JPS6395891A - インバ−タの制御装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ この発明は、可変電圧可変周波数（ＶＶＶＦ）型インバ
ータに関し、特にこのインバータにおける運転周波数の
加減速率を制御する装置に関するものである。

［従来の技術］ 第６図は、例えば電気計算１９８４−ＶＯＬ、５２Ｎ０
．１５　３５〜４２ページに示された従来のインバータ
制御装置を示すブロック図である。この第６図において
、１は商用電源、２は商用電源１からの交流を整流する
コンバータ、３は平滑用コンデンサ、４は直流を可変電
圧可変周波数の交流に変換するＶＶＶＦ型インバータ、
５はインバータ４の出力側に接続される誘導モータのご
とき交流モータ、６は交流モータ５によって駆動される
ファンなどの負荷、７はインバータ４の運転周波数を設
定する周波数設定器、８は周波数設定器７からの信号に
応じて所要の増加率および減少率で規定される傾斜情報
をもった傾斜信号を発生する傾斜信号発生回路、９は傾
斜信号発生回路８の出力信号の増加率を設定する加速率
設定器、１０は傾斜信号発生回路８の出力信号の減少率
を設定する減速重設定器、１１は傾斜信号発生回路８の
出力によってインバータ４の導通すべきスイッチング素
子（トランジスタ）に与えるオンオフ信号を生成するパ
ルス幅変調回路（以下ｒＰＷＭ回路」という）、１２は
ＰＷＭ回路１１の信号を増幅してこれをインバータ４の
スイッチング素子に与えるベースアンプ回路である。

なお、第６図において、インバータ４のスイッチング素
子は上スイッチング素子と下スイッチング素子とを代表
させてそれぞれ１つずつ書かれているが、上下ともそれ
ぞれ３つずつ設けられている。

次に動作について説明する。商用電源１からの交流はコ
ンバータ２で整流されて、平滑用コンデンサ３の両端に
は平滑された直流が出力される。

そしてこの直流はインバータ４で再び３相の可変電圧可
変周波数の交流電力に変換され、交流モータ５へ供給さ
れることにより、交流モータ５が可変速運転される。

インバータ４はダイオードが逆並列接続された６個のト
ランジスタ（スイッチング素子）から構成されており、
ＰＷＭ回路１１で生成されるオンオフ信号に従ってベー
スアンプ回路１２を経てインバータ４の６個のトランジ
スタのベースに信号が与えられる。

ＰＷＭ回路１１は外部の周波数設定器７から与えられる
周波数指令に従って周波数指令通りの出力周波数が得ら
れるようにインバータ４を制御するが、周波数設定器７
によって周波数指令を急に増加させると、交流モータ５
および負荷６には慣性があるため、急には速度が増加せ
ず、従って交流モータ５のすベリが大きくなって、イン
バータ４から交流モータ５へ大きな電流が流れるので、
インバータ４の通電容量を大きく設計する必要がある。

逆に周波数指令を急に減少させると、慣性のため交流モ
ータ５が回生域で運転される期間が生じ、インバータ４
を通して回転エネルギーが電気エネルギーとして平滑コ
ンデンサ３に回生される結果、直流電圧が過電圧となり
、インバータ４を破壊させるおそれがある。

そこで、傾斜信号発生回路８を設け、周波数設定器７に
よる外部からの周波数の設定を急変させても、ＰＷＭ回
路１１に与える周波数指令が急変しないようになってい
る。なお、傾斜信号発生回路８の増加率、減少率は各々
加速率設定器９．減速重設定器１ｏで設定される。第７
図は周波数設定器７による周波数設定を急変させた場合
の出力周波数の変化の様子を表わすグラフである。

［発明が解決しようとする問題点コ 従来のインバータ制御装置は以上のように構成されてい
るので、加減速の割合は可調整になっているものの一旦
設定されると、その割合は一定であり、例えば負荷がフ
ァンの場合には、低速はど必要トルクが小さいのに、加
速率は１００％速度の場合に問題ないように設定し、減
速率は最低速ように設定するため、加減速時間が長くな
るという問題点があった。

この発明は、加減速率を周波数の値によって変化させて
加減速時間を短縮できるようにしたインバータの制御装
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の制御装置は、傾斜信号発生
回路の信号増加率を負荷トルクと交流モータの最大出９
カトルクとの差に応じて変化させる　　　　−一方、傾
斜信号発生回路の信号減少率を負荷を自然減速させた場
合の減速率に応じて変化させるように構成したものであ
る。

［作　用］ この発明におけるインバータの制御装置は、インバータ
の出力周波数を増加する場合は、増加率用関数発生回路
からの信号を傾斜信号発生回路に供給し、出力周波数に
相当する負荷トルクとインバータ駆動における交流モー
タの最大出力トルクとの差に応じて運転周波数を変化さ
せてゆく。−主回路からの信号を傾斜信号発生回路に供
給し、出力負荷の自然減速率に応じて運転周波数を変化
させてゆく。

［発明の実施例］ 以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図において、２１はインバータ４の出力周波数に応じこ
の出力周波数に相当する負荷トルクと交流モータ５の最
大出力トルクとの差情報をもった増加率用関数を発生す
る増加率用関数発生回路、２２は出力周波数に応じ負荷
６の自然減少率情報をもった減少率用関数を発生する減
少率用関数発生回路である。なお、その他の符号は第６
図に示す従来のものと同じ機能をもつものなので、その
説明は省略する。

