JPH02254997A - インバータ制御回路 - 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】 ［産業上の利用分野コ この発明は、誘導電動機を可変速運転するインバータ装
置の回転数を制御するインバータ制御回路、特に指速発
電機を要しないインバータ制御回路に関するものである
。

［従来の技術］ 第７図は従来のすべり周波数制御方式によるインバータ
制御回路のブロック図であり、図において（１）はイン
バータ装置、（２）は三相誘導電動機、（３）は指速発
電機、（４）は周波数設定器、（５）はすべり周波数制
御部である。

第７図の動作について説明する。周波数設定器（４）に
より設定された周波数にてインバータ装置（１）が運転
されると、三相誘導電動機（２）は次の（１）式で示さ
れる回転数で運転する。

ここでＮは回転数［ｒｐｌ］、Ｐは電動機極数、ｆは周
波数（Ｈｚ）、Ｓはすべりである。指速発電機（３）は
三相誘導電動機（２）の回転数に比例した電圧を出力し
、その出力をすべり周波数制御部（５）に入力する。す
べり周波数制御部（５）では、周波数設定器（４）から
の周波数設定信号と指速発電機（３）の出力信号とによ
り演算し、周波数設定器（４）の信号に補正を加え、イ
ンバータ（１）に人力するようになっている。

第８図は三相誘導電動機の回転数・トルク特性図である
。第８図により上記の制御動作を説明する。いま周波数
設定器（４）によりｆｌの周波数で運転し、負荷トルク
がＴ　だとすると、Ｎ１の回転数となる。次に負荷が増
大しＴ２となると、すベリＳが増加し回転数はＮ２とな
る。このとき、指速発電機（３）の発生電圧も（Ｎ　　
−Ｎ２）分域少するもので、すべり周波数制御部（５）
では、減少しだ分だけ補正すべく周波数をｆ２まで引き
あげ、回転数を一定に保つように制御する。

第９図は従来の回転数補正回路のブロック図であり、（
１）〜（４）は第８図と同一のものである。

図において（５１）は第１の演算器、（５２）は第２の
演算器であり、第１及び第２の演算器（５１）及び（５
２）は第７図のすべり周波数制御部（５）に対応するも
のである。

第９図の動作を説明する。すベリＳは負荷の変動に伴い
、その値が変化する。従って負荷の変動により回転数を
変動させないため、第１の演算器（５１）及び第２の演
算器（５２）は次のような制御動作を行なう。

第１の演算器（５１）の一方の入力には周波数設定器（
４）からの周波数設定信号が供給され、その他方の入力
には三相誘導電動機（２）の軸に取付けられた指速発電
機（３）から回転数に対応した電圧信号が供給される。

第１の演算器（５１）では周波数設定信号と回転数検出
信号の差を演算して出力する。

すなわち、すベリＳに相当する信号を出力する。

第２の演算器（５２）は周波数設定器（４）からの周波
数設定信号と、第１の演算器（５１）からのすべりＳに
相当する信号を入力し、その和を演算して出力する。す
なわち、すべり相当の信号が周波数設定信号に加算され
てインバータ装置（１）に入力される。このようにして
、負荷の変動による回転数の変動を補正し、極力、回転
数が変動しないように制御している。

［発明が解決しようとする課題］ 上記のような従来のインバータ制御回路では、誘導電動
機の回転数を一定に制御するのに、指速発電機を誘導電
動機に機械的に接続する必要があり、モータ及び機械系
の改造や配線の追加を要するため、既存のモータや装置
に適用することが極めて困難であるという問題点があっ
た。

この発明は、かかる問題点を解決するためになされたも
ので、指速発電機を使用せず、機械的な改造を行なわな
くても、モータ回転数の補正が可能なインバータ制御回
路を得ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この第１の発明に係るインバータ制御回路は、誘導電動
機を可変速運転するインバータ装置が加減速中か、また
は定速中かを判別する速度判別手段と、前記誘導電動機
に給電する電流値を検出する電流検出器と、該電流検出
器により検出された電流値を実効値換算した信号値に変
換する実効値換算手段と、該実効値換算手段の出力信号
を入力し、前記インバータ装置への設定周波数に対応し
た可変利得により信号増幅し、周波数補正信号を出力す
る可変利得増幅器と、該可変利得増幅器より出力される
周波数補正信号を、前記速度判別手段が定速中と判別し
たときは前記インバータ装置へ供給し、前記速度判別手
段が加減速中と判別したときは前記インバータ装置への
供給を停止する開閉器とを備えたものである。

