JPS6392287A - 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】 ［産業上の利用分野コ この発明は、可変電圧、可変周波数の交流電力によりモ
ータを駆動するインバータ装置に係り、特にそれの逆変
換器の周波数指令手段の改良に関する。

［従来の技術］ 第３図は、従来のインバータ装置を示すブロック線図で
、図において、（１）はＲ相、Ｓ相、Ｔ和からなる３相
交流電源、（２）はこの３相交流を直流に変換する順変
換器、（３）は順変換器（２）の出力を平滑する平滑コ
ンデンサ、（４）は、トランジスタ等のスイッチング素
子とダイオードからなり。

平滑コンデンサ（３）の出力直流母線電圧を任意の周波
数、任意の大きさの交流電圧に変換する逆変換器、（５
）は逆変換器（４）の出力電圧で駆動されるモータ、（
６）はモータ（５）の負荷、（７）は逆変換器（４）の
スイッチング素子を駆動する駆動回路、（８）は駆動回
路（７）の駆動信号であるＰＷＭ信号を作成するＰＷＭ
信号作成回路、（９）はＰＷＭ信号作成回路（８）に電
圧指令を与える電圧指令手段、（１０）は、ＰＷＭ信号
作成回路（８）に周波数指令を与える周波数指令手段で
、指令周波数を決定する出力周波数決定回路（１１）と
、モータ（５）の停止から所定周波数に達する迄、及び
所定周波数から停止迄の時間を設定する加減速時間設定
器（１２）とで構成される。（１３）は周波数決定回路
（１１）を構成する出力周波数設定器、（１４）は同じ
く加、減速時間算出回路である。

次にその動作について説明する。インバータ動作につい
ては周知であるので省略し、インバータの出力周波数決
定動作についてのみ説明する。インバータの出力周波数
、即ちモータ（５）の駆動周波数は、周波数決定回路（
１１）の出力周波数設定器（１２）の周波数指令出力ｆ
によってきまる。この出力周波数決定器（１２）では、
加減速時間算出回路（１４）からの出力がなければ一定
周波数出力ｆ。を出力する。そして、加減速時間算出回
路（１４）によって算出された周波数増減量Δｆ及びそ
のΔｆだけ周波数を変更する単位時間Δｔ０が入力され
ると、出力周波数設定器（１２）によって決定される６
１６時間後の次回の出力周波数ｆはΔｆだけ増減する。

この周波数増減量Δｆ及び単位時間Δ１ｏは、加減速時
間設定器（１２）によって設定された時間でモータ（５
）が起動又は停止するような値に、加減速時間算出回路
（１４）によって算出される。

［発明が解決しようとする問題点〕 従来のインバータ装置は以上のように構成されているの
で、加減速時間の設定が可能であるが。

一般に、加減速時間は主としてモータ駆動時にモータが
発生するトルクＴと負荷トルクＴＬおよびモータと負荷
の慣性モーメントＧＤ２によって制約を受ける。さらに
、モータの発生するトルクＴは出力周波数及び出力電圧
により変化するので、これらのすべての変化に対して対
応するためには、運転範囲のモータトルクＴの最小値を
基準にして長めの加減時間を設定しなければならず、モ
ータトルクＴの余裕ある範囲ではトルクが有効に利用さ
れず、その結果、最短加減速時間でモータを駆動するこ
とができないという問題点があった。

この発明は、上記のような問題点を解消するためになさ
れたもので、モータ駆動時に例え出力電圧、出力周波数
が変化しても、常に最短の加減速時間が得られるインバ
ータ装置を得ることを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ この発明に係るインバータ装置は、モータ及び負荷の慣
性モーメントを設定する慣性モーメント設定器、負荷ト
ルク設定器、及びモータの駆動周波数に対する出力トル
ク特性を記憶した出力トルり特性記憶素子と、この出力
トルク特性記憶素子からの駆動周波数及び電圧に応じた
モータの出力トルクデータ、及び上記慣性モーメント設
定器、負荷トルク設定器からの設定データから単位周波
数の増減量に対する最短加減速時間を算出する最短加減
速時間算出器と、この最短加減速時間算出器からの加減
速時間データを入力し、その時間で単位周波数だけ増減
する出力周波数設定器とからなる出力周波数決定回路を
インバータ装置の周波数指令手段としたものである。

また、この発明の別の発明に係るインバータ装置は、上
記のものの最短加減速時間算出器の代わりに、単位時間
における最大増減周波数を算出する最大増減周波数デー
タを用い、出力周波数設定器として、この最大増減周波
数算出器からの最大増減周波数データを入力し、単位時
間にその増減周波数だけ周波数を増減するもの藝用いた
ものである。

