JPH1066385A - インバータの制御装置 - Google Patents
インバータの制御装置Info
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- JPH1066385A JPH1066385A JP8220986A JP22098696A JPH1066385A JP H1066385 A JPH1066385 A JP H1066385A JP 8220986 A JP8220986 A JP 8220986A JP 22098696 A JP22098696 A JP 22098696A JP H1066385 A JPH1066385 A JP H1066385A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】誘導電動機の抵抗などの定数や機械負荷の慣性
モーメント値に依存しないで安定に過電圧と過電流を抑
制しながら自動的に減速するインバータの制御装置を提
供すること。また、予め設定された減速率に従って減速
する場合でも調整ミスのために過電圧や過電流とならな
いように設定されている減速率を自動的に修正するイン
バータの制御装置を提供すること。 【解決手段】インバータの出力電流と出力電圧を検出す
る手段と、前記インバータの直流側に接続された平滑コ
ンデンサの直流電圧を検出する手段とを設け、前記平滑
コンデンサの直流電圧とインバータの出力電流，出力電
圧の検出値とからインバータの減速運転時の減速率を演
算して制御する。 【効果】過電圧および過電流を抑制できる。
モーメント値に依存しないで安定に過電圧と過電流を抑
制しながら自動的に減速するインバータの制御装置を提
供すること。また、予め設定された減速率に従って減速
する場合でも調整ミスのために過電圧や過電流とならな
いように設定されている減速率を自動的に修正するイン
バータの制御装置を提供すること。 【解決手段】インバータの出力電流と出力電圧を検出す
る手段と、前記インバータの直流側に接続された平滑コ
ンデンサの直流電圧を検出する手段とを設け、前記平滑
コンデンサの直流電圧とインバータの出力電流，出力電
圧の検出値とからインバータの減速運転時の減速率を演
算して制御する。 【効果】過電圧および過電流を抑制できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は誘導電動機を可変速
運転するインバータの制御装置に関する。
運転するインバータの制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】インバータによる誘導電動機の可変速運
転方法として、インバータの出力周波数Ｆと出力電圧Ｖ
の比を一定に保って制御するＶ／Ｆ一定制御が知られて
いる。この制御方式は、誘導電動機の抵抗などの定数
や、駆動する機械負荷の慣性モーメント値，負荷トルク
の大きさなどにあまり依存せずに、所定の応答で誘導電
動機を可変速運転できるという利点がある。しかし、急
峻に減速すると、機械負荷の慣性エネルギーが直流側に
戻り平滑コンデンサの直流電圧が上昇し、過電圧となる
とインバータは運転を停止してしまう。また、この過電
圧を防ぐためにブレーキ回路を用いたときでもさらに急
峻に減速するとインバータに過大な電流が流れ、過電流
となるとインバータが運転を停止するという問題があ
る。この防止策としては、減速時に平滑コンデンサの直
流電圧やインバータ電流がある制限値に達するとインバ
ータの減速を中断し、直流電圧やインバータ電流がある
レベルまで下がると再び減速を開始する方法が知られて
いる。また、特開平7−39183号公報に記載のように、直
流電圧の制限値とその検出値との差及びその変化量から
ファジー推論により得られた出力と、インバータ電流の
制限値とその検出値との差及びその変化量からファジー
推論により得られた出力とを組み合わせて、直流電圧と
インバータ電流がそれぞれの制限値の近傍となるように
減速率を作成する制御方法も用いられている。
転方法として、インバータの出力周波数Ｆと出力電圧Ｖ
の比を一定に保って制御するＶ／Ｆ一定制御が知られて
いる。この制御方式は、誘導電動機の抵抗などの定数
や、駆動する機械負荷の慣性モーメント値，負荷トルク
の大きさなどにあまり依存せずに、所定の応答で誘導電
動機を可変速運転できるという利点がある。しかし、急
峻に減速すると、機械負荷の慣性エネルギーが直流側に
戻り平滑コンデンサの直流電圧が上昇し、過電圧となる
とインバータは運転を停止してしまう。また、この過電
圧を防ぐためにブレーキ回路を用いたときでもさらに急
峻に減速するとインバータに過大な電流が流れ、過電流
となるとインバータが運転を停止するという問題があ
る。この防止策としては、減速時に平滑コンデンサの直
流電圧やインバータ電流がある制限値に達するとインバ
ータの減速を中断し、直流電圧やインバータ電流がある
レベルまで下がると再び減速を開始する方法が知られて
いる。また、特開平7−39183号公報に記載のように、直
流電圧の制限値とその検出値との差及びその変化量から
ファジー推論により得られた出力と、インバータ電流の
制限値とその検出値との差及びその変化量からファジー
推論により得られた出力とを組み合わせて、直流電圧と
インバータ電流がそれぞれの制限値の近傍となるように
減速率を作成する制御方法も用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】特開平7−39183号公報
