JPH0789753B2 - 交流電動機駆動用インバータの制御装置 - Google Patents
交流電動機駆動用インバータの制御装置Info
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- JPH0789753B2 JPH0789753B2 JP1242281A JP24228189A JPH0789753B2 JP H0789753 B2 JPH0789753 B2 JP H0789753B2 JP 1242281 A JP1242281 A JP 1242281A JP 24228189 A JP24228189 A JP 24228189A JP H0789753 B2 JPH0789753 B2 JP H0789753B2
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- motor
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- frequency
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、パルス幅変調インバータを用いて誘導電動
機、同期電動機などの交流電動機を駆動する装置に係
り、特に電動機の騒音が問題になる電動機駆動システム
に好適な交流電動機駆動用インバータの制御装置に関す
る。
機、同期電動機などの交流電動機を駆動する装置に係
り、特に電動機の騒音が問題になる電動機駆動システム
に好適な交流電動機駆動用インバータの制御装置に関す
る。
［従来の技術］ 居住環境や労務環境についての関心が高まるにつれ、電
動機を使用したシステムの騒音抑圧が強く望まれるよう
になつてきているが、このような機運のもとで従来から
採用されている騒音対策としては、電動機自体に手を入
れ、それから発生される騒音のレベルを下げるという方
向にあつたが、充分な成果には程遠い状態にあつた。
動機を使用したシステムの騒音抑圧が強く望まれるよう
になつてきているが、このような機運のもとで従来から
採用されている騒音対策としては、電動機自体に手を入
れ、それから発生される騒音のレベルを下げるという方
向にあつたが、充分な成果には程遠い状態にあつた。
しかして、近年、パルス幅変調インバータ（以下、PWM
インバータという）で駆動される誘導電動機、同期電動
機などの交流電動機を用いた電動機システムが広く使用
されるようになつてきているが、このようなシステムで
は、PWMインバータのスイッチング動作により出力電流
にリップル成分が現われてしまい、この結果、それによ
り駆動される交流電動機から電磁音が発生されるように
なってしまう。
インバータという）で駆動される誘導電動機、同期電動
機などの交流電動機を用いた電動機システムが広く使用
されるようになつてきているが、このようなシステムで
は、PWMインバータのスイッチング動作により出力電流
にリップル成分が現われてしまい、この結果、それによ
り駆動される交流電動機から電磁音が発生されるように
なってしまう。
そこで、この電磁音による騒音対策として、PWMインバ
ータのスイッチング周波数（制御周波数）を非可聴周波
数領域まで高めてしまう方式や、PWMインバータの制御
周波数が同一周波数に集中しないように変化させ、電動
機の騒音をホワイトノイズ化させてしまう方式などが提
案されるようになつてきており、その例として、前者に
ついては、例えば昭和61年電気学会全国大会講演論文
集、No535,536、第625頁〜第626頁に記載され、また後
者の方式は、例えば昭和63年電気学会全国大会講演論文
集No.523、第619頁〜第620頁に記載されている。
ータのスイッチング周波数（制御周波数）を非可聴周波
数領域まで高めてしまう方式や、PWMインバータの制御
周波数が同一周波数に集中しないように変化させ、電動
機の騒音をホワイトノイズ化させてしまう方式などが提
案されるようになつてきており、その例として、前者に
ついては、例えば昭和61年電気学会全国大会講演論文
集、No535,536、第625頁〜第626頁に記載され、また後
者の方式は、例えば昭和63年電気学会全国大会講演論文
集No.523、第619頁〜第620頁に記載されている。
ところで、このようなシステムでは、電動機に過電流が
流れたり、過速度が生じたり、電動機に異常状態が発生
した場合には、この異常状態を検出してこれを表示装置
で表示したり、警報装置で報らせたりするのが普通であ
る。
流れたり、過速度が生じたり、電動機に異常状態が発生
した場合には、この異常状態を検出してこれを表示装置
で表示したり、警報装置で報らせたりするのが普通であ
る。
［発明が解決しようとする課題］ 上記した従来の騒音対策として、前者の方式は、制御周
波数を上げることに起因する高周波電磁ノイズの発生と
いう点について配慮がなされておらず、電波障害の問題
があり、また後者の方式は、騒音をホワイトノイズ化し
たといつても騒音の総音圧レベルは変わらないので、依
然として耳障りな音が残つてとまうという問題がある。
波数を上げることに起因する高周波電磁ノイズの発生と
いう点について配慮がなされておらず、電波障害の問題
があり、また後者の方式は、騒音をホワイトノイズ化し
たといつても騒音の総音圧レベルは変わらないので、依
然として耳障りな音が残つてとまうという問題がある。
また、電動機の異常状態を知らせる場合、従来は表示装
置や警報装置を設ける必要があり、その分だけ装置が高
価なるという問題がある。
置や警報装置を設ける必要があり、その分だけ装置が高
価なるという問題がある。
