JPH08331893A - インバータ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 インバータ回路のスイッチング素子に作用す
るストレスを低減すること。 【構成】 運転停止指令の出力に伴い、低速度指令発生
器２４ａから低速度指令Ｓlow が出力されると、周波数
基準切換手段２４ｂ，電圧基準切換手段２４ｃがオンさ
れ、ＰＷＭ信号発生器１９に周波数基準「Ｆlow 」，電
圧基準「Ｖlow 」が出力される。すると、ＰＷＭ信号発
生器１９は両基準「Ｆlow 」，「Ｖlow 」に基づいてイ
ンバータ回路１３のスイッチングパターンを作成し、該
スイッチングパターンに基づいて誘導電動機１４を一定
の低速度で運転する。この場合、低速度状態を保持する
ためにインバータ回路１３の導通スイッチング素子が時
間的に変化しているので、低速度運転開始時の回生エネ
ルギーがスイッチング素子に分散される。従って、低速
度運転を行った後に直流制動力を作用させるにあたっ
て、スイッチング素子に作用するストレスが低減され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、交流電動機の可変速制
御を行うインバータ装置において、特に交流電動機の直
流制動時の制御特性を改善したものに関する。

【０００２】

【従来の技術】誘導電動機等の交流電動機を回転・停止
させるにあたっては、交流電動機を直流励磁して制動ト
ルクを得ることが行われている。最近では、交流電動機
を高い周波数領域から停止させたり、任意の周波数から
停止させることに上記直流制動を適用することが要求さ
れている。図１０は、一般的な直流制動機能を備えたイ
ンバータ装置の従来構成を示すものである。

【０００３】ここで、運転／停止切換手段１が運転モー
ドにある場合（実線で示す）、周波数設定手段２により
設定された目標周波数Ｆｃは周波数指令ｆｃとして加減
速手段３に供給される。すると、加減速手段３は、この
周波数指令ｆｃに基づいて周波数基準ｆ^＊を作成し、こ
の周波数基準ｆ^＊をＰＷＭ信号発生器４およびＶ／ｆ設
定手段５に供給する。

【０００４】Ｖ／ｆ設定手段５は、周波数基準ｆ^＊が与
えられると、周波数基準ｆ^＊を電圧基準Ｖ^＊に変換して
ＰＷＭ信号発生器４に出力する。すると、ＰＷＭ信号発
生器４は両基準ｆ^＊およびＶ^＊からＰＷＭ信号を作成
し、このＰＷＭ信号をドライブ回路６を通してインバー
タ回路７に供給する。これにより、インバータ回路７の
スイッチング素子がスイッチング制御され、交流電動機
８が周波数基準ｆ^＊で回転する。

【０００５】そして、加減速手段３から出力される周波
数基準ｆ^＊が周波数指令ｆｃに向って順次変化すること
に基づいて、ＰＷＭ信号発生器４に供給される両基準ｆ
^＊およびＶ^＊が変化し、交流電動機８が最終的に周波数
指令ｆｃで回転する。尚、９は三相交流電源、１０はコ
ンバータ回路である。

【０００６】一方、運転／停止切換え手段１が停止モー
ドに切換えられると（二点鎖線で示す）、直流制動開始
指令伝達手段１１がオンされる。これと共に、加減速手
段３に周波数指令「０Ｈｚ」が供給され、加減速手段３
が周波数基準ｆ^＊を「０Ｈｚ」に向って順次減算する。
この状態で、周波数検出手段１２が「周波数基準ｆ^＊≦
ＦｄＢ」を検出すると、周波数検出手段１２から直流制
動開始指令Ｓが出力される。

【０００７】直流制動指令手段１３は、直流制動開始指
令Ｓを受けると、直流制動指令ＳｄＢを予め設定された
制動時間ＴｄＢだけ出力する。すると、電圧基準切換手
段１４が「ＶｄＢ」に切換わり、周波数基準切換手段１
５が「０Ｈｚ」に切換わり、ＰＷＭ信号発生器４に周波
数基準「０Ｈｚ」および電圧基準「ＶｄＢ」が出力され
る。

【０００８】ＰＷＭ信号発生器４は、周波数基準「０Ｈ
ｚ」および電圧基準「ＶｄＢ」を受けると、直流制動信
号Ｓをドライブ回路６に出力する。すると、インバータ
回路７の特定スイッチング素子が制御されることに伴い
位相が固定され、予め設定された所定量の直流制動力が
交流電動機８に作用した後、所定の制動時間ＴｄＢが経
過した時点で直流制動動作が終了する。

【０００９】図１１は、周波数基準ｆ^＊および電圧基準
Ｖ^＊が変化する様子を運転停止指令と関連付けて示すも
のである。同図に示すように、時刻Ｔ1 で運転停止指令
が出力されると、周波数基準ｆ^＊および電圧基準Ｖ^＊が
減算される。そして、時刻Ｔ2 で周波数基準ｆ^＊が直流
制動開始周波数ＦｄＢに達すると、直流制動動作が開始
され、時刻Ｔ2 〜Ｔ3 の期間（ＴｄＢ）、直流制動量Ｖ
ｄＢで直流制動動作が行われる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来構成では、交流電動機８に直流制動力が作用している
間、インバータ回路７の導通スイッチング素子が固定さ
れる。このため、交流電動機８に大きな制動力を作用さ
せる場合には、制動開始時の過大な回生電流が特定のス
イッチング素子に印加され、また、交流電動機８に対し
て長時間制動力を作用させる場合には、特定のスイッチ
ング素子が長時間オン／オフされる。従って、上記従来
構成では、スイッチング素子の負担が大きく、スイッチ
ング素子の寿命低下を招く虞れがあった。

