JPS63283483A - 磁束制御形インバ−タの直流制動回路 - 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、磁束制御形インバータにより可変速運転し
ている交流電動機に直流を印加して所定位置に停止させ
る磁束制御形インバータの直流制動回路に関する。

〔従来の技術〕

第３図は従来から採用されている磁束制御形インバータ
の一般的な制御ブロック図である。磁束制御形インバー
タは、例えば特開昭６１−９４５８５号公報により公知
であるが、ここでこの第３図を参照して、以下にその概
略を記述する。

第３図において、符号２なる直流電源（通常は商用電源
に接続されて直流を出力する整流器）からの直流電力を
、トランジスタで構成され、パル″ス幅変調制御される
インバータ（以下ではＰＷＭインバータと略記する）３
により、所望の電圧と周波数の交流電力に変換して、誘
導電動機４を可変速運転させるのであるが、その制御は
次のようになされる。

符号１１なる周波数設定器はＰＷＭインバータ３が出力
すべき交流の周波数を定める周波数指令値を磁束指令回
路１２へ出力する。磁束指令回路は、例えば正弦波発生
回路と関数発生回路および乗算回路で構成されていて、
正弦波発生回路は入力される周波数指令値に比例した周
波数で振幅が１なる正弦波信号を発生し、関数発生器は
入力される周波数指令値と所定の相関関係にある磁束指
令値の振幅が作られる。そこで乗算回路はこれら振幅ｌ
なる正弦波信号と磁束指令値の振幅とを掛は合わせるこ
とにより、周波数指令値に対応した周波数と振幅量を備
えた磁束指令値を出力する。

一方、誘導電動機４の端子電圧を絶縁変圧器１３を介し
て磁束検出回路１４へ入力させることにより、積分回路
で構成されているこの磁束検出回路１４から、当該電動
機４の磁束が検出される。

このようにして得られた磁束指令値と磁束検出値との偏
差を加算回路１９において演算し、この演算結果を磁束
調節回路１５へ入力させると、この磁束調節回路１５は
入力偏差を零に制御する電圧指令信号を出力する。そこ
でキャリヤ発生回路１６から出力されるキャリヤ信号と
、この電圧指令信号とを変調回路１７へ導き、両者の大
小関係を比較することでパルス幅変調されたパルス列信
号を得る。

ベース駆動回路１８は、このパルス列信号を増幅し、Ｐ
ＷＭインバータ３を構成しているトランジスタのベース
回路に配分することにより、各トランジスタを順次オン
・オフ動作させることで、当該ＰＷＭインバータ３から
所望の電圧と周波数の交流電力が出力される。

（発明が解決しようとする問題点〕 上述した磁束制御形インバータで駆動されている誘導電
動機４を所定の位置で停止させようとするときは、周波
数設定器１１から出力される周波数指令イ瀝を小にして
当該電動機４の速度を低下させたのち、電磁制動機のよ
うな機械的な制動機、あるいは電気的に所定位置に停止
させる定位置停止制御回路などを付加するのが通常であ
るが、前者の場合は大形で高価な制動機械を取付けねば
ならず、また後者の停止方法では、電動機またはその負
荷に停止位置検出センサを取付ける必要があり、いずれ
にしても複雑高価な装置になるのが大きな欠点である。

そこで、簡便な方法として誘導電動機４の速度が減少し
た時点で、この誘導電動機４の電機子に直流を印加する
直流制動法が採用されている。すなわち回転している誘
導電動機の電機子に直流電流を流せば、この電動機は発
電機となり、発電制動により象、速にその速度を減少で
きることは周知であり、この方法ならばインバータの制
御回路に僅かな変更を加えるのみでよいことから、この
直流制動に要する費用は僅少である。

しかしながら、オープンループで制御シているインバー
タの場合には、直流制動により所定位置に停止させるこ
とは困難である。そこでクローズトループによる直流制
御を行うのであるが、第３図に示す磁束制御形インバー
タでは閉ループが構成されているけれども、上述の直流
制動の場合には制御系が不安定になるために、やはり正
値な位置で停止させることが出来ない欠点を有する。

そこでこの発明の目的は、交流電動機を可変速駆動する
磁束制御形インバータにより、前記交流電動機に直流を
印加する場合でも安定な直流制動により、所定位置に停
止できるようにすることにある。

〔問題点を解決するための手段］ 上記の目的を達成するために、この発明の直流制動回路
は、周波数指令値を入力し、この入力に対応した周波数
と振幅の磁束指令値を出力する磁束指令手段と、交流電
動機の磁束を検出する磁束検出手段と、これら磁束指令
値と磁束検出値との偏差を入力して、この入力偏差を零
に制御する信号を出力する磁束調節手段とを備えて所望
の電圧と周波数の交流を出力し、前記交流電動機を可変
速駆動する磁束制′４ａ形インバータにおいて、前記磁
束指令値の相回転を停止して直流電圧を出力させる手段
を備えた磁束指令手段と、１次フィルターでなる磁束検
出手段とを備えるものとする。

〔作用〕

この発明は、交ｆＬ電動機を可変速駆動させるべく、こ
の電動機の速度を設定する周波数指令値から得られる磁
束指令値と、当該交流電動機の端子電圧から得られる磁
束検出値との偏差を零に制御する磁束ｉｌ１節手段を備
えている磁束制御形インバータにおける前記磁束指令値
の相回転を停止させることで直流電圧を発生させるとと
もに、磁束検出値を得る磁束検出手段を１次フィルタで
構成することで直流ゲインを持たせることにより、正弦
波状の磁束指令を停止して直流電圧を発生した場合に、
当該磁束制御形インバータの制御系全体が直流に対して
安定な動作をできるようにするものである。

