JPS61207179A - パルス振幅変調方式インバ−タ装置の制御方法 - Google Patents

パルス振幅変調方式インバ−タ装置の制御方法

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JPS61207179A
JPS61207179A JP60046622A JP4662285A JPS61207179A JP S61207179 A JPS61207179 A JP S61207179A JP 60046622 A JP60046622 A JP 60046622A JP 4662285 A JP4662285 A JP 4662285A JP S61207179 A JPS61207179 A JP S61207179A
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JP
Japan
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voltage
output
converter
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command signal
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JP60046622A
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English (en)
Inventor
Noriyuki Katsurayama
葛山 典幸
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

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、減速時間を負荷の回生エネルギーにより制御
する様にしたパルス振幅変調方式のインバータ装置の制
御方法に関する。
[発明の技術的背景とその問題点] 電圧形のインバータ装置はパルス幅変調方式(以下PW
M方式と称する)とパルス振幅変調方式(以下PAM方
式と称する)とに大別され、いずれの方式のものも、商
用電源からの交流電力を直流出力に変換するための複数
個の整流素子からなる交流−直流変圧器と、この交流−
直流変圧器の直流出力を平滑する事情用コンデンサと、
この平滑用コンデンサを経た直流出力に変換するための
複数個のスイッチング素子からなる直流−交流変圧器と
を備えている。そして前者のPWM方式のインバータ装
置においては電圧指令信号及び周波数指令信号5基づい
て直流−交流変圧器の各スイッチング素子の導通タイミ
ング及びパルス幅を制御することにより一定出力電圧の
直流出力から電圧及び周波数が可変となる交流出力を得
るようになっている。又、後者のPAM方式のインバー
タ装置においては、電圧指令信号に基づいて交流−直流
変圧器の直流出力電圧を可変させるとともに周波数指令
信号に基づいて直流−交流変圧器の各スイッチング素子
の導通タイミングを制御することにより電圧及び周波数
が可変となる交流出力を得るようになっている。
ところが、このようなインバータ装置によって交流用v
J機たとえば誘1電動機を可変速運転していてインバー
タ装置の出力周波数を下げた場合において、誘導電動機
の回転速度が前記出力周波数の同期速度より大きくなっ
た時には、誘導電動機は発電機として作用してインバー
タ装置に電力を回生ずるようになり、この回生電力は平
滑用コンデンサに蓄積されることになる。そして、この
回生電力は、負荷慣性が大きくかつ、周波数減少速度が
速くなるほど大となる傾向にある。このように、回生電
力が平滑用コンデンサに蓄積されると、平滑用コンデン
サの両端子間の電圧即ち直流出力電圧が上昇することに
なるので、交流出力電圧が上昇して誘導電動機を安定し
て運転できなくなるばかりではなく、直流−交流変換器
を破損する虞れもある。
この様な不具合をなくすため、例えばPWM方式のイン
バータ装置においては、交流−直流変換器の直流出力電
圧が一定の基準値を超えた時に周波数減少速度をおさえ
る、または周波数減少を停止することによりそれ以上回
生電力が発生しない様にする。PWM方式の場合、交流
−直流変換器の直流出力電圧は直流−交流変換器の出力
電圧および周波数に関係なく一定であるので、前記回生
電力が発生すると交流−直流変換器の出力電圧が上昇す
る、したがって前記一定の基準値は直流−交流変換器の
出力電圧および周波数に関係なくある定められた一つの
値でよいことになる。ところがこのような方式をPAM
方式のインバータ装置に応用すると、PAM方式のイン
バータ装置における交流−直流変換器の直流出力電圧は
出力周波数におおじで変化するので、出力周波数の減少
をおさえ、あるいは出力周波数の減少を停止させる基準
値を設定することは困難である。
[発明の目的] 本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は
、PAM方式のインバータ装置において負荷たる交流電
動機からの回生電力によるコンデンサの端子電圧上昇を
検出し、直流−交流変換器の破損または運転停止を防止
することにある。
[発明の概要] すなわち本発明は、制御装置からの電圧指令により出力
電圧を可変制御する交流−直流変換器の直流出力を、前
記制御装置からの出力周波数指令により出力周波数を可
変制御する直流−交流変換器により変換して電動機の回
転数を制御するパルス振幅変調方式のインバータ装置に
おいて、前記交流−直流変換器の直流出力側の電圧値と
、前記交流−直流変換器を制御する電圧指令値とを比較
して、前記電動機の減速時間を制御することに特徴を有
し、回生電力を抑えてインバータ装置の破壊を防止する
