JPS5956896A - 交流電動機の制御装置 - Google Patents

交流電動機の制御装置

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JPS5956896A
JPS5956896A JP57165016A JP16501682A JPS5956896A JP S5956896 A JPS5956896 A JP S5956896A JP 57165016 A JP57165016 A JP 57165016A JP 16501682 A JP16501682 A JP 16501682A JP S5956896 A JPS5956896 A JP S5956896A
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signal
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Hiroyuki Kitamura
北村 闊幸
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P27/00Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
    • H02P27/04Arrangements 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
    • H02P27/06Arrangements 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

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】 発明の技術分野 本発明は演算増幅器を主体として成る絶対値変換回路、
演算回路、アクティブ・フィルタ等によって得た電圧、
電流などの精度の良い状態量をベースにして、制御と演
算をおこなう交流電動機の可変速制御装置に関する。
発明の技術的背系どその問題点 従来の交流電動機の制御装置の一例として、′重圧形イ
ンバータによる誘導電動機駆動の制御装置のブロック図
を第1図に示す。第1図において、インバータ主回路I
NVはパワートランジスタ1〜Gとダイオード7〜12
よ構成る電圧形インバータ回路であυ、インバータ主回
路INVの出力端子U、V、Wには誘導電動機IMの1
次巻線+4.V。
Wが接続される。インバータ主回路INVの入力端子P
、Nには、ダイオード13〜18のブリッジ回路よ構成
る整流回路R,Fの出力端子が接続され、更に整流回路
n、 Fの入力端子11.、 S、 Tには三相交流電
源母線(図示せず。)が接続される。また端子P、Nに
はフィルタコンデンサCが接続される。
制御回路の構成として、出力端子U、V、WにP T 
(Potential Transformer )と
整流ダイオードを主として構成された絶縁・整形回路1
9が接続され、更に絶縁整形回路19の出力信号がコン
デンサC/と抵抗Rh + ”/2を内装したパッシブ
・フィルタ(Pa5sive Filter 、受動フ
ィルタ) 19aに入力され、出力電圧の基本波実効値
に相当する出力゛電圧平均値信号Vfがパッシブフィル
タ19aよシ得られる。−力筒波数基準FRは入力制限
回路20に人力され、この周波数基準FRをステップ状
に人力した場合にも、急峻な変化が緩和された信号V′
Rが出力される。この信刊v’nと出力電圧平均(tf
fi信号Vfは電圧制御諷路21に入力され、誤差増幅
信号(′電圧偏差信号)voを発生する。この電圧偏差
信号V。は基準波発生回路23.搬送波発生回路26と
比較回路24とから成るPWM制御回路22に人力され
る。直接にはf’WM 11il制御回路22の基準波
発生回路23に人力される。基準波発生回路23の出力
として、電圧偏差信号v0に比例した振幅値の基準矩形
波または基準正弦波信号が得られる。2、 また・信号V/RはV−F変換回路25に入力され、ク
ロックパルスが得られる。りI+ソックルスは分周回路
27とカウント回路25aに人力される。このカウント
回路25aの出力信号は基準波発生回路2:3と搬送波
発生回路26のアドレス信号とじて入力されるっ分周回
路27の出力(g号はリングカウンタ28に入力され、
このリングカウンタ28の出力信号とPνvMml)御
回路22の出力信号(PWM制御信号)Pは論理合成回
路29の中で合成される。論理合成回路29の出力信号
はホトカブラ回路30を介して、ベースドライブ回路3
1に転送され、トランジスタ1〜6のベースを制御する
ことによって、インバータは駆動される。この制御方式
は゛ηγ制御“として知られている。このV/f制御に
おいてはV/Jの比はほぼ一定に制御されるっすなわち
Vとjは比例関係に必り一周波数基準FRは電圧基準信
号■8と同一である。
第1[λlのような従来の制御装置の欠点は絶縁・整形
回路19とパッシブフィルタ19aで構成された電圧検
出回路、または電流検出回路にめる。すなわち、第2図
に示すように絶縁整形回路19は変成器PTと三相全波
整流回路sc (6個の整流ダイオードな三相グレーツ
接続した回路)で構成され、パッシブフィルタ19aは
コンデンサCf1抵抗R1,とR,だけで成る受動フィ
ルターで構成される。絶縁整形回路19の整流ダイオ−
