JPS59144394A - 誘導電動機制御装置 - Google Patents
誘導電動機制御装置Info
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- JPS59144394A JPS59144394A JP58014250A JP1425083A JPS59144394A JP S59144394 A JPS59144394 A JP S59144394A JP 58014250 A JP58014250 A JP 58014250A JP 1425083 A JP1425083 A JP 1425083A JP S59144394 A JPS59144394 A JP S59144394A
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- JP
- Japan
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- inverter
- voltage
- current
- induction motor
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P27/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
- H02P27/04—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
- H02P27/06—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P2201/00—Indexing scheme relating to controlling arrangements characterised by the converter used
- H02P2201/03—AC-DC converter stage controlled to provide a defined DC link voltage
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は誘導電動機制御装置に関する。
誘導電動機の運転にインバータを使用することは一般に
知られている。これは三相又は単相の交流電圧をコンバ
ータ部で所望の大きさの直流電圧に変換し、この直流電
圧を更にインバータ部により所望の周波数の三相交流に
変換するものであって、この三相交流を誘導電動機に供
給することによってこれを運転する。ところでこの種イ
ンバータにおいては、誘導電動機に過負荷がかかったと
き、力行側電流のピーク値が設定値に達すると、インバ
ータ部の半導体素子の一部或いは全部をオンさせて電流
をしゃ断する。そしてこれにより力行側電流が下がって
設定値以下になると再び半導体素子をオンさせる。この
ようにして力行側ピーク電流を一定値に制限するのであ
るが、しかしインバータ部の半導体素子をオン、オフさ
せると、インバータ部の出力電圧はチョッピングされて
平均電圧が下がるようになる。しかしながらこのような
動作の過程において、もしインバータ部の出力周波数が
一定のままであると、インバータのＶ／Ｆ（電圧対周波
数の比）が小さくなる。一般に誘導電動機のトルクは周
波数が一定の場合、電圧の２乗に比例するため、力行側
ピーク電流を一定値に制限しても、トルクは著るしく低
下することになる。
知られている。これは三相又は単相の交流電圧をコンバ
ータ部で所望の大きさの直流電圧に変換し、この直流電
圧を更にインバータ部により所望の周波数の三相交流に
変換するものであって、この三相交流を誘導電動機に供
給することによってこれを運転する。ところでこの種イ
ンバータにおいては、誘導電動機に過負荷がかかったと
き、力行側電流のピーク値が設定値に達すると、インバ
ータ部の半導体素子の一部或いは全部をオンさせて電流
をしゃ断する。そしてこれにより力行側電流が下がって
設定値以下になると再び半導体素子をオンさせる。この
ようにして力行側ピーク電流を一定値に制限するのであ
るが、しかしインバータ部の半導体素子をオン、オフさ
せると、インバータ部の出力電圧はチョッピングされて
平均電圧が下がるようになる。しかしながらこのような
動作の過程において、もしインバータ部の出力周波数が
一定のままであると、インバータのＶ／Ｆ（電圧対周波
数の比）が小さくなる。一般に誘導電動機のトルクは周
波数が一定の場合、電圧の２乗に比例するため、力行側
