JPS63178790A - パルス幅変調制御インバ−タの制御方法 - Google Patents
パルス幅変調制御インバ−タの制御方法Info
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- JPS63178790A JPS63178790A JP62006744A JP674487A JPS63178790A JP S63178790 A JPS63178790 A JP S63178790A JP 62006744 A JP62006744 A JP 62006744A JP 674487 A JP674487 A JP 674487A JP S63178790 A JPS63178790 A JP S63178790A
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- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 3
- 230000006698 induction Effects 0.000 abstract description 9
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 abstract description 5
- 238000009499 grossing Methods 0.000 abstract description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
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。
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、電流制御ループを有し、この電流制御ルー
プの出力をパルス幅変調して誘導電動機を可変速駆動す
る電圧形のパルス幅変調制御インバータの制御方法に関
する。
プの出力をパルス幅変調して誘導電動機を可変速駆動す
る電圧形のパルス幅変調制御インバータの制御方法に関
する。
第３図は電流制御ループを有するパルス幅変調制御イン
バータの従来例を示す回路図である。
バータの従来例を示す回路図である。
この第３図において、交流電源２からの交流電力は、整
流器３により直流に変換されるのであるが、この直流に
含まれているリップル分は、平滑コンデンサ４で除去さ
れる。このようにして平滑された直流をトランジスタで
構成されているパルス幅変調制御インバータ（以下では
ＰＷＭインバータと略記する）５へ入力させることによ
り、このＰＷＭインバータ５からは、所望の電圧と周波
数の交流電力を取出せるので、この交流電力で誘導電動
機６を可変速駆動させることができるのであるが、この
ようなｈＮインバータ５の制御は次のように行われる。
流器３により直流に変換されるのであるが、この直流に
含まれているリップル分は、平滑コンデンサ４で除去さ
れる。このようにして平滑された直流をトランジスタで
構成されているパルス幅変調制御インバータ（以下では
ＰＷＭインバータと略記する）５へ入力させることによ
り、このＰＷＭインバータ５からは、所望の電圧と周波
数の交流電力を取出せるので、この交流電力で誘導電動
機６を可変速駆動させることができるのであるが、この
ようなｈＮインバータ５の制御は次のように行われる。
速度設定器１１から出力される速度指令値Ｎ”と、誘導
電動機６に結合されているパルスエンコーダ８から出力
される速度実際値Ｎとの偏差を速度調節器１２ニ入力さ
せることにより、速度調節器１２はこの入力偏差を零に
するトルク指令値Ｔ＊をベクトル演算部１３へ出力する
。ベクトル演算部１３はこのトルク指令値Ｔ８と前述の
速度実際値Ｎから、ベクトル演算により電流指令値Ｉを
創成出力し、変流器７で検出されるＰＷＭインバータ５
の出力電流実際値工とこの電流指令値Ｉとの偏差を電流
調整器１４へ入力させる。電流調節器１４は、この入力
偏差を零にする制御信号をコンパレータ１６へ出力する
のであるが、キャリヤ発生器１５から出力される搬送波
もコンパレータ１６へ与えられるので、コンパレータ１
６は両入力の大小関係を比較することで、ベース駆動回
路１７へ開閉のタイミングを示す信号を出力し、ベース
駆動回路１７からは、界Ｍインバータ５を構成している
各トランジスタへ順次開閉動作すべき信号を与えるので
、速度指令値Ｎ８に対応した周波数と電圧の交流がこの
斤Ｍインバータ５から出力されることになる。
電動機６に結合されているパルスエンコーダ８から出力
される速度実際値Ｎとの偏差を速度調節器１２ニ入力さ
せることにより、速度調節器１２はこの入力偏差を零に
