JPS5915479B2 - 電動機を駆動する方法および装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は一般的に電力変換用インバータに対する制御
装置、更に具体的に云えば、入力直流信号を大きさ並び
に周波数が可変の駆動電流に変換する形式のインバータ
の転流コンデンサに適正な大きさ並びに極性を持つ電荷
が存在することを検出すると共に、駆動電流の発生を制
御するのに有効な適当な電荷が検出された時に出力信号
を発生する装置並びに方法に関する。

直流源から来る入力信号を、インバータに供給されたゲ
ート制御信号に従つて、大きさ並びに周波数が可変の出
力交流信号に変換する可変周波数インバータは周知であ
る。

いろいろな形式の可変周波数インバータがある。

その１つは制御形電流インバータであつて、大きさが可
変の入力直流電流信号を供給されて、制御形電流インバ
ータに供給されたゲート制御信号に従つて、大きさ並び
に周波数が可変の駆動電流をそれから発生する。この様
な制御形電流インバータが、交流電動機駆動装置で、制
御可能な回転並びにトルクを発生する様に交流電動機を
駆動する為の大きさ並びに周波数が可変の駆動電流を発
生する為に使われて来た。制御形電流インバータを含め
た多くの可変周波数インバータは、これらのインバータ
に使われる導電制御形整流装置を自動的に且つ遂次的に
転流する為に、転流コンデンサを用いている。

転流コンデンサによつて行われる自動的な遂次的な転流
は、適当な大きさ並びに極性の電荷がある結果であり、
これらの電荷がインバータにある導電制御形整流装置の
通常の転流の際、転流コンデンサに自動的に蓄積される
。

云い換えれば、導電制御形整流装置が導電状態にゲート
駆動されると、正常な導電中、制御形整流装置の自動的
な転流を行うのに適切な大きさ並びに極性の電荷が転流
コンデンサに蓄積される。然し、自動的な遂次的な転流
を行え為に転流コンデンサを用いる従来の可変周波数イ
ンバータには、幾つかの大きな欠点がある。

第１に、制御形電流インバータを初めて起動する時、各
々の転流コンデンサに必ずしも適切な大きさ並びに極性
の電荷が存在しない。

適当な大きさ並びに極性の電荷が存在しないのは、導電
制御形整流装置がまだゲート駆動されていなかつたから
である。前に述べた様に、こういう電荷は、インバータ
の正常な動作中に蓄積される。２番目の大きな欠点は、
適当な大きさ並びに極性の電荷が、制御形整流装置の導
電中に転流コンデンサから抽出されることであり、イン
バータが低い周波数の駆動電流を発生している時は比較
的著しくなる。

これはインバータが実質的にゼロの電流を供給していて
、コンデンサの初期電荷が起動時に小さい時、特に重大
である。この場合、十分な電荷がない為、インバータを
次に転流する必要がある時、転流コンデンサにとつて望
ましい自動的な遂次的な転流が行われなくなる。上記並
びにその他の欠陥により、インバータは大きさ並びに周
波数が可変の所望の１駆動電流を発生することが出来な
くなることがある。

この不正動作は、インバータが、所望の回転及びトルク
を発生する様に交流電動機を１駆動する為の大きさ並び
に周波数が可変の，駆動電流を発生している時、特に有
害である。電動機が所望の回転並びにトルクを発生し得
ないことは、交流電動機駆動装置が望ましくない出力応
答を発生する惧れがあるということを意味する。この発
明の目的は、入力直流信号を大きさ並びに周波数が可変
の駆動電流に変換するインバータ装置の転流コンデンサ
に適当な大きさ並びに極性の電荷が存在することを検出
する回路並びに方法を提供することである。

この発明の別の目的は、複数個の導電制御形整流装置を
持つていて、その各対の間に転流コンデンサを接続した
インバータに於て転流コンデンサに適当な大きさ並びに
極性の電荷が存在することを検出する回路並びに方法を
提供することである。

この発明の別の目的は、複数個の導電制御形整流装置を
持つていて、その各対の間に転流コンデンサを接続した
インバータに於て、導電制御形整流装置の両端の電圧を
感知することにより、転流コンデンサに、適当な大きさ
並びに極性の電荷が存在することを検出する回路並びに
方法を提供することである。この発明の別の目的は、イ
ンバータの少なくとも１つの導電制御形整流装置の両端
の電圧が第１の基準値を越え且つインバータに対する直
流出力電流の大きさが第２の基準値を越えた時に出力信
号を発生し、この出力信号が存在しないことが、直流出
力電流の大きさを強制的に予定の値より小さくする効果
を持つ様にすると共に、一連のゲート信号がインバータ
に印加されない様にする効果を持つ様にすることである
。

上記並びにその他の目的が、この発明の回路並ひに方法
によつて達成される。

この発明では、入力直流信号を大きさ並びに周波数が可
変の駆動電流に変換するインバータの転流コンデンサに
適当な大きさ並ぴに極性の電荷が存在することを検出す
る回路並びに方法を提供する。

転流コンデンサ上の適当な大きさ並びに極性の電荷は、
インバータの導電制御形整流装置の両端の電圧を測定す
ることによつて感知される。更に、インバータに供給さ
れる直流出力電流の大きさも感知する。適当な大きさ並
びに極性の電荷が存在しない時、インバータは実効的に
駆動電流を発生しないようにされる。１実施例では、こ
の発明は、大きさ並びに周波数が可変の駆動電流に応答
して回転を発生する交流電動機を持つ交流電動機駆動装
置に使われる。