［作　用］ この発明においては、設定されたモータ及び負荷の慣性
モーメントと負荷トルク、それにモータの駆動周波数に
対する出力トルクによって、各瞬時の、単位周波数を増
減するための最短時間、或は単位時間に増減する最大増
減周波数を算出し、それに応じて指令周波数を増減する
ようにしたので、出力トルクを有効に利用して最短加減
速時間でモータの回転速度が変更できる。

［実施例コ 以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図は、この発明の一実施例を示すブロック線図で、図に
おいて、（１）は３相交流電源、（ｉ）は順変換器、（
３）は平滑コンデンサ、（４）は逆変換器、（５）はモ
ータ、（６）は負荷、（７）は駆動回路。

（８）はＰＷＭ信号作成回路、（９）は電圧指令手段で
、以上は第３図に示す従来の装置と同様のものである。

（２０）は、第３図の（１０）に相当する周波数指令手
段で、指令周波数を決定する出力周波数決定回路（２１
）と、モータ（５）及び負荷（６）の慣性モーメントＧ
Ｄ２を設定する慣性モーメント設定器（２２）と、負荷
（６）の負荷トルクＴＬを設定す為負荷トルク設定器（
２３）とで構成される。（２４）は、加減速時間データ
Δｔを入力し、その時間Δを後に単位周波数Δｆ０を増
減する出力周波数設定器、（２５）はモータ（５）の駆
動電圧Ｖをパラメータとした、駆動周波数ｆに対する出
力トルクＴの特性を記憶した出力トルク特性記憶素子、
（２６）はこの出力トルク特性記憶素子（２５）からの
出力トルクデータＴ、慣性モーメント設定器（２２）か
らの慣性モーメントデータＧＤ”、負荷トルク設定器（
２３）からの負荷トルクデータＴＬを入力し、単位周波
数Δｆ、を増減させるに要する最短加減速時間を算出す
る最短加減速時間算出器で、出力周波数設定器（２４）
、出力トルク特性記憶素子（２５）及び最短加減速時間
算出器（２６）とで出力周波数決定回路（２１）を構成
している。

次にその動作を説明する。一般に加減速時に、単位周波
数Δｆ、たけ変更するために必要な時間Δｔは、加速時
には、 −ＴＬ 減速時には、 Ｔ十ＴＬ で求めることができる。ただし、ＧＤ２はモータ（５）
及び負荷（６）の慣性モーメントの合計、Ｔはモータ（
５）の出力トルク、ＴＬは負荷（６）のトルク、αは比
例係数である。

ここに慣性モーメントＧＤ”ｊ、ｔモータ（５）及び負
荷（６）がきまると一定値となり、慣性モーメント設定
器（２２）で設定することができ、負荷トルクＴＬは、
回転速度によっては変化しないコンベア、ロールなどの
用途においては一定値となり、負荷トルク設定器（２３
）で設定することができる。また、出力トルクＴは、イ
ンバータの現周波数ｆと出力電圧Ｖの入力により、出力
トルク特性記憶素子（２５）から出力データとして得る
ことができる。、慣性モーメント設定器（２２）、負荷
トルク設定器（２３）及び出力トルク特性記憶素子（２
５）から得られたデータＧＤ２、ＴＬ及びＴは最短加減
速時間算出器（２６）に入力され、ここで単位周波数Δ
ｆｏ増加させるに要する最短加速時間Δｔが（１）式に
より、単位周波数Δｆ０減少させるに要する最短減速時
間Δｔが減速時間は（２）式により算出される。この最
短加減速時間算出器（２６）で算出されたデータΔｔが
出力周波数設定器（２４）に入力され、それの出力周波
数ｆを、時間Δを後に単位周波数Δｆ。

だけ増加或は減少させる。これによって周波数指令手段
（２０）によりＰＷＭ信号作成回路（８）に指令される
周波数は時間Δを後に単位周波数Δｆ０だけ増加或は減
少する。このような動作を繰返すことにより、最短時間
で所定周波数を増加或は減少させることができる。

第２図は、この発明の他の実施例を示すブロック線図で
、図において、（１）〜（９）、（２０）〜（２３）及
び（２５）は第１図と同様のものであり、（２７）は、
増減周波数データΔｆを入力し、単位時間Δｔ０後に周
波数Δｆを増減する出力周波数設定器、（２８）は出力
トルクデータＴ、慣性モーメントデータＧＤ２、負荷ト
ルクデータＴＬを入力し、単位時間ΔｔＩ、に増減させ
る最大増減周波数Δｆを算出する最大増減周波数算出器
である。