第４図は負荷６がファンの場合のインバータ周波数（幻
回転数）に対する負荷トルクとインバータ４の定格電流
をこえない範囲で出し得る交流モータ５の最大トルクと
の関係を示すグラフである。

このグラフから例えばインバータ周波数がｆａの時は１
−ルクＴＡを加速トルクとして利用できるのに対し、周
波数ｆｂではトルクＴＢが加速トルクになることがわか
る。ここでＧＤ”が一定なら、加速トルクと周波数増加
率とは比例するから、現在のインバータ周波数を読み、
予め準備されたその周波数における加速トルクの関係を
表わす関数、即ち増加率用関数に基づき傾斜信号発生回
路８の傾斜を決定すると、インバータ４の最大能力で加
速することができる。

一方、第５図はファンを自然減速させた場合の時間と回
転数との関係を示すグラフである。このグラフから、回
転数が高い時は急速に減速するのに対し、回転数が下っ
てくると徐々に減速しているのがわかる。従って負荷６
の自然減少率情報をもった減少率用関数に基づき、運転
周波数における減少率を得て、傾斜信号発生回路８の傾
斜を決定すると、インバータ４が回生モードになること
なく、減速することができる。

第３図は増加率用関数および減少率用関数の一例を示す
もので、この第３図において、ａは増加率用関数、ｂは
減少率用関数を示す。なお、可変抵抗器からなる加速率
設定器９．減速重設定器１０は各々増加率用関数発生回
路２１．減少率用関数発生回路２２の出力調整用である
。

上述の構成により、インバータ４の出力周波数を増加す
る場合は、増加率用関数発生回路２１からの信号を傾斜
信号発生回路８に供給することが行なわれるが、このと
きインバータ４の出力周波数の増加する割合は、出力周
波数に相当する負荷トルクとインバータ駆動における交
流モータの最大出力トルクとの差に比例させる。−力出
力周波数を減少する場合は、減少率用関数発生回路２２
からの信号を傾斜信号発生回路８に供給することにより
行なわれるが、このとき出力周波数の減少する割合は、
出力負荷の自然減速率に比例させるように変化させるこ
とが行なわれる。

なお、設定周波数を変化させるのに伴い実際の出力周波
数が変化して行く様子を第２図に示す。

これにより、インバータのもつ能力いっばいで加速でき
るので、全体の加速時間を短くすることができる一方、
減速時間も必要以上に長くならず、これにより応答の速
いインバータ駆動システムを実現できる効果がある。

なお、本装置による加減速時間制御はディジタル制御、
マイクロコンピュータにおけるソフトウェア処理による
制御によっても、実施可能なことはいうまでもない。

［発明の効果］ 以上のように、この発明によれば、傾斜信号発生回路の
信号増加率を負荷トルクと交流モータの最大出力トルク
との差に応じて変化させる一方、傾斜信号発生回路の減
少率を負荷を自然減速させた場合の減速率に応じて変化
させるように構成したので、インバータのもつ能力いっ
ばいで加速でき、全体の加速時間を短くすることができ
る一方、減速時間も必要以上に長くならず、これにより
応答の速いインバータ駆動システムを実現できる効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１〜５ばはこの発明の一実施例によるインバータの制
御装置を示すもので、第１図はそのブロツク図、第２図
はその変速の様子を示すグラフ、第３図はその増加率用
関数および減少率用関数の一例を示すグラフ、第４図は
その周波数に対する負荷トルクと交流モータの最大トル
クとの関係を示すグラフ、第５図はファンの自然減速の
様子を示すグラフであり、第６，７図は従来のインバー
タの制御装置を示すもので、第６図はそのブロック図、
第７図はその変速の様子を示すグラフである。 図において、１−商用電源、２−コンバータ、３・・・
−平滑用コンデンサ、４−インバータ、５−交流モータ
、６−負荷、７−周波数設定器、８−・傾斜信号発生回
路、９−・−・加速率設定器、１０・−減速重設定器、
１１−ＰＷＭ回路、１２−ベースアンプ、２１−増加率
用関数発生回路、２２−減少率用関数発生回路。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 回転数に対し必要トルクが変化する負荷を駆動するため
   の交流モータの速度制御を行なう可変電圧可変周波数型
   インバータにおいて、同インバータの運転周波数を設定
   する周波数設定器と、同周波数設定器からの信号に応じ
   て所要の増加率および減少率で規定される傾斜情報をも
   つた傾斜信号を発生する傾斜信号発生回路と、同傾斜信
   号発生回路の信号を受けて上記インバータのスイッチン
   グ素子をオンオフ制御する制御回路とをそなえ、上記イ
   ンバータの出力周波数に応じ同出力周波数に相当する負
   荷トルクと上記交流モータの最大出力トルクとの差情報
   をもつた増加率用関数を発生する増加率用関数発生回路
   と、上記出力周波数に応じ上記負荷の自然減速率情報を
   もつた減少率用関数を発生する減少率用関数発生回路と
   が、上記傾斜信号発生回路に接続されたことを特徴とす
   るインバータの制御装置。