JPS5889089A - Controlling method for variable voltage and variable frequency inverter of induction motor - Google Patents

Controlling method for variable voltage and variable frequency inverter of induction motor

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JPS5889089A
JPS5889089A JP56185287A JP18528781A JPS5889089A JP S5889089 A JPS5889089 A JP S5889089A JP 56185287 A JP56185287 A JP 56185287A JP 18528781 A JP18528781 A JP 18528781A JP S5889089 A JPS5889089 A JP S5889089A
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pulses
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茂俊 岡松
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坪井 孝
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正彦 射場本
Tokunosuke Tanamachi
棚町 徳之助
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Abstract

PURPOSE:To reduce the current ripple of an induction motor by selecting the frequency of an inverter which switches a PWM modulation pulse number to become higher at the regenerating time than that at the power driving time. CONSTITUTION:The frequency of a power source which is supplied to an induction motor 4 is controlled by a microcomputer 10, and the voltage is controlled by the output of a subtractor 15. The power driving time and the regenerating time are distinguished during the pulse number switching program of the microcomputer 10, thereby selecting the frequency of the inverter at the time of switching the pulse at the regenerating time higher than the power driving time. Accordingly, a PWM modulation is performed by employing a triangular wave of the pulse motor mostly adapted for the regenerating time, the inverter 3 is controlled, thereby preventing the harmonic component contained in the PWM modulation pulse train from increasing.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は誘導電動機用可変電圧可変周波数インバータの
制御方法に係り、特に、電気車を力行させ、また回生制
動させる誘導電動機の可変電圧可変周波数インバータの
制御方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for controlling a variable voltage, variable frequency inverter for an induction motor, and more particularly to a method for controlling a variable voltage, variable frequency inverter for an induction motor that powers an electric vehicle and performs regenerative braking.

最近、可変電圧可変周波数インバータによる誘導電動機
の可変速制御は、整流子がない誘導電動機の保守の簡便
さというメリットかち、従来直流電動機が用いられてい
た分野への応用が広がりつつある。
Recently, variable speed control of induction motors using variable voltage variable frequency inverters has been increasingly applied to fields where DC motors have traditionally been used, due to the ease of maintenance of induction motors that do not have commutators.

例えば、電気車の如く起動時に大きなトルクを要し、し
かも広範囲の速度制御が要求される用途にも実用化され
つつある。
For example, they are being put into practical use in applications such as electric cars that require large torque at startup and also require wide range speed control.

誘導電動機は1本質的に供給電源周波数と極数とで決ま
る同期速度を中心に回転する低速度特性を有している。
An induction motor has a low speed characteristic of rotating around a synchronous speed essentially determined by the frequency of the power supply and the number of poles.

そこで、誘導電動機の回転速度を連続的に変化させるた
めには、供給電源の周波数を変えて制御することが必要
となる。また、誘導電動機が発生するトルクの大きさは
、固定子が空隙に作る磁束と回転子に流れる電流とによ
って決定される。従って、トルクの制御は磁束と回転子
電流とを制御することによって行なわなければなら−な
い。
Therefore, in order to continuously change the rotational speed of the induction motor, it is necessary to control the power supply by changing its frequency. Further, the magnitude of the torque generated by the induction motor is determined by the magnetic flux created by the stator in the air gap and the current flowing through the rotor. Therefore, torque control must be achieved by controlling magnetic flux and rotor current.

誘導電動機を車両の駆動用として用いる場合には、トル
ク一定制御の要求から滑シ周波数を一定に保ち、−且つ
電流を一定に制御する方法が一般的に行なわれている。
When an induction motor is used to drive a vehicle, a method is generally used in which the sliding frequency is kept constant and the current is controlled to be constant due to the requirement for constant torque control.

誘導電動機では、滑り周波数を一定にして、電源の出力
周波数を上昇させると等価インピーダンスが増大する。
In an induction motor, when the slip frequency is held constant and the output frequency of the power source is increased, the equivalent impedance increases.

