JPH09140181A - Inverter - Google Patents

Inverter

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JPH09140181A
JPH09140181A JP7298333A JP29833395A JPH09140181A JP H09140181 A JPH09140181 A JP H09140181A JP 7298333 A JP7298333 A JP 7298333A JP 29833395 A JP29833395 A JP 29833395A JP H09140181 A JPH09140181 A JP H09140181A
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JP
Japan
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inverter
regenerative
voltage
induction motor
motor
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Application number
JP7298333A
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Japanese (ja)
Inventor
Mutsuo Tokashiki
睦男 渡嘉敷
Satoshi Ibori
敏 井堀
Naoki Takada
直樹 高田
Kazuhiro Ito
和広 伊藤
Takamichi Kosone
孝道 小曽根
Masayuki Hirota
雅之 広田
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.)
Hitachi Ltd
Hitachi Keiyo Engineering Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Hitachi Keiyo Engineering Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH09140181A publication Critical patent/JPH09140181A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a tough inverter not tripped easily in which stabilized vector control of motor torque can be carried out even when a motor is in regenerative state and the regenerative energy being returned back to the inverter can be lessened while taking account of the heating of motor and thereby advantageous with regard to heating at the inverter section. SOLUTION: A positive/negative discriminating circuit 9-6 discriminates between powering state and regenerative state based on the polarity of torque current iq. At the time of regeneration, a switch circuit 9-5b is closed to make a switching from a voltage setter 7 providing an AVR level setting for powering to a voltage setter 7-1 providing an AVR level setting for regeneration in order to increase the V/f ratio. Consequently, an induction motor 5 is brought into over exciting state and a part of regenerative energy is absorbed by the induction motor 5 itself.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ベクトル制御方式
のインバータ装置に係り、特に誘導電動機を可変速駆動
し、回生運転状態に制御するのに好適なインバータ装置
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vector control type inverter device, and more particularly to an inverter device suitable for controlling an induction motor in a regenerative operation state by driving the induction motor at a variable speed.

【0002】[0002]

【従来の技術】VVVF(可変電圧可変周波数)インバー
タ装置を用いれば、電圧と周波数が任意に変えられる交
流電力を電動機に供給することができ、この結果、電動
機を任意の回転速度で可変速駆動することができる。
2. Description of the Related Art If a VVVF (variable voltage variable frequency) inverter device is used, AC power whose voltage and frequency can be arbitrarily changed can be supplied to an electric motor, and as a result, the electric motor is driven at a variable speed at an arbitrary rotational speed. can do.

【0003】特に、このとき、インバータの制御にベク
トル制御を適用することにより、誘導電動機の電流をト
ルク電流と励磁電流とに分離し独立に制御できるので、
直流電動機と同様に、実トルクの制御による柔軟性に富
んだ回転速度制御が、誘導電動機により得ることができ
るので、近年は、このベクトル制御方式のインバータ装
置が広く使用されている。
In particular, at this time, by applying vector control to the control of the inverter, the current of the induction motor can be separated into a torque current and an exciting current and independently controlled.
Similar to the DC motor, since the induction motor can provide highly flexible rotation speed control by controlling the actual torque, the vector control type inverter device has been widely used in recent years.

【0004】ところで、このようにしてインバータ装置
により誘導電動機を可変速運転した場合には、そのまま
で、簡単に回生運転を得ることができる。そこで、被駆
動機器の種別に応じて、回生運転も含めた制御態様のも
とで、電動機を可変速制御するようにしたインバータ装
置が使用される場合が多いが、このとき、従来のインバ
ータ装置では、電動機から回生されるエネルギーにより
インバータ主回路での直流電力部の電圧が上昇してしま
うことになり、このため、必然的に電動機は過励磁状態
となり、励磁電流が過多になってしまう。
By the way, when the induction motor is operated at a variable speed by the inverter device as described above, the regenerative operation can be easily obtained as it is. Therefore, in many cases, an inverter device in which the electric motor is controlled at a variable speed is used under the control mode including the regenerative operation according to the type of the driven device. Then, the voltage of the DC power section in the inverter main circuit rises due to the energy regenerated from the electric motor, which inevitably causes the electric motor to be in the over-excited state and the exciting current becomes excessive.

【0005】そうすると、この場合には、通常、ベクト
ル制御において予想されているほどには電動機の励磁電
流を把握できず、そのためトルク電流にも影響し、電動
機の実トルクを正確に制御できなくなってしまうという
問題があった。
Then, in this case, normally, the exciting current of the electric motor cannot be grasped as much as expected in the vector control, so that the torque current is also affected and the actual torque of the electric motor cannot be accurately controlled. There was a problem of being lost.

【0006】さらに、回生運転状態が連続した場合での
過励磁状態を考慮すると、電動機での発熱にも影響があ
り、加熱の虞れが生じてしまうという問題も起ってしま
う。
Further, considering the over-excited state when the regenerative operation state is continuous, the heat generation in the electric motor is also affected, and there is a problem that heating may occur.