ピーク電流を一定値に制限しても、トルクは著るしく低
下することになる。
この発明は過負荷時において電流を制限しているときで
も、誘導電動機のトルクの減少を防止することを目的と
するものである。
も、誘導電動機のトルクの減少を防止することを目的と
するものである。
この発明の実施例を図によって説明すると、１はサイリ
スタのような半導体スイッチＧ＿１〜Ｇ＿３からなるコ
ンバータ部で、三相交流電圧を任意の大きさの直流電圧
に変換する。変換された直流電圧はトランジスタのよう
な半導体スイッチＵ、Ｖ、Ｗ、Ｕ、Ｖ、Ｗからなるコン
バータ２によって所望の周波数の三相交流に変換され、
これが誘導電動機３に供給される。４は速度設定器、５
は比較器、６は加算器、７は積分器、８は発振器、９は
三相パルス発生回路、１０＿１〜１０＿３はナンドゲー
ト、１１はオンディレー回路を含むドライバー回路で、
これからの出力パルスでインバータ部２の半導体スイッ
チをオン、オフさせる。１２は加算器、１３は増巾器、
１４は位相制御回路で、これからのパルスによりコンバ
ータ部１の半導体スイッチをオン、オフさせる。１５は
電流検出器、１６はピーク値検出回路、１７は電圧検出
回路で、この検出電圧は加算器１２の一方の入力とされ
る。そして積分器７からの積分出力（Ｖ／Ｆ指令）と比
較されその偏差出力は増巾器１３の入力とされる。１８
は比較器、１９はスイッチ回路である。
スタのような半導体スイッチＧ＿１〜Ｇ＿３からなるコ
ンバータ部で、三相交流電圧を任意の大きさの直流電圧
に変換する。変換された直流電圧はトランジスタのよう
な半導体スイッチＵ、Ｖ、Ｗ、Ｕ、Ｖ、Ｗからなるコン
バータ２によって所望の周波数の三相交流に変換され、
これが誘導電動機３に供給される。４は速度設定器、５
は比較器、６は加算器、７は積分器、８は発振器、９は
三相パルス発生回路、１０＿１〜１０＿３はナンドゲー
ト、１１はオンディレー回路を含むドライバー回路で、
これからの出力パルスでインバータ部２の半導体スイッ
チをオン、オフさせる。１２は加算器、１３は増巾器、
１４は位相制御回路で、これからのパルスによりコンバ
ータ部１の半導体スイッチをオン、オフさせる。１５は
電流検出器、１６はピーク値検出回路、１７は電圧検出
回路で、この検出電圧は加算器１２の一方の入力とされ
る。そして積分器７からの積分出力（Ｖ／Ｆ指令）と比
較されその偏差出力は増巾器１３の入力とされる。１８
は比較器、１９はスイッチ回路である。
電流検出器１５はコンバータ部１からの電流を検出する
もので、これにより検出される電流の力行側のピーク電
流がピーク値検出回路１６により検出され、このピーク
電流が設定値をこえると、その期間中、Ｈ出力を出す。
もので、これにより検出される電流の力行側のピーク電
流がピーク値検出回路１６により検出され、このピーク
電流が設定値をこえると、その期間中、Ｈ出力を出す。
これ以外はＬ出力を出している。比較器１８は加算器１
２の出力が零又は正電圧のとき正電圧を出力し、加算器
１２の出力が負電圧のとき負電圧を出力する。スイッチ
回路１９はピーク値検出回路１６からＨ出力が出ている
間だけ、比較器１８の出力を加算器６に与え、比較器５
の出力と加算される。
２の出力が零又は正電圧のとき正電圧を出力し、加算器
１２の出力が負電圧のとき負電圧を出力する。スイッチ
回路１９はピーク値検出回路１６からＨ出力が出ている
間だけ、比較器１８の出力を加算器６に与え、比較器５
の出力と加算される。
比較器５は速度設定器４からの設定出力と、加算器６の
加算出力を入力とする積分器７（反転増巾器）からの出
力とを比較する。たとえば速度を上げようとして設定出
力をそれまでより高くしたとすると、比較器５の出力は
負電圧となる。これは積分器７により積分され、その積
分出力（Ｖ／Ｆ指令）が設定出力と一致すると、比較器
５の出力は零となる。逆に速度設定を下げると、比較器
５の出力は正電圧となり、Ｖ／Ｆ指令は下がる。
加算出力を入力とする積分器７（反転増巾器）からの出
力とを比較する。たとえば速度を上げようとして設定出
力をそれまでより高くしたとすると、比較器５の出力は
負電圧となる。これは積分器７により積分され、その積
分出力（Ｖ／Ｆ指令）が設定出力と一致すると、比較器
５の出力は零となる。逆に速度設定を下げると、比較器
５の出力は正電圧となり、Ｖ／Ｆ指令は下がる。
以上の構成において、速度設定器４による設定出力が一
定又は増加の状態で誘導電動機３を運転していたとする
。このとき誘導電動機３に過負荷がかかると、力行側電
流が増加する。したがって電圧検出器７の検出電圧が低