したがつて、本発明の目的の１つは、交流電動機から発
生する電磁振動音を耳障りでないようにすることにあ
る。
生する電磁振動音を耳障りでないようにすることにあ
る。
また、本発明の目的の他の１つは、交流電動機から発生
する電磁振動音を利用して交流電動機の異常状態などを
知らせるようにすることにある。
する電磁振動音を利用して交流電動機の異常状態などを
知らせるようにすることにある。
［課題を解決するための手段］ 上記した本発明の各目的は、交流電源の出力をPWMイン
バータを介して交流電動機に供給するものにおいて、前
記交流電動機の電磁音として発生させたい情報音に応じ
て電動機電流に含まれる電流リツプル成分の周波数を変
化させるようにして達成される。
バータを介して交流電動機に供給するものにおいて、前
記交流電動機の電磁音として発生させたい情報音に応じ
て電動機電流に含まれる電流リツプル成分の周波数を変
化させるようにして達成される。
［作用］ 電動機電流に含まれるリツプル周波数を変えても、電動
機の駆動特性にはあまり変化を与えないように出来る。
一方、電動機電流に含まれるリツプル周波数を変える
と、電動機から発生される電磁音の周波数が変化する。
機の駆動特性にはあまり変化を与えないように出来る。
一方、電動機電流に含まれるリツプル周波数を変える
と、電動機から発生される電磁音の周波数が変化する。
従つて、PWMインバータを制御し、所望の情報音に対応
して電動機電流に含まれるリツプル成分の周波数を変化
させることにより、電動機駆動時での基本的特性に影響
を与えることなく、電動機が発生する電磁音を所望の情
報音に変えることができ、この結果、電動機の電磁音を
耳障りな騒音として感じないように出来、騒音の抑圧が
得られ、且つ、この電磁音を、例えば警報音などとして
利用することが出来る。
して電動機電流に含まれるリツプル成分の周波数を変化
させることにより、電動機駆動時での基本的特性に影響
を与えることなく、電動機が発生する電磁音を所望の情
報音に変えることができ、この結果、電動機の電磁音を
耳障りな騒音として感じないように出来、騒音の抑圧が
得られ、且つ、この電磁音を、例えば警報音などとして
利用することが出来る。
［実施例］ 以下、本発明の実施例を図を用いて説明する。
第１図は本発明の一実施例に係る交流電動機駆動用イン
バータの制御装置の回路構成図である。
バータの制御装置の回路構成図である。
この図において、１は商用三相交流電源、２はインバー
タ部2aとコンバータ部2bからなるインバータ装置であ
り、このインバータ装置２は商用三相交流電源１の出力
を入力として電圧VU,VV,VW、周波数f1の三相交流を出力
し、三相誘導電動機３を駆動する。４は電動機３に直結
された速度発電機、５は電流検出器、６はベースドライ
ブ回路、７は制御回路であり、この制御回路７はPWM処
理部８、指令値発生処理部９、データテーブル11と異常
状態検出処理部12からなる制御周期制御部10より構成さ
れている。
タ部2aとコンバータ部2bからなるインバータ装置であ
り、このインバータ装置２は商用三相交流電源１の出力
を入力として電圧VU,VV,VW、周波数f1の三相交流を出力
し、三相誘導電動機３を駆動する。４は電動機３に直結
された速度発電機、５は電流検出器、６はベースドライ
ブ回路、７は制御回路であり、この制御回路７はPWM処
理部８、指令値発生処理部９、データテーブル11と異常
状態検出処理部12からなる制御周期制御部10より構成さ
れている。
制御装回路７では、運転指令が入ると、電流検出器およ
び速度発電機４で検出された電流検出値ifおよび速度検
出値ωｆに基づき指令値発生処理部９にて電圧指令値Ｖ
＊およびインバータ周波数指令値fI ＊を計算し、これら
を出力する。これらの間指令値を受けてPWM処理部８で
はPWM信号を生成する。このPWM信号はベースドライブ回
路６を経てインバータ部2aを構成している各スイツチン
グ素子へ与えられる。
び速度発電機４で検出された電流検出値ifおよび速度検
出値ωｆに基づき指令値発生処理部９にて電圧指令値Ｖ
＊およびインバータ周波数指令値fI ＊を計算し、これら
を出力する。これらの間指令値を受けてPWM処理部８で
はPWM信号を生成する。このPWM信号はベースドライブ回
路６を経てインバータ部2aを構成している各スイツチン
グ素子へ与えられる。
第２図はインバータ部2aの回路構成図、第３図（ａ）〜
（ｄ）はインバータ部2aの動作説明図で、これらの図に
よつてPWM信号の発生方法を説明する。
（ｄ）はインバータ部2aの動作説明図で、これらの図に
よつてPWM信号の発生方法を説明する。
インバータ部2aの各スイツチング素子S1〜S6のスイツチ
ング状態としては（0,0,0），（1,0,0），（1,1,0），
（0,1,0），（0,1,1），（0,0,1），（1,0,1），（1,1,
1）、ただし1:正側スイツチング素子導通状態、0:負側
スイツチング素子導通状態、左側:U相、中央:V相、右
側:W相をそれぞれ示す、の８通りあり、これらの各状態
に対応する電圧ベクトルV0〜V7は第３図（ａ）に示すよ
うになる。また出力電圧が正弦波の場合、三相誘導電動
機３の固定一次巻線から発生して回転二次巻線あるいは
回転かご形導体と鎖交する磁束のベクトルφは第３図
（ｂ）に示すように角速度ωで回転する円を描く。
ング状態としては（0,0,0），（1,0,0），（1,1,0），
（0,1,0），（0,1,1），（0,0,1），（1,0,1），（1,1,
1）、ただし1:正側スイツチング素子導通状態、0:負側
スイツチング素子導通状態、左側:U相、中央:V相、右