このため電流を一定に保持するためには、電源周波数の
上昇に比例して電源電圧も上昇させなければならない。
Therefore, in order to keep the current constant, the power supply voltage must also increase in proportion to the increase in the power supply frequency.

なお、電気車においてトルク一定制御を行なう必要は、
加速度を一定にして乗り心地を良くする要請からである
Furthermore, it is necessary to perform constant torque control in electric vehicles.
This is due to the need to maintain constant acceleration and improve riding comfort.

上記のような周波数の上昇に比例して電圧も上昇させる
制御方法として、従来から種々のものが考えられている
。この代表的なものとして、出力電圧のパルス幅を変調
させることにより、誘導電動機に加える平均電圧を制御
するパルス幅変調(PWM)インバータ制御方法がある
Conventionally, various methods have been considered as control methods for increasing the voltage in proportion to the increase in frequency as described above. A typical example of this is a pulse width modulation (PWM) inverter control method that controls the average voltage applied to an induction motor by modulating the pulse width of the output voltage.

第1図は従来のPWMインバータ制御方法によシ、電気
車用の誘導電動機を駆動する構成例を示したものである
。直流架線1よりパンタグラフ2を介して可変電圧可変
周波数を発生するインバータ3に直流電源が供給される
。このインバータ3によって所定の電圧及び周波数に変
換された三相交流が誘導電動機4に供給され、これを駆
動する。
FIG. 1 shows an example of a configuration for driving an induction motor for an electric vehicle using a conventional PWM inverter control method. DC power is supplied from a DC overhead wire 1 via a pantograph 2 to an inverter 3 that generates a variable voltage and variable frequency. Three-phase alternating current converted to a predetermined voltage and frequency by this inverter 3 is supplied to an induction motor 4 to drive it.

インバータ3と誘導電動機4とを接続する電力線には交
流変流器5が設けられ、検出電流を整流器6に入力して
直流電流IM+  に変換している。
An AC current transformer 5 is provided on the power line connecting the inverter 3 and the induction motor 4, and the detected current is input to a rectifier 6 to be converted into a DC current IM+.

上記インバータ3のゲート制御は、正弦波電圧に対応す
る複数の直流電圧と、三角波との比較によって得られる
パルス列を用いて行なわれ、三角波の周波数を誘導電動
機4の回転周波数に応じて切換えている。
The gate control of the inverter 3 is performed using a pulse train obtained by comparing a plurality of DC voltages corresponding to the sine wave voltage and a triangular wave, and the frequency of the triangular wave is switched according to the rotation frequency of the induction motor 4. .

誘導電動機4に直結されたパルスンエネレータ7が発生
する周波数は、周波数/デジタル変換器8に入力され、
ここでデジタル量fD1 に変換され、マイクロコンピ
ュータ9に入力される。一方、滑り周波数パターンfB
P がアナログ/デジタル変換器10によシデジタル量
f8Dに変換され、マイクロコンピュータ9に入力さレ
ル。
The frequency generated by the pulse generator 7 directly connected to the induction motor 4 is input to a frequency/digital converter 8,
Here, it is converted into a digital quantity fD1 and input to the microcomputer 9. On the other hand, the slip frequency pattern fB
P is converted into a digital quantity f8D by the analog/digital converter 10 and input to the microcomputer 9.

マイクロコンピュータ9では、デジタル量’otとf8
D  とを電気車がカ行時に加算し、回生時に減算して
、この結果をデジタル量rro  としてデジタル/周
波数変換器11に出力する。このデジタル/周波数変換
器11によって、f[Dはインバータ周波数の整数倍の
周波数f1に変換される。
In the microcomputer 9, the digital quantities 'ot and f8
D is added when the electric car is running, subtracted during regeneration, and the result is output to the digital/frequency converter 11 as a digital quantity rro. This digital/frequency converter 11 converts f[D into a frequency f1 that is an integral multiple of the inverter frequency.