するトルク指令値Ｔ＊をベクトル演算部１３へ出力する
。ベクトル演算部１３はこのトルク指令値Ｔ８と前述の
速度実際値Ｎから、ベクトル演算により電流指令値Ｉを
創成出力し、変流器７で検出されるＰＷＭインバータ５
の出力電流実際値工とこの電流指令値Ｉとの偏差を電流
調整器１４へ入力させる。電流調節器１４は、この入力
偏差を零にする制御信号をコンパレータ１６へ出力する
のであるが、キャリヤ発生器１５から出力される搬送波
もコンパレータ１６へ与えられるので、コンパレータ１
６は両入力の大小関係を比較することで、ベース駆動回
路１７へ開閉のタイミングを示す信号を出力し、ベース
駆動回路１７からは、界Ｍインバータ５を構成している
各トランジスタへ順次開閉動作すべき信号を与えるので
、速度指令値Ｎ８に対応した周波数と電圧の交流がこの
斤Ｍインバータ５から出力されることになる。
上述したように、第３図に示すＷインバータ５の制御回
路は、比例積分演算器で構成された速度調節器１２を含
む速度制御ループを形成し、この速度制御ループの内側
に、゛同じく比例積分演算器で構成された電流調節器１
４を含む電流制御ループが形成されている。
路は、比例積分演算器で構成された速度調節器１２を含
む速度制御ループを形成し、この速度制御ループの内側
に、゛同じく比例積分演算器で構成された電流調節器１
４を含む電流制御ループが形成されている。
ところで、上記のように電流制御ループを有する電圧形
の稈Ｎインバータでは、電動機速度に対応して、この電
流制御系のゲインが変化するという問題を有している。
の稈Ｎインバータでは、電動機速度に対応して、この電
流制御系のゲインが変化するという問題を有している。
第４図は電動機速度に対応した電動機端子電圧の波形を
あられした波形図であって、Ｅｌは電動機速度がＮ！の
ときの電動機端子電圧を、才たＥ２は電動機速度がＮ２
のときの電動機端子電圧をあられしているが、この第４
図からもあきらかなように、Ｎ１＞ Ｎ！であり、かつ
電動機の基底速度Ｎ、との関係はＮ２（Ｎ、である。こ
こでＥｄは平滑コンデンサ４が接続されている直流中間
回路の電圧である。
あられした波形図であって、Ｅｌは電動機速度がＮ！の
ときの電動機端子電圧を、才たＥ２は電動機速度がＮ２
のときの電動機端子電圧をあられしているが、この第４
図からもあきらかなように、Ｎ１＞ Ｎ！であり、かつ
電動機の基底速度Ｎ、との関係はＮ２（Ｎ、である。こ
こでＥｄは平滑コンデンサ４が接続されている直流中間
回路の電圧である。
電動機電流は、直流中間回路電圧Ｅｄと、電動機端子電
圧との電圧差で定まることから、この第４図においては
下記の（１）式が成立する。
圧との電圧差で定まることから、この第４図においては
下記の（１）式が成立する。
Ｅｄ −Ｅ、 （Ｅｄ −Ｅ２ ・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・（１）すなわち、平均的に見て、電動機
速度が基底速度Ｎ、よりも低いＮ２なる値のとき、電流
制御系のゲインは、基底速度Ｎ０より高速のＮ、なる速
度のときのゲインよりも大となる。これに対して電流制
御系における比例・積分制御のパラメータは固定である
ため、この制御系が不安定になる欠点を有する。
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・（１）すなわち、平均的に見て、電動機
速度が基底速度Ｎ、よりも低いＮ２なる値のとき、電流
制御系のゲインは、基底速度Ｎ０より高速のＮ、なる速
度のときのゲインよりも大となる。これに対して電流制
御系における比例・積分制御のパラメータは固定である
ため、この制御系が不安定になる欠点を有する。
そこで本発明の目的は、電動機速度またはこれと等価な
電動機端子電圧を検出して、これにより電流制御系を可
変ゲイン制御することにより、全速度範囲における当該
電流制御系を安定させることにある。
電動機端子電圧を検出して、これにより電流制御系を可
変ゲイン制御することにより、全速度範囲における当該
電流制御系を安定させることにある。
上記の目的を達成するために、この発明によるＦ％ｉイ
ンバータの制御方法は、速度制御ループの内側に電流制
御ループを備え、この電流制御ループの出力を搬送波で
パルス幅変調して得られる信号を用いることで、所望の
電圧と周波数の交流を出力して交流電動機を可変速駆動
するパルス幅変調制御インバータにおいて、前記搬送波
の振幅を、前記交流電動機の速度に対応して、あるいは
当該交流電動機の端子電圧に対応して変化させるものと
する。
ンバータの制御方法は、速度制御ループの内側に電流制
御ループを備え、この電流制御ループの出力を搬送波で
パルス幅変調して得られる信号を用いることで、所望の
