JPS63133872A - インバ−タ制御装置 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、インバータ主回路内のスイッチング素子をオ
ンオフ制御して、例えば誘導電動機の回転数制御用の可
変電圧、可変周波数電力を得るためのインバータ制御装
置に関する。

（従来の技術） この種のインバータ制御装置として、従来より、例えば
ＰＷＭ（パルス幅変調）方式のものが倶されている。こ
のものの場合、多数の設定周波数に夫々対応した異なる
大きさの電圧を論理パターン信号に変換してこれを記憶
素子たるＲＯＭに記憶させ、また、読出し制御回路によ
り、信号発生回路から周期的に発、生した基準クロック
信号に基づいて前記設定周波数に対応した周期の読出し
クロック信号を得ると共に、そのクロック信号によって
前記ＲＯＭから上記設定周波数に対応した論理パターン
信号を読出してスイッチング制御信号として出力する。

そして、このスイッチング制御信号によってインバータ
主回路内のスイッチング素子をオンオフ制御することに
より、可変電圧。

可変周波数例えば正弦波近似交流出力を得るようにして
おり、この出力を誘導電動機に供給している。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上記構成においては、所定の設定周波数
に対応した読出しクロック信号の周期を一定にしながら
、この読出しクロック信号に基づいてＲＯＭから論理パ
ターンを読出しているので、インバータ主回路からの出
力のうちの高周波成分分布が、第６図に示されるように
なる。即ち、インバータ主回路の所謂キャリア周波数を
ｆｃとすると、高周波成分分布には、周波数ｎｆｃ（ｎ
は自然数）において鋭いピークが発生している。

このため、このようなインバータ主回路からの高周波成
分を含んだ出力により誘導電動機を駆動すると、高周波
成分の影響によって誘導電動機から大きな騒音が生じる
という欠点があった。

そこで、本発明の目的は、インバータ主回路からの出力
に含まれる高周波成分のピークの振幅を小さくし得て、
高周波成分の影響により発生ずる騒音を低減できるイン
バータ制御装置を提供するにある。

［発明の１１４成コ （問題点を解決するための手段） 本発明は、多数の設定周波数に夫々対応した異なる大き
さの電圧を論理パターン信号に変換してこれを記憶させ
た記憶素子と、基準クロック信号を周期的に発生する信
号発生回路と、上記基準クロック信号に基づいて前記設
定周波数に対応した周期の読出しクロック信号を得ると
共にそのクロック信号によって前記記憶素子から上記設
定周波数に対応した論理パターン信号を読出してスイッ
チング制御信号として出力する読出し制御回路と、前記
スイッチング制御信号によってオンオフ制御されるスイ
ッチング素子からなるインバータ主回路とを具備したイ
ンバータ制御装置において、前記基フクロツク信号の出
力周期をランダムに変化させるクロック分散回路を設け
、このクロック分散回路による上記出力周期の変化範囲
を、前記インバータ主回路からの出力周波数の平均値が
前記設定周波数と等しくなる範囲に設定した点に特徴を
有する。

（作用） クロック分散回路は、インバータ主回路からの出力周波
数の決定要素である基準クロック信号の出力周期を、そ
の出力周波数の平均値が設定周波数と等しくなる範囲で
ランダムに変化させる。

このため、インバータ主回路からの出力に含まれる高周
波成分においてもそのピークが上記ランダム変化に応じ
た周波数の幅を有するようになると共にその振幅が小さ
くなる。これにより・、上記高周波成分の影響による騒
音が低減される。

（実施例） 以下、本発明の一実施例につき第１図乃至第５図を参照
しながら説明する。

第２図において、１は例えば三相ブリッジインバータを
構成するインバータ主回路で、これは三相ブリッジの各
アームを構成するスイッチング素子たるトランジスタ２
〜７を有している。そして、トランジスタ２と３．４と
５，６と７の各相互接続点を各相用の出力端子８，９．
１０としており、これら出力端子８，９．１０に負荷と
しての例えば三相１透導電動機（図示しない）が接続さ
れるようになっている。１１はインバータ主回路１に給
電する直流電源であり、トランジスタ２〜７をＰＷＭ方
式によってスイッチングすることにより、出力端子８〜
１０から三相交流出力が得られるものであり、その出力
電圧及び周波数は各トランジスタ２〜７のオンオフタイ
ミングにより調節される。これらトランジスタ２〜７は
、そのベース２ａ〜７ａにＰＷＭ方式により正弦波近似
された論理パターン信号に基づいたスイッチング制御信
号８２〜Ｓ、を受けることによりスイッチング制御され
ている。ここで、論理パターン化は、第３図（ａ）に示
すように所望の電圧値の正弦波信号Ｓａと三角波信号ｓ
ｂとが比較されて第３図（ｂ）に示される論理パターン
信号Ｍを得る方法によって行われる。