【００１１】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、スイッチング素子に作用するストレ
スを低減できるインバータ装置を提供することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１記載のインバー
タ装置は、交流電動機を駆動するためのインバータ回路
と、このインバータ回路をスイッチング制御して前記交
流電動機を駆動制御する制御手段と、運転停止指令が出
力されることに伴い、低速度指令を出力して前記交流電
動機を低速度回転させる低速度運転手段と、この低速度
運転手段による低速度指令の出力が解除されることに伴
い、直流制動指令を出力して前記交流電動機に直流制動
力を印加する直流制動手段とを備えたところに特徴を有
する。

【００１３】請求項２記載のインバータ装置は、インバ
ータ回路のスイッチング素子に対する電力供給を所定時
間遮断する遮断手段を備え、この遮断手段が、運転停止
指令が出力されると、交流電動機が低速度運転される前
に遮断動作を行うところに特徴を有する。請求項３記載
のインバータ装置は、低速度運転手段が、交流電動機を
低速度運転している際の電圧基準を変化させるところに
特徴を有する。請求項４記載のインバータ装置は、周波
数基準を固定したまま電圧基準を減少させる減電圧手段
を備え、この減電圧手段が、運転停止指令の出力に伴
い、交流電動機が低速度運転される前に減電圧動作を行
うところに特徴を有する。

【００１４】

【作用】請求項１記載の手段によれば、運転停止指令の
出力に伴い、低速度指令が出力されると、交流電動機が
低速度回転する。この場合、低速度状態を保持するため
にインバータ回路の導通スイッチング素子が時間的に変
化しているので、低速度運転開始時に流れる発電制動エ
ネルギー（回生エネルギー）が複数のスイッチング素子
に分散して供給される。

【００１５】この後、低速度指令が解除されると、直流
制動指令が出力され、交流電動機に直流制動力が印加さ
れる。この場合、低速度回転している状態から直流制動
力が作用するため、直流制動開始時に流れる発電制動エ
ネルギーが低減され、総じて、スイッチング素子に作用
するストレスが低減される。しかも、直流制動時に生じ
る交流電動機の滑りが低減されるので、交流電動機の制
動力を高めることもできる。

【００１６】請求項２記載の手段によれば、運転停止指
令の出力に伴い、インバータ回路のスイッチング素子が
オフ状態（遮断状態）に保持され、交流電動機がフリー
ラン状態になる。そして、このフリーラン状態が所定時
間継続した後、低速度運転および直流制動が順次行われ
る。従って、低速度運転開始時の回生エネルギーが低減
され、その結果、低速度運転へ移行するにあたって、発
電制動エネルギーのスイッチング素子分散効果が増大す
る。

【００１７】請求項３記載の手段によれば、低速度運転
中における電圧基準が変化する。従って、遮断状態から
低速度運転へ移行する際の電圧基準の変化および低速度
運転から直流制動へ移行する際の電圧基準の変化を円滑
化できるので、インバータ回路の各スイッチング素子に
作用するストレスが一層低減される。

【００１８】請求項４記載の手段によれば、運転停止指
令の出力に伴い、周波数基準が固定されたまま電圧基準
が減少するので、交流電動機がスローダウンする。そし
て、交流電動機が十分にスローダウンした後、低速度運
転および直流制動が順次行われる。従って、低速度運転
開始時の回生エネルギーが低減され、その結果、低速度
運転へ移行するにあたって、発電制動エネルギーのスイ
ッチング素子分散効果が増大する。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の第１実施例を図１および図２
に基づいて説明する。まず、図１において、三相交流電
源１１にはコンバータ回路１２が接続されている。この
コンバータ回路１２は、整流回路１２ａおよび平滑コン
デンサ１２ｂから構成されたものであり、三相交流電源
１１を全波整流することにより直流電源に変換し、変換
した直流電源を平滑する。また、コンバータ回路１２に
はインバータ回路１３が接続されている。このインバー
タ回路１３は、ＩＧＢＴ等のスイッチング素子をブリッ
ジ接続して構成されたものであり、インバータ回路１３
には、交流電動機に相当する誘導電動機１４が接続され
ている。

【００２０】主制御回路１５はマイクロコンピュータを
主体に構成されたものであり、そのソフトウエア構成に
基づいて誘導電動機１４の一連の回転制御を司る。そし
て、主制御回路１５から出力された運転指令および運転
停止指令は運転／停止切換手段１６に与えられ、運転／
停止切換手段１６は、与えられた運転指令および運転停
止指令に基づいて運転モードおよび停止モードに切換え
られる。

【００２１】周波数設定手段１７は、目標速度に相当す
る目標周波数Ｆｃを設定するためのものであり、運転／
停止切換手段１６が運転モードにある場合（実線で示
す）、周波数設定手段１７により設定された目標周波数
Ｆｃは周波数指令ｆｃとして加減速手段１８に与えられ
る。また、運転／停止切換手段１６が停止モードにある
場合（二点鎖線で示す）、加減速手段１８には「周波数
指令ｆｃ＝０Ｈｚ」が与えられる。

【００２２】加減速手段１８は周波数基準作成手段に相
当するものであり、周波数指令ｆｃに基づいて周波数基
準ｆ^＊を作成し、この周波数基準ｆ^＊をＰＷＭ信号発生
器１９およびＶ／ｆ設定手段２０に出力する。また、Ｖ
／ｆ設定手段２０は電圧基準作成手段に相当するもので
あり、周波数基準ｆ^＊と所定の（Ｖ／ｆ）値とに基づい
て電圧基準Ｖ^＊を作成し、ＰＷＭ信号発生器１９に出力
する。