下することにより加算器１２の出力としての正電圧が増
加する。そしてこの電流のピーク値が設定レベルに達す
ると、ピーク値検出回路１６からＨ出力が出る。これに
よりナンドゲート１０＿１〜１０＿３の出力はＬとなり
半導体スイッチＵ、Ｖ、Ｗはオフとされる。同時にスイ
ッチ回路１９が働き、比較器１９の正電圧が出力される
。これが加算器６を経て積分器７に入力される。この積
分結果に基いてＶ／Ｆ指令は下がり、コンバータ部１の
出力電圧は低下するし、又インバータ部２の出力周波数
も低下するようになる。
定又は増加の状態で誘導電動機３を運転していたとする
。このとき誘導電動機３に過負荷がかかると、力行側電
流が増加する。したがって電圧検出器７の検出電圧が低
下することにより加算器１２の出力としての正電圧が増
加する。そしてこの電流のピーク値が設定レベルに達す
ると、ピーク値検出回路１６からＨ出力が出る。これに
よりナンドゲート１０＿１〜１０＿３の出力はＬとなり
半導体スイッチＵ、Ｖ、Ｗはオフとされる。同時にスイ
ッチ回路１９が働き、比較器１９の正電圧が出力される
。これが加算器６を経て積分器７に入力される。この積
分結果に基いてＶ／Ｆ指令は下がり、コンバータ部１の
出力電圧は低下するし、又インバータ部２の出力周波数
も低下するようになる。
前記のように半導体スイッチＵ、Ｖ、Ｗがオフすると、
力行側電流は急速に零に下がるので、ピーク値検出回路
１６からの出力はＬにもどる。これにより半導体スイッ
チＵ、Ｖ、Ｆはオンディレー時間ｔ秒後に再びオンする
。又ピーク値検出回路１６の出力がＬにもどったことに
より、Ｖ／Ｆ指令はもとに戻ろうとする。なお、速度設
定器４による設定値に対してＶ／Ｆ指令が下がると、比
較器５の出力電圧は負となって、Ｖ／Ｆ値を上げようと
するが、比較器１８からの正電圧の電圧値又は電流値の
絶対値を比較器５の負電圧出力より大きくすれば、周波
数下げ動作が優先することになる。
力行側電流は急速に零に下がるので、ピーク値検出回路
１６からの出力はＬにもどる。これにより半導体スイッ
チＵ、Ｖ、Ｆはオンディレー時間ｔ秒後に再びオンする
。又ピーク値検出回路１６の出力がＬにもどったことに
より、Ｖ／Ｆ指令はもとに戻ろうとする。なお、速度設
定器４による設定値に対してＶ／Ｆ指令が下がると、比
較器５の出力電圧は負となって、Ｖ／Ｆ値を上げようと
するが、比較器１８からの正電圧の電圧値又は電流値の
絶対値を比較器５の負電圧出力より大きくすれば、周波
数下げ動作が優先することになる。
又逆に周波数を上げる場合も同様に、比較器１８からの
負電圧の絶対値を大きくすれば、周波数上げ動作が優先
する。
負電圧の絶対値を大きくすれば、周波数上げ動作が優先
する。
上記のように半導体スイッチＵ、Ｖ、Ｗがオンしたこと
によって力行側電流が増加して再びそのピーク値が設定
レベルに到達すると、再び半導体スイッチＵ、Ｖ、Ｗが
オフする。以下これを繰返すことにより、インバータ部
２がチョッピングされてＶ／Ｆ指令が下がる。これによ
り誘導電動機３の回転数が下がり負荷トルクとバランス
する周波数まで、インバータ部２の出力周波数は自動的
に下がる。このときのチョッピング回数は少ない。
によって力行側電流が増加して再びそのピーク値が設定
レベルに到達すると、再び半導体スイッチＵ、Ｖ、Ｗが
オフする。以下これを繰返すことにより、インバータ部
２がチョッピングされてＶ／Ｆ指令が下がる。これによ
り誘導電動機３の回転数が下がり負荷トルクとバランス
する周波数まで、インバータ部２の出力周波数は自動的
に下がる。このときのチョッピング回数は少ない。
すなわちコンバータ部１の電圧も同時に下がっているの
で、連続してチョッピングする必要がない。
で、連続してチョッピングする必要がない。
チョッピング回数が少ないことは、出力電圧の平均値も
ほとんど下がっていないことを意味するので、Ｖ／Ｆ値
は一定となり、モータトルクの減少はなくトルクの運転
が可能となる。
ほとんど下がっていないことを意味するので、Ｖ／Ｆ値
は一定となり、モータトルクの減少はなくトルクの運転
が可能となる。
これらの動作についてのタイムチャートを示したのが第
２図である。同図において左半分はチョッピングが開始
されたときの周期をＴａとし、右半分は誘導電動機３の
回転数が下がり、負荷トルクとバランスするインバータ
部２の出力周波数（周期２Ｔａ）までＶ／Ｆ指令が下が
ったときの各波形を示す。又Ｖ／Ｆ指令として示すＶａ
は積分器７の出力である。
２図である。同図において左半分はチョッピングが開始
