JPH1042590A - Voltage-type inverter - Google Patents

Voltage-type inverter

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JPH1042590A
JPH1042590A JP8195906A JP19590696A JPH1042590A JP H1042590 A JPH1042590 A JP H1042590A JP 8195906 A JP8195906 A JP 8195906A JP 19590696 A JP19590696 A JP 19590696A JP H1042590 A JPH1042590 A JP H1042590A
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Japan
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voltage
inverter
converter
motor
phase
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JP8195906A
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Inventor
Isao Jingu
勲 神宮
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide complete restart, even after stopping as a result of capacitor voltage reaching an overvoltage condition. SOLUTION: When a running signal RUN is turned on by a restart command and restart by current limit control begins through a current limit command S1 outputted from a comparator 28, a signal S2 is outputted from an off delay timer 31. A one-shot timer 33 is operated at a fixed time after a timer counter 32 starts counting, so that a converter 10 and an inverter 13 are stopped for a short time to conduct such control as a phase reference θr is synchronized again with the phase of the voltage Vm of an AC motor 14. The running signal RUN is turned on again to repeat the restarting operation by current limit control. After a prescribed time of a one-shot timer 29 started by a restart command has passed, current limit control is released to restore it to ordinary operation.

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】本発明は交流電動機を駆動す
る電圧形インバータに係り、特に運転中に何らかの原因
で停止した場合、速やかに運転を再開させる再起動機能
を備えた電圧形インバータの改良に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a voltage-source inverter for driving an AC motor, and more particularly to an improvement of a voltage-source inverter having a restart function for restarting the operation promptly when stopped for some reason during operation. .

【0002】[0002]

【従来の技術】交流電動機を駆動する電圧形インバータ
として図5に示すものが用いられている。この電圧形イ
ンバータは、商用電圧をコンバータ10で直流電圧に変
換し、該直流電圧をリアクトル11とコンデンサ12で
平滑し、平滑された直流電圧をインバータ13で可変周
波数可変電圧の交流電圧に変換し、交流電動機14を可
変速駆動するものである。
2. Description of the Related Art As a voltage source inverter for driving an AC motor, an inverter shown in FIG. 5 is used. This voltage type inverter converts a commercial voltage into a DC voltage by a converter 10, smoothes the DC voltage with a reactor 11 and a capacitor 12, and converts the smoothed DC voltage into an AC voltage of a variable frequency variable voltage by an inverter 13. The AC motor 14 is driven at a variable speed.

【0003】この電圧形インバータの制御動作について
以下に簡単に説明する。設定器15で設定された速度基
準Sr が変化率制限回路16に入力され速度基準Sr に
対応した周波数基準Fr が出力される。この周波数基準
Fr は関数発生回路17で電圧基準に変換され、一次遅
れ回路30を介して電圧基準Vr として電圧制御回路1
8に入力される。電圧制御回路18は電圧基準Vr と電
圧検出器19で検出されたコンデンサ12の電圧Vc と
を比較して位相基準を出力し、位相制御回路20を介し
てコンバータ10の点弧位相を制御し、コンデンサ12
の電圧Vc を電圧基準Vr に対応した値に制御する。
[0003] The control operation of this voltage source inverter will be briefly described below. The speed reference Sr set by the setting unit 15 is input to the rate-of-change limiting circuit 16, and the frequency reference Fr corresponding to the speed reference Sr is output. This frequency reference Fr is converted to a voltage reference by the function generation circuit 17 and is converted as a voltage reference Vr via the primary delay circuit 30 to the voltage control circuit 1.
8 is input. The voltage control circuit 18 compares the voltage reference Vr with the voltage Vc of the capacitor 12 detected by the voltage detector 19, outputs a phase reference, controls the ignition phase of the converter 10 via the phase control circuit 20, Capacitor 12
Is controlled to a value corresponding to the voltage reference Vr.

【0004】一方、周波数基準Fr は積分器21でイン
バータ13の出力電圧の位相を制御するための位相基準
θr に変換され、パルス分配回路22はこの出力電圧位
相基準θr に基づいてインバータ13を制御するゲート
信号を出力する。インバータ13はゲートターンオフサ
イリスタやトランジスタなどの自己消弧形スイッチ素子
で構成され、該ゲート信号によりスイッチング制御さ
れ、コンデンサ12の直流電圧を、周波数基準Fr に対
応した周波数で位相基準θr に対応した位相の交流電圧
に変換して出力する。このように制御することにより、
交流電動機14には電圧基準Vr に対応した振幅で周波
数基準Fr に対応した周波数の交流電圧が供給され可変
速制御される。このような制御方式はPAM制御方式と
も呼ばれている。
On the other hand, the frequency reference Fr is converted into a phase reference θr for controlling the phase of the output voltage of the inverter 13 by the integrator 21, and the pulse distribution circuit 22 controls the inverter 13 based on the output voltage phase reference θr. Output a gate signal. The inverter 13 is constituted by a self-turn-off type switch element such as a gate turn-off thyristor or a transistor, and is controlled by the gate signal to change the DC voltage of the capacitor 12 at a frequency corresponding to the frequency reference Fr and a phase corresponding to the phase reference θr. And output. By controlling in this way,
The AC motor 14 is supplied with an AC voltage having an amplitude corresponding to the voltage reference Vr and a frequency corresponding to the frequency reference Fr, and is controlled at a variable speed. Such a control method is also called a PAM control method.

