JPH03265486A - インバータの制御方式 - Google Patents
インバータの制御方式Info
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- JPH03265486A JPH03265486A JP2063833A JP6383390A JPH03265486A JP H03265486 A JPH03265486 A JP H03265486A JP 2063833 A JP2063833 A JP 2063833A JP 6383390 A JP6383390 A JP 6383390A JP H03265486 A JPH03265486 A JP H03265486A
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- inverter
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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。
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］
本発明は巻線切替え制御方式のインバータドライブに関
するものである。
するものである。
［従来の技術］
従来、工作機械の主軸ドライブ等では定出力制御範囲拡
大のために、電動機巻線を接続変更してインバータドラ
イブすることがある（例えば特開昭６０−２１．９９９
３号公報）。
大のために、電動機巻線を接続変更してインバータドラ
イブすることがある（例えば特開昭６０−２１．９９９
３号公報）。
具体的に説明すると、第５図において、１は電動機７を
制御するインバータ、７は電動機、７１〜７３は電動機
７の三相巻線である。９１．９２は電動機７の巻線を接
続変更する開閉器である。
制御するインバータ、７は電動機、７１〜７３は電動機
７の三相巻線である。９１．９２は電動機７の巻線を接
続変更する開閉器である。
開閉器９１を閉、開閉器９２を開にすれば、電動機巻線
７１〜７３はスター接続（以下Ｙ接続という）になり、
開閉器９１を開、開閉器９２を閉にすれば、電動機巻線
７１〜７３はデルタ接続（以下Δ接続という）になる。
７１〜７３はスター接続（以下Ｙ接続という）になり、
開閉器９１を開、開閉器９２を閉にすれば、電動機巻線
７１〜７３はデルタ接続（以下Δ接続という）になる。
Δ接続時の１相のインピーダンスをＺとすると、Ｙ接続
時の１相のインピーダンスは３Ｚになる。
時の１相のインピーダンスは３Ｚになる。
誘導電動機を電圧形ＰＷＭインバータでドライブしたと
きに生じるリップル電流の大きさは、ＰＷＭ電圧波形と
、このインピーダンスによって決まる。。
きに生じるリップル電流の大きさは、ＰＷＭ電圧波形と
、このインピーダンスによって決まる。。
［発明が解決しようとする課題〕
ところが、従来技術ではＰＷＭ電圧波形のＰＷＭキャリ
ア周波数が一定であったために、前述のリップル電流の
大きさが巻線接続によって変わるという問題があった。
ア周波数が一定であったために、前述のリップル電流の
大きさが巻線接続によって変わるという問題があった。
とくに、電流マイナルーブをもつインバータでは、電流
ループゲインはリップル電流値によって制限されるから
、巻線接続を変更するということは電流応答性を左右す
る重要な問題であった。
ループゲインはリップル電流値によって制限されるから
、巻線接続を変更するということは電流応答性を左右す
る重要な問題であった。
本発明は、巻線接続を変更してもリップル電流の大きさ
が変化しないようにすることを目的とするものである。
が変化しないようにすることを目的とするものである。
［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、巻線接続変更可能な
多相誘導電動機と、接続変更を行うための開閉器と、巻
線切替え制御機能を持つインバータからなる可変速ドラ
イブシステムにおいて、それぞれの巻線接続時の電動機
巻線の１次インピーダンスに応じて、インバータのＰＷ
Ｍキャリア周波数を変化させて前記多相誘導電動機を制
御するようにしたものである。
多相誘導電動機と、接続変更を行うための開閉器と、巻
線切替え制御機能を持つインバータからなる可変速ドラ
イブシステムにおいて、それぞれの巻線接続時の電動機
巻線の１次インピーダンスに応じて、インバータのＰＷ
Ｍキャリア周波数を変化させて前記多相誘導電動機を制
御するようにしたものである。
［作用］
ＰＷＭキャリア周波数を巻線接続に対応して変え、巻線