【００２３】ＰＷＭ信号発生器１９は制御手段および制
御信号作成手段に相当するものであり、電圧基準Ｖ^＊お
よび周波数基準ｆ^＊に基づいて正弦波状のＰＷＭ信号
（制御信号）を求め、このＰＷＭ信号をドライブ回路２
１を通してインバータ回路１３に出力する。これによ
り、インバータ回路１３のスイッチング素子がスイッチ
ング制御され、誘導電動機１４が周波数基準ｆ^＊で回転
する。

【００２４】加減速手段１８は、作成する周波数基準ｆ
^＊を周波数指令ｆｃに向って加減するように構成されて
いる。従って、Ｖ／ｆ設定手段２０により作成される電
圧基準Ｖ^＊も周波数基準に応じて変化する。そして、加
減速手段１８およびＶ／ｆ設定手段２０が周波数指令ｆ
ｃに向って出力信号を変化させることにより、誘導電動
機１４が目標周波数Ｆｃで回転する。

【００２５】周波数検出手段２２は、加減速手段１８に
より作成された周波数基準ｆ^＊が所定値「ＦｄＢ」以下
であることを検出するものであり、「周波数基準ｆ^＊≦
ＦｄＢ」を検出すると周波数到達信号Ｓｆを出力する。
また、到達信号伝達手段２３は、運転／停止切換手段１
６に連動してオン／オフ駆動するものであり、運転／停
止切換手段１６が停止モードになることに伴ってオンさ
れ、周波数検出手段２２からの周波数到達信号Ｓｆを低
速度指令発生器２４ａに伝達する。

【００２６】低速度指令発生器２４ａは、周波数検出手
段２２からの周波数到達信号Ｓｆを受けると、予め設定
された一定期間Ｔlow だけ低速度指令Ｓlow を発生さ
せ、この低速度指令Ｓlow を周波数基準切換手段２４
ｂ，電圧基準切換手段２４ｃ，直流制動指令発生器２５
ａに出力する。尚、符号２４は、低速度指令発生器２４
ａ，周波数基準切換手段２４ｂ，電圧基準切換手段２４
ｃから構成される低速度運転手段を示す。

【００２７】周波数基準切換手段２４ｂおよび電圧基準
切換手段２４ｃは、低速度指令Ｓlow が出力されていな
い場合、加減速手段１８から出力される周波数基準ｆ^＊
およびＶ／ｆ設定手段２０から出力される電圧基準Ｖ^＊
をＰＷＭ信号発生器１９に伝達する状態（実線で示すオ
フ状態）にある。また、低速度指令Ｓlow が出力される
と、予め設定された周波数「Ｆlow 」および電圧「Ｖlo
w 」をＰＷＭ信号発生器１９に出力する状態（二点鎖線
で示すオン状態）に切換わる。

【００２８】直流制動発生器２５ａは、周波数基準切換
手段２５ｂおよび電圧基準切換手段２５ｃと共に直流制
動手段２５を構成するものであり、低速度指令Ｓlow が
解除されるエッジを捕え、直流制動指令ＳｄＢを周波数
基準切換手段２５ｂおよび電圧基準切換手段２５ｃに出
力する。尚、直流制動発生器２５は、直流制動指令Ｓｄ
Ｂの出力を予め設定された一定期間ＴｄＢだけ継続す
る。

【００２９】周波数基準切換手段２５ｂおよび電圧基準
切換手段２５ｃは、直流制動指令ＳｄＢが出力されてい
ない場合、周波数切換手段２４ｂおよび電圧切換手段２
４ｃからの周波数基準ｆ^＊および電圧基準Ｖ^＊をＰＷＭ
信号発生器１９に伝達する状態（実線で示すオフ状態）
にある。また、直流制動指令ＳｄＢが出力されると、二
点鎖線で示すオン状態に切換わる。すると、予め設定さ
れた周波数「０Ｈｚ」および電圧「ＶｄＢ」がＰＷＭ信
号発生器１９に供給される。これにより、ＰＷＭ信号発
生器１９からドライブ回路２１を通してインバータ回路
１３に直流制動信号Ｓが出力され、直流制動指令ＳｄＢ
が解除されるまで誘導電動機１４に直流制動力が作用す
る。

【００３０】次に上記構成の作用について説明する。運
転／停止切換手段１６が運転モードにある場合、加減速
手段１８からの周波数基準ｆ^＊が順次変化し、周波数基
準切換手段２４ｂおよび２５ｂを通してＰＷＭ信号発生
器１９に出力される。これと共に、Ｖ／ｆ設定手段２０
からの電圧基準Ｖ^＊が順次変化し、電圧基準切換手段２
４ｃおよび２５ｃを通してＰＷＭ信号発生器１９に出力
される。そして、ＰＷＭ信号発生器１９が、周波数基準
ｆ^＊および電圧基準Ｖ^＊に応じてＰＷＭ信号を変化させ
ることに伴い、ドライブ回路２１によるインバータ回路
１３のスイッチングパターンが変化し、誘導電動機１４
が周波数指令ｆｃで回転する。

