JPH09201099A - 誘導電動機駆動用インバ−タ装置 - Google Patents

誘導電動機駆動用インバ−タ装置

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JPH09201099A
JPH09201099A JP8022151A JP2215196A JPH09201099A JP H09201099 A JPH09201099 A JP H09201099A JP 8022151 A JP8022151 A JP 8022151A JP 2215196 A JP2215196 A JP 2215196A JP H09201099 A JPH09201099 A JP H09201099A
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voltage
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Toshito Nakanishi
俊人 中西
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Toyo Electric Manufacturing Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】直流電源電圧が低下した場合においても電動機
の回転速度の低下を極力抑え得る誘導電動機駆動用イン
バ−タ装置を提供するものである。 【解決手段】直流電源電圧および電動機の実回転速度を
信号入力とする係数演算回路と、係数演算回路出力を磁
束指令設定回路出力に乗じた鎖交磁束指令信号を発生す
る第1の乗算器と、トルク制限値に係数演算回路出力を
乗じたトルク制限信号をトルク制限回路に発生する第2
の乗算器とを、具備して構成したものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、誘導電動機の鎖交
磁束と出力トルクをそれぞれ制御する機能を有する誘導
電動機駆動用インバータ装置に、関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、誘導電動機の鎖交磁束およびト
ルクを制御し、誘導電動機の速度を制御する機能を有す
る誘導電動機駆動用インバータ装置が、知られている。
これは、図2の如くである。図2は従来例を示したもの
であって、1は直流電源、2は直流電圧検出器、3は三
相のインバータ回路、4はU,V,W各相の出力電圧検
出器、5はU,V各相の出力電流検出器、6は電動機
(以下単に電動機という)、7は速度検出器、8は速度
指令演算回路、9は速度制御回路、10はトルク制限回
路、11は磁束指令設定回路、12はトルク制御回路、13は
磁束制御回路、14はPWM発生回路、15は磁束演算回
路、16はトルク演算回路である。
【0003】図2において、インバータ回路3は直流電
源1を得て、電動機6を駆動する。また、速度制御回路
9にて、速度指令演算回路8により設定された速度指令
N*と速度検出器7で検出される実回転速度Nとの偏差
を用い、トルク指令TR1が求められる。そのトルク指令
TR1は、トルク制限回路10によって電動機6が出力可能
な範囲に制限され、トルク指令TR2と変換される。
【0004】トルク制御回路12は、トルク指令TR2とト
ルク演算回路16によって得られる実トルクTとの偏差よ
り、トルク分電圧指令Tvを演算する。一方、磁束制御
回路13は、磁束指令設定回路11から与えられる一次鎖交
磁束指令φR1と、磁束演算回路15によって得られる一次
鎖交磁束ベクトルφ1 の大きさとの偏差より、磁束分電
圧指令φvを演算する。ここで、磁束演算回路15は出力
電圧検出器4によって得られる出力電圧ベクトルV0 よ
り一次鎖交磁束ベクトルφ1 を演算し、トルク演算回路
16では一次鎖交磁束ベクトルφ1 と出力電流検出回路5
によって得られる出力電流ベクトルI0とより実トルク
Tを演算している。
【0005】PWM発生回路14は、トルク分電圧指令T
vと磁束分電圧指令φvとより、U,V,W各相のゲー
ト信号Su,Sv,Swを演算し、インバータ回路3に
与える。したがって、ゲート信号Su,Sv,Swによ
って作用されるインバータ回路3出力の三相交流電圧
が、電動機6に印加されるものとなる。ここで、電動機
6の速度逆起電圧は、一次鎖交磁束ベクトルφの大きさ
と実回転速度Nに比例する。この速度逆起電圧がインバ
ータ回路3の出力可能な電圧より大きい場合に前述の制
御が不可能となるため、一次鎖交磁束指令φR1は、電動
機6の定格回転速度において、速度逆起電圧がインバー
タ回路3の出力可能な電圧の90%程度より小さくなる
ように、磁束指令設定回路11で設定している。
【0006】しかるに、直流電源1の電圧が定格電圧よ
り大きく下がった場合、インバータ回路3の出力可能な
電圧が比例して下がるため、速度逆起電圧の方が大きく
なって制御が不可能となる。このため、速度指令演算回
路8において、直流電圧検出器2によって得られる直流
電圧VDCを用いて、速度指令N*を図3の如くに調整す