電圧と周波数の交流を出力して交流電動機を可変速駆動
するパルス幅変調制御インバータにおいて、前記搬送波
の振幅を、前記交流電動機の速度に対応して、あるいは
当該交流電動機の端子電圧に対応して変化させるものと
する。
この発明においては、Ｐ″ｖｖＭｖｖＭインバータれる
交流電動機の速度、あるいはこの速度と等価である交流
電動機端子電圧を検出し、この検出信号により、電流制
御系のゲインを可変させようとするもので、具体的には
、パルス幅変調のための搬送波の振幅を、上記検出信号
に対応して変化させることでゲインを可変にし、電流制
御系の安定度を向上させるものである。
交流電動機の速度、あるいはこの速度と等価である交流
電動機端子電圧を検出し、この検出信号により、電流制
御系のゲインを可変させようとするもので、具体的には
、パルス幅変調のための搬送波の振幅を、上記検出信号
に対応して変化させることでゲインを可変にし、電流制
御系の安定度を向上させるものである。
第１図は本発明の実施例を示す回路図である。
この第１図において、交流電源２からの交流′直方を整
流器３で直流に変換し、平滑コンデンサ４を介してＰＷ
ｖｌインパーク５へ入力させ、このＦ’ＷＭインバータ
５からの出力交流で誘導電動機６をｂＪ変速運転させる
のであるが、このとき比例積分演算器で構成された速度
調節器ｊ２へは、速度設足器１１からの速度指令値Ｎ＊
とパルスエンコーダ８からの速度実際値Ｎとの偏差を入
力させて、この入力側差を零にするトルク指令値Ｔ８を
出力させるようにしている速度制御系により、誘導電動
機６の速度は速度指令値Ｎ＊、！ニ一致するように制御
される。
流器３で直流に変換し、平滑コンデンサ４を介してＰＷ
ｖｌインパーク５へ入力させ、このＦ’ＷＭインバータ
５からの出力交流で誘導電動機６をｂＪ変速運転させる
のであるが、このとき比例積分演算器で構成された速度
調節器ｊ２へは、速度設足器１１からの速度指令値Ｎ＊
とパルスエンコーダ８からの速度実際値Ｎとの偏差を入
力させて、この入力側差を零にするトルク指令値Ｔ８を
出力させるようにしている速度制御系により、誘導電動
機６の速度は速度指令値Ｎ＊、！ニ一致するように制御
される。
速度調節器】２からのトルク指令値Ｔ＊と、電動機速度
実際値Ｎとにより、ベクトル演算部１３は電動機の電流
指令値Ｉを出力する。さらに、比例積分演算器で構成さ
れた電流調節器１４へは、この速度指令値工と変流器７
からの電流実際値Ｉとの偏差を入力させ、この入力偏差
を零にする制御信号を出力させるようにしている電流制
御子を備えていることは、第３図に示す従来例回路の場
合と同じである。
実際値Ｎとにより、ベクトル演算部１３は電動機の電流
指令値Ｉを出力する。さらに、比例積分演算器で構成さ
れた電流調節器１４へは、この速度指令値工と変流器７
からの電流実際値Ｉとの偏差を入力させ、この入力偏差
を零にする制御信号を出力させるようにしている電流制
御子を備えていることは、第３図に示す従来例回路の場
合と同じである。
この電流調節器１４の出力と、キャリヤ発生器１５から
の搬送波とをコンパレータ１６で比較することにより、
ベース駆動回路１７へ開閉のタイミングを示す信号を出
力するのであるが、本発明においては、電動機の速度実
際値Ｎに対応して、これと所定の関数関係にある値を出
力する関数発生器２１を設け、この関数発生器２１の出
力を乗算器ｎへ導き、この乗算器四によりキャリヤ発生
器１５からの搬送波の振幅を変化させるようにする。
の搬送波とをコンパレータ１６で比較することにより、
ベース駆動回路１７へ開閉のタイミングを示す信号を出
力するのであるが、本発明においては、電動機の速度実
際値Ｎに対応して、これと所定の関数関係にある値を出
力する関数発生器２１を設け、この関数発生器２１の出
力を乗算器ｎへ導き、この乗算器四によりキャリヤ発生
器１５からの搬送波の振幅を変化させるようにする。
第２図は第１図に示す実施例回路における関数発生器の
出力特性をあられしたグラフであって、横軸は電動機速
度実際値Ｎを、縦軸は搬送波電圧係数をあられしている
。なおＮ、は誘導電動機６の基底速度である。
出力特性をあられしたグラフであって、横軸は電動機速
度実際値Ｎを、縦軸は搬送波電圧係数をあられしている
。なおＮ、は誘導電動機６の基底速度である。
第２図に示す特性の関数発生器２１を使用することで、
誘導電動機６の速度が基底速度Ｎ、よりも低いときは、
速度が低下するにつれて搬送波の振幅が増大、したがっ
て電流制御系のゲインが低下するようになり、基底速度
Ｎ、より高速の範囲では、搬送波振幅を一定にするよう
にしている。
誘導電動機６の速度が基底速度Ｎ、よりも低いときは、
速度が低下するにつれて搬送波の振幅が増大、したがっ