この場合、所望の回転レベルに比例する回転基準信号を
設定し、電動機の回転に比例する実際の回転信号を発生
する。回転基準信号と実際の回転信号との間に差があれ
ば、その差を表わすトルク指令信号を発生し、それを使
つて周波数制御信号及び電流制御信号をトルク指令信号
の関数として発生する。可変直流電流源が、電流制御信
号に従つて大きさが変わる直流出力電流を供給する。イ
ンバータが、周波数制御信号（ゲート信号）の関数とし
て制御される周波数で駆動電流を電動機に供給する。イ
ンバータは夫々第１の電力電極及び第２の電力電極を持
つ複数個の導電制御形整流装置を持つている。リンク回
路が直流電流源をインバータに接続する（こ＼で、本明
細書で用いる［リンク回路」又は「リンク」とは、交流
を直流に変換する変換装置のような直流電流源の直流出
力をインバータの入力に接続するための線路又は電力線
を有する電力回路を意味する）。予定のレベルの第１の
基準信号を発生する。少なくとも１つの導電制御形整流
装置の第１及び第２の電力電極の間の電圧が第１の基準
信号より大きい時、第１の制御信号を発生する。第１の
制御信号に応答して出力信号を発生する。出力信号が存
在しないことは、強制的に直流出力電流の大きさを予定
の値より低くする効果を持つと共に、周波数制御信号（
インバータの導電制御形整流装置に対するゲート信号）
の順序を進めるのを防止する効果を持つ。この出力信号
が電子スイツチに印加され、これらの電子スイツチが装
置にこれら２つの作用を行わせる。別の形の実施例では
、予定のレベルの第２の基準信号を供給することが出来
る。

直流出力電流の大きさが第２の基準信号より大きい時、
第２の制御信号を発生する。第１の制御信号及び第２の
制御信号に応答して出力信号を発生する。直流出力電流
の大きさは分路装置を使つて感知することが出来る。別
の実施例では、この発明は、大きさ並びに周波数が可変
の駆動電流に応答して回転を発生する交流電動機を持つ
交流電動機駆動装置に使われる。

所望のトルク・レベルに比例するトルク基準信号を設定
し、電動機の回転に比例する実際の回転信号を発生する
。トルク基準信号に従つてトルク指令信号を発生し、そ
れを使つて、その関数として周波数制御信号及び電流制
御信号を発生する。可変直流電流源が、電流制御信号に
従つて大きさが変わる直流出力電流を供給する。インバ
ータが、周波数制御信号（ゲート信号）の関数として制
御される周波数の駆動電流を電動機に供給する。インバ
ータは、夫々第１の電力電極及び第２の電力電極を持つ
複数個の導電制御形整流装置を持つている。リンク回路
が直流電流源をインバータに接続する。予定のレベルの
第１の基準信号を発生する。少なくとも１つの導電制御
形整流装置の第１及び第２の電力電極の間の電圧が第１
の基準信号より大きい時、第１の制御信号を発生する。
第１の制御信号に応答して出力信号を発生する。出力信
号が存在しないことは、強制的に直流出力電流の大きさ
を予定の値より小さくする効果を持つと共に、周波数制
御信号（導電制御形整流装置に対するゲート信号）の発
生を防止する効果を持つ。出力信号が電子スイツチに印
加され、それが装置にこれら２つの作用を行わせる。こ
の実施例の別の変形では、予定のレベルの第２の基準信
号を供給することが出来る。

直流出力電流の大きさが第２の基準信号よジ大きい時、
第２の制御信号を発生する。第１の制御信号及び第２の
制御信号に応答して出力信号が発生される。直流出力電
流の大きさは分路装置を用いて感知することが出来る。
入つて来る直流電流信号を大きさ並びに周波数が可変の
駆動電流に変換する多くのインバータでは、転流コンデ
ンサを設けて、導電制御形整流装置を自動的に遂次的に
転流している。

この様なインバータでは、インバータにある各対の導電
制御形整流装置の間に転流コンデンサが接続される。こ
の明細書で云う対とは、一方のゲート駆動によつて他方
の導電を終了させる様な独特な２つ一組の導電制御形整
流装置を云う。転流コンデンサには適当な大きさ並びに
極性の電荷が発生され、導電していない制御形整流装置
をオン状態にゲート駆動すると、導電している装置が転
流する様になつている。インバータの普通の動作中、転
流コンデンサには、適当な大きさ並びに極性の電荷が自
動的に蓄積される。

この電荷の自動的な蓄積についての詳しい説明、並びに
自動的な蓄積が起らなかつた場合に電荷を発生する回路
並びに方法が、本出願人による本出願と同日出願の特願
昭５５−０５３６５９号（特開昭５６−１７８４号）に
記載されている。以下説明するこの発明を理解し易くす
る為、この電荷の自動的な蓄積について説明する。第１
図には、入力直流電流１ＤＣを大きさ並びに周波数が可
変の駆動電流に変換する典型的なインバータが、破線の
囲み１０の中に示されている。

インバータ１０は３つの枝路を持つサイリスタ６個のブ
リツジである。インバータ１０の形式は例として挙げた
ものであつて、この発明の回路並びに方法を用いるのに
、他の形式並びに規模のインバータも同じ陳に適してい
ることを承知されたい。インバータ１０は、リンク回路
の線路すなわち線１２を介して入力される直流電流１Ｄ
Ｃを変換して、交流電動機２０の様な適当な負荷に接続
された出力線１４，１６，１８上に大きさ並びに周波数
が可変の駆動電流を発生する。インバータ１０は、例え
ば図示の様に、正の半部及び負の半部を有する。図面に
示す様に、正の半部は複数個の導電制御形整流装置２２
，２４，２６を含む。

導電制御形整流装置２２，２４，２６は、サイラトロン
や、イグナイトロン及びエキサイトロンの様な水銀アー
ク整流器を含む任意の適当な形式であつてよいが、サイ
リスタであることが好ましい。各々の導電制御形整流装
置が陽極、陰極及びゲートを含む。周知の様に、導電制
御形整流装置は、陽極の電圧が陰極に対して正になり、
ゲートに適当なゲート信号が印加されるまで、非導電状
態にある。ゲート信号が印加されると、導電制御形整流
装置が導電状態になり、陰極の電圧が陽極に対して正に
なるまで、この状態にと＼まる。正の半部にある導電制
御形整流装置２２，２４，２６を以下サイリスタ２２，
２４，２６と呼ぶ。正の半部にある各対のサイリスタの
陰極の間に転流コンデンサが接続される。

