JPS62296796A - 電動機駆動用インバ−タの制御装置 - 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】 ３、発明の詳細な説明 〔発明の属する技術分野〕 この発明は、パルス幅変調制御インバータで駆動される
又流電動機を加減速するさいに、ストール状態になるの
を防止する電動機駆動用インバータの制御装置に関する
。

〔従来技術とその問題点〕

第４図は電動機を加減速するさいのストール状態を制御
できる電動機蕊動用インバータの従来例を示す制御ブロ
ック図であって、交流を源２からの交ｆｉｔ力を整流器
３により直流に変換し、この直流を平滑コンデンサ４を
介してトランジスタで構成されているトランジスタイン
バータ５へ入力させる。このトランジスタインバータ５
は入力直流を所望の電圧と周波数の交流に変換して誘導
電動機６へ出力するので、この誘導電動機６は任意の速
度で運転することができるのであるが、トランジスタイ
ンバータ５から所望の電圧と周波数の交流を出力させる
ための制御は下記１こよりなされる。

速度設定器１１で誘導電動機６が運転するべき速度を設
定すると、この速度設定信号が加減速度演算器１２を介
して電圧・周波数変換器１３に与えられて、速度設定信
号に対応した周波数指令信号に変換される。これと同時
にこの速度設定信号は関数発生器１４にも与えられて、
誘導電動機６に印加される交流の周波数とは所定の関数
関係にある電圧指令信号（たとえば周波数と電圧との比
率が常に一定）が当該関数発生器１４から出力される。

パルス幅変調回路１５は電圧・周波数変換器１３からの
周波数指令信号と、関数発生器゛１４からの電圧指令信
号とを入力し、これらを高い周波数の搬送波によりパル
ス幅変調することで得られるパルス列信号を出力するの
で、このパルス列信号をベース駆動回路１６を介してト
ランジスタインバータ５を構成している各トランジスタ
のベースに供給し、これらトランジスタを順次オン・オ
フ制御することにより、このトランジスタインバータ５
からは所望の電圧と周波数の交流が出力される。

速度設定器１１からの速度設定信号を急激に変化させる
とき、これに対応してトランジスタインバータ５が出力
する交流の電圧と周波数とが急激に変化しても、誘導電
動機６の速度はこの急激な変化には追従できないので、
この電動機に大きな突入電流が流れることになり、トラ
ンジスタインバータ５は過電流によりトリップしてしま
う。加減速度演算器１２は上述のような不都合が生じる
のを防ぐために設けられたものであって、速度設定器１
１からの速度設定信号が急激に変化しても、この加減速
度演算器１２からは緩やかに変化する速度設定信号が出
力されるようになっているので。

誘導電動機６の速度はトランジスタインバータ５の出力
に追従して変化できるので、当該トランジスタインバー
タ５が過電流になるのを抑制できる。

上述のように動作するトランジスタインバータ５の過電
流保護装置として、下記のものが用意されている。すな
わち、当該トランジスタインバータ５の出力Ｗ流を検出
する変流器２１″と、この変流器２１の２次電流を直流
電圧信号に変換する整流器２２と抵抗２３とが設けられ
ていて、このようにして検出された出力電流の鞠時値が
トランジスタインバータ５を構成している各トランジス
タの定格電流に達したことをトリップ用コンパレータ２
４で検出すれば、このトリップ用コンパレータ２４から
ベース駆動回路１６へ当該トランジスタインバータ５を
トリップさせる信号が送られ、誘導電動機６への電力供
給が中断されるようになっている。さらに上述のトリッ
プ用コンパレータ２４を作動させる電流瞬時値よりも低
く設定された（たとえばトリップ電流瞬時値の８０パー
セント）ストール用コンパレータ２５が、これの設定電
流値を検出すると、加減速度演算器１２へ信号が送られ
て、ここから出力される速度設定信号の変化を一時停止
させるようにしている。これは、たとえば誘導電動機６
で駆動される負荷のはずみ車効果が非常に大きい場合に
は、長い加速時間を必要とするのであるが、カロ減速演
算器１２からの速度設定信号の変化速度の方が速い場合
、あるいは誘導電動機６で駆動される負荷が足トルク特
性であって、速度の上昇とともに電流が増大する場合に
、上述のストール用コンパレータ２５がこれを恢出し、
トルク不足でストール状態におちいることを未然に防止
する。