側:W相をそれぞれ示す、の８通りあり、これらの各状態
に対応する電圧ベクトルV0〜V7は第３図（ａ）に示すよ
うになる。また出力電圧が正弦波の場合、三相誘導電動
機３の固定一次巻線から発生して回転二次巻線あるいは
回転かご形導体と鎖交する磁束のベクトルφは第３図
（ｂ）に示すように角速度ωで回転する円を描く。
制御周期TSの間に鎖交磁束ベクトルφが進む角度Δθ内
において、鎖交磁束ベクトルφが描く円に沿うに電圧ベ
クトルV0〜V7を選択する。例えば第３図（ｃ）に示すよ
うに、V7−V2−V3−V0−V2−V3−V7と選択した場合に
は、制御パルスと電圧ベクトルの関係は第３図（ｄ）に
示すようになる。したがつて、それぞれの電圧ベクトル
に対応したスイツチング状態に相当するPWM信号がPWM処
理部８から出力される。
において、鎖交磁束ベクトルφが描く円に沿うに電圧ベ
クトルV0〜V7を選択する。例えば第３図（ｃ）に示すよ
うに、V7−V2−V3−V0−V2−V3−V7と選択した場合に
は、制御パルスと電圧ベクトルの関係は第３図（ｄ）に
示すようになる。したがつて、それぞれの電圧ベクトル
に対応したスイツチング状態に相当するPWM信号がPWM処
理部８から出力される。
このとき、制御周期TSは、スイッチング素子S1、S3、
S5、及びスイッチング素子S2、S4、S6のスイッチング状
態が、夫々（0,0,0）から（1,1,1）になるまでの期間、
及び（1,1,1）から（0,0,0）になるまでの期間を定める
働きをし、この期間によりPWMインバータの出力電流に
含まれるリップル成分の周期、すなわち、リップル成分
の周波数が決められることになる。
S5、及びスイッチング素子S2、S4、S6のスイッチング状
態が、夫々（0,0,0）から（1,1,1）になるまでの期間、
及び（1,1,1）から（0,0,0）になるまでの期間を定める
働きをし、この期間によりPWMインバータの出力電流に
含まれるリップル成分の周期、すなわち、リップル成分
の周波数が決められることになる。
第４図（ａ）〜（ｄ）は制御パルス、電圧ベクトル、出
力電圧および出力電流を示す波形図である。
力電圧および出力電流を示す波形図である。
インバータ動作一周期において、第４図（ｂ）に示すよ
うな電圧ベクトルが選択された場合、出力相電圧VU,VV,
VWおよび出力線間電圧VUVは第４図（ｃ），（ｄ）に示
すようになる。したがつて、電動機３のＵ相電流iUは第
４図（ｄ）に示すようになり、電流リツプルの周期は制
御周期TSにほぼ比例する。この電流リツプルが電動機３
の固定子鉄心を電磁振動させて騒音が発生するので、電
流リツプルの周波数、すなわち、制御周波数（1/TS）に
ほぼ一致した周波数の騒音が発生する。
うな電圧ベクトルが選択された場合、出力相電圧VU,VV,
VWおよび出力線間電圧VUVは第４図（ｃ），（ｄ）に示
すようになる。したがつて、電動機３のＵ相電流iUは第
４図（ｄ）に示すようになり、電流リツプルの周期は制
御周期TSにほぼ比例する。この電流リツプルが電動機３
の固定子鉄心を電磁振動させて騒音が発生するので、電
流リツプルの周波数、すなわち、制御周波数（1/TS）に
ほぼ一致した周波数の騒音が発生する。
したがって、この制御周期TSを変化させることにより、
交流電動機から発生される電磁音の周波数が制御できる
ことになる。
交流電動機から発生される電磁音の周波数が制御できる
ことになる。
この制御周期TSは制御周期制御部10において決定され
る。異常状態検出処理部12では、電流検出値ifと速度検
出値ωｆを、設定されたそれぞれの制限値と比較するこ
とにより常時監視しており、各検出値が制限値未満の通
常運転状態では、一定の制御周期TSを出力する。
る。異常状態検出処理部12では、電流検出値ifと速度検
出値ωｆを、設定されたそれぞれの制限値と比較するこ
とにより常時監視しており、各検出値が制限値未満の通
常運転状態では、一定の制御周期TSを出力する。
ここで第５図に示すように、時点t0において事故が発生
し、電流検出値ifあるいは速度検出値ωｆが時点t1で電
流制限値iLIMあるいは速度制限値ωLIMを越え、出力電
流の過電流あるいは電動機の過速度が検出されると、そ
れ以降の制御周期を変える。例えば第５図に示すよう
に、通常運転状態での制御周期TSOから異常運転状態で
の制御周期TS1,TS2,TS3,……に変え、これら各制御周期
の継続時間をL1,L2,L3,……とする。したがつて、電動
機から発生する電磁音の周波数は、1/TSOにほぼ一致し
たものから1/TS1,1/TS2,1/TS3,……にほぼ一致したもの
に順次変化するので、この電磁音の変化により異常運転
状態を知らせることができる。
し、電流検出値ifあるいは速度検出値ωｆが時点t1で電
流制限値iLIMあるいは速度制限値ωLIMを越え、出力電
流の過電流あるいは電動機の過速度が検出されると、そ
れ以降の制御周期を変える。例えば第５図に示すよう
に、通常運転状態での制御周期TSOから異常運転状態で
の制御周期TS1,TS2,TS3,……に変え、これら各制御周期
の継続時間をL1,L2,L3,……とする。したがつて、電動
機から発生する電磁音の周波数は、1/TSOにほぼ一致し
たものから1/TS1,1/TS2,1/TS3,……にほぼ一致したもの
に順次変化するので、この電磁音の変化により異常運転
状態を知らせることができる。
上記のように制御周期を通常運転状態の周期から異常運
転状態の周期に変えるために、制御周期制御部10が設け
られている。データテーブル11に、第６図に示すよう
に、異常運転状態での制御周期TS1,TS2,TS3……TSnおよ