【００３１】この状態で、主制御回路１５から運転停止
指令が出力されると、運転／停止切換手段１６が停止モ
ードに切換えられ、周波数到達信号伝達手段２３がオン
される。これと共に、加減速手段１８に周波数「０Ｈ
ｚ」が供給され、加減速手段１８から出力される周波数
基準ｆ^＊およびｖ／ｆ設定手段２０から出力される電圧
基準Ｖ^＊が現在値から「０Ｈｚ」に向って順次小さくな
る。

【００３２】図２は、周波数基準ｆ^＊および電圧基準ｖ
^＊が変化する様子を主制御回路１５からの指令信号と対
応付けて示すものであり、時刻Ｔ1 ´が運転停止指令の
出力時刻である。同図から明らかなように、時刻Ｔ1 ´
になると、周波数基準ｆ^＊が減算され、それに応じて電
圧基準Ｖ^＊も減算されている。

【００３３】周波数基準ｆ^＊の減算が進み、周波数検出
手段２２により「周波数基準ｆ^＊≦ＦｄＢ」が検出され
ると、周波数検出手段２２から周波数到達信号Ｓｆが出
力され、低速度指令発生器２４ａから低速度指令Ｓlow
が出力される。すると、周波数基準切換手段２４ｂがオ
ン状態に切換わり、低速度周波数Ｆlow が周波数基準切
換手段２５ｂからＰＷＭ信号発生器１９に出力される。
これと共に、電圧基準切換手段２４ｃがオン状態に切換
わり、低速度周波数Ｆlow に対応する電圧Ｖlow が電圧
基準切換手段２５ｃからＰＷＭ信号発生器１９に出力さ
れる。

【００３４】ＰＷＭ信号発生器１９は、低速度周波数Ｆ
low および電圧Ｖlow を受けると、低速制御用ＰＷＭ信
号を作成してドライブ回路２１に出力する。すると、ド
ライブ回路２１が低速制御用ＰＷＭ信号に基づいてイン
バータ回路１３のスイッチング素子をオンオフ制御し、
誘導電動機１４を一定の低速度で回転させる。

【００３５】この場合、急激な発電制動状態が起こり、
誘導電動機１４からインバータ回路１３を通してインバ
ータ側に大きな回生エネルギーが回生される。しかしな
がら、インバータ回路１３内では、低速度状態を保持す
べく導通スイッチング素子が時間的に変化しているた
め、回生エネルギーが複数のスイッチング素子に分散し
て供給される。

【００３６】低速度指令Ｓlow の出力開始から一定時間
Ｔlow が経過すると、低速度指令発生器２４ａが低速度
指令Ｓlow の出力を停止する。すると、周波数基準切換
手段２４ｂおよび電圧基準切換手段２４ｃがオフ状態に
復帰する。これと共に、直流制動指令発生器２５ａが直
流制動指令ＳｄＢを出力する。これにより、周波数基準
切換手段２５ｂおよび電圧基準切換手段２５ｃがオン状
態に切換わり、周波数「０Ｈｚ」および電圧「ＶｄＢ」
がＰＷＭ信号発生器１９に出力される。尚、図２のＴ2
´は低速度指令Ｓlow の出力開始時刻、Ｔ3 ´は低速度
指令Ｓlow の出力停止時刻であり、Ｔ2 ´〜Ｔ3 ´に相
当するＴlow が低速度指令Ｓlow が出力時間である。

【００３７】ＰＷＭ信号発生器１９は、周波数「０Ｈ
ｚ」および電圧「ＶｄＢ」を受けると、直流制動信号Ｓ
をドライブ回路２１に出力する。すると、ドライブ回路
２１が、インバータ回路１３の特定のスイッチング素子
を制御することに基づいて位相を固定し、所定量の直流
制動力を誘導電動機１４に作用させる。

【００３８】直流制動指令ＳｄＢの出力開始から一定時
間ＴｄＢが経過すると、直流制動指令発生器２５ａが直
流制動指令ＳｄＢの出力を停止する。これにより、周波
数基準切換手段２５ｂおよび電圧基準切換手段２５ｃが
オフ状態に復帰し、直流制動動作が終了する。尚、図２
のＴ3 ´は直流制動指令ＳｄＢの出力開始時刻、Ｔ4´
は直流制動指令ＳｄＢの出力停止時刻であり、Ｔ3 ´〜
Ｔ4 ´に相当するＴｄＢが直流制動指令ＳｄＢの出力時
間である。

【００３９】上記実施例によれば、誘導電動機１４を低
速度運転した後に直流制動力を作用させる構成とした。
このため、低速度運転開始時に流れる発電制動エネルギ
ーを複数のスイッチング素子に分散すること，直流制動
開始時に流れる発電制動エネルギーを低減することがで
きるので、総じてスイッチング素子に作用するストレス
が低減され、その結果、スイッチング素子の寿命が長く
なる。しかも、誘導電動機１４を減速運転した後に直流
制動力を印加する従来に比べ、直流制動時に生じる誘導
電動機１４の滑り（負）が低減されるので、誘導電動機
１４の制動力を高めることができる。

【００４０】次に本発明の第２実施例を図３および図４
に基づいて説明する。まず、図３において、到達信号伝
達手段２３と低速度指令発生器２４ａとの間には、遮断
手段に相当するゲートブロック信号発生器２６が接続さ
れており、周波数検出手段２２から到達信号伝達手段２
３を通してゲートブロック信号発生器２６に周波数到達
信号Ｓｆが出力されると、ゲートブロック信号発生器２
６は、ゲートブロック信号Ｓｇを発生する。尚、ゲート
ブロック信号発生器２６からのゲートブロック信号Ｓｇ
の出力は、予め設定された期間Ｔｇｂだけ継続される。