この第２の発明に係るインバータ制御回路は、誘導電動
機を可変速運転するインバータ装置が加減速中か、また
は定速中かを判別する速度判別手段と、前記誘導電動機
に給電する電流値を検出する電流検出器と、該電流検出
器により検出された電流値を実効値換算した信号値に変
換する実効値換算手段と、該実効値換算手段の出力信号
と、前記インバータ装置への周波数設定信号とを入力し
、インバータ装置の出力周波数に対して上限クランプ値
の設けられたすべり相当の信号を算出する第１の演算手
段と、前記第１の演算手段の出力信号を、前記速度判別
手段が定速中と判別したときは第２の演算手段へ供給し
、前記速度判別手段が加減速中と判別とだときは前記第
２の演算手段への供給を停止する開閉器と、前記インバ
ータ装置への周波数設定信号と、前記開閉器を介して前
記第１の演算手段の出力信号とを入力し、周波数設定信
号に補正演算を行なう前記第２の演算手段とを備えたも
のである。

［作用］ この発明においては、誘導電動機を可変速制御するイン
バータ制御回路において、モータ電流値がほぼすべり量
に比例することを利用し、電流検出器が前記誘導電動機
に給電する電流値を検出し、実効値換算手段が前記電流
検出器により検出された電流値を実効値換算した信号値
に変換し、速度判別手段は前記誘導電動機が加減速中か
、または定速中かを判別する。

そしてこの第１の発明においては、可変利得増幅器が前
記実効値換算手段の出力信号を入力し、前記インバータ
装置への設定周波数に対応した可変利得により信号増幅
し、周波数補正信号を出力し、前記速度判別手段が定速
中と判別したときに、前記可変利得増幅器より出力され
る周波数補正信号を用いて前記誘導電動機の回転数の制
御を行なう。

そしてこの第２の発明においては、第１の演算手段が前
記実効値演算手段の出力信号と、前記インバータ装置へ
の周波数設定信号とを入力し、インバータ装置の出力周
波数に対して上限クランプ値の設けられたすべり相当の
信号を算出し、第２の演算手段は前記インバータ装置へ
の周波数設定信号に対して、前記速度判別手段が定速中
と判別したときに供給される前記第１の演算手段の出力
信号により補正演算を行ない、前記誘導電動機の回転数
の制御を行なう。

［実施例］ 第１図はこの第１の発明に係るインバータ制御回路の一
実施例を示すブロック図であり、（１）。

（２）　、　（４）は上記従来装置と全く同一のもので
ある。

（１１）は電流検出器、（１２）は実効値換算器、（１
３）は加減速中は接点が開となる開閉器、（１４）は補
正信号出力用アンプである。

第２図（ａ）は三相誘導電動機の回転数・トルク特性図
であり、同図（ｂ）は回転数・電流特性図である。第２
図の（ａ）と（ｂ）を対比して判るように回転数の変化
すなわちすべり量と電流値は、はぼ比例する。この特性
を利用し、定速運転中のモータ電流の増減からモータ回
転数を推定し、すべり分の周波数を補正することにより
負荷変動による速度変動率を小さくすることが可能であ
る。

第１図の動作を説明する。電流検出器（１１）により検
出したモータ電流を実効値換算器（１２）へ入力する。

実効値換算器（１２）はモータ電流を実効値換算した電
圧信号に変換し、その出力を補正信号出カ用アンプ（１
４）の入力へ供給する。また補正信号出力用アンプ（１
４）には周波数設定器（４）から周波数設定信号が供給
される。一般にすべり量と電流値の関係は、設定周波数
で特性が変わるため、補正信号出力用アンプ（１４）に
おける実効値換算器（１２）からの入力信号に対する変
換ゲインは、この設定周波数に対応して変更され、モー
タの特性に適合するようにしている。補正信号出力用ア
ンプ（１４）は前記変換ゲインにより、モータが無負荷
のときは補正出力信号はゼロとし、モータが定格すべり
のときはモータの電流相当の信号からすべり相当分の周
波数補正信号を出力する。補正信号出力用アンプ（１４
）から出力された周波数補正信号は開閉器（１３）を介
してインバータ装置（１）へ供給される。