【0005】発電所などの重要な設備に使用されるイン
バータは、瞬時停電や一過性の過電流、過電圧などで故
障停止した場合、瞬停回復や故障の自動リセットなどで
再起動させ、運転を継続させることが要求される。図5
の電圧形インバータはこのような場合を考慮して提案
(特願平6ー118818)した再起動機能を備えてお
り、その動作を図6を併用して以下に説明する。
[0005] Inverters used in important facilities such as power plants are restarted by instantaneous power failure, transient overcurrent, overvoltage, etc., and restarted by instantaneous power failure recovery, automatic reset of failure, etc. to operate. Is required to be continued. FIG.
Has a restart function proposed in consideration of such a case (Japanese Patent Application No. Hei 6-118818), and its operation will be described below with reference to FIG.

【0006】時刻t1 で瞬停や故障が検出されると、運
転信号RUN をオフさせてコンバータ10とインバータ1
3の制御を停止させ、交流電動機14をフリーラン状態
とする。また、運転信号RUN がオフすると、変化率制限
回路16の入力信号が速度基準Sr からPLL回路24
の出力信号に切り換えられ、一次遅れ回路30の入力信
号が関数発生回路17の出力信号から電圧検出器23、
整流回路26を介して検出されるモータ電圧Vm に切り
換えられる。PLL回路24は出力電圧位相基準θr と
電圧検出器23で検出されるモータ電圧Vm の位相とを
比較しその位相差がゼロとなるように周波数基準Fr を
制御し、周波数基準Fr をフリーラン状態の交流電動機
14の誘起電圧位相に追従させ回転速度Nm に同期させ
る。この場合、変化率制限回路16は比例増幅器として
動作する。
When an instantaneous stop or a failure is detected at time t1, the operation signal RUN is turned off, and the converter 10 and the inverter 1 are turned off.
The control of Step 3 is stopped, and the AC motor 14 is brought into a free-run state. When the operation signal RUN is turned off, the input signal of the rate-of-change limiting circuit 16 changes from the speed reference Sr to the PLL circuit 24.
, And the input signal of the primary delay circuit 30 is changed from the output signal of the function generation circuit 17 to the voltage detector 23,
It is switched to the motor voltage Vm detected via the rectifier circuit 26. The PLL circuit 24 compares the output voltage phase reference θr with the phase of the motor voltage Vm detected by the voltage detector 23, controls the frequency reference Fr so that the phase difference becomes zero, and sets the frequency reference Fr in a free-run state. And synchronizes with the rotation speed Nm. In this case, the change rate limiting circuit 16 operates as a proportional amplifier.

【0007】時刻t2 で瞬停回復や故障の自動リセット
により運転信号RUN がオンになると、変化率制限回路1
6と一次遅れ回路30の入力信号が元の状態に切り換え
られ、コンバータ10とインバータ13の制御が再開さ
れる。コンバータ10はこの時点における交流電動機1
4の回転速度Nm (周波数基準Fr )に対応した電圧基
準Vr で制御が再開されるが、この場合コンデンサ12
の電圧Vc は停止直前の充電電圧に保持されているので
電圧基準Vr より高い状態となっている。また、インバ
ータ13はこの時点における交流電動機14の回転速度
Nm に対応した周波数基準Fr で、出力電圧位相が交流
電動機14の誘起電圧位相に同期した状態で制御が再開
される。また、再起動により運転信号RUN がオンになっ
た時、ワンショットタイマー29が動作して一定時間T
0 だけ比較器28の出力がパルス分配回路22に入力さ
れ、電流検出器25で検出されたモータ電流Im が設定
器27で設定された電流制限値IL を越えたとき比較器
28から電流制限指令S1が出力されインバータ13の
出力電流が制限される。このようにコンデンサ12から
交流電動機14に過大な放電電流が流れないように一定
時間T0 だけ電流制限制御を行いながらコンデンサ12
の電荷を放出し、コンデンサ電圧Vc を周波数基準Fr
(電圧基準Vr )に対応した値に戻した後、電流制限制
御を解除して再起動を行っていた。
When the operation signal RUN is turned on at time t2 due to recovery from a momentary power failure or automatic reset of a failure, the rate-of-change limiting circuit 1
6 and the input signal of the primary delay circuit 30 are switched to the original state, and the control of the converter 10 and the inverter 13 is restarted. Converter 10 is the AC motor 1 at this time.
The control is resumed at the voltage reference Vr corresponding to the rotation speed Nm (frequency reference Fr) of the fourth motor.
Since the voltage Vc is maintained at the charging voltage immediately before the stop, the voltage Vc is higher than the voltage reference Vr. The control of the inverter 13 is restarted in a state where the output voltage phase is synchronized with the induced voltage phase of the AC motor 14 with the frequency reference Fr corresponding to the rotation speed Nm of the AC motor 14 at this time. Further, when the operation signal RUN is turned on by the restart, the one-shot timer 29 operates and the predetermined time T
When the output of the comparator 28 is input to the pulse distribution circuit 22 by 0, and the motor current Im detected by the current detector 25 exceeds the current limit value IL set by the setting unit 27, the current limit command from the comparator 28 is issued. S1 is output, and the output current of the inverter 13 is limited. In this manner, the capacitor 12 is controlled while the current limiting control is being performed for a certain time T0 so that an excessive discharge current does not flow from the capacitor 12 to the AC motor 14.
And the capacitor voltage Vc is changed to the frequency reference Fr.
After returning to the value corresponding to (voltage reference Vr), the current limiting control was canceled and restarted.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述従来装置
では、何らかの原因でコンデンサ12の電圧Vc が過電
圧となって停止したとき再起動できない場合があった。
以下そのことについて説明する。
However, in the above-mentioned conventional device, when the voltage Vc of the capacitor 12 becomes excessively high and stops due to some reason, it may not be possible to restart the capacitor.
This will be described below.