る。図3は直流電圧低下時の速度指令の制限値を示し、
Nrは電動機6の定格回転速度である。つまり、直流電
源電圧が定格電圧の90%以下となった場合、速度指令
を直流電源電圧に比例した値以下に制限する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】この種の従来技術にお
いては、直流電源電圧が定格電圧の90%以下に低下し
た場合には、常に電動機の回転速度も直流電源電圧に比
例した値に制限され、したがって、意図する速度に制御
できなくなるという問題点があった。
【0008】しかして本発明の目的とするところは、直
流電源電圧が低下した場合においても、電動機の回転速
度の低下を極力抑え得る誘導電動機駆動用インバータ装
置を提供する、ことにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は上述したような
点に鑑みなされたものであって、電動機の回転速度を設
定する速度設定部と、電動機の一次側または二次側の鎖
交磁束の指令値を設定する磁束設定部と、電動機の出力
トルクの制限値を設定するトルク制限設定部と、速度設
定部出力の速度指令値と電動機の実回転速度とから出力
トルクの指令値を演算する速度制御部と、電動機の一次
側または二次側の鎖交磁束を磁束設定部より得られる磁
束指令に追従するように制御する磁束制御部と、出力ト
ルクをトルク指令値に追従するように制御するトルク制
御部と、インバータ回路に供給される電源電圧が定格よ
り低下した場合に電源電圧に比例しかつ電動機の回転速
度に反比例するようにトルク指令の制限値と鎖交磁束指
令とを制御する手段とを、設けて成るものである。
【0010】かかる解決手段により、つぎの如く作用効
果を奏することができる。すなわち、直流電圧が低下し
た場合においては、直流電圧に比例しかつ電動機の回転
速度に反比例するように出力トルクの制限値が制御され
るため、出力トルクの制限値より電動機の負荷トルクが
少ない場合はトルクの制限値にトルク指令が制限され
ず、速度指令通りに電動機の回転速度を制御できる。ま
た、出力トルクの制限値より電動機の負荷トルクが大き
い場合には、出力トルクが制限されて電動機の回転速度
は低下するが、電動機の回転速度が低下すれば出力トル
クの制限値が上昇するため、電動機の負荷トルクと出力
トルクの制限値が一致した回転速度で運転される。さら
には、同様に直流電圧に比例しかつ電動機の回転速度に
反比例するように鎖交磁束の指令値も制御されるため、
電動機の逆起電圧が三相インバータ回路の出力可能な最
大電圧を越えることはない。
【0011】
【発明の実施の形態】具体的には、特に、直流電源電圧
及び電動機の実回転速度を信号入力とする係数演算回路
と、係数演算回路出力を磁束指令設定回路出力に乗じた
一次鎖交磁束指令信号を磁束制御回路に発生する第1の
乗算器と、トルク制限値に係数演算回路出力を乗じたト
ルク制限信号をトルク制限回路に発生する第2の乗算器
とを、具備してなるものである。さらに、本発明を実施
例図面を参照して、詳細説明する。
【0012】
【実施例】図1は本発明の一実施例を図2に類して示し
たものであって、8’は速度指令演算回路、10’はトル
ク制限回路、17は係数演算回路、18,20は乗算器、19は
制限値設定回路である。すなわち図1においては、速度
制御回路9にて、速度指令演算回路8’により設定され
た速度指令N*と速度検出器7で検出される実回転速度
Nとの偏差を用い、トルク指令TR1が求められる。ここ
でトルク指令TR1は、トルク制限回路10’によって誘導
電動機6が制限値設定回路19と乗算器20とによるトルク
制限値TL2に制限され、トルク指令TR2’と変換され
る。
【0013】トルク制御回路12は、トルク指令TR2’と
トルク演算回路16によって得られる実トルクTとの偏差
より、トルク分電圧指令Tvを演算する。一方、磁束制
御回路13は、磁束指令設定回路11と乗算器18とで与えら
れる一次鎖交磁束指令φR2と、磁束演算回路15によって
得られる一次鎖交磁束ベクトルφ1の大きさとの偏差よ
り、磁束分電圧指令φvを演算する。ここで、磁束演算
回路15は出力電圧検出器4によって得られる出力電圧ベ
クトルV0 より一次鎖交磁束ベクトルφ1 を演算し、ト
ルク演算回路16では一次鎖交磁束ベクトルφ1 と出力電
流検出回路5によって得られる出力電流ベクトルI0と
より実トルクTを演算している。
【0014】PWM発生回路14は、トルク分電圧指令T
vと磁束分電圧指令φvとより、U,V,W各相のゲー
ト信号Su,Sv,Swを演算し、インバータ回路3に
与える。したがって、ゲート信号Su,Sv,Swによ
って作用されるインバータ回路3出力の三相交流電圧
が、電動機6に印加されるものとなる。
【0015】ここでは、一次鎖交磁束指令φR1が、電動
機6の定格速度において速度逆起電圧がインバータ回路
3の出力可能な電圧の90%程度より小さくなるように
磁束指令設定回路11で設定されている。また一次鎖交磁
束指令φR2は、一次鎖交磁束指令φR1に、係数演算回路
17出力の係数Kを、乗算器18により乗ずることで得られ