しかしながら電流検出器（１１）により検出されるモー
タ電流は、モータの加速中、又は減速中は、負荷トルク
相当の電流以外に加速トルク、又は減速トルク用電流が
重畳するため正規の負荷トルク成分の電流を示さない。

このため加減速中は、イ（１３）の接点回路を開として
、補正信号出力用アンプ（１４）から出力される周波数
補正信号がインバータ装置（１）へ供給されないように
している。即ち周波数の補正が行なわれないようにして
いる。

第３図は補正信号出力用アンプの人出力特性図である。

第４図（ａ）及び（ｂ）は本発明の補正例を示す特性図
で、同図（ａ）は回転数・トルク特性図、同図（ｂ）は
回転数・電流特性図である。

第３図及び第４図により制御動作を説明する。

まず設定周波数ｆ１でモータを運転する。無負荷の場合
、回転数がＮ。で電流量１が流れる。このときの補正信
号値はゼロである。いまＴ２の負荷トルクが加わると回
転数はＮ　からＮ１まで減少し、電流は１２まで増加す
る。第３図に示された設定周波数ｆ１により決定される
ゲインにてモータ電流Ｉ２相当の補正周波数Δｆが補正
信号としてインバータ装置（１）に加わり、インバータ
出力周波数はｆ＋Δｒまで上昇し、回転数はＮ。となる
ように制御される。

そしてこの発明の実施例においては、モータの回転数が
負荷変動に対して常に一定となるように制御される。

第５図はこの第２の発明に係るインバータ制御回路の一
実施例を示すブロック図であり、（１）。

（２）、（１１）〜（１３）は第１図の装置と同一のも
のである。（１４）はすべり補正用演算器で従来技術の
第２の演算器（５２）に相当する。（１５）は周波数設
定用演算器である。

第５図の動作について説明する。この発明においても第
１図で説明したように、三相誘導電動機（２）のすべり
量と電流量がほぼ比例することを利用し、定速運転中の
モータ電流の増減からモータ回転数を推定し、すべり分
の周波数の補正を行なう。但しその制御手段を異にする
ものである。

第５図においては、電流検出器（１１）はモータ電流を
検出し、実効値換算器（１２）へ供給する。実効値換算
器（１２）は入力電流を実効値換算した信号（例えば周
波数設定信号と同一種類の電圧信号）に変換を行ない、
この変換出力をすべり補正演算器（１４）へ供給する。

すべり補正演算器（１４）は周波数設定器（４）からの
周波数設定信号と、実効値換算器（１２）からの電流実
効値換算信号よりすべり相当分の信号を演算する。また
三相誘導電導機（２）を低周波数域で運転する場合は、
冷却効果の低下のため定格電流（定格トルク）以下で使
用する必要がある。このためすべり補正用演算器（１４
）は、その算出するすべり相当の信号について、あらか
じめその出力周波数に対応した上限クランプ値を設定し
、その補正信号値をクランプすると共に、クランプ動作
中であることを外部へ出力し過負荷であることを表示す
る。

第６図はすべり補正用演算器のクランプ動作を説明する
図であり、同図に出力周波数の低下と共にクランプレベ
ルも低下させ、その補正信号値がクランプされる状態が
示されている。

すべり補正用演算器（１４）の出力は、加減速中はイン
バータ装置（１）からの制御信号によって、接点が開と
なる開閉器（１３）を介して、周波数設定用演算器（■
５）の入力の一方へ供給され、その他方の入力へは周波
数設定器（４）より周波数設定信号が供給される。周波
数設定用演算器（１５）は周波数設定信号にすべり補正
信号を加算してインバータ装置（１）へ供給する。この
ように三相誘導電動機（２）の加減速中は、開閉器（１
３）の接点を開として、すべり補正信号を周波数設定用
演算器（１５）に供給しないようにしているのは、第１
図の動作において説明した理由と同一である。即ち加減
速中は加速トルク用又は減速トルク用電流が、負荷トル
ク相当の電流に重畳され、正しい電流値を示さないから
である。

また第５図の装置の制御動作は、第４図における説明と
同一である。即ち設定周波数ｆ１でモータを運転する。

無負荷の場合、回転数はＮ。で電流■１が流れる。この
ときの補正信号値はゼロである。今Ｔ２の負荷トルクが
加わると回転数はＮ１まで減少し、電流はｌａまで増加
する。すべり補正信号は電流Ｉ　相当の補正周波数Δｆ
　をａ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　Ｂ出力し、インバータ装置（１）にはｆ１＋Δｆａ
の信号を与え、回転数はＮ。となるように制御される。