この周波数f!によってカウンタ12を動かし、このカ
ウンタ12の出力が読出し専用メモリ(几QM)13−
1〜13−4の番地として与えられる。I’LOM13
−4には三角波のデータを書込んでおき、この出力がデ
ジタル/アナログ変換器14に入力されて三角波に変換
される。
This frequency f! The output of the counter 12 is stored in the read-only memory (几QM) 13-
It is given as an address from 1 to 13-4. I'LOM13
-4 is written with triangular wave data, and this output is input to the digital/analog converter 14 and converted into a triangular wave.

一方、交流変流器5によって検出された電動機の電流に
対応する整流器6の出力である直流電流L1は、減算器
15に入力され、ここで、電動機電流IMF と減算さ
れて、その差分が複数の抵抗器16によって正弦波近似
された複数の直流電圧に変換される。これらの複数の直
流電圧はそれぞれ比較器17に入力され、この比較器1
7によシ前記三角波と比較され、幅の異なる複数のパル
スとなってそれぞれの比較器17から出力される。
On the other hand, the DC current L1, which is the output of the rectifier 6 and corresponds to the motor current detected by the AC current transformer 5, is input to the subtracter 15, where it is subtracted from the motor current IMF, and the difference is The resistor 16 converts the voltage into a plurality of DC voltages approximated to a sine wave. These multiple DC voltages are each input to a comparator 17, and this comparator 1
7, the pulses are compared with the triangular wave, and outputted from each comparator 17 as a plurality of pulses with different widths.

これらの幅の異なる各パルスは各相のデータセレクタ1
8にそれぞれ入力され、このデータセレクタ18に入力
されるROM13−1〜13−3の出力に基づpて、U
、V、W各相の各々120度ずつずれたPWMパルス列
に並べ換えられる。これら各相のパルス列がゲートトラ
ンス19を通してインバータ3のゲート回路に加えられ
、ゲートを制御する。
Each of these pulses with different widths is transmitted to the data selector 1 of each phase.
Based on the outputs of the ROMs 13-1 to 13-3, which are input to the data selector 18,
, V, and W phases are rearranged into PWM pulse trains shifted by 120 degrees. These pulse trains of each phase are applied to the gate circuit of the inverter 3 through the gate transformer 19 to control the gate.

このように誘導電動機4に供給される電源の周波数はマ
イクロコンピュータ9によって制御され、電圧は電動機
電流1wt が電動機電流く々ターンIMP に略等し
くなるように減算機15の出力で制御される。この時、
電圧と周波数の比は略一定となり、誘導電動機4に供給
される電流は一定で、発生トルク一定の制御がなされる
The frequency of the power supplied to the induction motor 4 is thus controlled by the microcomputer 9, and the voltage is controlled by the output of the subtractor 15 so that the motor current 1wt is approximately equal to the motor current IMP. At this time,
The ratio of voltage and frequency is approximately constant, the current supplied to the induction motor 4 is constant, and the generated torque is controlled to be constant.

ところで、このようなパルス幅変調された方形波電圧で
誘導電動機4を駆動する場合、誘導電動機4を流れる電
流は完全な正弦波とはならず、かなシの高調波成分を含
んだものとなる。この高調波成分を減らすためには、前
記三角波の周波数を高くして、インバー43の周波数1
サイクル中のパルス数を増やし、誘導電動機4のリアク
タンス分によって平滑することにより減らすことができ
る。
By the way, when the induction motor 4 is driven with such a pulse width modulated square wave voltage, the current flowing through the induction motor 4 does not become a perfect sine wave, but contains a slight harmonic component. . In order to reduce this harmonic component, the frequency of the triangular wave is increased, and the frequency of the inverter 43 is 1.
It can be reduced by increasing the number of pulses during the cycle and smoothing it by the reactance of the induction motor 4.