ところで、上述のように高い周波数の搬送波を用いてパ
ルス幅変調することにより制御されているトランジスタ
インバータ５においては、その出力ｉ流の瞬時値はこの
搬送波に起因して実効電流とは波形率が異なることにな
るので、特にストール電流の検出にさいして不都合を生
じる。すなわち電流瞬時値の変動によりストール用コン
パレータ２５が頻繁に動作し、その結果加減速度演算器
１２から出力される速度設定信号は、その変化を停止す
べきときに増速を指令するなどの不都合を生じ、インバ
ータを過電流状態にするおそれがある。

〔発明の目的〕

この発明は、高い周波数の搬送波に起因して実効電流と
は波形の異なる瞬時電流１こより、電動機のストール状
態を検出するさいの誤動作を防止できる電動機駆動用イ
ンバータの制御装置を提供することを目的とする。

〔発明の要点〕

この発明は、ストール状態を検出するための瞬時電流の
波形が高い周波数の搬送波の影響を受けて実効電流とは
異なる波形になることが誤動作の原因であることに着目
したものであって、当該インバータの出力側から検出さ
れる電流信号をフィルタを通過させることにより、搬送
波の影響を除去した電流信号とし、これをストール状態
の検出に利用することで誤動作を回避しようとするもの
である。

〔発明の実施例〕

第１図は本発明の実施例を示す制御ブロック図である。

この第１図において、交流電源２からの又流電力を整流
器３により直流に変換し、この直流を平滑コンデンサ４
を介してトランジスタインバータ５へ入力させることに
より、このトランジスタインバータ５から変換出力され
る可変電圧・可変周波数の交流電力により、誘導電動機
６を所望速度で運転できるのは第４図に示す従来例回路
の場合と同じである。またこのトランジスタインバータ
５から所望の電圧と周波数の交流を出力させるために、
速度設定器１１からの速度設定信号を加減速度演算器１
２を介して電圧・周波数変換器１３と関数発生器１４と
に入力させることで、速度設定信号に対応した周波数指
令信号と、この周波数指令信号とは所定の関数関係にあ
る電圧指令信号とを求め、これら周波数指令信号と電圧
指令信号とをパルス幅変調回路１５に入力させることで
パルス幅変調された所望のパルス列信号を出力させる。

このパルス列信号をベース駆動回路１６を経てトランジ
スタインバータ５を構成している各トランジスタに与え
るようにしているのも、第４図に示す従来例回路の場合
と同じである。

トランジスタインバータ５の出力電流を変流器２１によ
り検出し、整流器２２と抵抗２３とでこの検出電流信号
を直流電圧信号に変換してトリップ用コンパレータ２４
に入力させ、電流瞬時値がこのトリップ用コンパレータ
２４で設定している値、たとえばトランジスタインバー
タ５を構成している各トランジスタ素子の定格電流値を
上廻ることを検出すれば、直ちにベース駆動回路１６へ
信号を送ってトランジスタインバータ５の運転を停止す
せ、トランジスタインバータ５が破損するのを未然に防
止する。

本発明においては、抵抗２３の両端から取出された信号
をフィルタ３０を通過させることにより。

搬送波に起因するリップル分を取除いた電流信号にして
ストール用コンパレータ２５へ与えるので、この電流信
号がストール用コンパレータ２５で設定された値を越え
るときに加減速度演算器１２へ信号を送って、この加減
速度演算器１２からの変化しつつある速度設定信号の変
化を一時停止させるようにする。

