in the rotor groove harmonics of the induction motor driven by the inverter main circuit is used as the rotation speed signal. In an inverter device having a slip frequency detecting means for extracting, the PWM signal carrier frequency used for the switching operation of the inverter main circuit is set to a value higher than the frequency of rotor groove harmonics of the induction motor, and the slip Since the attenuating means for attenuating the signal in the frequency band of the carrier frequency band is provided in the frequency detecting means, it is possible to accurately perform sensorless detection of the induction motor rotation speed using the rotor groove harmonic component. It has a beneficial effect.

【0037】請求項2記載の発明によれば、前記すべり
周波数検出手段内に誘導電動機の電源端子電圧を検出す
るために設けられる入力電圧検出手段と、前記インバー
タ主回路の出力電圧をフィードバック制御するために設
けられる出力電圧検出手段とを兼用させる構成としたか
ら、回路構成の簡単化を実現できるようになる。
According to the second aspect of the present invention, the slip frequency detecting means is provided with an input voltage detecting means provided to detect the power supply terminal voltage of the induction motor, and the output voltage of the inverter main circuit is feedback controlled. The output voltage detecting means provided for this purpose is also used, so that the circuit structure can be simplified.

【0038】請求項3記載の発明によれば、すべり周波
数検出手段による検出出力を誘導電動機の回転速度フィ
ードバック制御に供する構成としたから、その回転速度
制御をセンサレス方式にて精度良く行い得るようにな
る。
According to the third aspect of the present invention, the detection output of the slip frequency detecting means is used for the rotational speed feedback control of the induction motor, so that the rotational speed control can be performed accurately by the sensorless system. Become.

【0039】請求項4記載の発明によれば、前記PWM
信号のキャリア周波数を時間の経過に応じて変化させる
構成としたから、回転子溝高調波成分を示す検出信号の
レベルが上がるようになって、検出精度の一層の向上を
図り得るようになる。
According to the invention of claim 4, the PWM is
Since the carrier frequency of the signal is changed according to the passage of time, the level of the detection signal indicating the rotor groove harmonic component is increased, and the detection accuracy can be further improved.

【0040】請求項5の発明によれば、乱数を用いて上
記PWM信号のキャリア周波数を変化させる構成とする
ことによりそのPWM信号にランダムな歪みが発生する
ように構成したから、回転子溝高調波成分を示す検出信
号のレベルをさらに向上させ得るようになる。
According to the fifth aspect of the present invention, the carrier frequency of the PWM signal is changed by using a random number so that random distortion is generated in the PWM signal. It is possible to further improve the level of the detection signal indicating the wave component.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例を示す回路構成図FIG. 1 is a circuit configuration diagram showing an embodiment of the present invention.

【図2】すべり周波数検出手段による出力特性の一例を
示す図
FIG. 2 is a diagram showing an example of output characteristics by a slip frequency detecting means.

【図3】従来例を示す回路構成図FIG. 3 is a circuit configuration diagram showing a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

図面中、4はインバータ主回路、5は誘導電動機、10
は駆動回路、13は電圧検出回路(出力電圧検出手
段)、17はすべり周波数検出手段、18は相電圧検出
器(入力電圧検出手段)、19は加算器、20′はフィ
ルタ回路(減衰手段)、24は正弦波基準発生回路、2
7は比較器、28は三角波発生器、29は乱数発生器
(周波数遷移手段)を示す。
In the drawing, 4 is an inverter main circuit, 5 is an induction motor, 10
Is a drive circuit, 13 is a voltage detection circuit (output voltage detection means), 17 is a slip frequency detection means, 18 is a phase voltage detector (input voltage detection means), 19 is an adder, and 20 'is a filter circuit (attenuation means). , 24 are sine wave reference generating circuits, 2
Reference numeral 7 is a comparator, 28 is a triangular wave generator, and 29 is a random number generator (frequency transition means).