て電流制御系のゲインが低下するようになり、基底速度
Ｎ、より高速の範囲では、搬送波振幅を一定にするよう
にしている。
なお関数発生器２１は速度実際値Ｎに対応した搬送波電
圧係数を出力しているが、速度の代りに、この速度に対
応した電動機部子電圧を用いてもよいことは勿論である
。
圧係数を出力しているが、速度の代りに、この速度に対
応した電動機部子電圧を用いてもよいことは勿論である
。
この発明によれば、電流制御ループを備えたパルス幅変
調制御インバータでは、このＰＷＭインバータで可変速
駆動される交流電動機の速度（またはこの速度に対応し
ている当該交流電動機の端子電圧）に対応して搬送波の
振幅を変化させる信号を出力する関数発生器を設けるこ
とにより、前述した不具合が解消される効果が得られる
ので、電動機の全速度範囲で、電流制御系をより安定に
動作させることができる。さらに基底速度未満の速度領
域でゲインを低下させた分だけ、基底速度以上の速度領
域でのゲインを上昇できるので、パルス幅変調用の搬送
波周波数を下げても、電流制御系の動作を安定にできる
。この搬送波周波数の低下は、当該界Ｍインバータを構
成している半導体スイッチ素子の動作頻度を減少させる
ことになり、その発生損失が減少することから、スイッ
チ素子の適用ランクを変更でき、あるいは冷却体を小形
にできるなど、装置の小形化とコストの低下、さらには
効率の向上などの効果も合わせて発揮できる。
調制御インバータでは、このＰＷＭインバータで可変速
駆動される交流電動機の速度（またはこの速度に対応し
ている当該交流電動機の端子電圧）に対応して搬送波の
振幅を変化させる信号を出力する関数発生器を設けるこ
とにより、前述した不具合が解消される効果が得られる
ので、電動機の全速度範囲で、電流制御系をより安定に
動作させることができる。さらに基底速度未満の速度領
域でゲインを低下させた分だけ、基底速度以上の速度領
域でのゲインを上昇できるので、パルス幅変調用の搬送
波周波数を下げても、電流制御系の動作を安定にできる
。この搬送波周波数の低下は、当該界Ｍインバータを構
成している半導体スイッチ素子の動作頻度を減少させる
ことになり、その発生損失が減少することから、スイッ
チ素子の適用ランクを変更でき、あるいは冷却体を小形
にできるなど、装置の小形化とコストの低下、さらには
効率の向上などの効果も合わせて発揮できる。
第１図は本発明の実施例を示す回路図であり、第２図は
第１図に示す実施例回路における関数発生器の出力特性
をあられしたグラフである。第３図は電流制御ループを
有するパルス幅変調制御インバータの従来例を示す回路
図、第４図は電動機速度に対応した電動機端子電圧の変
化をあられした波形図である。 ２・・・交流電源、３・・・整流器、４・・・平滑コン
デンサ、５・・・稗■インバータ、６・・・誘導電動機
、７・・・変流器、８・・・パルスエンコーダ、１］・
・・速度設定器、１２・・・速度調節器、１３・・・ベ
クトル演算部、１４・・・電流調節器、１５・・・キャ
リヤ発生器、１６・・・コンパレータ、１７・・・ベー
ス駆動回路、２１・・・関数発生器、２２・・・乗算器
。
第１図に示す実施例回路における関数発生器の出力特性
をあられしたグラフである。第３図は電流制御ループを
有するパルス幅変調制御インバータの従来例を示す回路
図、第４図は電動機速度に対応した電動機端子電圧の変
化をあられした波形図である。 ２・・・交流電源、３・・・整流器、４・・・平滑コン
デンサ、５・・・稗■インバータ、６・・・誘導電動機
、７・・・変流器、８・・・パルスエンコーダ、１］・
・・速度設定器、１２・・・速度調節器、１３・・・ベ
クトル演算部、１４・・・電流調節器、１５・・・キャ
リヤ発生器、１６・・・コンパレータ、１７・・・ベー
ス駆動回路、２１・・・関数発生器、２２・・・乗算器
。
Claims (1)
- １）速度制御ループの内側に電流制御ループを備え、こ
の電流制御ループの出力を搬送波でパルス幅変調して得
られる信号を用いることで、所望の電圧と周波数の交流
を出力して交流電動機を可変速駆動するパルス幅変調制
御インバータにおいて、前記搬送波の振幅を、前記交流
電動機の速度に対応して、あるいは当該交流電動機の端
子電圧に対応して変化させることを特徴とするパルス幅
変調制御インバータの制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62006744A JP2659365B2 (ja) | 1987-01-14 | 1987-01-14 | パルス幅変調制御インバータの制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62006744A JP2659365B2 (ja) | 1987-01-14 | 1987-01-14 | パルス幅変調制御インバータの制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63178790A true JPS63178790A (ja) | 1988-07-22 |