具体的に云うと、転流コンデンサ２８がサイリスタ２２
の陰極及びサイリスタ２４の陰極の間に接続される。転
流コンデンサ３０がサイリスタ２４の陰極及びサイリス
タ２６の陰極の間に接続される。転流コンデンサ３２が
サイリスタ２２の陰極及びサイリスタ２６の陰極の間に
接続される。阻止ダイオード３４がサイリスタ２２の陰
極と出力線１４の間に接続される。

阻止ダイオード３６がサイリスタ２４の陰極と出力線１
６の間に接続され、阻止ダイオード３８がサイリスタ２
６の陰極と出力線１８の間に接続される。阻止ダイオー
ド３４，３６，３８は任意の適当な形式であつてよい。
前に述べた様に、インバータの普通の動作中、サイリス
タの自動的な遂次的な転流を行うのに適切な大きさ並び
に極性の電荷が転流コンデンサに蓄積される。

正の半部にある転流コンデンサでは、導電状態にある導
電制御形整流装置に接続された転流コンデンサの各々の
極板に正の電荷がある時、適正な電荷が存在する。云い
換えれば、正の半部では、導電状態にある導電制御形整
流装置に接続されたコンデンサの両端に正の電圧の差が
ある時に、適正な電荷が存在する。例によつて説明する
と、サイリスタ２４が導通状態にある時、サイリスタ２
４の陰極に接続された転流コンデンサ２８，３０の極板
の電圧が夫々サイリスタ２２，２６の陰極に接続された
他方の極板に対して正である時、適正な電荷が存在する
。

次にインバータ１０の負の半部を説明する。インバータ
の正の半部の場合と同じく、任意の適当な導電制御形整
流装置を使うことが出来るが、サイリスタが好ましい。
以下、負の半部にある導電制御形整流装置をサイリスタ
と云う名前で呼ぶことにする。阻止ダイオード４０の陽
極が出力線１４に接続され、その陰極がサイリスタ４２
の陽極に接続される。サイリスタ４２の陰極がリンク回
路の線路すなわち帰路１３に接続され、これは直流電流
信号１ＤＣが通る帰路である。阻止ダイオード４４の陽
極が出力線１６に接続され、その陰極がサイリスタ４６
の陽極に接続される。サイリスタ４６の陰極が帰路１３
に接続される。同様に、阻止ダイオード４８の陽極が出
力線１８に接続され、その陰極がサイリスタ５０の陽極
に接続される。サイリスタ５０の陰極が帰路１３に接続
される。転流コンデンサが負の半部にある各対の導電制
御形整流装置の陽極の間に接続される。

具体的に云うと、転流コンデンサ５２がサイリスタ４２
の陽極及びサイリスタ４６の陽極の間に接続される。転
流コンデンサ５４がサイリスタ４６の陽極及びサイリス
タ５０の陽極の間に接続され、転流コンデンサ５６がサ
イリスタ４２の陽極及びサイリスタ５０の陽極の間に接
続される。インバータの負の半部にある転流コンデンサ
の適正な電荷とは、導電状態にあるサイリスタの陽極に
接続された方の転流コンデンヤの極板に負の電荷がある
ことである。

云い換えれば、負の半部では、導電状態にあるサイリス
タの陽極に接続された転流コンデンサの極板に負の電圧
の差がある時、適正な大きさ並びに極性の電荷が存在す
る。例えば、サイリスタ４２が導電状態にある時、サイ
リスタ４２の陽極に接続された転流コンデンサ５２，５
６の極板の電位が他方の極板に対して負であり、サイリ
スタ４２の陽極に接続されていない転流コンデンサ５４
の極板の間に電圧の差がない場合、適正な電荷が存在す
る。次にこの発明の回路並びに装置について説明する。

この発明は、インバータの転流コンデンサに適当な大き
さ並びに極性の電荷が存在する時、出力信号を発生する
。この出力信号は、インバータが普通の駆動電流を発生
することが出来る様にする。出力信号が存在しないこと
は、適正な大きさ並びに極性の電荷が存在しないことを
表わす。出力信号が存在しないことは、直流出力電流の
大きさを強制的に予定の値より小さくする効果を持つと
共に、周波数制御信号の発生を防止する効果を持つ。即
ち、インバータに対してゲート信号が供給されない。こ
の発明は、最も基本的な形式では、インバータの導電制
御形整流装置の陽極（第１の電力電極）及び陰極（第２
の電力電極）の間の電圧を測定することにより、転流コ
ンデンサに適正な大きさ並びに極性の電荷が存在するか
どうかを判定する。

この内の少なくとも１つの電圧が基準電圧より大きい時
は、導電状態にある導電制御形整流装置が、実効的に、
それに接続された転流コンデンサを導電状態にない夫々
の導電制御形整流装置の電力電極の間に接続しているた
め、適正な大きさ並びに極性の電荷が存在することを表
示している。この為、こういう電圧は、これらの転流コ
ンデンサの電荷の大きさ並びに極性を表わす。どの電圧
も基準電圧より大きくない時、出力出号を発生しない。
前に述べた様に、出力信号が存在しないことは、インバ
ータに供給される直流出力電流の大きさを強制的に予定
の値より小さくする効果を持つと共に、周波数制御信号
の発生を防止する効果を持つ。この為、出力信号が存在
しないことは、普通の駆動電流を発生しない様に、イン
バータを不作動にする効果を持つ。然し、或るインバー
タでは、基準電圧より大きい少なくとも１つの電圧が存
在しても、インバータが普通の動作状態にあることを表
示しない。

