JP2000224865A - Ｖｖｖｆインバータの試験装置 - Google Patents
Ｖｖｖｆインバータの試験装置Info
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- JP2000224865A JP2000224865A JP11021053A JP2105399A JP2000224865A JP 2000224865 A JP2000224865 A JP 2000224865A JP 11021053 A JP11021053 A JP 11021053A JP 2105399 A JP2105399 A JP 2105399A JP 2000224865 A JP2000224865 A JP 2000224865A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 誘導電動機を駆動する時のＶＶＶＦインバー
タと同じ振舞いをする回転体の無い試験装置を、ＰＷＭ
コンバータを利用して、省エネ型の電気回路のみで構成
する事にある。 【解決手段】 ＶＶＶＦインバータの交流出力端に絶縁
トランスを介して接続されたＰＷＭコンバータを有する
ＶＶＶＦインバータの試験装置において、ＶＶＶＦイン
バータとＰＷＭコンバータの直流部を接続し、誘導電動
機の電気回路定数と設定電気角速度とＶＶＶＦインバー
タの交流出力電圧とにより、ＶＶＶＦインバータの相電
流指令を演算し、ＶＶＶＦインバータの相電流が前記指
令に一致するようにＰＷＭコンバータを制御するもので
ある。
タと同じ振舞いをする回転体の無い試験装置を、ＰＷＭ
コンバータを利用して、省エネ型の電気回路のみで構成
する事にある。 【解決手段】 ＶＶＶＦインバータの交流出力端に絶縁
トランスを介して接続されたＰＷＭコンバータを有する
ＶＶＶＦインバータの試験装置において、ＶＶＶＦイン
バータとＰＷＭコンバータの直流部を接続し、誘導電動
機の電気回路定数と設定電気角速度とＶＶＶＦインバー
タの交流出力電圧とにより、ＶＶＶＦインバータの相電
流指令を演算し、ＶＶＶＦインバータの相電流が前記指
令に一致するようにＰＷＭコンバータを制御するもので
ある。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はＶＶＶＦインバータ
の試験装置に関わり、特にＶＶＶＦインバータの負荷と
して誘導電動機を接続した時と等価な動作をする装置
を、主としてＰＷＭコンバータにより構成したＶＶＶＦ
インバータの試験装置に関するものである。
の試験装置に関わり、特にＶＶＶＦインバータの負荷と
して誘導電動機を接続した時と等価な動作をする装置
を、主としてＰＷＭコンバータにより構成したＶＶＶＦ
インバータの試験装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】交流電源を直流に変換し、さらに可変電
圧可変周波数の交流に変換するＶＶＶＦインバータの負
荷として、誘導電動機が接続される。このＶＶＶＦイン
バータが正規の動作をしているかどうかを確認するの
に、実際に使用する誘導電動機を接続するか、縮小モデ
ルの誘導電動機を接続するかして試験を行っていた。
圧可変周波数の交流に変換するＶＶＶＦインバータの負
荷として、誘導電動機が接続される。このＶＶＶＦイン
バータが正規の動作をしているかどうかを確認するの
に、実際に使用する誘導電動機を接続するか、縮小モデ
ルの誘導電動機を接続するかして試験を行っていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このように実際の誘導
電動機をＶＶＶＦインバータの負荷として接続して試験
をすると、誘導電動機や周辺の回転体装置のセットに多
大な時間を要すると共に、多くの電力が必要となる。
又、縮小モデルの誘導電動機により試験をすると、実際
の誘導電動機および周辺の回転体装置と等価な縮小モデ
ルをそのつど別に作成しなければならず、場合によって
はＶＶＶＦインバータも縮小モデルを作成しなければな
らないという問題があった。
電動機をＶＶＶＦインバータの負荷として接続して試験
をすると、誘導電動機や周辺の回転体装置のセットに多
大な時間を要すると共に、多くの電力が必要となる。
又、縮小モデルの誘導電動機により試験をすると、実際
の誘導電動機および周辺の回転体装置と等価な縮小モデ
ルをそのつど別に作成しなければならず、場合によって
はＶＶＶＦインバータも縮小モデルを作成しなければな
らないという問題があった。
【０００４】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、ＶＶＶＦインバータの負
荷としての誘導電動機の動作を、実時間で等価に振舞う
試験装置を、回転体を有せず、電力回生が可能であり、
