JPS62181676A - インバ−タ装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、インバータ装置（可変周波数電源装置）に
関し、特に比較的小容量の誘導電動機を駆動するのに適
したインバータ装置に関するものでめる０ 〔従来の技術〕 第４し１はこの種の従来のインバータ装置を示す回路構
成図であり、この回路構成は例えは総合電子出版社発行
［ＡＣサーボモータとマイコン制御」（見城尚志監修）
など多くの文献に示されているものである。同図におい
て、ＩＶｉ入力もれた三相交流電力を直流電力に変換す
る整流回路で、ダイオードブリッジにより構成逼れてい
るｏ２はリアクタ及びコンデンサから成るフィルタ、３
は整流して得られた直流電力を再び交流電力に変換する
電力逆変換回路で、トランジスタ等のスイッチング１子
ａａ〜３ｆのブリッジにより構成１ねているｏ４１’ｉ
電力逆変換回路３を各スイッチング素子３８〜３ｆにス
イッチング信号を与えて駆動する駆１ｊ１１回路、５は
指令電圧及び指令周波数に応じて上記スイッチング信号
を変化させる出力制御回路である。

このような回路構成を有した従来のインバータ装置にお
いては、制御回路５から指令電圧（設定′電圧）及び指
令周波数（設定周波数）に応じた矩形波ＰＷＭ（パルス
幅変調）信号が出力妊れ、その信号に対応して゛１力逆
変換部３の各スイッチング素子３８〜３ｆにそれぞれの
スイッチング信号が駆動回路４より出力される。これに
より、整流回路ｌにて変換された直流が再び三相交流に
変換され、所定の電圧、周波数の交流電力が誘導電動機
などの負荷へ供給きれる。

次に、上記矩形波ＰＷＭ信号によりスイッチング素子３
８〜３ｆを制御する動作について第５図。

第６図のタイミングチャートにより詳細に説明する。

電力変換部３の各スイッチング素子３８〜３ｆに与えら
れるスイッチング信号５ａ−３ｆの矩形渡分は第５図１
２１に示すようになり、このタイミングでパルスが与え
られると電力逆変換回路３の各相１　、　Ｓ　、　Ｔの
出力端電圧Ｖｒ、Ｖｓ、Ｖｔ１ｄ第５図（ｂｌに示すよ
うになり、又線間電圧Ｖｒ−ｓ。

Ｖｓ−ｔ、Ｖｔ−ｒは第５１７１ｔｅｌに示すようにな
る０但し、図中Ｅは整流後の直流電圧（以下母線電圧と
いう）である。第５１％＋ｌｂｌからも明らかなように
、出力電圧は振幅２／３Ｅの波形を有した交流電圧であ
り、その実効値Ｖｅは となる。

又、出力周波数は第５図（ａｌに示した矩形波の周波数
を変えることによって変化する０第６図ｔａ＋は、図中
細い線で表わした第５［１Ｖｌ（ａｌの矩形波の部分を
チョッピングした波形を示したものである。このように
して得られた出力電圧Ｖｒ、Ｖｓ、Ｖｔは第６図（ｂＪ
に示すような波形となるが、これは第５図１ｂ＋の波形
と周波数は同じでチョッピングされた波形となっている
５、このチョッピングのデユープＥとなる。即ち、駆動
回路４はスイッチング信号を電力逆変換部３に入力して
その出力を制御するが、その際上述したように矩形波に
よって出力周波数を変化させることができ、又チョッピ
ングのデユーティ比によって出方電圧を変化嘔せること
ができる。このように、制御回路５にて矩形波ＰＷＭ信
号を制御し、各スイッチング素子３ａＳ３ｆのスイッチ
ング信号を変化δぜることにより任意の出力電圧■及び
出力周波数ＦのＶ−Ｆパターンを得ることができ、誘導
電動機等の負侑を所定のＶ−Ｆパターンで駆動すること
ができる。ここで、上記矩形波ＰＷＭ信号のスイッチン
グパターンは母線電圧Ｅが安定（一定）しているものと
して制御されており、回路構成上あるいはマイクロコン
ピュータを使用している場合にはソフトウェア上計算に
よって得られる固定されたスイッチングパターンの信号
を発生する上うに構成されている４） 〔発明が解決しようとする問題点〕 従来のインバータ装置は上記のように構成６れており、
制御すべきＶ−Ｆ’パターンに応じて予め固定されたパ
ターンのスイッチング信号により駆動しているため、電
源変動、負葡変動が生じｆｃｆａ合、特に高周波運転時
の電流増加により母線電圧が低丁しｆｃリリツプル分が
大きくなつｆＣ場合、出力電圧がその影響を受けて設定
通りの値に制御することができず、トルク変動などが発
生するという問題点があった。又、母線電圧の変動を抑
制するために大容量のコンデンサやインバータ装置の大
キなコイルを用いたフィルタ２を使用１ているので、装
置が大きく高価なものになってしまうという問題点があ
った。