この実施例においても、モータの回転数は負荷変動に対
し一定になるよう制御される。

なお、上記実施例においては、信号処理をすべてアナロ
グ信号により処理するアナログ回路による構成例を示し
たが、これらの信号処理をすべてデジタル信号により行
なうマイクロプロセッサと制御用ソフトウェアに置き換
えても上記実施例と全く同様の効果が得られる。

［発明の効果コ 以上のようにこの第１及び第２の発明によれば、誘導電
動機を可変速制御するインバータ制御回路において、前
記誘導電動機へ給電する電流値を検出し、すべり量を算
出するので、従来の指速発電機が不要となり、標準モー
タが使用可能となったのみならず、既設のモータ等に機
械的な改造を要さずに回転速度の制御が可能となり、イ
ンバータ制御装置が安価にでき、また既設装置の変更が
容易に実施できるという効果が得られている。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの第１の発明に係るインバータ制御回路の一
実施例を示すブロック図、第２図（ａ）及び（ｂ）は三
相誘導電動機の回転数・トルク特性図及び回転数・電流
特性図、第３図は補正信号出力用アンプの入出力特性図
、第４図（ａ）及び（ｂ）は本発明の補正例を示す特性
図、第５図はこの第２の発明に係るインバータ制御回路
の一実施例を示すブロック図、第６図はすべり補正用演
算器のクランプ動作を説明する図、第７図は従来のすべ
り周波数制御方式によるインバータ制御回路のブロック
図、第８図は三相誘導電動機の回転数・トルク特性図、
第９図は従来の回転数補正回路のブロック図である。 図において、（１）はインバータ装置、（２）は三相誘
導電動機、（３は指速発電機、（４）は周波数設定器、
（５）はすべり周波数制御部、（１１）は電流検出器、
（１２）は実効値換算器、（１３）は開閉器、（１４）
は補正信号出力用アンプ、（１５）は周波数設定用演算
器、（５１）は第１の演算器、（５２）は第２の演算器
である。 なお、図中同一符号は同−又は相当部分を示す。 代理人　弁理士　佐々木　宗　治 第 図 第 図 へ寸−１寸０ 第 図 第 図 セＶ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）誘導電動機を可変速運転するインバータ装置が加
   減速中か、または定速中かを判別する速度判別手段と、 前記誘導電動機に給電する電流値を検出する電流検出器
   と、 該電流検出器により検出された電流値を実効値換算した
   信号値に変換する実効値換算手段と、該実効値換算手段
   の出力信号を入力し、前記インバータ装置への設定周波
   数に対応した可変利得により信号増幅し、周波数補正信
   号を出力する可変利得増幅器と、 該可変利得増幅器より出力される周波数補正信号を、前
   記速度判別手段が定速中と判別したときは前記インバー
   タ装置へ供給し、前記速度判別手段が加減速中と判別し
   たときは前記インバータ装置への供給を停止する開閉器
   とを備え、前記誘導電動機の回転数を制御することを特
   徴とするインバータ制御回路。
2. （２）誘導電動機を可変速運転するインバータ装置が加
   減速中か、または定速中かを判別する速度判別手段と、 前記誘導電動機に給電する電流値を検出する電流検出器
   と、 該電流検出器により検出された電流値を実効値換算した
   信号値に変換する実効値換算手段と、該実効値換算手段
   の出力信号と、前記インバータ装置への周波数設定信号
   とを入力し、インバータ装置の出力周波数に対して上限
   クランプ値の設けられたすべり相当の信号を算出する第
   １の演算手段と、 前記第１の演算手段の出力信号を、前記速度判別手段が
   定速中と判別したときは第２の演算手段へ供給し、前記
   速度判別手段が加減速中と判別したときは前記第２の演
   算手段への供給を停止する開閉器と、 前記インバータ装置への周波数設定信号と、前記開閉器
   を介して前記第１の演算手段の出力信号とを入力し、周
   波数設定信号に補正演算を行なう前記第２の演算手段と
   を備え、前記誘導電動機の回転数を制御することを特徴
   とするインバータ制御回路。