このような論理パターン信号Ｍを、多数の設定周波数の
各々と同一の比関係を持つ電圧値にされた三相３６０６
分の正弦波交流について作成すると共に、第１図に示す
記ｊｊ３素子たる例えばＲＯＭ１２に予め記憶させてお
く。この第１図において、１３は信号発生回路で、これ
は基準クロック信号８１３を周期的に発生している。１
４はクロック分散回路で、これは信号発生回路１３から
の基準クロック信号Ｓ１３の周期を所定の範囲でランダ
ムに変化させたランダム基準クロック信号Ｓ１４を出力
するようになっている。

１５は読出し制御回路で、これはレートマルチプライヤ
１６及び読出し回路１７から構成されている。レートマ
ルチプライヤ１６は、図示しない周波数選択回路からの
周波数選択信号Ｓｃを入力として受けて、クロック分散
回路１４からのランダム基準クロック信号ＳＩ＆を上記
周波数選択信号Ｓｃに応じた分周比で変化させて新たな
読出しクロック信号Ｓ１Ｂに変換しこれを読出し回路１
７に出力するようになっている。これによって、読出し
回路１７によるＲＯＭ１２の読出し速度が周波数選択信
号Ｓｃに応じた速度となり、以てインバータ主回路１の
出力端子８，９．１０の出力電圧の周波数が決定される
。一方、前記周波数選択信号Ｓｃによって、ＲＯＭ１２
内の論理パターン信号Ｍのうち前記設定周波数に対応し
た論理パターン信号Ｍが選択される。そして、読出し回
路１７は、読出しクロック信号Ｓ１ＢによってＲＯＭ１
２から」二足選択された論理パターン信号Ｍを読出して
スイッチング制御信号８２〜Ｓ７として夫々インバータ
主回路１の各トランジスタ２〜７のベース２ａ〜７ａに
出力するようになっている。

この結果、インバータ主回路１において、Ｉ−ランジス
タ２〜７がスイッチング制御信号８２〜Ｓ７によってオ
ンオフ制御されて、出力端子８，９゜１０に接続された
三ｔ［１誘導電動機に、三相交流出力が供給されるよう
になっている。ここで、ランダム基準クロック信号Ｓ１
４の出力周期か所定の範囲でランダムに変化することか
ら、読出しクロック信号８１６の出力周期ひいては読出
し回路１７による読出し速度が変化し、この結果イン／
（−夕主回路１の出力端子８，９．１０の出力電圧の周
波数がランダムに変化する。

さて、前記クロック分散回路１４において、１８はレー
トマルチプライヤで、これは、マイクロコンピュータ１
９からの乱数信号Ｓ１９を受けて、信号発生回路１３か
らの基準クロック信号Ｓ１３をその乱数信号Ｓ１９に応
じた分周比で変化させることにより、基準クロック信号
Ｓ１３の出力周期を所定の範囲でランダムに変化させて
ランダム基準信号Ｓ１４を出力するようになっている。

ここで、上記基準クロック信号Ｓ１３の出力周期のラン
ダムな変化範囲は、インバータ主回路１の出力周波数の
平均値が、選択された設定周波数と等しくなる範囲とな
るように設定されている。マイクロコンピュータ１９は
、例えば第５図に示すフローチャートに従って乱数信号
Ｓ１９を発生するようになっている。尚、第５図のフロ
ーチャートに示された乱数発生法は、コンピュータによ
る一般的な擬似乱数発生法の一例である混合合同法を用
いたものである。

