JPS5836175A - パルス幅変調型インバ−タの制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はパルス幅変調型インバータの制御装置に関する
ものである。

周知のように、インバータは直流電圧をスイッチングし
て交流電圧を出力するものであるが、例えば３相誘導電
動機を駆動するインバータは第１図に示すように構成さ
れている。第１図において、直流電源１の両端にはスイ
ッチング素子ＳＷ！およびｓｗ、、ｓｗ、およびＳＷ４
　　、ＳＷ５およびＳＷ６の各組合せから成る直列回路
が並列に設けられ、各直列回路におけるスイッチング素
子の接続点が３相誘導電動機２の各相電圧Ｕ、Ｖ、Ｗと
して接続されている。

スイッチング素子ｓｗ、−５ｗ６は、第２図（ａ）〜（
ｆ）のタイムチャートに示すようなタイミングでそれぞ
れオン・オフされる。これにより、第１相Ｕと第２相Ｖ
との間には第２図（ｇ）に示すような交流電圧が得られ
、３相誘導電動機２はこの交流電圧により駆動される。

この場合、スイッチング素子ＳＷ、〜ＳＷａの各オン・
オフ時間を可変することにより、各相間電圧を可変する
ことができる。

ところで、スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷａのオン時間
とオフ時間の比を制御するに際し、第３図に示すように
所定振幅値Ａの三角波を搬送波Ｃとし、振幅値にの正弦
波を変調波Ｍとし、搬送波Ｃを変調波Ｍにより変調し、
両者の振幅値の比に／Ａに対応したオン・オフ時間比の
パルス幅を有する第３図（ｂ）に示すようなパルス信号
を形成し、このパルス信号をスイッチング素子のゲート
信号として用いるようにしたパルス幅変調型インバータ
の制御装置がある。

このパルス幅変調型インバータの制御装置によれば、前
記振幅値の比に／Ａ　（以下、この明細書においては変
調度と定義する）を大きくすることにより、相間電圧Ｖ
Ｕ　ｖは第４図（ａ）の如くなり、また電流Ｉｏは第４
図中）に示す如く変調度Ｋ　／’　Ａに比例して大きく
なる。逆に、変調度Ｋ　／　Ａを小さくすれば、相間電
圧ＶＵ　ｖは第４図（Ｃ）に示す如くなり、電流Ｉｕは
第４図（ｄ）に示す如く変調度Ｋ　／’　Ａに比例して
小さくなる。この場合、各相の電流は相間電圧と誘導電
動機２の内部誘起電圧および内部インピーダンスにより
定まるものであり、相間電圧の変化が第５図の信号Ｖｘ
で示すものであり、一方向部誘起電圧の変化が第５図の
記号ｖｙで示すものである場合、電流は第５図の斜線部
分で増加する。

第６図は、従来におけるパルス幅変調型インバータの制
御回路のブロック図を示すものであり、搬送波発生回路
３．変調波発生回路４．変調度急速絞り込み回路５．低
位優先回路６．比較回路７が設けられている。この構成
において、搬送波発生回路３は周波数指令が与えられる
と第３図（ａ）で示したような搬送波Ｃを発生し、この
搬送波Ｃを比較回路７に供給する。変調波発生回路４は
、電圧指令が与えられると第３図（ａ）で示したような
変調波Ｍを発生し、この変調波Ｍを低位優先回路６に供
給する。この場合、変調波Ｍは電圧指令の値により振幅
値Ｋが変化するもので、かつ搬送波Ｃの周波数と同期が
とられている。

通常、誘導電動機２に対する出力電圧を変化させる場合
、変調波発生回路４から発生された変調波Ｃが低位優先
回路６を介して比較回路７に入力され、この比較回路７
において搬送波Ｃと変調波Ｍとの振幅比較により変調が
行なわれ、その変調度に／’Ａに対応したパルス信号が
該比較回路７から出力されて出力電圧の制御が行なわれ
る。

一方、変調度急速絞り込み回路４はゲートオフ指令（出
力停止指令）が与えられると、変調度に／’Ａを急速に
小さく絞り込むための変調波Ｍｏを発生する。この変調
波Ｍｏは変調波発生回路４から発生される変調波Ｍより
もその振幅が小さいものであるため、低位優先回路６は
変調波Ｍｏを優先的に選択出力する。これにより、変調
度に／’Ａが急速に小さくなり、出力電圧も急速に小さ
くなる。

