JPS59188377A - パルス幅変調方式電圧形インバ−タの制御方法 - 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】 本発明は交流Ｍ動機を可ｑ制御するパルス幅Ｔ調方式電
圧形インバータ（ｌ−１下ＰＷＭ冒圧形インバータと称
する、）の制御方法に関するものである。

ＰＷＭ市圧形インバータの主回路は一般に第１図に示す
ように構成されている、この図において、Ｐは商用電源
で、ダイオードコンバータ部（１）及び平滑コンデンサ
Ｃにより直流電圧にｆ換される。

この直流電圧はインバータ部（２）に↓すＰＷＭ制御さ
れた出力電圧に変換され、端子ＵＶＷ［任意の電圧、周
波数の交流電圧を出力し、負荷モードルＭを駆動する、
抵抗Ｒ１，ＲＪは同一の抵抗端をもつ抵抗器であり、そ
の接続点Ｎの電位はコンバータ電圧ＶＤの１／２のＯＫ
、ｌ！−なる、　Ｎ′！ｉｌ−コンバータ中性点と呼ぶ
ことにする１通常、正弦波ＰＷＭけ、このコンバータ中
性点Ｎと出力端子Ｕ、Ｖ、Ｗ間の各電圧波形が１２０°
位相のすねた正弦波ｐ　Ｗ　１１．４波形となるように
インバータ部のトランジスタ（３）〜（８）を制御して
いる。この制御方法を第２図に示す１２０°ずつ位相の
異なるＵ、Ｖ、Ｗ相基臨正弦波償号と三角波キャリヤを
比較し、基準正弦波信汁の方が大きい時、各相のトラン
ジスタ（３）（４）（５）　？　各々オンさせ、又、基
樵正弦波信号が三角波キャリヤより低い時、トランジス
タ（６）（７）（８）をオンするように制御すると、コ
ンバータ中性点Ｎから見た各相の電圧Ｍｕ−Ｎ、ＶＶ−
Ｎ　は第２図のように振幅が■Ｄ／２のパルス波形と力
る。従って、モードルＭに印加さ引る線間電圧Ｖｕ−ｖ
　け相電圧Ｖｕ−ＮとＶｖ−Ｎを引き算した波形となる
ため、振幅がコンバータ電圧に等し込電圧ＶＤのパルス
波形となり、このパルス波形の基本波成分、即ち、線間
電圧基本波成分は第２図中のＡに示すようになるう基準
正弦波信号の振幅を変えることによれ、線間雪圧基本波
成分の振幅も変化し、出力電圧の制御ができる。又、運
転周波数を変える場合、基準正弦波信号の周波数を変え
ることにより、出力電圧の周波数を変え−ることが出来
る。しかし、周波数を変えた場合、運転周波数の一周期
内の三角波の数（パルス数）を一定に保つと、モードル
のようなリアクタンス成分のある負荷でに、低いＴ転層
波数す と高い周波数では三角波キャリヤの周波数も大入くかり
、トランジスタのスイ・ツチング周波数が上昇し、スイ
ッチング損失が増大する。従−て、このような場合は、
運転周波＠に広じてパルス数を切り換えて三角波キャリ
ヤの周波数が一定となる工うに制御する。この制御方法
におけるキャリヤ周波数と運転周波数のパターンを第３
図に示すつすなわち、運転周波数が上昇するにつれて’
ｆ＋９ヤ周波数も上昇するが、その時はパルス数を少々
くし、キャリヤ周波数を下げる。この動作をくりかえし
ながら、はぼギヤリヤ周波数が一定となるよう制御され
る。しかしこの方法では〔ψ路的にも複雑とたり、パル
スの切り換え時に重圧が急しゅんに変化し、電流が増大
してインバータ容量も太〜くなり、又、モードルＭへの
振動が大きくなる。

この改善方法として、固定キャリヤ方式が考えられるう
この方式は貫転周波数と無（Ｖ（係に番ヤリャ周波数を
定める方式であるうこの方式でにギヤリヤが一定である
ため制御回路が＠蛍であり、父、パルス切換も行わない
ため、ト述の不都合も起こらないつしか］２、高い周波
数での運転を想定するとキャリヤ周波数をあまり低くす
ることがで衣ない。

通常、トランジスタ等を使用したインバータでは、上下
マームの短絡防止を行うため上下トランジスタが共にオ
フする期間ＩＧが存在する。この期間のモードルに対す
る影響はモードルの回転リップル、出力電圧のレギュレ
ーシツンとなって表われる。、特にオープンループでの
制御を行う場合、負荷の力率がよくなる１１！ど、すな
わち、モードルに負荷がかかるほど電圧が低下し、トル
ク不足とｆｉり非常に不都合である。三角キャリヤの周
期をＴｃとすると、この影響の大きさは出力電圧の太き
六の如何にかかわらず’ｒｔｔ７．Ｉ”ｃに比例するた
め、出力電圧が低い時、すなわち運転周波数が（Ｉｔ　
１．ｎ時はど、ＴＧ／ＴＯが一定の場合影響が大きく、
低速運転時の旧１転り・ソプル、゛ボ圧しギュレーシロ
ンへの影ＩＰ！は大炙い。しかし１、期間ＴＯはトラン
ジスタの性ｎＩｌ上ある一定饋以上必要であり、あ寸り
少くすることが不可能であるう 本発明はこのような不都合を一挙に解決するためのＰＷ
Ｍ市圧形インバータの制御方法を提供するものである。