【0009】今、周波数基準Fr 、モータ電圧Vm 、コ
ンデンサ電圧Vc が共に100%で運転している状態に
おいて、時刻t1 でコンバータ10の制御異常等の何ら
かの原因でコンデンサ12の電圧Vc が図6に示すよう
に過電圧となり、その異常が検出され運転信号RUN がオ
フになったと仮定する。この場合前述したようにコンバ
ータ10とインバータ13の制御が停止され、交流電動
機14はフリーラン状態となって回転速度Nm が低下
し、PLL回路24が動作して周波数基準Fr は回転速
度Nm に追従して低下する。モータ電圧Vm も過電圧状
態から回転速度Nm に対応して低下するが、励磁磁束が
次第に減衰するのでモータ電圧Vm は回転速度Nm より
大きい減少率で速く低下する。この間、コンデンサ電圧
Vc は過電圧状態が維持される。その後時刻t2 で運転
信号RUN がオンとなり再起動すると、前述したようにワ
ンショットタイマー29が動作して一定時間T0 だけ電
流制限制御が行われ、比較器28から出力される電流制
限指令S1 によりインバータ13の出力電流を制限しな
がらコンデンサ電圧Vc を周波数基準Fr (電圧基準V
r )に対応した値に低下させて電流制限の制御を解除し
再起動を行うのであるが、この場合、コンデンサ12の
電荷が過電圧状態から放出されるので、一定時間T0 内
にコンデンサ電圧Vc が周波数基準Fr (電圧基準Vr
)に対応した値に低下せず、またこの間にインバータ
13の出力電圧位相が交流電動機14の同期速度から徐
々にずれて無効電流成分が増加し所定のトルクが確保で
きず交流電動機14が失速状態となり再起動できない場
合があるという問題があった。
Now, when the frequency reference Fr, the motor voltage Vm, and the capacitor voltage Vc are both operating at 100%, the voltage Vc of the capacitor 12 is changed to the voltage Vc of the capacitor 12 at time t1 for some reason such as control abnormality of the converter 10 or the like. It is assumed that an overvoltage occurs as shown in the figure, the abnormality is detected, and the operation signal RUN is turned off. In this case, as described above, control of converter 10 and inverter 13 is stopped, AC motor 14 is in a free-run state, rotation speed Nm is reduced, PLL circuit 24 operates, and frequency reference Fr follows rotation speed Nm. And drop. The motor voltage Vm also decreases from the overvoltage state in accordance with the rotation speed Nm, but since the exciting magnetic flux gradually decreases, the motor voltage Vm rapidly decreases at a reduction rate larger than the rotation speed Nm. During this time, the capacitor voltage Vc is maintained in an overvoltage state. Then, at time t2, when the operation signal RUN is turned on and restarted, the one-shot timer 29 operates as described above to perform the current limiting control for a fixed time T0, and the inverter 28 receives the current limiting command S1 output from the comparator 28. 13 while limiting the output current of capacitor 13 to frequency reference Fr (voltage reference V
r), the control of the current limit is released and the restart is performed. In this case, since the charge of the capacitor 12 is released from the overvoltage state, the capacitor voltage Vc is reduced within the predetermined time T0. Frequency reference Fr (voltage reference Vr
), And during this time, the output voltage phase of the inverter 13 gradually deviates from the synchronous speed of the AC motor 14, the reactive current component increases, the predetermined torque cannot be secured, and the AC motor 14 is in a stall state. There is a problem that it may not be possible to restart.