【0007】そこで、AVR(自動電圧調整)機能を搭載
し、V/f一定制御が与えられるようにしたインバータ
装置が従来から使用されており、その一例を図3により
説明すると、この図において、INVはインバータ主回
路で、CONは制御回路系を表わしている。なお、ここ
で、V/f一定制御とは、インバータの出力周波数fに
対する出力電圧Vの比を一定に保つようにする制御のこ
とであり、VVVFインバータ装置では、周知の制御方
式である。
Therefore, an inverter device equipped with an AVR (automatic voltage adjustment) function and provided with constant V / f control has been conventionally used. An example of the inverter device will be described with reference to FIG. INV represents an inverter main circuit, and CON represents a control circuit system. Here, the V / f constant control is control for keeping the ratio of the output voltage V to the output frequency f of the inverter constant, and is a well-known control method in the VVVF inverter device.

【0008】図3において、1はR、S、Tの三相交流
電力を整流し直流電力にする順変換部(コンバータ部)、
2は直流電力部(コンデンサ)、3は直流電力を三相交流
電力に逆変換する逆変換部(インバータ部)であり、これ
らによりインバータ主回路INVが形成されている。次
に、4は一次電流(出力電流)検出器で、逆変換部3から
出力される三相交流電流を検出する働きをする。そし
て、5は誘導電動機で、このインバータ装置により可変
速運転されるものである。
In FIG. 3, reference numeral 1 denotes a forward conversion unit (converter unit) which rectifies three-phase AC power of R, S, and T into DC power.
Reference numeral 2 is a DC power unit (capacitor), 3 is an inverse conversion unit (inverter unit) for inversely converting DC power into three-phase AC power, and these form an inverter main circuit INV. Next, 4 is a primary current (output current) detector, which functions to detect the three-phase alternating current output from the inverse conversion unit 3. An induction motor 5 is operated at a variable speed by this inverter device.

【0009】制御回路系CONにおいて、まず、7はA
VRレベル設定値を与える電圧設定器で、インバータ装
置内部のメモリを用い、これに記憶してあるAVRレベ
ル設定電圧を読出して与える装置でも良いし、インバー
タ装置外部からAVRレベル設定電圧を与える装置でも
良い。なお、このAVRレベル設定値とは、上記したV
/fの比率を設定する値のことである。
In the control circuit CON, 7 is A
A voltage setting device for giving a VR level set value may be a device that uses a memory inside the inverter device and reads and gives the AVR level setting voltage stored therein, or a device that gives an AVR level setting voltage from outside the inverter device. good. The AVR level setting value is the above-mentioned V
It is a value for setting the ratio of / f.

【0010】次に、8は直流電力部2の直流電圧VPN
検出する直流電圧検出部である。そして、9はマイコン
(マイクロコンピュータ)で、A/Dコンバータ、カウン
タ、タイマ、入出力ポート、RAM、ROM等を内蔵し
たワンチップマイコンで構成されている。
Next, 8 is a DC voltage detecting section for detecting the DC voltage V PN of the DC power section 2. And 9 is a microcomputer
(Microcomputer), which is composed of a one-chip microcomputer including an A / D converter, a counter, a timer, an input / output port, a RAM, a ROM and the like.

【0011】そして、さらに、このマイコン9の内部に
は、直流電圧検出部8の値を取り込むA/Dコンバータ
9−1、逆変換部3を駆動するためのPWM信号発生演
算部9−2、一次電流検出器4で検出した電流値を取り
込むためのA/Dコンバータ9−3、2相/3相変換演
算部9−4、それにベクトル制御演算部9−5などが設
けられている。ここで、ωr* は周波数指令、iq はト
ルク電流、id は励磁電流を表わす。
Further, inside the microcomputer 9, an A / D converter 9-1 for fetching the value of the DC voltage detector 8 and a PWM signal generation calculator 9-2 for driving the inverse converter 3 are provided. An A / D converter 9-3 for fetching the current value detected by the primary current detector 4 and a two-phase / three-phase conversion calculation unit 9-4, and a vector control calculation unit 9-5 are provided. Here, ωr * is a frequency command, iq is a torque current, and id is an exciting current.

【0012】なお、この図3では、フィードバック方式
のベクトル制御形式とすることもできるように、誘導電
動機5に取付けた回転数検出器(エンコーダ)6が示され
ているが、以下の説明では、この回転数検出器6を用い
ない、いわゆるセンサレス方式の場合について説明して
ある。また、この場合、順変換部1を持たず、直流電力
部2のPN端子に直流電源を接続して使用するようにし
ても良い。
Incidentally, in FIG. 3, a rotation speed detector (encoder) 6 attached to the induction motor 5 is shown so that the feedback type vector control format can be adopted, but in the following description, The case of so-called sensorless system without using the rotation speed detector 6 has been described. Further, in this case, the forward conversion unit 1 may not be provided and a DC power source may be connected to the PN terminal of the DC power unit 2 for use.