例えば、どの導電制御形整流装置も導電状態にない時、
この様な状態がある。この為、この発明の別の形式では
、インバータに対する直流出力電流ＩＤＣの大きさを感
知し、この大きさに比例する電圧信号を発生する。導電
匍獅形整流装置の両端の少なくとも１つの電圧が基準電
圧より大きく、且つ直流出力電流。ｃの大きさに比例す
る電圧信号が基準電圧より大きい時、出力信号が発生さ
れる。出力信号が存在しないことは、前に述べたこの発
明の基本的な形式の場合と同じ作用をする。この発明の
別の形式では、直流出力電流！。ｏの大きさを検査する
他に、正の半部の導電制御形整流装置の両端の電圧を検
査すると共に、負の半部の導電制御形整流装置の両端の
電圧を検査する。第１図について説明すると、この発明
の回路の実施例が、破線の囲み６０の中に示されている
。線１２を介してインバータ１０に供給される直流出力
電流１ＤＣの大きさを分路装置６２によつて感知する。
分路装置６２は、直流出力電流１。ｃの大きさに比例す
る大きさを持つ電圧信号を線６４に発生する。分路装置
６２は例えば普通の設計の低抵抗分路装置であつてよい
。線６４が普通の設計の比較器１９０の非反転入力に接
続される。比較器１９０の反転入力が普通の設計の基準
信号源１９２に接続される。これは予定のレベルの基準
電圧を供給する。比較器１９０は、線６４の電圧信号の
レベルが源１９２の予定のレベルより高い時、出力線１
９４に第２の制御信号を発生する。これは、正の半部に
ある少なくとも１つの導電制御形整流装置及び負の半部
にある少なくとも１つの導電制御形整流装置が導電状態
にあることを表わす。インバータ１０の正の半部にある
少なくとも１つのサイリストの両端の電圧が基準信号よ
り大きい時、第１の制御信号を発生する。

正の半部にある転流コンデンサの両端の電圧レベルは、
導電制御形整流装置の陽極（第１の電力電極）及び陰極
（第２の電力電極）の間の電圧を測定することによつて
測定し得る。例えば、サイリスタ２４が導電状態にある
時、転流コンデンサ２８は実効的にサイリスタ２２の陽
極及び陰極の間に接続され、転流コンデンサ３０は実効
的にサイリスタ２６の陽極及び陰極の間に接続される。
サイリスタ２４に接続されていない転流コンデンサ３２
は、導電状態にはない対のサイリスタ２２，２６の陰極
の間に接続されている。サイリスタ２２の陽極及び陰極
の間の電圧を測定することにより、又はサイリスタ２６
の陽極及び陰極の間の電圧を測定することにより、この
発明の回路並びに方法は、転流コンデンサに適正な大き
さ並びに極性の電荷が存在するかどうかを判定すること
が出来る。サイリスタ２２の陽極の電圧が陰極に対して
正である時、又はサイリスタ２６の陽極の電圧が陰極に
対して正である時、適正な大きさ並びに極性の電荷が存
在する。普通の設計の演算増幅器６６を、サイリスタ２
２の陽極及び陰極の間の電圧に比例する差出力信号を出
力線６８に発生する様に接続する。

演算増幅器６６は、出力線６８と反転入力７２の間に帰
還抵抗７０を接続して、利得増幅器の形に接続されてい
る。非反転入力７３が抵抗７４を介して電気的な大地に
接続されると共に、倍率抵抗１８１を介してサイリスタ
２２の陽極に接続される。サイリスタ２２の陰極が倍率
抵抗１８０を介して反転入力７２に接続される。サイリ
スタ２４の陽極及び陰極の間の電圧に比例する差出力信
号を出力線８０に発生する様に、普通の設計の演算増幅
器７６が利得増幅器の形に接続される。

同様に、サイリスタ２６の陽極及び陰極の間の電圧に比
例する差出力信号を出力線９２に発生する様に、普通の
設計の演算増幅器８８が利得増幅器の形に接続される。
演算増幅器７６，８８の回路形式は、演算増幅器６６と
同一であり、従つて詳しく説明しない。線６８，８０，
９２の差出力信号の正のサイクルを、ダイオード１０２
，１０４，１０６を介して共通の節１００に夫々供給し
、この節で組合せる。

差信号の正のサイクルが共通の節１００から、普通の設
計の比較器１０８の非反転入力に供給される。基準信号
源１１０によつて発生された予定のレベルの基準信号が
比較器１０８の反転入力に供給される。節１００の差出
力信号のレベルが基準信号源１１０から供給される基準
信号よシ高い時、比較器１０８が高状態の第１の制御信
号を線１１２に発生する。この為、正の半部にある少な
くとも１つのサイリスタの両端の電圧降下が基準信号源
１１０からの基準信号より大きい時、比較器１０８が第
１の制御信号を発生する。インバータ１０の負の半部に
ある少なくとも１つの転流コンデンサの両端の電圧が基
準信号より大きい時、第３の制御信号を発生する。

インバータの正の半部の場合と同じく、破線の囲み６０
の中に示したこの発明の実施例は、負の半部にある導電
制御形整流装置の陽極及び陰極の間の電圧を測定するこ
とにより、適正な大きさ並びに極性の電荷が存在するか
どうかを判定する。例えば、サイリスタ４２が導電状態
にあると仮定する。

その時、転流コンデンサ５２がサイリスタ４６の陽極及
び陰極の間に接続され、転流コンデンサ５６がサイリス
タ５０の陽極及び陰極の間に接続される。この為、サイ
リスタ４６，５０の陽極及び陰極の間の電圧を測定する
ことにより、破線の囲み６０の中に示したこの発明の実
施例は、インバータ１０の負の半部にある転流コンデン
サに適正な大きさ並びに極性の電荷が存在するかどうか
を判定することが出来る。サイリスタ４２の陽極及び陰
極の間の電圧に比例する差出力信号を出力線１２４に発
生する様に、普通の設計の演算増幅器１２０が接続され
る。