に記載の技術では、直流電圧の制限値とその検出値、お
よび、インバータ電流の制限値とその検出値からファジ
ー推論により減速率を作成するため、過電流や過電圧と
ならずに自動的に減速することができる。しかし、ファ
ジー推論は直流電圧やインバータ電流がそれぞれの制限
値に近づいたら出力を小さくするといった定性的な関係
で減速率を決定しているため、誘導電動機の抵抗などの
定数や機械負荷の慣性モーメント値に依存して減速率の
制御則を調整する必要がある。
に記載の技術では、直流電圧の制限値とその検出値、お
よび、インバータ電流の制限値とその検出値からファジ
ー推論により減速率を作成するため、過電流や過電圧と
ならずに自動的に減速することができる。しかし、ファ
ジー推論は直流電圧やインバータ電流がそれぞれの制限
値に近づいたら出力を小さくするといった定性的な関係
で減速率を決定しているため、誘導電動機の抵抗などの
定数や機械負荷の慣性モーメント値に依存して減速率の
制御則を調整する必要がある。
【０００４】本発明の第一の目的は、誘導電動機の抵抗
などの定数や機械負荷の慣性モーメント値に依存しない
で安定に過電圧と過電流を抑制しながら自動的に減速す
るインバータの制御装置を提供することにある。
などの定数や機械負荷の慣性モーメント値に依存しない
で安定に過電圧と過電流を抑制しながら自動的に減速す
るインバータの制御装置を提供することにある。
【０００５】本発明の第２の目的は、予め設定された減
速率に従って減速する場合でも調整ミスのために過電圧
や過電流とならないように設定されている減速率を自動
的に修正するインバータの制御装置を提供することにあ
る。
速率に従って減速する場合でも調整ミスのために過電圧
や過電流とならないように設定されている減速率を自動
的に修正するインバータの制御装置を提供することにあ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、平滑コンデンサの直流電圧を検出する手段と、イン
バータ出力電流からトルク電流を検出する手段を設け、
直流電圧の制限値とその検出値が一致するようにトルク
電流の指令値を演算する手段と、前記トルク電流の指令
値とその検出値とが一致するようにインバータの減速率
を演算する手段を設ける。この減速率に基づいてインバ
ータを減速することで過電圧や過電流によりインバータ
を停止させることを防ぎながら自動的に減速させること
ができる。また、予め設定された減速率で減速するとき
直流電圧が制限値を超えようとしたら直流電圧指令値と
その検出値およびトルク電流指令値とその検出値より得
られる減速率で減速することで目的を達成する。
め、平滑コンデンサの直流電圧を検出する手段と、イン
バータ出力電流からトルク電流を検出する手段を設け、
直流電圧の制限値とその検出値が一致するようにトルク
電流の指令値を演算する手段と、前記トルク電流の指令
値とその検出値とが一致するようにインバータの減速率
を演算する手段を設ける。この減速率に基づいてインバ
ータを減速することで過電圧や過電流によりインバータ
を停止させることを防ぎながら自動的に減速させること
ができる。また、予め設定された減速率で減速するとき
直流電圧が制限値を超えようとしたら直流電圧指令値と
その検出値およびトルク電流指令値とその検出値より得
られる減速率で減速することで目的を達成する。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明のインバータ制御装置の一
実施例の構成を図１に示す。コンバータ部２で電源１か
ら供給される交流を整流し、平滑コンデンサ３で平滑す
ることで直流電圧を得る。このようにして得られた直流
電圧をインバータ部８は制御回路１４から生成されるイ
ンバータのゲート信号に従ってスイッチングし、誘導電
動機１１に可変周波数の可変電圧を供給する。誘導電動
機１１はインバータ部８から供給される電圧によって駆
動され、機械負荷１２を駆動する。また、平滑コンデン
サ３に並列に設けられたブレーキ回路５は減速時などに
直流電圧がある一定値を超えるとトランジスタ７をＯＮ
して電力を制動抵抗６で消費し、直流電圧の上昇を防
ぐ。
実施例の構成を図１に示す。コンバータ部２で電源１か
ら供給される交流を整流し、平滑コンデンサ３で平滑す
ることで直流電圧を得る。このようにして得られた直流
電圧をインバータ部８は制御回路１４から生成されるイ
ンバータのゲート信号に従ってスイッチングし、誘導電
動機１１に可変周波数の可変電圧を供給する。誘導電動
機１１はインバータ部８から供給される電圧によって駆
動され、機械負荷１２を駆動する。また、平滑コンデン
サ３に並列に設けられたブレーキ回路５は減速時などに
直流電圧がある一定値を超えるとトランジスタ７をＯＮ
して電力を制動抵抗６で消費し、直流電圧の上昇を防
ぐ。
【０００８】制御回路１４は、検出器４により検出され
る平滑コンデンサ３の直流電圧Ｖdcを取り込む直流電圧
検出部１４１と、検出器９と１０により検出される誘導
電動機１１の電流ｉｕとｉｗから位相信号θを基準とし
て互いに直交する関係にある励磁電流ｉｄとトルク電流
ｉｑを検出する電流検出部１４３と、このうちのトルク
電流ｉｑと直流電圧Ｖｄｃと操作部１３からの目標周波
数指令値ω１＊から減速時の周波数指令値ω１を演算す
る減速制御部１４４と、この周波数指令値ω１より出力
電圧指令値Ｖ＊と位相信号θを演算する電圧・位相制御
部１４５と、電圧指令値Ｖ＊をＰＷＭ信号に変換するＰ
