JPWO2007013291A1 - インバータ装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、交流電動機の回転速度に依らず、簡単な処理で交流電動機が脱調状態を判断することができ、また、交流電動機の脱調状態において、確実に異常状態を保持するインバータ装置を提供することを目的とする。
請求項1に記載の発明は、回転子の位置検出器や速度検出器を具備しない交流電動機を駆動するインバータ装置であり、与えられたトルク電流指令値とトルク電流検出値とが一致するようにトルク電流方向電圧を制御するトルク電流制御部と、与えられた出力周波数指令から交流電動機の誘起電圧指令を演算するV/f変換部とを備える前記インバータ装置において、前記トルク電流方向電圧と前記誘起電圧指令に基づいて、前記交流電動機の脱調状態を判別する脱調検出部を備えるものである。
また、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明における前記脱調検出部が、前記トルク電流方向電圧と前記誘起電圧指令との加算値と、誘起電圧指令に対する割合とを比較し、前記誘起電圧指令に対する割合以下の場合、前記交流電動機が脱調状態にあると判断するものである。
請求項3に記載の発明は、回転子の位置検出器や速度検出器を具備しない交流電動機を駆動するインバータ装置であり、与えられた励磁電流指令値と励磁電流検出値とが一致するように励磁電流方向電圧を制御する励磁電流制御部と、与えられた出力周波数指令から交流電動機の誘起電圧指令を演算するV/f変換部とを備える前記インバータ装置において、前記励磁電流方向電圧と前記誘起電圧指令に基づいて、前記交流電動機の脱調状態を判別する脱調検出部を備えるものである。
また、請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の発明における前記脱調検出部が、前記励磁電流方向電圧と前記誘起電圧指令との加算値と、誘起電圧指令に対する割合とを比較し、前記誘起電圧指令に対する割合以下の場合、前記交流電動機が脱調状態にあると判断するものである。
また、請求項5に記載の発明は、請求項1または3に記載の発明における前記交流電動機が脱調状態にあると判断した場合、インバータ装置を異常停止または異常信号を出力または異常状態を表示するものである。
また、請求項2または4に記載の発明は、簡単な処理で交流電動機が脱調状態を判断することができる。また、ソフトウェアの演算負荷を軽減することができる。また、安価なCPUで可能な簡単な処理ため、インバータ装置の低コスト化を図ることができる。また、安価なCPUで良いため、汎用性も高まる。
また、請求項5に記載の発明は、インバータ装置の異常状態を保持するため、交流電動機が脱調状態での運転を避けることができる。また、システム全体としての信頼性を向上させることができる。
2 交流電動機
3 電流検出部
4 座標変換部
5 励磁電流制御部
6 トルク電流制御部
7 V/f変換部
8 出力電圧演算部
9 PWM演算部
10 脱調検出部
11 インバータ部
交流電動機2が正常に回転している場合には、交流電動機2の誘起電圧と周波数の比が一定になる。しかしながら、交流電動機2が脱調状態にある場合には、誘起電圧が無くなる為、与えられた誘起電圧指令と誘起電圧の差により大電流が流れることになる。この場合、トルク電流制御部6が、誘起電圧指令を抑制するような電圧を出力するので、与えられたトルク電流指令値及び励磁電流指令値に制御される。但し、このときトルク電流制御部6の出力であるトルク電流方向電圧と誘起電圧指令との加算値は、誘起電圧指令よりも小さくなる。本来、トルク電流方向電圧には交流電動機2の抵抗やインダクタンス成分の電圧降下分が含まれているため、この電圧降下分を考慮した誘起電圧指令に対する割合を予め設定しておけば、誘起電圧指令とトルク電流方向電圧の加算値がこの誘起電圧指令に対する割合以下になると脱調状態を検出することができる。