接続を変更してもリップル電流が一定になるようにして
あり、かつＰＷＭキャリア周波数の変化によってスイッ
チングロスも変化するから、過負荷保護レベルを調節し
てインバータのパワー素子の破壊を防ぐことができる。
接続を変更してもリップル電流が一定になるようにして
あり、かつＰＷＭキャリア周波数の変化によってスイッ
チングロスも変化するから、過負荷保護レベルを調節し
てインバータのパワー素子の破壊を防ぐことができる。
［実施例コ
本発明を図に示す実施例について説明する。
第１図は本発明の実施例を示すブロック図で、インバー
タｌはダイオード等整流素子を使用したコンバータ部２
、トランジスタ等の自己消弧素子を使用したインバータ
部３、平滑コンデンサ４からなる主回路部と、電流検出
器５と制御回路６からなる制御回路部で構成されている
。７は巻線接続変更可能な誘導電動機、８は誘導電動機
７に取り付けた速度検出のためのエンコーダ、９は第５
図において説明した開閉器９１．９２からなる巻線接続
変更のための巻線切替え装置である。さらに、制御回路
６は誘導電動機７の速度を制御する速度制御部１１．ベ
クトル制御などの電流指令発生器１２、その電流指令発
生器１２にそれぞれの巻線接続に応じて制御定数を供給
する定数メモリ１３、電流指令と電流検出器５からの検
出信号を入力として電圧指令を出力する電流制御部１４
、ＰＷＭ制御のためのキャリア信号発生器］５、電圧指
令とＰＷＭキャリア信号からインバータ部３のトランジ
スタをドライブする信号を発生するＰＷＭ制御部１６、
電流検出器５からの検出信号に基づき過負荷保護動作を
行う過負荷保護部１７、外部からの指令や電動機速度に
基づきインバータ内部で発生する巻線選択指令により、
定数メモリ１３、キャリア信号発生器１５、過負荷保護
部１７、巻線切替え装置９に巻線接続信号を与える巻線
選択指令発生器１８で構成される。
タｌはダイオード等整流素子を使用したコンバータ部２
、トランジスタ等の自己消弧素子を使用したインバータ
部３、平滑コンデンサ４からなる主回路部と、電流検出
器５と制御回路６からなる制御回路部で構成されている
。７は巻線接続変更可能な誘導電動機、８は誘導電動機
７に取り付けた速度検出のためのエンコーダ、９は第５
図において説明した開閉器９１．９２からなる巻線接続
変更のための巻線切替え装置である。さらに、制御回路
６は誘導電動機７の速度を制御する速度制御部１１．ベ
クトル制御などの電流指令発生器１２、その電流指令発
生器１２にそれぞれの巻線接続に応じて制御定数を供給
する定数メモリ１３、電流指令と電流検出器５からの検
出信号を入力として電圧指令を出力する電流制御部１４
、ＰＷＭ制御のためのキャリア信号発生器］５、電圧指
令とＰＷＭキャリア信号からインバータ部３のトランジ
スタをドライブする信号を発生するＰＷＭ制御部１６、
電流検出器５からの検出信号に基づき過負荷保護動作を
行う過負荷保護部１７、外部からの指令や電動機速度に
基づきインバータ内部で発生する巻線選択指令により、
定数メモリ１３、キャリア信号発生器１５、過負荷保護
部１７、巻線切替え装置９に巻線接続信号を与える巻線
選択指令発生器１８で構成される。
巻線選択指令がＹ接続である時、ＰＷＭキャリア周波数
、過負荷保護レベルが標準設定されているとする。
、過負荷保護レベルが標準設定されているとする。
次に、巻線選択指令をΔ接続に変更すると、巻線インピ
ーダンスが１／３に低下するから、ＰＷＭキャリア周波
数を変更しなければリップル電流は３倍になる。しかし
、電流制御ゲインを巻線接続にかかわらず一定にして制
御するためには、リップル電流を一定に保つ必要がある
。
ーダンスが１／３に低下するから、ＰＷＭキャリア周波
数を変更しなければリップル電流は３倍になる。しかし
、電流制御ゲインを巻線接続にかかわらず一定にして制
御するためには、リップル電流を一定に保つ必要がある
。
リップル電流は、ＰＷＭ電圧波形と電動機巻線インピー
ダンスによって決まるから、このリップル電流一定制御
を実現するためには、キャリア周波数を高くすればよく
、巻線選択指令発生器１８の信号に応じて、ＰＷＭ制御
部１６に入力するキャリア信号発生器１５のＰＷＭキャ
リア周波数を変更すればよい。
ダンスによって決まるから、このリップル電流一定制御
を実現するためには、キャリア周波数を高くすればよく
、巻線選択指令発生器１８の信号に応じて、ＰＷＭ制御
部１６に入力するキャリア信号発生器１５のＰＷＭキャ
リア周波数を変更すればよい。
例えば、キャリア周波数発生器１５の代表例として三角
波発振器を第２図に示す。２１は積分器、２２Ａ、２２
Ｂは積分器２の積分コンデンサ、２３Ａ１２３Ｂは積分