ＷＭ信号発生部１４６と、このＰＷＭ信号からインバー
タ部８のパワー素子を駆動するゲート信号を生成するイ
ンバータゲート回路１４７と、ブレーキ回路５のトラン
ジスタ７のＯＮ／ＯＦＦを制御するブレーキ回路制御部
１４２により構成される。
る平滑コンデンサ３の直流電圧Ｖdcを取り込む直流電圧
検出部１４１と、検出器９と１０により検出される誘導
電動機１１の電流ｉｕとｉｗから位相信号θを基準とし
て互いに直交する関係にある励磁電流ｉｄとトルク電流
ｉｑを検出する電流検出部１４３と、このうちのトルク
電流ｉｑと直流電圧Ｖｄｃと操作部１３からの目標周波
数指令値ω１＊から減速時の周波数指令値ω１を演算す
る減速制御部１４４と、この周波数指令値ω１より出力
電圧指令値Ｖ＊と位相信号θを演算する電圧・位相制御
部１４５と、電圧指令値Ｖ＊をＰＷＭ信号に変換するＰ
ＷＭ信号発生部１４６と、このＰＷＭ信号からインバー
タ部８のパワー素子を駆動するゲート信号を生成するイ
ンバータゲート回路１４７と、ブレーキ回路５のトラン
ジスタ７のＯＮ／ＯＦＦを制御するブレーキ回路制御部
１４２により構成される。
【０００９】図２に電圧・位相制御部１４５の構成を示
す。図２において２１は積分器、２２は比例係数器であ
る。減速制御部１４４で求められた周波数指令値ω１を
積分器２１で積分し、位相信号θを演算する。また、比
例係数器２２で周波数指令値ω１に比例係数ｋを乗算し
てトルク電流方向の電圧指令値Ｖｑとし、励磁電流方向
の電圧指令値Ｖｄは０とする。これを、Ｖ／Ｆ一定制御
といい、このようにして電圧指令値Ｖｄ，Ｖｑを制御す
ると励磁電流ｉｄの大きさが常に一定となり、誘導電動
機１１が出力するトルクは機械負荷１２の負荷トルクの
大きさに比例する。
す。図２において２１は積分器、２２は比例係数器であ
る。減速制御部１４４で求められた周波数指令値ω１を
積分器２１で積分し、位相信号θを演算する。また、比
例係数器２２で周波数指令値ω１に比例係数ｋを乗算し
てトルク電流方向の電圧指令値Ｖｑとし、励磁電流方向
の電圧指令値Ｖｄは０とする。これを、Ｖ／Ｆ一定制御
といい、このようにして電圧指令値Ｖｄ，Ｖｑを制御す
ると励磁電流ｉｄの大きさが常に一定となり、誘導電動
機１１が出力するトルクは機械負荷１２の負荷トルクの
大きさに比例する。
【００１０】図３に減速制御部１４４の構成を示す。減
速制御部１４４は加算器３０，３３，３７と、直流電圧
制御器３１と、リミッター３２，３５と、トルク電流制
御器３４と、積分器３６と、切換部３８とから構成され
る。直流電圧の指令値Ｖdcrと検出した直流電圧Ｖｄｃ
が一致するように直流電圧制御器３１でトルク電流指令
値Ｉｑｒを演算し、これにリミッター３２でリミット処
理を施す。このＩｑｒと検出したトルク電流Ｉｑとの偏
差よりトルク電流制御器３４で減速率Δω１を演算す
る。これを積分器３６で積分し、減速開始時の周波数指
令値ω０から引いたものを周波数指令値ω１とする。ま
た、リミッター３２でトルク電流指令値ｉｑｒにリミッ
ト処理を施すことで過電流を防ぐ。切換部３８は周波数
指令値ω１が目標周波数ω１＊になるとω１をω１＊と
する。
速制御部１４４は加算器３０，３３，３７と、直流電圧
制御器３１と、リミッター３２，３５と、トルク電流制
御器３４と、積分器３６と、切換部３８とから構成され
る。直流電圧の指令値Ｖdcrと検出した直流電圧Ｖｄｃ
が一致するように直流電圧制御器３１でトルク電流指令
値Ｉｑｒを演算し、これにリミッター３２でリミット処
理を施す。このＩｑｒと検出したトルク電流Ｉｑとの偏
差よりトルク電流制御器３４で減速率Δω１を演算す
る。これを積分器３６で積分し、減速開始時の周波数指
令値ω０から引いたものを周波数指令値ω１とする。ま
た、リミッター３２でトルク電流指令値ｉｑｒにリミッ
ト処理を施すことで過電流を防ぐ。切換部３８は周波数
指令値ω１が目標周波数ω１＊になるとω１をω１＊と
する。
【００１１】次に、図３の構成で過電圧や過電流を防ぎ
ながら自動的に減速できる原理を説明する。
ながら自動的に減速できる原理を説明する。
【００１２】図４では誘導電動機１１および減速時にお
ける平滑コンデンサ３の直流電圧Ｖｄｃの上昇をモデル
化したものを示す。まず、誘導電動機部４０の構成から
説明する。誘導電動機部４０は加算器４０１，４０４
と、ゲインを１／Ｋｓ、時定数をＴσとする１次遅れ部
４０２と、ゲインをトルク定数Ｋｔとする比例係数器４
０３と、積分器４０５と、比例係数器４０６とで構成さ
れる。誘導電動機１１に周波数指令値ω１が入力される
と、このときの誘導電動器１１の電気角換算速度ωｒと
の差であるすべり周波数ωｓが生じる。Ｖ／Ｆ一定制御
により励磁電流ｉｄを一定に制御したとき、すべり周波
数ωｓの１次遅れとしてトルク電流ｉｑが流れる。この
トルク電流ｉｑにトルク定数Ｋｔを乗算した結果が誘導
電動機１１の出力するトルクτｍとなる。このトルクτ
ｍから負荷トルクτｄを引いた結果を機械負荷の慣性モ
ーメント値Ｊで除算し、積分した結果が誘導電動機１１
の速度ωｍとなる。速度ωｍに誘導電動機１１の極対数
ｐを乗算した結果が電気角換算速度ωｒとなる。
ける平滑コンデンサ３の直流電圧Ｖｄｃの上昇をモデル
化したものを示す。まず、誘導電動機部４０の構成から
説明する。誘導電動機部４０は加算器４０１，４０４
と、ゲインを１／Ｋｓ、時定数をＴσとする１次遅れ部
４０２と、ゲインをトルク定数Ｋｔとする比例係数器４
０３と、積分器４０５と、比例係数器４０６とで構成さ
れる。誘導電動機１１に周波数指令値ω１が入力される
