JPH0799957B2 - インバータの制御回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明はインバータの出力周波数を制御するインバー
タの制御回路に関し、特に出力周波数の中心周波数偏移
を自動補正する制御回路に関するものである。

〔従来の技術〕

第１図は一般的なインバータの制御回路を示す図であ
る。

図において、（１）はインバータ装置、（２）はインバ
ータ駆動制御されるモータである。上記インバータ装置
（１）には２つの入力信号があり、１つはインバータの
出力周波数の相順を決める正転信号、他の１つはモータ
（２）を加速運転、減速運転に切り換えるための加減速
運転信号である。

次に動作について第６図を用いて説明する。

インバータに、正転信号が入力されると、インバータ
は、あらかじめ設定された加速度α₁に従って加速す
る。この正転信号は、インバータの出力の相順を決定
し、モータの回転方向を決定する他に、出力の有無も決
定し、正転信号が無い場合は、インバータが停止中のと
きには、出力オフを継続し、信号が有りから無しへ転じ
たときは、インバータの出力周波数をすみやかに減じ、
所定の低周波数になった時点で出力をオフする機能を有
する。

一方、加速・減速信号は、第６図に示すように、オンの
間は、インバータが加速し、オフの期間は、減速するよ
うになっている。この信号は、通常は図に示す如く等間
隔Ｔで、オン・オフし、インバータの出力周波数は、所
定の周波数f₀を中心値として、加速・減速を繰返すよう
になっている。また、加速と減速の切り換わり時間決定
方法は、例えば糸を先端が先細りのコーン状にコアに巻
回する場合、コアの終端より先端に糸を巻回して行く時
間はインバータを加速運転し、先端より終端に糸を巻回
して行く時間はインバータを減速運転に切り換える。そ
して、外部より与える加速／減速信号は加速運転時にO
N、減速運転時にはOFFとして、以上を一定時間間隔で繰
り返す。

この動きを第８図のフローチャートで説明する。

第８図のフローチャートは時間Δｔごとに実行されると
する。まず（4a）にて加速・減速の信号より加速か減速
かを判断する。加速の場合は（4b）へ進み、加速度α₁
にて、出力周波数をα₁・Δｔ上昇させる。減速の場合
は、（4c）へ進み、負の加速度α₂にて、出力周波数を
−α₂・Δｔ下降させる。（4d）では次回の計算のため
に、現在出力周波数を前回出力周波数に格納する。

以上のように加速・減速信号がオンの間は加速度α₁に
よって一定の加速を続け、オフの間は加速度α₂によっ
て一定の減速を続ける。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来のインバータの制御回路は以上のように構成されて
いるので、加速信号出力期間或は減速信号出力期間が、
例えばユーザサイドで加速／減速信号の間隔を必要があ
って切り換える場合、或いは何らかの不具合で信号間隔
が瞬間的にずれて第７図のような状態になると、インバ
ータ出力周波数はずれた状態を継続してインバータ出力
周波数の中心周波数が予め設定した中心周波数f₀と異な
るところへ偏移してしまうことになる。或は第９図に示
す如くインバータ出力周波数の平均値が中心周波数f₀よ
り偏移してしまうことになる。

この結果、外部から加速・減速信号を入力して、インバ
ータを加速・減速するものの実用例としては、繊維工業
の糸巻き機械等に使用されるが、上記のように、中心周
波数がズレると、糸巻の仕上状態において、糸が糸巻き
上で局在する等の不具合が発生する。

この発明は上記のような課題を解決するためになされた
もので、一度ずれが発生してもインバータ出力周波数或
は平均周波数を中心周波数f₀に再び戻すように修正する
機能を有するインバータの制御回路を得ることを目的と
する。

〔課題を解決するための手段〕

この発明の第１の発明に係るインバータの制御回路は、
インバータ制御される電動機へ加速信号及び減速信号を
交互に入力すると共に、各信号に合せてインバータ出力
周波数を、このインバータ出力周波数の予め設定された
上限値と下限値との平均値の目標値である中心周波数よ
り加速或は減速制御するものにおいて、上記各信号の切
換え毎に、切換え前の加減速期間のインバータ出力周波
数の上限値と下限値の平均値と上記中心周波数の隔りよ
り現在の出力周波数特性の加速度を演算する加速度演算
手段と、加速信号或は減速信号入力に応じて現在の出力
周波数に、上記演算された加速度と逐次増加する時間変
化に基づく周波数変化を加減算し信号切換え後の出力周
波数を演算する出力周波数演算手段とを設けたものであ
る。

