TWI441442B - 變頻器系統及通信方法 - Google Patents

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TWI441442B TW102103457A TW102103457A TWI441442B TW I441442 B TWI441442 B TW I441442B TW 102103457 A TW102103457 A TW 102103457A TW 102103457 A TW102103457 A TW 102103457A TW I441442 B TWI441442 B TW I441442B
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Description

變頻器系統及通信方法
本發明係關於變頻器系統(inverter system)及通信方法。
專利文獻1中記載了：在以菊鍊(daisy chain)方式連接有上位控制裝置及複數個馬達驅動裝置之馬達控制用序列(serial)通信裝置中，在所有的馬達驅動裝置的內部設置上數(count up)速度相同之通信時序計數器(timing counter)，且在有指令資料從上位控制裝置發送到所有的馬達驅動裝置之際，在所有的馬達驅動裝置，在正常地將指令資料取入之時點使通信時序計數器重設(reset)之技術。因此，根據專利文獻1，所有的馬達驅動裝置都能夠以通信時序計數器為基準而同時執行對於指令資料的控制之反應及回授資料(feedback data)之取樣(sampling)，所以在要使複數個馬達協調動作之情況就能夠做到各馬達的動作不會發生偏差之高精度的控制。
[先前技術文獻] (專利文獻)
(專利文獻1)日本特開2003-189654號公報
專利文獻1中記載的技術，係以複數個馬達驅動裝置互相驅動不同的馬達為前提。亦即，專利文獻1中記載的技術所考慮的是複數個馬達驅動裝置與複數個馬達之間的複數個連接係相互獨立之情況。
另一方面，在主要變頻器(master inverter)及一個以上的從屬變頻器(slave inverter)係透過共通連接節點(node)而並聯連接至一個馬達之構成中，由於主要變頻器及一個以上的從屬變頻器係透過共通連接節點而相互連接，所以會有橫流電流(cross current)在主要變頻器與一個以上的從屬變頻器之間流通之可能性。
本發明係有鑑於上述課題而完成者，其目的在得到可抑制主要變頻器與一個以上的從屬變頻器之間的橫流電流之變頻器系統及通信方法。
為了解決上述的課題，達成本發明之目的，本發明的一個態樣之變頻器系統，係具備有：連接至馬達之主要變頻器(master inverter)；以及透過半雙工通信線路而連接至前述主要變頻器，並且與前述主要變頻器並聯而分別透過共通連接節點與前述馬達連接之一個以上的從屬變頻器(slave inverter)，前述主要變頻器具有：根據第一PWM載波(carrier)及第一指令電壓來驅動前述馬達之驅 動部；以及與前述第一PWM載波同步，而將包含有電流指令之第一資料予以廣播(broadcast)發送至前述半雙工通信線路之通信部，前述一個以上的從屬變頻器分別具有：根據第二PWM載波及第二指令電壓來驅動前述馬達之驅動部；經由前述半雙工通信線路接收前述第一資料，並且與前述第二PWM載波同步而以避開前述第一資料的接收時序之時序，將包含有從前述從屬變頻器輸出至前述馬達的實際輸出電流之第二資料予以廣播發送至前述半雙工通信線路之通信部；以及依據前述第一資料的接收時序，調整前述第二PWM載波的相位以使之與前述第一PWM載波的相位一致之相位調整部，前述主要變頻器則還具有：在前述通信部接收到前述第二資料之際，依據接收到的第二資料，調整前述第一指令電壓的振幅以使從前述主要變頻器輸出至前述馬達的實際輸出電流與從前述一個以上的從屬變頻器分別輸出至前述馬達的實際輸出電流取得平衡之振幅調整部。
根據本發明，調整第二PWM載波的相位以使之與第一PWM載波的相位一致，因此可減低第一PWM載波與第二PWM載波之間的相位偏差。以及，調整第一指令電壓的振幅以使從主要變頻器輸出至馬達的實際輸出電流與從從屬變頻器輸出至馬達的實際輸出電流相平衡，因此可減低第一指令電壓與第二指令電壓之間的振幅偏差。因此，可抑制主要變頻器與一個以上的從屬變頻器之 間的橫流電流。
1、1i‧‧‧變頻器系統
2i、3i‧‧‧偶合電抗器
11、21‧‧‧驅動部
11a、21a‧‧‧整流部
11b、21b‧‧‧平滑部
11c、21c‧‧‧變頻器主電路
11c1、21c1‧‧‧上臂
11c2、21c2‧‧‧下臂
12、22‧‧‧通信部
13、23‧‧‧控制部
13a‧‧‧演算部
13b、23b‧‧‧變換部
14、24‧‧‧PWM產生部
14a、24a‧‧‧PWM載波產生部
14b、24b‧‧‧比較部
15、25‧‧‧通信時序計數器
30‧‧‧半雙工通信線路
31、32‧‧‧通信線
33‧‧‧集線器
40‧‧‧速度感測器
100、200‧‧‧變頻器系統
112、122‧‧‧通信部
113、123‧‧‧控制部
113c、123c‧‧‧振幅調整部
116、126‧‧‧電流感測器
124‧‧‧PWM產生部
124c‧‧‧相位調整部
230‧‧‧半雙工通信線路
CN‧‧‧共通連接節點
CV1‧‧‧第一指令電壓
CV1’‧‧‧調整後的第一指令電壓
CV2‧‧‧第二指令電壓
CV2’‧‧‧調整後的第二指令電壓
IM 、IS ‧‧‧輸出電流
M、M’‧‧‧主要變頻器
MT‧‧‧馬達
PS‧‧‧電源
S、S’‧‧‧從屬變頻器
SYN‧‧‧PWM載波同步信號
第1圖係顯示實施形態1之變頻器系統的構成之圖。
第2圖係顯示實施形態1之變頻器系統的構成之圖。
第3圖係顯示實施形態1之變頻器系統的動作之圖。
第4圖係顯示實施形態1之變頻器系統的動作之流程圖。
第5圖係顯示實施形態2之變頻器系統的構成之圖。
第6圖係顯示實施形態2之變頻器系統的動作之圖。
第7圖係顯示實施形態2之變頻器系統的動作之圖。
第8圖係顯示實施形態3之變頻器系統的動作之圖。
第9圖係顯示基本形態之變頻器系統的構成之圖。
第10圖係顯示基本形態之變頻器系統的動作之圖。
第11圖係顯示基本形態之變頻器系統的動作之圖。
第12圖係顯示基本形態的變形例之變頻器系統的構成之圖。
以下，根據圖式來詳細說明本發明之變頻器系統的實施形態。惟本發明並不受此實施形態所限定。
實施形態1
在針對實施形態1之變頻器系統100進行說明之前，先利用第9圖來說明基本形態之變頻器系統1。第9圖係顯示基本形態之變頻器系統1的構成之圖。
一個馬達一般而言係由一台變頻器加以驅動，但在馬達的容量(額定功率)比變頻器的容量大之情況，例如馬達的容量為800 kW而一台變頻器的容量為500 kW之情況，一台變頻器要依照預定的指令來適當地驅動一台馬達會有困難。
對於此問題，可考慮將複數台變頻器的輸出予以並聯連接之並聯驅動方式來作為驅動容量大的馬達之方法。例如，在馬達的容量為800 kW，兩台變頻器的容量分別為500 kW之情況，就可考慮將兩台變頻器並聯連接至該馬達MT，使得兩台變頻器能夠依照預定的指令來適當地驅動馬達MT。