と、このときの誘導電動器１１の電気角換算速度ωｒと
の差であるすべり周波数ωｓが生じる。Ｖ／Ｆ一定制御
により励磁電流ｉｄを一定に制御したとき、すべり周波
数ωｓの１次遅れとしてトルク電流ｉｑが流れる。この
トルク電流ｉｑにトルク定数Ｋｔを乗算した結果が誘導
電動機１１の出力するトルクτｍとなる。このトルクτ
ｍから負荷トルクτｄを引いた結果を機械負荷の慣性モ
ーメント値Ｊで除算し、積分した結果が誘導電動機１１
の速度ωｍとなる。速度ωｍに誘導電動機１１の極対数
ｐを乗算した結果が電気角換算速度ωｒとなる。
【００１３】次に、平滑コンデンサ部４１について説明
する。平滑コンデンサ部４１は比例係数器４１１と、積
分器４１３と、加算器４１２とより構成される。トルク
電流ｉｑをＶｑ／Ｖｄｃし、この結果から損失分Ｉｌｏ
ｓｓを引き、平滑コンデンサ３の容量Ｃで除算し積分し
直流電圧Ｖｄｃを出力する。この原理を説明する。励磁
電流ｉｄとトルク電流ｉｑが、また、励磁電流方向の電
圧指令値Ｖｄとトルク電流方向の電圧指令値Ｖｑがそれ
ぞれ直交する関係にあることからインバータ部８が誘導
電動機１１に出力する電力はＶｑ＊ｉｑ＋Ｖｄ＊ｉｄで
表すことができる。また、インバータ部８の入力側に流
れる直流電流ｉｄｃと直流電圧Ｖｄｃよりインバータ部
８への入力電力はＶｄｃ＊ｉｄｃと表すことができる。
インバータ部８での損失がほとんどないとすると入力電
力と出力電力が等しいので式(１)が成り立つ。
する。平滑コンデンサ部４１は比例係数器４１１と、積
分器４１３と、加算器４１２とより構成される。トルク
電流ｉｑをＶｑ／Ｖｄｃし、この結果から損失分Ｉｌｏ
ｓｓを引き、平滑コンデンサ３の容量Ｃで除算し積分し
直流電圧Ｖｄｃを出力する。この原理を説明する。励磁
電流ｉｄとトルク電流ｉｑが、また、励磁電流方向の電
圧指令値Ｖｄとトルク電流方向の電圧指令値Ｖｑがそれ
ぞれ直交する関係にあることからインバータ部８が誘導
電動機１１に出力する電力はＶｑ＊ｉｑ＋Ｖｄ＊ｉｄで
表すことができる。また、インバータ部８の入力側に流
れる直流電流ｉｄｃと直流電圧Ｖｄｃよりインバータ部
８への入力電力はＶｄｃ＊ｉｄｃと表すことができる。
インバータ部８での損失がほとんどないとすると入力電
力と出力電力が等しいので式(１)が成り立つ。
【００１４】 Ｖｄｃ＊ｉｄｃ＝Ｖｑ＊ｉｑ＋Ｖｄ＊ｉｄ …（１） ここで、Ｖ／Ｆ一定制御では図２に示したようにトルク
電流方向の電圧指令値Ｖｄは０とするので直流電流ｉｄ
ｃは式（２）で表すことができる。
電流方向の電圧指令値Ｖｄは０とするので直流電流ｉｄ
ｃは式（２）で表すことができる。
【００１５】 ｉｄｃ＝（Ｖｑ／Ｖｄｃ）＊ｉｑ …（２） 誘導電動機１１を加速したり、一定の速度で運転すると
き直流電流ｉｄｃはインバータ部８へ流れ込むが、減速
時には誘導電動機１１の持つ電力が戻ってくるため、直
流電流ｉｄｃはインバータ部８からコンバータ部２へと
流れる。しかし、コンバータ部２が整流ダイオードで構
成されているため直流電流ｉｄｃは電源１へ流れずに、
平滑コンデンサ３に流れ込む。これにより減速時には直
流電圧Ｖｄｃが上昇する。実際には誘導電動機１１とイ
ンバータ部８での損失Ｉloss分だけ引かれた分が平滑コ
ンデンサ３に流れ込む。
き直流電流ｉｄｃはインバータ部８へ流れ込むが、減速
時には誘導電動機１１の持つ電力が戻ってくるため、直
流電流ｉｄｃはインバータ部８からコンバータ部２へと
流れる。しかし、コンバータ部２が整流ダイオードで構
成されているため直流電流ｉｄｃは電源１へ流れずに、
平滑コンデンサ３に流れ込む。これにより減速時には直
流電圧Ｖｄｃが上昇する。実際には誘導電動機１１とイ
ンバータ部８での損失Ｉloss分だけ引かれた分が平滑コ
ンデンサ３に流れ込む。
【００１６】次に、図５にトルク電流制御系のブロック
線図を示す。トルク電流制御系は誘導電動機部５０とこ
れを制御するトルク電流制御器５１により構成される。
加算機５０１と、ゲインを機械負荷１２の慣性モーメン
ト値Ｊの逆数とした比例係数器５０２と、ゲインｋｇが
Ｊ／（ｐ・Ｋｔ）で、時定数ＴｇがＪ＊Ｋｓ／（ｐ・Ｋ
ｔ）で表せられる１次遅れ部５０３とで構成される誘導
電動機部５０は図４の誘導電動機部４０において誘導電
動機１１に印加する電圧の周波数ω１の前に積分器を設
けて周波数ω１の時間変化Δω１を導入し等価変換する
ことで得られる。これより、トルク制御器５１の出力を
周波数ω１の時間変化、つまり、減速率Δω１とするこ
とで、トルク電流ｉｑをトルク電流指令値ｉｑｒに一致
するように制御することができる。ここで、１次遅れ部
５０３のゲインＫｇおよび時定数Ｔｇは機械負荷１２の
慣性モーメント値Ｊや誘導電動機１１ごとに異なるすべ
り定数Ｋｓ，トルク定数Ｋｔ，極対数ｐの関数となり、
誘導電動機１１や機械負荷１２によって変化する。そこ
で、トルク電流制御系を直流電圧制御系のマイナールー
プ制御系となるような構成とし、誘導電動機や機械負荷
の変化の範囲で直流電圧制御系が安定になるようにトル
ク電流制御器５１の制御定数ｋｃｉとｋｃｐを設定する
こととした。また、トルク電流制御器５１は加算器５１
１，５１３と、比例係数器５１４と、積分器５１２とか
ら構成されるＩＰ（Ｉ：積分（Integral），Ｐ：比例
（Proportional））制御とすることで、特に、慣性モー
メント値Ｊやトルク定数Ｋｔ，極対数ｐのパラメータ変
化に対して制御特性の変動が少なくなるようにした。
線図を示す。トルク電流制御系は誘導電動機部５０とこ