【0013】次に、動作について説明すると、この図3
のインバータ装置は、A/Dコンバータ9−3から2相
/3相変換演算部9−4を介して取り込んだトルク電流
iqにより、そのとき必要としているすべり周波数ωs
を算出し、これによりベクトル制御演算部9−5は、逆
変換部3に指令する一次周波数指令ω1が周波数指令ω
r*に対応した値となるように、この一次周波数指令ω
1を演算し、そのデータをPWM信号発生演算部9−2
に送る。
Next, the operation will be described with reference to FIG.
The inverter device of No. 2 uses the torque current iq fetched from the A / D converter 9-3 via the two-phase / three-phase conversion calculation unit 9-4 to determine the slip frequency ωs required at that time.
Then, the vector control calculation unit 9-5 determines that the primary frequency command ω1 commanding the inverse conversion unit 3 is the frequency command ω.
This primary frequency command ω is set to a value corresponding to r *.
1 is calculated, and the data is calculated by the PWM signal generation calculation unit 9-2.
Send to

【0014】そこで、PWM信号発生演算部9−2は、
直流電圧検出部8からA/Dコンバータ9−1を介して
取り込んだ直流電圧VPN のデータを考慮し、電動機端
子電圧V1/出力周波数fの比率が、電圧設定器7によ
り設定されたAVRレベル設定値となるようにスイッチ
ングパルスのデューティを演算し、それに対応したPW
M信号を逆変換部3に出力するのである。
Therefore, the PWM signal generation / calculation unit 9-2 is
Considering the data of the DC voltage V PN fetched from the DC voltage detector 8 through the A / D converter 9-1, the ratio of the motor terminal voltage V 1 / output frequency f is set by the voltage setting unit 7 to AVR. The duty of the switching pulse is calculated to reach the level setting value, and the PW corresponding to it is calculated.
The M signal is output to the inverse conversion unit 3.

【0015】従って、このようなAVR機能を有し、V
/f一定制御が与えられるようにしたインバータ装置、
例えば、図3に示す従来のインバータ装置によれば、誘
導電動機5の力行回生状態に関係無く、常にV1/fは
一定となるので、誘導電動機5から回生されるエネルギ
ーによりインバータ主回路での直流電力部の電圧が上昇
してしまい、この結果、電動機の実トルクが正確に制御
できなくなってしまったり、過電圧トリップしやすいイ
ンバータ装置となる。
Therefore, it has such an AVR function,
/ F Inverter device with constant control provided,
For example, according to the conventional inverter device shown in FIG. 3, V 1 / f is always constant regardless of the power running regenerative state of the induction motor 5, so that the energy regenerated from the induction motor 5 causes the inverter main circuit to operate. The voltage of the DC power unit rises, and as a result, the actual torque of the electric motor cannot be accurately controlled, or the inverter device is apt to trip overvoltage.

【0016】[0016]

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、イン
バータ装置運転中でのトリップ耐性(粘り強さ)と逆変換
部での発熱について配慮がされておらず、負荷である電
動機が回生運転状態になると簡単にトリップしたり、逆
変換部の温度が上昇してしまうという問題があった。
The above prior art does not take into consideration the trip resistance (tenacity) during operation of the inverter device and the heat generation in the inverse conversion unit, and the electric motor as the load is in the regenerative operation state. In that case, there is a problem that the trip easily occurs and the temperature of the inverse conversion unit rises.

【0017】すなわち、従来のAVR機能を有するイン
バータ装置では、制御について電動機の力行運転と回生
運転で特に区別はされておらず、従って、電動機が回生
状態になって逆変換部の直流側電圧の上昇要因となった
ときでも、電動機の端子電圧は出力周波数に対して一定
の比率に保たれてしまうため、電動機の損失は少なく抑
えられるものの、インバータ側には余分の回生エネルギ
ーが返還されるようになって、過電圧状態になってしま
う。
That is, in the conventional inverter device having the AVR function, no distinction is made between the power running operation and the regenerative operation of the electric motor for control. Therefore, when the electric motor is in the regenerative state, the DC side voltage of the inverse converter is changed. Even when it causes a rise, the terminal voltage of the motor is kept at a constant ratio to the output frequency, so the loss of the motor can be suppressed to a small amount, but excess regenerative energy is returned to the inverter side. Then, it becomes an overvoltage condition.

【0018】従って、従来技術では、インバータ装置の
過電圧保護などの保護機能が働き易くなり、このため、
いわゆるトリップ耐性に乏しく、粘り強さに欠けるもの
となってしまうのである。また、この結果、従来技術で
は、電動機の一次電流も過大になり、上記したように、
インバータ装置の逆変換部での損失の増加をも伴い、熱
的にも不利になってしまうのである。
Therefore, in the prior art, the protection function such as the overvoltage protection of the inverter device is easy to work, and therefore,
It lacks so-called trip resistance and lacks tenacity. Further, as a result, in the conventional technology, the primary current of the motor also becomes excessive, and as described above,
This is also disadvantageous in terms of heat, accompanied by an increase in loss in the inverse conversion section of the inverter device.