すなわち、運１販周波数とキャリヤを非同期とし、低速
時にはキャリヤ周波数を低く、即ち周期Ｔｃを大森くす
る。そしてＴＯ／ｌ”ｏ　ｆ少さく、低速での期間ＴＯ
の影響を少ぐし、高速では出力ｌｅｇ圧が大入くなって
いるためＴＧ／’Ｉ’Ｑの影％は少くキャリヤを大きく
していく、このため、高速領域でも運転周波数の一周期
当たりの三角波の数が確保されるため、高調波成分のモ
ードルへの影響、を低くおさえることがで入る。このキ
ャリヤ周ｅ数と運転周波数の関係の一例ｆ、第４図に示
すつ第４図では低速域では一定キャリャとし、ある運転
周波数以上では、運転周波に比例してキャリヤ周波数を
上昇させている。この上昇のさせ方は第５図のようにス
テ・ツブ的にト昇させても、そのステップがこ寸かけね
ば特にモードルに悪影響は及ぼさない。

次に本発明の具体的実施例を第６図により説明するう 第６図において、師は速度指令ボリウム、ａっけこのボ
リウム銖）の設定値に比例した周波数を出力する電圧／
周波数コンバータ（ｉ−、Ｉ下■βコンバータと称す、
）、６カ、１．６やは各々１２（＋’ずつ位相のちがう
基を正弦波を発生する正弦波発生器で、Ｔコンバータ６
１）の発振周波数に比例した周波数の正弦波と々る。６
つけ８点電圧に比例した周波数で一定振幅菫圧の三角波
を発生する三角波発生回路で、この三角波の周波数は、
第４図のパターンとなる。

通常、モードル駆動の場合ツ乍＝一定の制御を行うため
、速度指令電圧と正弦波発生器Ｃ２ｋｌ（財）の出力と
を掛は算する←１鋤輸はこの乗η゛器である。Ｓ（）翰
的）は正弦波と三角波を比較するコンパレータである。

コンバレー〃佑１ζ０的）の信号とその逆転イ巴号は、
上下アームの短らくを防止するためのダイミングを取る
ディレー回路（７→〜（１７）と通１．た後、トランジ
スタ（３）（６）（４＞　（７）（５）（Ｆｔ）を駆動
する卿なおＬ記第６図はアナログロ１路について述べた
が、ディジタル回路、マイコン等による僧制御回烙でも
可能である。

ここで述べた期間ＴＧの影響は方形波ＰＷＭインバータ
等、他の波形制御方式のインバータにも表わわるので、
この方式は、他のＳ形制御方式にも使用できるのもであ
る。

以上説明したようにこの発明によｈげ、インバータ装置
により制御さハる交流ｗ動機の１目１転リツプル、不安
定現象、振動、騒音の少くで＾る制御方法が提供できる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は市圧形ＰＷＭインバータ装置の主回路図、第２
図は第１図に示す装置の制御方法を説明する図、第３図
はジャリヤ周波数と運転周波数のパターンを示す図、第
４図ｔまキャリヤ周波数と運転周波数の関係を示す一例
図、第５図は運転周波数に比例してキャリヤ周波数を上
昇させる状？、Ｉ　ｋたす図、第６図はこの発明の具体
的実施例ｒ浜説。 明する図である。 図中、（１）はダイオードコンバータ部、（２）ニイン
バータ部、（３）〜（８）はトランジスタ、旬は重圧／
周波数コンバータ、１カ〜−は正弦波発生器、呻は三角
波発生回路、−〜Ｈは乗算器、６９〜Ｑυはコンパレー
タ、６９〜（ハ）はディレー回路である。 なお、図中同一符号は同−又は相当部分を示す。 代理人　大岩増雄 第３図 一運転円疲数 Ｐ＄４　　図 運転）１波数　□ 運転用シ度数　　　−一一一一 特許庁長官殿 １．事件の表示　　　特願昭　５８−０６１８０９号２
、発明の名称 パルス幅変調方式電圧形インバータの制御方法３、補正
をする者 代表者片山仁へ部 ５、補正の対象 （１）明細書の発明の詳細な説明の欄 ６、補正の内容 （１）　　明細書中、第４貞第１７行目に「期間ＩＧｊ
とあるのを「期間Ｔｏ」と訂正する。 以上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 交流電動機をインバータ装時により可変速制御する方法
   において、上記インバータ装置のキャリヤ周波数を運転
   周波数の上昇に対して低下させることのガいように制御
   することｆｆ：特徴とするパＭヌ幅斐調方式電圧ザ多イ
   ンバータの制御方法。