ドの順方向電圧時下等の影響を受けて、低電圧または小
電流頭載での検出精度と1負線性が得られず、制御範囲
がせまいこと、調整がしにくいなどの欠点があった。
一般□に交流電動機の可変速制御には種々の方法がらシ
、誘導′電動機の制御方法には第1図に示したよりなV
/f制御、またすべり周波θ制御、ベクトル制御方式が
ある。一方、同期電動機の制御方法にはV/?制御無整
流子電動機運転方式がある。
これら制御方式において制御対象となる電動機電圧、゛
環流という状態量を検出する方式では絶縁整形回路19
やパッシブフィルタ19aは第2図のような構成となる
ことがほとんどであった。
発明の目的 本発明の目的は検出精度と直線性の良い電圧検出回路と
電流検出回路とを設けて、従来よシも制御性能を更に改
善した交流電動機の制御装置を提供することにある。
発明の概媛 本発明は、交流電動機の電圧(電流)という状態量に対
して、計器用変圧器pT(変流器CT)を連室使用して
検出し、検出した状態量を演算増幅器を主体として成る
絶対値変換回路に入力して、状態量の絶対値をとると共
に、状態量を演算回路に入力して、整形・演算し、更に
演算回路の出力信号をアクティブフィルタに入力して得
た状態量信号をベースにして制御と演算をおこない、電
動機を可変速駆動制御することを!¥f徴とする。
発明の実施例 本発明の一実施例を第3図のブロック図に示す。
インバータ主回路INYの出力端子U、V、Wを変成器
PTの1次側入力端子に接続する。変成器PTの2次出
力信号は各々第1.第2.第3の絶対値変換回路41.
.42.43に入力される。各々の絶対値変換回路は、
第4図のように、pi。
P2という2個の演算増幅器を主体として構成され、入
力信号の絶対値を出力する回路として、周知のものであ
る。各々の絶対値変換回路41.42゜43の出力信号
は演算回路44に入力され、更に演算回路44の出力信
号はアクティブ・フィルタ45に入力され、電動機電圧
検出信号V/が得られる。
第3図に示される演算回路44の具体的な一例として最
大値選択回路44aの場合を第5図に示す。
第5図の入力端子35,36.37に絶対値変換回路4
1,42.43の出力信号が入力され、これら三個の入
力信号のうちの最大値が選択され、第5図の出力端子3
8に出力される。°また端子35.36.37に接続さ
れたダイオードD3゜D4.D5はショットキー・ダイ
オードであり、順方向電圧降下が小さい素子として知ら
れている。
いま変成器PTの3相出力電圧信号が6図のような波形
であるとすると、絶対値変換回路41゜42.43の絶
対値変換作用によって、その波形は変形される。そして
、演算回路44、具体的には第5図の最大値選択回路の
作用によって、その整流波形が演算回路44の出力信号
として得られる。
また演算回路44の出力信号はアクティブ・フィルタ4
5に入力され、平滑化され、出力電圧の基本波実効値に
相当する出力電圧平均値信号Vfが得られる。アクティ
ブフィルタ45の一具体例は第 図のようなローパス・
フィルタ46と、(ゲイン調整と積分作用を持った)演
算増幅回路47とによって構成される。アクティブ・フ
ィルタとして、演算増幅回路47を省略して、ローノく
スフィルタ46のみで、フィルタを構成しても良いこと
は言うまでもないっ 以上、第1図より第6図の説明は全て電圧変成器PTに
よる電圧状態量の場合の適用例であるが、電流変成器C
Tによる電流検出の場合にも、はとんど同様に本発明の
構成を適用できる。すなわち、電流変成器CTの場合に
は、第3図の変成器PTが変成器CTに置き換えられ、
絶対値変換回路41.42.43の入力端に電流−電圧
変換用デバイスとして抵抗が各々接続されるだけで、他
は電圧検出の場合と同じでろる。その場合絶対値変換回
路については第4図の入力端子32と32aとの間に、
電流−電圧変換用抵抗(図示せず。)が接続される。
第1図および第2図の従来例においてP′vの入力電圧
と出力直流電圧V/との関係は第8図の点線で示される
。このように従来の場合には十分な直線性を得られなか
った。これはバラノブ・フィルタ19aのフィルタ効果
の不十分さと整流回路SCのダイオード・順方向電比効
果の影響である。
これに対して本発明は演算増幅器を主体とした絶対値変
換回路41,42,43、演算回路とアクティブフィル
タ45によって、電動機電圧(1流)を検出しているの
で、第8図の実線のような直線性が得られる。したがっ
て以上のようにして得た状態量信号をベースにして、制
御と演算をおこなって、交流電動機を可変速駆動する交
流電動機用の本発明の制御装置は従来にはない制御性、
操作性の良さを示している。
第9図は本発明の他の一実施例でめる二相全彼方式をペ
ースにした制御装置の電圧(′4流)検出方法の動作説
明波形図である。この場合U相とW相のみを検出してい
るので、第3図の第2の絶対値変換回路42と、第5図
の最大値選択回路44aの端子36とダイオードD4を
省略することができる。最大値選択回路44aの出力信
号は第9図に示すような波形とはなるが、後段のアクテ
ィブ・フィルタの作用により平滑化され、結果的には第
8図の実線のような直線性が同様に得られる。
第10図は第6図と同じ三相uvwの入力方式であるが
、第3因の(iI算回路44として、加算回路を使用し
た場合の本発明の動作説明波形で必る。
この場合も第6図と同様の良好な!Fk性を得ることが
できる。なお第5図の最大値選択回路44aにおいて、