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 直流出力をPWM信号に基づいてスイッ
チングした可変電圧・可変周波数の交流出力により誘導
電動機を駆動するインバータ主回路と、 前記誘導電動機の電源端子電圧に基づいて当該誘導電動
機の回転子溝高調波に含まれるすべり周波数成分を回転
速度信号として抽出するすべり周波数検出手段とを備え
たインバータ装置において、 前記PWM信号のキャリア周波数を前記誘導電動機の回
転子溝高調波の周波数より高い値に設定すると共に、前
記すべり周波数検出手段内に前記キャリア周波数帯域の
信号を減衰させる減衰手段を設けたことを特徴とするイ
ンバータ装置。
1. An inverter main circuit for driving an induction motor with an AC output of a variable voltage / variable frequency, which is a DC output switched based on a PWM signal, and a rotor of the induction motor based on a power supply terminal voltage of the induction motor. In an inverter device having a slip frequency detecting means for extracting a slip frequency component contained in a groove harmonic as a rotation speed signal, a carrier frequency of the PWM signal is set to a value higher than a frequency of a rotor groove harmonic of the induction motor. An inverter device, characterized in that an attenuating means for setting and attenuating a signal in the carrier frequency band is provided in the slip frequency detecting means.
【請求項2】 前記すべり周波数検出手段内に誘導電動
機の電源端子電圧を検出するために設けられる入力電圧
検出手段と、前記インバータ主回路の出力電圧をフィー
ドバック制御するために設けられる出力電圧検出手段と
を兼用させたことを特徴とする請求項1記載のインバー
タ装置。
2. An input voltage detecting means provided in the slip frequency detecting means for detecting a power supply terminal voltage of the induction motor, and an output voltage detecting means provided for feedback controlling the output voltage of the inverter main circuit. The inverter device according to claim 1, wherein the inverter device is also used.
【請求項3】 前記すべり周波数検出手段による検出出
力を、誘導電動機の回転速度フィードバック制御に供す
る構成としたことを特徴とする請求項1記載のインバー
タ装置。
3. The inverter device according to claim 1, wherein the detection output by the slip frequency detecting means is provided to the rotational speed feedback control of the induction motor.
【請求項4】 前記PWM信号のキャリア周波数を時間
の経過に応じて変化させるための周波数遷移手段を備え
たことを特徴とする請求項1記載のインバータ装置。
4. The inverter device according to claim 1, further comprising frequency transition means for changing the carrier frequency of the PWM signal according to the passage of time.
【請求項5】 前記周波数遷移手段は、乱数を用いてP
WM信号のキャリア周波数を変化させる構成となってい
ることを特徴とする請求項4記載のインバータ装置。
5. The frequency transition means uses P using a random number.
The inverter device according to claim 4, wherein the inverter device is configured to change the carrier frequency of the WM signal.
JP6025054A 1994-02-23 1994-02-23 Inverter apparatus Pending JPH07236294A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6025054A JPH07236294A (en) 1994-02-23 1994-02-23 Inverter apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6025054A JPH07236294A (en) 1994-02-23 1994-02-23 Inverter apparatus

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH07236294A true JPH07236294A (en) 1995-09-05

Family

ID=12155217

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP6025054A Pending JPH07236294A (en) 1994-02-23 1994-02-23 Inverter apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH07236294A (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000135000A (en) * 1998-10-22 2000-05-12 Toyota Motor Corp Motor controller
JP2006238533A (en) * 2005-02-22 2006-09-07 Denso Corp Rotational speed detector
CN1327600C (en) * 1998-03-12 2007-07-18 东芝株式会社 Controller for converter
JP2007259559A (en) * 2006-03-22 2007-10-04 Denso Corp Rotation speed detector
CN103701391A (en) * 2013-12-09 2014-04-02 浙江大学 Method for rapidly identifying rotating speed of asynchronous motor based on slot harmonic extraction

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1327600C (en) * 1998-03-12 2007-07-18 东芝株式会社 Controller for converter
JP2000135000A (en) * 1998-10-22 2000-05-12 Toyota Motor Corp Motor controller
JP2006238533A (en) * 2005-02-22 2006-09-07 Denso Corp Rotational speed detector
JP4650022B2 (en) * 2005-02-22 2011-03-16 株式会社デンソー Rotation speed detector
DE102006008048B4 (en) * 2005-02-22 2017-10-12 Denso Corporation Engine speed detection device
JP2007259559A (en) * 2006-03-22 2007-10-04 Denso Corp Rotation speed detector
JP4720565B2 (en) * 2006-03-22 2011-07-13 株式会社デンソー Rotation speed detector
CN103701391A (en) * 2013-12-09 2014-04-02 浙江大学 Method for rapidly identifying rotating speed of asynchronous motor based on slot harmonic extraction

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6262555B1 (en) Apparatus and method to generate braking torque in an AC drive
EP0629038B1 (en) AC motor control
US4904919A (en) Dual mode control of a PWM motor drive for current limiting
US4780650A (en) Control system for a power converter for driving induction motors
JPH03128691A (en) Voltage type pwm converter-inverter system and control system thereof
KR880001837B1 (en) Induction motor
US20100231150A1 (en) Power converter and motor driving system
KR960006854B1 (en) Control apparatus of the permanent magnet synchronous motor
KR950035037A (en) Control circuit for inductive load
US4611158A (en) Method and apparatus for controlling PWM inverter
WO1986006227A1 (en) Method of controlling a three-phase induction motor
US10020763B2 (en) Power generation system
JP3773794B2 (en) Power converter
JPH07236294A (en) Inverter apparatus
US5151853A (en) Cycloconverter and the method of controlling the same
JPS58141699A (en) Motor controller
JPS6038960B2 (en) Inverter voltage control device
JPH0344509B2 (en)
JPS5819169A (en) Controlling method for pwm control converter
Titus et al. Sensorless Vector Control for a Load Commutated Inverter fed Active-Reactive Induction Motor Drive
JPH0652998B2 (en) Method and device for controlling control voltage of three-phase inverter for AC motor power supply
JP3302854B2 (en) Induction motor control device
JPH10164845A (en) Pwm rectifier
JP2021166447A (en) Device and method for controlling field winding synchronous motor
JPS58136288A (en) Controlling method for induction motor