しかも試験装置内のソフト定数変更のみで全ての誘導電
動機の模擬に対応できる試験装置を、電気回路のみで実
現するＶＶＶＦインバータの試験装置を提供するもので
ある。
で、その目的とするところは、ＶＶＶＦインバータの負
荷としての誘導電動機の動作を、実時間で等価に振舞う
試験装置を、回転体を有せず、電力回生が可能であり、
しかも試験装置内のソフト定数変更のみで全ての誘導電
動機の模擬に対応できる試験装置を、電気回路のみで実
現するＶＶＶＦインバータの試験装置を提供するもので
ある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】その目的を達成するため
の手段を以下に説明する。本発明の原理を３相誘導電動
機の等価回路４次連立微分方程式により説明する。３相
２相変換行列を下記に示す［数１］の（１）式の〔Ｃ〕
とし、かご形３相誘導電動機の固定子（略字Ｓで表す）
のｄおよびｑ軸成分の電圧をVds、Vqs、固定子および回
転子（略字ｒで表す）のｄおよびｑ軸成分の電流をId
s、Iqs、Idr、Iqr、固定子および回転子の抵抗および自
己インダクタンスをRs、Rr、Ls、Lr、励磁インダクタン
スをＭ、３相誘導電動機の極対数pと回転角速度ωｍの
積を新たに電気角速度と名付け、それをωｒとすると、
微分演算子Ｐ（＝d／dt）を使用して、３相誘導電動機
の等価回路４次連立微分方程式は［数１］の（２）式で
表される。ここで、実際には３相誘導電動機の電流によ
るトルクと、電気角速度ωｒの間には微分方程式が介在
するが、誘導電動機の負荷イナーシャが大きいと、電気
角速度ωｒは一定と見なして良い。
の手段を以下に説明する。本発明の原理を３相誘導電動
機の等価回路４次連立微分方程式により説明する。３相
２相変換行列を下記に示す［数１］の（１）式の〔Ｃ〕
とし、かご形３相誘導電動機の固定子（略字Ｓで表す）
のｄおよびｑ軸成分の電圧をVds、Vqs、固定子および回
転子（略字ｒで表す）のｄおよびｑ軸成分の電流をId
s、Iqs、Idr、Iqr、固定子および回転子の抵抗および自
己インダクタンスをRs、Rr、Ls、Lr、励磁インダクタン
スをＭ、３相誘導電動機の極対数pと回転角速度ωｍの
積を新たに電気角速度と名付け、それをωｒとすると、
微分演算子Ｐ（＝d／dt）を使用して、３相誘導電動機
の等価回路４次連立微分方程式は［数１］の（２）式で
表される。ここで、実際には３相誘導電動機の電流によ
るトルクと、電気角速度ωｒの間には微分方程式が介在
するが、誘導電動機の負荷イナーシャが大きいと、電気
角速度ωｒは一定と見なして良い。
【０００６】
【数１】
【０００７】ここで本発明では、誘導電動機電気定数お
よび、今、演算しようとしている微小時間ではほとんど
変化せず、ほぼ一定と考えて良い電気角速度ωｒを与
え、固定子入力d、q軸電圧Vds、Vqsが決まると、（２）
式より固定子入力d、q軸電流が一時的に定まる事を利用
する。この一定の電気角速度ωｒを、他から与える事に
より連立微分方程式の次数を下げる事ができ、演算が容
易になる。（２）式は次に示す［数２］の（３）式の如
き４次連立微分方程式の形に変形され、さらに（３）式
を離散化して、４次連立代数方程式の形にする事によ
り、ＤＳＰ（デイジタル・シグナル・プロセッサ）等の
マイクロコンピュータにより演算して、固定子および回
転子d、q軸電流、Ids、Iqs、Idr、Iqrを求める事ができ
る。
よび、今、演算しようとしている微小時間ではほとんど
変化せず、ほぼ一定と考えて良い電気角速度ωｒを与
え、固定子入力d、q軸電圧Vds、Vqsが決まると、（２）
式より固定子入力d、q軸電流が一時的に定まる事を利用
する。この一定の電気角速度ωｒを、他から与える事に
より連立微分方程式の次数を下げる事ができ、演算が容
易になる。（２）式は次に示す［数２］の（３）式の如
き４次連立微分方程式の形に変形され、さらに（３）式
を離散化して、４次連立代数方程式の形にする事によ
り、ＤＳＰ（デイジタル・シグナル・プロセッサ）等の
マイクロコンピュータにより演算して、固定子および回
転子d、q軸電流、Ids、Iqs、Idr、Iqrを求める事ができ
る。
【０００８】
【数２】
【０００９】（３）式を離散化して、４次連立代数方程
式の形にする方法は、オイラー法、ルンゲ・クッタ法等
があるが、ここではオイラー法により説明する。（３）
式に対して微小時間ΔΤでオイラー法を適用すると、
［数３］に示す（６）式の如くなる。ここで、〔 〕t
は転置行列を、添字nは前回サンプリング時の予測値
を、添字n+1は今回予測値をそれぞれ表し、 〔Ｉｎ〕t＝〔Ｉｄｓ[n]、Ｉｑｓ[n]、Ｉｄｒ[n]、Ｉｑ
ｒ[n]〕 〔Ｉｎ＋１〕t＝〔Ｉｄｓ[n+1]、Ｉｑｓ[n+1]、Ｉｄｒ
[n+1]、Ｉｑｒ[n+1]〕 である。
式の形にする方法は、オイラー法、ルンゲ・クッタ法等