しかし、一方、インバータ3″の主回路に用いられるサ
イリスタ等の半導体制御素子にとっては、周波数を極度
に高くして、スイッチング損失の増大を招くことは望ま
しくない。また、前記サイリスタは理想的なスイッチ機
能を有しておらず、一般には100〜200μsはどの
転流期間を必要とするため、インバータ周波数1サイク
ル中のパルス数が多い程、インバータ3の出し得る出力
電圧の最大値が小さくなる。第2図はこの事情を説明す
るPWMパルス列の一例を示したもので、パルスとパル
スのスリット幅であるΔtが100〜200μsに近づ
いてくると、これ以上出力電圧を上げることができなく
なる。従って、出力電圧を更に高めるには、インバータ
周波数1サイクル中のパルス数を減らさなければならな
い。
However, on the other hand, for semiconductor control elements such as thyristors used in the main circuit of the inverter 3'', it is undesirable to make the frequency extremely high and cause an increase in switching loss. Since it has no function and generally requires a commutation period of 100 to 200 μs, the larger the number of pulses in one cycle of the inverter frequency, the smaller the maximum value of the output voltage that the inverter 3 can output. Fig. 2 shows an example of a PWM pulse train to explain this situation, and when Δt, which is the slit width between pulses, approaches 100 to 200 μs, the output voltage cannot be increased any further. , to further increase the output voltage, the number of pulses in one cycle of the inverter frequency must be reduced.

このため、従来よシインバータ周波数に応じてパルス数
を切換える制御が行なわれている。第1図の従来例では
、マイクロコンピュータ9からパルス数切換信号をR,
0M13−4に出力し、ROM13−4に書込まれてい
る複数の三角波(それぞれ周波数が異なる)の中から適
当なものを選択することにより行なう方法が採られてい
る。
For this reason, conventional control has been performed to switch the number of pulses according to the inverter frequency. In the conventional example shown in FIG. 1, the pulse number switching signal from the microcomputer 9 is R,
A method is adopted in which a suitable one is selected from among a plurality of triangular waves (each having a different frequency) outputted to the ROM 13-4 and written in the ROM 13-4.

第3図は、上記従来例で用いられているパルス数切換及
び周波数制御プログラムのフローチャートを示したもの
である。ステップ101においてパルス数の切換周波数
f、、f2・・・・・・・・・f。がセットされる。ス
テップ102で、誘導電動機4の回転周波数fD、と滑
り周波数パターンfsD が読込まれる。次にステップ
103でカ行か回生かを判別し、カ行の場合には、ステ
ップ1o4.でfrn=fol+’sn  の周波数演
算が行なわれ。
FIG. 3 shows a flowchart of the pulse number switching and frequency control program used in the conventional example. In step 101, the pulse number switching frequency f,, f2...f. is set. At step 102, the rotation frequency fD of the induction motor 4 and the slip frequency pattern fsD are read. Next, in step 103, it is determined whether it is power or regeneration, and if it is power, step 1o4. The frequency calculation of frn=fol+'sn is performed.

回生の場合は、ステップ105でflD二fD、−fl
lD の周波数演算が行なわれる。次に、ステップ10
6でfDlがflより小さい場合には、パルス数27が
選択される。fD、がflよシ大きい場合には、ステッ
プ107でfDI  73:f、 !’)大きいかどう
か判別され、大きい場合には、パルス数15が選択され
、そうでない場合には、同様な判別を繰返して、誘導電
動機4の回転周波数fD1 に応じた最適のパルス数が
選択される。
In the case of regeneration, in step 105 flD2fD, -fl
A frequency calculation of 1D is performed. Next, step 10
6 and if fDl is smaller than fl, the number of pulses 27 is selected. If fD, is larger than fl, then in step 107 fDI73: f, ! ') It is determined whether the number of pulses is large, and if it is large, the number of pulses 15 is selected, and if not, the same determination is repeated and the optimal number of pulses according to the rotation frequency fD1 of the induction motor 4 is selected. Ru.

このように、従来例では、パルス数の切換はカ行時も回
生時も同じインバータ周波数に対応して・行なわれてい
た。即ちインバータ周波数f、に対しては、パルス数が
27015の切換が対応し、これはカ行時も回生時も同
一であるということである。
In this way, in the conventional example, switching of the number of pulses was carried out corresponding to the same inverter frequency during both driving and regeneration. That is, the inverter frequency f corresponds to a change in the number of pulses of 27015, and this is the same during both drive and regeneration.