第２図は第１図に示す実施例回路に使用されているフィ
ルタの一例をあられした回路図であって。

演算増幅器３１とコンデンサ３２および抵抗３３と３４
とで構成されている積分型のものである。

図示されていない変流器２１からの電流信号は整流器２
２と抵抗２３とでＶｌ　なる電圧信号に変換されてフィ
ルタ３０に入力されるのであるが、このフィルタ３０を
通過させることでＶｌ　なる入力電圧信号に含まれてい
るリップル分は除去され、■！　なる電圧信号となって
出力される。

このフィルタ３０は、高い周波数の搬送波に起因するリ
ップル分を除去下ればよいことから、大容量のフィルタ
は必要ではなく、これによる時間遅れもごく僅かである
。

第３図は第１図１こ示す実施例回路の効果をあられした
波形図であって、第３図ビ）は第１相電流の波形を、第
３図仲）は第２相電流の波形を、第３図（／→は第３相
電流の波形を、第３図に）は３相全波整流後に抵抗２３
にあられれる電圧波形を、第３図（ホ）はフィルタ３０
通過後の電圧波形をそれぞれがあられしている。

この第３図であきらかなように、トランジスタインバー
タ５の出力電流に含まれている搬送波に起因するリップ
ル分は、整流器２２により３相全波整流し、抵抗２３で
電圧信号に変換したのちも依然として含まれているが、
フィルタ３０を通過させることにより、このリップル分
は除去されている。

〔発明の効果〕

この発明によれば、高い周波数の搬送波を用いてパルス
幅変調制御することで可変電圧・可変周波数の交流を直
流から変換して出力するようにしているインバータでは
、このインバータ出力電流に上述の搬送波に起因するリ
ップル分が含まれているために、その電流波形は実効電
流波形とは異なる。それ故当該インバータで駆動される
交流電動機のストール状態を電流瞬時値から検出するさ
いに、このリップル分を取除（フィルタを通過させるこ
とでストール状態の制御が的確になされ、誤動作を生じ
ない利点を有し、そのためのフィルタも高周波数のリッ
プル分を除去するだけのものなので、小容量かつ安価で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す制御ブロック図であり、
第２図は第１図に示す実施例回路に使用されているフィ
ルタの一例をあられした回路図、第３図は第１図に示す
実施例回路の効果をあられした波形図である。第４図は
電動機を加減速するさいのストール状態を制御できる電
動機駆動用インバータの従来例を示す制御ブロック図で
ある。 ２・・・交流電源、３・・・整流器、４・・・平滑コン
デンサ、５・・・トランジスタインバータ、６・・・誘
導電動機、１１・・・速度設定器、１２・・・加減速度
演算器、１３・・・電圧・周波数変換器、１４・・・関
数発生器、１５・・・パルス幅変調回路、１６・・・ベ
ース駆動回路、２１・・・変流器、２２・・・整流器、
２３・・・抵抗、２４、・・トリップ用コンパレータ、
２５・・・ストール用コンパレータ、３０・・・フィル
タ、３１・・・演算増幅器、３２・・・コンデンサ、３
３．３４・・・抵抗。 、イＺ） ・′炒（く 新人Ｊｔ辺土　ＬｖＹ’七兆 ｕ　３　喝

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）高い周波数の搬送波を用いてパルス幅変調制御する
   ことにより可変電圧・可変周波数の交流を出力するイン
   バータに交流電動機を接続し、この交流電動機を加減速
   度演算手段を用いて所望の速度に到達させるようにして
   いる電動機駆動用インバータにおいて、前記インバータ
   の出力電流を検出する手段と、この検出電流信号に含ま
   れている搬送波リップルを取除くフィルタと、搬送波リ
   ップルが取除かれた電流信号が所定値以上になれば前記
   加減速度演算手段に交流電動機の加減速度を停止させる
   信号を出力する手段とが備えられていることを特徴とす
   る電動機駆動用インバータの制御装置。