JPS61207180A - パルス振幅変調方式インバ−タ装置の制御方法 - 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】 ［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
するパルス振幅変調方式のインバータ装置に関する。

［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−直流変換器とこの交流−直
流変換器の直流出力を平滑する平滑用コンデンサとこの
平滑用コンデンサを経た直流出力を交流出力に変換する
ための複数個のスイッチング素子からなる直流−交流変
換器とを備えている。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
号に基づいて直流−交流変換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交流出力電圧及び出力周波数が
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−直流変換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−交流変換器
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
により交流電圧及び出力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電動
機たとえば誘導電動機を可変速運転しているインバータ
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Ｔ１’ｌｌ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なく、直流−交流変換
器を破損づる虞れもある。

この様な不具合をなくするため、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越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方式の揚台、
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Ｐ
ＡＭ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
圧は出力周波数に応じて変化するので、出力周波数の減
少速度をおさえ、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に
よる直流−交流変換器の破壊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りを前記制
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、前記電動機が回生運転時に発生する過電流を前記交
流−直流変換器の直流出力側あるいは前記直流−交流変
換器の交流出力側に検出器を設けて検出しこの検出器か
らの信号及び前記制御装置からの減速モード信号により
前記電動機の減速時間を制御することに特徴を有し、回
生電力を押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ｊホベる。１は複数個の整流素子たるサイリス
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
電源に接続され、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、前記交流−直流
変換器１の一部をなす平滑用コンデンサ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、変流鼎８、比較
制御回路９、主制御回路６からの周波数指令信号３６ｂ
は前記百流−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導通さ
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Ｓ６８が与えられるとこれに応
じたゲート信Ｑ３７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Ｓ７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−直流変換器１の各サイリスタはゲート信号Ｓ７に駐
づく導通角で導通されるようになっている。９はモード
検出器であり、これには前記直流−交流変換器３の交流
出力端子と負荷たる交流電動Ｉａ４の間に設けられた変
流器８からの電流信号Ｓ８と、前記主制御回路５からの
減速モード信号３６Ｃが与えられるようになっている。

そしてこのモード検出器９は電流信号Ｓ８と減速モード
信号３６ｃが同時に与えられた時、制御信号Ｓ９を出力
するようになっており、この制御信号Ｓ９は前記主制御
回路６の周波数制御部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６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Ｓ６ａが出力され
ると、位相制御回路７はこの電圧指令信号Ｓ７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号３６ｂ
に基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Ｖａｃが
生成され、これが、誘Ｓ電動機４に印加されてその誘導
電動！ｆｉ４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■ａＣ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■ａＣを得るべく直流電圧ＶｄＣ
が同図に示す変化するように電圧指令信号ＳＧａを出力
する。

誘導電動！１４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？
ｔｉ動機４の回転速度が下がり始めた出力周波数の周期
速度より大きくなった時には、誘導電動機４は発電器と
して作用し母線Ｐ。

Ｎ側に直流−交流変換器３を介して電力を回生ずるよう
になり過電流が流れる。この回生電力は周波数の減速時
間が短い程、またＴｉ動機４の慣性りが大きい程大きく
なる。そして、主制御回路５が出力周波数ｆ２からｆｌ
に下げるべく周波数指令信号Ｓ６ｂを変更すると同時に
、減速中であることを示す減速モード信号Ｓ６ｃをモー
ド検出器９に出力する。ここで前述したように誘導電動
１１４から直流−交流変換器３に回生電力による過電流
が流れると、それを検出する変流器８の電流信号Ｓ８も
増加する。電流信号Ｓ８がある一定値以上の電流になる
と、モード検出器１０は、信号として受は入れる。減速
モード信号３６ｃと電流信号３２０が同時に与えられる
と、モード検出器９は制御信号Ｓ９を出力し、主制御回
路の周波数制御信号Ｓ６ｂ及び電圧指令信号３６ａが減
少するのを停止する。

その後回生電力の放電により、変流器８による検出電流
Ｓ８が基準地以下になると、モード検出器９は制御信号
Ｓ９の出ノ〕を停止する。したがって再び所望の出力周
波数ｆ１及び出力電圧ＶｄＣ１に向って減速を開始する
。

このように本実施例によれば、モード検出器９に減速モ
ード信号３６ｃと電流信号が与えられると、電圧及び周
波数指令３６ａ、　Ｓ６ｂ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、負荷たる誘導電動機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ｙＡづる
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
イ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の直流端子において、その正側端子はＮＰ
Ｎ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
荷端子は母線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１に代る交流−直流
変換器を椛成するものである。

主制御回路６からの電圧指令信号Ｓ６ａ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＠３６ａ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図に示すごとき直流出力電圧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、モード検出器１９の出力信号Ｓ９によって出力周
波数指令Ｓ６ｂ及び出力指令信号Ｓ６ａの減速を停止す
る他に、減速時間を延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］ 以上説明したように発明を採用した、ＰＡＭ方式のイン
バータ装置においては減速時に電動機からの回生電力に
より発生する出力電流の上昇を、過電流検出信号と減速
モード信号により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ｆｊＪ機を安定かつスムーズ
に加減でき、またインバータ装置の破壊を未然に防止す
ることができる。

【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、６は主
制御回路、７は位相制御回路、８は変流器、９はモード
検出器、１１は整流回路。 代理人　弁理士　則　近　憲　佑（ほか１名）第７図 ｉｇｚ図 第Ｊ図 手　　続　　補　　正　　書　　（自発）１、事件の表
示 特願昭６０−０４６６２３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 事件との関係　　特許出願人 （３０７）　　株式会社　東芝 ４、代理人 〒１０５ 東京都港区芝浦−丁目１番１号 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２頁第１行目に記載の「置に関する。」
を［置の制御方式に関する。］に訂正する。 ４）明細書の第５頁第１８行目に記載の「特徴を有し、
」を「より、」に訂正する。 ５）明細書の第５頁第２０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２頁第２乃至４行目を以下の通り訂正す
る。 ［以上説明した通り本発明によれば、電動機が回生運転
時に発生する過電流を交流−直流変換器の直流出力側あ
るいは直流−交流変換器の交流出力側に検出器を設けて
検出し、この検出器からの過電流検出信号及び前記制御
装置からの減速モード信号により減速時間を制御するよ
うにしたので、回生電力の発生を抑え電動機の速度を安
定かつスムーズに加減でき、またインバータ装置の破壊
を未然に防止することができる。 」 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
蛋幅変調方式のインバータ装置において、前記電動機が
回生運転時に発生する過電流を前記交流−直流変換器の
直流出力側あるいは前記直流−交流変換器の交流出力側
に検出器を設けて検出し、この検出器からの信号及び前
記制御装置からの減速モード信号により減速時間を制御
することを特徴とする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、前記電動機が回生
   運転時に発生する過電流を前記交流−直流変換器の直流
   出力側あるいは前記直流−交流変換器の交流出力側に検
   出器を設けて検出し、この検出器からの信号及び前記制
   御装置からの減速モード信号により減速時間を制御する
   ことを特徴とするインバータ装置の制御方法。