演算増幅器１２０は、出力線１２４と反転入力１２６の
間に帰還抵抗１２２を接続することにより、利得増幅器
の形に接続される。非反転入力１２８が抵抗１３０を介
して電気的な大地に接続されると共に、倍率抵抗１８７
を介してサイリスタ４２の陽極に接続される。サイリス
タ４２の陰極が倍率抵抗１８６を介して反転入力１２６
に接続される。サイリスタ４６の陽極及び陰極の間の電
圧に比例する差出力信号を出力線１３６に発生する様に
、普通の設計の演算増幅器１３２が理得増幅器の形に接
続される。同様に、サイリスタ５０の陽極及び陰極の間
の電圧に比例する差出力信号を出力線１４８に発生する
様に、普通の設計の演算増幅器１４４が利得増幅器の形
に接続される。演算増幅器１３２，１４４の回路形式は
演算増幅器１２０と同一であり、従つて詳しく説明しな
い。線１２４，１３６，１４８に出る差出力信号の正の
サイクルが、ダイオード１５８，１６０，１６２を介し
て、共通の節１５６に供給され、この節で組合される。

ダイオード１５８，１６０，１６２は正のサイクルを供
給するものであれば、任意の適当な形式であつてよい。
節１５６に出る差信号の正のサイクルが、比較器１６４
の非反転入力に供給される。

予定のレベルの基準信号１６６が比較器１６４の反転入
力に供給される。節１５６の差信号の電圧レベルが基準
信号源１６６からの基準信号より大きい時、比較器１６
４が高状態の第３の制御信号を発生する。従つて、イン
バータの負の半部にある少なくとも１つの導電制御形整
流装置の両端の電圧降下が基準信号１６６の予定のレベ
ルより高い時、比較器１６４が第３の制御信号を発生す
ることが判る。線１９４の第２の制御信号、線１１２の
第１の制御信号及び線１６８の第３の制御信号が論理段
１７０に供給される。論理段１７０は、第１、第２及び
第３の制御信号に応答して、線１７２Ｋ出力信号を発生
する。論理段１７０の適当な形式はアンド・ゲートであ
る。然し、第１、第２及び第３の制御信号が存在しない
ことが、出力信号を発生すべきであることを表わす場合
、この代りにナンド・ゲートを使つてもよいことが理解
されよう。線１７２の出力信号は、インバータ１０が普
通の駆動電流を発生することが出来る様にする効果を持
つ。出力信号が存在しないことは、直流出力電流の大き
さを強制的に予定の値より小さくする効果を持つと共に
、周波数制御信号を進めるのを防止する効果を持つ。こ
の発明をどの様に利用するかが、第２図及び第３図につ
いて説明する特定の実施例に示されている。この発明は
制御し得る回転並びにトルクを発生する様に、交流電動
機に大きさ並びに周波数が可変の駆動電流を供給するの
にインバータを用いた交流電動機駆動装置に使うのに特
に有用である。

第２図は、この発明の転流コンデンサ電荷検出回路並び
に方法を使うことが出来る適当な交流電動機駆動装置の
簡略プロツク図である。第１図の実施例に示したこの発
明の検出回路が、破線の囲み６０の中にプロツク図で示
されている。囲み６０の外側の回路が、所望の回転レベ
ル指令を用いた交流電動機駆動装置である。この発明の
転流コンデンサ電荷検出回路及び方法は、他の形式の電
気駆動装置にも使うことが出来る。第２図に示した装置
は単に例の為に挙げたにすぎず、昭和５４年特許願第４
２６３０号に記載されている装置と同様である。

別の適当な電動機駆動装置が、「ＩＥＥＥ／ＩＡＳＡｎ
ｎｕａｌＭｅｅｔｉｎｇ−ＣＯｎｆｅｒｅｎｅｅＲｅｃ
Ｏｒｄ，ｌ９７７年」第６０９−１５頁所載のＡ．Ｂ．
プランケツト，Ｊ．Ｄ．ダトリ一，Ｔ．Ａ．デイポ一の
論文「静止型交流誘導電動機駆動装置の同期制御」に記
載されている。第２図について説明すると、可変周波数
インバータ２１４が、交流電動機２１８の様な負荷に対
し、線２１６を介して大きさ並びに周波数が可変の駆動
電流を供給する。交流電動機２１８は任意の適当な形式
のものであつてよいが、交流誘導電動機であることが好
ましい。インバータ２１４は、直流出力電流１ＤＣを、
入力線２２０から来る周波数制御信号の制御の下に可変
周波数の駆動電流に変換するものであれば、任意の適当
な形式であつてよい。

インバータ２１４の好ましい１形式は、サイリスタ６個
のブリツジを持つ第１図の自動遂次転流形制御形電流イ
ンバータ１０である。これが、サイリスタのゲート駆動
の制御に従つて、大きさ並びに周波数が可変の駆動電流
を発生する。この為、インバータ２１４（第１図のイン
バータ１０）が正の半部及び負の半部を持ち、この発明
の回路６０が、前に述べた様に、夫々の導電制御形整流
装置の両端の電圧を測定することにより、転流コンデン
サに適正な大きさ並びに極性の電荷が存在するかどうか
を検出する。更に、この発明の回路が、前に述べた様に
、分路装置６２を用いて、出力電流１。０の大きさを測
定する。

インバータ２１４に対する直流出力電流１ＤＣは、任意
の適当な可変直流電流源から供給することが出来る。

この可変直流電流源の好ましい１例は変換装置２２２で
ある。この変換装置が大きさが可変の直流電流１。０を
直流リンク２２４を介してインバータ２１４の入力に供
給する。

変換装フ置２２２は、線２２６の電流制御信号の制御の
下に、交流電力２２８を大きさが可変の直流電流ＩＤＣ
に変換する。

変換装置２２２は任意の適用な形式であつてよいが、線
２２６の電流制御信号に応答してゲートパルスをサイリ
スタに供給する様にした、サイリスタ６個の位相制御形
変換装置にするのが最も典型的である。大きさが可変の
直流電流１。