こめ変調度急速絞り込み回路５は、誘導電動機の停止後
新たに回転を開始する際のソフトスタート機能のために
も利用されている。

ところが、このような構成の制御装置においては、出力
電圧の停止は誘導電動機のトルクの急変を緩和するため
にスイッチング素子ｓｗ２．ｓｗ、。

ＳＷ、が同時にオンし、ＳＷ！　、ＳＷ３　、ＳＷａが
同時にオフしている条件、すなわち相間電流の経路が全
て遮断している条件で行なうようにしている。従って、
第７図の波形図に示すように、■のタイミングでゲート
オフ指令を与えた場合にはこれに同期して変調度Ｋ　／
’　Ａも急速に絞り込まれるが、スイッチング素子ＳＷ
２　　、ＳＷ４　　、ｓｗｅが全てオフする■のタイミ
ングになるまで出力電圧の停止条件が揃わない。このた
め、■のタイミングから■のタイミングまでの間、イン
バータは絞り込まれた小さな変調度に／Ａで動作し続け
、第７図（Ｃ）に示すような出力電圧を送出している。

そして、変調度に／’Ａが急速に絞り込まれたため、誘
導電動機に対する印加電圧と内部誘起電圧の差が急変し
、第７図（ｄ）に示す如く急激に変化する出力電流が生
じる。この結果、誘導電動機２の停止時におけるトルク
変化が大きくなるという欠点が生じていた。

本発明の目的は、誘導電動機の駆動停止時のトルク変化
を小さくし得るようにしたパルス幅変調型インバータの
制御装置を提供することにある。

本発明は出力停止指令を一定時間遅延する遅延回路を設
け、出力停止時に変調度を一定時間変えないようにした
ものである。

以下、図示する実施例に基づき本発明の詳細な説明する
。

第８図は本発明の一実施例を示すブロック図であって、
第６図の従来回路に遅延回路８を付加したものである。

すなわち、ゲートオフ指令を一定時間遅延して変調度急
速絞り込み回路５に供給するようにしたものである。遅
延回路８の遅延時間は、ゲートオフ指令の発生タイミン
グからスイッチング素子ＳＷ２　．８Ｗ４　．８Ｗａが
全てオンするタイミングまでの最悪条件を考慮して決定
され、例えば出力電圧周波数の１サイクル相当の時間が
あれば充分である。従って、出力電圧周波数が５０Ｈｚ
のインバータにおいては、２０ｍ５に設定される。なお
、誘導電動機の再起動を２０　ｍ　Ｓ以内に行なうこと
はないため、この遅延時間は全く問題がない。

従って、この実施例の制御装置においては、第９図の波
形図に示すように、ゲートオフ指令が発生しても、出力
停止条件が揃った■のタイミングの後のＯのタイミング
で初めて変調度の絞り込みが行なわれるため、出力電圧
は第９図（Ｃ）の如くなり、出力電流には同図（ｄ）に
示す如く急激な変化が生じない。この結果、駆動停止時
のトルク変化を小さく抑えることができる。

第１０図は本発明の他の実施列を示すブロック図であっ
て、ゲートオフ指令の遅延に代えて電圧指令を積分回路
９により積分して変調波発生回路４に与える上りにした
ものである。この場合の積分時定数は約１００ｍ５程度
に設定する。このようにすれば、゛変調時の時定数が長
いため出力停止条件が揃うまでの変調度の変化量が小さ
くなり、第８図の実施例と同様な効果が得られる。

以上の説明から明らかなように本発明によれば、インバ
ータ停止時の出力電流の変化が小さくなるため、誘導電
動機の駆動停止時のトルク変化を小さくすることができ
、安定な制御が可能となる優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はインバータの基本的構成の一例を示す図、第２
図は第１図における動作を説明するだめのタイムチャー
ト、第３図はパルス幅変調型インバータの制御回路の原
理を説明するための波形図、第４図は変調度の可変によ
る相間電圧および電流波形を示す図、第５図は電流増減
の仕組みを説明するだめの波形図、第６図は従来装置の
構成を示ずブロック図、第７図は第６図の動作を説明す
るだめの波形図、第８図は本発明の一実施例を示すブロ
ック図、第９図はその動作を説明するだめの波形図、第
１０図は本発゛明の他の実施例を示すブロック図である
。 ３・・・搬送波発生回路、４・・・変調波発生回路、５
・・・変調度急速絞り込み回路、６・・・低位優先回路
、７・・・比較回路、８・・・遅延回路、９・・・積分
回路。 代理人　弁理士　高橋明夫 革　　ｌ　　図 第　　２　口 第　３　図 （ｂ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、　出力停止指令の発生時に変調波による搬送波に対
   する変調度を小さくして誘導電動機を停止させるパルス
   幅変調型インバータの制御装置において、前記出力停止
   指令を一定時間遅延する遅延回路を設け、出力停止指令
   の発生時に前記変調度を一定時間変えないようにしたこ
   とを特徴とするパルス幅変調型インバータの制御装置。