一方、誘導電動機4の一相分の等価回路は第4図に示す
如くなっており、カ行時と回生時とでは等価回路を流れ
る電流■1の向きが反対となる。
On the other hand, the equivalent circuit for one phase of the induction motor 4 is as shown in FIG. 4, and the direction of the current (1) flowing through the equivalent circuit is opposite between during power travel and during regeneration.

図では電流1.の向きは、カ行時を実線矢印で、回生時
を破線矢印で示している。また、誘導電動機慣に供給す
る電圧と周波数の比を一定にする制御は、最終的には励
磁電流Ioを一定にして、界磁4束を一定にするための
ものである。しかし・励磁電流工。が大き過ぎると界磁
鉄心が飽和して、インダクタンーー低下により突入電流
(過電流)が流れる。小さ過ぎると電動機の利用効率を
悪くする。上記のように、電流I、の向きがカ行時と回
生時とでは反対となるため、カ行時の端子電圧V + 
> V oとなり、回生時の端子電圧V、<V。
In the figure, current 1. The direction of the arrow is shown by a solid line arrow when the engine is running, and by a broken line arrow when it is regenerating. Further, the control to keep the ratio of the voltage and frequency supplied to the induction motor constant is ultimately to keep the excitation current Io constant and the four fluxes of the field constant. However, excitation electrician. If is too large, the field core will be saturated and the inductance will drop, causing an inrush current (overcurrent) to flow. If it is too small, the efficiency of using the electric motor will deteriorate. As mentioned above, since the direction of the current I is opposite during the forward movement and during regeneration, the terminal voltage V + during the forward movement
>V o, and the terminal voltage V during regeneration becomes <V.

となり、カ行時のVIは回生時のそれより高くする必要
がある。
Therefore, the VI during power travel needs to be higher than that during regeneration.

そこで、従来のようにパルス数をカ行時も回生時も同じ
インバータ周波数で切換えた場合、界磁磁束を一定とし
た時のインバータ周波数に対する電動機電圧の特性を示
した第5図に示す如く、パルスモードAのインバータ出
力電圧はカ行時の方が回生時よりも高くなる。なお、図
中、符号20はカ行時の、符号21は回生時の端子電圧
(電動機電圧)■、を示している。従って、PWM変調
パルス列の最小スリット幅はカ行時の方が狭くなシ、サ
イリスタの転流期間に対しては回生時の方が最小スリッ
ト幅が大きいため余裕があ′ることになる。
Therefore, when the number of pulses is switched at the same inverter frequency during power and regeneration as in the conventional case, as shown in Fig. 5, which shows the characteristics of the motor voltage with respect to the inverter frequency when the field magnetic flux is constant. The inverter output voltage in pulse mode A is higher during power generation than during regeneration. In the figure, the reference numeral 20 indicates the terminal voltage (motor voltage) (2) at the time of power travel, and the reference number 21 indicates the terminal voltage (motor voltage) (2) at the time of regeneration. Therefore, the minimum slit width of the PWM modulated pulse train is narrower during the regeneration period, and there is a margin for the commutation period of the thyristor because the minimum slit width is larger during the regeneration period.

従って、この事はfl>f>f2.なるインバータ周波
数において、パルスモードAの三角波でPWM変調でき
るはずのところを、これより11段低いインバータ周波
数のパルスモードBの三角波で変調することになるため
、PWM変調パルス列に含まれる高調波成分の増大によ
り、誘導電動機4のリップル(ピーク電流値)が大きく
なる。これは電動機の内部損失を招くばかりでなく、イ
ンバータにピーク電流を転流し得る能力を持たせなけれ
ばならなくなり、容量の大きな素子(サイリスタ等)を
必要とし、コストを増大させる欠点が生じる。
Therefore, this means that fl>f>f2. At an inverter frequency of Due to the increase, the ripple (peak current value) of the induction motor 4 increases. This not only causes internal losses in the motor, but also requires the inverter to have the ability to commutate peak currents, which requires large capacitance elements (such as thyristors), resulting in increased costs.