ｃが直流リンク２２４を介してインバータ２１４に供給
される。直流リンク２２４は任意の適当な形式にするこ
とが出来るが、変換装置２２２及びインバータ２１４の
間に直列に接続されたインダクタ２３０を含むことが好
ましい。インダクタ２３０が沢波器として作用する。こ
の為、インバータ２１４から線２１６に供給される駆動
電流の大きさが、変換装置２２２に供給される電流制御
信号によつて制御され、駆動電流の周波数が、線２２０
を介してインバータ２１４に供給される周波数制御信号
に従つて変えられる。

第２図に示した電動機駆動装置は、次に述べる様な帰還
通路を持つ閉ループ装置である。電動機２１８によつて
発生された実際の回転を感知し、この機械的な回転に比
例する実際の回転信号を線２３４に発生する。実際の回
転信号を発生する適当な１例は直流タコメータ２３２で
ある。この発明では、実際の回転信号を発生するのにこ
の他の方式も考えられる。所望の回転レベルを使つて、
それに比例する回転基準信号を設定する。

所望の回転レベルは装置から供給してもよいし又は利用
者の指令によつて供給してもよい。利用者又はオペレー
タの回転制御レバー（図に示してない）に接続されたワ
イパアーム２４０を持つ、オペレータが設定し得るレオ
スタツト２３８から、利用者の回転指令を供給するのが
最も典型的である。ワイパ・アーム２４０からの回転基
準信号が加算点２４２の第１の入力に供給される。

実際の回転信号を負帰還して加算点２４２の第２の入力
に供給する。加算点２４２の出力は、回転基準信号と実
際の回転信号との間に差がある場合、その差を表わす回
転差信号であり、回転調整器２４４の入力に供給される
。回転調整器２４４は、回転差信号の関数としてトルク
指令信号を線２４６に発生するものであれば、任意の適
当な形式のものであつてよい。回転調整器２４４の適当
な１形式は、例えばｋ（１＋Ｓｔ）／ｓの伝達関数を持
つ利得増幅器として動作する様に構成された演算増幅器
である。こ＼でｓはラブラース演算子、ｔは時定数、ｋ
は利得定数である。トルク指令信号が線２４６を介して
普通の設計の絶対値段２４７の入力に印加される。

絶対値段２４７の出力に出るトルク指令信号の絶対値が
、スイツチ２８２を介して、アナログ加算器２４９の第
１の入力に印加される。このスイツチは普通は端子２８
０を端子２８４に接続する。インダクタ２３０を通る直
流電流１。ｃの大きさを感知する様に分路装置２５１を
取付ける。分路装置２５１がこの大きさを表わす信号を
線２５３に発生する。線２５３の信号を負帰還してアナ
ログ加算器２４９の第２の入力に加える。アナログ加算
器２４９の出力が、トルク指令信号の絶対値と、直流出
力電流１ＤＣの大きさを表わす信号との間に差がある場
合、その差を表わす信号を電流制御段２５０に供給する
。電子スイツチ２８２はこの発明の一部分を構成するも
のであつて、通常は出力接点２８４を接点２８０と接続
する。

接点２８６が源２８７に接続される。この源は、変換装
置２２２によつて供給される直流出力電流のレベルを強
制的に予定の値より低くする効果を持つ予定電流レベル
信号を供給する。源２８７は基準電圧の様な普通の設計
のものである。電子スイツチ２８２は、この発明の出力
信号が線１７２を介してスイツチング入力２８８に供給
された時、出力接点２８４を接点２８０に切換える様に
なつている。電子スイツチ２８２は、バイポーラ・トラ
ンジスタ又は電界効果トランジスタ・スイツチ叉は電気
機械的なリレーの様な任意の適当な形式のものであつて
よい。出力接点２８４が電流制御段２５０の入力２４８
に接続される。電流制御段２５０は、入力２４８の信号
に従つて、線２２６に電流制御信号を発生するものであ
れば、任意の適当な形式のものであつてよい。電流制御
段２５０の適当な１形式は、普通の設計の傾斜及びペデ
スタノ巧影ゲート制御装置である。線２４６のトルク指
令信号が普通の設計のアナログ加算器２６０の第１の入
力に印加される。

実際の回転信号を正帰還して、アナログ加算器２６０の
第２の入力に供給する。アナログ加算器２６０の出力は
、トルク指令信号と実際の回転信号との和に比例する信
号であり、それが電子スイツチ２９２の接点２９０に供
給される。電子スイツチ２９２はこの発明の」部分を構
成するものであり、普通は出力接点２９４を接点２９０
に接続する。

接点２９０が、ゼロに等しい周波数制御信号を発生する
効果を持つ予定の周波数レベル信号を供給する源２９７
に接続される。即ち、線２２０を介してインバータ２１
４に供給されるゲート信号に変化が起らない様にする。
源２９７は普通の設計のものである。例えば、源２９７
は実効的に接点２９６を装置の大地に接続してよい。電
子スイツチ２９２は、この発明の出力信号が線１７２を
介してスイツチング入力２９８に供給された時、出力接
点２９４を接点２９０に切換える様になつている。電子
スイツチ２９２は、バイポーラ・トランジスタ又は電界
効果トランジスタ・スイツチ又は電気機械的なリレーの
様な任意の適当な形式のものであつてよい。出力接点２
９４が周波数制御段２５４の入力２５２に接続される。

周波数制御段２５４は、トルク指令信号及び実際の回転
信号の和に比例する信号の関数として、周波数制御信号
を発生するものであれば、任意の適当な形式にすること
が出来る。周波数制御信号が線２２０を介してインバー
タ２１４に供給される。周波数制御段２５４の適当な１
形式は、本出願による本出願と同日出願の特願昭５５−
０５３６５６号（特開昭５５一１６６４８０号）に記載
されている電圧制御形発振器と非循環形シフト・レジス
タとで構成されるものである。周波数制御段２５４の別
の適当な形式は、電圧制御形発振器とリング計数器とで
構成されるものである。第２図に示す駆動装置は、交流
誘導電動機２１８によつて発生される機械的な回転並び
にトルクを所望の回転レベルに従つて制御することが出
来る様にする。