びその継続時間L1,L2,L3,……Lnのデータを対応させて
格納しておき、異常運転状態が検出されると、異常状態
検出処理部12から、これらのデータが呼び出され、通常
運転状態での制御周期TSOから異常運転状態での制御周
期TS1,TS2,……に変えて出力する。
転状態の周期に変えるために、制御周期制御部10が設け
られている。データテーブル11に、第６図に示すよう
に、異常運転状態での制御周期TS1,TS2,TS3……TSnおよ
びその継続時間L1,L2,L3,……Lnのデータを対応させて
格納しておき、異常運転状態が検出されると、異常状態
検出処理部12から、これらのデータが呼び出され、通常
運転状態での制御周期TSOから異常運転状態での制御周
期TS1,TS2,……に変えて出力する。
このときの制御周期の変化範囲としては、インバータ出
力周波数の一周期の1/5以下の時間になるようにする。
或いは、制御周期の逆数である制御周波数をインバータ
出力周波数の５倍以上の範囲で変化するようにしてもよ
い。
力周波数の一周期の1/5以下の時間になるようにする。
或いは、制御周期の逆数である制御周波数をインバータ
出力周波数の５倍以上の範囲で変化するようにしてもよ
い。
このようにすることにより、インバータの出力電圧、電
流の基本波成分に与える影響が抑えられ、電動機の特性
を変化させることなく、電磁音の制御が可能になる。
流の基本波成分に与える影響が抑えられ、電動機の特性
を変化させることなく、電磁音の制御が可能になる。
以上の処理はマイクロコンピユータを用いて行なう。第
７図にこの処理の流れを示す。
７図にこの処理の流れを示す。
異常運転状態を検出すると、まずデータTSnとLnをデー
タテーブル11からロードして制御周期をTSからTSnに変
える。カウンタには継続時間Lnを設定し、Lnが減少して
零になるまで制御周期はTSnのままとする。すなわち、
電動機の電磁振動音の周波数はLnの間1/TSnにほぼ一致
したものに維持される。カウンタが零になると、次のデ
ータがロードされ、そのサンプリング周期に対応する周
波数の電磁音がその継続時間だけ維持される。以下、同
様にしてデータテーブルに格納されたデータに従つて電
磁音の周波数は変化する。
タテーブル11からロードして制御周期をTSからTSnに変
える。カウンタには継続時間Lnを設定し、Lnが減少して
零になるまで制御周期はTSnのままとする。すなわち、
電動機の電磁振動音の周波数はLnの間1/TSnにほぼ一致
したものに維持される。カウンタが零になると、次のデ
ータがロードされ、そのサンプリング周期に対応する周
波数の電磁音がその継続時間だけ維持される。以下、同
様にしてデータテーブルに格納されたデータに従つて電
磁音の周波数は変化する。
この実施例によれば、異常運転状態を検出した場合に、
これを知らせる警報を電動機から発生する電磁振動音を
利用して、音の変化として伝えることができる。したが
つて、従来のように異常運転状態を知らせるための表示
装置や警報装置を特別に設ける必要がないので、装置を
安価に提供することができる。
これを知らせる警報を電動機から発生する電磁振動音を
利用して、音の変化として伝えることができる。したが
つて、従来のように異常運転状態を知らせるための表示
装置や警報装置を特別に設ける必要がないので、装置を
安価に提供することができる。
第８図は本発明のさらに他の実施例を示すもので、通常
運転状態に適用し、伝える情報音を音楽にする場合の制
御回路の構成図である。
運転状態に適用し、伝える情報音を音楽にする場合の制
御回路の構成図である。
制御回路７の制御周期制御部10はデータテーブル11と音
階発生処理部13から構成されている。このデータテーブ
ル11に格納する制御周期TSのデータを音楽を構成する音
階の各音程の周波数の一周期相当時間に限定して設定す
れば、電動機の電磁振動音を音階の各音程の周波数にほ
ぼ一致させることができる。
階発生処理部13から構成されている。このデータテーブ
ル11に格納する制御周期TSのデータを音楽を構成する音
階の各音程の周波数の一周期相当時間に限定して設定す
れば、電動機の電磁振動音を音階の各音程の周波数にほ
ぼ一致させることができる。
第９図に音程とその周波数の関係を示す。例えば基準音
（ラ）は440Hzで、これより一オクターブ高い（ラ）は8
80Hzであり、この間を第11図に示す周波数比に従つて12
に分割すれば各音程の周波数が決まる。したがつて、こ
の周波数の逆数を制御周期TSのデータとして設定し、各
音程の継続時間Lnを音符の長さに比例して変えることに
より、電動機の電磁振動音を音楽とすることができる。
（ラ）は440Hzで、これより一オクターブ高い（ラ）は8
80Hzであり、この間を第11図に示す周波数比に従つて12
に分割すれば各音程の周波数が決まる。したがつて、こ
の周波数の逆数を制御周期TSのデータとして設定し、各
音程の継続時間Lnを音符の長さに比例して変えることに
より、電動機の電磁振動音を音楽とすることができる。
本実施例によれば、従来耳障りな騒音であつた電動機の
電磁音を音楽に変えることができる。
電磁音を音楽に変えることができる。
なお、この実施例を第８図に示した多重化インバータと
組合せることにより、電磁音として和音を発生させるこ
とが可能になり、さらに心地良い音楽とすることができ
る。
組合せることにより、電磁音として和音を発生させるこ
とが可能になり、さらに心地良い音楽とすることができ
る。
また、この実施例では、電動機の電磁音のパワーは、電
圧を一定とした場合、低い周波数では大きく、高い周波
数では小さくなる。一方、心地良いと感じる音の周波数