コンデンサ２２Ａ、２２Ｂを巻線選択指令発生器１８の
信号に基づいて切替えるためのスイッチ、２４は積分器
２の入力抵抗、２６Ａ１２６Ｂは積分器２に入力する基
準電圧源、２５Ａ１２５Ｂは積分器２１の入力の基準電
圧源２６Ａ１２６Ｂの極性を切替えるスイッチ、２８Ａ
、２８Ｂは三角波信号のピーク値を決める基準電圧源、
２７Ａ１２７Ｂはその極性を切替えるスイッチ、２９は
積分器２１の出力と基準電圧源２８Ａ、２８Ｂとを比較
して論理信号を出力するコンパレータである。
波発振器を第２図に示す。２１は積分器、２２Ａ、２２
Ｂは積分器２の積分コンデンサ、２３Ａ１２３Ｂは積分
コンデンサ２２Ａ、２２Ｂを巻線選択指令発生器１８の
信号に基づいて切替えるためのスイッチ、２４は積分器
２の入力抵抗、２６Ａ１２６Ｂは積分器２に入力する基
準電圧源、２５Ａ１２５Ｂは積分器２１の入力の基準電
圧源２６Ａ１２６Ｂの極性を切替えるスイッチ、２８Ａ
、２８Ｂは三角波信号のピーク値を決める基準電圧源、
２７Ａ１２７Ｂはその極性を切替えるスイッチ、２９は
積分器２１の出力と基準電圧源２８Ａ、２８Ｂとを比較
して論理信号を出力するコンパレータである。
先ず、スイッチ２３Ａがオフ、２３Ｂがオンとする。い
ま、時刻をｔｌとすると、第３図に示すように、コンパ
レータ２９の一人力には信号■、→−一人力は信号■が
加わっているから、出力はＨレベルになり、信号■によ
りスイッチ２５Ａ、２７Ａがオン、スイッチ２５Ｂ、２
７Ｂがオフとなる。
ま、時刻をｔｌとすると、第３図に示すように、コンパ
レータ２９の一人力には信号■、→−一人力は信号■が
加わっているから、出力はＨレベルになり、信号■によ
りスイッチ２５Ａ、２７Ａがオン、スイッチ２５Ｂ、２
７Ｂがオフとなる。
この状態で、積分器２１の出力■。、１．は、積分器２
１の入力信号■を積分して得られるから、基準電圧源２
６Ａの電圧を−Ｅ、とし、基準電圧源２８Ａの電圧をＲ
６、基準電圧源２８Ｂの電圧を−Ｅ、とすると、 Ｖｏｕｔ ＝： −’ ｆ：０−二Ｊニー−ｄ ｔ −
Ｅ、 −＝ （１）Ｃ２２ＢＲ２４ て表わされる。Ｃ２２Ｂは積分コンデンサ２２Ｂの容量
を表わし、Ｒ２４は入力抵抗２４の抵抗値を表わす。
１の入力信号■を積分して得られるから、基準電圧源２
６Ａの電圧を−Ｅ、とし、基準電圧源２８Ａの電圧をＲ
６、基準電圧源２８Ｂの電圧を−Ｅ、とすると、 Ｖｏｕｔ ＝： −’ ｆ：０−二Ｊニー−ｄ ｔ −
Ｅ、 −＝ （１）Ｃ２２ＢＲ２４ て表わされる。Ｃ２２Ｂは積分コンデンサ２２Ｂの容量
を表わし、Ｒ２４は入力抵抗２４の抵抗値を表わす。
この出力Ｖｌｊｕｌが上昇し、時刻ｔ２においてコンパ
１ノータ２９の比較電圧であるＥ、をこえると、コンパ
レータ出力は反転してＬレベルになり、信号■によりス
イッチ２５Ａ、２７Ａがオフ、スイッチ２５Ｂ、２７Ｂ
がオンとなる。
１ノータ２９の比較電圧であるＥ、をこえると、コンパ
レータ出力は反転してＬレベルになり、信号■によりス
イッチ２５Ａ、２７Ａがオフ、スイッチ２５Ｂ、２７Ｂ
がオンとなる。
したがって、積分器２１には信号■に示すように、基準
電圧源２６Ｂから基準電圧Ｅ、が印加されることになり
、その出力電圧Ｖ。ｕ＋は時刻ｔ、においで、 となり、出力■。、は時刻ｔ４でコンパレータ２９の比
較電圧である一Ｅ、より下がるまで下降する。
電圧源２６Ｂから基準電圧Ｅ、が印加されることになり
、その出力電圧Ｖ。ｕ＋は時刻ｔ、においで、 となり、出力■。、は時刻ｔ４でコンパレータ２９の比
較電圧である一Ｅ、より下がるまで下降する。
三角波発振器はこの動作を自動的に繰り返して三角波信
号を出力する。この発振器の発振周波数は式（１）、（
２）かられかるように、基準電圧Ｅ１、Ｒ８、入力抵抗
Ｒ，、積分コンデンサＣ２２Ｂで決まる。したがって、
発振周波数を変更するには、このうちのいずれかを操作
すればよい。
号を出力する。この発振器の発振周波数は式（１）、（
２）かられかるように、基準電圧Ｅ１、Ｒ８、入力抵抗
Ｒ，、積分コンデンサＣ２２Ｂで決まる。したがって、
発振周波数を変更するには、このうちのいずれかを操作
すればよい。
一般的には、コンデンサ容量を変更する方法を用いるこ
とが多く、この場合は、巻線切替え信号１８でコンデン
サ容量を変更した。Ｙ接続で積分コンデンサＣ２２Ｂが
選択されているとすると、Δ接続時は積分コンデンサＣ
２２Ａが選択される。当然のことながら、Δ接続でキャ
リア周波数を高（するから、コンデンサ容量は、Ｃ２２
Ａ ＜ Ｃ２２Ｂとなる。
とが多く、この場合は、巻線切替え信号１８でコンデン
サ容量を変更した。Ｙ接続で積分コンデンサＣ２２Ｂが
選択されているとすると、Δ接続時は積分コンデンサＣ