具體而言，係如第9圖所示，變頻器系統1具備有主要變頻器M及從屬變頻器S。主要變頻器M及從屬變頻器S係透過共通連接節點CN而相互並聯連接至馬達MT。藉此，主要變頻器M及從屬變頻器S相互協調而驅動馬達MT。馬達MT係為例如感應馬達。
如第9圖所示，主要變頻器M係接受來自外部(例如上位的控制器)之速度指令ω* ，但因為此速度指令ω* 係針對馬達MT全體的，所以必須將對應於速度指令ω* 之驅動能力分配給主要變頻器M及從屬變頻器S之各者。因此，變頻器系統1係構成為：主要變頻器M透過半雙工通信線路30而與從屬變頻器S連接，使得主要變頻器M能將分配給它的驅動能力通知給從屬變頻器S之構成。
半雙工通信線路30係若有資料從複數個節 點發送進來就可能發生衝突(collision)(資料衝突)之通信線路，具有例如集線器(hub)33、連接集線器33與主要變頻器M之通信線31、及連接集線器33與從屬變頻器S之通信線32。
更具體言之，主要變頻器M具有驅動部11、控制部13、通信時序計數器15、通信部12、及PWM產生部14。
驅動部11係從PWM產生部14接收PWM信號，依照PWM信號來驅動馬達MT。驅動部11係具有例如整流部11a、平滑部11b、及變頻器主電路11c，係利用接受來自外部的電源PS之整流部11a予以整流再利用平滑部11b加以平滑化而產生直流電力，然後利用變頻器主電路11c依照PWM信號而將直流電力變換為交流電力。變頻器主電路11c係具有例如包含上臂(arm)11c1的開關元件(switching element)及下臂11c2的開關元件之複數個開關元件，且依照PWM信號而使複數個開關元件分別以預定的時序導通/切斷(on/off)，來將直流電力變換為交流電力。驅動部11係將變換得到的交流電力供給至馬達MT來驅動馬達MT。在第9圖中，將從驅動部11供給至馬達MT之交流電力之中之電流成分表示成輸出電流IM 。
控制部13係整體性地控制主要變頻器M。舉例來說，控制部13係產生在產生PWM載波之際作為基準之PWM載波同步信號SYN並將之供給至PWM產生部14。
另外，控制部13從外部(例如上位的控制器(controller))接受速度指令ω* ，而進行依據速度指令ω* 之控制。舉例來說，控制部13具有演算部13a及變換部13b。演算部13a從外部接受速度指令ω* ，從速度感測器(sensor)40接收實際速度ω。演算部13a係將例如速度指令ω* 減去實際速度ω所得到之值變換為與對馬達MT整體的驅動能力對應之總電流指令I* ，並將總電流指令I* 分割(例如均分)為主要變頻器M用的電流指令I* M 及從屬變頻器S用的電流指令I* S 。
舉例來說，如第2圖所示，演算部13a係具有減法器13a1、係數器13a2、係數器13a3、及係數器13a4。減法器13a1將速度指令ω* 減去實際速度ω而求出速度偏差△ω，並將速度偏差△ω供給至係數器13a2。係數器13a2將速度偏差△ω乘以係數K0 而求出總電流指令I* ，並將總電流指令I* 供給至係數器13a3及係數器13a4。係數器13a3將總電流指令I* 乘以係數KM 而求出主要變頻器M用的電流指令I* M 。係數器13a4將總電流指令I* 乘以係數KS 而求出從屬變頻器S用的電流指令I* S 。第2圖雖然是顯示實施形態1之變頻器系統的構成之圖，但因為演算部13a的部分係一樣的，故將之用於此處之說明。
演算部13a將主要變頻器M用的電流指令I* M 供給至變換部13b。變換部13b將主要變頻器M用的電流指令I* M 變換至第一指令電壓CV1並將之供給至PWM產生部14。
又，控制部13產生包含從屬變頻器S用的電流指令I* S 之發送資料並將之供給至通信部12。
通信時序計數器15，係與預定的時脈(clock)同步而進行上數(count up)動作。其計數值係在通信時序計數器15重設(reset)之前一直增加。通信時序計數器15將計數值供給至通信部12。
通信部12係從通信時序計數器15接收計數值，從控制部13接收發送資料。通信部12係若依據計數值而判斷為到了應發送的時點(timing)，就將發送資料予以廣播發送至半雙工通信線路30。
PWM產生部14係從控制部13接收PWM載波同步信號SYN及第一指令電壓CV1，利用PWM載波同步信號SYN及第一指令電壓CV1來產生PWM信號。舉例來說，PWM產生部14係具有PWM載波產生部14a及比較部14b。PWM載波產生部14a係依據PWM載波同步信號SYN而產生具有預定的週期之第一PWM載波。
比較部14b，係從PWM載波產生部14a接收第一PWM載波，從控制部13接收第一指令電壓CV1。比較部14b比較第一PWM載波與第一指令電壓CV1，產生依比較結果而定之PWM信號並將之供給至變頻器主電路11c。藉此，驅動部11接收根據第一PWM載波及第一指令電壓CV1而產生之PWM信號，依照PWM信號將直流電力變換為交流電力並將之供給至馬達MT。亦即，驅動部11係根據第一PWM載波及第一指令電壓來驅動馬達MT。
舉例來說，如第10圖所示，比較部14b在第一PWM載波超過第一指令電壓之時點，使上臂11c1用的PWM信號(亦即上臂ON信號)從on準位(level)變為off準位，並在隨後不久的時點，使下臂11c2用的PWM信號(亦即下臂ON信號)從off準位變為on準位。比較部14b在第一PWM載波低於第一指令電壓之時點，使下臂ON信號從on準位變為off準位，並在隨後不久的時點，使上臂ON信號從off準位變為on準位。對應於此，變頻器主電路11c其例如上臂11c1的開關元件及下臂11c2的開關元件分別進行依照PWM信號之開關動作，並如上臂輸出狀態及下臂輸出狀態所示之方式將交流電力供給至馬達MT。
另一方面，第9圖所示之從屬變頻器S係具有驅動部21、通信時序計數器25、通信部22、控制部23、及PWM產生部24。
驅動部21係從PWM產生部24接收PWM信號，依照PWM信號來驅動馬達MT。驅動部21係具有例如整流部21a、平滑部21b、及變頻器主電路21c，並利用接受來自外部的電源PS之整流部21a予以整流再利用平滑部21b加以平滑化而產生直流電力，然後利用變頻器主電路21c依照PWM信號而將直流電力變換為交流電力。變頻器主電路21c係具有例如包含上臂21c1的開關元件及下臂21c2的開關元件之複數個開關元件，且依照PWM信號而使複數個開關元件分別以預定的時序導通/切斷(on/off)，來將直流電力變換為交流電力。驅動部21係將 變換得到的交流電力供給至馬達MT來驅動馬達MT。在第9圖中，將從驅動部21供給至馬達MT之交流電力之中之電流成分表示成輸出電流IS 。
通信時序計數器25，係與預定的時脈(clock)同步而進行上數(count up)動作。其計數值係在通信時序計數器25重設(reset)之前一直增加。通信時序計數器25亦可將計數值供給至通信部22。
