JPS6198191A - 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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JPS6198191A
JPS6198191A JP59219646A JP21964684A JPS6198191A JP S6198191 A JPS6198191 A JP S6198191A JP 59219646 A JP59219646 A JP 59219646A JP 21964684 A JP21964684 A JP 21964684A JP S6198191 A JPS6198191 A JP S6198191A
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石橋 秀男
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    • 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
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    • H02P2201/00Indexing scheme relating to controlling arrangements characterised by the converter used
    • H02P2201/03AC-DC converter stage controlled to provide a defined DC link voltage

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  • Power Engineering (AREA)
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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】 〔発明の属する技術分野〕 この発明は、インバータ装置により交流電動機を可変速
制御する場合のインバータ装置の制御装置に関する@ 〔従来技術とその問題点〕 交流電力を直流電力に変換し、さらにこの直流電力を交
流電力に変換するように動作するインバータ装置により
交流電動機を可変速運転するには、このインバータ装置
が出力する交流電力の電圧と周波数との比率が常に一定
でおるように制御するいわゆるV/F一定制御が最も一
般的であ)、この方式は制御回路も簡単であシ低コスト
の装置にすることができる。
交流電動機の速度制御範囲が1対20程度までの場合は
、上述のめ乍一定制御方式により支障なく速度制御する
ことができるが、よシ速度制御範囲が広くなるような場
合、たとえば滑夛周波数が小さい大容量肪導電動機を円
滑に始動し加速運転をさせようとすると、この電動機の
低速度領域ではインバータ装置の出力周波数が低く、電
圧も当然低くなるので、上述のようにV/Fを正しく一
定に制御するととは困難となシ、この誘導電動機内の磁
速が不足したシまたは過励磁状態となったシして、結果
的に当該誘導電動機を円滑に運転できなくなるという欠
点を有する。そこで電動機端子電圧から当該電動機の磁
束を演算して電圧を制御しようとする方式もあるが、磁
束演算精度が高い検出器を低価格で入手するのは困難で
ある。
〔発明の目的〕 この発明は、インバータ装置が出力する可変電圧・可変
周波数の交流電力で交流電動機を可変速運転するとき、
広い速度範囲とくに超低速度領域で円滑な速度制御がで
きる交流電動機の制御装置を安価に提供することを目的
とする。
〔発明の要点〕
この発明は、インバータ装置が出力する交流電力の電圧
と周波数との比率が一定になるようにする電圧制御手段
と、電動機端子電圧から電動機磁束を検出する磁束検出
器によりこの電動機磁束を一定に制御する電圧制御手段
を有するインバータ装置により交流電動機を可変速運転
するさいに、高速度領域では上述のV/F一定となる電
圧制御が、また低速度領域では磁束一定となる電圧制御
が採用されるように、所定の速度で制御子−ドの切換え
を行なうようにして、低速度から高速度までの広い速度
範囲での加減速運転制御が円滑に行なわれるようにする
ものである0 〔発明の実施例〕 第1図は本発明の実施例を示す一路図であって、交流電
源1かもの交流電力は電源側変換器2により直流電力に
変換され、この直流電力は電動機側変換器5により交流
電力に変換されて誘導電動機6を駆動す−る。電源側変
換器2の直流側と電動機側変換器5の直流側とが接貌さ
れている部分、いわゆる直流中間回路にはヰ滑リアクト
ル3と平滑コンデンサ4があって直流電力のリップル分
を除去するが、インバータ装置8はこれら電源側変換器
2)干滑りアクドル3、平滑コンデンサ4と電動機側変