２２Ａが選択される。当然のことながら、Δ接続でキャ
リア周波数を高（するから、コンデンサ容量は、Ｃ２２
Ａ ＜ Ｃ２２Ｂとなる。
一方、Δ接続時にＹ接続時と同一の電流を通電すると、
ＰＷＭキャリア周波数は高くなっているから、インバー
タ部３のトランジスタのスイッチングロスは増加する。
ＰＷＭキャリア周波数は高くなっているから、インバー
タ部３のトランジスタのスイッチングロスは増加する。
したがって、トランジスタの熱破壊を生じさせないため
には、通電時の発生ロスをΔ接続時とＹ接続時で同程度
に抑えなｌｊればならない。過負荷保護部１７は第４図
に示す電流・時間積である過負荷保護動作レベルを巻線
接続指令発生器１８の信号に応じて切替えて使用する。
には、通電時の発生ロスをΔ接続時とＹ接続時で同程度
に抑えなｌｊればならない。過負荷保護部１７は第４図
に示す電流・時間積である過負荷保護動作レベルを巻線
接続指令発生器１８の信号に応じて切替えて使用する。
すなわち、）′接続時は従来の過負荷保護レベルを適用
し、Δ接続時は°過負荷保護レベルをＹ接続時より下げ
て使用する。
し、Δ接続時は°過負荷保護レベルをＹ接続時より下げ
て使用する。
以上のように、従来の巻線切替え方式のインバータドラ
イブに、巻線切替え指令に基づいてＰＷＭキャリア周波
数を変更する手段と過負荷保護レベルを変更する手段と
を付加することで、巻線接続にかかわらず一定の電流制
御応答性を得ることができる。
イブに、巻線切替え指令に基づいてＰＷＭキャリア周波
数を変更する手段と過負荷保護レベルを変更する手段と
を付加することで、巻線接続にかかわらず一定の電流制
御応答性を得ることができる。
本実施例は、ベクトル制御インバータについて説明した
ものであるが、Ｖ／ｆ制御の巻線切替え方式インバータ
についても同様の手法を用いることで、電流応答性を改
善できる。
ものであるが、Ｖ／ｆ制御の巻線切替え方式インバータ
についても同様の手法を用いることで、電流応答性を改
善できる。
［発明の効果］
以上述べたように、本発明によれば巻線接続にかかわり
なくリップル電流を一定にでき、電流制御応答性を一定
に保つことができ、安定した特性を備えた巻線切替え方
式のインバータを提供することができるという効果があ
る。
なくリップル電流を一定にでき、電流制御応答性を一定
に保つことができ、安定した特性を備えた巻線切替え方
式のインバータを提供することができるという効果があ
る。
第１図は本発明の実施例を示すブロック図、第２図はＰ
ＷＭキャリア指令発生回路、第３図は過負荷保護特性を
表わす説明図、第４図は過負荷保護動作レベルを示す特
性図、第５図は従来の巻線切替え方式インバータの構成
図である。 ｌ・・・インバータ、２・・・コンバータ部、３・・イ
ンバータ部、５・・・電流検出器、６・・・制御回路、
７・・誘導電動機、８・・・エンコーダ、９・・・巻線
切替え装置 第 図 第 図 ｏｔ１ 電２ 電！ｔ４
ＷＭキャリア指令発生回路、第３図は過負荷保護特性を
表わす説明図、第４図は過負荷保護動作レベルを示す特
性図、第５図は従来の巻線切替え方式インバータの構成
図である。 ｌ・・・インバータ、２・・・コンバータ部、３・・イ
ンバータ部、５・・・電流検出器、６・・・制御回路、
７・・誘導電動機、８・・・エンコーダ、９・・・巻線
切替え装置 第 図 第 図 ｏｔ１ 電２ 電！ｔ４
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、巻線接続変更可能な多相誘導電動機と、接続変更を
行うための開閉器と、巻線切替え制御機能を持つインバ
ータからなる可変速ドライブシステムにおいて、 それぞれの巻線接続時の電動機巻線の１次インピーダン
スに応じて、インバータのＰＷＭキャリア周波数を変化
させて前記多相誘導電動機を制御することを特徴とする
インバータの制御方式。 ２、インバータのＰＷＭキャリア周波数の変化に応じて
インバータの過負荷保護動作レベルを調節する機能をも
つ請求項１記載のインバータの制御方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2063833A JP2932080B2 (ja) | 1990-03-13 | 1990-03-13 | インバータの制御方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2063833A JP2932080B2 (ja) | 1990-03-13 | 1990-03-13 | インバータの制御方式 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03265486A true JPH03265486A (ja) | 1991-11-26 |