と共に、電動機を安定して加減速できる様にした制御方
法である。
[発明の実施例] 以下本発明の一実施例につき第1図及び第2図を参照し
ながら説明する。
まず、PAM方式のインバータ装置について述べる。1
は複数個の整流阻止たるサイリスタをブリッジ接続して
なる交流−直流変換器であり、その交流入力端子は図示
しない電源スィッチを介して商用ffi源に接続され、
直流出力端子は母線P。
Nに接続されている。そしてこの母線P、N間には、平
滑用コンデンサ2が接続されている。3は複数個のスイ
ッチング素子たるトランジスタをブリッジ接続してなる
直流−交流変換器であり、その直流入力端子は母線P、
Nに接続され、交流出力端子は負荷たる交流電動機4に
接続されている。
5は制御装置であり、主制御回路6、位相制御回路7、
電圧検出器8、比較制御回路9にて構成される。主制御
回路6からの周波数指令信号S6bは前記直流−交流変
換器3に与えられるようになっており、その直流−交流
変換器3の各トランジスタで構成されるようになってい
る。位相制御回路7は前記主制御回路6からの電圧指令
信号S6bが与えられるとこれに応じたゲート信号S7
を出力するようになっている。そしてこの位相制御回路
7からのゲート信号S1は前記交流−直流変換器1に与
えられるようになっており、その交流−直流度換器1の
各サイリスタはゲート信@S7に基づく導通角で導通さ
れるようになっている。8は主回路母線P、N間の直流
電圧Vdcを検出する電圧検出器で、ここで検出された
電圧値は比較制御回路9に出力される。比較制御回路9
にはさらに前記主制御回路6からの電圧指令信号36a
が与えられ電圧指令信号36aが示す指令値と前記直流
電圧Vdcとを比較し、直流電圧Vdcが電圧指令信号
86aが示す指令値を超えたときに制御信号S9を前記
主制御回路6に与えられるようになっている。
次に本実施例の作用について説明する。主制御回路5か
ら誘導電動機4の所望の回転速度に対応する周波数の周
波数指令信号S6b及びその周波数に対応する大きさの
交流出力電圧を得るべき電圧指令信号S6bが出力され
ると、位相ti制御回路7はこの電圧指令信号S1を出
力するようになり、交流−直流変換器1の各サイリスタ
はそのゲート信号S7に応じて導通角が制御されて母線
P、N間に直流出力電圧Vdcを出力するようになる。
又、直流−交流変換器3の各トランジスタは周波数指令
信@ S 6b1.: 13づく導通タイミングで導通
され、よって、直流出力電圧VdCから所望の出力周波
数の交流出力電圧yacが生成され、これが、誘導電動
114に印加されその誘導M il+機4は所望の回転
速度で回転する。この場合、出力周波数の変化に対して
は、交流出力電圧Vacは第2図に示すように変化され
るものであり、主制御回路6はこのような交流出力電圧
Vacを得るべく、直流電圧Vacが同図に示す如く変
化するように電圧指令信号S6aを出力する。従って、
電圧指令信号S6aが与えられる比較制御回路9におけ
る基準値は第2図に示す直流出力電圧Vdcの如く変化
することになる。
誘導電動l14の回転速度を低くずべく、直流−交流変
換器3による交流出力の出力周波数を例えばf3からf
lに連続的にある一定速度で下げようとする場合誘導電
動機4の回転速度が下がり始めた出力周波数の同期速度
より大きくなった時には誘1ffi勤114は発電機と
して作用し母線P、内側に直流−交流変換器3を介して
電力を回生ずるようになり、この回生電力は平滑コンデ
ンサ2に蓄積される。この回生電力は周波数の減速時間
が短い程また電動機4の慣性力が大きい程大きくなる。
そして、主制御回路6が出力周波数で3からで1に下げ
るべく周波数指令信号S6bを変更すると同時に、電圧
指令信号36aも直流出力電圧VdcがV dc3から
■dC1に下がるように連続的に変更される。従って、
この電圧指令信号S6aが与えられる比較制御回路9の
基準値はV dc3からV dclに変化されることに
なる。しかるに、前述したように平滑用コンデンサ2に
は回生電力が蓄積されていることから実際の直流出力電
圧Vdcは指令値V dclより大となっており、これ
により、比較制御回路9は制御信号S9を出力し、主制
御回路6の周波数制御信号S6b及び電圧指令信号S6
aが減少するのを停止する。その後回生電力の放電によ
りi流出力電圧Vdcが基準値V6c以下になると比較
制御回路9は制御信号S9の出力を停止する。
したがって再び所望の出力周波数f1および出力電圧V
 dclに向って減速を開始する。
このように本実施例によれば、比較制御回路9に直流出
力電圧Vdcと電圧指令信号S6aとを与えて、直流出
力電圧VdCと電圧指令信@ 36aが与える指令値と
を比較し電圧及び周波数指令信@36a。
36bを停止させ回生電力の帰還を一時停止させるもの
であり、負荷たる誘導電動4を安定して運転させること
ができるとともに、直流−交流変換器3を高直流電圧ま
たは大電流によって破壊する問題もない。
第3図は本発明の他の実施例であり、前記実施例と同一
部分には同一符号を付して示し、以下異なる部分につい
てのみ説明する。即ち、11は複数個の整流素子たるダ
イオードをブリッジ接続して形成された整流回路であり
、その交流入力端子は図示しない電源スィッチを介して
商用電源に接続され、直流出力端子間には、平滑用コン
デンサ12が接続されている。又、この整流回路11の
直流出力端子において、その正側端子はNPN方のトラ
ンジスタ13のコレクタ、エミッタ間及び平滑用リアク
タ14を直列に介して母線Pに接続され、負側端子は母
線Nに直接接続されている。
そして、トランジスタ13のエミッタと母線Nとの間に
はN側からP側への導通性を有するダイオード15が接
続されており、以上の平滑コンデンサ12、トランジス
タ13、平滑用リアクタ14、ダイオード15及び平滑