又、この発明の第２の発明に係るインバータの制御回路
は、インバータ制御される電動機へ加速信号及び減速信
号を交互に入力すると共に、各信号に合せてインバータ
出力周波数を、このインバータ出力周波数の予め設定さ
れた上限値と下限値との平均値の目標値である中心周波
数より加速或は減速制御するものにおいて、上記各信号
の切換え毎に、切換え前の可減速期間のインバータ出力
周波数の上限値と下限値の平均値と中心周波数とのずれ
量を演算するずれ演算手段と、上記ずれ量に基づき、周
波数加速度を加速運転時と減速運転時とでは異ならせて
演算する加速度演算手段と、加速信号或は減速信号入力
に応じて現在の出力周波数に、上記演算された加速度と
逐次増加する時間変化に基づく周波数変化を加減算し信
号切換え後の出力周波数を演算する出力周波数演算手段
とを設けたものである。

〔作用〕 この第１の発明によれば、電動機の加速運転信号により
減速運転信号切り換え、又はその逆に切り換え毎に、前
回運転切換え時点より今回運転切換え時点に至るまでの
運転期間と、現在インバータ出力周波数と中心周波数の
隔りに基づいて前回出力周波数変化の加速度を演算し、
該周波数変化加速度に従って、現在周波数を加減算し、
今回運転期間中におけるインバータ出力周波数を補正出
力することで、運転信号の出力期間の変動に拘りなくイ
ンバータ出力周波数の中心値を既定中心周波数に一致さ
せることができる。

この第２の発明によれば、電動機の加速運転信号により
減速運転信号切り換え、又はその逆に切り換え毎に、前
回運転切換え時点より今回運転切換え時点に至るまでの
運転期間と、インバータ出力周波数の平均値と中心周波
数の隔りに基づいて前回出力周波数変化の加速度を演算
し、該周波数変化加速度に従って、現在周波数を加減算
し、今回運転期間中におけるインバータ出力周波数を補
正出力することで、運転信号の出力期間の変動に拘りな
くインバータ出力周波数の平均値を既定中心周波数に一
致させることができる。

〔実施例〕

以下、この第１の発明の一実施例を図について説明す
る。回路構成は、従来技術のものと同様のものであり、
その説明は省略する。

次に、本実施例の動作について第２図のフローチャート
に従って説明する。該フローチャートに従った処理動作
はΔｔ時間毎に繰り返し行なわれるものとする。

（2a）では加速・減速信号の切換わりを検出している。
信号が切換わった場合は（2b）へ進む。（2b）では前回
の信号の切換わり間隔を現在時刻と前回切換わり時間よ
り求めΔＴとする。（2c）では今回の切換時間を前回時
刻へ記憶するようにしている。（2d）では現在の周波数
と中心周波数の隔りを計算して、これをΔT/2で割るこ
とにより、加速・減速の加速度を求めるようにしてい
る。また、（2a）で信号が前回の場合と同じときには、
（2a）より直接（2e）へ来るようにしている。

次に（2e）では加速・減速信号の極性より、加速のとき
は（2f）へ進む。

（2f）では（2d）で計算した加速度αをもとに、α・Δ
ｔだけ出力周波数を上昇する。Δｔは、第２図のフロー
を実行する時間間隔である。

（2e）で減速のときは、（2g）にて、出力周波数をα・
Δｔだけ下降するようにしている。（2h）では、出力周
波数を現在周波数として、前回周波数に記憶し、次回の
計算に備えている。

次に、第２図のフローで制御しているとき、加速・減速
信号の間隔が第３図に示す如く、ＴからＴ′,T″と２回
ずれた場合について、どのように修正されるかを示した
ものである。

動作としては、Ｔ′よりＴ″に切り換わり時に、（2b）
〜（2d）を通してΔT₁すなわちＴ′を演算し、次に切り
換え時における周波数（現在の周波数）と中心周波数f₀
との隔りを求めるならば、その隔りをΔT₁/2で割算し、
Ｔ′期間のマイナス加速度値α₁をもとめる。次に、
Ｔ″期間は加速度期間となるため、切り換え時における
周波数にα₁・Δｔを加算し、加速度α₁でもって出力周
波数をＴ″時間加速制御する。

加速期間Ｔ″を経過し減速期間であるＴに切り換わる
時、再び（2b）〜（2d）でＴ″期間によって決まるΔT₂
を求め、次にＴ期間に切り換わる時の出力周波数と中心
周波数の隔りを求め、その隔りをΔT/2で割算し、Ｔ″
期間の加速度α₂をもとめ、次に、Ｔ期間は減速期間と
なるため、切り換え時における周波数よりα₂・Δｔを
減算し、加速度α₂でもって出力周波数をＴ期間減速制
御し、次のＴ期間からは出力周波数の中心が中心周波数
と一致するように修正される。