【0010】本発明は上述の問題を解消するためになさ
れたもので、コンデンサ電圧Vc が過電圧状態となって
停止した場合でも確実に再起動できる電圧形インバータ
を提供することを目的としている。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problem, and has as its object to provide a voltage-source inverter that can be reliably restarted even when the capacitor voltage Vc is stopped due to an overvoltage state.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の電圧形インバータは、一定周波数の交流電
圧を直流電圧に変換するコンバータと、該直流電圧を平
滑するコンデンサと、平滑された直流電圧を所望の交流
電圧に変換し交流電動機を駆動するインバータと、電圧
基準と前記コンデンサの電圧検出値とを比較して前記コ
ンバータを制御する電圧制御手段と、周波数基準に基づ
いて位相基準を発生し、この位相基準に基づいて前記イ
ンバータを制御する周波数制御手段とを備え、運転中に
前記コンバータとインバータが停止したとき、前記位相
基準を前記交流電動機の電圧位相に同期させる位相同期
制御手段と、前記電圧基準を前記交流電動機の電圧に追
従させる電圧基準制御手段とを備え、前記コンバータと
インバータを再始動させたとき、前記インバータの出力
電流を所定電流に制限する電流制限制御を一定時間行っ
た後短時間だけ前記コンバータとインバータを停止させ
て前記位相基準を前記交流電動機の電圧位相に同期させ
る制御を行い、その後、電流制限制御を解除して通常の
運転に復帰させる再始動制御手段を備える。(請求項
1) 更に、前記再始動制御手段は、指令により前記コンバー
タとインバータを再始動させたときカウントを開始して
一定時間後にワンショットタイマを動作させ短時間だけ
前記コンバータとインバータを停止させて前記位相基準
を前記交流電動機の電圧位相に同期させる制御を行わせ
るタイマカウンタを備える。(請求項2) 更に、前記再始動制御手段は、再始動から所定時間後に
電流制限制御を解除して通常の運転に復帰させる。(請
求項3) また、前記再始動制御手段は、前記コンデンサの電圧が
前記電圧基準に対して所定値以下に低下したとき、電流
制限制御を解除して通常の運転に復帰させる。(請求項
4) 更に、前記再始動制御手段は、前記コンデンサの電圧検
出値と前記電圧基準との差が所定値以下であるか否かを
判定する電圧判定手段を備え、前記コンバータとインバ
ータを再始動させ、前記コンデンサの電圧検出値と前記
電圧基準との差が所定値以上のとき、カウントを開始し
一定時間後にワンショットタイマを動作させ短時間だけ
前記コンバータとインバータを停止させて前記位相基準
を前記交流電動機の電圧位相に同期させるタイマカウン
タを備える。(請求項5)
In order to achieve the above object, a voltage type inverter according to the present invention comprises a converter for converting an AC voltage of a constant frequency into a DC voltage, a capacitor for smoothing the DC voltage, and a capacitor. An inverter that converts the DC voltage into a desired AC voltage and drives an AC motor; a voltage control unit that controls the converter by comparing a voltage reference and a voltage detection value of the capacitor; and a phase reference based on a frequency reference. Frequency control means for controlling the inverter based on the phase reference, and when the converter and the inverter are stopped during operation, the phase reference is synchronized with the voltage phase of the AC motor. Means, and voltage reference control means for causing the voltage reference to follow the voltage of the AC motor, and restarting the converter and the inverter. Then, after performing current limiting control for limiting the output current of the inverter to a predetermined current for a predetermined time, stopping the converter and the inverter for a short time and performing control for synchronizing the phase reference with the voltage phase of the AC motor. And then restart control means for canceling the current limit control and returning to the normal operation. Further, the restart control means starts counting when the converter and the inverter are restarted by a command, operates a one-shot timer after a predetermined time, and stops the converter and the inverter for a short time. A timer counter for performing control to synchronize the phase reference with the voltage phase of the AC motor. (Claim 2) Further, the restart control means cancels the current limiting control a predetermined time after the restart and returns to the normal operation. (Claim 3) Further, when the voltage of the capacitor falls below a predetermined value with respect to the voltage reference, the restart control means releases the current limiting control and returns to the normal operation. (Claim 4) The restart control unit further includes a voltage determination unit that determines whether a difference between a voltage detection value of the capacitor and the voltage reference is equal to or less than a predetermined value. When the difference between the voltage detection value of the capacitor and the voltage reference is equal to or greater than a predetermined value, counting is started, and after a certain period of time, the one-shot timer is operated, and the converter and the inverter are stopped for a short period of time. A timer counter for synchronizing a reference with a voltage phase of the AC motor. (Claim 5)

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】本発明の請求項1〜3に対応する
電圧形インバータの実施例を図1に示す。図1におい
て、31は電流制限指令S1 が入力されると信号S2 を
出力するオフディレータイマ、32は信号S2 が入力さ
れた時点から一定時間T1 後に信号S3 を出力するタイ
マカウンタ、33は信号S3 が入力された時点から一定
時間T2 だけ運転信号RUN をオフさせる信号を出力する
ワンショットタイマである。その他は従来(図3)と同
じものであり同一符号で示している。
FIG. 1 shows an embodiment of a voltage source inverter according to claims 1 to 3 of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 31 denotes an off-delay timer which outputs a signal S2 when a current limit command S1 is input, 32 denotes a timer counter which outputs a signal S3 after a lapse of a predetermined time T1 from the time when the signal S2 is input, and 33 denotes a signal S3 Is a one-shot timer that outputs a signal for turning off the operation signal RUN for a fixed time T2 from the point in time when is input. The other components are the same as those of the related art (FIG. 3), and are denoted by the same reference numerals.