通信部22係經由半雙工通信線路30而從主要變頻器M接收包含從屬變頻器S用的電流指令I* S 之資料。通信部22將包含從屬變頻器S用的電流指令I* S 之資料供給至控制部23。通信部22亦可從通信時序計數器25接收計數值，然後依據計數值而將預定的發送資料予以廣播發送至半雙工通信線路30。
控制部23係整體性地控制從屬變頻器S。舉例來說，控制部23係產生在產生PWM載波之際作為基準之PWM載波同步信號SYN並將之供給至PWM產生部24。
另外，控制部23從通信部22接收包含從屬變頻器S用的電流指令I* S 之資料，進行依據電流指令I* S 之控制。舉例來說，控制部23係具有變換部23b。變換部23b將從屬變頻器S用的電流指令I* S 變換至第二指令電壓CV2並將之供給至PWM產生部24。
又，控制部23亦可產生預定的發送資料並將之供給至通信部22。
PWM產生部24係從控制部23接收PWM載波同步信號SYN及第二指令電壓CV2，利用PWM載波同步信號SYN及第二指令電壓CV2來產生PWM信號。舉例來說，PWM產生部24係具有PWM載波產生部24a及比較部24b。PWM載波產生部24a係依據PWM載波同步信號SYN而產生具有預定的週期之第二PWM載波。
比較部24b係從PWM載波產生部24a接收第二PWM載波，從控制部23接收第二指令電壓CV2。比較部24b比較第二PWM載波與第二指令電壓CV2，產生依比較結果而定之PWM信號並將之供給至變頻器主電路21c。藉此，驅動部21接收根據第二PWM載波與第二指令電壓而產生之PWM信號，依照PWM信號將直流電力變換為交流電力並將之供給至馬達MT。亦即，驅動部21係根據第二PWM載波與第二指令電壓來驅動馬達MT。
舉例來說，如第10圖所示，比較部24b在第二PWM載波超過第二指令電壓之時點，使上臂21c1用的PWM信號(亦即上臂ON信號)從on準位變為off準位，並在隨後不久的時點，使下臂21c2用的PWM信號(亦即下臂ON信號)從off準位變為on準位。比較部24b在第二PWM載波低於第二指令電壓之時點，使下臂ON信號從on準位變為off準位，並在隨後不久的時點，使上臂ON信號從off準位變為on準位。對應於此，變頻器主電路21c其例如上臂21c1的開關元件及下臂21c2的開關元件分別進行依照PWM信號之開關動作，並如上臂輸出狀態及下臂輸 出狀態所示之方式將交流電力供給至馬達MT。
在主要變頻器M與從屬變頻器S透過共通連接節點CN而並聯連接至一個馬達MT之構成中，由於主要變頻器M與從屬變頻器S透過共通連接節點CN而相互連接，因此會有橫流電流在主要變頻器M與從屬變頻器S之間流通的可能性。
例如，如第9圖所示若有橫流電流IMS 從主要變頻器M往從屬變頻器S流，就會使得從主要變頻器M往馬達MT之電力供給減少以及阻礙到從從屬變頻器S往馬達MT之電力供給，所以主要變頻器M及從屬變頻器S要依照速度指令ω* 來適當地驅動馬達MT會有困難。
為了抑制此橫流電流，亦可考慮如第12圖所示，在變頻器系統1i中，在主要變頻器M及從屬變頻器S與馬達MT之間連接上繞線方向相反的耦合電抗器(coupled reactors)2i,3i。此構成係希望藉由使主要變頻器M及從屬變頻器S之間的阻抗(impedance)升高來抑制橫流電流。
然而，在主要變頻器M及從屬變頻器S分別供給三相的交流電力至馬達MT之情況，可接合三相交流電力之耦合電抗器相當昂貴，容易使變頻器系統1i的製造成本增大。另外，在變頻器系統1i中，為了增加變頻器的並聯台數，必須在各變頻器與馬達之間設置構造非常複雜的耦合電抗器，容易使變頻器系統1i的製造成本更加增大。
因此，本發明之發明人針對不使用耦合電抗器是不是就無法抑制橫流電流這個問題進行了如第10及11圖所示之探討。
例如，如第10圖所示，在主要變頻器M與從屬變頻器S之間，由於互相之間的元件特性的不一致，常在輸出延遲時間Tdm,Tds上具有差異。除了此輸出延遲差異之外，若主要變頻器M中使用的第一PWM載波與從屬變頻器S中使用的第二PWM載波之間依相位偏差△CP而定的時間偏差Tdc(△CP)很大，就有橫流電流通過共通連接節點CN而在主要變頻器M與從屬變頻器S之間流通的可能性。亦即，在第10圖所示之橫流誘發期間Tms，主要變頻器M的上臂11c1為on，同時從屬變頻器S的下臂21c1為on，所以如第9圖的虛線箭號所示，橫流電流IMS 容易從主要變頻器M經由共通連接節點CN而往從屬變頻器S流動。此橫流誘發期間Tms係如以下之數式1所示，有第一PWM載波與第二PWM載波之相位偏差△CP越大就越長之傾向。
Tms=Tdc(△CP)+Tds-Tdm…數式1
或者，例如，如第11圖所示，除了主要變頻器M與從屬變頻器S的輸出延遲差異之外，若主要變頻器M中使用的第一指令電壓與從屬變頻器S中使用的第二指令電壓之間依振幅偏差△CV而定的時間偏差Tdc(△CV)很大，就有橫流電流通過共通連接節點CN而在主要變頻器M與從屬變頻器S之間流通的可能性。亦即，在第11 圖所示之橫流誘發期間Tms，主要變頻器M的上臂11c1為on，同時從屬變頻器S的下臂21c1為on，所以如第9圖的虛線箭號所示，橫流電流IMS 容易從主要變頻器M經由共通連接節點CN而往從屬變頻器S流動。此橫流誘發期間Tms係如以下之數式2所示，有第一指令電壓與第二指令電壓之振幅偏差△CV越大就越長之傾向。
Tms=Tdc(△CV)+Tds-Tdm…數式2
亦即，本發明之發明人發現：為了縮短橫流誘發期間Tms而抑制橫流電流IMS ，必須減小第一PWM載波與第二PWM載波之相位偏差△CP，以及減小第一指令電壓與第二指令電壓之振幅偏差△CV。
因此，在本實施形態中，進行使第一PWM載波的相位與第二PWM載波之相位一致之調整，並且以讓從主要變頻器M’輸出至馬達MT之實際輸出電流IM 與從從屬變頻器S’輸出至馬達MT之實際輸出電流IS 相平衡之方式調整第一指令電壓及第二指令電壓的至少一方，以期能夠高精度地使各變頻器的開關動作同步，而使橫流電流得到抑制。
具體而言，係如第1圖所示，變頻器系統100具備有主要變頻器M’及從屬變頻器S’。第1圖係顯示變頻器系統100的構成之圖。以下，以與基本形態不同的部分為中心進行說明。
本實施形態係為了使第一PWM載波的相位與第二PWM載波之相位一致，而進行通信方式之變更。
在基本的形態中，因為主要變頻器M與從屬變頻器S係透過半雙工通信線路30而連接，所以在主要變頻器M與從屬變頻器S都發送資料之情況會有發生衝突(資料衝突)之可能性。此時，在半雙工通信線路30中，若例如集線器33為中繼式集線器(repeater hub)則會檢測出衝突然後進行資料再發送處理，若例如集線器33為交換式集線器(switching hub)則會檢測出衝突之可能性然後進行調停處理。進行此再發送處理或調停處理，在將用來使第一PWM載波的相位與第二PWM載波之相位一致之資料從主要變頻器M發送至從屬變頻器S之際，會在主要變頻器M側的發送時序與從屬變頻器S側的接收時序之間發生時間延遲(time lag)，而難以使第一PWM載波的相位與第二PWM載波之相位一致。
