JPH01283086A - インバータの電流制御増幅器 - 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、インバータの電流制御増幅器、詳しくはハ
ード的な調整要素をなくしたインバータの電流制御増幅
器に関する。

〔従来の技術〕

従来、誘導電動機（以下ＩＭと記す）は一定周波数の電
源の下で定速モータとして堅牢、低度なる特徴を生かし
て幅広く活用されてきていたが、上記ＩＭは急速な加減
速を必要とするサーボモータとしては使用されていなか
った。

しかし、近年、ＩＭを可変速制御するための手段として
ベクトル制御方式が開発された。

ここで、第４図によってベクトル制御方式によるＩＭの
加変速制御手段の一例を説明する。

この第４図において２００番台がベクトル制御に関連の
ある部材である。

即ち、２０１：速度制御増幅器、２０２：割算器、ＺＯ
ａ：定数設定器、２０４：座標変換器。

２０５：掛算器、２０６：変換器、２０７：電流制御増
幅器、２０Ｂ：電力変換器、２０９：誘導電動機（ＩＭ
）、２１０：加算器、２１１Ａ：速度検出器、２１２：
微分器、２１３，２１４，２１５．２１６：定数設定器
、２１７：割算器、２１８；ベクトル発振器、２１９：
掛算器によって構成されている。

そして、ＣＰＵｌ０Ｉに対し各種制御・状態信号を入力
すると、このＣＰＵＩ　Ｏ１は入力信号中の速度指令値
に応じたパルス列がレートマルチプライヤ１０４から出
力されるようなデータを出力し、レートマルチプライヤ
１０４からの出力パルスは、フリップフロップ回路１０
６により波形整形され、同期回路１０７からゲート１１
１，１１２．１１３，１１４を介してドループカウンタ
１１５に入力する。

一方、前記速度検出器２１１ＡがそのときにおけるＩＭ
の回転を検出し、同期化方向弁別回路１３３へとフィー
ドバックしている。

この弁別回路１３３の出力が前記ゲート１１３゜１１４
に入力し、モータの回転方向を決定する。

また、この弁別回路１３３の出力はＦ／Ｖ変換器１３４
に入力し、この出力が上記ベクトル制御部へと入力して
いる。

また、このＦ／Ｖ変換器１３４の出力は絶対値回路１３
５．Ａ／Ｄ変換器１３２．２次磁束発生器１３６を介し
て上記ベクトル制御部に供給されている。

ところで、以上のように構成されているベクトル制御部
を有するインバータにおいて電流制御増幅器２０７に着
目すると、次のような問題がある。

この電流制御増幅器２０７を構成する１つのユニットは
、例えば第５図に示すように構成することができる。

そして、キャリア電圧発生部２１５から三角波を発生さ
せるとＡ点の波形は第６図に示すような三角波となる。

この三角波が抵抗２１６を介してコンパレータ２１７の
非反転入力端に入力する。また、端子２１８には正弦波
であるＵ、Ｖ、Ｗ相の何れかが入力しており、抵抗２１
９を介して上記コンパレータ２１７の反転入力端に接続
されている。そして、このコンパレータ２１７の出力が
端子２２０からＰＷＭ制御用の矩形波として出力する。

ところが、第５図に示したような回路では、電源投入時
にはフィードバック系が安定していないために０点の出
力がオンし続ける相（Ｕ、　Ｖ、　Ｗの何れか）が発生
する場合があり、その様子は第６図に示したようになる
（このような状態になると、過電流が発生する）。

即ち、この第６図ではＵ相とＷ相とが何れもオンしっば
なしとなってしまっている。

このような事態を発生させないために、従来は第７図に
示すようなソフトスタート回路を用いていた。

即ち、キャリア電圧発生回路２１５の出力は乗算型Ｄ／
Ａ変換器２２１の一方の端子に入力しており、この変換
器２２１の他方の端子には電源２２２が抵抗２２３を介
して入力し、抵抗２２３とＤ／Ａ変換器２２１の接続点
には、端子２２４からインバータ２２７を介しコンデン
サ２２５と抵抗２２６との並列回路が接続されている。

そして、上記Ｄ／Ａ変換器２２１の出力は抵抗２１６を
介しコンパレータ２１７の非反転入力端に接続され、端
子２１８から抵抗２１９を介してコンパレータ２１７の
反転入力端に接続されている。