【００４１】ゲートブロック信号発生器２６からのゲー
トブロック信号ＳｇはＰＷＭ信号発生器１９および低速
度指令発生器２４ａに供給される。ＰＷＭ信号発生器１
９は、ゲートブロック信号Ｓｇを受けている間、ドライ
ブ回路２１を通じてインバータ回路１３の全スイッチン
グ素子をオフする（いわゆるゲートブロック状態）。従
って、インバータ回路１３から誘導電動機１４に対する
電力供給が断たれ（遮断状態）、誘導電動機１４は、軸
端負荷および回転子の慣性力により回転を続けることに
なる（いわゆるフリーラン状態）。

【００４２】図４は、周波数基準ｆ^＊および電圧基準Ｖ
^＊が変化する様子を運転停止指令を関連付けて示すもの
である。同図に示すように、時刻Ｔ2 ´´で周波数到達
信号Ｓｆが出力されると、時刻Ｔ2 ´´〜Ｔ3 ´´（Ｔ
ｇｂ）だけゲートブロック信号Ｓｇの出力が行われる。
この間は、インバータ回路１３により電力が供給されて
いないことになり、インバータ回路１３と誘導電動機１
４とが遮断されたゲートブロック状態になっている。

【００４３】ゲートブロック信号Ｓｇの出力が停止する
と、図３において、ＰＷＭ信号発生器１９はゲートブロ
ック状態を解除する。また、低速度指令発生器２４ａ
は、ゲートブロック信号Ｓｇが解除されるエッジを捕ら
えて低速度指令Ｓlow を発生させる。すると、フリーラ
ン状態にあった誘導電動機１４が一定の低速度回転した
後（図４の時刻Ｔ3 ´´〜Ｔ4 ´´）、直流制動指令発
生器２５ａから直流制動開始指令ＳｄＢが出力され、誘
導電動機１４に直流制動力が作用する（図４の時刻Ｔ4
´´〜Ｔ5 ´´）。尚、図４の時刻Ｔ1 ´´〜Ｔ2 ´´
は誘導電動機１４の減速期間である。

【００４４】上記実施例によれば、誘導電動機１４がフ
リーラン状態から低速度運転するにあたって、誘導電動
機１４の残留電圧により発電制動状態が生じる。しかし
ながら、フリーラン状態にある最中に誘導電動機１４の
残留電圧が低減されているので、低速度運転開始時の回
生エネルギーが低減される。従って、低速度運転を行う
にあたって、回生エネルギーのスイッチング素子分散効
果が増大し、その結果、スイッチング素子の寿命が一層
長くなる。

【００４５】次に本発明の第３実施例を図５に基づいて
説明する。周波数基準切換手段２４ｂの出力側にはＶ／
ｆ設定手段２０が接続されており、Ｖ／ｆ設定手段２０
と低速度指令発生器２４ａと周波数切換手段２４ｂとか
ら低速度運転手段２７が構成されている。

【００４６】上記実施例によれば、運転／停止切換手段
１６が運転モードにある場合、加減速手段１８から周波
数基準切換手段２４ｂを通してＶ／ｆ設定手段２０に周
波数基準ｆ^＊が出力され、この周波数基準ｆ^＊に基づい
てＶ／ｆ設定手段２０が電圧基準Ｖ^＊を作成し、電圧基
準切換手段２５ｃを通してＰＷＭ信号発生器１９に出力
する。

【００４７】また、運転停止指令の出力に伴い、低速度
指令発生器２４ａから低速度指令Ｓlow が出力される
と、周波数基準切換手段２４ｂがオンされ、周波数基準
切換手段２４ｂからＶ／ｆ設定手段２０に固定周波数
「Ｆlow 」が出力される。すると、Ｖ／ｆ設定手段２０
は、周波数「Ｆlow 」と所定の（Ｖ／ｆ）値とに基づい
て電圧基準Ｖ「Ｖlow 」を作成し、電圧基準切換手段２
５ｃを通してＰＷＭ信号発生器１９に出力する。

【００４８】ＰＷＭ信号発生器１９は、周波数基準切換
手段２５ｂを通して供給される周波数基準「Ｆlow 」お
よび電圧基準切換手段２５ｃを通して供給される電圧基
準「Ｖlow 」に基づいてスイッチングパターンを作成
し、誘導電動機１４を一定の低速度で回転させる。従っ
て、図１および図３の電圧基準切換手段２４ｃを廃止で
きるので、構成が簡単化される。

【００４９】次に本発明の第４実施例を図６および図７
に基づいて説明する。まず、図６において、加減速手段
１８の出力側には周波数基準切換手段２８ａが接続され
ており、周波数検出手段２２から周波数到達信号Ｓｆが
出力されると、周波数到達信号Ｓｆは、到達信号伝達手
段２３を通して周波数基準切換手段２８ａに供給され
る。

【００５０】周波数基準切換手段２８ａは、周波数到達
信号Ｓｆが出力されていない場合、加減速手段１８から
の周波数基準ｆ^＊をＰＷＭ信号発生器１９に供給する状
態（実線で示すオフ状態）にあり、周波数到達信号Ｓｆ
が出力されると、ＰＷＭ信号発生器１９へ固定された周
波数「ＦｄＢ」を供給する状態（二点鎖線で示すオン状
態）に切換わる。