次に、」二足構成の作用を第４図も参照して説明する。

クロック分散回路１４により、信号発生回路１３からの
基準クロック信号Ｓ１３の出力周期が所定の範囲でラン
ダムに変化されてランダム基準クロック信号５１４が出
力される。この場合、例えばマイクロコンピュータ１９
の乱数信号Ｓ１９の最小値、最大値を夫々Ｒｍｉｎ　、
　Ｒｍａｘ及びランダム基準クロック信号Ｓｔ＋の周波
数をｆ１４とすると、 ｆ　１　、　＝　（Ｒｍｌｎ　＋Ｒ［１ｌａｘ　）　／
　２・・・・・・（１） となる。そして、レートマルチプライヤ１６は、周波数
選択回路からの周波数選択信号Ｓｃとクロック分散回路
１４からのランダム基準クロック信号Ｓ１４を受けて、
周期がランダムに変化する読出しクロック信号Ｓ１６を
読出し回路１７に出力する。これによって、続出し回路
１７によるＲＯＭ１２の１ｆ：、出し速度が周波数選択
信号Ｓｃに応じた速度となると共に、その読出し速度が
所定の範囲でランダムに変化する。この結果、インバー
タ主回路１の出力端子８，９．１０の出力電圧の周波数
が、その平均値が前記設定周波数と等しくなる範囲でラ
ンダムに変化する。この場合、インバータ主回路１のキ
ャリア周波数をｆｃ５キャリア周波数の分布帯域幅をＦ
ｃとすると、前記（１）式となる。一方、インバータ主
回路１の出力における高周波成分のピークの振幅が１／
Ｆｃに比例することから、上記キャリア周波数の分布帯
域幅ＦＣを大きく設定すれば、第４図に示すように、上
記ピークの振幅を小さくできる。従って、このようなイ
ンバータ主回路１からの出力によって誘導電動機を駆動
した場合、従来（第６図参照）に比べて出力の高周波成
分の影響する騒音を低減できる。また、クロック分散回
路１４において、レートマルチプライヤ１８とマイクロ
コンピュータ１９によってランダム基準クロック信号Ｓ
１４の周期を変化させるようにしたので、回路等を変更
することなくその周期の分散帯域を容易に変更できるか
ら、誘導電動機を最適なキャリア周波数の分布帯域幅Ｆ
ｃで運転することが容易に実現できる。

尚、上記実施例では、三相交流出力に適用したが、これ
に限られるものではなく、例えば単相或は二相のものに
適用するようにしても良く、要旨を逸脱しない範囲で種
々の変形が可能である。

［発明の効果］ 本発明は以上の説明から明らかなように、基準クロック
信号の出力周期をランダムに変化させるクロック分散回
路を設け、このクロック分散回路による上記出力周期の
変化範囲を、インバータ主回路からの出力周波数の平均
値が設定周波数と等しくなる範囲に設定する構成とした
ので、インバータ主回路からの出力に含まれる高周波成
分のピークの振幅を小さくし得て、高周波成分の影響に
より発生する騒音を低減できるという優れた効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第５図は本発明の一実施例を示すもので、第
１図はブロック図、第２図はインバータ主回路の結線図
、第３図は正弦波近似論理パターン信号の作成方法を説
明するための図、第４図は高周波成分分布図、第５図は
フローチャートである。また、第６図は従来構成を示す
第４図相当図である。 図面中、１はインバータ主回路、２〜７はトランジスタ
（スイッチング素子）、１２はＲＯＭ（記憶素子）、１
３は信号発生回路、１４はタロツク分散回路、１５は読
出し制御回路を示す。 出願人　　株式会社　　東　　芝 第２図 第３図 周仮数− 第４図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、多数の設定周波数に夫々対応した異なる大きさの電
   圧を論理パターン信号に変換してこれを記憶させた記憶
   素子と、基準クロック信号を周期的に発生する信号発生
   回路と、上記基準クロック信号に基づいて前記設定周波
   数に対応した周期の読出しクロック信号を得ると共にそ
   のクロック信号によって前記記憶素子から上記設定周波
   数に対応した論理パターン信号を読出してスイッチング
   制御信号として出力する読出し制御回路と、前記スイッ
   チング制御信号によってオンオフ制御されるスイッチン
   グ素子からなるインバータ主回路とを具備したインバー
   タ制御装置において、前記基準クロック信号の出力周期
   を前記インバータ主回路からの出力周波数の平均値が前
   記設定周波数と等しくなる範囲でランダムに変化させる
   クロック分散回路を設けたことを特徴とするインバータ
   制御装置。