このように構成することにより、電源投入時にはコンデ
ンサ２２５と抵抗２２６とからなる時定数回路によりキ
ャリア電圧が電源投入時には大きく、時間の経過と共に
指数関数的に定常状態になるように発生して電圧の立上
りが制御され、前述のようなオンしっばなしとなる現象
を防ぐようにしている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、第７図に示したようなソフトスタート回路で
あると、コンデンサ２２５と抵抗２２６とからなる時定
数回路の調整が面倒であり、かつ年月と共に部品劣化と
いう問題もある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は上記課題を解決するために、 各種制御信号に応じて誘導電動機を可変速制御するよう
にしたインバータの電流制御増幅器において、三角波を
発生するキャリア電圧発生部と、このキャリア電圧発生
部の出力を一方の入力端に入力し、他方の入力端には出
力電流値の目標値に徐々に近づけるべ（制御する制御部
の出力が入力する乗算型デジタル／アナログ変換器とを
具備したものである。

〔作用〕

本発明によれば、プログラムによりソフトスタートＩｌ
ｌを構成しているので、調整はプログラムを変更するこ
とにより可能となる。

〔実施例〕

以下、この発明のインバータの電流制御増幅器を図示の
実施例に基づいて説明する。

第１図は本発明のインバータの電流制御増幅器を示すブ
ロック構成図であり、第２図は本発明のインバータの電
流制御増幅器に用いているプログラムのフローチャート
である。

第１図に示すように、キャリア電圧発生回路２１５の出
力は乗算型Ｄ／Ａ変換器２２１の一方の入力端に接続さ
れ、ＣＰＵ１は他方の入力端に接続されている。このＤ
／Ａ変換器２２１の出力端は抵抗２１６を介してコンパ
レータ２１７の非反転入力端に接続され、他方の反転入
力端には正弦波であるＵ、Ｖ、Ｗ相の何れかの信号が抵
抗２１９を介して入力する。そして、このコンパレータ
２１７の出力が端子２２０を介して、前記第３図に示し
た電流制御増幅器２０７の出力として電力変換器２０８
に供給される。

この第１図に示した状態において、第２図のフローチャ
ートに示すような制御を行う、その様子を第３図を用い
て説明する。

ＣＰＵＩからＤ／Ａ変換器２２１に対しアナログ信号の
出力振幅値が最大になるようなデータをｔ秒間与える（
ステップ１．ステップ２）。この様子を第３図の範囲Ｒ
１に示す。なお、この図においてｒＮＪは上述の出力振
幅値が最大となるデータを意味している。

次いで、を秒が経過したなら上記データから１を引く　
（即ち、Ｎ−１）と（ステップ３）、そのときの出力波
形は第３図で範囲Ｒ，で示すようにやや振幅が小さ（な
る。

しかし、まだ図示の目標値に達していないので（ステッ
プ４）、更に１を引くとｒＮ−２Ｊとなり、範囲Ｒ１に
示すように振幅は更に小さくなる。

以下、同様にして範囲Ｒ４となるが、このときの振幅は
目標値に到達する。なお、範囲Ｒｓは既に目標値に達し
ているのでｒｌＪを引く処理は実行しないでよい。

このようにして、徐々に出力値の振幅を下げてコンパレ
ータ２１７に供給するので、このコンパレータ２１７か
らはソフトスタートが可能な出力が電力変換器２０８　
（第４図参照）に印加されることになる。

〔効果〕

本発明によれば、プログラムを変更するだけでどのよう
な仕様の制御に対しても適用可能なので、従来のような
電気部品による調整や部品劣化という煩わしさから開放
されることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のインバータの電流制御増幅器の要部を
示すブロック構成図、第２図は本発明の要部に用いてい
るプログラムのフローチャート、第３図は上記プログラ
ムの作動状況を示す図、第４図は従来のベクトル制御方
式による誘導電動機の制御方式を示す図、第５〜７図は
瞬時過電流防止の必要性を示す図である。 １　・・・ＣＰＵ　（瞬時過電流防止プログラム内蔵）
、２１５・・・キャリア電圧発生回路、 ２２１・・・乗算型Ｄ／Ａ変換器、 ２１７・・・コンパレータ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、各種制御信号に応じて誘導電動機を可変速制御する
   ようにしたインバータの電流制御増幅器において、 三角波を発生するキャリア電圧発生部と、 このキャリア電圧発生部の出力を一方の入力端に入力し
   、他方の入力端には出力電流値の目標値に徐々に近づけ
   るべく制御する制御部の出力が入力する乗算型デジタル
   ／アナログ変換器と、を具備したことを特徴とするイン
   バータの電流制御増幅器。