されたときの周期をＴａとし、右半分は誘導電動機３の
回転数が下がり、負荷トルクとバランスするインバータ
部２の出力周波数（周期２Ｔａ）までＶ／Ｆ指令が下が
ったときの各波形を示す。又Ｖ／Ｆ指令として示すＶａ
は積分器７の出力である。
以上の説明は、誘導電動機３の加速時又は一定周波数で
運転しているときの動作であり、要はこの運転時におけ
る過負荷の際は、インバータ出力電圧をチョッピングし
て電流制限を行ない、かつＶ／Ｆが一定になるように周
波数を下げるようにするのである。
運転しているときの動作であり、要はこの運転時におけ
る過負荷の際は、インバータ出力電圧をチョッピングし
て電流制限を行ない、かつＶ／Ｆが一定になるように周
波数を下げるようにするのである。
誘導電動機３の減速時には、誘導電動機３の慣性負荷に
より、訪導電動機のすべりが負になってインバータに回
生電力が返ってくる。すると電圧検出器７の検出電圧が
大きくなるので、加算器１２の出力が負電圧となり、半
導体スイッチＧ＿１〜Ｇ＿３の位相制御をオフしてもイ
ンバータ部１の電圧が上昇し過電圧になる。そのため力
行側電流が増加し、電流制限が働く。この場合比較器１
８の出力は負電圧となっているので、ピーク値検出回路
１６からＨ出力が出るとチョッピングと同時にスイッチ
回路１９を通して加算器６に負電圧が与えられる。する
と積分されてＶ／Ｆ指令値が上昇し周波数が上がる。周
波数の上昇は誘導電動機３のすべりがほぼ零になるまで
続き、Ｖ／Ｆを一定にする。
より、訪導電動機のすべりが負になってインバータに回
生電力が返ってくる。すると電圧検出器７の検出電圧が
大きくなるので、加算器１２の出力が負電圧となり、半
導体スイッチＧ＿１〜Ｇ＿３の位相制御をオフしてもイ
ンバータ部１の電圧が上昇し過電圧になる。そのため力
行側電流が増加し、電流制限が働く。この場合比較器１
８の出力は負電圧となっているので、ピーク値検出回路
１６からＨ出力が出るとチョッピングと同時にスイッチ
回路１９を通して加算器６に負電圧が与えられる。する
と積分されてＶ／Ｆ指令値が上昇し周波数が上がる。周
波数の上昇は誘導電動機３のすべりがほぼ零になるまで
続き、Ｖ／Ｆを一定にする。
以上詳述したようにこの発明によれば、出力電流を制限
するとき、Ｖ／Ｆは一定となり、したがって誘導電動機
のトルクを一定として運転できる効果を奏する。
するとき、Ｖ／Ｆは一定となり、したがって誘導電動機
のトルクを一定として運転できる効果を奏する。
第１図はこの発明の実施例を示す回路図、第２図は動作
説明用のタイムチャートである。
説明用のタイムチャートである。
１・・・コンバータ部、２・・・インバータ部、３・・
・誘導電動機、４・・・速度設定器、５・・・比較器、
６・・・加算器、７・・・積分器、８・・・発振器、９
・・・三相パルス発生回路、１５・・・電流検出器、１
６・・・ピーク値検出回路、１８・・・比較器、１９・
・・スイッチ回路 感度の調整をする必要もあるという欠点があった。
・誘導電動機、４・・・速度設定器、５・・・比較器、
６・・・加算器、７・・・積分器、８・・・発振器、９
・・・三相パルス発生回路、１５・・・電流検出器、１
６・・・ピーク値検出回路、１８・・・比較器、１９・
・・スイッチ回路 感度の調整をする必要もあるという欠点があった。
この発明は、２台の電動機の電機子電流の偏差信号を変
流器により検出し、回路を簡略化するのを目的としてい
る。
流器により検出し、回路を簡略化するのを目的としてい
る。
以下、この発明の一実施例を説明する。第２図において
、（１１）は直流電源、（１２）、（１３）は直流分巻
電動機、（１４）、（１５）は主分巻界磁、（１６）、
（１７）は制御界磁、（１８）、（１９）は制御界磁励
磁器、（２０）は直流差動変流器である。
、（１１）は直流電源、（１２）、（１３）は直流分巻
電動機、（１４）、（１５）は主分巻界磁、（１６）、
（１７）は制御界磁、（１８）、（１９）は制御界磁励
磁器、（２０）は直流差動変流器である。
本発明の回路においては２台の電動機（１２）、（１３
）主回路は夫々逆方向で一台の直流変流器（２０）を貫
通するので、変流器（２０）の出力は夫々の電機子電流
の差、即ち、不平衡分に比例することになる。この出力
信号を制御界磁増幅器（１８）、（１９）へ入力して各
制御界磁（１６）、（１７）へ供する界磁電流を調整す
れば負荷平衡制御を行なうことができる。
）主回路は夫々逆方向で一台の直流変流器（２０）を貫
通するので、変流器（２０）の出力は夫々の電機子電流
の差、即ち、不平衡分に比例することになる。この出力