に対するパワースペクトル分布は第10図に示すように、
低周波領域ではパワーが大きく、高周波領域ではパワー
が小さくなることが知られている。したがつて、この実
施例のように電磁振動音を音楽とすることは、第10図の
パワースペクトル分布とも合致し、心地良いと感じるこ
とが判る。
圧を一定とした場合、低い周波数では大きく、高い周波
数では小さくなる。一方、心地良いと感じる音の周波数
に対するパワースペクトル分布は第10図に示すように、
低周波領域ではパワーが大きく、高周波領域ではパワー
が小さくなることが知られている。したがつて、この実
施例のように電磁振動音を音楽とすることは、第10図の
パワースペクトル分布とも合致し、心地良いと感じるこ
とが判る。
次に、第11図、第12図は、それぞれ本発明の他の実施例
を示したもので、これらは、いずれも電動機電流のリツ
プル周波数を直接検出し、この検出結果により所望のリ
ツプル周波数が与えられるように、制御周期を制御する
ようにした実施例である。
を示したもので、これらは、いずれも電動機電流のリツ
プル周波数を直接検出し、この検出結果により所望のリ
ツプル周波数が与えられるように、制御周期を制御する
ようにした実施例である。
このため、まず、第11図の実施例では異常状態結果処理
部12が、そして第12図の実施例では音階発生処理部13が
それぞれ用いられ、これらから発生される制御周期の指
令値TS ＊と、リツプル周波数検出部702から得られるリ
ツプル周波数frの双方を比較演算部701に入力し、ここ
で例えば次式のような比例・積分演算を行い、制御周期
TSを求める。
部12が、そして第12図の実施例では音階発生処理部13が
それぞれ用いられ、これらから発生される制御周期の指
令値TS ＊と、リツプル周波数検出部702から得られるリ
ツプル周波数frの双方を比較演算部701に入力し、ここ
で例えば次式のような比例・積分演算を行い、制御周期
TSを求める。
Δfr＝1/TS ＊−fr 1/TS＝Kp・Δfr＋KIΔfrdt ここで、Kp,KIは、それぞれ比例定数、積分定数であ
る。
る。
次に、これら第11図、第12図の実施例におけるリツプル
周波数の検出は、予め予想されるリップル周波数よりも
少なくとも２倍以上の周波数でサンプルした電流波形デ
ータを、高速フーリエ変換などの手法を用いて、周波数
分析することにより行う。そして、このときのサンプル
周波数としては、音の可聴最低周波数が20Hz程度なの
で、少なくとも40Hz以上（サンプル周期25ミリ秒）は必
要である。
周波数の検出は、予め予想されるリップル周波数よりも
少なくとも２倍以上の周波数でサンプルした電流波形デ
ータを、高速フーリエ変換などの手法を用いて、周波数
分析することにより行う。そして、このときのサンプル
周波数としては、音の可聴最低周波数が20Hz程度なの
で、少なくとも40Hz以上（サンプル周期25ミリ秒）は必
要である。
これら第11図、第12図の実施例によれば、電動機電流の
リツプル周波数の設定精度が高くなり、その分、電動機
から発生する電磁音の周波数を所望の情報に対応した値
に精度良く設定することが出来る。
リツプル周波数の設定精度が高くなり、その分、電動機
から発生する電磁音の周波数を所望の情報に対応した値
に精度良く設定することが出来る。
次に、第13図、第14図は、本発明のさらに別の実施例
で、これらの実施例では、まず、制御周期制御部10の出
力である電流リツプル周波数の指令値fr ＊（＝1/TS ＊）
を関数発生処理部705の入力とし、電流リツプルの許容
変化幅Δｉ＊を出力させる。一方、比較処理演算部703
では、瞬時電流指令発生部704の出力である瞬時電流指
令値ｉ＊と、電動機電流の検出値if及び電流リツプルの
許容変化幅Δｉ＊から比較演算処理によりPWM信号を得
るようになつている。
で、これらの実施例では、まず、制御周期制御部10の出
力である電流リツプル周波数の指令値fr ＊（＝1/TS ＊）
を関数発生処理部705の入力とし、電流リツプルの許容
変化幅Δｉ＊を出力させる。一方、比較処理演算部703
では、瞬時電流指令発生部704の出力である瞬時電流指
令値ｉ＊と、電動機電流の検出値if及び電流リツプルの
許容変化幅Δｉ＊から比較演算処理によりPWM信号を得
るようになつている。
いま、第15図に示すように、瞬時電流指令値ｉ＊に対し
て、ｔ＝t0の時点で電流リツプルの許容変化幅Δｉ＊を
Δi1 ＊からΔi2 ＊に変えると、電流リツプルの周波数fr
は、fr1からfr2へと変化する。
て、ｔ＝t0の時点で電流リツプルの許容変化幅Δｉ＊を
Δi1 ＊からΔi2 ＊に変えると、電流リツプルの周波数fr
は、fr1からfr2へと変化する。
一般に、Δｉ＊＜Δi1 ＊ならば、fr1＞fr2という関係が
あり、従つて、電流リツプルの許容変化幅Δｉ＊を制御
することにより、電動機電流ifのリツプル周波数frを所
望の値fr ＊に一致させることができる。
あり、従つて、電流リツプルの許容変化幅Δｉ＊を制御
することにより、電動機電流ifのリツプル周波数frを所
望の値fr ＊に一致させることができる。
第16図は本発明の他の実施例を示すもので、多重式イン
バータに適用した場合の回路構成図である。
バータに適用した場合の回路構成図である。
インバータ装置20は、運転位相の異なる複数台のユニツ
トインバータ20a〜20nから構成され、その出力電圧を多
重化トランス30によつて加え合わせ、三相誘導電動機３
に供給してこれを駆動する。なお、特に図示していない
が、各ユニツトインバータにはそれぞれ第１図に示した
制御回路などに相当するものが設けられている。各ユニ
