JPS6231393A - 電動機用インバ−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】 〔発明の技術分野〕 本発明は電動機に所定の周波数、電圧の交流電力を供給
する電動機用インバータ装置に関する。

〔発明の技術的背望とその問題点〕

従来の電動機用インバータ装置は第５図に示すように、
入力交流電力をコンバータ１０で直流電力に変換し、変
換された直流電力をインバータ１２により所望の周波数
および電圧の出力交流電力に変換される。この出力交流
電力により電動機１４が駆動される。インバータ１２は
スイッチング素子により構成され、スイッチング信号発
生器１６によりスイッチング制御される。出力交流電力
の周波数、電圧は制御回路１８により設定される。

一般に雷ｅ機用インバータ装置においては、出力交流電
力の周波数と電圧の比が一定の関係になるように、周波
数と電圧が設定される。したがって、周波数が定まると
それに応じて特定の出力電圧パターンが発生される。

しかしながら、周波数を一定とした場合、電動機の運転
効率は負荷および出力交流電圧により変動する。またイ
ンバータの出力電圧は出力電圧パターンが同じであって
も入力電圧に伴って変動する。またインバータを構成す
るスイッチング素子の損失は出力交流電流とスイッチン
グ制御に比例する。このため、電動機の負値や入力電圧
が変化する場合は、電圧のアンマツチングが生じ、電動
機の運転効率が低下し、またスイッチング素子の損失増
大によりインバータの効率も低下するという問題があっ
た。

〔発明の目的〕

本発明は上記事情を考慮してなされたもので、電動機の
負荷やインバータの入力電圧が変化しても、電動機の運
転効率の低下やインバータの効率の低下を招くことのな
い電動機用インバータ装置を提供することを目的とする
。

〔発明の概要〕

上記目的を達成するために本発明による電動機用インバ
ータ装置は、直流電力の平均値を検出する直流電力平均
値検出手段と、直流電力平均値が最小になる出力交流電
圧を検出する直流電力最小化電圧検出手段と、出力交流
電圧が直流最小化電圧のほぼ１〜１．２侶となるように
直流交流変換器を制御する変換器制御手段とを備えたこ
とを特徴とする。

〔発明の実施例〕

本発明の一実施例による電動筬用インバータ装置を第１
図に示す。入力交流電力はコンバータ１０により直流電
力に変換される。この直流電力はインバータ１２により
所望の周波数および電圧の出力交流電力に変換される。

この出力交流電力により電動機１４が駆動される。イン
バータ１２はスイッチング素子により構成され、スイッ
チング信号発生器１６によりスイッチング制御される。

出力交流電力の周波数および電圧は制御回路１８により
設定される。

コンバータ１０から出力された直流電流を検出するため
、コンバータ１０の出力端に抵抗２０が設けられている
。この抵抗２０の両端には直流電流平均値検出器２２が
設けられ、直流電流の平均値が検出される。直流電流を
検出することによりコンバータ１０の直流電力を検出す
ることができる。直流電流平均値検出器２２からの直流
電流平均値信号は直流電流最小化電圧検出器２４に入力
される。直流電流最小化電圧検出器２４は出力交流電力
の周波数を一定にして電圧を変化した場合に直流電流が
最小になる電圧を検出して最適な設定電圧を出力するも
のである。

一般に電動機１４の効率は、出力交流電力の周波数が一
定の場合、第３図に示すように出力交流電力の電圧によ
り変動し、最大となる電圧■２が存在することが知られ
ている。そして電動機１４の効率が最大となる電圧ｖ２
は、第３図に示すように直流電力が最小となる電圧ｖ１
とほぼ一致することが知られている。具体的に言えば、
電動機１４が同期電動機の場合はＶ　　＝Ｖ１であり、
電動機１４が誘導電動−の場合は■２幸１．１■１とな
る。また直流電圧が一定ならば直流電力と直流電流は比
例関係にある。したがって直流電流が最小になる電圧ｖ
１を検出すれば、電動機の効率が最大となる電圧■２を
知ることができる。

また電動機１４の効率が最大となる電圧は、第４図に示
すように電動機１４の負荷により異なる。

また出力交流電力の周波数が変動すれば電動機１４の効
率が最大となる電圧も変動する。したがって電動機１４
の負荷が変動したり、出力交流電圧の周波数が変動する
と、それに従って電動機１４の効率が最大となる電圧も
変動する。このため常に最大の効率で電動機１４を駆動
するためには、運転中に適宜電動Ｒ１４が最大効率とな
る電圧を求める必要がある。