信号を制御界磁増幅器（１８）、（１９）へ入力して各
制御界磁（１６）、（１７）へ供する界磁電流を調整す
れば負荷平衡制御を行なうことができる。
なお、上記実施例では、電動機（１２）、（１３）は主
分巻界磁（１４）、（１５）と制御界磁（１６）、（１
７）を有しているが、主分巻界磁（１２）、（１３）の
みで制御界磁も兼ねる回路にも同様に適用できる。
分巻界磁（１４）、（１５）と制御界磁（１６）、（１
７）を有しているが、主分巻界磁（１２）、（１３）の
みで制御界磁も兼ねる回路にも同様に適用できる。
以上のようにこの発明によれば不平衡電流を主回路から
直接差動変流器で検出するので装置が簡単で安価であり
、調整も不要となる効果がある。
直接差動変流器で検出するので装置が簡単で安価であり
、調整も不要となる効果がある。
第１図は従来の負荷平衡制御回路を示す回路図、第２図
は本発明の一実施例を示す回路図である。 図において、（１）、（１１）は直流電源、（２）、（
３）、（１２）、（１３）は直流電動機、（４）、（５
）、（１４）、（１５）は主分巻界磁、（６）、（７）
、（１６）、（１７）は制御界磁、（８）、（９）、（
１８）、（１９）は制御界磁増幅器、（１０）は磁気増
幅器、（２０）は差動変流器である。 なお、各図中、同一符号は同一あるいは相当部分を示す
ものとする。
は本発明の一実施例を示す回路図である。 図において、（１）、（１１）は直流電源、（２）、（
３）、（１２）、（１３）は直流電動機、（４）、（５
）、（１４）、（１５）は主分巻界磁、（６）、（７）
、（１６）、（１７）は制御界磁、（８）、（９）、（
１８）、（１９）は制御界磁増幅器、（１０）は磁気増
幅器、（２０）は差動変流器である。 なお、各図中、同一符号は同一あるいは相当部分を示す
ものとする。
Claims (1)
- 交流電圧を速度設定器の設定出力に応じた値の直流電圧
に変換するコンバータ部と、前記コンバータ部からの直
流電圧を、前記設定出力に応じた周波数の直流電圧に変
換するインバータ部と、前記インバータ部からの交流電
圧によって運転される誘導電動機と、前記コンバータ部
からの出力電流の力行側ピーク電流が設定値に達する都
度出力を出して前記インバータ部をチョッピング動作さ
せるためのピーク値検出回路と、前記チョッピング動作
によって変化した前記インバータ部の出力平均電圧と予
め定めた比率関係にある周波数まで前記インバータ部の
出力周波数を変更させる回路とからなる誘導電動機制御
装置
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58014250A JPS59144394A (ja) | 1983-01-31 | 1983-01-31 | 誘導電動機制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58014250A JPS59144394A (ja) | 1983-01-31 | 1983-01-31 | 誘導電動機制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59144394A true JPS59144394A (ja) | 1984-08-18 |
Family
ID=11855838
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58014250A Pending JPS59144394A (ja) | 1983-01-31 | 1983-01-31 | 誘導電動機制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59144394A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1645025A1 (en) * | 2003-06-30 | 2006-04-12 | Dometic Sweden AB | Inverter |
-
1983
- 1983-01-31 JP JP58014250A patent/JPS59144394A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1645025A1 (en) * | 2003-06-30 | 2006-04-12 | Dometic Sweden AB | Inverter |
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