ツトインバータ20a〜20nに付属するデータテーブル40a
〜40nには第17図に示すような制御周期およびその継続
時間を格納しておく。このようにすると、電動機３から
発生する電磁音は、各ユニツトインバータの制御周波数
にほぼ一致した周波数を合成した音となる。
トインバータ20a〜20nから構成され、その出力電圧を多
重化トランス30によつて加え合わせ、三相誘導電動機３
に供給してこれを駆動する。なお、特に図示していない
が、各ユニツトインバータにはそれぞれ第１図に示した
制御回路などに相当するものが設けられている。各ユニ
ツトインバータ20a〜20nに付属するデータテーブル40a
〜40nには第17図に示すような制御周期およびその継続
時間を格納しておく。このようにすると、電動機３から
発生する電磁音は、各ユニツトインバータの制御周波数
にほぼ一致した周波数を合成した音となる。
本実施例によれば、異常運転状態を検出したときに電磁
音として発生させる情報音を前記実施例よりも複雑なも
のとすることができる。例えば合成する各周波数の組合
せを音声における周波数成分に一致させれば、情報音を
音声によるメツセージ、例えば“でんどうきに かそく
どが はつせいしました”とし、異常運転状態をより明
確に伝えることができる。
音として発生させる情報音を前記実施例よりも複雑なも
のとすることができる。例えば合成する各周波数の組合
せを音声における周波数成分に一致させれば、情報音を
音声によるメツセージ、例えば“でんどうきに かそく
どが はつせいしました”とし、異常運転状態をより明
確に伝えることができる。
なお、この第16図の実施例を、第８図の実施例と組合せ
ることにより、電磁音として和音を発生させることが可
能になり、さらに心地良い音楽として電磁音を発生させ
ることができる。
ることにより、電磁音として和音を発生させることが可
能になり、さらに心地良い音楽として電磁音を発生させ
ることができる。
一方、複数の交流電動機を並列運転する場合には、第18
図の実施例によれば良い。すなわち、複数のユニツトイ
ンバータ20a〜20nの出力を独立に、そのまま複数の三相
誘導電動機3a〜3nに供給するのである。
図の実施例によれば良い。すなわち、複数のユニツトイ
ンバータ20a〜20nの出力を独立に、そのまま複数の三相
誘導電動機3a〜3nに供給するのである。
また、本発明は、PWMインバータ駆動電動機システムを
使用している、例えば家電製品などの機器に適用しても
よく、そうすることにより、警報の発生、各種のメツセ
ージの再生、或いはBGM（Bsck Ground Music）の音源な
どとして有効に利用出来、電動機騒音がなく、使用感に
優れた機器を容易に得ることが出来る。
使用している、例えば家電製品などの機器に適用しても
よく、そうすることにより、警報の発生、各種のメツセ
ージの再生、或いはBGM（Bsck Ground Music）の音源な
どとして有効に利用出来、電動機騒音がなく、使用感に
優れた機器を容易に得ることが出来る。
同様に、本発明を、PWMインバータ駆動電動機システム
を用いているプラントシステムに適用してもよく、この
場合には、特にシステム異常時での警報発生用として有
効に利用することが出来る。
を用いているプラントシステムに適用してもよく、この
場合には、特にシステム異常時での警報発生用として有
効に利用することが出来る。
［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、PWMインバータ
で駆動される交流電動機から発生する耳障りな電磁振動
音を心地良い音楽や異常状態を知らせる警報音など種々
の情報音に変えることができるので、電磁振動音を耳障
りな騒音として感じなくしたり、警報音などとして利用
することができる。
で駆動される交流電動機から発生する耳障りな電磁振動
音を心地良い音楽や異常状態を知らせる警報音など種々
の情報音に変えることができるので、電磁振動音を耳障
りな騒音として感じなくしたり、警報音などとして利用
することができる。
第１図は本発明の一実施例に係る交流電動機駆動用イン
バータの制御装置の回路構成図、第２図はインバータ部
の回路構成図、第３図（ａ）〜（ｄ）はインバータ部の
動作説明図、第４図（ａ）〜（ｄ）は制御パルス、電圧
ベクトル、出力電圧および出力電流を示す波形図、第５
図は異常運転状態発生時の動作説明図、第６図はデータ
テーブルのないようを示す説明図、第７図は異常運転状
態発生時の処理内容を示すフローチヤート、第８図は本
発明の他の一実施例を示す構成図、第９図は音程と周波
数の関係を示す説明図、第10図は音の周波数に対するパ
ワースペクトル分布の特性図、第11図、第12図、第13
図、それに第14図はそれぞれ本発明の他の実施例を示す
構成図、第15図は動作説明用の波形図、第16図は本発明
を多重式インバータに適用した場合の一実施例を示す構
成図、第17図はデータテーブルの内容を示す説明図、第
18図は本発明を多重式インバータに適用した場合の他の
一実施例を示す構成図である。 １……商用三相交流電源、２……インバータ装置、３…
…三相誘導電動機、４……速度発電機、５……電流検出
器、７……制御回路、10……制御周期制御部、11……デ
ータテーブル、12……異常状態検出処理部、13……音階
発生処理部。
バータの制御装置の回路構成図、第２図はインバータ部
の回路構成図、第３図（ａ）〜（ｄ）はインバータ部の
動作説明図、第４図（ａ）〜（ｄ）は制御パルス、電圧
ベクトル、出力電圧および出力電流を示す波形図、第５
図は異常運転状態発生時の動作説明図、第６図はデータ
テーブルのないようを示す説明図、第７図は異常運転状