れを制御するトルク電流制御器５１により構成される。
加算機５０１と、ゲインを機械負荷１２の慣性モーメン
ト値Ｊの逆数とした比例係数器５０２と、ゲインｋｇが
Ｊ／（ｐ・Ｋｔ）で、時定数ＴｇがＪ＊Ｋｓ／（ｐ・Ｋ
ｔ）で表せられる１次遅れ部５０３とで構成される誘導
電動機部５０は図４の誘導電動機部４０において誘導電
動機１１に印加する電圧の周波数ω１の前に積分器を設
けて周波数ω１の時間変化Δω１を導入し等価変換する
ことで得られる。これより、トルク制御器５１の出力を
周波数ω１の時間変化、つまり、減速率Δω１とするこ
とで、トルク電流ｉｑをトルク電流指令値ｉｑｒに一致
するように制御することができる。ここで、１次遅れ部
５０３のゲインＫｇおよび時定数Ｔｇは機械負荷１２の
慣性モーメント値Ｊや誘導電動機１１ごとに異なるすべ
り定数Ｋｓ，トルク定数Ｋｔ，極対数ｐの関数となり、
誘導電動機１１や機械負荷１２によって変化する。そこ
で、トルク電流制御系を直流電圧制御系のマイナールー
プ制御系となるような構成とし、誘導電動機や機械負荷
の変化の範囲で直流電圧制御系が安定になるようにトル
ク電流制御器５１の制御定数ｋｃｉとｋｃｐを設定する
こととした。また、トルク電流制御器５１は加算器５１
１，５１３と、比例係数器５１４と、積分器５１２とか
ら構成されるＩＰ（Ｉ：積分（Integral），Ｐ：比例
（Proportional））制御とすることで、特に、慣性モー
メント値Ｊやトルク定数Ｋｔ，極対数ｐのパラメータ変
化に対して制御特性の変動が少なくなるようにした。
【００１７】図６に直流電圧制御系のブロック線図を示
す。直流電圧制御系は直流電圧制御器６０と、図５で表
わされるトルク電流制御系６１とで構成される。直流電
圧制御器６０では検出した直流電圧Ｖｄｃが直流電圧指
令値Ｖｄｃｒに一致するようにトルク電流指令値ｉｑｒ
を出力し、トルク電流制御系６１にてトルク電流ｉｑが
指令値ｉｑｒと一致するようにトルク電流ｉｑを流す。
このｉｑから図４で示した原理で直流電圧Ｖｄｃが決ま
る。また、直流電圧制御器６０は加算器３０，６０２
と、比例係数器６０３と、積分器６０４と、リミッター
３２から構成されるＰＩ（Ｐ：比例（Proportional），
Ｉ：積分（Integral））制御の構成とした。これで減速
時に過電圧を防ぎながら自動的に減速することが可能と
なる。
す。直流電圧制御系は直流電圧制御器６０と、図５で表
わされるトルク電流制御系６１とで構成される。直流電
圧制御器６０では検出した直流電圧Ｖｄｃが直流電圧指
令値Ｖｄｃｒに一致するようにトルク電流指令値ｉｑｒ
を出力し、トルク電流制御系６１にてトルク電流ｉｑが
指令値ｉｑｒと一致するようにトルク電流ｉｑを流す。
このｉｑから図４で示した原理で直流電圧Ｖｄｃが決ま
る。また、直流電圧制御器６０は加算器３０，６０２
と、比例係数器６０３と、積分器６０４と、リミッター
３２から構成されるＰＩ（Ｐ：比例（Proportional），
Ｉ：積分（Integral））制御の構成とした。これで減速
時に過電圧を防ぎながら自動的に減速することが可能と
なる。
【００１８】次に図７にミュレーション結果を示す。こ
こでは、図１のブレーキ回路５は用いていない。減速が
開始すると直流電圧が上昇し、制限値に一致しながら減
速している。その後、周波数指令値ω１の下降に伴い、
機械負荷の慣性エネルギーが小さくなるので減速率を大
きくしながら目標周波数ω１＊まで減速している。ま
た、このとき電流も制限値内に収まり、過電流にはなっ
ていない。
こでは、図１のブレーキ回路５は用いていない。減速が
開始すると直流電圧が上昇し、制限値に一致しながら減
速している。その後、周波数指令値ω１の下降に伴い、
機械負荷の慣性エネルギーが小さくなるので減速率を大
きくしながら目標周波数ω１＊まで減速している。ま
た、このとき電流も制限値内に収まり、過電流にはなっ
ていない。
【００１９】図８に機械負荷の慣性モーメント値が図７
の場合の１／５０のときの動作を示している。機械負荷
の慣性モーメント値によらず過電圧や過電流とならずに
減速している。
の場合の１／５０のときの動作を示している。機械負荷
の慣性モーメント値によらず過電圧や過電流とならずに
減速している。
【００２０】図９に図７，図８のときとは異なる誘導電
動機を用いたときのシミュレーション結果を示す。抵抗
などの定数が異なる誘導電動機のときでも過電圧や過電
流とならずに減速している。
動機を用いたときのシミュレーション結果を示す。抵抗
などの定数が異なる誘導電動機のときでも過電圧や過電
流とならずに減速している。
【００２１】以上のことより、インバータの減速時にお
いて機械負荷の大きさや誘導電動機によらずに、過電圧
や過電流を防ぎながら自動的に減速することができる。
いて機械負荷の大きさや誘導電動機によらずに、過電圧
や過電流を防ぎながら自動的に減速することができる。
【００２２】次に、本発明の第２の実施例を図１０によ
り説明する。操作部１３からは目標周波数ω１＊と一定
の大きさの減速率Δω１＊が制御回路１４に与えられる
点が図１の場合とは異なる。減速制御部１４４の構成を
図１１に示す。減速を開始すると、予め設定された減速
率Δω１＊に従い減速をする。このとき、減速率Δω１
＊が設定ミスなどで機械負荷の大きさに対して大きいと
直流電圧Ｖｄｃが上昇する。そして直流電圧Ｖｄｃが制
限値Ｖｄｃｒより低く設定された第２の制限値Ｖｄｃｒ
２を超えたら、第１の実施例に示した動作により直流電
圧Ｖｄｃが制限値Ｖｄｃｒと一致するように減速率Δω