本発明の目的は、上記の欠点に鑑み、制御対象である誘
導電動機を流れる電流のりソグルを減少させる誘導電動
機用可変電圧可変周波数イン・く−タの制御方法を提供
することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above drawbacks, it is an object of the present invention to provide a method for controlling a variable voltage variable frequency motor for an induction motor, which reduces the current flow through the induction motor to be controlled.

本発明は、制御対象である誘導電動機の励磁電流を同じ
とした時の電動機端子電圧はカ行時の方が回生時よりも
高いことに着目し、PWM変調ノ(。
The present invention focuses on the fact that, when the excitation current of the induction motor to be controlled is the same, the motor terminal voltage is higher during powering than during regeneration, and PWM modulation ().

レス数を切換えるインバータ周波数を1回生時の方がカ
行時よりも高くなるように選定し、誘導電動機の電流リ
ップルを減少させたものである。
The inverter frequency for switching the number of regenerations is selected so that it is higher during first regeneration than during regeneration, thereby reducing the current ripple of the induction motor.

以下、本発明の誘導電動機用可変電圧可変周波数インバ
Tりの制御方法の一実施例を従来例と同部品は同符号を
用いて図により説明する。
Hereinafter, an embodiment of the control method for a variable voltage variable frequency inverter T for an induction motor according to the present invention will be explained with reference to the drawings, using the same reference numerals for the same parts as in the conventional example.

第6図は本実施例の誘導電動機用可変電圧可変周波数イ
ンバータの制御装置の構成を示したブロック図である。
FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of a control device for a variable voltage variable frequency inverter for an induction motor according to this embodiment.

誘導電動機4に供給される電源の周波数はマイクロコン
ピュータ10によって制御され、電圧は減算器15の出
力で制御され、各部品の構成は従来例と全く同一である
ため説明は省略する。本実施例の従来例と異なる所は、
マイクロコンピュータ10のパルス数切換フログラム中
で、カ行時と回生時とを区別し、パルス切換時のインバ
ータ周波数が回生時にカ行時よりも高い周波数が選択さ
れるようにしである点にある。
The frequency of the power supply supplied to the induction motor 4 is controlled by the microcomputer 10, the voltage is controlled by the output of the subtracter 15, and the configuration of each component is completely the same as that of the conventional example, so a description thereof will be omitted. The difference between this embodiment and the conventional example is as follows.
In the pulse number switching program of the microcomputer 10, a distinction is made between the current time and the regeneration time, and the inverter frequency at the time of pulse switching is set to be higher than the frequency during the regeneration time.

第7図は上記実施例のパルス数切換及び周波数制御プロ
グラムのフローチャートを示すものである。ステップ2
01で、誘導電動機4の回転周波数fDI と滑9周波
数パターンf8Dが読込まれる。ステップ202でカ行
か回生かを判別し、カ行の場合は、ステップ203でf
xo−=foH+fsDの周波数演算が行なわれる。次
にステップ204に進みカ行時のパルス数の切換周波数
fll+  f21+・・・・・・f、1がセットされ
る。その後ステップ205で、誘導電動機4の回転周波
数fD、が’11より小さいかどうか判別され、小さい
場合には、<レス数27が選択される。小さくない場合
はステップ206に行き、fDlがfItよシ大きいか
どうか判別され、大きい場合にはパルス数15が選択さ
れる。そうでない場合は同様のステップにより次次と判
別されて誘導電動機40回転周波数fD。
FIG. 7 shows a flowchart of the pulse number switching and frequency control program of the above embodiment. Step 2
At 01, the rotational frequency fDI of the induction motor 4 and the sliding frequency pattern f8D are read. In step 202, it is determined whether it is power or regeneration, and if it is power, then f in step 203.
A frequency calculation of xo-=foH+fsD is performed. Next, the process proceeds to step 204, and the switching frequency fll+f21+...f, 1 for the number of pulses during the ka-row is set. Thereafter, in step 205, it is determined whether the rotational frequency fD of the induction motor 4 is smaller than '11, and if it is smaller, <response number 27 is selected. If not, the process goes to step 206, where it is determined whether fDl is larger than fIt, and if it is larger, the number of pulses 15 is selected. If not, the same steps are performed to determine the next rotational frequency fD of the induction motor 40.