また、交流電動機2が脱調状態にあると判断した後は、インバータ装置1の異常状態を保持するため、交流電動機2が脱調状態での運転を避けることができる。
交流電動機2の抵抗やインダクタンス成分の電圧降下分をそれぞれ励磁電流方向電圧成分とトルク電流方向電圧成分毎に演算し、前述の電圧降下分の励磁電流方向電圧成分を励磁電流方向電圧に加算し、前述の電圧降下分のトルク電流方向電圧成分をトルク電流方向電圧に加算する補償項を追加した制御構成(図示しない)においても、交流電動機2が脱調した場合には、誘起電圧指令とトルク電流方向電圧の加算値が、予め設定した誘起電圧指令に対する割合以下になる為、同様に脱調状態を検出することができる。
交流電動機2が正常に回転している場合には、交流電動機2の誘起電圧と周波数の比が一定になる。しかしながら、交流電動機2が脱調状態にある場合には、誘起電圧が無くなる為、与えられた誘起電圧指令と誘起電圧の差により大電流が流れることになる。この場合、励磁電流制御部5が、誘起電圧指令を抑制するような電圧を出力するので、与えられた励磁電流指令値に制御される。但し、このとき励磁電流制御部5の出力である励磁電流方向電圧と誘起電圧指令との加算値は、誘起電圧指令よりも小さくなる。本来、励磁電流方向電圧には交流電動機2の抵抗やインダクタンス成分の電圧降下分が含まれているため、この電圧降下分を考慮した誘起電圧指令に対する割合を予め設定しておけば、誘起電圧指令と励磁電流方向電圧の加算値がこの誘起電圧指令に対する割合以下になると、脱調状態を検出することができる。
また、交流電動機2が脱調状態にあると判断した後は、インバータ装置1の異常状態を保持するため、交流電動機2が脱調状態での運転を避けることができる。
また、交流電動機2が脱調状態にあると判断した後は、インバータ装置1の異常状態を保持するため、交流電動機2が脱調状態での運転を避けることができる。
また、交流電動機の電動機定数を誤設定した場合の保護も本発明を使用することにより実現可能である。
また、交流電動機を保護するだけでなく、インバータ装置や交流電動機で駆動する機械を含むシステムを保護することにもなる。
Claims (5)
- 回転子の位置検出器や速度検出器を具備しない交流電動機を駆動するインバータ装置であり、与えられたトルク電流指令値とトルク電流検出値とが一致するようにトルク電流方向電圧を制御するトルク電流制御部と、与えられた出力周波数指令から交流電動機の誘起電圧指令を演算するV/f変換部とを備える前記インバータ装置において、
前記トルク電流方向電圧と前記誘起電圧指令に基づいて、前記交流電動機の脱調状態を判別する脱調検出部を備えることを特徴とするインバータ装置。 - 前記脱調検出部が、前記トルク電流方向電圧と前記誘起電圧指令との加算値と、誘起電圧指令に対する割合とを比較し、
前記誘起電圧指令に対する割合以下の場合、前記交流電動機が脱調状態にあると判断することを特徴とする請求項1記載のインバータ装置。 - 回転子の位置検出器や速度検出器を具備しない交流電動機を駆動するインバータ装置であり、与えられた励磁電流指令値と励磁電流検出値とが一致するように励磁電流方向電圧を制御する励磁電流制御部と、与えられた出力周波数指令から交流電動機の誘起電圧指令を演算するV/f変換部とを備える前記インバータ装置において、
前記励磁電流方向電圧と前記誘起電圧指令に基づいて、前記交流電動機の脱調状態を判別する脱調検出部を備えることを特徴とするインバータ装置。 - 前記脱調検出部が、前記励磁電流方向電圧と前記誘起電圧指令との加算値と、誘起電圧指令に対する割合とを比較し、
前記誘起電圧指令に対する割合以下の場合、前記交流電動機が脱調状態にあると判断することを特徴とする請求項3記載のインバータ装置。 - 前記交流電動機が脱調状態にあると判断した場合、インバータ装置を異常停止または異常信号を出力または異常状態を表示することを特徴とする請求項1または3記載のインバータ装置。
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