相對於此，本實施形態係以分時(time-division)方式進行主要變頻器M’的通信部112之資料發送及從屬變頻器S’的通信部122之資料發送(參照第3圖)。藉此，就可防止如上述之時間延遲的發生。此時，必須使作為主要變頻器M’的通信部112之資料發送時序及從屬變頻器S’的通信部122之資料發送時序的基準之信號相互同步。
在基本的形態中，作為主要變頻器M的通信部12之資料發送時序及從屬變頻器S的通信部22之資料發送時序的基準之信號，係為通信時序計數器15,25的計數值。假如要使第一PWM載波的相位與第二PWM載波 之相位一致，就必須要有先進行讓用來使通信時序計數器15,25動作之預定的時脈的相位及週期一致之調整然後進行使第一PWM載波的相位與第二PWM載波之相位一致之調整這樣的兩階段的調整。因此，在變頻器系統1中，用來使第一PWM載波的相位與第二PWM載波之相位一致之處理時間容易增大，難以確保馬達控制的即時(real time)性。
相對於此，在本實施形態中，主要變頻器M’的通信部112係從PWM產生部14接收第一PWM載波，且與第一PWM載波中的第一相位(例如載波的波峰)同步，而將包含從屬變頻器S’用的電流指令I* S 之第一資料予以廣播發送至半雙工通信線路30(參照第3圖)。對應於此，從屬變頻器S’的通信部122經由半雙工通信線路30接收第一資料，並且與第二PWM載波同步而以避開第一資料的接收時序之時序將第二資料予以廣播發送至半雙工通信線路30。亦即，從屬變頻器S’的通信部122係從PWM產生部124接收調整後的第二PWM載波，且與第二PWM載波中的第二相位(例如載波的波谷)同步，而將第二資料予以廣播發送至半雙工通信線路30(參照第3圖)。藉此，就可避免半雙工通信線路30中之第一資料與第二資料的衝突(collision)(資料衝突)，且從屬變頻器S’的通信部122可經由半雙工通信線路30而即時地接收從主要變頻器M’所發送出的第一資料。
從屬變頻器S’的PWM產生部124係還具有 相位調整部124c。相位調整部124c係經由控制部123而即時接收通信部122所接收到的第一資料，並依據第一資料的接收時序而調整第二PWM載波的相位以使之與第一PWM載波的相位一致。亦即，相位調整部124c係依據在主要變頻器M’側與第一PWM載波中的第一相位(例如載波的波峰)同步而發送出的第一資料，而在第一資料的接收時點將第二PWM載波的相位調整成第一相位(例如載波的波峰)。
例如，如第3圖所示之情況，在時點t1附近第一PWM載波與第二PWM載波之間發生了相位偏差，從屬變頻器S’的相位調整部124c在接收到第一資料「I* n+2」之時點t2強制地將第二PWM載波的相位調整為第一相位(例如載波的波峰)。藉此，就可在時點t2以後使第一PWM載波的相位與第二PWM載波之相位一致。
此外，在本實施形態中，為了以讓從主要變頻器M’輸出至馬達MT之實際輸出電流IM 與從從屬變頻器S’輸出至馬達MT之實際輸出電流IS 相平衡之方式調整第一指令電壓及第二指令電壓的至少一方，而下了以下的工夫。
從屬變頻器S’係還具有電流感測器126。電流感測器126檢測出從從屬變頻器S’輸出至馬達MT之實際輸出電流IS 並將之供給至控制部123。控制部123產生包含從從屬變頻器S’輸出至馬達MT的實際輸出電流IS 之第二資料並將之供給至通信部122。通信部122係與第二 PWM載波中的第二相位(例如載波的波谷)同步而將第二資料予以廣播發送至半雙工通信線路30(參照第3圖)。
主要變頻器M’係還具有電流感測器116，主要變頻器M’的控制部113還具有振幅調整部113c。電流感測器116檢測出從主要變頻器M’輸出至馬達MT之實際輸出電流IM 並將之供給至控制部113。振幅調整部113c從電流感測器116接收實際輸出電流IM 。此外，振幅調整部113c在通信部112接收到第二資料之際，從通信部112接收第二資料。振幅調整部113c依據第二資料而得知從從屬變頻器S’輸出至馬達MT之實際輸出電流IS 。然後，振幅調整部113c以讓從主要變頻器M’輸出至馬達MT之實際輸出電流IM 與從從屬變頻器S’輸出至馬達MT之實際輸出電流IS 相平衡之方式調整第一指令電壓CV1。
例如，振幅調整部113c在第一指令電壓CV1係由變換部13b所變換得出之情況，從演算部13a接收用來得到第一指令電壓CV1之電流指令I* M 。振幅調整部113c依據實際輸出電流IM 及實際輸出電流IS ，而以讓從主要變頻器M’輸出至馬達MT之實際輸出電壓的振幅與從從屬變頻器S’輸出至馬達MT之實際輸出電壓的振幅相等之方式調整電流指令I* M 然後供給至變換部13b。變換部13b從振幅調整部113c接收調整後的電流指令I* M ’，將調整後的電流指令I* M ’變換為第一指令電壓CV1’後供給至PWM產生部14。亦即，振幅調整部113c係藉由調整與第一指令電壓CV1對應之電流指令I’M 來間接地調整第一指令電壓 CV1而產生調整後的第一指令電壓CV1’。
例如，如第2圖所示，振幅調整部113c係具有減法器113c1、係數器113c2、加法器113c3、係數器113c4、減法器113c5、係數器113c6、修正計算部113c7、及加法器113c8。減法器113c1將電流指令I* M 減去實際輸出電流IM 而求出電流偏差△IM ，並將電流偏差△IM 供給至係數器113c2。係數器113c2將電流偏差△IM 乘以係數K1 然後將K1 △IM 供給至修正計算部113c7。加法器113c3將實際輸出電流IS 加上實際輸出電流IM 然後將實際輸出電流(IM +IS )供給至係數器113c4。係數器113c4將實際輸出電流(IM +IS )乘以係數K2 然後將K2 (IM +IS )供給至減法器113c5。減法器113c5將K2 (IM +IS )減去實際輸出電流IM 然後將((K2 -1)IM +K2 IS )供給至係數器113c6。係數器113c6將((K2 -1)IM +K2 IS )乘以係數K3 然後將K3 ((K2 -1)IM +K2 IS )供給至修正計算部113c7。修正計算部113c7係依據K1 △IM 及K3 ((K2 -1)IM +K2 IS )而求出希望將振幅偏差予以消除掉之修正量△CIM ，並將修正量△CIM 供給至加法器113c8。加法器113c8係將電流指令I* M 加上修正量△CIM 而求出調整後的電流指令I* M ’(=I* M +△CIM )。
主要變頻器M’的控制部113係產生除了包含從屬變頻器S’用的電流指令I* S 之外，也包含從主要變頻器M’輸出至馬達MT的實際輸出電流IM 之第一資料並將之供給至通信部112。通信部112係與第一PWM載波中的第一相位(例如載波的波峰)同步而將第一資料予以廣播發 送至半雙工通信線路30(參照第3圖)。