１を演算し、切り替え部１２０でこの減速率Δω１を選
択し減速する。やがて機械負荷の慣性エネルギーが小さ
くなるに従って減速率Δω１が大きくなり、予め設定さ
れた減速率Δω１＊より大きくなったら切り替え部１２
０で設定された減速率Δω１＊を選択し減速する。これ
により、過電圧時以外では減速率Δω１＊より早く減速
しないようにする。そして、周波数指令値ω１が目標周
波数ω１＊と一致すると切り替え部３８で周波数指令値
をω１＊とする。また、トルク電流ｉｑがリミッター３
２に設定された制限値より大きくなると、トルク電流指
令値ｉｑｒをその制限値として減速率Δω１を演算し、
過電圧のときと同様に動作し、過電流を防ぐ。これによ
り、予め設定された減速率で減速するときでも過電圧や
過電流を防ぎながら減速することができる。
り説明する。操作部１３からは目標周波数ω１＊と一定
の大きさの減速率Δω１＊が制御回路１４に与えられる
点が図１の場合とは異なる。減速制御部１４４の構成を
図１１に示す。減速を開始すると、予め設定された減速
率Δω１＊に従い減速をする。このとき、減速率Δω１
＊が設定ミスなどで機械負荷の大きさに対して大きいと
直流電圧Ｖｄｃが上昇する。そして直流電圧Ｖｄｃが制
限値Ｖｄｃｒより低く設定された第２の制限値Ｖｄｃｒ
２を超えたら、第１の実施例に示した動作により直流電
圧Ｖｄｃが制限値Ｖｄｃｒと一致するように減速率Δω
１を演算し、切り替え部１２０でこの減速率Δω１を選
択し減速する。やがて機械負荷の慣性エネルギーが小さ
くなるに従って減速率Δω１が大きくなり、予め設定さ
れた減速率Δω１＊より大きくなったら切り替え部１２
０で設定された減速率Δω１＊を選択し減速する。これ
により、過電圧時以外では減速率Δω１＊より早く減速
しないようにする。そして、周波数指令値ω１が目標周
波数ω１＊と一致すると切り替え部３８で周波数指令値
をω１＊とする。また、トルク電流ｉｑがリミッター３
２に設定された制限値より大きくなると、トルク電流指
令値ｉｑｒをその制限値として減速率Δω１を演算し、
過電圧のときと同様に動作し、過電流を防ぐ。これによ
り、予め設定された減速率で減速するときでも過電圧や
過電流を防ぎながら減速することができる。
【００２３】図１２にシミュレーション結果を示す。減
速開始後、設定された減速率Δω１＊で減速するが時間
ｔ１にて直流電圧Ｖｄｃが制限値Ｖｄｃｒより低く設定
された第２の制限値Ｖｄｃｒ２を超えるとＶｄｃがＶｄ
ｃｒと一致するように演算された減速率Δω１により減
速する。そして、時間ｔ２にて減速率Δω１が設定され
た減速率Δω１＊より大きくなると、再び、減速率Δω
１＊で減速する。
速開始後、設定された減速率Δω１＊で減速するが時間
ｔ１にて直流電圧Ｖｄｃが制限値Ｖｄｃｒより低く設定
された第２の制限値Ｖｄｃｒ２を超えるとＶｄｃがＶｄ
ｃｒと一致するように演算された減速率Δω１により減
速する。そして、時間ｔ２にて減速率Δω１が設定され
た減速率Δω１＊より大きくなると、再び、減速率Δω
１＊で減速する。
【００２４】以上のことより、予め設定した減速率に従
って減速するときでも減速率を修正することで過電圧や
過電流を防ぎながら自動的に減速することができる。
って減速するときでも減速率を修正することで過電圧や
過電流を防ぎながら自動的に減速することができる。
【００２５】次に、第３の実施例としてトルク電流ｉｑ
のかわりにインバータの直流電流ｉｄｃを用いたときの
直流電圧制御系の構成を図１３により説明する。トルク
電流ｉｑを用いたときの構成を示した図６の場合と比較
すると一次遅れ部５０３のゲインＴｇに比例係数器４１
１のゲインＶｑ／Ｖｄｃが掛かっているだけなのでトル
ク電流制御器５１と同様にして直流電流制御器１１０２
で直流電流ｉｄｃを制御することができる。また、この
ときの直流電圧制御器６０の出力は直流電流指令値ｉｄ
ｃｒとする。
のかわりにインバータの直流電流ｉｄｃを用いたときの
直流電圧制御系の構成を図１３により説明する。トルク
電流ｉｑを用いたときの構成を示した図６の場合と比較
すると一次遅れ部５０３のゲインＴｇに比例係数器４１
１のゲインＶｑ／Ｖｄｃが掛かっているだけなのでトル
ク電流制御器５１と同様にして直流電流制御器１１０２
で直流電流ｉｄｃを制御することができる。また、この
ときの直流電圧制御器６０の出力は直流電流指令値ｉｄ
ｃｒとする。
【００２６】以上のことより、トルク電流の代わりに直
流電流を用いたときでも過電圧や過電流を防ぎながら自
動的に減速することができる。
流電流を用いたときでも過電圧や過電流を防ぎながら自
動的に減速することができる。
【００２７】
【発明の効果】本発明によれば、誘導電動機の定数など
の定数や機械負荷の慣性モーメント値，負荷トルク値の
大きさによらず、過電流や過電圧を抑制しながら自動的
に減速することができる。
の定数や機械負荷の慣性モーメント値，負荷トルク値の
大きさによらず、過電流や過電圧を抑制しながら自動的
に減速することができる。
【図１】本発明のインバータ制御装置の一実施例の構
成。
成。
【図２】電圧・位相制御部の構成。
【図３】減速制御部の構成。
【図４】減速時の誘導電動機および平滑コンデンサのモ
デル。
デル。
【図５】トルク電流制御系のブロック線図。
【図６】直流電圧制御系のブロック線図。
【図７】減速のシミュレーション結果。
【図８】機械負荷の慣性モーメント値が小さいときのシ
ミュレーション結果。
ミュレーション結果。
【図９】異なる誘導電動機での減速のシミュレーション