この発明は、このような問題点を解決するためになされ
たもので、出力電圧が安定し、設定曲りのＶ−Ｆパター
ンを発生することができ、又大きなフィルタを使用する
ことな（安（ｉＴｆｉなインバータ装置を提供すること
を目的としている〇〔問題点を解決するための手段〕 この発明のインバータ装置には、入力された交流電力を
直流電力に変換する整流回路と、その直流電力を再び交
流電力に変換するスイッチング素子を有した電力逆変換
回路と、整流σれた直流電圧を検出する検出手段と、そ
の検出値及び出力電圧の設定値に応じたパルス幅のパル
ス幅変調信号を発生するパルス＠変調信号発生手段と、
出力周波数の設定値に応じた周波数の矩形波信号を発生
する矩形波信号発生手段と、これらのパルス幅変調信号
と矩形波信号の論理をとって矩形波パルス幅変調信号を
発生する論理回路と、その矩形波パルス幅変調信号に基
づいて前記スイッチング素子にスイッチング信号を与え
る駆動１回路とが備えられている。

〔作用〕

、駆動回路から出力されるスイッチング信号によって電
力変換回路の各スイッチング素子が駆動され、所定の出
力電圧、出力周波数が得られる。その際、検出手段が母
線電圧を検出しており、母線電圧に変動があるとその時
の検出値と設定値に応じてＰＷＭ信号のパルス幅が変化
し、デユーティ比が変化する。これにより、母線電圧の
変動による出力′電圧の変動を防止するように上記スイ
ッチング信号が変化し、常に安定した出力となる。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を図面について説明する。

第１図はこの発明に係るインバータ装置の回路栖成図で
ある。図において、ｌは整流回路、３はスイッチング素
子３ａ〜３ｆを有した電力逆変換回路、４はその駆動回
路で、これらの構成部分は従来の第４図に示した同一符
号のものと同様の部分である。６は母線電圧の検出手段
であるＡ／Ｄ（アナログ／ディジタル）コンバータで、
検出値をディジタル信号に変換して出力する。７はその
母線電圧の検出値と出刃電圧の設定値に応じたパルス幅
のＰＷＭ信号を発生するＰＷＭ信号発生手段１ａ及び出
力周波数の設定値に応じた周波数の矩形波信号を発生す
る矩形波信号発生手段７ｂが構成されたマイクロコンピ
ュータ、８．９Ｈ上記ＰＷＭ信号及び矩形波信号の出刃
端子、＋ｏＩＩｉ出力されたＰＷＮ１信号と矩形波信号
の論理積をとって矩形波ＰＷＭ信号を出力するＡＮＤ回
路で、駆動回路４はこの矩形波ＰＷＭ信号に基づいてス
イッチング信号を出力する。