從屬變頻器S’的控制部123係還具有振幅調整部123c。電流感測器126檢測出從從屬變頻器S’輸出至馬達MT之實際輸出電流IS 並將之供給至控制部123。振幅調整部123c從電流感測器126接收實際輸出電流IS 。此外，振幅調整部123c在通信部122接收到第一資料之際，從通信部122接收第一資料。振幅調整部123c依據第一資料而得知從主要變頻器M’輸出至馬達MT之實際輸出電流IM 。然後，振幅調整部123c以讓從主要變頻器M’輸出至馬達MT之實際輸出電流IM 與從從屬變頻器S’輸出至馬達MT之實際輸出電流IS 相平衡之方式調整第二指令電壓CV2。
例如，振幅調整部123c在第二指令電壓CV2係由變換部23b所變換得出之情況，從演算部13a接收用來得到第二指令電壓CV2之電流指令I* S 。振幅調整部123c依據實際輸出電流IM 及實際輸出電流IS ，而以讓從主要變頻器M’輸出至馬達MT之實際輸出電壓的振幅與從從屬變頻器S’輸出至馬達MT之實際輸出電壓的振幅相等之方式調整電流指令I* S 然後供給至變換部23b。變換部23b從振幅調整部123c接收調整後的電流指令I* S ’，將調整後的電流指令I* S ’變換為第二指令電壓CV2’後供給至PWM產生部124。亦即，振幅調整部123c係藉由調整與第二指令電壓CV2對應之電流指令I* S 來間接地調整第二指令電壓CV2而產生調整後的第二指令電壓CV2’。
例如，如第2圖所示，振幅調整部123c係具有減法器123c1、係數器123c2、加法器123c3、係數器123c4、減法器123c5、係數器123c6、修正計算部123c7、及加法器123c8。減法器123c1將電流指令I* S 減去實際輸出電流IS 而求出電流偏差△IS ，並將電流偏差△IS 供給至係數器123c2。係數器123c2將電流偏差△IS 乘以係數K1 然後將K1 △IS 供給至修正計算部123c7。加法器123c3將實際輸出電流IM 加上實際輸出電流IS 然後將實際輸出電流(IM +IS )供給至係數器123c4。係數器123c4將實際輸出電流(IM +IS )乘以係數K2 然後將K2 (IM +IS )供給至減法器123c5。減法器123c5將K2 (IM +IS )減去實際輸出電流IS 然後將(K2 IM +(K2 -1)IS )供給至係數器123c6。係數器123c6係將(K2 IM +(K2 -1)IS )乘以係數K3 然後將K3 (K2 IM +(K2 -1)IS )供給至修正計算部123c7。修正計算部123c7係依據K1 △IS 及K3 (K2 IM +(K2 -1)IS )而求出希望將振幅偏差予以消除掉之修正量△CIS ，並將修正量△CIS 供給至加法器123c8。加法器123c8係將電流指令I* S 加上修正量△CIS 而算出調整後的電流指令I* S ’(=I* S +△CIS )。
接著，利用第4圖來說明變頻器系統100的動作。第4圖係顯示變頻器系統100的動作之流程圖。
主要變頻器M’係在第一PWM載波的相位成為第一相位(例如載波的波峰)之前一直待機(步驟S1的結果為「否」)，等到第一PWM載波的相位成為第一相位(例如載波的波峰)(步驟S1的結果為「是」)，就更新第一指 令電壓(步驟S2)、進行輸出電流之取樣(步驟S3)、計算出指令電流(步驟S4)、以及將包含從屬變頻器S’用的電流指令I* S 及從主要變頻器M’輸出至馬達MT的實際輸出電流IM 之第一資料予以廣播發送至半雙工通信線路30(步驟S5)。然後，主要變頻器M’在接收到第二資料之前一直待機(步驟S6的結果為「否」)。
另一方面，從屬變頻器S’係在第二PWM載波的相位成為第一相位(例如載波的波峰)之前一直待機(步驟S11的結果為「否」)，等到第二PWM載波的相位成為第一相位(例如載波的波峰)(步驟S11的結果為「是」),就更新第二指令電壓(步驟S12)、進行輸出電流之取樣(步驟S13)、以及在接收到第一資料之前一直待機(步驟S14的結果為「否」)。
從屬變頻器S’接收到第一資料(步驟S14的結果為「是」)，就以讓第二PWM載波的相位成為第一相位(例如載波的波峰)之方式調整第二PWM載波，並且從第一資料讀出從屬變頻器S’用的電流指令I* S 及從主要變頻器M’輸出至馬達MT的實際輸出電流IM (步驟S15)。
然後，從屬變頻器S’在第二PWM載波的相位成為第二相位(例如載波的波谷)之前一直待機(步驟S16的結果為「否」)，等到第二PWM載波的相位成為第二相位(例如載波的波谷)(步驟S16的結果為「是」)，就將包含從從屬變頻器S’輸出至馬達MT的實際輸出電流IS 之第二資料予以廣播發送至半雙工通信線路30(步驟S18)。然後， 從屬變頻器S’依據在步驟S15中讀出的從屬變頻器S’用的電流指令I* S 及從主要變頻器M’輸出至馬達MT的實際輸出電流IM ，來計算出想要藉由調整第二指令電壓來使從主要變頻器M’輸出至馬達MT的實際輸出電流IM 及從從屬變頻器S’輸出至馬達MT的實際輸出電流IS 平衡所需之電流修正量(步驟S19)，再利用該電流修正量來修正指令電流並將之變換為第二指令電壓，以在下次之步驟S12中用於更新(步驟S20)。
另一方面，主要變頻器M’若接收到第二資料(步驟S6的結果為「是」)，就從第二資料讀出從從屬變頻器S’輸出至馬達MT的實際輸出電流IS (步驟S8)。然後，主要變頻器M’依據從從屬變頻器S’輸出至馬達MT的實際輸出電流IS ，來計算出想要藉由調整第一指令電壓來使從主要變頻器M’輸出至馬達MT的實際輸出電流IM 與從從屬變頻器S’輸出至馬達MT的實際輸出電流IS 平衡所需之電流修正量(步驟S9)，再利用該電流修正量來修正指令電流並將之變換為第一指令電壓，以在下次之步驟S2中用於更新(步驟S10)。
如以上所述，在實施形態1中，主要變頻器M’的通信部112係與第一PWM載波同步，而將包含電流指令之第一資料予以廣播發送至半雙工通信線路30，從屬變頻器S’的通信部122係經由半雙工通信線路30而接收第一資料。從屬變頻器S’的相位調整部124c係依據第一資料的接收時序，而調整第二PWM載波的相位以使之與 第一PWM載波的相位一致。因此，可減低第一PWM載波與第二PWM載波之間的相位偏差。另外，從屬變頻器S’的通信部122係與第二PWM載波同步，而以避開第一資料的接收時序之時序，將包含從從屬變頻器輸出至馬達的實際輸出電流之第二資料予以廣播發送至半雙工通信線路30。主要變頻器M’的振幅調整部113c在通信部112接收到第二資料之際，依據接收到的第二資料而以讓從主要變頻器輸出至馬達的實際輸出電流與從從屬變頻器輸出至馬達的實際輸出電流相平衡之方式調整第一指令電壓的振幅。因此，可減低第一指令電壓與第二指令電壓之間的振幅偏差。亦即，既可減低第一PWM載波與第二PWM載波之間的相位偏差，也可減低第一指令電壓與第二指令電壓之。間的振幅偏差，因此可高精度地使主要變頻器M’之變頻器主電路中的開關動作與從屬變頻器S’之變頻器主電路中的開關動作同步，可減低橫流誘發期間Tms(參照第10、11圖)的長度(例如，可抑制到非常小)，不用使用耦合電抗器就可抑制主要變頻器M’與從屬變頻器S’之間之橫流電流。