態発生時の処理内容を示すフローチヤート、第８図は本
発明の他の一実施例を示す構成図、第９図は音程と周波
数の関係を示す説明図、第10図は音の周波数に対するパ
ワースペクトル分布の特性図、第11図、第12図、第13
図、それに第14図はそれぞれ本発明の他の実施例を示す
構成図、第15図は動作説明用の波形図、第16図は本発明
を多重式インバータに適用した場合の一実施例を示す構
成図、第17図はデータテーブルの内容を示す説明図、第
18図は本発明を多重式インバータに適用した場合の他の
一実施例を示す構成図である。 １……商用三相交流電源、２……インバータ装置、３…
…三相誘導電動機、４……速度発電機、５……電流検出
器、７……制御回路、10……制御周期制御部、11……デ
ータテーブル、12……異常状態検出処理部、13……音階
発生処理部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松田 敏彦 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内 (72)発明者 諸岡 泰男 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内 (72)発明者 本部 光幸 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内 (72)発明者 武藤 信義 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内 (72)発明者 長瀬 博 東京都千代田区丸の内１丁目５番１号 株 式会社日立製作所内
Claims (16)
- 【請求項１】交流電源からパルス幅変調インバータを介
して給電される交流電動機を備えたものにおいて、 上記交流電動機から所望の音響情報に対応した電磁音が
発生されるように、上記パルス幅変調インバータの制御
周期TSを変化させることにより、上記交流電動機に供給
される電流のリップル成分を制御するように構成したこ
とを特徴とする交流電動機駆動用インバータの制御装
置。 - 【請求項２】請求項１において、上記所望の音響情報
が、警戒音、メッセージ、音楽の何れか１となるように
構成されていることを特徴とする交流電動機駆動用イン
バータの制御装置。 - 【請求項３】請求項１において、上記インバータの制御
周期TSが、インバータ出力電圧及び出力電流の一方の基
本波の一周期の1/5以下の範囲であることを特徴とする
交流電動機駆動用インバータの制御装置。 - 【請求項４】交流電源からパルス幅変調インバータを介
して給電される交流電動機を備えたものにおいて、 予め記憶しておいた所望の音が上記交流電動機から発生
されるように、上記パルス幅変調インバータの制御周期
TSを制御するように構成したことを特徴とする交流電動
機駆動用インバータの制御装置。 - 【請求項５】交流電源からパルス幅変調インバータを介
して給電される交流電動機を備えたものにおいて、 発生させたい情報音に対応した上記パルス幅変調インバ
ータの制御周期を予め記憶する手段を設け、 この記憶手段に記憶されている制御周期に応じて、上記
パルス幅変調インバータの制御周期TSを変化させるよう
に構成したことを特徴とする交流電動機駆動用インバー
タの制御装置。 - 【請求項６】請求項５において、 上記記憶手段は、上記制御周期に加えて、その継続時間
も記憶する手段であり、 この記憶手段に記憶された制御周期に応じて上記パルス
幅変調インバータの制御周期TSを上記継続時間の間だけ
変化させるように構成されていることを特徴とする交流
電動機駆動用インバータの制御装置。 - 【請求項７】請求項６において、 上記記憶手段は、複数の上記制御周期と、これら制御周
期のそれぞれの継続時間とを記憶する手段であり、 この記憶手段に予め記憶さている各制御周期に応じて上
記パルス幅変調インバータの制御周期を、上記それぞれ
の継続時間ずつ変化させるように構成されていることを
特徴とする交流電動機駆動用インバータの制御装置。 - 【請求項８】請求項１において、 上記交流電動機に供給される電流に含まれるリップル成
分の周波数を検出する手段を設け、 この手段により検出した周波数が所望の周波数になるよ
うに、上記パルス幅変調インバータを制御するように構
成したことを特徴とする交流電動機駆動用インバータの
制御装置。 - 【請求項９】請求項８において、 上記リップル成分の周波数を検出する手段が、電流検出
器と周波数分析器で構成されていることを特徴とする交
流電動機駆動用インバータの制御装置。 - 【請求項１０】請求項８において、 上記リップル成分の周波数を検出する手段による電流の
検出周期が25ミリ秒以下となるように構成されているこ
とを特徴とする交流電動機駆動用インバータの制御装
置。 - 【請求項１１】交流電源からパルス幅変調インバータを
介して給電される交流電動機を備え、該交流電動機から
所望の音響情報に対応した電磁音が発生されるようにし
たものにおいて、 上記パルス幅変調インバータから上記交流電動機に供給
される電流に含まれるリップル成分の振幅を検出する手
段を設け、 この振幅の許容範囲を変化させることにより上記交流電
動機に供給される電流のリップル成分の周波数が制御さ
れ、上記所望の音響情報に対応した電磁音が上記交流電
動機から発生するように、上記パルス幅変調インバータ
を制御するように構成したことを特徴とする交流電動機
駆動用インバータの制御装置。 - 【請求項１２】請求項１〜11において、 上記交流電動機が発生する電磁音を、この交流電動機の
運転状態及びそれが駆動する負荷の運転状態の少なくと