【００５１】Ｖ／ｆ設定手段２０の出力側には電圧基準
切換手段２８ｂが接続されており、周波数検出手段２２
からの周波数到達信号Ｓｆは、到達信号伝達手段２３を
通して電圧基準切換手段２８ｂに供給される。この電圧
基準切換手段２８ｂは、周波数到達信号Ｓｆが出力され
ていない場合、Ｖ／ｆ設定手段２０からの電圧基準Ｖ^＊
をディレイ回路２８ｃに供給する状態（実線で示すオフ
状態）にあり、周波数到達信号Ｓｆが出力されるとオン
され、二点鎖線で示す「０Ｖ」に切換わる。

【００５２】ディレイ回路２８ｃは、電圧基準切換手段
２８ｂが「０Ｖ」に切換わることに伴い、出力する電圧
基準Ｖ^＊を入力された電圧値（即ち「０Ｖ」）まで所定
時間内で連続的に減算するものであり、例えば時定数回
路等によりハード的に構成されている。

【００５３】Ｖ／ｆ設定手段２０の出力側には電圧基準
切換手段２８ｄが接続されており、周波数検出手段２２
からの周波数到達信号Ｓｆは、到達信号伝達手段２３を
通して電圧基準切換手段２８ｄに供給される。この電圧
基準切換手段２８ｄは、周波数到達信号Ｓｆが出力され
ていない場合、Ｖ／ｆ設定手段２０からの電圧基準Ｖ^＊
をＰＷＭ信号発生器１９に供給する状態（実線で示すオ
フ状態）にあり、周波数到達信号Ｓｆが出力されると、
ディレイ回路２８ｃにより減算された電圧基準Ｖ^＊をＰ
ＷＭ信号発生器１９に供給する状態（二点鎖線で示すオ
ン状態）に切換わる。

【００５４】電圧検出手段２８ｅは、ディレイ回路２８
ｃが減算した電圧基準Ｖ^＊を検出し、該電圧基準Ｖ^＊が
下限値である「０Ｖ」まで減算されたことを判断するも
のである。また、アンド回路２８ｆは、電圧検出手段２
８ｅから出力される「電圧基準Ｖ^＊＝０Ｖ」を示す信号
と周波数到達信号Ｓｆとの論理積を取り、減電圧制御完
了信号Ｓｃを低速度指令発生器２４ａに出力するもので
ある。尚、符号２８は、周波数基準切換手段２８ａ，電
圧基準切換手段２８ｂ，ディレイ回路２８ｃ，電圧基準
切換手段２８ｄ，電圧検出手段２８ｅ，アンド回路２８
ｆから構成される減電圧手段である。

【００５５】次に上記構成の作用について説明する。運
転停止指令が出力され、周波数検出手段２２が「周波数
基準ｆ^＊≦ＦｄＢ」を検出すると、周波数検出手段２２
から周波数到達信号Ｓｆが出力され、周波数基準切換手
段２８ａがオン状態に切換わる。すると、固定された周
波数基準「ＦｄＢ」が周波数基準切換手段２４ｂおよび
２５ｂを通してＰＷＭ信号発生器１９に供給される。

【００５６】これと共に、電圧基準切換手段２８ｂ，２
８ｄがオン状態に切換わり、ディレイ回路２８ｃが、周
波数到達信号Ｓｆが出力された直後の電圧基準Ｖ^＊を０
Ｖに向って順次減算する。すると、減算された電圧基準
Ｖ^＊が電圧基準切換手段２８ｄ，２４ｃ，２５ｃを通し
てＰＷＭ信号発生器１９に供給される。

【００５７】図７は、周波数基準ｆ^＊および電圧基準Ｖ
^＊が変化する様子を運転停止指令を関連付けて示すもの
である。同図に示すように、時刻Ｔ2aで周波数到達信号
Ｓｆが出力されると、周波数基準ｆ^＊がＦｄＢに固定さ
れ、電圧基準Ｖ^＊が「０Ｖ」に向って順次減算されてい
る。

【００５８】図６のＰＷＭ信号発生器１９は、固定され
た周波数基準ｆ^＊および減算される電圧基準Ｖ^＊を受け
ると、両基準ｆ^＊およびＶ^＊に基づいて、（Ｖ／ｆ）比
が除々に小さくなるＰＷＭ信号を作成する。すると、こ
のＰＷＭ信号に従って誘導電動機１４が回転され、誘導
電動機１４がスローダウンする。

【００５９】この後、電圧検出手段２８ｅが「電圧基準
Ｖ^＊＝０Ｖ」を検出すると（図７の時刻Ｔ3a）、アンド
回路２８ｆから低速度指令発生器２４ａに減電圧制御完
了信号Ｓｃが出力される。すると、低速度指令発生器２
４ａから低速度指令Ｓlow が出力され、誘導電動機１４
が低速度回転した後（図７の時刻Ｔ3a〜Ｔ4a）、直流制
動発生器２５ａから直流制動開始指令ＳｄＢが出力さ
れ、誘導電動機１４に直流制動力が作用する（図７の時
刻Ｔ4a〜Ｔ5a）。尚、図７の時刻Ｔ1a〜Ｔ2aは誘導電動
機１４の減速期間である。

【００６０】上記実施例によれば、周波数到達信号Ｓｆ
の出力に伴い、誘導電動機１４をスローダウンさせた後
（出力周波数不変のまま印加電圧を減少させる減電圧制
御を行った後）、低速度回転させる構成とした。このた
め、設定時間内に誘導電動機１４の励磁を能動的に減少
させることができる。従って、低速度運転開始時の回生
エネルギーが低減され、その結果、低速度運転へ移行す
るにあたって、発電制動エネルギーのスイッチング素子
分散効果が増大する。尚、上記第４実施例においては、
ディレイ回路２８ｃの減算割合，電圧検出手段２８ｅの
減算電圧の下限値を外部から設定・調節する構成として
も良い。