に応じた最適のパルス数が選択される。ステップ202
でカ行でない場合、即ち回生時にはステップ207に行
き、fID=fJ  ’SOの周波数演算が行なわれ1
次にステップ208で回生時の・;レス数の切換周波数
’12+f22・・・・・・f。2がセットされる。そ
の後ステップ209でfolがf、2 よシ小さいと判
別された場合には、Sルス数27が選択され、そうでな
い場合はステップ210に行き、fDIがfX2  よ
り大きいかどうか判別され大きい場合にはパルス数15
が選ばれそうでない場合には同様のステップを繰返して
誘導電動機4の回転周波数fDI に応じた最適のパル
ス数が選択される。
The optimum number of pulses is selected according to the Step 202
If it is not row 5, that is, in the case of regeneration, the process goes to step 207, where the frequency calculation of fID=fJ'SO is performed.
Next, in step 208, the switching frequency of the response number '12+f22...f during regeneration is determined. 2 is set. After that, if it is determined in step 209 that fol is smaller than f,2, the S-Rus number 27 is selected; otherwise, the process goes to step 210, where it is determined whether fDI is larger than fX2; Number of pulses 15
If it is not likely to be selected, similar steps are repeated to select the optimum number of pulses according to the rotational frequency fDI of the induction motor 4.

このように、本実施例では、ステップ204、ステップ
208のそれぞれにおいてカ行時と回生時に適したパル
ス切換周波数のセントを行ない、回生時のパルス切換周
波数のセット値をカ行時のそれよりも高くしである。例
えばカ行時に27パルスから15パルスに切換えるイン
バータ周波数fttよりは、回生時に15パルスから2
7パルスに切換えるインバータ周波数f12の方が高い
周波数値となっている。
In this way, in this embodiment, in steps 204 and 208, the pulse switching frequency suitable for the power travel and regeneration is set, and the set value of the pulse switching frequency for the regeneration is set to be higher than that for the power travel. It's expensive. For example, the inverter frequency ftt changes from 27 pulses to 15 pulses during power generation, and from 15 pulses to 2 pulses during regeneration.
The inverter frequency f12, which is switched to 7 pulses, has a higher frequency value.

本実施例では、回生時のパルス数切換めインバータ周波
数をカ行時のそれよりも高めにとっであるため1回生時
に最も適したパルスモードの三角疲を使用してPWM変
調を行ない、インバータ3を制御することにより、PW
M変調)々ルス列に含まれる高調波成分の増大を防止し
て、誘導電動機4の電流のリップルを小さくし得る効果
がある。
In this embodiment, since the inverter frequency for switching the number of pulses during regeneration is set higher than that during drive, PWM modulation is performed using the triangular fatigue pulse mode most suitable for the first regeneration, and the inverter 3 By controlling PW
(M modulation) has the effect of preventing an increase in harmonic components included in the pulse train and reducing ripples in the current of the induction motor 4.

従って、誘導電動榎4の内部高調波損失を低減し得るば
かりでなく、リップルが小さズピーク電流が低く押さえ
られるため、インバータ3の転流能力を低く設計するこ
とができ、誘導電動機4及びインバータ3を小形軽量化
して妄価とする効果がある。
Therefore, not only can the internal harmonic loss of the induction motor 4 be reduced, but also the ripple is small and the peak current is kept low, so the commutation capacity of the inverter 3 can be designed to be low, and the induction motor 4 and the inverter 3 It has the effect of making it smaller and lighter, making it more valuable.

なお、本実施例の変調方式として、出力電圧パターンを
与える直流電圧と、PWMパルス制御のための搬送波と
して三角波とを用いる例をとって説明したが1本発明は
これに限定されるものでなくパルス数とパルス幅を制御
するインバータの全てに適用することができる。
It should be noted that although the modulation method of this embodiment has been explained using an example in which a DC voltage that provides an output voltage pattern and a triangular wave is used as a carrier wave for PWM pulse control, the present invention is not limited to this. It can be applied to all inverters that control the number of pulses and pulse width.