又，在實施形態1中，主要變頻器M’的通信部112係與第一PWM載波中的第一相位(例如載波的波峰)同步，而將第一資料予以廣播發送至半雙工通信線路30。從屬變頻器S’的相位調整部124c係依據第一資料的接收時序，而以讓第二PWM載波的相位成為第一相位(例如載波的波峰)之方式調整第二PWM載波的相位。因此，可 將第二PWM載波的相位調整成與第一PWM載波的相位一致。
又，在實施形態1中，主要變頻器M’的振幅調整部113c係依據通信部112所接收到的第二資料，而以讓從主要變頻器輸出至馬達的實際輸出電壓的振幅與從從屬變頻器輸出至馬達的實際輸出電壓的振幅相等之方式調整第一指令電壓的振幅。因此，可將第一指令電壓的振幅調整成能讓從主要變頻器輸出至馬達的實際輸出電流與從從屬變頻器輸出至馬達的實際輸出電流相平衡。
又，在實施形態1中，主要變頻器M’的通信部112係使從主要變頻器輸出至馬達的實際輸出電流包含在第一資料中而予以廣播發送出去，從屬變頻器S’的振幅調整部123c係在通信部122接收到第一資料之際，依據接受到的第一資料，而以讓從主要變頻器輸出至馬達之實際輸出電流與從從屬變頻器輸出至馬達之實際輸出電流相平衡之方式調整第二指令電壓的振幅。因此，可進一歩減低第一指令電壓與第二指令電壓之間的振幅偏差。
又，在實施形態1中，主要變頻器M’的通信部112之第一資料的發送及從屬變頻器S’的通信部122之第二資料的發送，係在每個第一PWM載波及第二PWM載波的半週期交互地進行。因此，主要變頻器M’的通信部112可與第一PWM載波同步而以避開從屬變頻器S’的通信部122的發送時序之時序發送第一資料，從屬變頻器S’的通信部122可與第二PWM載波同步而以避開主要變頻器 M’的通信部112的發送時序之時序發送第二資料。亦即，能夠以分時方式進行主要變頻器M’的通信部112之第一資料的發送及從屬變頻器S’的通信部122之第二資料的發送。
又，在實施形態1中，主要變頻器M’的通信部112係與第一PWM載波的第一相位(例如載波的波峰)同步而發送第一資料，從屬變頻器S’的通信部122係與第二PWM載波的第二相位(例如載波的波谷)同步而發送第二資料。因此，能夠以分時方式進行主要變頻器M’的通信部112之第一資料的發送及從屬變頻器S’的通信部122之第二資料的發送，可避免半雙工通信線路30中之第一資料與第二資料之衝突(資料衝突)，而可在將第一資料從主要變頻器M’發送至從屬變頻器S’之際，防止主要變頻器M’側的發送時序與從屬變頻器S’側的接送時序之間之時間延遲(time lag)。亦即，從屬變頻器S’可即時地接收經由半雙工通信線路30而從主要變頻器M’發送來的第一資料，因此可使第一PWM載波的相位與第二PWM載波的相位一致。
實施形態2
接著，針對實施形態2之變頻器系統200進行說明。以下，係以與實施形態1不同的部分為中心進行說明。
實施形態1中說明的是與主要變頻器M’並聯然後透過共通連接節點CN而連接至馬達MT之從屬變 頻器S’為一台之情況，實施形態2則是針對與主要變頻器M’並聯然後透過共通連接節點CN而連接至馬達MT之從屬變頻器有複數台(S’-1至S’-3)之情況進行說明。
例如，如第5圖所示，變頻器系統200係有複數台(例如三台)從屬變頻器S’-1至S’-3與主要變頻器M’並聯然後透過共通連接節點CN而連接至馬達MT。對應於此，主要變頻器M’的演算部13a(參照第1圖)，係例如將總電流指令I* 除以主要變頻器M’與從屬變頻器S’-1至S’-3之總共的台數(例如四台)，將總電流指令I* 分割為主要變頻器M’用的電流指令I* M 及各從屬變頻器S’-1至S’-3用的電流指令I* S 。以及，主要變頻器M’的控制部113係使得要發送至各從屬變頻器S’-1至S’-3之第一資料中，包含有針對複數台從屬變頻器S’-1至S’-3而定義了從屬變頻器S’-1至S’-3的識別子與電流指令I* S 的對應關係之資訊，以及包含有從主要變頻器M’輸出至馬達MT的實際輸出電流。
半雙工通信線路230，係具有連接集線器33與三台從屬變頻器S’-1至S’-3之三條通信線32-1至32-3。此時，主要變頻器M’的通信部112之與第一PWM載波的第一相位(例如載波的波峰)同步而將第一資料予以廣播發送至半雙工通信線路230之點，係與實施形態1相同(參照第6圖)。因此，各從屬變頻器S’-1至S’-3的相位調整部124c可同時接收第一資料，而可同時依據第一資料的接收時序而將第二PWM載波的相位調整成與第一PWM載波的 相位一致。
另外，從屬變頻器S’-1至S’-3的通信部122係與第二PWM載波的第二相位(例如載波的波谷)同步而將第二資料予以廣播發送至半雙工通信線路230之點，也與實施形態1相同(參照第6圖)，但由於複數台從屬變頻器S’-1至S’-3同時發送資料的話就有發生衝突之可能性，所以必須分配發送權給複數台從屬變頻器S’-1至S’-3的任一者。
因此，主要變頻器M’的控制部113將發送權分配給複數台從屬變頻器S’-1至S’-3的任一者，並進一步將指定該發送權之資訊也包含在第一資料中而供給至通信部112。然後，通信部112與第一PWM載波的第一相位同步，而將包含有針對複數台從屬變頻器S’-1至S’-3而定義了從屬變頻器S’-1至S’-3的識別子與電流指令I* S 的對應關係的資訊、從主要變頻器M’輸出至馬達MT的實際輸出電流IM 、及指定發送權的資訊之第一資料予以廣播發送至半雙工通信線路230。因此，接收到第一資料之各從屬變頻器S’-1至S’-3就可判斷自己是否有發送權。
例如，如第6圖所示之情況，在時點t11，主要變頻器M’廣播發送出將發送權指定給從屬變頻器S’-1之第一資料「I* n」，從屬變頻器S’-1就在時點t12廣播發送出包含有從從屬變頻器S’-1輸出至馬達MT的實際輸出電流IS 之第二資料「Is1n-2」。然後，在時點t13，主要變頻器M’廣播發送出將發送權指定給從屬變頻器S’-2 之第一資料「I* n+1」，從屬變頻器S’-2就在時點t14廣播發送出包含有從從屬變頻器S’-2輸出至馬達MT的實際輸出電流IS 之第二資料「Is2n-1」。然後，在時點t15，主要變頻器M’廣播發送出將發送權指定給從屬變頻器S’-3之第一資料「I* n+2」，從屬變頻器S’-3就在時點t16廣播發送出包含有從屬變頻器S’-3輸出至馬達MT的實際輸出電流IS 之第二資料「Is3n」。然後，在時點t17，主要變頻器M’再次廣播發送出將發送權指定給從屬變頻器S’-1之第一資料「I* n」。
如上所述，複數個從屬變頻器S’-1至S’-3的通信部122之第二資料之發送，係橫跨第二PWM載波的複數個週期(第6圖所示之情況為三個週期)而循環地(robin-round)進行。
此時，例如，主要變頻器M’的振幅調整部113c係在通信部112接收到從屬變頻器S’-1的第二資料之際，依據該第二資料而得知從從屬變頻器S’-1輸出至馬達MT的實際輸出電流IS ，同時保持著前次得知之從從屬變頻器S’-2輸出至馬達MT的實際輸出電流IS 及從從屬變頻器S’-3輸出至馬達MT的實際輸出電流IS 。然後，振幅調整部113c以讓從主要變頻器M’輸出至馬達MT之實際輸出電流IM 與從各從屬變頻器S’-1至S’-3輸出至馬達MT之實際輸出電流IS 相平衡之方式調整第一指令電壓CV1。