この発明の転流コンデンサ電荷検出回路並びに方法は、
インバータの転流コンデンサに適正な大きさ並びに極性
の電荷が存在しない時、普通の駆動電流を発生しようと
するのを自動的に防止する様に、交流電動機駆動装置に
用いるのに特に有用である。第３図には、所望のトルク
・レベル指令を用いた交流電動機１駆動装置に使うこの
発明の転流コンデンサ電荷検出回路並びに方法の好まし
い実施例が、プロツク図で破線の囲み６０の中に示され
ている。

前に囲み６０について上に述べたことは、第３図でも同
じである。第３図に示した所望のトルク・レベル指令を
用いる普通の交流電動機駆動装置は、破線の囲み６０の
外側に示してあり、これは昭和５４年特許願第４２６３
０号に記載されている，駆動装置と同様である。第２図
及び第３図で、同様な部品には同じ参照数字を用いてい
るので、違う部品についてだけ説明する。所望のトルク
・レベルに比例するトルク基準信号が線３００に発生さ
れる。

このトルク基準信号は駆動装置から供給してもよいし、
或いはワイパアーム３０４を持つ、オペレータが設定し
得るレオスタツト３０２から供給してもよい。ワイパ・
アーム３０４の位置は、利用者用のトルク・レバー（図
に示してない）の位置によつて表わされる所望のトルク
・レベルに対応する。トルク基準信号がトルク調整器３
０６の入力に供給され、このトルク調整器がトルク基準
信号の関数として、線２４６にトルク指令信号を発生す
る。

トルク調整器３０６は、トルク基準信号に従つてトルク
指令信号を発生するものであにば、任意の適当な形式の
ものであつてよい。トルク調整器３０６の適当な１形式
は、適当な利得を持つ増幅器として動作する様に構成さ
れた普通の設計の演算増幅器である。第３図の１駆動装
置の他の部品は、第２図に示した１駆動装置の同じ参照
数字の部品と同じである。