直流電流最小化電圧検出器２４は運転中に最大効率とな
る電圧を検出するとともに、その最適電圧をｉｔ、ＩＩ
　６１１回路１８に出力するらのである。この直流電流
最小化電圧検出器２４は第２図に示すように最小化電圧
検出手段２４１、演算手段２４２、電圧可変手段２４３
、最適電圧メモリ２４４、切換手段２４５により構成さ
れている。切換手段２４５は、直流電流の平均値が最小
となる電圧、すなわち電動機の効率が最大となる電圧を
求める期間と、効率最大となる設定電圧を出力する期間
とでυ制御回路１８に出力する電圧信号を切換える。

効率が最大となる電圧を求める期間では、電圧可変手段
２４３からの電圧信号を制御回路１８に出力する。電圧
可変手段２４３は、出力交流電力の周波数との比が一定
の電圧を中心として予め定められた可変範囲内を変動さ
せる。最小化電圧検出手段２４１は直流電流平均値信号
を入力し、その値が最小になったときの、電圧可変手段
２４３が出力する電圧を検出する。演算手段２４２はこ
の電圧信号を入力し、所定の乗数を掛けて最適電圧を演
淳し、最適電圧メモリ２０４に格納する。最適電圧が求
まると切換手段２４５を切換え、最適電圧メモリ２４４
からの電圧信号を制御回路１８に出力する。これにより
インバータ１２は最適の周波数、電圧の出力交流電力を
出力し、電動機１４は最大効率で運転される。

電動機１４の負荷が変動すると最大効率の電圧値も変動
するため、望ましくは定期的に直流電流最小化電圧検出
器２４で最適電圧を検出し直し、最適電圧メモリ２４４
を更新するようにする。また入力交流電圧が一変動して
も最適電圧は変動するので、負荷が変動しない場合でも
最適電圧メモリ２４４を定期的に更新することが望まし
い。

このように本実施例によれば電動機の負荷や入力電圧に
変動があっても、電動機を最大効率で運転することがで
きる。また入力交流電圧を供給する電源の定格が異なる
場合でも本実施例による電ａ　ｍ用インバータ装置の設
計仕様を変更する必要がなく、共通化が図れるという利
点がある。

本発明は上記実施例に限定されず種々の変形が可能であ
る。電圧の可変範囲内に直流電力の極小値が存在しない
場合には、その可変範囲内での最低値をとるときの電圧
を最適電圧とするようにしてもよい。また電圧を変化さ
せる場合には電動機のブレークダウンを防止するため高
電位側より変化させるようにしてもよい。

〔発明の効果〕

以上の通り本発明によれば、電動機の負荷やインバータ
の入力電圧が変化しても、ｆｆｉ　ｉ’ｊＪ機を最大の
効率で運転でき、またインバータの効率低下を沼くこと
がない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による電ｆｌＩ機用インバー
タ装置のブロック図、第２図は同電動機用インバータ装
置の直流電流最小化電圧検出器の詳細を示すブロック図
、第３図、第４図は同電動機用インバータ装置の特性を
示すグラフ、第５図は従来の電動機用インバータ′ｌ装
置のブロック図である。 １０・・・コンバータ、１２・・・インバータ、１４・
・・１１’ＪＪ　ｉｆｆ、１６・・・スイッチング信号
発生器、１８・・・制御回路、２０・・・抵抗、２２・
・・直流電流平均値検出器、２４・・・直流電流最小化
電圧検出器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、入力交流電力を直流電力に変換する第１の変換器と
   、この第１の変換器に変換された直流電力を出力交流電
   力に変換する第２の変換器とを備え、この第２の変換器
   により変換された出力交流電力を電動機に供給する電動
   機用インバータ装置において、 前記第１の変換器により変換された直流電力の平均値を
   検出する直流電力平均値検出手段と、この直流電力平均
   値検出手段により検出された直流電力平均値が最小とな
   る前記出力交流電力の電圧を検出する直流電力最小化電
   圧検出手段と、前記出力交流電力の電圧が、前記直流電
   力最小化電圧検出手段により検出された直流最小化電圧
   のほぼ１〜１．２倍の電圧になるように前記第２の変換
   器を制御する変換器制御手段と を備えたことを特徴とする電動機用インバータ装置。 ２、特許請求の範囲第１項記載の装置において、前記直
   流電力検出手段は前記直流電力の電流値を検出すること
   を特徴とする電動機用インバータ装置。