があるが、ここではオイラー法により説明する。（３）
式に対して微小時間ΔΤでオイラー法を適用すると、
［数３］に示す（６）式の如くなる。ここで、〔 〕t
は転置行列を、添字nは前回サンプリング時の予測値
を、添字n+1は今回予測値をそれぞれ表し、 〔Ｉｎ〕t＝〔Ｉｄｓ[n]、Ｉｑｓ[n]、Ｉｄｒ[n]、Ｉｑ
ｒ[n]〕 〔Ｉｎ＋１〕t＝〔Ｉｄｓ[n+1]、Ｉｑｓ[n+1]、Ｉｄｒ
[n+1]、Ｉｑｒ[n+1]〕 である。
【００１０】
【数３】
【００１１】従って、微小時間ΔΤ毎に３相誘導電動機
に印加される相電圧をサンプリングし、（６）式の演算
を行うとして、今回サンプリング時の３相誘導電動機の
固定子ｄ、ｑ軸電圧〔Ｖ〕とおよび電気角速度ωｒと、
前回演算の固定子および回転子ｄ、ｑ軸電流予測値〔Ｉ
ｎ〕を使用して、（６）式により今回の電流予測値〔Ｉ
ｎ＋１〕を演算できる。ここで、固定子ｄ、ｑ軸電圧
〔Ｖ〕は、３相誘導電動機の相電圧ＶＵ、ＶＶ、ＶＷよ
り［数４］の（７）式により演算でき、さらに電気角速
度ωｒは変化が遅いために一定と見なし、外部から与え
られる。
に印加される相電圧をサンプリングし、（６）式の演算
を行うとして、今回サンプリング時の３相誘導電動機の
固定子ｄ、ｑ軸電圧〔Ｖ〕とおよび電気角速度ωｒと、
前回演算の固定子および回転子ｄ、ｑ軸電流予測値〔Ｉ
ｎ〕を使用して、（６）式により今回の電流予測値〔Ｉ
ｎ＋１〕を演算できる。ここで、固定子ｄ、ｑ軸電圧
〔Ｖ〕は、３相誘導電動機の相電圧ＶＵ、ＶＶ、ＶＷよ
り［数４］の（７）式により演算でき、さらに電気角速
度ωｒは変化が遅いために一定と見なし、外部から与え
られる。
【００１２】
【数４】
【００１３】演算された電流予測値〔Ｉｎ＋１〕の中の
固定子ｄ、ｑ軸電流Ｉｄｓ[n+1]、Ｉｑｓ[n+1]を取り出
し、［数４］の（８）式に従って、変換行列〔Ｃ〕の逆
行列〔Ｃ〕−1により２相３相変換して３相固定子電流
ＩＵ＊、ＩＶ＊、ＩＷ＊を演算する。この３相固定子電
流ＩＵ＊、ＩＶ＊、ＩＷ＊をＶＶＶＦインバータの相電
流指令値として、実際のＶＶＶＦインバータの相電流Ｉ
Ｕ、ＩＶ、ＩＷが指令値に一致するように、ＰＷＭコン
バータのスイッチング制御を行うと、交流側に直列にリ
アクトルを有するＰＷＭコンバータは等価的に３相誘導
電動機となる。
固定子ｄ、ｑ軸電流Ｉｄｓ[n+1]、Ｉｑｓ[n+1]を取り出
し、［数４］の（８）式に従って、変換行列〔Ｃ〕の逆
行列〔Ｃ〕−1により２相３相変換して３相固定子電流
ＩＵ＊、ＩＶ＊、ＩＷ＊を演算する。この３相固定子電
流ＩＵ＊、ＩＶ＊、ＩＷ＊をＶＶＶＦインバータの相電
流指令値として、実際のＶＶＶＦインバータの相電流Ｉ
Ｕ、ＩＶ、ＩＷが指令値に一致するように、ＰＷＭコン
バータのスイッチング制御を行うと、交流側に直列にリ
アクトルを有するＰＷＭコンバータは等価的に３相誘導
電動機となる。
【００１４】本発明は上記原理に基づき、前述した課題
を解決したものであり、 １．請求項１において、被試験機であるＶＶＶＦインバ
ータの交流出力端に接続されたＰＷＭコンバータを有
し、等価的に誘導電動機の動作をするＶＶＶＦインバー
タの試験装置において、誘導電動機の設定電気角速度を
前記ＶＶＶＦインバータの制御装置に出力し、該設定電
気角速度と前記ＶＶＶＦインバータの交流出力電圧値を
入力し、予め設定された誘導電動機の電気定数とにより
ＶＶＶＦインバータの相電流指令値を演算し、該相電流
指令値にＶＶＶＦインバータの相電流が一致する如く前
記ＰＷＭコンバータを制御するものである。
を解決したものであり、 １．請求項１において、被試験機であるＶＶＶＦインバ
ータの交流出力端に接続されたＰＷＭコンバータを有
し、等価的に誘導電動機の動作をするＶＶＶＦインバー
タの試験装置において、誘導電動機の設定電気角速度を
前記ＶＶＶＦインバータの制御装置に出力し、該設定電
気角速度と前記ＶＶＶＦインバータの交流出力電圧値を
入力し、予め設定された誘導電動機の電気定数とにより
ＶＶＶＦインバータの相電流指令値を演算し、該相電流
指令値にＶＶＶＦインバータの相電流が一致する如く前
記ＰＷＭコンバータを制御するものである。
【００１５】２．請求項２において、さらに、前記相電
流指令値は、誘導電動機の４次連立微分方程式を離散化
して４次連立代数方程式となし、サンプリング時間毎に
今回の誘導電動機ｄ、ｑ軸電流予測値より次回のｄ、ｑ
軸電流予測値を演算し、この電流予測値を２相３相変換
して求めるものである。
流指令値は、誘導電動機の４次連立微分方程式を離散化
して４次連立代数方程式となし、サンプリング時間毎に
今回の誘導電動機ｄ、ｑ軸電流予測値より次回のｄ、ｑ
軸電流予測値を演算し、この電流予測値を２相３相変換
して求めるものである。
【００１６】３．請求項３において、さらに、ＶＶＶＦ
インバータとＰＷＭコンバータの主回路は、交流側が絶
