JPS5854880Y2 - 可変周波数電源装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、電圧制御形インバータを備える可変周波数電
源装置に関し、交流電動機の加減速制御性能を改善した
電源装置に関する。

この種の電源装置による交流電動機の運動制御には、そ
の始動、加速、減速、停止に際してインバータ出力周波
数の制御と共に出力電圧を制御し、定トルク特性に制御
することが多い。

第１図は従来の制御回路を示す。

速度設定器１の設定値に対して該設定値がステップ状に
変化する場合にもランプ関数的に変化させるための遅れ
回路２を介してインバータ３の周波数制御及び電圧制御
信号とし、この信号は電圧調整器４を通じて順変換器５
の直流出力電圧制御をするフィードバック制御及び周波
数調整器６を通じてインバータ３の出力周波数制御をす
る制御信号にされる。

こうした回路系により負荷としての電動機７に印加する
電圧−周波数比一定の制御をなし、始動時又は電動機７
が重負荷駆動の場合には、インバータ３の出力周波数の
加速率が早過ぎて過電流になる場合には直流側電流検出
器８で検出した電流がら電流制御アンプ９を動作させて
速度設定値の立上りを抑え、適正電流での加速制御をす
るようにしている。

しかし、インバータの電源側には通常大きなインダクタ
ンス１０とコンテ゛ンサ１１を設けた平滑回路を具える
ため、電圧制御系は周波数制御系に比べて応答遅れがあ
り、周波数のみが先に立上り、電圧が遅れて立上ってく
るという不具合がある。

これには、電圧制御系の応答に対して遅れ回路２を遅く
すれば解消されるが、通常の加減速が緩慢になる。

一方、速度の立上りを早くするべく、遅れ回路２の時定
数を小さくした場合には過電流を検出してから周波数の
立上りを抑えたのでは既に遅過ぎることになる。

これを第２図の波形図で説明する。第２図ａの速度設定
が時刻ｔ１でステップ状に変えたとすると、遅れ回路２
の出力（第２図ｂ）は一定の傾斜で増大し始め、この制
御信号に追従してインバータ３の出力周波数ｆ及び電圧
Ｖ（第２図Ｃ）が立上り始める。

この立上りにおいて、電圧制御系には大きな遅れ要素を
持つために電圧Ｖの立上りが遅れる。

このように、周波数ｆに対して電圧Ｖが遅れて立上ると
、電動機の回転も遅れて立上り始め、すべりＳ（第２図
ｄ）が大きい領域では電圧■が低くとも電動機には大き
な始動側端（第２図ｄ）が流れることになる。

電流■が電流制御アンプ９に設定する制限レベルＩＬを
越えると、その時刻ｔ２にて過電流リミツ夕動作がなさ
れて周波数ｆの立上りを抑えるが、電圧Ｖは未だ周波数
に遅れているため増大を続け、電流■も電圧■につれて
更に上昇することになる。

一般に、インバータは過電流耐量が小さく設計され、上
述のごとき過電流には過負荷保護回路が働いて運転停止
するようにされるため、実際の動作は制限レベルＬをあ
る程度越えると電動機の脱調として運転停止することに
なる。

従って、過電流の恐れがある場合には軽負荷の状態で始
動させるか、速度設定値を緩やかに変える制御を必要と
する。

本考案の目的は、通常運転での加減速制御性に優れ、し
かも過電流発生にも装置ダウンを起すことなく正規の運
転状態に移すことを可能とした電源装置を提供するにあ
る。

第３図は本考案の一実施例を示す。

同図が第１図と異なる部分は、電流制御アンプ１２を電
圧制御系にのみ取込み、過電流には電圧制御信号の立上
りを直接に抑えること、誤差検出アンプ１３により順変
換出力（直流電圧又は交流出力電圧）と電圧。

周波数信号との正、負の偏差がある値以上になると速度
設定値を抑えることにある。

こうした制御系を具える装置の作用効果を説明する。

速度設定値の時刻ｔ１でのステップ状変化（第４図ａ）
において、遅れ回路２の出力（第４図ｂ）の立上りが直
流出力電圧の立上りよりも早い設定にあって、第４図ｄ
に示すように出力周波数ｆに比べて出力電圧■の遅れが
あると、第４図Ｃに示すように誤差検出アンプ１３が動
作し、時刻ｔ２以降は遅れ回路２の出力を制限して周波
数制御信号を一定値に抑えて電圧■の立上りに待期させ
る。

これにより、第４図ｅに示すように始動時などすべりＳ
が大きくなり過ぎて電流■の割に電動機のトルクが小さ
くなるのを防ぐことができ、過電流になるのを防止でき
る。

そして、誤差検出アンプ１３の動作（時刻ｔ３）後には
加速完了するまで周波数と電圧の関係は常に一定の比率
で追従するため、最も効率の良い加速トルクを得ること
ができ、速やかな加速が可能になる。

また、誤差検出アンプ１３は減速時（時刻ｔ４以降）に
は速度設定値の変化を小さくする方向に働くため、減速
時に電動機が回生作用をして直流電圧をはね上げる作用
を防ぐことができる。

この直流電圧のはね上りはインバータ３の素子破壊を起
し、従来は過電圧でインバータをトリップさせたり、速
度設定の急変更を防ぐ回路を設けるのに比べて、本実施
例ではこれら手段を特別に設けることを必要としない。

なお、誤差検出アンプ１３は加速制御と減速制御に応じ
て正、負の特性を別ものもにしても良いし、夫々を個別
に設けても良い。

また、本実施例では電流制限アンプ１２は電圧制御系に
直接介在させるため、電圧立上り遅れによる過電流に対
して応答性良くその抑制ができる。

以上のとおり、本考案によれば、遅れ回路２の遅れを小
さくして加減速の制御性を上げた構成において、始動時
、加速時の電圧−周波数差をある範囲内に抑えた始動、
加速制御が可能で電流制限範囲内での運転継続をして所
定の電圧−周波数比に移す制御が可能となり、速やかな
始動、加速ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の可変周波数電源装置を示すブロック図、
第２図は第１図の動作を説明するための波形図、第３図
は本考案の一実施例を示すブロック図、第４図は第３図
の動作を説明するための波形図である。 １・・・・・・速度設定器、２・・・・・・遅れ回路、
３・・・・・・インバータ、４・・・・・・電圧調整器
、５・・・・・・順変換器、６・・・・・・周波数調整
器、７・・・・・・電動機、８・・・・・・電流検出器
、１２・・・・・・電流制限アンプ、１３・・・・・・
誤差検出アンプ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 遅れ回路を通した速度設定信号に応じて順変換器の直流
   出力電圧を制御し、かつ電圧制御形インバータの出力周
   波数を制御する電源装置において、負荷に供給する電流
   が制限レベルを越えたときに上記順変換器の電圧制御系
   の制御信号上昇を抑制する電流制限アンプと、負荷に供
   給する電圧と上記速度設定信号との正又は負の偏差が所
   定レベルを越えたときに上記遅れ回路の入力上昇又は下
   降を抑制する誤差検出アンプとを備えたことを特徴とす
   る可変周波数電源装置。