結果。
結果。
【図１０】保護モード時のインバータの減速制御の構
成。
成。
【図１１】保護モード時の減速制御部の構成。
【図１２】保護モード時のシミュレーション結果。
【図１３】直流電流を用いたときの直流電圧制御系のブ
ロック線図。
ロック線図。
８…インバータ部、１１…誘導電動機、１４…制御回
路、６１…トルク電流制御系、１４４…減速制御部。
路、６１…トルク電流制御系、１４４…減速制御部。
───────────────────────────────────────────────────── 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 21/00 Ｈ０２Ｐ 5/408 Ａ (72)発明者 石田 誠司 千葉県習志野市東習志野七丁目１番１号 株式会社日立製作所オフィスシステム事業 部内 (72)発明者 遠藤 常博 千葉県習志野市東習志野七丁目１番１号 株式会社日立製作所オフィスシステム事業 部内
Claims (5)
- 【請求項１】誘導電動機を可変速駆動するインバータの
制御装置において、前記インバータの出力電流と出力電
圧を検出する手段と、前記インバータの直流側に接続さ
れた平滑コンデンサの直流電圧を検出する手段とを設
け、前記平滑コンデンサの直流電圧とインバータの出力
電流，出力電圧の検出値とからインバータの減速運転時
の減速率を演算して制御することを特徴とするインバー
タの制御装置。 - 【請求項２】請求項１において、インバータの出力電圧
としてインバータへの電圧指令値を用い、平滑コンデン
サの直流電圧とインバータの出力電流，出力電圧の指令
値とからインバータの減速運転時の減速率を演算して制
御することを特徴とするインバータの制御装置。 - 【請求項３】請求項１において、インバータの出力電流
からトルク電流を検出する手段を設け、直流電圧の制限
値とその検出値が一致するようにトルク電流の指令値を
演算する手段と、前記トルク電流の指令値とその検出値
が一致するようにインバータの減速率を演算する手段を
設けることを特徴とするインバータの制御装置。 - 【請求項４】請求項１ないし３において、インバータの
減速運転をあらかじめ設定された減速率で行う場合に
は、平滑コンデンサの直流電圧とインバータの出力電
流，出力電圧とからインバータの減速運転時の減速率を
補償し、インバータの減速率をあらかじめ設定しない場
合には、平滑コンデンサの直流電圧とインバータの出力
電流，出力電圧とからインバータの減速率を決定して制
御することを特徴とするインバータの制御装置。 - 【請求項５】請求項１ないし４において、インバータの
出力電流の代わりにインバータの直流側の電流を検出す
る手段を設け、平滑コンデンサの直流電圧とインバータ
の直流側電流、およびインバータ出力電圧とから、イン
バータの減速運転時の減速率を演算して制御することを
特徴とするインバータの制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8220986A JPH1066385A (ja) | 1996-08-22 | 1996-08-22 | インバータの制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8220986A JPH1066385A (ja) | 1996-08-22 | 1996-08-22 | インバータの制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1066385A true JPH1066385A (ja) | 1998-03-06 |
Family
ID=16759686
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8220986A Pending JPH1066385A (ja) | 1996-08-22 | 1996-08-22 | インバータの制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1066385A (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000184736A (ja) * | 1998-12-16 | 2000-06-30 | Mitsubishi Electric Corp | 可変速装置 |
| WO2003056694A1 (en) * | 2001-12-26 | 2003-07-10 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Electrical load apparatus, electrical load control method, and computer-readable record medium with recorded program for enabling computer to control electrical load |
| KR100695766B1 (ko) | 2004-04-28 | 2007-03-15 | 엘에스산전 주식회사 | 인버터 제어장치 |
| WO2008072348A1 (ja) * | 2006-12-15 | 2008-06-19 | Mitsubishi Electric Corporation | インバータ装置 |