| JP2659365B2 JP2659365B2 (ja) | 1997-09-30 |
Family
ID=11646714
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62006744A Expired - Lifetime JP2659365B2 (ja) | 1987-01-14 | 1987-01-14 | パルス幅変調制御インバータの制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2659365B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5729449A (en) * | 1995-07-19 | 1998-03-17 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Current command type PWM inverter apparatus with logic circuit for generating switching command signals at periodical timings |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60187285A (ja) * | 1984-03-07 | 1985-09-24 | Mitsubishi Electric Corp | インバ−タ制御装置 |
| JPS60187286A (ja) * | 1984-03-07 | 1985-09-24 | Mitsubishi Electric Corp | インバ−タ制御装置 |
| JPS60187284A (ja) * | 1984-03-07 | 1985-09-24 | Mitsubishi Electric Corp | 交流電動機の電流制御装置 |
| JPS60190185A (ja) * | 1984-03-10 | 1985-09-27 | Hitachi Ltd | Ｐｗｍインバ−タの制御方法 |
-
1987
- 1987-01-14 JP JP62006744A patent/JP2659365B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60187285A (ja) * | 1984-03-07 | 1985-09-24 | Mitsubishi Electric Corp | インバ−タ制御装置 |
| JPS60187286A (ja) * | 1984-03-07 | 1985-09-24 | Mitsubishi Electric Corp | インバ−タ制御装置 |
| JPS60187284A (ja) * | 1984-03-07 | 1985-09-24 | Mitsubishi Electric Corp | 交流電動機の電流制御装置 |
| JPS60190185A (ja) * | 1984-03-10 | 1985-09-27 | Hitachi Ltd | Ｐｗｍインバ−タの制御方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5729449A (en) * | 1995-07-19 | 1998-03-17 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Current command type PWM inverter apparatus with logic circuit for generating switching command signals at periodical timings |
| CN1055579C (zh) * | 1995-07-19 | 2000-08-16 | 松下电器产业株式会社 | 电流指令型脉宽调制逆变装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2659365B2 (ja) | 1997-09-30 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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