換器5で構成されている◎そして周波数設定器11が設
定する周波数目標値信号F”は周波数制御器16を経て
インバータ装置8に与えられて、当該インバータ装f8
が出力する交流電力の周波数がこの目標値F”になるよ
うに制御する。この周波数設定器11からの周波数目標
値信号F”と磁束設定器12が設定する磁束目標値信号
φ1とはモード切換手段としての優先回路13に入力さ
れ、両入力のいずれかが選択されてvlなる信号を比較
器14へ出力する0また誘導電動機6の端子電圧vMは
計器用変圧器7により絶縁・変圧されて電圧検出器21
と磁束検出器22に入力されるが、電圧検出器21から
は電圧信号voが、磁束検出器22からは磁束信号φが
出力され、この両信号はともにモード切換手段としての
優先回路23に入力する。優先回路23からは両人力信
号のうちのいずれかが選択されてv2なる信号を比較器
14に出力する・比較、器14は入力信号v1とv2と
を比較してその偏差を演算し、電圧調節器15はこの偏
差を零にする制御信号をインバータ装置8に与える。
上述のように構成されている第1図にょシ、以下に本発
明の詳細な説明する。
第1図において、周波数設定器11から与えられる周波
数目標値信号F1は周波数制御器16に送られてインバ
ータ装置8の出力周波数すなわち誘導電動機6の速度を
決定するように動作する。またこの周波数目標値信号F
1は優先回路13にも送られてインバー、夕装f8の出
力電圧を定める電圧指令値となる◎この優先回路13は
高周波数領域では磁束設定器12からの磁束目標値信号
φ”よシも周波数目標値信号rの方が優先して出方され
るようになっている・ またインバータ装置8の出力電圧vMは計器用変圧57
を経て電圧検出器21により検出され、優先回路23を
通って比較器14に導かれ、優先回路13からの指令電
圧V工と比較されてその偏差を演算し、電圧調節器15
から出力される制御信号がインバータ装置s<与えられ
てこのインバータ装置出力電圧がその設定周波数に見合
った電圧になるように制御される。
優先回路23は優先回路13と同様に高周波数領域では
電圧検出器21の出力信号v0が優先されるように動作
する。すなわち高周波数で運転する領域では誘導電動機
6の端子電圧V、はその周波数に比例するようにいわゆ
るV/F一定制御がなされる。このような高周波数運転
領域では優先回路13から出力される電圧指令値vlと
誘導電動機6の端子電圧vMはともに十分大きな値であ
るから、精度の高い電圧制御を行なうことができる@一
方誘導電動機6を低周波数領域で運転制御する場合にイ
ンバータ装置8の動作は下記のようKなる。すなわち周
波数設定器11から周波数制御器゛16を経てインバー
タ装置8への周波数制御ループは高周波数領域での動作
と同じであるが、電圧制御ループは別の動作となる。低
周波数領域においては磁束設定器12が設定する磁束目
標値信号φ1の方が周波数目標値信号F1よシも高くな
るように選定されるので、優先回路13の出力信号v1
は磁束目標値信号φ”がそのまま出力される。同様に誘
導電動機6の端子電圧vMは計器用変圧器7と磁束検出
器22を経て優先回路23に入力され、前述の優先回路
13が磁束目標値信号φ0を選択するような低周波数領
域では、この優先回路23も磁束検出器22が出力する
磁束信号φを優先して比較器14に入力させる。よって
このときインバータ装置8は、このインバータ装置出力
周波数には関係なく誘導電動機6の磁束が目標値φ”を
維持するように制御される。
電動機磁束は上述したように低周波数領域においては誘
導電動機6の運転速度には無関係に一定な値に設定され
るので、この誘導電動機6を超低速度まで運転制御する
場合でも理想的な制御を行うことができる。このとき電
圧調節器15に入力される信号のレベルは超低速度でち
ってもある一定値以上のものとなるから、この電圧調節
器15の制御性能が低下するおそれはない〇 第2図は第1図に示す回路により得られるインバータ装
置の出力特性のグラフであって、横軸は周波数をあられ
し、縦軸は電圧または磁束をあられしている・この第2
図におけるvoなる破線は電圧検出器21の出力信号で
あって、インバータ装置8が出力する交流電力の電圧と
周波数との比率が常に一定となるV/F’一定制御がな
されていることを示している。またφなる2点鎖線は磁
束検出器22の出力信号であって周波数に無関係に磁束
一定制御されていることを示している0この直線voと
直線φが交わる点における周波数をfcとすると、前述
したように優先回路13と23の作用により、とのfc
よシも高い周波数領域ではvj一定制御でら’)、fc
よりも低い周波数領域では磁束一定制御となる。よって
本発明にもとづく特性はV。
またはv2の実線で示される折線特性となる〇第3図は
磁束検出器の実施例を示す回路図である。この第3図に
示すよりに磁束検出器22は抵抗221とコンデンサ2
22との直列接続回路に電動機端子電圧vMを印加する
とき、抵抗221とコンデンサ2220結合点から整流