も一方を表わす音響情報として利用できるように、 上記パルス幅変調インバータを制御するように構成した
ことを特徴とする交流電動機駆動用インバータの制御装
置。 - 【請求項１３】請求項12において、 上記音響情報が、上記交流電動機及び負荷の少なくとも
一方の異常を表示する警報音であることを特徴とする交
流電動機駆動用インバータの制御装置。 - 【請求項１４】請求項12において、 上記音響情報が、上記交流電動機及び負荷の少なくとも
一方の運転状態を表示するメッセージであることを特徴
とする交流電動機駆動用インバータの制御装置。 - 【請求項１５】請求項５〜７において、 上記情報音が音楽であり、 上記制御周期に対応する制御周波数を、上記音楽におけ
る音階の各音程の周波数に対応させて制御するように構
成したことを特徴とする交流電動機駆動用インバータの
制御装置。 - 【請求項１６】請求項５〜７において、 上記情報音が音楽であり、 上記制御周期に対応する制御周波数及びその継続時間
を、上記音楽における音階の各音程の周波数及びその音
符の長さに対応させて制御するように構成したことを特
徴とする交流電動機駆動用インバータの制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1242281A JPH0789753B2 (ja) | 1988-09-20 | 1989-09-20 | 交流電動機駆動用インバータの制御装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23361988 | 1988-09-20 | ||
| JP63-233619 | 1988-09-20 | ||
| JP1242281A JPH0789753B2 (ja) | 1988-09-20 | 1989-09-20 | 交流電動機駆動用インバータの制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02179297A JPH02179297A (ja) | 1990-07-12 |
| JPH0789753B2 true JPH0789753B2 (ja) | 1995-09-27 |
Family
ID=26531116
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1242281A Expired - Lifetime JPH0789753B2 (ja) | 1988-09-20 | 1989-09-20 | 交流電動機駆動用インバータの制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0789753B2 (ja) |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3107262B2 (ja) * | 1993-06-16 | 2000-11-06 | 株式会社日立製作所 | 電気車制御装置および電気車 |
| JP3963302B2 (ja) * | 2001-03-29 | 2007-08-22 | 日産ディーゼル工業株式会社 | パラレルハイブリッド自動車の駆動方法 |
| JP4507554B2 (ja) * | 2003-10-23 | 2010-07-21 | 日産自動車株式会社 | 車両および車両のモータ制御方法 |
| JP2008232099A (ja) * | 2007-03-23 | 2008-10-02 | Aisan Ind Co Ltd | 流体用ポンプ制御装置 |
| JP2008245426A (ja) | 2007-03-27 | 2008-10-09 | Toyota Motor Corp | モータの制御装置及びモータの制御方法 |
| JP5205461B2 (ja) * | 2008-08-28 | 2013-06-05 | 日産自動車株式会社 | 車両の作動音制御装置及び制御方法 |
| JP5455400B2 (ja) * | 2009-03-13 | 2014-03-26 | 東洋電機製造株式会社 | 電動機制御装置 |
| JP5761523B2 (ja) * | 2012-01-12 | 2015-08-12 | トヨタ自動車株式会社 | 電動機から発生する電磁音を制御する方法 |
| JP5354036B2 (ja) | 2012-01-19 | 2013-11-27 | トヨタ自動車株式会社 | 車両および車両の制御方法 |
| JP5392361B2 (ja) | 2012-01-19 | 2014-01-22 | トヨタ自動車株式会社 | 車両および車両の制御方法 |
| JP5843687B2 (ja) * | 2012-04-17 | 2016-01-13 | 三菱電機株式会社 | モータ制御装置及びモータ制御システム |
| JP6828297B2 (ja) * | 2016-08-09 | 2021-02-10 | 株式会社デンソー | 自動車 |
| JP2019110662A (ja) * | 2017-12-18 | 2019-07-04 | 新日本無線株式会社 | モータ駆動方法及びモータ駆動回路 |
-
1989
- 1989-09-20 JP JP1242281A patent/JPH0789753B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02179297A (ja) | 1990-07-12 |
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