縁トランスおよびリアクトルを介して直列接続され、Ｐ
ＷＭコンバータの直流側はＶＶＶＦインバータの直流側
と並列接続されるものである。
インバータとＰＷＭコンバータの主回路は、交流側が絶
縁トランスおよびリアクトルを介して直列接続され、Ｐ
ＷＭコンバータの直流側はＶＶＶＦインバータの直流側
と並列接続されるものである。
【００１７】４．請求項４において、前記ＶＶＶＦイン
バータの試験装置は、ＶＶＶＦインバータの交流出力端
に結合リアクトルを直列に接続し、該結合リアクトル
（バランサ）の反ＶＶＶＦインバータ側にリアクトルを
直列に接続し、該リアクトルの反結合リアクトル側にＰ
ＷＭコンバータを接続し、該ＰＷＭコンバータの直流側
は前記ＶＶＶＦインバータの直流側と並列接続した事を
特徴とする請求項１記載のＶＶＶＦインバータの試験装
置である。
バータの試験装置は、ＶＶＶＦインバータの交流出力端
に結合リアクトルを直列に接続し、該結合リアクトル
（バランサ）の反ＶＶＶＦインバータ側にリアクトルを
直列に接続し、該リアクトルの反結合リアクトル側にＰ
ＷＭコンバータを接続し、該ＰＷＭコンバータの直流側
は前記ＶＶＶＦインバータの直流側と並列接続した事を
特徴とする請求項１記載のＶＶＶＦインバータの試験装
置である。
【００１８】５．請求項５において、前記ＶＶＶＦイン
バータの試験装置は、ＶＶＶＦインバータの交流出力端
に絶縁トランスを直列に接続し、該絶縁トランスの出力
端にリアクトルを直列に接続し、該リアクトルの反絶縁
トランス側にＰＷＭコンバータを接続し、該ＰＷＭコン
バータの直流側に並列に直流コンデンサを接続し、前記
ＰＷＭコンバータに直列に直流を交流に変換するＰＷＭ
インバータを接続し、該ＰＷＭインバータの交流側を交
流電源に接続し、前記ＰＷＭインバータにより前記交流
電源とのエネルギーの授受を行う事を特徴とする請求項
１記載のＶＶＶＦインバータの試験装置である。
バータの試験装置は、ＶＶＶＦインバータの交流出力端
に絶縁トランスを直列に接続し、該絶縁トランスの出力
端にリアクトルを直列に接続し、該リアクトルの反絶縁
トランス側にＰＷＭコンバータを接続し、該ＰＷＭコン
バータの直流側に並列に直流コンデンサを接続し、前記
ＰＷＭコンバータに直列に直流を交流に変換するＰＷＭ
インバータを接続し、該ＰＷＭインバータの交流側を交
流電源に接続し、前記ＰＷＭインバータにより前記交流
電源とのエネルギーの授受を行う事を特徴とする請求項
１記載のＶＶＶＦインバータの試験装置である。
【００１９】これにより、上述したように、ＶＶＶＦイ
ンバータと接続された交流側に直列に絶縁トランスとリ
アクトルを有し、直流側に並列に直流コンデンサを有す
るＰＷＭコンバータは、回転体を有せず、等価的に誘導
電動機と同一の動作をなす事ができる。しかも、直流側
がＶＶＶＦインバータと並列に接続されているので、Ｖ
ＶＶＦインバータがカ行時には、ＶＶＶＦインバータの
直流部、ＶＶＶＦインバータ、ＰＷＭコンバータ、ＰＷ
Ｍコンバータの直流部、ＶＶＶＦインバータの直流部の
順序でエネルギーが循環し、又、ＶＶＶＦインバータが
回生時には、ＰＷＭコンバータの直流部、ＰＷＭコンバ
ータ、ＶＶＶＦインバータ、ＶＶＶＦインバータの直流
部、ＰＷＭコンバータの直流部の順序でエネルギーが循
環するために、途中の配線等の損失分だけのエネルギー
を他の電源より供給すれば良い。以下、本発明の一実施
例を図面に基づいて詳述する。
ンバータと接続された交流側に直列に絶縁トランスとリ
アクトルを有し、直流側に並列に直流コンデンサを有す
るＰＷＭコンバータは、回転体を有せず、等価的に誘導
電動機と同一の動作をなす事ができる。しかも、直流側
がＶＶＶＦインバータと並列に接続されているので、Ｖ
ＶＶＦインバータがカ行時には、ＶＶＶＦインバータの
直流部、ＶＶＶＦインバータ、ＰＷＭコンバータ、ＰＷ
Ｍコンバータの直流部、ＶＶＶＦインバータの直流部の
順序でエネルギーが循環し、又、ＶＶＶＦインバータが
回生時には、ＰＷＭコンバータの直流部、ＰＷＭコンバ
ータ、ＶＶＶＦインバータ、ＶＶＶＦインバータの直流
部、ＰＷＭコンバータの直流部の順序でエネルギーが循
環するために、途中の配線等の損失分だけのエネルギー
を他の電源より供給すれば良い。以下、本発明の一実施
例を図面に基づいて詳述する。
【００２０】
【発明の実施の形態】図１は、本発明が適用されたＶＶ
ＶＦインバータの試験装置の系統図を示すものである。
同図において、１００はＶＶＶＦインバータの試験装
置、１は相電圧検出器、２は絶縁トランス、３はリアク
トル、４はＤＣＣＴ、５はＰＷＭコンバータ、６は直流
コンデンサ、２０１は交流電源、２０２は整流器、２０
３はＶＶＶＦインバータである。ＰＷＭコンバータ５
は、スイッチング素子と逆並列に接続されたダイオード
で構成されるスイッチ５１〜５６をブリッジ接続して構