【0013】本実施例の動作を図2を併用して以下に説
明する。今、何らかの原因でコンバータ側の制御に異常
が発生しコンデンサ電圧Vc が過電圧となり、時刻t1
において運転信号RUN がオフになると、コンバータ10
とインバータ13の制御が停止され、交流電動機14に
供給されるモータ電流Im がゼロになってフリーラン状
態となり負荷のトルクと慣性で定まる減速率で回転速度
Nm が低下する。また、運転信号RUN がオフになると、
PLL回路24が動作して周波数基準Fr が交流電動機
14の誘起電圧の位相に追従し、結果として周波数基準
Fr は交流電動機14の回転速度Nm に追従する。ま
た、一次遅れ回路30の入力が関数発生回路17の出力
信号から交流電動機14の電圧検出値Vm に切り換えら
れ、電圧制御回路18に入力される電圧基準Vr は交流
電動機14の誘起電圧Vm に追従する。交流電動機14
の励磁磁束はフリーラン状態になると次第に減衰するの
でモータ電圧Vm (誘起電圧)は回転速度より大きい減
少率で速く低下する。従って、電圧基準Vr は周波数基
準Fr より大きく低下する。コンデンサ電圧Vc は放電
する回路がないので過電圧状態が維持される。
The operation of this embodiment will be described below with reference to FIG. Now, for some reason, an abnormality occurs in the control on the converter side, and the capacitor voltage Vc becomes an overvoltage.
When the operation signal RUN is turned off at
Then, the control of the inverter 13 is stopped, the motor current Im supplied to the AC motor 14 becomes zero, and a free-run state is established, and the rotation speed Nm decreases at a deceleration rate determined by the torque and inertia of the load. When the operation signal RUN turns off,
The PLL circuit 24 operates, and the frequency reference Fr follows the phase of the induced voltage of the AC motor 14, and as a result, the frequency reference Fr follows the rotation speed Nm of the AC motor 14. Further, the input of the primary delay circuit 30 is switched from the output signal of the function generating circuit 17 to the detected voltage Vm of the AC motor 14, and the voltage reference Vr input to the voltage control circuit 18 follows the induced voltage Vm of the AC motor 14. I do. AC motor 14
Is gradually attenuated in the free-run state, so that the motor voltage Vm (induced voltage) rapidly decreases at a decreasing rate higher than the rotation speed. Therefore, the voltage reference Vr is much lower than the frequency reference Fr. Since there is no circuit for discharging the capacitor voltage Vc, the overvoltage state is maintained.

【0014】その後、時刻t2 で故障の自動リセット等
により運転信号RUN がオンになると、変化率制限回路1
6と一次遅れ回路30の入力信号が元の状態に切り換え
られ、コンバータ10とインバータ13の制御が再開さ
れる。コンバータ10はこの時点における交流電動機1
4の回転速度Nm (周波数基準Fr )に対応した電圧基
準Vr で制御が再開されるが、この場合、コンデンサ1
2の電圧Vc は電圧基準Vr より遥かに高い状態となっ
ている。また、インバータ13はこの時点における交流
電動機14の回転速度Nm に対応した周波数基準Fr
で、出力電圧位相が交流電動機14の誘起電圧位相に同
期した状態で制御が再開され、コンデンサ電圧Vc と交
流電動機14の誘起電圧Vm の差電圧によりコンデンサ
12から交流電動機14に放電電流が流れ始めコンデン
サ12の電荷が交流電動機14の駆動エネルギーとして
放出されコンデンサ電圧Vc は低下し始める。
Thereafter, when the operation signal RUN is turned on at time t2 due to automatic reset of the failure, etc., the rate-of-change limiting circuit 1
6 and the input signal of the primary delay circuit 30 are switched to the original state, and the control of the converter 10 and the inverter 13 is restarted. Converter 10 is the AC motor 1 at this time.
The control is resumed at the voltage reference Vr corresponding to the rotation speed Nm (frequency reference Fr) of FIG.
2, the voltage Vc is much higher than the voltage reference Vr. Further, the inverter 13 has a frequency reference Fr corresponding to the rotation speed Nm of the AC motor 14 at this time.
Then, the control is resumed in a state where the output voltage phase is synchronized with the induced voltage phase of the AC motor 14, and the discharge current starts flowing from the capacitor 12 to the AC motor 14 due to the difference voltage between the capacitor voltage Vc and the induced voltage Vm of the AC motor 14. The electric charge of the capacitor 12 is released as driving energy of the AC motor 14, and the capacitor voltage Vc starts to decrease.

【0015】また、再起動により運転信号RUN がオンに
なった時、ワンショットタイマー29が動作して一定時
間T0 だけ比較器28の出力がパルス分配回路22に入
力され、電流検出器25で検出されたモータ電流Im が
設定器27で設定された電流制限値IL を越えると比較
器28から電流制限指令S1 が出力されインバータ13
の制御が一時中止され、モータ電流Im が電流制限値I
L 以下に減少すると電流制限指令S1 の出力がなくなっ
て再び制御が開始され、瞬時電流比較によるパルス幅変
調の電流制限制御が行われ、突入電流を低減させた状態
で再起動が開始される。
When the operation signal RUN is turned on by the restart, the one-shot timer 29 is operated, and the output of the comparator 28 is input to the pulse distribution circuit 22 for a predetermined time T0, and is detected by the current detector 25. When the set motor current Im exceeds the current limit value IL set by the setter 27, a current limit command S1 is output from the comparator 28 and the inverter 13
Is temporarily stopped, and the motor current Im becomes the current limit value I
When the value decreases to L or less, the output of the current limit command S1 disappears and the control is started again, the current limit control of pulse width modulation based on the instantaneous current comparison is performed, and the restart is started with the inrush current reduced.

【0016】この場合、電流制限指令S1 はパルス状に
オン、オフを繰り返すが、オフディレータイマ31はこ
のオン、オフの周期より長いディレータイムでオフする
ように設定され、オフディレータイマ31からは連続状
態の信号S2 が出力される。信号S2 が出力されると、
タイマカウンタ32が一定周期のクロックパルスのカウ
ントを開始し一定時間T1 が経過すると信号S3 を出力
してワンショットタイマ33を動作させ、一定時間T2
だけ運転信号RUN をオフ状態とする。従って図2に示す
ように、再起動が開始されると一定時間T1 だけ電流制
限制御を行いながら運転を行った後、一定時間T2 だけ
運転を中止する制御が繰り返して行われる。
In this case, the current limit command S1 is repeatedly turned on and off in a pulse shape. The off-delay timer 31 is set to be turned off with a delay time longer than the on-off cycle. A signal S2 in a continuous state is output. When the signal S2 is output,
The timer counter 32 starts counting clock pulses of a fixed period, and after a lapse of a certain time T1, outputs a signal S3 to operate the one-shot timer 33, and the time T2
Only the operation signal RUN is turned off. Therefore, as shown in FIG. 2, when the restart is started, after the operation is performed while performing the current limiting control for a certain time T1, the control for stopping the operation for a certain time T2 is repeatedly performed.