る。さらにトルク制限値TL2は、トルクの制限値設定回
路19で設定されるトルク制限値TL1に、係数演算回路17
出力の係数Kを、乗算器20により乗ずることで得られ
る。この係数Kを、係数演算回路17により得る。ここ
に、係数Kは実回転速度Nと直流電圧VDCとから、式
(1)の演算で求められる。VDCrは直流電源電圧定格
値である。ただし、(K>1)となる場合は(K=1)
とする。
【0016】 K=Nr/N×VDC/(VDCr×0.9) ・・・・(1)
【0017】ここで、かようにして得られた係数Kを一
次鎖交磁束指令値およびトルク制限値に乗じることによ
り、直流電圧が定格値より低下した場合においても、電
動機逆起電圧がインバータ回路3の出力可能な最大電圧
を越えることなく、出力トルクの制限値より電動機の負
荷トルクが少ない場合は、トルク制限値にトルク指令が
制限されず、速度指令通りに誘導電動機の回転速度を制
御でき、出力トルク制限値より電動機の負荷トルクが大
きい場合には、出力トルクが制限されて電動機の回転速
度は低下するが、電動機の回転速度が低下すれば出力ト
ルクの制限値が上昇するため、電動機の負荷トルクと出
力トルクの制限値が一致した回転速度で運転されるもの
となる。
【0018】なお、実施例は一次鎖交磁束を制御する装
置例を示したが、二次鎖交磁束を制御する装置において
も同様の制御が可能であることは、明らかである。ま
た、本実施例をソフトウェアにより実現してもよいこと
は、勿論である。
【0019】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、直
流電源電圧が低下した場合においても電動機の回転速度
の低下を極力抑え得る簡便な構成の装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明の一実施例を示す系統図である。
【図2】図2は従来例の誘導電動機駆動用インバータ装
置を示す系統図である。
【図3】図3は直流電圧低下時の速度指令の制限値を示
す図である。
【符号の説明】
1 直流電源 2 直流電圧検出器 3 インバータ回路 4 出力電圧検出器 5 出力電流検出器 6 誘導電動機(電動機) 7 速度検出器 8 速度指令演算回路 8’ 速度指令演算回路 9 速度制御回路 10 トルク制限回路 10’ トルク制限回路 11 磁束指令設定回路 12 トルク制御回路 13 磁束制御回路 14 PWM発生回路 15 磁束演算回路 16 トルク演算回路 17 係数演算回路 18 乗算器 19 制限値設定回路 20 乗算器
───────────────────────────────────────────────────── 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 5/408 H

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 誘導電動機の回転速度を設定する速度設
    定部と、誘導電動機の一次側または二次側の鎖交磁束の
    指令値を設定する磁束設定部と、誘導電動機の出力トル
    クの制限値を設定するトルク制限設定部と、前記速度設
    定部出力の速度指令値と誘導電動機の実回転速度とから
    出力トルクの指令値を演算する速度制御部と、誘導電動
    機の一次側または二次側の鎖交磁束を前記磁束設定部よ
    り得られる磁束指令に追従するように制御する磁束制御
    部と、前記出力トルクをトルク指令値に追従するように
    制御するトルク制御部を備える誘導電動機駆動用インバ
    ータ装置において、 インバータ回路に供給される電源電圧が定格より低下し
    た場合、該電源電圧に比例しかつ誘導電動機の回転速度
    に反比例するように前記トルク指令の制限値と鎖交磁束
    の指令値とを制御する手段を、 具備して成ることを特徴とする誘導電動機駆動用インバ
    ータ装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011050178A (ja) * 2009-08-27 2011-03-10 Sanyo Electric Co Ltd モータ制御装置及び発電機制御装置
JP2013243876A (ja) * 2012-05-22 2013-12-05 Fuji Electric Co Ltd 交流電動機の制御装置
JP2015111974A (ja) * 2013-12-06 2015-06-18 ダイキン工業株式会社 電動機制御装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2013243876A (ja) * 2012-05-22 2013-12-05 Fuji Electric Co Ltd 交流電動機の制御装置
JP2015111974A (ja) * 2013-12-06 2015-06-18 ダイキン工業株式会社 電動機制御装置

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