ダイオードD3.D4.D5を各々抵抗に置き換え、抵
抗R8を除去すれば、最大値選択回路44aが加算回路
になることは公知の通りである。
また第11図は二相(u、w)を検出し、各々の検出信
号を加算回路に入力して得た信号をアクティブフィルタ
に入力する本発明の他の一実施例の動作説明図である。
加算回路の出力1g号は第11図のような波形とはなる
が、アクティブフィルタの効果によシ、第8図の実線の
ような直線性が得られ、制御装置として良好な制御特性
が得られることは実証済みである。
発明の効果 以上述べたように、本発明によれば演算増幅器を主体と
して成る絶対値変換回路、演算回路およびアクティブフ
ィルタによって、電動機電圧、電動機電流を正確に検出
すると共に、その検出信号をベースにしてV/f制御、
8F制御、ベクトル制御などの可変速制御を精度良くお
こなう交流電動機用制御装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の峨圧形インバータによる誘導電動機駆動
用制御装置の制御系統図、第2図は従来の電圧検出回路
の回路図、第3図は本発明の制御装置で実施される゛磁
圧検出方式のブロック図、第4図は絶対値変換回路の回
路図、第5図は最大値選択回路の回路図、第6図は本発
明の電圧検出回路の動作説明図、第7図はアクティブフ
ィルタの回路図、第8図は電圧検出上の改良の程j皮を
示す入出力特性データの特性図、第9図、第10図およ
び第11図は本発明の基礎となる電圧検出回路の他の一
実施例の動作説明図でるる。 INV・・・インバータ、1〜6・・・パワー・トラン
ジスタ、■、S、T・・・入力端子、7〜12・・・ダ
イオード、P、N・・・入力端子、几F・・・整流回路
、13〜18・・・ダイオード、C・・・フィルタコン
デンサ、U、V、W・・・出力端子、1M・・・誘導電
動機、U。 v、w・・・1次巻線、19・・・絶縁・整形回路、1
9a・・・パッシブフィルタ、FR・・・周波数基準信
号、(VR・・・電圧基準信号)、20・・・入力制限
回路、21・・・′重圧11flJ御回路、v′R・・
・回路20の出力信号、V/・・・出力゛磁圧平均1直
信号、vo・・回路21の出力信号、22・・・PWM
制御回路、23・・・基準波発生回路、24・・・比較
回路、25・・・V−F変換回路、25a・・・カウン
ト回路、26・・・搬送波発生回路、27・・・分局回
路、28・・・リングカウンタ、29・・・論理合成回
路、30・・・ホトカプラ回路、31・・・ベースドラ
イブlL!回路、P T −Potential Tr
ansformer。 SC・・・整流回路、CT −Current Tra
nsformer \R71,〜2・・・抵抗、C6・
・・コンデンサ、41・・・絶対値変換回路1.42・
・・絶対値変換回路2.43・・・絶対値変換回路3.
44・・・演算回路、44a・・・最大値選択回路、4
5・・・アクティブフィルタ、円、 P2. P3. 
P4. P5・・・演算増幅回路、1)1.D2・・・
ダイオード、 D3. D4. D5・・・ショットキーダイオード、
Zl、 Z2. Z3. Z4. Z5. Z6−−−
 ツエf −−ダイオード、几1〜R17・・・抵抗、 C1,C2,C3・・・コンデンサ、 33a、 33b、 33c、 :33d、 33e−
コモン端子、32、34..36.38.39.40・
・パ諷子回路端子。 (7317)代理人 弁理士 則 近 憲 佑 (ほか
1名)第1図 第2図 /9 第3図 4、f   4z 第8図 入7J交シ月防(V、)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 交流電動機の端子電気量を状態量として検出する検出器
    と、ここで検出した前記状態量を入力してその絶対値を
    とる絶対値変換回路と、この絶対値変換回路で得られた
    信号を整形演算する演算回路と、この演算回路で得られ
    た信号を平滑化するアクティブフィルタとを具備し、こ
    のアクティブフィルタで得られた信号に基づいて前記交
    流電動機の可変速駆動制御することを特徴とする交流電
    動機の制御装置。
JP57165016A 1982-09-24 1982-09-24 交流電動機の制御装置 Granted JPS5956896A (ja)

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JPS5956896A true JPS5956896A (ja) 1984-04-02
JPH0344518B2 JPH0344518B2 (ja) 1991-07-08

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62114494A (ja) * 1985-11-13 1987-05-26 Yamamoto Denki Kogyo Kk 同期電動機制御装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5716597A (en) * 1980-01-29 1982-01-28 Elfi Innovationer Load indicator for ac motor

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