又，例如，從屬變頻器S’-2的振幅調整部123c係在通信部122接收到其他的從屬變頻器S’-1的第二 資料之際，依據該第二資料而得知從從屬變頻器S’-1輸出至馬達MT的實際輸出電流IS ，同時保持著前次得知之從主要變頻器M’輸出至馬達MT的實際輸出電流IM 及從從屬變頻器S’-3輸出至馬達MT的實際輸出電流IS 。然後，振幅調整部123c以讓從主要變頻器M’輸出至馬達MT之實際輸出電流IM 與從各從屬變頻器S’-1至S’-3輸出至馬達MT之實際輸出電流IS 相平衡之方式調整第二指令電壓CV2。
如第7圖所示，變頻器系統200的動作係在下述之點與實施形態1不同。
各從屬變頻器S’-1至S’-3在第二PWM載波的相位成為第二相位(例如載波的波谷)之前一直待機(步驟S16-1至S16-3的結果為「否」)，等到第二PWM載波的相位成為第二相位(例如載波的波谷)(步驟S16-1至S16-3的結果為「是」)，就依據先前剛接收到的第一資料而判斷自己是否有發送權，若自己有發送權時(步驟S217-1至S217-3的結果為「是」)，就將第二資料予以廣播發送至半雙工通信線路230(步驟S18-1至S18-3)。各從屬變頻器S’-1至S’-3在自己沒有發送權之情況(步驟S217-1至S217-3的結果為「否」)，就一直待機到接收到第二資料為止(步驟S221-1至S221-3的結果為「否」)，等到接收到第二資料(步驟S221-1至S221-3的結果為「是」)，就從第二資料讀出從發送端的由從屬變頻器S’-1至S’-3輸出至馬達MT的實際輸出電流IS (步驟S222-1至S222-3)。然後，各 從屬變頻器S’-1至S’-3依據在步驟S15中讀出之從屬變頻器S’用的電流指令I* S 、在步驟S222-1至S222-3中讀出之從其他的從屬變頻器S’-1至S’-3輸出至馬達MT的實際輸出電流IS 、及從主要變頻器M’輸出至馬達MT的實際輸出電流IM ，來計算出想要藉由調整第二指令電壓來使從主要變頻器M’輸出至馬達MT的實際輸出電流IM 與從各從屬變頻器S’-1至S’-3輸出至馬達MT的實際輸出電流IS 平衡所需之電流修正量(步驟S219-1至S219-3)。
另一方面，主要變頻器M’若接收到第二資料(步驟S6的結果為「是」)，就確認接下來將發送資料之從屬變頻器S’-1至S’-3的識別子(ID)，而將該識別子(ID)設定至指定發送權之資訊中(步驟S207)。
如以上所述，在實施形態2中，主要變頻器M’的通信部112係與第一PWM載波同步，而將包含電流指令之第一資料予以廣播發送至半雙工通信線路230，各從屬變頻器S’-1至S’-3的通信部122係經由半雙工通信線路230而接收第一資料。各從屬變頻器S’-1至S’-3的相位調整部124c係依據第一資料的接收時序，而同時以與第一PWM載波的相位一致之方式調整第二PWM載波的相位。因此，可在從屬變頻器的台數為複數台之情況，同時減低第一PWM載波與複數個第二PWM載波之間的相位偏差。
另外，在實施形態2中，從屬變頻器S’-1至S’-3的通信部122係與第二PWM載波同步，而以避開第一資料的接收時序之時序，將包含從從屬變頻器輸出至 馬達的實際輸出電流之第二資料予以廣播發送至半雙工通信線路230。主要變頻器M’的振幅調整部113c在通信部112接收到第二資料之際，依據接收到的第二資料而以讓從主要變頻器輸出至馬達的實際輸出電流與從各從屬變頻器輸出至馬達的實際輸出電流相平衡之方式調整第一指令電壓的振幅。因此，可在從屬變頻器的台數為複數台之情況，減低第一指令電壓與第二指令電壓之間的振幅偏差。
又，在實施形態2中，從屬變頻器S’-1至S’-3的通信部122係經由半雙工通信線路230而接收來自其他的從屬變頻器S’-1至S’-3之第二資料。從屬變頻器S’-1至S’-3的振幅調整部123c係依據第一資料，及其他的從屬變頻器S’-1至S’-3之第二資料，而以讓從主要變頻器輸出至馬達的實際輸出電流與從各從屬變頻器輸出至馬達的實際輸出電流相平衡之方式調整第二指令電壓的振幅。因此，可在從屬變頻器的台數為複數台之情況，減低第一指令電壓與第二指令電壓之間的振幅偏差。
又，在實施形態2中，從屬變頻器的台數為複數台之情況，可同時減低第一PWM載波與複數個第二PWM載波之間的相位偏差，並可減低第一指令電壓與第二指令電壓之間的振幅偏差。因此，可在從屬變頻器的台數為複數台之情況，抑制主要變頻器M’與複數個從屬變頻器S’-1至S’-3之間之橫流電流。
又，在實施形態2中，複數個從屬變頻器S’-1至S’-3的通信部122之第二資料的發送，係橫跨第二 PWM載波的複數個週期而循環地進行。因此，可在從屬變頻器的台數為複數台之情況，以分時方式進行複數個從屬變頻器S’-1至S’-3的通信部122之第二資料的發送，而可避免半雙工通信線路230中之複數個第二資料的衝突(資料衝突)。亦即，由於從屬變頻器S’-1至S’-3可即時地經由半雙工通信線路230而接收從其他的從屬變頻器S’-1至S’-3發送來的第二資料，所以可幾近即時地減低第一指令電壓與第二指令電壓之間的振幅偏移。
實施形態3
接著，針對實施形態3之變頻器系統進行說明。以下，係以與實施形態2不同的部分為中心進行說明。
實施形態2係一邊維持使主要變頻器M’的通信部112之第一資料的發送及從屬變頻器S’-1至S’-3的通信部122之第二資料的發送在每個第一PWM載波及第二PWM載波的半週期交互地進行，一邊使複數個從屬變頻器S’-1至S’-3的通信部122之第二資料的發送橫跨第二PWM載波的複數個週期而循環地進行。
相對於此，在實施形態3中，主要變頻器M’的通信部112之第一資料的發送及複數個從屬變頻器S’的通信部122之第二資料的發送，係以第一PWM載波及第二PWM載波的半週期為單位而循環地進行。
例如，如第8圖所示之情況，在時點t21，主要變頻器M’廣播發送出將發送權指定給從屬變頻器S’-1之第一資料「I* n」時，從屬變頻器S’-1就在時點t22 廣播發送出包含有從從屬變頻器S’-1輸出至馬達MT的實際輸出電流IS 及指定發送權給從屬變頻器S’-2的資訊之第二資料「Is1n-2」。然後，在時點t23，從屬變頻器S’-2廣播發送出包含有從從屬變頻器S’-2輸出至馬達MT的實際輸出電流IS 及指定發送權給從屬變頻器S’-3的資訊之第二資料「Is2n-1」。然後，在時點t24，從屬變頻器S’-3廣播發送出包含有從從屬變頻器S’-3輸出至馬達MT的實際輸出電流IS 及指定發送權給主要變頻器M’的資訊之第二資料「Is3n-1」。
如以上所述，在實施形態3中，主要變頻器M’的通信部112之第一資料的發送及複數個從屬變頻器S’-1至S’-3的通信部122之第二資料的發送，係交互地與第一PWM載波及第二PWM載波的第一相位及第二相位同步而循環地進行。此時，可使循環的一巡的週期比實施形態2的情況(例如第6圖之情況之三週期)短(例如第8圖之情況之兩週期)，所以可縮短各變頻器取得所有的變頻器的實際輸出電流為止的期間，可幾近即時地減低第一指令電壓與第二指令電壓之間的振幅偏差。
(產業上的可利用性)