【0019】本発明の目的は、電動機が回生状態になっ
たときでも、安定してベクトル制御により電動機トルク
の制御が行え、このとき電動機での発熱をも考慮した上
で、インバータ装置への回生エネルギーを軽減させるこ
とができ、逆変換部の発熱についても有利で、トリップ
され難い粘り強いインバータ装置を提供することにあ
る。
An object of the present invention is to stably control the electric motor torque by vector control even when the electric motor is in a regenerative state. At this time, the heat generated by the electric motor is also taken into consideration, and the regeneration to the inverter device is performed. An object of the present invention is to provide a tenacious inverter device that can reduce energy, is advantageous in heat generation of the inverse conversion portion, and is hard to trip.

【0020】[0020]

【課題を解決するための手段】上記目的は、少なくとも
直流電力を交流電力に変換する逆変換部を有するインバ
ータ主回路と、このインバータ主回路内の半導体素子を
スイッチング制御して交流出力周波数に対する交流周波
数電圧の比率を所定値に保つV/f一定制御を行なう制
御回路系とを備えた電動機駆動用のインバータ装置にお
いて、力行運転状態と回生運転状態に応じて上記交流出
力周波数に対する交流周波数電圧の比率を変化させる手
段を設けることにより達成される。
The above object is to provide an inverter main circuit having at least an inverse converter for converting DC power into AC power, and switching control of semiconductor elements in the inverter main circuit to achieve AC output frequency. In an inverter device for driving an electric motor, which includes a control circuit system that performs constant V / f control for maintaining a ratio of frequency voltage to a predetermined value, an AC frequency voltage with respect to the AC output frequency depending on a power running operation state and a regenerative operation state. This is achieved by providing means for changing the ratio.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】以下、本発明によるインバータ装
置について図示の実施例により詳細に説明する。図1
は、本発明によるインバータ装置の一実施例で、インバ
ータ主回路INVは図3に示した従来例と同じであり、
制御回路系CONについては、マイコン9の中のベクト
ル制御演算部9−5の構成が一部異なるだけで、その他
の構成は図3の従来例と同じであるので、以下の説明で
は、異なっている点に重点をおいて説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, an inverter device according to the present invention will be described in detail with reference to illustrated embodiments. FIG.
Is an embodiment of the inverter device according to the present invention, and the inverter main circuit INV is the same as the conventional example shown in FIG.
Regarding the control circuit system CON, only the configuration of the vector control operation unit 9-5 in the microcomputer 9 is partly different, and the other configurations are the same as those of the conventional example of FIG. I will focus on the points that exist.

【0022】図1の実施例において、まず、7−1は回
生時でのAVRレベル設定値を与える電圧設定器で、電
圧設定器7で与えられる力行時でのAVRレベル設定値
によるV1/f比率よりも大きいV1/f比率を与えるの
に必要なAVRレベル設定値を発生する働きをする。
In the embodiment of FIG. 1, first, 7-1 is a voltage setter for giving an AVR level set value at the time of regeneration, and V 1 / V according to the AVR level set value at the time of power running given by the voltage setter 7. It serves to generate the AVR level setpoint necessary to provide a V 1 / f ratio that is greater than the f ratio.

【0023】次に、9−6はトルク電流iq の正負判別
回路で、トルク電流iq の符号が力行時は正、回生時は
負となるので、この正負を判定することにより、誘導電
動機5の力行状態と回生状態の判別を行い、誘導電動機
4の運転状態が回生運転になったとき、切換信号sを発
生する働きをする。
Next, reference numeral 9-6 is a positive / negative discriminating circuit of the torque current iq. Since the sign of the torque current iq is positive during power running and negative during regeneration, the positive / negative of the induction motor 5 is judged. It functions to generate a switching signal s when the power running state and the regenerative state are discriminated and the operating state of the induction motor 4 becomes the regenerative operation.

【0024】ところで、ベクトル制御演算部9−5は、
図3に示した従来例と同じで、逆変換部3に指令する一
次周波数指令ω1が周波数指令ωr*に対応した値とな
るように、この一次周波数指令ω1を演算し、そのデー
タをPWM信号発生演算部9−2に送るものであるが、
このベクトル制御演算を行う部分は、この図1の実施例
では、ブロック9−5aに集約して示されており、そし
て、このベクトル制御演算部9−5には、更に第1のス
イッチ回路9−5bが設けられている。
By the way, the vector control calculation unit 9-5 is
As in the conventional example shown in FIG. 3, the primary frequency command ω1 is calculated so that the primary frequency command ω1 commanded to the inverse conversion unit 3 has a value corresponding to the frequency command ωr *, and the data is calculated by the PWM signal. Although it is to be sent to the generation calculation unit 9-2,
In the embodiment of FIG. 1, the part for performing the vector control calculation is shown collectively in the block 9-5a, and the vector control calculation part 9-5 further includes the first switch circuit 9 -5b is provided.

【0025】この第1のスイッチ回路9−5bは、正負
判別回路9−6が発生する切換信号sにより切換制御さ
れ、力行時には図示のように、力行時でのAVRレベル
設定用の電圧設定器7の出力側に切換えられ、回生時で
切換信号sが供給されているときは、図示と反対に、回
生時でのAVRレベル設定用の電圧設定器7−1の出力
側に切換えられる。
The first switch circuit 9-5b is switch-controlled by a switching signal s generated by the positive / negative discriminating circuit 9-6, and at the time of power running, as shown in the figure, a voltage setting device for setting the AVR level at the time of power running. When the switching signal s is supplied during regeneration, the switching signal s is switched to the output side of the voltage setter 7-1 for AVR level setting during regeneration, contrary to the figure.