〔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、トランジスタで構成されているＰ
ＷＭインバータ３ぼ、直流電源２からの直流電力を所望
の電圧と周波数の交流電力に変換して、誘導電動機４を
可変速駆動させるのであるが、その制御は次のようにな
される。

すなわち、周波数設定器１１が設定する周波数指令値を
、磁束指令回路により、正弦波状で所望の周波数と振幅
の磁束指令値を得る。一方、誘導電動機４の端子電圧を
、絶縁変圧器１３を介して磁束検出回路２１へ入力させ
ることにより、この磁束検出回路２１から得られる磁束
検出値と、前述の磁束指令値との偏差を磁束調節回路１
５へ入力させ、この入力偏差を零にする電圧指令信号を
変調回路１７へ出力させる。キャリヤ発生回路１６から
のキャリヤ信号と、この電圧指令信号とを変調回路１７
においてパルス幅変調することにより得られるパルス列
信号を、ベース駆動回路１８を介してＰＷＭインバータ
３に与えることにより、前述したように、所望の電圧と
周波数の交流電力が得られることは、第３図において既
述の回路の場合と同じである。

本発明においては、通常は積分回路で構成されている磁
束検出回路２１　を、１次フィルターで構成する。さら
に制動指令接点２２により作動する直流指令回路２３が
、前記の磁束指令回路１２に接続されている。

磁束指令回路１２は、−ｍに正弦波発生回路と関数発生
回路ならびに乗算回路で構成されていて、この正弦波発
生回路は、入力される周波数指令値に対応した周波数で
、振幅が１なる正弦波信号を出力する。また関数発生回
路はこの周波数とは所定の関数関係にある磁束の振幅量
を出力するので、乗算回路において、これら正弦波発生
回路の出力信号と、関数発生回路の出力信号とを相互に
掛は合わせることにより、周波数指令値に対応した磁束
指令値が得られるようになっている。

誘導電動機４に結合されている負荷を所望の位置で停止
させたいときなどには、当該電動機４の速度を低下させ
た時点で、制動指令接点２２を介して直流指令回路２３
へ制御指令を与えると、この直流指令回路２３の作用に
より、磁束指令回路１２を構成している前述の正弦波発
生回路はその出力を正弦波信号から直流信号に変化する
ので、磁束指令回路１２は出力する磁束指令の相回転を
停止して直流電圧を出力することとなる。

磁束指令回路１２が直流電圧を出力することにより、誘
導電動機４の電機子に直流が流れることにより直流制動
が作用し、当該電動機４は素早くその速度を減じて所定
位置に停止することとなるのであるが、このとき、磁束
検出回路２１　は、前述したように１次フィルタで構成
されていることから、磁束１１節回路１５を含んで構成
されている磁束制御ループは直流制動に対して安定に動
作できる。

第２図は第１図に示す実施例回路におけるもイ１束指令
回路の出力の変化をあられしたタイムチャートであって
、第２図（イ）は磁束指令信号の変化を、第２図（ロ）
は制動指令信号の変化を、それぞれがあられしている。

この第２図であきらかなように、制動指令接点２２によ
る制動指令の発令以前においては、磁束指令回路１２か
ら出力される磁束指令信号は正弦波状に変化しているが
、ｔなる時刻に制動指令が発せられると、磁束指令信号
は、その時点から直流電圧信号に移行することを示して
いる。

〔発明の効果〕

この発明によれば、交流電動機を可変速運転させる磁束
制御形インバータの磁束検出手段を１次フィルターで構
成しておき、磁束Ｊｌｌｉ手段に入力される正弦波状に
変化している磁束指令値の相回転を停止させて直流電圧
に移行させることにより、交流電動機の電機子に直流が
印加されて安定な直流制動が作用することになるので、
当該電動機を所定位置に素早く、かつ円滑に停止させる
ことができる効果を発揮する。

【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おける磁束指令回路
の出力の変化をあられしたタイムチャートである。第３
図は従来から採用されている磁束制御形インバータの一
般的な制御ブロック図である。 ２・・・直流電源、３・・・ＰＷＭインバータ、４・・
・誘導電動機、１１・・・周波数設定器、１２・・・磁
束指令回路、１３・・・絶縁変圧器、１４・・・磁束検
出回路、１５・・・磁束調節回路、１６・・・キャリヤ
発生回路、１７・・・変調回路、１８・・・ヘース駆動
回路、１９・・・加算回路、２１・・・磁束検出回路、
２２・・・制動指令接点、２３・・・直流指令回路。 ￥２　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）周波数指令値を入力し、この入力に対応した周波数
   と振幅の磁束指令値を出力する磁束指令手段と、交流電
   動機の磁束を検出する磁束検出手段と、これら磁束指令
   値と磁束検出値との偏差を入力して、この入力偏差を零
   に制御する信号を出力する磁束調節手段とを備えて所望
   の電圧と周波数の交流を出力し、前記交流電動機を可変
   速駆動する磁束制御形インバータにおいて、前記磁束指
   令値の相回転を停止して直流電圧を出力させる手段を備
   えた磁束指令手段と、１次フィルターでなる磁束検出手
   段とを備えていることを特徴とする磁束制御形インバー
   タの直流制動回路。