【００６１】次に本発明の第５実施例を図８および図９
に基づいて説明する。まず、図８において、ゲートブロ
ック信号発生器２６からゲートブロック信号Ｓｇが出力
されると、低速度指令発生器２４ａは、ゲートブロック
信号Ｓｇが解除されるエッジを捕らえて、周波数基準切
換手段２４ｂと電圧基準切換手段２４ｃと低速度電圧初
期値伝達手段２９ａに低速度指令Ｓlow を出力する。

【００６２】電圧基準切換手段２４ｃは、低速度指令Ｓ
low が出力されていない場合、Ｖ／ｆ設定手段２０から
の電圧基準Ｖ^＊をＰＷＭ信号発生器１９に供給する状態
（実線で示すオフ状態）にあり、低速度指令Ｓlow を受
けると、加算回路２９ｂからの電圧基準Ｖ^＊をＰＷＭ信
号発生器１９に供給する状態（二点鎖線で示すオン状
態）に切換わる。また、低速度電圧初期値伝達手段２９
ａは、低速度指令Ｓlowが出力されている間、低速度運
転開始時の出力電圧指令Ｖlowst （＝０Ｖ）を加算回路
２９ｂに出力する。

【００６３】加算回路２９ｂは、低速度電圧初期値伝達
手段２９ａから出力される出力電圧初期値「０Ｖ」に加
算電圧値ΔＶを経過時間に従って加算するものであり、
その加算結果は、低速度運転中の電圧基準Ｖ^＊として電
圧基準切換手段２４ｃに出力される。尚、加算回路２９
ｂの加算電圧値は、予め設定された低速度指令期間「Ｔ
low 」および直流制動量「ＶｄＢ」に基づいて決定され
るものであり、例えば「ΔＶ＝（ＶｄＢ−Ｖlowst ）／
ＶｄＢ」のようになっている。

【００６４】電圧検出手段２９ｃは、加算回路２９ｂか
ら出力される電圧基準Ｖ^＊が設定電圧（ＶｄＢ）に達し
たことを検出するものであり、「電圧基準Ｖ^＊≧設定電
圧ＶｄＢ」を検出すると、加算回路２９ｂの加算動作を
停止させる。これと共に、直流制動開始指令ＳdB0 を直
流制動指令発生器２５ａに出力する。尚、符号２９は、
周波数基準切換手段２４ｂ，電圧基準切換手段２４ｃ，
低速度電圧初期値伝達手段２９ａ，加算回路２９ｂ，電
圧検出手段２９ｃから構成される低速度運転手段であ
る。

【００６５】次に上記構成の作用について説明する。ゲ
ートブロック信号Ｓｇの解除に伴い、周波数基準切換手
段２４ｂ，電圧基準切換手段２４ｃ，低速度電圧初期値
伝達手段２９ａに低速度指令Ｓlow が出力されると、周
波数基準切換手段２４ｂがオン状態になり、ＰＷＭ信号
発生器１９に周波数基準Ｆlow が供給される。

【００６６】これと共に、低速度電圧初期値伝達手段２
９ａおよび電圧基準切換手段２４ｃがオン状態になり、
加算回路２９ｂに低速度電圧初期値Ｖlowst （＝０Ｖ）
が出力される。すると、加算回路２９ｂが、低速度電圧
初期値Ｖlowst に加算電圧値ΔＶを加算して電圧基準Ｖ
^＊を作成し、この電圧基準Ｖ^＊を電圧基準切換手段２４
ｃからＰＷＭ信号発生器１９に供給する。

【００６７】図９は、周波数基準ｆ^＊および電圧基準Ｖ
^＊が変化する様子を運転停止指令を関連付けて示すもの
である。同図に示すように、時刻Ｔ3bで低速度指令Ｓlo
w が出力されると、周波数基準ｆ^＊が「Ｆlow 」に固定
され、電圧基準Ｖ^＊が「０Ｖ（低速度電圧初期値）」か
ら順次増加している。

【００６８】図８のＰＷＭ信号発生器１９は、固定され
た周波数基準ｆ^＊および順次増大する電圧基準Ｖ^＊を受
けると、両基準ｆ^＊およびＶ^＊に基づいて、（Ｖ／ｆ）
比が徐々に大きくなるＰＷＭ信号を作成し、このＰＷＭ
信号に従って誘導電動機１４を低速度回転させる。

【００６９】この後、加算回路２９ｂからの電圧基準Ｖ
^＊が設定電圧ＶｄＢに達すると（図９の時刻Ｔ4b）、電
圧検出手段２９ｃが「電圧基準Ｖ^＊≧設定電圧ＶｄＢ」
を検出し、加算回路２９ｂの加算動作を停止させる。す
ると、加算回路２９ｂから電圧基準切換手段２４ｃを通
して電圧基準Ｖ^＊（ＶｄＢ）がＰＷＭ信号発生器１９に
供給される。

【００７０】これと共に、電圧検出手段２９ｃから直流
制動指令発生器２５ａに直流制動開始指令ＳdB0 が出力
され、直流制動発生器２５ａから周波数基準切換手段２
５ｂに直流制動指令ＳｄＢが出力される。すると、周波
数基準切換手段２５ｂがオンされ、ＰＷＭ信号発生器１
９に電圧基準ＶｄＢおよび周波数基準０Ｈｚが供給され
る。従って、図９の時刻Ｔ4bからＴ5bに至るまで誘導電
動機１４に直流制動力が作用する。尚、図９の時刻Ｔ1b
〜Ｔ2bは誘導電動機１４の減速期間，時刻Ｔ2b〜Ｔ3bは
フリーラン期間である。