| KR100896678B1 (ko) | 2007-10-24 | 2009-05-14 | 현대로템 주식회사 | 철도차량의 공기압축모터제어장치 |
| JP2012010488A (ja) * | 2010-06-25 | 2012-01-12 | Hitachi Ltd | 電動機システム，電力変換装置および電力変換装置の制御方法 |
| JP2014200490A (ja) * | 2013-04-05 | 2014-10-27 | 株式会社東芝 | 洗濯機のモータ制御装置及びモータ制御装置の保護方法 |
| EP2506423A3 (en) * | 2011-03-30 | 2015-10-28 | Hitachi Industrial Equipment Systems Co., Ltd. | Power Converting Device |
| CN105075105A (zh) * | 2013-03-12 | 2015-11-18 | 三菱电机株式会社 | 电动机控制装置 |
| CN109962634A (zh) * | 2017-12-25 | 2019-07-02 | 香港理工大学深圳研究院 | 逆变器控制方法、逆变器控制装置及电子设备 |
| JP2020202719A (ja) * | 2019-06-13 | 2020-12-17 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 電力変換装置 |
| WO2021174736A1 (zh) * | 2020-03-02 | 2021-09-10 | 广东威灵电机制造有限公司 | 电机控制方法、电机控制装置、电机系统和存储介质 |
-
1996
- 1996-08-22 JP JP8220986A patent/JPH1066385A/ja active Pending
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000184736A (ja) * | 1998-12-16 | 2000-06-30 | Mitsubishi Electric Corp | 可変速装置 |
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| US7847499B2 (en) | 2001-12-26 | 2010-12-07 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Electric load apparatus, electric load controlling method and computer readable recording medium recording program for causing computer to execute control of electric load |
| KR100695766B1 (ko) | 2004-04-28 | 2007-03-15 | 엘에스산전 주식회사 | 인버터 제어장치 |
| JP4918483B2 (ja) * | 2006-12-15 | 2012-04-18 | 三菱電機株式会社 | インバータ装置 |
| WO2008072348A1 (ja) * | 2006-12-15 | 2008-06-19 | Mitsubishi Electric Corporation | インバータ装置 |
| US7791911B2 (en) | 2006-12-15 | 2010-09-07 | Mitsubishi Electric Corporation | Inverter device which maintains voltage during input voltage drop |
| KR100896678B1 (ko) | 2007-10-24 | 2009-05-14 | 현대로템 주식회사 | 철도차량의 공기압축모터제어장치 |
| JP2012010488A (ja) * | 2010-06-25 | 2012-01-12 | Hitachi Ltd | 電動機システム，電力変換装置および電力変換装置の制御方法 |
| EP2506423A3 (en) * | 2011-03-30 | 2015-10-28 | Hitachi Industrial Equipment Systems Co., Ltd. | Power Converting Device |
| CN105075105A (zh) * | 2013-03-12 | 2015-11-18 | 三菱电机株式会社 | 电动机控制装置 |
| CN105075105B (zh) * | 2013-03-12 | 2018-01-05 | 三菱电机株式会社 | 电动机控制装置 |
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| CN109962634A (zh) * | 2017-12-25 | 2019-07-02 | 香港理工大学深圳研究院 | 逆变器控制方法、逆变器控制装置及电子设备 |
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| WO2021174736A1 (zh) * | 2020-03-02 | 2021-09-10 | 广东威灵电机制造有限公司 | 电机控制方法、电机控制装置、电机系统和存储介质 |
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