【0026】従って、この第1のスイッチ回路9−5b
は、力行時には、力行用AVRレベル設定値がブロック
9−5aに取込まれてベクトル制御演算が行われるよう
にするが、回生時には、回生用のAVRレベル設定値が
ブロック9−5aに取込まれるようにし、これにより、
力行時でのAVRレベル設定値によるV1/f比率より
も大きいV1/f比率によりベクトル制御演算が行われ
るようにする働きをすることになる。
Therefore, the first switch circuit 9-5b
Causes the AVR level set value for power running to be taken into the block 9-5a for vector control calculation, but at the time of regeneration, the AVR level set value for regeneration is taken into the block 9-5a. So that
The vector control operation is performed with a V 1 / f ratio larger than the V 1 / f ratio according to the AVR level set value during power running.

【0027】なお、上記したように、この図1の実施例
でも、その他の構成は、図3の従来例と同じである。
As described above, the other configuration of the embodiment of FIG. 1 is the same as that of the conventional example of FIG.

【0028】次に、この図1の実施例の動作について説
明する。まず、誘導電動機5が力行運転状態にあるとき
は、スイッチ回路9−5bは、図1に示してあるよう
に、電圧設定器7の出力側に切換えられているので、こ
のときは、図3の従来例と同じ動作となり、トルク制御
精度の高いベクトル制御を行うことができる。
Next, the operation of the embodiment shown in FIG. 1 will be described. First, when the induction motor 5 is in the power running mode, the switch circuit 9-5b is switched to the output side of the voltage setting device 7 as shown in FIG. The same operation as that of the conventional example is performed, and vector control with high torque control accuracy can be performed.

【0029】しかして、いま、誘導電動機5の運転状態
が回生運転状態になったとすると、AVR機能によりV
1/f一定に制御されるので、上記したように、誘導電
動機5が過励磁状態になる虞れはないものの、このまま
のV1/f値では、誘導電動機5からインバータ側に返
還される回生エネルギーが多くなり過ぎ、インバータが
過電圧になって、トリップされ易くなってしまう上、逆
変換部での温度上昇が問題になってしまう。
Now, assuming that the induction motor 5 is now in the regenerative operation state, the AVR function causes V
Since the induction motor 5 is controlled to be constant at 1 / f, there is no risk of the induction motor 5 being overexcited as described above, but with the V 1 / f value as it is, the regeneration generated from the induction motor 5 is returned to the inverter side. There is too much energy, the inverter becomes overvoltage, and it is easy to trip, and the temperature rise in the inverse conversion part becomes a problem.

【0030】しかしながら、この図1の実施例では、誘
導電動機5の運転状態が力行運転から回生運転状態にな
ったとすると、正負判別回路9−6から切換信号sが発
生されるので、スイッチ回路9−5bは、回生時でのA
VRレベル設定用の電圧設定器7−1の出力側に切換え
られ、この結果、V1/f値は、それ迄の値よりも大き
くされ、これによりAVR機能が働くので、誘導電動機
5は過励磁状態にされるようになる。
However, in the embodiment of FIG. 1, if the operating state of the induction motor 5 is changed from the power running operation to the regenerative operation state, the switching signal s is generated from the positive / negative discriminating circuit 9-6. -5b is A at the time of regeneration
It is switched to the output side of the voltage setting device 7-1 for VR level setting, and as a result, the V 1 / f value is made larger than the value up to that time, and the AVR function is activated by this, so that the induction motor 5 is overloaded. Being excited.

【0031】この結果、今度は同一の回生トルク値のも
とでも、誘導電動機5が過励磁状態になっているので、
回生されたエネルギーの内、誘導電動機5自身が吸収し
損失となってしまう分が増加し、その分、インバータ側
に返還される回生エネルギーは減少されてしまう。
As a result, the induction motor 5 is overexcited even under the same regenerative torque value.
Of the regenerated energy, the amount that the induction motor 5 itself absorbs and becomes a loss is increased, and the regenerated energy returned to the inverter side is reduced accordingly.

【0032】従って、この実施例によれば、回生運転状
態での誘導電動機5の回生トルクが増加し、回生エネル
ギーが増加しても、その内のインバータ側に返還される
エネルギー分の増加は抑えられ、トリップ(過電圧保護)
し難くて粘り強い特性を容易に与えることができる。
Therefore, according to this embodiment, even if the regenerative torque of the induction motor 5 in the regenerative operation state increases and the regenerative energy increases, the increase of the energy amount returned to the inverter side is suppressed. Tripped (overvoltage protection)
It is possible to easily give tenacious and tenacious properties.