【0017】この場合、一定時間T1 は、電流制限によ
る再始動中にインバータ13の出力電圧位相が交流電動
機14の同期速度から徐々にずれを生じ、トルクが減少
するので所定トルク以下に減少しない範囲でT1 を設定
し、一定時間T2 は、PLL回路24により出力電圧位
相基準θr を交流電動機14の電圧位相に同期させるの
に必要な時間に設定される。この位相同期制御の制御応
答時間を速くすることで一定時間T2 を短い時間とする
ことができる。
In this case, the fixed time T1 is within a range in which the output voltage phase of the inverter 13 gradually deviates from the synchronous speed of the AC motor 14 during the restart due to the current limitation, and the torque decreases. The constant time T2 is set to a time required for the PLL circuit 24 to synchronize the output voltage phase reference θr with the voltage phase of the AC motor 14. By making the control response time of the phase synchronization control fast, the fixed time T2 can be shortened.

【0018】このように制御することにより、インバー
タ13の出力電流の無効成分が少なくなり、コンデンサ
12の電荷が交流電動機14の駆動エネルギーとして速
やかに放出され、一定時間T0 内でコンデンサ電圧Vc
を交流電動機14の回転速度Nm (周波数基準Fr )に
対応した電圧基準Vr まで低下させることができる。従
って、ワンショットタイマ29により一定時間T0 後に
電流制限制御が解除されたとき確実に所定トルクを発生
して失速することなく再起動させることが可能となる。
図2は2回目の電流制限制御中に一定時間T0 に達した
場合の例を示している。
By performing such control, the ineffective component of the output current of the inverter 13 is reduced, and the electric charge of the capacitor 12 is quickly released as the driving energy of the AC motor 14, and the capacitor voltage Vc within a certain time T0.
Can be reduced to the voltage reference Vr corresponding to the rotation speed Nm of the AC motor 14 (frequency reference Fr). Therefore, when the one-shot timer 29 releases the current limiting control after a predetermined time T0, it is possible to reliably generate a predetermined torque and restart the vehicle without stalling.
FIG. 2 shows an example in which a predetermined time T0 is reached during the second current limit control.

【0019】本発明の請求項4、5に対応する電圧形イ
ンバータの実施例を図3に示す。図3において、34は
電圧基準Vr とコンデンサ電圧Vc を比較して電圧差
(Vc −Vr )が所定値以下になったときノンアクティ
ブとなる信号S4 を出力する比較器である。その他は図
1と同じものであり同一符号で示している。但し、比較
器28から出力される電流制限指令S1 は、信号S4 が
オン(アクティブ)状態で、且つ再始動により運転信号
RUN がオン状態であることを条件としてパルス分配回路
に入力され、タイマカウンタ32は、信号S4 がオン
(アクティブ)状態で、且つ再始動により運転信号RUN
がオン状態であることを条件としてクロックパルスのカ
ウントを開始し一定時間T1 後に信号S5 を出力する。
FIG. 3 shows an embodiment of a voltage source inverter according to the fourth and fifth aspects of the present invention. In FIG. 3, reference numeral 34 denotes a comparator which compares the voltage reference Vr with the capacitor voltage Vc and outputs a non-active signal S4 when the voltage difference (Vc-Vr) becomes smaller than a predetermined value. Others are the same as those in FIG. 1 and are indicated by the same reference numerals. However, the current limit command S1 output from the comparator 28 is an operation signal when the signal S4 is in the ON (active) state and the restart is performed.
RUN is input to the pulse distribution circuit on condition that it is in the ON state, and the timer counter 32 determines that the signal S4 is in the ON (active) state and that the operation signal
The clock pulse count is started on condition that the signal is in the ON state, and the signal S5 is output after a predetermined time T1.