回路223を介して磁束信号中が得られるような簡単な
回路構成である・この第3図に示す構成の磁束検出器は
低コストであるけれども高精度の磁束検出は期待できな
い。
しかし誘導電動機6を超低速度まで、たとえば最大速度
の2チル5%まで速度制御しようとする場合に、電圧調
節器15に印加される制御入力電圧も最大値の2%〜5
%になってしまうために所要の制御精度が得られないよ
うな従来の電圧制御方式にくらべて、前述したようにこ
の磁束検出器22からは一定レベルの信号が電圧調節器
15に入力されるので、この磁束検出器22の検出精度
がやや劣っていても、全体として制御精度の向上が期待
できてはるかに実用的な方式となる0〔発明の効果〕 この発明によれば、交流電動機を可変速運転させる交流
電力を供給するインバータ装置は、その出力周波数に対
する出力電圧の比率が常に一定であるよりなV/F一定
制御手段と、電動機磁束が一定であるような磁束一定制
御手段とを有し、当該インバータ装置の出力周波数が所
定の値いよシも高い高周波数領域ではめ乍一定制御が採
用され、所定値よシも低い低周波数領域では磁束一定制
御が採用されるようなモード切換手段を備えることによ
り、この交流電動機は超低速度から最高速度までの広い
速度範囲にわたって良好な速度制御特性を得ることがで
きるので、特に滑シ周波数が小さい大容蓋誘導電動機の
運転制御に大きな効果を発揮する。さらに本発明の磁束
一定制御のだめの磁束検出器は簡単な回路要素の組合せ
により小形・安価に製作できるので、インバータ装置の
制御装置も従来のものに比して僅かのコストを追加する
のみでよい。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例を示す回路図であシ、第2図は
第1図の回路により得られるインバータ装置の出力特性
グラフ、第3図は磁束検出器の実施例を示す回路図であ
る。 l・・・・・・交流電源1.2・・・・・・電源側変換
器、3.・00.。 平滑りアクドル、4・・・・・・平滑コンデンサ、5・
・・1.。 電動機側変換器、6・・・・・・誘導電動機、7・・・
・・・計器用変圧器、8・・・・・・インバータ装置、
11−−−−−−周波数設定器、12・・・・・・磁束
設定器、13.23・・・・・・モード切換手段として
の優先回路、14・・用比較器、15・・・・・・電圧
調節器、16・・・・・・周波数制御器、21・・・・
・。 電圧検出器、22・・・・・・磁束検出器、221・・
曲抵抗、222・・・・・・コンデンサ、223・・・
・・・整流回路・第1図 第2図 第3図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)交流電力を直流電力に変換する電源側変換器と、こ
    の変換された直流電力を交流電力に変換する電動機側変
    換器とで構成されるインバータ装置が出力する可変電圧
    ・可変周波数の交流電力により交流電動機を可変速運転
    させる装置において、前記インバータ装置の出力周波数
    を制御する周波数制御手段と、この出力周波数に対して
    前記インバータ装置の出力電圧が一定の比率にあるよう
    にこの出力電圧を制御する電圧制御手段と、前記交流電
    動機端子電圧から電動機磁束を検出する磁束検出手段と
    、この電動機磁束を一定値に維持するようにインバータ
    装置出力電圧を制御する電圧制御手段と、インバータ装
    置出力周波数が所定値以上のときは出力周波数に対して
    出力電圧が一定の比率にあるように出力電圧を制御する
    電圧制御手段が選択され、インバータ装置出力周波数が
    前記所定値未満のときは電動機磁束を一定値に維持する
    ように出力電圧を制御する電圧制御手段が選択されるよ
    うに動作するモード切換手段とを備えたことを特徴とす
    る交流電動機の制御装置。 2)特許請求の範囲第1項記載の制御装置において、前
    記磁束検出手段は抵抗とコンデンサとを直列接続し、こ
    の抵抗とコンデンサとの結合点に整流回路を接続して構
    成することを特徴とする交流電動機の制御装置。
JP59219646A 1984-10-19 1984-10-19 交流電動機の制御装置 Granted JPS6198191A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1988002195A1 (en) * 1986-09-12 1988-03-24 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd Inverter
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JPH0357717B2 (ja) 1991-09-03

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