成される。図２は、本発明のＶＶＶＦインバータの試験
装置の制御回路の実施例を示す図である。１１は電流指
令演算回路、１２はゲート発生回路、１３は設定回転数
発生回路である。
ＶＦインバータの試験装置の系統図を示すものである。
同図において、１００はＶＶＶＦインバータの試験装
置、１は相電圧検出器、２は絶縁トランス、３はリアク
トル、４はＤＣＣＴ、５はＰＷＭコンバータ、６は直流
コンデンサ、２０１は交流電源、２０２は整流器、２０
３はＶＶＶＦインバータである。ＰＷＭコンバータ５
は、スイッチング素子と逆並列に接続されたダイオード
で構成されるスイッチ５１〜５６をブリッジ接続して構
成される。図２は、本発明のＶＶＶＦインバータの試験
装置の制御回路の実施例を示す図である。１１は電流指
令演算回路、１２はゲート発生回路、１３は設定回転数
発生回路である。
【００２１】図１において、ＶＶＶＦインバータ２０３
は交流電源２０１より整流器２０２を経て供給される直
流電力を入力して内蔵する直流コンデンサと、ＰＷＭ変
換器のスイッチング制御により、直流を３相交流に変換
して出力する。この時ＶＶＶＦインバータ２０３の制御
回路（図示せず）は、図２に示すＶＶＶＦインバータの
試験装置１００の制御回路内の設定回転数発生回路１３
より出力される誘導電動機の設定電気角速度ωｒと、Ｖ
ＶＶＦインバータ２０３の３相出力電流を入力して、Ｖ
ＶＶＦインバータ２０３があたかも誘導電動機を駆動し
ていると等価なＰＷＭ変換器のスイッチング制御指令を
発生する。
は交流電源２０１より整流器２０２を経て供給される直
流電力を入力して内蔵する直流コンデンサと、ＰＷＭ変
換器のスイッチング制御により、直流を３相交流に変換
して出力する。この時ＶＶＶＦインバータ２０３の制御
回路（図示せず）は、図２に示すＶＶＶＦインバータの
試験装置１００の制御回路内の設定回転数発生回路１３
より出力される誘導電動機の設定電気角速度ωｒと、Ｖ
ＶＶＦインバータ２０３の３相出力電流を入力して、Ｖ
ＶＶＦインバータ２０３があたかも誘導電動機を駆動し
ていると等価なＰＷＭ変換器のスイッチング制御指令を
発生する。
【００２２】ＶＶＶＦインバータの試験装置１００は相
電圧検出器１、絶縁トランス２、リアクトル３、ＤＣＣ
Ｔ４、ＰＷＭコンバータ５、直流コンデンサ６と図２で
示す制御回路により構成され、直流コンデンサ６の正側
と負側は各々ＶＶＶＦインバータ２０３の直流入力の正
側と負側に並列接続される。絶縁トランス２は、ＶＶＶ
Ｆインバータ２０３とＰＷＭコンバータ５の交流側を電
気的に絶縁して、直流短絡電流を防ぐもので、その１次
側はＶＶＶＦインバータ２０３の交流出力に、２次側は
リアクトル３に接続される。
電圧検出器１、絶縁トランス２、リアクトル３、ＤＣＣ
Ｔ４、ＰＷＭコンバータ５、直流コンデンサ６と図２で
示す制御回路により構成され、直流コンデンサ６の正側
と負側は各々ＶＶＶＦインバータ２０３の直流入力の正
側と負側に並列接続される。絶縁トランス２は、ＶＶＶ
Ｆインバータ２０３とＰＷＭコンバータ５の交流側を電
気的に絶縁して、直流短絡電流を防ぐもので、その１次
側はＶＶＶＦインバータ２０３の交流出力に、２次側は
リアクトル３に接続される。
【００２３】相電圧検出器１はＶＶＶＦインバータ２０
３の交流出力相電圧ＶＵ、ＶＶ、ＶＷを検出して、図２
の電流指令演算回路１１に出力する。リアクトル３の反
絶縁トランス２側は、ＰＷＭコンバータ５の交流側に直
列に接続される。ＤＣＣＴ４はＰＷＭコンバータ５の３
相交流電流ＩＵ、ＩＶ、ＩＷ、すなわち交流的に等価な
値であるＶＶＶＦインバータの相電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗ
を検出して、図２のゲート信号発生回路１２に出力す
る。
３の交流出力相電圧ＶＵ、ＶＶ、ＶＷを検出して、図２
の電流指令演算回路１１に出力する。リアクトル３の反
絶縁トランス２側は、ＰＷＭコンバータ５の交流側に直
列に接続される。ＤＣＣＴ４はＰＷＭコンバータ５の３
相交流電流ＩＵ、ＩＶ、ＩＷ、すなわち交流的に等価な
値であるＶＶＶＦインバータの相電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗ
を検出して、図２のゲート信号発生回路１２に出力す
る。
【００２４】電流指令演算回路１１は、サンプリング時
間間隔ΔΤ毎にＶＶＶＦインバータ２０３の交流出力相
電圧ＶＵ、ＶＶ、ＶＷおよび設定回転数発生回路１３よ
り出力される誘導電動機の設定電気角速度ωｒを入力し
て、（７）、（３）、（６）、（８）式に基づき３相固
定子電流ＩＵ＊、ＩＶ＊、ＩＷ＊を演算し、ＶＶＶＦイ
ンバータの相電流指令値としてゲート発生回路１２に出
力する。ここで、（４）、（５）式で使用される誘導電
動機の電気定数を変更する事により、全ての誘導電動機