【0020】本実施例の動作を図4を併用して以下に説
明する。この実施例は、コンデンサ電圧Vc が電圧基準
Vr より所定電圧以上大きい場合、比較器34の出力信
号S4 がオン(アクティブ)状態となり、この状態で再
始動指令により運転信号RUN がオンになると、信号S6
が1となり比較器28から出力される電流制限指令S1
がパルス分配回路22に入力され前述した電流制限制御
が行われ再起動が開始される。また同時にタイマカウン
タ32がクロックパルスのカウントを開始し一定時間T
1 後に信号S5 を出力する。ワンショットタイマ33は
信号S5 が出力された時点から一定時間T2 の間運転信
号RUN をオフさせ、この間コンバータ10とインバータ
13の制御を中止させてPLL回路24を動作させ、周
波数基準Fr の同期制御を行わせる。また、ワンショッ
トタイマ33の出力信号S5 によりタイマカウンタ32
がクリアされ、一定時間T2が経過した時点で比較器3
4の出力信号S4 がオン状態であれば再びクロックパル
スのカウントを開始し同様の動作を繰り返す。このよう
に電流制限制御による始動運転を行う度にコンデンサ1
2の電荷が放出されてコンデンサ電圧Vc が低下し、コ
ンデンサ電圧Vc と電圧基準Vr の電圧差が所定値以下
になると、比較器34の出力信号S4 がオフ(ノンアク
ティブ)状態となって信号S6 が0となり、パルス分配
回路22に入力される電流制限指令S1 が中止され、電
流制限が解除されて通常の運転に復帰する。図4は2回
目の電流制限制御中にコンデンサ電圧Vc と電圧基準V
r の電圧差が所定値以下に低下した場合の例を示してい
る。この実施例によれば、運転中に停止したときのコン
デンサ電圧の値に応じて最短時間で再起動させることが
できる。
The operation of this embodiment will be described below with reference to FIG. In this embodiment, when the capacitor voltage Vc is higher than the voltage reference Vr by a predetermined voltage or more, the output signal S4 of the comparator 34 is turned on (active). S6
Becomes 1 and the current limit command S1 output from the comparator 28
Is input to the pulse distribution circuit 22, the current limiting control described above is performed, and restart is started. At the same time, the timer counter 32 starts counting clock pulses, and for a certain time T
After one, the signal S5 is output. The one-shot timer 33 turns off the operation signal RUN for a predetermined time T2 from the time when the signal S5 is output, during which the control of the converter 10 and the inverter 13 is stopped, the PLL circuit 24 is operated, and the synchronous control of the frequency reference Fr is performed. Is performed. In addition, the output signal S5 of the one-shot timer 33 causes the timer counter 32
Is cleared, and the comparator 3
If the output signal S4 is ON, clock pulse counting is started again and the same operation is repeated. Thus, every time the starting operation is performed by the current limiting control, the capacitor 1
2 is released, the capacitor voltage Vc decreases, and when the voltage difference between the capacitor voltage Vc and the voltage reference Vr becomes equal to or less than a predetermined value, the output signal S4 of the comparator 34 is turned off (non-active) and the signal S6 Becomes 0, the current limit command S1 input to the pulse distribution circuit 22 is stopped, the current limit is released, and the operation returns to the normal operation. FIG. 4 shows the relationship between the capacitor voltage Vc and the voltage reference V during the second current limit control.
An example is shown where the voltage difference of r drops below a predetermined value. According to this embodiment, it is possible to restart in the shortest time according to the value of the capacitor voltage at the time of stopping during operation.

【0021】[0021]

【発明の効果】本発明によれば、交流電動機の駆動中に
何らかの原因で運転を停止し再起動させる場合に、コン
デンサ電圧が高くても失速することなく短時間で確実に
再始動させることのできる電圧形インバータを提供する
ことができる。
According to the present invention, when the operation is stopped and restarted for some reason during driving of the AC motor, it is possible to surely restart the motor in a short time without stalling even if the capacitor voltage is high. It is possible to provide a voltage-source inverter capable of performing such operations.

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

【図1】本発明の請求項1〜3に対応する電圧形インバ
ータの実施例の構成図。
FIG. 1 is a configuration diagram of an embodiment of a voltage source inverter according to claims 1 to 3 of the present invention.

【図2】上記実施例の作用を説明するための波形図。FIG. 2 is a waveform chart for explaining the operation of the embodiment.

【図3】本発明の請求項4、5に対応する電圧形インバ
ータの実施例の構成図。
FIG. 3 is a configuration diagram of an embodiment of a voltage source inverter according to claims 4 and 5 of the present invention.

【図4】上記実施例の作用を説明するための波形図。FIG. 4 is a waveform chart for explaining the operation of the embodiment.

【図5】従来の電圧形インバータの構成図。FIG. 5 is a configuration diagram of a conventional voltage source inverter.

【図6】上記従来装置の問題点を説明するための波形
図。
FIG. 6 is a waveform chart for explaining a problem of the conventional device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…コンバータ 11…リアクト
ル 12…コンデンサ 13…インバー
タ 14…交流電動機 15…設定器
(Sr 設定) 16…変化率制限回路 17…関数発生
回路 18…電圧制御回路 19…電圧検出
器(Vc 検出) 20…位相制御回路 21…積分器 22…パルス分配回路 23…電圧検出
器(Vm 検出) 24…PLL回路 25…電流検出
器(Im 検出) 26…整流回路 27…設定器
(IL 設定) 28…比較器(Im 、Ic 比較) 29…ワンショ
ットタイマ(T0 ) 30…一次遅れ回路 31…オフディ
レータイマ 32…タイマカウンタ(T1 ) 33…ワンショ
ットタイマ(T2 ) 34…比較器(Vc 、Vr 比較)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Converter 11 ... Reactor 12 ... Capacitor 13 ... Inverter 14 ... AC motor 15 ... Setting device (Sr setting) 16 ... Change rate limiting circuit 17 ... Function generation circuit 18 ... Voltage control circuit 19 ... Voltage detector (Vc detection) 20 ... Phase control circuit 21 ... Integrator 22 ... Pulse distribution circuit 23 ... Voltage detector (Vm detection) 24 ... PLL circuit 25 ... Current detector (Im detection) 26 ... Rectifier circuit 27 ... Setter (IL setting) 28 ... Comparison Unit (Im, Ic comparison) 29 One-shot timer (T0) 30 Primary delay circuit 31 Off-delay timer 32 Timer counter (T1) 33 One-shot timer (T2) 34 Comparator (Vc, Vr comparison)