如以上所述，本發明之變頻器系統及通信方法可利用於馬達之驅動。
11、21‧‧‧驅動部
11a、21a‧‧‧整流部
11b、21b‧‧‧平滑部
11c、21c‧‧‧變頻器主電路
13a‧‧‧演算部
13b、23b‧‧‧變換部
14‧‧‧PWM產生部
14a、24a‧‧‧PWM載波產生部
14b、24b‧‧‧比較部
30‧‧‧半雙工通信線路
31、32‧‧‧通信線
33‧‧‧集線器
100‧‧‧變頻器系統
112、122‧‧‧通信部
113、123‧‧‧控制部
113c、123c‧‧‧振幅調整部
116、126‧‧‧電流感測器
124‧‧‧PWM產生部
124c‧‧‧相位調整部
CV1’‧‧‧調整後的第一指令電壓
CV2’‧‧‧調整後的第二指令電壓
M’‧‧‧主要變頻器
S’‧‧‧從屬變頻器
SYN‧‧‧PWM載波同步信號

Claims (10)

  1. 一種變頻器系統，具備有：連接至馬達之主要變頻器；以及透過半雙工通信線路而連接至前述主要變頻器，並且與前述主要變頻器並聯而分別透過共通連接節點與前述馬達連接之一個以上的從屬變頻器，前述主要變頻器具有：根據第一PWM載波及第一指令電壓來驅動前述馬達之驅動部；以及與前述第一PWM載波同步，而將包含有電流指令之第一資料予以廣播發送至前述半雙工通信線路之通信部，前述一個以上的從屬變頻器分別具有：根據第二PWM載波及第二指令電壓來驅動前述馬達之驅動部；經由前述半雙工通信線路接收前述第一資料，並且與前述第二PWM載波同步而以避開前述第一資料的接收時序之時序，將包含有從前述從屬變頻器輸出至前述馬達的實際輸出電流之第二資料予以廣播發送至前述半雙工通信線路之通信部；以及依據前述第一資料的接收時序，調整前述第二PWM載波的相位以使之與前述第一PWM載波的相位一致之相位調整部，前述主要變頻器還具有：在利用前述通信部接收到前述第二資料之際，依 據接收到的第二資料，調整前述第一指令電壓的振幅以使從前述主要變頻器輸出至前述馬達的實際輸出電流與從前述一個以上的從屬變頻器之各者輸出至前述馬達的實際輸出電流取得平衡之振幅調整部。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之變頻器系統，其中，前述主要變頻器的通信部，係與前述第一PWM載波中的第一相位同步而將前述第一資料予以廣播發送至前述半雙工通信線路，前述一個以上的從屬變頻器各自的相位調整部，係依據前述第一資料的接收時序，而以讓前述第二PWM載波的相位成為前述第一相位之方式調整前述第二PWM載波的相位，前述主要變頻器的振幅調整部，係依據前述接收到的前述第二資料，而以讓從前述主要變頻器輸出至前述馬達的實際輸出電壓的振幅與從前述一個以上的從屬變頻器各自輸出至前述馬達的實際輸出電壓的振幅相等之方式調整前述第一指令電壓的振幅。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之變頻器系統，其中，前述主要變頻器的通信部，還使從前述主要變頻器輸出至前述馬達之實際輸出電流包含在前述第一資料中然後廣播出去，前述一個以上的從屬變頻器各自還具有依據前述接收到的前述第一資料，來調整前述第二指令電壓的振幅之振幅調整部。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之變頻器系統，其中，前述一個以上的從屬變頻器係複數個從屬變頻器，前述複數個從屬變頻器各自的通信部，係經由前述半雙工通信線路而從前述複數個從屬變頻器中之自身以外的其他從屬變頻器接收前述第二資料，前述複數個從屬變頻器各自還具有依據前述接收到的前述第二資料，來調整前述第二指令電壓的振幅之振幅調整部。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之變頻器系統，其中，前述主要變頻器的通信部，係與前述第一PWM載波的第一相位同步而發送前述第一資料，前述從屬變頻器的通信部，係與前述第二PWM載波的第二相位同步而發送前述第二資料。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之變頻器系統，其中，前述一個以上的從屬變頻器係複數個從屬變頻器，前述複數個從屬變頻器的通信部所進行之前述第二資料的發送，係橫跨前述第二PWM載波的複數個週期而循環地進行。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之變頻器系統，其中，前述一個以上的從屬變頻器係複數個從屬變頻器，前述主要變頻器的通信部所進行之前述第一資料 的發送及前述複數個從屬變頻器的通信部所進行之前述第二資料的發送，係交互地與前述第一PWM載波及前述第二PWM載波的第一相位及第二相位同步而循環地進行。
  8. 一種通信方法，係在變頻器系統中之通信方法，該變頻器系統具有：連接至馬達之主要變頻器；以及透過半雙工通信線路而連接至前述主要變頻器，並且透過共通連接節點與前述主要變頻器並聯而分別與前述馬達連接之複數個從屬變頻器，該通信方法包含：根據第一PWM載波及第一指令電壓來驅動前述馬達之前述主要變頻器，係與前述第一PWM載波同步，而將包含有電流指令之第一資料予以廣播發送至前述半雙工通信線路之第一發送步驟；根據具有與前述第一PWM載波相同的週期之第二PWM載波及第二指令電壓來驅動前述馬達之前述複數個從屬變頻器，係分別接收在前述第一發送步驟中發送出的前述第一資料之第一接收步驟；前述複數個從屬變頻器係分別依據在前述第一接收步驟中之前述第一資料的接收時序，調整前述第二PWM載波的相位以使之與前述第一PWM載波的相位一致之相位調整步驟；將發送權分配給前述複數個從屬變頻器的任一個之分配步驟；在前述分配步驟中分配到發送權之從屬變頻器， 係與前述第二PWM載波同步而以避開在前述第一接收步驟中之前述第一資料的接收時序之時序，將包含有從前述從屬變頻器輸出至前述馬達的實際輸出電流之第二資料予以廣播發送至前述半雙工通信線路之第二發送步驟；前述主要變頻器及並未在前述分配步驟中分配到發送權之從屬變頻器，係分別經由前述半雙工通信線路而接收前述第二資料之第二接收步驟；以及前述主要變頻器及並未在前述分配步驟中分配到發送權之從屬變頻器，係分別調整前述第一指令電壓及前述第二指令電壓的振幅，以使從前述主要變頻器輸出至前述馬達的實際輸出電流與從前述複數個從屬變頻器各自輸出至前述馬達的實際輸出電流取得平衡之振幅調整步驟。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之通信方法，其中，前述第一發送步驟及前述第二發送步驟，係在每個前述第一PWM載波及前述第二PWM載波的半週期交互地進行。
  10. 如申請專利範圍第8項所述之通信方法，其中，前述主要變頻器所進行之前述第一發送步驟及前述複數個從屬變頻器所進行之複數個前述第二發送步驟，係以前述第一PWM載波及前述第二PWM載波的半週期為單位而循環地進行。
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