の模擬を行う事が可能であり、ＶＶＶＦインバータ２０
３の交流出力電圧基本波周波数と回転角速度ωｍとの関
係を変化させる事、すなわち、設定回転数発生回路１３
の出力である設定電気角速度ωｒを変化させる事によ
り、負荷の大小、カ行、回生を摸擬する事ができる。
間間隔ΔΤ毎にＶＶＶＦインバータ２０３の交流出力相
電圧ＶＵ、ＶＶ、ＶＷおよび設定回転数発生回路１３よ
り出力される誘導電動機の設定電気角速度ωｒを入力し
て、（７）、（３）、（６）、（８）式に基づき３相固
定子電流ＩＵ＊、ＩＶ＊、ＩＷ＊を演算し、ＶＶＶＦイ
ンバータの相電流指令値としてゲート発生回路１２に出
力する。ここで、（４）、（５）式で使用される誘導電
動機の電気定数を変更する事により、全ての誘導電動機
の模擬を行う事が可能であり、ＶＶＶＦインバータ２０
３の交流出力電圧基本波周波数と回転角速度ωｍとの関
係を変化させる事、すなわち、設定回転数発生回路１３
の出力である設定電気角速度ωｒを変化させる事によ
り、負荷の大小、カ行、回生を摸擬する事ができる。
【００２５】ゲート信号発生回路１２はＶＶＶＦインバ
ータの相電流指令値ＩＵ＊、ＩＶ＊、ＩＷ＊と、ＤＣＣ
Ｔ４より検出されたＰＷＭコンバータ５の３相交流電流
ＩＵ、ＩＶ、ＩＷを入力し、３相交流電流ＩＵ、ＩＶ、
ＩＷが、各々ＶＶＶＦインバータの相電流指令値ＩＵ
＊、ＩＶ＊、ＩＷ＊と一致するようにＰＷＭコンバータ
５のゲート信号を出力する。具体的には、交流電流ＩＵ
が相電流指令値ＩＵ＊より大きい時スイッチ５１をＯ
Ｎ、スイッチ５２をＯＦＦし、交流電流ＩＵが相電流指
令値ＩＵ＊より小さい時、スイッチ５１をＯＦＦ、スイ
ッチ５２をＯＮするように制御する。
ータの相電流指令値ＩＵ＊、ＩＶ＊、ＩＷ＊と、ＤＣＣ
Ｔ４より検出されたＰＷＭコンバータ５の３相交流電流
ＩＵ、ＩＶ、ＩＷを入力し、３相交流電流ＩＵ、ＩＶ、
ＩＷが、各々ＶＶＶＦインバータの相電流指令値ＩＵ
＊、ＩＶ＊、ＩＷ＊と一致するようにＰＷＭコンバータ
５のゲート信号を出力する。具体的には、交流電流ＩＵ
が相電流指令値ＩＵ＊より大きい時スイッチ５１をＯ
Ｎ、スイッチ５２をＯＦＦし、交流電流ＩＵが相電流指
令値ＩＵ＊より小さい時、スイッチ５１をＯＦＦ、スイ
ッチ５２をＯＮするように制御する。
【００２６】図３は本発明の他の実施例を示すもので、
絶縁トランス２の代わりに、３相結合リアクトル７を用
いたものである。上記３相結合リアクトル７は３相間に
結合を持たせたもので、３相交流電流ＩＵ、ＩＶ、ＩＷ
の和が零になるように働き、零相電流を抑えるので、Ｐ
ＷＭコンバータのスイッチング周波数がある程度高けれ
ば、鉄心の飽和磁束を低く抑えた小さな３相結合リアク
トル７で、３相トランスと同等の電気的絶縁作用を持た
せる事ができ、十分に経済的な装置を構成する事ができ
る。
絶縁トランス２の代わりに、３相結合リアクトル７を用
いたものである。上記３相結合リアクトル７は３相間に
結合を持たせたもので、３相交流電流ＩＵ、ＩＶ、ＩＷ
の和が零になるように働き、零相電流を抑えるので、Ｐ
ＷＭコンバータのスイッチング周波数がある程度高けれ
ば、鉄心の飽和磁束を低く抑えた小さな３相結合リアク
トル７で、３相トランスと同等の電気的絶縁作用を持た
せる事ができ、十分に経済的な装置を構成する事ができ
る。
【００２７】図４は本発明の他の実施例を示すもので、
ＶＶＶＦインバータの試験装置１００内のＰＷＭコンバ
ータ５の直流側に直列に、スイッチ８１〜８６で構成さ
れるＰＷＭインバータ８の直流側を接続し、ＰＷＭイン
バータ８の交流側は交流電源へ接続したもので、ＰＷＭ
コンバータ５の制御は前記と同様に行う。
ＶＶＶＦインバータの試験装置１００内のＰＷＭコンバ
ータ５の直流側に直列に、スイッチ８１〜８６で構成さ
れるＰＷＭインバータ８の直流側を接続し、ＰＷＭイン
バータ８の交流側は交流電源へ接続したもので、ＰＷＭ
コンバータ５の制御は前記と同様に行う。
【００２８】この図４の実施例では、ＶＶＶＦインバー
タ２００の直流側とＰＷＭコンバータ５の直流側は接続
せず、ＶＶＶＦインバータの試験装置１００内のＰＷＭ
インバータ８の直流電圧制御（制御回路は図示せず）に
より交流源とのエネルギーの授受を行うものである。
タ２００の直流側とＰＷＭコンバータ５の直流側は接続
せず、ＶＶＶＦインバータの試験装置１００内のＰＷＭ
インバータ８の直流電圧制御（制御回路は図示せず）に
より交流源とのエネルギーの授受を行うものである。
【００２９】図１および図３、４でリアクトル３を用い
ているが、絶縁トランス２および３相結合リアクトル７
に大きな漏れインダクタンス分を持たせれば、リアクト
ル３は無くても良い。
ているが、絶縁トランス２および３相結合リアクトル７
に大きな漏れインダクタンス分を持たせれば、リアクト
ル３は無くても良い。
【００３０】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明において