用コンデンサ2は第1図に示した交流−直流変換器11
に代る交流−直流変換器を構成するものである。
主制御回路6からの電圧指令信号36aはトランジスタ
13のベースに与えられるようになっており、そのトラ
ンジスタ13は電圧指令信号S6aに基づいて導通度合
が制御される。よって母線P。
N間に第2図に示すごとぎ直流出力電圧Vdcが出力さ
れるようになっている。
したがって、この実施例によっても前記実施例と同様の
作用効果を得ることができる。
また、比較制御回路9の出力信号S9によって出力周波
数指令36b及び出力指令信号36aの減速を停止する
他に、減速時間を伸ばすことによっても以上述べてきた
作用効果を得ることができる。
[発明の効果] 本発明を採用したインバータ装置は、以上説明したよう
にPAM方式のインバータ装置において、減速時に電動
機からの回生電力により発生ずる出力電圧の上昇を電圧
指令信号と直流電圧を比較制御回路により検出し、イン
バータ装置の減速を停止することにより、回生電力を押
え、電動機を安定かつスムーズに加減速でき、また、イ
ンバータ装置の破壊を未然に防止できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す回路構成図、第2図は
同実施例の周波数−電圧特性図であり、第3図は本発明
の他の実施例の回路構成図である。 1は交流−直流変換器、2は平滑コンデンサ、3は直流
−交流変換器、4は誘導電動機、5は制御装置主制御回
路、7は位相制御回路、8は電流検出器、9は比較制御
回路、11は整流回路。 代理人 弁理士 則 近 憲 佑(ほか1名)第1図 魔 圧 第2図 第5図 手  続  補  正  書  (自発)1.事件の表
示 特願昭60−046622号 2、発明の名称 パルス振幅変調方式インバータ装置の 制御方法 3、補正をする者 〒105        ’″\−、。 東京都港区芝浦−丁目1番1号 1)明細書の発明の名称の欄 2)明細書の特許請求の範囲の欄 3)明細書の発明の詳細な説明の欄 6、補正の内容 1)明細書の発明の名称を「パルス振幅変調方式インバ
ータ装置の制御方式」に訂正する。 2〉明細書の特許請求の範囲を別紙の通り訂正する。 3)明細書の第1頁第19行目に記載の「制御方法」を
「制御方式」に訂正する。 4)明細書の第5頁第12乃至13行目に記載の「制御
することに特徴を有し、」を「制御することにより、」
に訂正する。 5)明細書の第5頁第15行目に記載の「制御方法であ
る。」を「ことに特徴を有する。」に訂正する。 6)明細書の第12頁第1行目「本発明・・・」乃至第
2行目「・・・おいて、」を1以上説明した通り本発明
によれば、」に訂正する。 以  上 特許請求の範囲 制御装置からの電圧指令に基づき出力電圧が可変制御さ
れる交流−直流変換器の直流出力を、直流−交流変換器
により前記制御装置からの周波数指令信号に基づく所望
周波数の交流出力に変換して電動機の回転数を制御する
ようにしたパルス振幅変調方式のインバータ装置におい
て、前記交流−直流変換器の直流出力側の電圧値と前記
交流−直流変換器を制御する電圧指令値を比較して前記
電動機の減速時間を制御することを特徴とするパルス振
幅変調方式インバータ装置の制御方式。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 制御装置からの電圧指令に基づき出力電圧が可変制御さ
    れる交流−直流変換器の直流出力を、直流−交流変換器
    により前記制御装置からの周波数指令信号に基づく所望
    周波数の交流出力に変換して電動機の回転数を制御する
    ようにしたパルス振幅変調方式のインバータ装置におい
    て、前記交流−直流変換器の直流出力側の電圧値と前記
    交流−直流変換器を制御する電圧指令値を比較して前記
    電動機の減速時間を制御することを特徴とするパルス振
    幅変調方式インバータ装置の制御方法。
JP60046622A 1985-03-11 1985-03-11 パルス振幅変調方式インバ−タ装置の制御方法 Pending JPS61207179A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4425547A1 (de) * 1993-07-20 1995-01-26 Hitachi Ltd Frequenzregelverfahren für einen Wechselrichter und Vorrichtung hierfür
US8421397B2 (en) 2011-04-11 2013-04-16 Eaton Corporation System and method for fast start-up of an induction motor

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4425547A1 (de) * 1993-07-20 1995-01-26 Hitachi Ltd Frequenzregelverfahren für einen Wechselrichter und Vorrichtung hierfür
DE4425547C2 (de) * 1993-07-20 1998-08-27 Hitachi Ltd Verfahren zum Beeinflussen der Frequenz eines umrichtergespeisten Motors
US8421397B2 (en) 2011-04-11 2013-04-16 Eaton Corporation System and method for fast start-up of an induction motor

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