【0033】次に、図2は、本発明によるインバータ装
置の他の一実施例で、図において、9−5cは回生AV
Rレベル電圧発生回路、9−5dは第2のスイッチ回
路、それに9−5eは加算回路であり、その他の構成
は、図1の実施例と同じである。
Next, FIG. 2 shows another embodiment of the inverter device according to the present invention. In the figure, 9-5c is a regenerative AV.
The R level voltage generating circuit, 9-5d is a second switch circuit, and 9-5e is an adding circuit, and other configurations are the same as those of the embodiment of FIG.

【0034】まず、回生AVRレベル電圧発生回路9−
5cは、A/Dコンバータ9−3を介して一次電流検出
器4から誘導電動機5の一次電流I1を取込み、それに
ほぼ比例して増加する電圧Eを発生する働きをするもの
で、このとき、横軸に一次電流I1を取って、縦軸にE
を取ると、図示のような特性にしたがって電圧Eを発生
するように構成されている。。
First, the regenerative AVR level voltage generation circuit 9-
Reference numeral 5c serves to take in the primary current I 1 of the induction motor 5 from the primary current detector 4 via the A / D converter 9-3 and generate a voltage E which increases in proportion to it. , The horizontal axis is the primary current I 1 and the vertical axis is E
If it takes, it is configured to generate the voltage E according to the characteristic shown in the drawing. .

【0035】第2のスイッチ回路9−5dは、正負判別
回路9−6が発生する切換信号sにより開閉制御され、
力行時には、図示のように開いているが、回生時で切換
信号sが供給されているときは、図示とは反対に、閉じ
るように動作する。
The second switch circuit 9-5d is opened and closed by a switching signal s generated by the positive / negative discrimination circuit 9-6,
It is opened as shown in the figure during power running, but when the switching signal s is supplied during regeneration, it operates to close, contrary to the figure.

【0036】加算回路9−5eは、第2のスイッチ回路
9−5dが閉じているとき、これを介して供給される回
生AVRレベル電圧発生回路9−5cからの電圧Eを、
電圧設定器7の出力に加算してブロック9−5aに供給
する働きをする。
When the second switch circuit 9-5d is closed, the adder circuit 9-5e outputs the voltage E from the regenerative AVR level voltage generation circuit 9-5c supplied through the second switch circuit 9-5d.
It functions to add to the output of the voltage setter 7 and supply it to the block 9-5a.

【0037】そこで、この図2の実施例によれば、誘導
電動機5が回生運転状態になると、スイッチ回路9−5
dが閉じ、回生AVRレベル電圧発生回路9−5cから
の電圧Eが、電圧設定器7から出力されている力行時で
のAVRレベル設定値に加算されることになり、この結
果、ブロック9−5aに入力されるAVRレベル設定値
は、それ迄のV1/f比率よりも大きいV1/f比率を与
えるのに必要なAVRレベル設定値に増加され、従っ
て、同一の回生トルク値のもとでも、誘導電動機5が過
励磁状態にされるので、回生されたエネルギーの内、誘
導電動機5自身で吸収され損失となってしまう分が増加
し、その分、インバータ側に返還される回生エネルギー
は減少されてしまう。
Therefore, according to the embodiment of FIG. 2, when the induction motor 5 is in the regenerative operation state, the switch circuit 9-5 is used.
d is closed, and the voltage E from the regenerative AVR level voltage generation circuit 9-5c is added to the AVR level setting value at the time of powering output from the voltage setting device 7. As a result, the block 9- AVR level setting value input to 5a is increased to AVR level setting value as required to give it up to V 1 / f larger V 1 / f ratio than the ratio of, therefore, even the same regenerative torque value However, since the induction motor 5 is overexcited, the amount of regenerated energy that is absorbed and lost by the induction motor 5 itself increases, and the regenerative energy returned to the inverter side is increased accordingly. Will be reduced.

【0038】従って、この図2の実施例によっても、図
1の実施例と同様に、回生運転状態での誘導電動機5の
回生トルクが大きくなっても、それによりインバータ側
に返還される回生エネルギーは減少し、同じくトリップ
(過電圧保護)し難くて粘り強い特性を容易に与えること
ができる。
Therefore, according to the embodiment of FIG. 2 as well, similar to the embodiment of FIG. 1, even if the regenerative torque of the induction motor 5 in the regenerative operation state becomes large, the regenerative energy returned to the inverter side is thereby increased. Decreased and also tripped
(Overvoltage protection) It is possible to easily give tenacious characteristics that are difficult to perform.

【0039】そして、この図2の実施例の場合には、回
生AVRレベル電圧発生回路9−5cからの電圧Eが、
誘導電動機5の一次電流I1にほぼ比例して増加するの
で、誘導電動機5の回生トルクが増加するにつれて一次
電圧V1も増加され、誘導電動機5で回生されるエネル
ギーの内で、誘導電動機5自身が吸収し損失となる分が
増加するようになるので、インバータ側に返還される回
生エネルギーをほぼ一定にすることができる。
In the case of the embodiment of FIG. 2, the voltage E from the regenerative AVR level voltage generating circuit 9-5c is
Since the primary current I 1 of the induction motor 5 increases substantially in proportion to the primary current V 1, the primary voltage V 1 also increases as the regenerative torque of the induction motor 5 increases, and the induction motor 5 is regenerated by the induction motor 5. Since the amount absorbed by itself and increased as a loss increases, the regenerative energy returned to the inverter side can be made substantially constant.