次に、第２の発明の一実施例の動作について第４図を用
いて説明する。

第４図のフローチャートはΔｔ時間ごとに繰り返し行わ
れるとする。初めに加速・減速信号の切換を判定する
（2a₁）。切換がなければ加速度αの計算をしないで（2
f₁）に移る。切換があれば、出力周波数の平均値と中心
周波数とのズレ量∈を算出する（2b₁）。加速か減速か
の判定を行い（2c₁）、加速であればズレ量∈が正のと
き加速度が大きくなるよう変更して加速度αを求める
（2d₁）。

減速であれば、ズレ量∈が正のとき加速度が小さくなる
よう変更して、加速度αを求める（2e₁）。

更に加速か減速かの判定を行い（2f₁）、加速であれば
前回の周波数に加速度αによってα・Δｔを加え、出力
周波数を算出する（2g₁）。減速であれば、前回の周波
数から、加速度αによってα・Δｔを減算して、出力周
波数を算出する（2h₁）。

そして、次回の計算のために出力周波数を前回の周波数
に格納しておく（2i₁）。

次に、加速・減速信号の間隔がＴ→Ｔ′→Ｔ″とずれた
時にどのように補正されるか第５図を用いて説明する。

信号がＴ′にずれた後平均周波数がf₁となりズレ量∈₁
が算出される。∈₁が正値であるので加速度αはα_Aより
大きくなりα₁で加速する。Ｔ″間加速した後、今度は
α_Dより小さい加速度α′₁で減速する。その結果平均周
波数はf₂となり、ズレ量∈₂が算出される。このように
平均周波数が中心中端数f₀より低いときには、つまりズ
レ量∈が正であるときには、加速時に加速度を大きく
し、減速時に加速度を小さくすることで平均周波数が徐
々に高くなり、中心周波数と一致するように補正がかか
ることになる。

〔発明の効果〕

以上のように、この第１の発明によれば加速或は減速信
号出力期間のずれから生じるインバータ出力周波数中心
値と既定中心周波数の不一致を、出力周波数の加速度、
或は減速加速度を修正することによって自動補正する構
成としたので、安定した電動機のインバータ制御を行な
うことができる。

又、第２の発明によれば、出力周波数の平均値を中心周
波数に一致するようインバータ出力周波数の加速度に補
正をかけるようにしたので、加速減速信号がズレてもそ
れを補正して平均周波数が中心周波数に一致するよう制
御できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】 第１図は回路構成図、第２図はこの第１の発明の一実施
例を示すフローチャート、第３図は本実施例の動作を説
明する周波数特性図、第４図はこの第２の発明の一実施
例を示すフローチャート、第５図は本実施例の動作を説
明する周波数特性図、第６図は従来例による周波数特性
図、第７図は第１の発明の問題点を説明する周波数特性
図、第８図は従来例を示すフローチャート、第９図は第
２の発明の問題点を説明する周波数特性図である。 （１）はインバータの制御回路、（２）は負荷であるモ
ータ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】インバータ制御される電動機へ加速信号及
   び減速信号を交互に入力すると共に、各信号に合わせて
   インバータ出力周波数を、このインバータ出力周波数の
   予め設定された上限値と下限値との平均値の目標値であ
   る中心周波数より加速あるいは減速制御するインバータ
   の制御回路において、上記各信号の切換え毎に、切換え
   前の加減速期間のインバータ出力周波数の上限値と下限
   値の平均値と上記中心周波数の隔りより現在の出力周波
   数特性の加速度を演算する加速度演算手段と、加速信号
   或は減速信号入力に応じて現在の出力周波数に、上記演
   算された加速度と逐次増加する時間変化に基づく周波数
   変化を加減算し信号切り換え後の出力周波数を演算する
   出力周波数演算手段とを備えたことを特徴とするインバ
   ータの制御回路。
2. 【請求項２】インバータ制御される電動機へ加速信号及
   び減速信号を交互に入力すると共に、各信号に合わせて
   インバータ出力周波数を、インバータ出力周波数の予め
   設定された上限値と下限値との平均値の目標値である中
   心周波数より加速あるいは減速制御するインバータの制
   御回路において、上記各信号の切換え毎に、切換え前の
   加減速期間のインバータ出力周波数の上限値と下限値の
   平均値と上記中心周波数とのずれ量を演算するずれ演算
   手段と、上記ずれ量に基づき、周波数加速度を加速運転
   時と減速運転時とでは異ならせて演算する加速度演算手
   段と、加速信号或は減速信号入力に応じて現在の出力周
   波数に、上記演算された加速度と逐次増加する時間変化
   に基づく周波数変化を加減算し信号切換え後の出力周波
   数を演算する出力周波数演算手段とを備えたことを特徴
   とするインバータの制御回路。