は、被試験装置であるＶＶＶＦインバータの交流出力端
に絶縁トランスを介してＰＷＭコンバータを接続し、電
気角速度を一義的に設定して、誘導電動機の微分方程式
の次数を下げて、ＶＶＶＦインバータが駆動しようとす
る誘導電動機の電気定数と設定電気角速度とＶＶＶＦイ
ンバータの交流出力電圧により演算したＶＶＶＦインバ
ータの相電流指令とＶＶＶＦインバータの相電流とが等
しくなるようにＰＷＭコンバータを制御するために、絶
縁トランスとＰＷＭコンバータは回転体の無い、構造物
のセッティングの必要の無い等価的な誘導電動機として
動作をする。しかも、試験装置内の誘導電動機の電気定
数の変更により、簡単に全ての誘導電動機の模擬を行え
る。又、ＶＶＶＦインバータとＰＷＭコンバータの直流
部は並列に接続されているために、ＶＶＶＦインバータ
とＰＷＭコンバータの間で交流的に行われたエネルギー
の授受は、エネルギーが一巡するように直流部を介して
直流的にエネルギーの授受が行われるために、配線上で
の損失やＰＷＭコンバータを構成するスイッチの損失等
の損失分を交流電源から供給すれば良く、大きな省電力
効果を有する装置であり、実用上、極めて有用性の高い
ものである。
は、被試験装置であるＶＶＶＦインバータの交流出力端
に絶縁トランスを介してＰＷＭコンバータを接続し、電
気角速度を一義的に設定して、誘導電動機の微分方程式
の次数を下げて、ＶＶＶＦインバータが駆動しようとす
る誘導電動機の電気定数と設定電気角速度とＶＶＶＦイ
ンバータの交流出力電圧により演算したＶＶＶＦインバ
ータの相電流指令とＶＶＶＦインバータの相電流とが等
しくなるようにＰＷＭコンバータを制御するために、絶
縁トランスとＰＷＭコンバータは回転体の無い、構造物
のセッティングの必要の無い等価的な誘導電動機として
動作をする。しかも、試験装置内の誘導電動機の電気定
数の変更により、簡単に全ての誘導電動機の模擬を行え
る。又、ＶＶＶＦインバータとＰＷＭコンバータの直流
部は並列に接続されているために、ＶＶＶＦインバータ
とＰＷＭコンバータの間で交流的に行われたエネルギー
の授受は、エネルギーが一巡するように直流部を介して
直流的にエネルギーの授受が行われるために、配線上で
の損失やＰＷＭコンバータを構成するスイッチの損失等
の損失分を交流電源から供給すれば良く、大きな省電力
効果を有する装置であり、実用上、極めて有用性の高い
ものである。
【図１】本発明の請求項３記載の一実施例のＶＶＶＦイ
ンバータの試験装置を示す系統図である。
ンバータの試験装置を示す系統図である。
【図２】本発明の請求項１，２記載の一実施例のＶＶＶ
Ｆインバータの試験装置の制御回路を示す図である。
Ｆインバータの試験装置の制御回路を示す図である。
【図３】本発明の請求項４記載の一実施例のＶＶＶＦイ
ンバータの試験装置を示す系統図である。
ンバータの試験装置を示す系統図である。
【図４】本発明の請求項５記載の一実施例のＶＶＶＦイ
ンバータの試験装置を示す系統図である。
ンバータの試験装置を示す系統図である。
１．相電圧検出器 ２．絶縁トランス ３．リアクトル ４．ＤＣＣＴ ５．ＰＷＭコンバータ ６．直流コンデンサ ７．結合リアクトル ８．ＰＷＭインバータ １１．電流指令演算回路 １２．ゲート発生回路 １３．設定回転数発生回路
フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H006 AA04 BB01 BB05 CA00 CA12 CA13 CB01 CC05 DA02 DA04 DB02 DB07 DC02 DC05 5H007 BB01 BB06 CA00 CB04 CB05 CC03 CC06 CC12 CC32 DA03 DA05 DA06 DB02 DB12 DC02 DC04 DC05 EA02 5H576 AA00 CC05 DD04 EE09 HA00 HB01 JJ03 KK05 MM20
Claims (5)
- 【請求項１】 被試験装置であるＶＶＶＦインバータの
交流出力端にリアクトルを介して接続された交流を直流
に変換するＰＷＭコンバータを有し、等価的に誘導電動
機の動作をするＶＶＶＦインバータの試験装置におい
て、設定回転数発生回路により出力される誘導電動機の
設定電気角速度を前記ＶＶＶＦインバータの制御装置に
出力し、該設定電気角速度と前記ＶＶＶＦインバータの
交流出力電圧値と誘導電動機の電気定数とによりＶＶＶ
Ｆインバータの相電流指令値を演算し、該相電流指令値
にＶＶＶＦインバータの相電流が一致するように前記Ｐ
ＷＭコンバータを制御する事を特徴とするＶＶＶＦイン
バータの試験装置。 - 【請求項２】 前記相電流指令は、誘導電動機の４次連
立微分方程式（数１の（２）式）を離散化して４次連立
代数方程式となし、サンプリング時間毎に演算してＶＶ