【0040】しかして、この結果、誘導電動機5の回生
トルクが増加しても、インバータの温度上昇は抑えられ
るが、その分、誘導電動機5は励磁電流が過大になり、
今度は誘導電動機5での発熱が問題になる。そこで、こ
の図2の実施例では、回生AVRレベル電圧発生回路9
−5cを、以下の通りの特性を有するように構成してあ
る。
As a result, even if the regenerative torque of the induction motor 5 increases, the temperature rise of the inverter can be suppressed, but the exciting current of the induction motor 5 becomes excessively large by that much.
This time, heat generation in the induction motor 5 becomes a problem. Therefore, in the embodiment of FIG. 2, the regenerative AVR level voltage generating circuit 9
-5c is configured to have the following characteristics.

【0041】すなわち、誘導電動機5の一次電流I1
所定の第1の電流値になるまでの領域では、電圧Eは所
定の下限値になったままにされ、電流I1がこの第1の
電流値を越えてから所定の第2の電流値になるまでの領
域では、一次電流I1にほぼ比例して電圧Eが増加し、
第2の電流値を越えた領域では、電圧Eが所定の上限値
を保つようにした特性を有するように、回生AVRレベ
ル電圧発生回路9−5cが構成されているのである。
That is, in the region until the primary current I 1 of the induction motor 5 reaches the predetermined first current value, the voltage E is kept at the predetermined lower limit value, and the current I 1 becomes the first lower limit value. In the region from the current value being exceeded to the predetermined second current value, the voltage E increases almost in proportion to the primary current I 1 .
In the region exceeding the second current value, the regenerative AVR level voltage generating circuit 9-5c is configured so that the voltage E has a characteristic of keeping a predetermined upper limit value.

【0042】そして、このときの下限値としては、イン
バータがトリップ(加熱保護、過電圧保護)しずらい値を
選定し、上限値としては、誘導電動機5の発熱に問題が
生じない程度の値を選定しておくようにする。
At this time, the lower limit value is selected so that the inverter is less likely to trip (heat protection, overvoltage protection), and the upper limit value is set to a value that does not cause a problem in heat generation of the induction motor 5. Be sure to select it.

【0043】従って、この図2の実施例によれば、誘導
電動機5の一次電流I1に対する電圧Eの特性に、図示
のように下限リミットと上限リミットが与えられるよう
になるので、誘導電動機5とインバータの双方に、発熱
についての協調を図ることができ、高い信頼性を確保す
ることができる。
Therefore, according to the embodiment of FIG. 2, the lower limit and the upper limit are given to the characteristic of the voltage E with respect to the primary current I 1 of the induction motor 5, so that the induction motor 5 can be provided. Both the inverter and the inverter can cooperate in heat generation, and high reliability can be secured.

【0044】ところで、上記本発明の実施例において
は、回転数検出器(エンコーダ)を用いない、いわゆるセ
ンサレス方式の場合について説明したが、フィードバッ
ク方式のベクトル制御形式により実施するようにしても
良く、この場合には、図示のように、誘導電動機5に取
付けた回転数検出器6をもちいるようにすれば良い。ま
た、この場合、順変換部1を持たず、直流電力部2のP
N端子に直流電源を接続して使用するようにしても良
い。
In the embodiment of the present invention described above, the so-called sensorless system in which the rotation speed detector (encoder) is not used has been described, but it may be implemented by a feedback type vector control system. In this case, as shown in the drawing, the rotation speed detector 6 attached to the induction motor 5 may be used. In this case, the forward conversion unit 1 is not provided, and the P of the DC power unit 2 is
A DC power supply may be connected to the N terminal for use.

【0045】[0045]

【発明の効果】本発明によれば、電動機のベクトル制御
に際して、励磁電流とトルク電流を精度良く検出できる
ので、実トルクを正確に制御することができる。また、
このとき、電動機での発熱をも考慮した上で、インバー
タ装置への回生エネルギーを軽減させることができるの
で、回生トルクの増加と共に逆変換部の発熱を抑えるこ
とができ、この結果、トリップ耐性に富み、粘り強いイ
ンバータ装置を容易に提供することができる。
According to the present invention, since the exciting current and the torque current can be accurately detected during vector control of the electric motor, the actual torque can be accurately controlled. Also,
At this time, it is possible to reduce the regenerative energy to the inverter device in consideration of the heat generated by the electric motor, so that it is possible to suppress the heat generation of the reverse converter with the increase of the regenerative torque. It is possible to easily provide a rich and tenacious inverter device.

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

【図1】本発明によるインバータ装置の一実施例を示す
ブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of an inverter device according to the present invention.

【図2】本発明によるインバータ装置の他の一実施例を
示すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing another embodiment of the inverter device according to the present invention.