この実施例においては、最大増減周波数算出器（２８）
で、単位時間Δｔ０に増減させる最大増減周波数Δｆを
次式、すなわち加速時には、 減速時には によって算出される。ここに、β＝１／αである。この
最大増減周波数算出器（２８）よって算出された出力デ
ータΔｆは、出力周波数設定器（２７）に入力され、こ
こで単位時間Δｔ０後に出力周波数をΔｆだけ増減する
。

また、以上の実施例では、特定のモータ及び負荷につい
て説明したが、トルク特性の異ったモータについては、
その特性をトルク特性記憶素子に予め記憶させておけば
よく、さらに、慣性モーメントＧＤ”や負荷トルクＴＬ
についても、種々のモータや負荷の慣性モーメントや負
荷トルクを、別の記憶素子に予め記憶させておき、必要
に応じ読出して設定するようにすればよい。

［発明の効果］ 以上のように、この発明によれば、モータや負荷の特性
に応じて加減速時間や増減周波数を算出するので、イン
バータのトルクを有効に利用しての最短時間でのモータ
の加減速運転ができ、さらに出力電圧、出力周波数が変
化しても、常に最短時間での加減速運転ができる効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例を示すブロック線図、第
２図は、この発明の他の実施例を示すブロック線図、第
３図は、従来のインバータ装置を示すブロック線図であ
る。 図において、（４）は逆変換器、（５）はモータ、（６
）は負荷、（７）は駆動回路、（８）はＰＷＭ信号作成
回路、（９）は電圧指令手段、（２０）は周波数指令手
段、（２１）は出力周波数決定回路、（２２）は慣性モ
ーメント設定器、（２３）は負荷トルク設定器、（２４
）　（２７）は出力周波数設定器、（２５）は出力トル
ク特性記憶素子、（２６）は最短加減速時間算出器、（
２８）は最大増減周波数算出器である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）電圧指令手段からの指令及び周波数指令手段から
   の指令に応じ、入力直流電力を可変電圧、可変周波数の
   モータ駆動用交流電力に変換する逆変換器を有するイン
   バータ装置において、上記周波数指令手段として、上記
   モータ及びそれの負荷の慣性モーメントを設定する慣性
   モーメント設定器、上記負荷の負荷トルクを設定する負
   荷トルク設定器、及び、上記周波数指令を出力し、その
   周波数指令出力の周波数を、入力された加減速時間デー
   タに応じその加減速時間で単位周波数だけ増減する出力
   周波数設定器と、上記モータの駆動周波数に対する出力
   トルク特性を記憶し、入力周波数データからその周波数
   に対するモータのトルクデータを出力する出力トルク特
   性記憶素子と、上記慣性モーメント設定器からの慣性モ
   ーメントデータ、上記負荷トルク設定器からの負荷トル
   クデータ、及び上記出力トルク特性記憶素子からの上記
   指令周波数に対する出力トルクデータを入力し、これら
   入力データから単位周波数の増減量に対する最短加減速
   時間を算出し、上記出力周波数設定器へ加減速時間デー
   タとして出力する最短加減速時間算出器とからなる出力
   周波数決定回路を備えたことを特徴とするインバータ装
   置。
2. （２）電圧指令手段からの指令及び周波数指令手段から
   の指令に応じ、入力直流電力を可変電圧、可変周波数の
   モータ駆動用交流電力に変換する逆変換器を有するイン
   バータ装置において、上記周波数指令手段として、上記
   モータ及び負荷の慣性モーメントを設定する慣性モーメ
   ント設定器、上記負荷の負荷トルクを設定する負荷トル
   ク設定器、及び、上記周波数指令を出力し、その周波数
   指令出力の周波数を、入力された単位時間増減周波数デ
   ータに応じ、単位時間にその増減周波数だけ増減する出
   力周波数設定器と、上記モータの駆動周波数に対する出
   力トルク特性を記憶し、入力周波数データからその周波
   数に対するモータのトルクデータを出力する出力トルク
   特性記憶素子と、上記慣性モーメント設定器からの慣性
   モーメントデータ、上記負荷トルク設定器からの負荷ト
   ルクデータ、及び上記出力トルク特性記憶素子からの上
   記指令周波数に対する出力トルクデータを入力し、これ
   ら入力データから単位時間における最大増減周波数を算
   出し上記出力周波数設定器へ単位時間増減周波数データ
   として出力する最大増減周波数算出器とからなる出力周
   波数決定回路を備えたことを特徴とするインバータ装置
   。