【００７１】上記実施例によれば、低速度運転を行うに
あたって、電圧基準を０ＶからＶｄＢに変化させる構成
とした。このため、フリーラン状態から低速度運転へ移
行する際の電圧基準の変化および低速度運転から直流制
動へ移行する際の電圧基準の変化が滑らかになる。従っ
て、インバータ回路１３の各スイッチング素子に作用す
る過渡電流によるストレスが一層低減される。

【００７２】また、電圧検出手段２９ｃが「Ｖ^＊≧Ｖｄ
Ｂ」を検出すると、加算回路２９ｂの加算動作を停止さ
せ、ＰＷＭ信号発生器１９に電圧基準ＶｄＢが供給され
る構成とした。このため、図１，図３，図５，図６の電
圧基準切換手段２５ｃが廃止され、その結果、構成が簡
素化される。

【００７３】尚、上記第５実施例においては、直流制動
時の電圧基準ＶｄＢを加算回路２９ｂから出力する構成
としたが、これに限定されるものではなく、例えば、直
流制動時の電圧基準ＶｄＢを出力する専用の手段を設
け、低速運転時と直流制動時の電圧基準を分離する構成
としても良い。

【００７４】また、上記第１〜第５実施例においては、
一定の電圧基準ＶｄＢを与えることにより直流制動動作
を行う構成としたが、これに限定されるものではない。
例えば、この直流電圧を、出力電流が所定の値となるよ
うに制御・調整して、スイッチング素子の定格に対する
ストレスを調整できる電流制御方式の直流制動を行う構
成としても良い。

【００７５】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
のインバータ装置は以下の効果を奏する。請求項１記載
の手段によれば、交流電動機を低速度運転させた後に直
流制動力を作用させる構成とした。このため、低速度運
転開始時の回生エネルギーを複数のスイッチング素子に
分散すること，直流制動開始時の回生エネルギーを低減
することができるので、総じてスイッチング素子に作用
するストレスが低減され、その結果、スイッチング素子
の寿命が長くなる。これと共に、直流制動時に生じる交
流電動機の滑りが低減されるので、交流電動機の制動力
が高くなる。

【００７６】請求項２記載の手段によれば、交流電動機
をフリーランさせた後に低速度運転させる構成とした。
このため、低速度運転開始時の回生エネルギーが低減さ
れ、その結果、低速度運転へ移行するにあたって発電制
動エネルギーのスイッチング素子分散効果が増大するの
で、スイッチング素子の寿命が一層長くなる。

【００７７】請求項３記載の手段によれば、遮断状態か
ら低速度運転へ移行する際の電圧基準の変化および低速
度運転から直流制動へ移行する際の電圧基準の変化を円
滑化できる。このため、インバータ回路の各スイッチン
グ素子に作用するストレスが一層低減される。

【００７８】請求項４記載の手段によれば、交流電動機
をスローダウンさせた後に低速度運転する構成とした。
このため、低速度運転開始時の回生エネルギーが低減さ
れ、その結果、低速度運転へ移行するにあたって発電制
動エネルギーのスイッチング素子分散効果が増大するの
で、スイッチング素子の寿命が一層長くなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示すブロック図

【図２】周波数基準および電圧基準が変化する様子を示
す図

【図３】本発明の第２実施例を示す図１相当図

【図４】図２相当図

【図５】本発明の第３実施例を示す図１相当図

【図６】本発明の第４実施例を示す図１相当図

【図７】図２相当図

【図８】本発明の第５実施例を示す図１相当図

【図９】図２相当図

【図１０】従来例を示す図１相当図

【図１１】図２相当図

【符号の説明】

１３はインバータ回路、１４は誘導電動機（交流電動
機）、１９はＰＷＭ信号発生器（制御手段）、２４は低
速度運転手段、２５は直流制動手段、２６はゲートブロ
ック信号発生器（遮断手段）、２７は低速度運転手段、
２８は減電圧手段、２９は低速度運転手段を示す。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 交流電動機を駆動するためのインバータ
   回路と、 このインバータ回路をスイッチング制御して前記交流電
   動機を駆動制御する制御手段と、 運転停止指令が出力されることに伴い、低速度指令を出
   力して前記交流電動機を低速度回転させる低速度運転手
   段と、 この低速度運転手段による低速度指令の出力が解除され
   ることに伴い、直流制動指令を出力して前記交流電動機
   に直流制動力を印加する直流制動手段とを備えたことを
   特徴とするインバータ装置。
2. 【請求項２】 インバータ回路のスイッチング素子に対
   する電力供給を所定時間遮断する遮断手段を備え、 この遮断手段は、 運転停止指令が出力されると、交流電動機が低速度運転
   される前に遮断動作を行うことを特徴とする請求項１記
   載のインバータ装置。
3. 【請求項３】 低速度運転手段は、 交流電動機を低速度運転している間の電圧基準を変化さ
   せることを特徴とする請求項２記載のインバータ装置。
4. 【請求項４】 周波数基準を固定したまま電圧基準を減
   少させる減電圧手段を備え、 この減電圧手段は、 運転停止指令が出力されると、交流電動機が低速度運転
   される前に減電圧動作を行うことを特徴とする請求項１
   記載のインバータ装置。