【図3】インバータ装置の従来例を示すブロック図であ
る。
FIG. 3 is a block diagram showing a conventional example of an inverter device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

INV インバータ主回路 CON インバータの制御回路系 1 順変換部(コンバータ部) 2 直流電力部(コンデンサ部) 3 逆変換部(インバータ部) 4 一次電流検出器 5 誘導電動機 6 回転数検出器 7 AVRレベル設定値を与える電圧設定器(力行時) 7−1 AVRレベル設定値を与える電圧設定器(回生
時) 8 直流電圧検出部 9 マイコン(マイクロコンピュータ) 9−1 A/Dコンバータ 9−2 PWM信号発生演算部 9−3 A/Dコンバータ 9−4 2相/3相変換演算部 9−5 ベクトル制御演算部 9−5a ブロック(ベクトル制御演算部) 9−5b 第1のスイッチ回路 9−5c 回生AVRレベル電圧発生回路 9−5d 第2のスイッチ回路 9−5e 加算回路 9−6 正負判別回路
INV Inverter main circuit CON Inverter control circuit system 1 Forward conversion part (converter part) 2 DC power part (capacitor part) 3 Inverse conversion part (inverter part) 4 Primary current detector 5 Induction motor 6 Rotation speed detector 7 AVR level Voltage setting device that gives a setting value (during power running) 7-1 AVR level Voltage setting device that gives a setting value (during regeneration) 8 DC voltage detection unit 9 Microcomputer (microcomputer) 9-1 A / D converter 9-2 PWM signal Generation calculation unit 9-3 A / D converter 9-4 Two-phase / 3-phase conversion calculation unit 9-5 Vector control calculation unit 9-5a Block (vector control calculation unit) 9-5b First switch circuit 9-5c Regeneration AVR level voltage generation circuit 9-5d Second switch circuit 9-5e Adder circuit 9-6 Positive / negative determination circuit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H02P 7/63 302 H02P 5/408 H (72)発明者 高田 直樹 千葉県習志野市東習志野7丁目1番1号 株式会社日立製作所産業機器事業部内 (72)発明者 伊藤 和広 千葉県習志野市東習志野7丁目1番1号 株式会社日立製作所産業機器事業部内 (72)発明者 小曽根 孝道 千葉県習志野市東習志野7丁目1番1号 株式会社日立製作所産業機器事業部内 (72)発明者 広田 雅之 千葉県習志野市東習志野7丁目1番1号 日立京葉エンジニアリング株式会社内─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Internal reference number FI Technical indication location H02P 7/63 302 H02P 5/408 H (72) Inventor Naoki Takada 7-1, Higashi Narashino, Narashino, Chiba No. 1 Industrial Machinery Division, Hitachi, Ltd. (72) Inventor Kazuhiro Ito 7-1-1 Higashi Narashino, Narashino City, Chiba Prefecture In the Industrial Machinery Division, Hitachi, Ltd. (72) Takamichi Ozone, 7 Higashi Narashino, Narashino, Chiba Prefecture 1-1-1, Hitachi Ltd. Industrial Equipment Division (72) Inventor Masayuki Hirota 7-1-1, Higashi-Narashino, Narashino, Chiba Prefecture Hitachi Keiyo Engineering Co., Ltd.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 少なくとも直流電力を交流電力に変換す
る逆変換部を有するインバータ主回路と、このインバー
タ主回路内の半導体素子をスイッチング制御して交流出
力周波数に対する交流周波数電圧の比率を所定値に保つ
V/f一定制御を行なう制御回路系とを備えた電動機駆
動用のインバータ装置において、 力行運転状態と回生運転状態に応じて上記交流出力周波
数に対する交流周波数電圧の比率を変化させる手段が上
記制御回路系に設けられていることを特徴とするインバ
ータ装置。
1. An inverter main circuit having at least an inverse converter for converting DC power into AC power, and switching control of semiconductor elements in the inverter main circuit to set a ratio of an AC frequency voltage to an AC output frequency to a predetermined value. In an inverter device for driving an electric motor, which comprises a control circuit system for performing a constant V / f control, the means for changing the ratio of the AC frequency voltage to the AC output frequency in accordance with the power running operation state and the regenerative operation state is the above control. An inverter device characterized by being provided in a circuit system.
【請求項2】 請求項1の発明において、 上記制御回路系による上記インバータ主回路の制御が、
電動機電流を励磁電流成分とトルク電流成分に分離して
行なうようにしたベクトル制御方式であり、 上記トルク電流の極性により、上記力行運転状態と回生
運転状態を判別するように構成されていることを特徴と
するインバータ装置。
2. The invention according to claim 1, wherein the control of the inverter main circuit by the control circuit system comprises:
It is a vector control method that separates the motor current into an exciting current component and a torque current component, and is configured to determine the power running operation state and the regenerative operation state based on the polarity of the torque current. Characteristic inverter device.
【請求項3】 請求項1の発明において、 回生運転状態での上記交流出力周波数に対する交流周波
数電圧の比率に、上限値と下限値が与えられるように構
成したことを特徴とするインバータ装置。
3. The inverter device according to claim 1, wherein an upper limit value and a lower limit value are given to a ratio of the AC frequency voltage to the AC output frequency in the regenerative operation state.
JP7298333A 1995-11-16 1995-11-16 Inverter Pending JPH09140181A (en)

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