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】一定周波数の交流電圧を直流電圧に変換す
るコンバータと、該直流電圧を平滑するコンデンサと、
平滑された直流電圧を所望の交流電圧に変換し交流電動
機を駆動するインバータと、電圧基準と前記コンデンサ
の電圧検出値とを比較して前記コンバータを制御する電
圧制御手段と、周波数基準に基づいて位相基準を発生
し、この位相基準に基づいて前記インバータを制御する
周波数制御手段とを備え、運転中に前記コンバータとイ
ンバータが停止したとき、前記位相基準を前記交流電動
機の電圧位相に同期させる位相同期制御手段と、前記電
圧基準を前記交流電動機の電圧に追従させる電圧基準制
御手段とを備え、前記コンバータとインバータを再始動
させたとき、前記インバータの出力電流を所定電流に制
限する電流制限制御を一定時間行った後短時間だけ前記
コンバータとインバータを停止させて前記位相基準を前
記交流電動機の電圧位相に同期させる制御を行い、その
後、電流制限制御を解除して通常の運転に復帰させる再
始動制御手段を備えたことを特徴とする電圧形インバー
タ。
1. A converter for converting an AC voltage having a constant frequency into a DC voltage, a capacitor for smoothing the DC voltage,
An inverter that converts the smoothed DC voltage to a desired AC voltage and drives the AC motor, a voltage control unit that controls the converter by comparing a voltage reference and a voltage detection value of the capacitor, and based on a frequency reference. Frequency control means for generating a phase reference and controlling the inverter based on the phase reference, wherein the phase reference is synchronized with the voltage phase of the AC motor when the converter and the inverter are stopped during operation. Current limiting control comprising: synchronous control means; and voltage reference control means for causing the voltage reference to follow the voltage of the AC motor, and when the converter and the inverter are restarted, the output current of the inverter is limited to a predetermined current. After a predetermined time, the converter and the inverter are stopped for a short time, and the phase reference is set to the voltage of the AC motor. Performs control to synchronize the phase, then the voltage inverter, characterized in that it includes a restart control means to release the current limit control to return to normal operation.
【請求項2】請求項1に記載の電圧形インバータにおい
て、前記再始動制御手段は、前記コンバータとインバー
タを再始動させたときカウントを開始して一定時間後に
ワンショットタイマを動作させ短時間だけ前記コンバー
タとインバータを停止させて前記位相基準を前記交流電
動機の電圧位相に同期させる制御を行わせるタイマカウ
ンタを備えたことを特徴とする電圧形インバータ。
2. The voltage-source inverter according to claim 1, wherein said restart control means starts counting when said converter and said inverter are restarted, activates a one-shot timer after a lapse of a predetermined time, and only operates for a short time. A voltage type inverter comprising: a timer counter for stopping the converter and the inverter and performing control for synchronizing the phase reference with the voltage phase of the AC motor.
【請求項3】請求項1に記載の電圧形インバータにおい
て、前記再始動制御手段は、再始動から所定時間後に電
流制限制御を解除して通常の運転に復帰させることを特
徴とする電圧形インバータ。
3. The voltage-source inverter according to claim 1, wherein said restart control means releases the current limiting control after a predetermined time from the restart and returns to a normal operation. .
【請求項4】請求項1に記載の電圧形インバータにおい
て、前記再始動制御手段は、前記コンデンサの電圧が前
記電圧基準に対して所定値以下に低下したとき、電流制
限制御を解除して通常の運転に復帰させることを特徴と
する電圧形インバータ。
4. The voltage-source inverter according to claim 1, wherein said restart control means cancels current limiting control when the voltage of said capacitor falls below a predetermined value with respect to said voltage reference. A voltage-source inverter characterized by returning to normal operation.
【請求項5】請求項4に記載の電圧形インバータにおい
て、前記再始動制御手段は、前記コンデンサの電圧検出
値と前記電圧基準との差が所定値以下であるか否かを判
定する電圧判定手段を備え、前記コンバータとインバー
タを再始動させ、前記コンデンサの電圧検出値と前記電
圧基準との差が所定値以上のとき、カウントを開始し一
定時間後にワンショットタイマを動作させ短時間だけ前
記コンバータとインバータを停止させ前記位相基準を前
記交流電動機の電圧位相に同期させるタイマカウンタを
備えたことを特徴とする電圧形インバータ。
5. The voltage type inverter according to claim 4, wherein said restart control means determines whether a difference between a detected voltage value of said capacitor and said voltage reference is equal to or less than a predetermined value. Means, restarting the converter and the inverter, when the difference between the voltage detection value of the capacitor and the voltage reference is greater than or equal to a predetermined value, start counting, operate a one-shot timer after a certain time, and A voltage type inverter comprising a timer counter for stopping a converter and an inverter and synchronizing the phase reference with a voltage phase of the AC motor.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1990910A1 (en) * 2006-02-06 2008-11-12 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Motor drive device, hybrid vehicle using the same, and electric power conversion device stop/control method
WO2010047473A3 (en) * 2008-10-20 2010-06-24 Ahn Gyu Bok Apparatus and method for controlling vibration motor
US9979333B2 (en) 2016-04-07 2018-05-22 Lsis Co., Ltd. Inverter

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