以上記述した如く本発明の誘導電動機用可変電圧可変周
波数インバータの制御方法によれば、制御対象である誘
導電動機を流れる電流のリップル分を減少させることが
できる効果を有するもfある。
As described above, the method of controlling a variable voltage variable frequency inverter for an induction motor according to the present invention has the effect of reducing ripples in the current flowing through the induction motor that is the object of control.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来の誘導電動機用可変電圧可変周波数インバ
ータの制御装置の構成例を示したブロック図、第2図は
PWM変調パルス列の一例を示した説明図、第3図は第
1図で示したマイクロコンピュータのプログラムフロー
チャート図、第4図は第1図で示した誘導電動機4の一
相分の等価回路図、第5図は第1図で示したインバータ
の周波数と出力電圧との関係を示した線図、第6図は本
発明を適用した誘導電動機用可変電圧可変周波数インバ
ータの制御装置の一実施例の構成を示したブロック図、
第7図は第6図に示したマイクロコンピュータのプログ
ラムフローチャート図である。 3・・・インバータ、4・・・誘導電動機、9・・・マ
イクロコンピュータ、13−1〜13−4・・・読出し
専用メモリ、15・・・減算器、16・・・抵抗器、1
7・・・比′44− ′lIj図 −45、−;’ruf* 17m
Fig. 1 is a block diagram showing a configuration example of a conventional control device for a variable voltage variable frequency inverter for an induction motor, Fig. 2 is an explanatory diagram showing an example of a PWM modulation pulse train, and Fig. 3 is a block diagram showing an example of a control device for a conventional variable voltage variable frequency inverter for an induction motor. Figure 4 is an equivalent circuit diagram for one phase of the induction motor 4 shown in Figure 1, and Figure 5 shows the relationship between the frequency and output voltage of the inverter shown in Figure 1. The diagram shown in FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of a control device for a variable voltage variable frequency inverter for an induction motor to which the present invention is applied.
FIG. 7 is a program flowchart of the microcomputer shown in FIG. 3... Inverter, 4... Induction motor, 9... Microcomputer, 13-1 to 13-4... Read-only memory, 15... Subtractor, 16... Resistor, 1
7...Ratio'44-'lIjFigure-45,-;'ruf* 17m

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1、制御対象の誘導電動機に、幅の異なる複数のパルス
で変調された交流電流を供給し、該交流電流の周波数の
変化に対応して、該交流電流の1サイクル中に含まれる
前記パルス数を切換えて、該交流電流の周波数と電圧と
の比を一定とする制御を行なう誘導電動機用可変電圧可
変周波数インバータの制御方法において、交流電圧1サ
イクル中に含まれるパルス数を切換える時の該交流電流
の周波数を、同一パルス数の切換において、前記誘導電
動機のカ行時に供給される交流電流の周波数よりも、回
生時の周波数の方が高くなるように設定したことを特徴
とする誘導電動機用可変電圧可変周波数インバータの制
御方法。
1. Supply an alternating current modulated by a plurality of pulses with different widths to an induction motor to be controlled, and calculate the number of pulses included in one cycle of the alternating current in response to a change in the frequency of the alternating current. In a method for controlling a variable voltage variable frequency inverter for an induction motor, which performs control to maintain a constant ratio between the frequency and voltage of the alternating current by switching the number of pulses included in one cycle of the alternating current, For an induction motor, characterized in that the frequency of the current is set so that the frequency during regeneration is higher than the frequency of the alternating current supplied when the induction motor is in motion, when switching the same number of pulses. Control method for variable voltage variable frequency inverter.
JP56185287A 1981-11-20 1981-11-20 Control device for variable voltage variable frequency inverter for induction motor Expired - Lifetime JPH0612956B2 (en)

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JP2017005895A (en) * 2015-06-11 2017-01-05 株式会社デンソー Control apparatus of rotary machine
EP2456066B1 (en) 2010-11-19 2018-03-07 General Electric Company Low-inductance, high-efficiency induction machine

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