ＶＦインバータの相電流指令値を求める事を特徴とする
請求項１記載のＶＶＶＦインバータの試験装置。 - 【請求項３】 前記ＶＶＶＦインバータの試験装置は、
ＶＶＶＦインバータの交流出力端に絶縁トランスを直列
に接続し、該絶縁トランスの出力端にリアクトルを直列
に接続し、該リアクトルの反絶縁トランス側にＰＷＭコ
ンバータを接続し、該ＰＷＭコンバータの直流側は前記
ＶＶＶＦインバータの直流側と並列接続した事を特徴と
する請求項１記載のＶＶＶＦインバータの試験装置。 - 【請求項４】前記ＶＶＶＦインバータの試験装置は、Ｖ
ＶＶＦインバータの交流出力端に結合リアクトルを直列
に接続し、該結合リアクトル（バランサ）の反ＶＶＶＦ
インバータ側にリアクトルを直列に接続し、該リアクト
ルの反結合リアクトル側にＰＷＭコンバータを接続し、
該ＰＷＭコンバータの直流側は前記ＶＶＶＦインバータ
の直流側と並列接続した事を特徴とする請求項１記載の
ＶＶＶＦインバータの試験装置。 - 【請求項５】前記ＶＶＶＦインバータの試験装置は、Ｖ
ＶＶＦインバータの交流出力端に絶縁トランスを直列に
接続し、該絶縁トランスの出力端にリアクトルを直列に
接続し、該リアクトルの反絶縁トランス側にＰＷＭコン
バータを接続し、該ＰＷＭコンバータの直流側に並列に
直流コンデンサを接続し、前記ＰＷＭコンバータに直列
に直流を交流に変換するＰＷＭインバータを接続し、該
ＰＷＭインバータの交流側を交流電源に接続し、前記Ｐ
ＷＭインバータにより前記交流電源とのエネルギーの授
受を行う事を特徴とする請求項１記載のＶＶＶＦインバ
ータの試験装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02105399A JP4342019B2 (ja) | 1999-01-29 | 1999-01-29 | Ｖｖｖｆインバータの試験装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02105399A JP4342019B2 (ja) | 1999-01-29 | 1999-01-29 | Ｖｖｖｆインバータの試験装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000224865A true JP2000224865A (ja) | 2000-08-11 |
| JP4342019B2 JP4342019B2 (ja) | 2009-10-14 |
Family
ID=12044179
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02105399A Expired - Lifetime JP4342019B2 (ja) | 1999-01-29 | 1999-01-29 | Ｖｖｖｆインバータの試験装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4342019B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100553435B1 (ko) * | 2000-12-30 | 2006-02-20 | 현대중공업 주식회사 | 전기자동차용 인버터 가상운전 방법 |
| JP2008118797A (ja) * | 2006-11-06 | 2008-05-22 | Shinko Electric Co Ltd | モータ模擬装置、およびモータ模擬方法 |
| JP2008167655A (ja) * | 2001-08-27 | 2008-07-17 | Shinko Electric Co Ltd | インバータ試験装置 |
-
1999
- 1999-01-29 JP JP02105399A patent/JP4342019B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100553435B1 (ko) * | 2000-12-30 | 2006-02-20 | 현대중공업 주식회사 | 전기자동차용 인버터 가상운전 방법 |
| JP2008167655A (ja) * | 2001-08-27 | 2008-07-17 | Shinko Electric Co Ltd | インバータ試験装置 |
| JP2008118797A (ja) * | 2006-11-06 | 2008-05-22 | Shinko Electric Co Ltd | モータ模擬装置、およびモータ模擬方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4342019B2 (ja) | 2009-10-14 |
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