【図面の簡単な説明】

第１図は複数個の導電制御形整流装置を用いていて、そ
の各対の間に転流コンデンサを接続して構成された、直
流出力電流を大きさ並びに周波数が可変の駆動電流に変
換するインバータ装置の回路図であり、このインバータ
に利用するこの発明の回路並びに方法の１実施例も示さ
れている。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 大きさ並びに周波数が可変の駆動電流に応答して回
   転を発生する交流電動機を持つ電動機駆動装置に於て、
   所望の回転レベルに比例する回転基準信号を設定する手
   段と、前記回転に比例する実際の回転信号を発生する手
   段と、前記回転基準信号及び前記実際の回転信号の間に
   差があれば、その差を表わすトルク指令信号を発生する
   と共に、該トルク指令信号の関数として周波数制御信号
   及び電流制御信号を発生する手段と、前記電流制御信号
   に応答して大きさが変えられる直流出力電流を発生する
   可変直流電流源と、第１の電力電極及び第２の電力電極
   を持つ複数個の導電制御形整流装置を持つていて、前記
   周波数制御信号の関数として制御される周波数の駆動電
   流を前記電動機に供給するインバータ手段と、前記直流
   電流源を前記インバータ手段に接続するリンク回路手段
   と、予定のレベルの第１の基準信号を発生する手段と、
   少なくとも１つの前記導電制御形整流装置の第１及び第
   ２の電力電極の間の電圧が前記第１の基準信号より大き
   い時に第１の制御信号を発生する手段と、前記第１の制
   御信号に応答して出力信号を発生する手段とを有し、該
   出力信号が存在しないことが、前記直流出力電流の大き
   さを強制的に予定の値より低くすると共に前記周波数制
   御信号の発生を防止する効果を持つ様にした電動機駆動
   装置。 ２ 特許請求の範囲１に記載した電動機駆動装置に於て
   、予定のレベルの第２の基準信号を供給する手段と、前
   記直流出力電流の大きさが前記第２の基準信号より大き
   い時に第２の制御信号を発生する手段とを有し、前記出
   力信号を発生する手段が、前記第１の制御信号及び前記
   第２の制御信号に応答して前記出力信号を発生する様に
   した電動機駆動装置。 ３ 特許請求の範囲１に記載した電動機駆動装置に於て
   、前記第１の制御信号を発生する手段が、前記導電制御
   形整流装置の第１及び第２の電力電極の間の電圧に夫々
   比例する複数個の差信号を供給する手段と、前記差信号
   のレベルが前記第１の基準信号を越えた時に前記第１の
   制御信号を発生する手段とで構成されている電動機駆動
   装置。 ４ 特許請求の範囲３に記載した電動機駆動装置に於て
   、前記第１の制御信号を発生する手段が更に、前記複数
   個の差信号を供給する手段と前記第１の制御信号を発生
   する手段との間に接続されていて、各々の差信号の正の
   サイクルを通過させる整流手段を持つている電動機駆動
   装置。 ５ 特許請求の範囲４に記載した電動機駆動装置に於て
   、前記導電制御形整流装置が陽極及び陰極を持つサイリ
   スタで構成され、前記差信号が該サイリスタの陽極及び
   陰極の間の電圧に夫々比例する電動機駆動装置。 ６ 特許請求の範囲２に記載した電動機駆動装置に於て
   、前記第２の制御信号を発生する手段が、前記可変直流
   電流源に装着されていて、該直流出力電流の大きさに比
   例する電流レベル信号を発生する分路装置と、前記電流
   レベル信号が前記第２の基準信号より大きい時に前記第
   ２の制御信号を発生する比較手段とで構成されている電
   動機駆動装置。 ７ 特許請求の範囲１に記載した電動機駆動装置に於て
   、通常は前記電流制御信号を前記トルク指令信号の関数
   として発生すると共に、前記出力信号が存在しない時に
   、前記電流制御信号を予定のレベルで発生する様にする
   電子スイッチ手段を有する電動機駆動装置。 ８ 特許請求の範囲１に記載した電動機駆動装置に於て
   、通常は前記周波数制御信号を前記トルク指令信号の関
   数として発生すると共に、前記出力信号が存在しない時
   、前記周波数制御信号が発生されない様にする電子スイ
   ッチ手段を有する電動機駆動装置。 ９ 特許請求の範囲１に記載した電動機駆動装置に於て
   、前記回転基準信号を設定する手段が、所望のトルク・
   レベルに比例するトルク基準信号を設定し、前記トルク
   指令信号を発生する手段が、前記トルク基準信号に応答
   してトルク指令信号を発生する様にした電動機駆動装置
   。 １０ 特許請求の範囲９に記載した電動機駆動装置に於
   て、予定のレベルの第２の基準信号を供給する手段と、
   前記直流出力電流の大きさが前記第２の基準信号より大
   きい時に第２の制御信号を発生する手段とを有し、前記
   出力信号を発生する手段が、前記第１の制御信号及び前
   記第２の制御信号に応答して前記出力信号を発生する様
   にした電動機駆動装置。 １１ 特許請求の範囲９に記載した電動機駆動装置に於
   て、前記第１の制御信号を発生する手段が、前記導電制
   御形整流装置の第１及び第２の電力電極の間の電圧に夫
   々比例する複数個の差信号を供給する手段と、前記差信
   号のレベルが前記第１の基準信号を越えた時に前記第１
   の制御信号を発生する手段とで構成されている電動機駆
   動装置。 １２ 特許請求の範囲１１に記載した電動機駆動装置に
   於て、前記第１の制御信号を発生する手段が、前記複数
   個の差信号を発生する手段と前記第１の制御信号を発生
   する手段との間に接続されていて、各々の差信号の正の
   サイクルを通過させる整流手段を更に含んでいる電動機
   駆動装置。 １３ 特許請求の範囲１２に記載した電動機駆動装置に
   於て、前記導電制御形整流装置が陽極及び陰極を持つサ
   イリスタで夫々構成され、前記差信号が前記サイリスタ
   の陽極及び陰極の間の電圧に夫夫比例する電動機駆動装
   置。 １４ 特許請求の範囲１０に記載した電動機駆動装置に
   於て、前記第２の制御信号を発生する手段が、前記直流
   出力電流の大きさに比例する電流レベル信号を発生する
   様に前記可変直流電流源に装着された分路装置と、前記
   電流レベル信号が前記第２の基準信号より高い時に前記
   第２の制御信号を発生する比較手段とで構成されている
   電動機駆動装置。 １５ 特許請求の範囲９に記載した電動機駆動装置に於
   て、通常は前記電流制御信号を前記トルク指令信号の関
   数として発生すると共に、前記出力信号が存在しない時
   、前記電流制御信号を予定のレベルで発生する様にする
   電子スイッチ手段を有する電動機駆動装置。 １６ 特許請求の範囲９に記載した電動機駆動装置に於
   て、通常は前記周波数制御信号を前記トルク指令信号の
   関数として発生すると共に、前記出力信号が存在しない
   時、前記周波数制御信号が発生されない様にする電子ス
   イッチ手段を有する電動機駆動装置。 １７ 大きさ並びに周波数が可変の駆動電流に応答して
   回転を発生する交流電動機を駆動する方法に於て、所望
   の回転レベルに比例する回転基準信号を設定し、前記回
   転に比例する実際の回転信号を発生し、前記回転基準信
   号及び前記実際の回転信号の間に差があれば、その差を
   表わすトルク指令信号を発生し、前記トルク指令信号の
   関数として周波数制御信号及び電流制御信号を発生し、
   前記電流制御信号に応答して大きさが変わる直流出力電
   流を発生し、インバータを使つて、前記周波数制御信号
   の関数として制御される周波数の駆動電流を供給し、該
   インバータは第１の電力電極及び第２の電力電極を持つ
   複数個の導電制御形整流装置で構成されており、前記直
   流出力電流を前記インバータに接続し、予定のレベルの
   第１の基準信号を発生し、少なくとも１つの導電制御形
   整流装置の第１及び第２の電力電極の間の電圧が前記第
   １の基準信号より大きい時に第１の制御信号を発生し、
   前記第１の制御信号に応答して出力信号を発生し、該出
   力信号が存在しないことが、前記直流出力電流の大きさ
   を予定の値より強制的に小さくする効果を持つ様にする
   と共に、前記周波数制御信号の発生を防止する効果を持
   つ様にする工程から成る方法。 １８ 特許請求の範囲１７に記載した方法に於て、予定
   のレベルの第２の基準信号を供給し、前記直流出力信号
   の大きさが前記第２の基準信号より大きい時に第２の制
   御信号を発生し、前記出力信号を発生する工程が、前記
   第１の制御信号及び前記第２の制御信号に応答して前記
   出力信号を発生する方法。 １９ 特許請求の範囲１７に記載した方法に於て、前記
   回転基準信号を設定する工程が、所望のトルク・レベル
   に比例するトルク基準信号を設定し、前記トルク指令信
   号を発生する工程が、前記トルク基準信号に応答して前
   記トルク指令信号を発生する方法。 ２０ 特許請求の範囲１９に記載した方法に於て、予定
   のレベルの第２の基準信号を供給し、前記直流出力信号
   の大きさが前記第２の基準レベルより高い時に第２の制
   御信号を発生し、前記出力信号を発生する工程が、前記
   第１の制御信号及び前記第２の制御信号に応答して前記
   出力信号を発生する方法。