| JP2932080B2 JP2932080B2 (ja) | 1999-08-09 |
Family
ID=13240748
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2063833A Expired - Fee Related JP2932080B2 (ja) | 1990-03-13 | 1990-03-13 | インバータの制御方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2932080B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8076890B2 (en) | 2006-03-31 | 2011-12-13 | Thk Co., Ltd. | AC motor driving apparatus and control method |
| CN110892636A (zh) * | 2017-07-28 | 2020-03-17 | 三菱电机株式会社 | 驱动装置、压缩机以及空调机及永磁嵌入型电动机的驱动方法 |
| EP3667897A4 (en) * | 2017-08-08 | 2020-10-07 | Mitsubishi Electric Corporation | ELECTRIC MOTOR AND AIR CONDITIONER DRIVE DEVICE |
-
1990
- 1990-03-13 JP JP2063833A patent/JP2932080B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8076890B2 (en) | 2006-03-31 | 2011-12-13 | Thk Co., Ltd. | AC motor driving apparatus and control method |
| TWI408890B (zh) * | 2006-03-31 | 2013-09-11 | Thk Co Ltd | AC motor drive device and control method |
| CN110892636A (zh) * | 2017-07-28 | 2020-03-17 | 三菱电机株式会社 | 驱动装置、压缩机以及空调机及永磁嵌入型电动机的驱动方法 |
| EP3661047A4 (en) * | 2017-07-28 | 2020-12-23 | Mitsubishi Electric Corporation | DRIVE DEVICE, COMPRESSOR, AIR CONDITIONER AND CONTROL PROCESS OF AN ELECTRIC MOTOR OF THE INTEGRATED PERMANENT MAGNET TYPE |
| US10951139B2 (en) | 2017-07-28 | 2021-03-16 | Mitsubishi Electric Corporation | Driving device, compressor, air conditioner and method of driving interior permanent magnet motor |
| CN110892636B (zh) * | 2017-07-28 | 2023-01-17 | 三菱电机株式会社 | 驱动装置、压缩机以及空调机及永磁电动机的驱动方法 |
| EP3667897A4 (en) * | 2017-08-08 | 2020-10-07 | Mitsubishi Electric Corporation | ELECTRIC MOTOR AND AIR CONDITIONER DRIVE DEVICE |
| US10978981B2 (en) | 2017-08-08 | 2021-04-13 | Mitsubishi Electric Corporation | Drive apparatus for electric motor and air conditioner |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2932080B2 (ja) | 1999-08-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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