次に動作を説明する。出力端子９がら出カ芒れる矩形波
信号は従来と同様第５図（ａｌに示すような出力波形で
あり、又出力端子８から出力されるＰＷＭ信号は第２図
に示すようなデユーティ比ｔ／Ｔの方杉波であるが、こ
れは矩形波出刃の周波数に比べて十分高い周波数を持っ
ている。そして、これらの信号がＡＮＤ回路１０に入力
されて論理積がとられ、第６図（ａｌに示したようなη
Ｊ形波ＰＶＪＭ信号がＡＮｆ）回路１０から出力ちれる
。駆動回路４はこのＡＮＤ回路１０がら出刃された矩形
波ＰＷＭ信号に従ってスイッチング信号を出力し、電力
逆変換回路３の各スイッチング素子３ａ〜３ｆを駆動す
る。ここで、出刃端子９からの矩形波信号は、マイクロ
コンピュータ１がその内部のメモリあるいはレジスタ（
図示せず）に保持している目標周波数（設定周波数）に
応じて発生され、第５図ｔａｌに示したタイミングを崩
すことなく出方される。一方、出力端子８がらのＰＷＭ
信号は、目標周波数（設定周波数）に対応する目標電圧
及びＡ／Ｄコンバータ６を通して得られた母線電圧の検
出値に従ってデユーティ比が変化する。そして、このデ
ユーティ比によって出刃が決定される。

第３図は上記デユーティ比を変化させる一連の動作を示
すフローチャートである。先ず、ステップ１１において
目標周波数を確認し、ステップ！２でその目標周波数に
おける目＃４電□圧を演算したりメモリデータ等を参照
して決定する。次に、ステップＩ３で母線電圧が設定値
どおりである時に発生する目標ｌ圧に見合ったｉｔｉ算
上のデユーティ比をやはり演算−またけメモリデータ等
にて決定する。そして、ステップ１４でＡ／Ｄコンバー
タ６を通して母線電圧を検出し、ステップ１５でその検
出値と設定値との大小を判別する。この時、母線電圧の
方が低い時はステップ１６でデユーティを上げ、高い時
はステップ１７でデユーティ比を下げる。又、設定値ど
おりである場合はデユーティ比の変更処理はしない。こ
のようにして決定されたデユーティ比にてＰＷＭ信号が
発生ちれ、これに基づいてスイッチング信号が駆動回路
４から出力ちれる（ステップ１　Ｂ　）０以上のように
母線電圧が低下した場合は、デユーティ比を上げている
ので出力電圧は相対的に上昇しようとし、母線電圧の低
下による出力電圧の低下が防止される。

又、母線電圧が上昇した場合は、これと逆の動作となり
、出力電圧の上昇が防止され、安定した出力電圧が得ら
れる。

なお、上記デユーティ比を変化させる方法については、
第２図で示したＰＷＭ信号のパルス幅ｔを変化δゼる方
法、周期Ｔを変化させる方法、あるいは両者を複合した
方法等種々の方法が考えられることはいうまでもない。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明によれば、母線電圧の検
出手段を設け、その検出値と設定電圧値とに応じてＰＷ
Ｍ信号のデユーティ比を決定し、これに基づいて電力逆
変換回路のスイッチング素子を駆動するようにしたため
、任意のＶ−Ｆパターンが得られると共に、母線電圧が
変動しても安定した出力電圧が得られ、又母線電圧の変
動が許容されることにより母線電圧安定用のフィルタを
小形なものとすることができ、あるいは無くすこともで
きるという効果がある０

【図面の簡単な説明】

′＠１図はこの発明の一実施例を示す回路構成図、第２
図は第１図のマイクロコンピュータから出力されるパル
ス幅変調信号の波形図、第３図はそのパルス幅変調信号
のデユーティ比を変化させる動作を示すフローチャート
、第４図は従来のインバータ装置の回路構成図、第５図
及び第６図はその動作を説明するためのメイミ／グチヤ
ードである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）入力された交流電力を直流電力に変換する整流回
   路と、その直流電力を再び交流電力に変換するスイッチ
   ング素子を有した電力逆変換回路と、整流された直流電
   圧を検出する検出手段と、その検出値及び出力電圧の設
   定値に応じたパルス幅のパルス幅変調信号を発生するパ
   ルス幅変調信号発生手段と、出力周波数の設定値に応じ
   た周波数の矩形波信号を発生する矩形波信号発生手段と
   、これらのパルス幅変調信号と矩形波信号の論理をとっ
   て矩形波パルス幅変調信号を発生する論理回路と、その
   矩形波パルス幅変調信号に基づいて前記スイッチング素
   子にスイッチング信号を与える駆動回路とを備えたこと
   を特徴とするインバータ装置。
2. （２）論理回路は、論理積回路であることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載のインバータ装置。