JPH0344518B2 - - Google Patents

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JPH0344518B2
JPH0344518B2 JP57165016A JP16501682A JPH0344518B2 JP H0344518 B2 JPH0344518 B2 JP H0344518B2 JP 57165016 A JP57165016 A JP 57165016A JP 16501682 A JP16501682 A JP 16501682A JP H0344518 B2 JPH0344518 B2 JP H0344518B2
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JP
Japan
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circuit
motor
voltage
control
input
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JP57165016A
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English (en)
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JPS5956896A (ja
Inventor
Hiroyuki Kitamura
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS5956896A publication Critical patent/JPS5956896A/ja
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Granted legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P27/00Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
    • H02P27/04Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
    • H02P27/06Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using DC to AC converters or inverters

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明は演算増幅器を主体として成る絶対値変
換回路,演算回路,アクテイブ・フイルタ等によ
つて得た電圧,電流などの精度の良い状態量をベ
ースにして、制御と演算をおこなう交流電動機の
可変速制御装置に関する。
発明の技術的背景とその問題点 従来の交流電動機の制御装置の一例として、電
圧形インバータによる誘導電動機駆動の制御装置
のブロツク図を第1図に示す。第1図において、
インバータ主回路INVはパワートランジスタ1
〜6とタイオード7〜12より成る電圧形インバー
タ回路であり、インバータ主回路INVの出力端
子U,V,Wには誘導電動機IMの1次巻線u,
v,wが接続される。インバータ主回路INVの
入力端子P,Nには、ダイオード13〜18のブリ
ツジ回路より成る整流回路RFの出力端子が接続
され、更に整流回路RFの入力端子R,S,Tに
は三相交流電源母線(図示せず。)が接続される。
また端子P,NにはフイルタコンデンサCが接続
される。
制御回路の構成として、出力端子U,V,Wに
PT(Potential Transformer)と整流ダイオード
を主として構成された絶縁・整形回路19が接続
され、更に絶縁整形回路19の出力信号がコンデ
ンサCf2と抵抗Rf1,Rf2を内装したパツシブ・フ
イルタ(Passive Filter,受動フイルタ)19a
に入力され、出力電圧の基本波実効値に相当する
出力電圧平均値信号vfがパツシブフイルタ19a
より得られる。一方周波数基準FRは入力制限回
路20に入力され、この周波数基準FRをステツ
プ状に入力した場合にも、急岐な変化が緩和され
た信号V′Rが出力される。この信号V′Rと出力電圧
平均値信号Vfは電圧制御回路21に入力され、
誤差増幅信号(電圧偏差信号)voを発生する。
この電圧偏差信号voは基準波発生回路23,搬
送波発生回路26と比較回路24とから成る
PWM制御回路22に入力される。直接には
PWM制御回路22の基準波発生回路23に入力
される。基準波発生回路23の出力として、電圧
偏差信号voに比例した振幅値の基準矩形波また
は基準正弦波信号が得られる。
また信号V′RはV−F変換回路25に入力され、
クロツクパルスが得られる。クロツクパルスは分
周回路27とカウント回路25aに入力される。
このカウント回路25aの出力信号は基準波発生
回路23と搬送波発生回路26のアドレス信号と
して入力される。分周回路27の出力信号はリン
グカウンタ28に入力され、このリングカウンタ
28の出力信号とPWM制御回路22の出力信号
(PWM制御信号)Pは論理合成回路29の中で
合成される。論理合成回路29の出力信号はホト
カプラ回路30を介して、ベースドライブ回路3
1に転送され、トランジスタ1〜6のベースを制
御することによつて、インバータは駆動される。
この制御方式は“V/f制御”として知られてい
る。このV/f制御においてはV/fの比はほぼ
一定に制御される。すなわちVとfは比例関係に
あり、周波数基準FRは電圧基準信号VRと同一で
ある。
第1図のような従来の制御装置の欠点は絶縁・
整形回路19とパツシブフイルタ19aで構成さ
れた電圧検出回路、または電流検出回路にある。
すなわち、第2図に示すように絶縁整形回路19
は変成器PTと三相全波整流回路SC(6個の整流
ダイオードを三相グレーツ接続した回路)で構成
され、パツシブフイルタ19aはコンデンサCf
抵抗Rf1,Rf2だけで成る受動フイルターで構成さ
れる。絶縁整形回路19の整流ダイオードの順方
向電圧降下等の影響を受けて、低電圧または小電
流領域での検出精度と直線性が得られず、制御範
囲がせまいこと、調整がしにくいなどの欠点があ
つた。
一般に交流電動機の可速速制御には種々の方法
があり、誘導電動機の制御方法には第1図に示し
たようなV/f制御、またすべり周波数制御,ベ
クトル制御方式である。一方、同期電動機の制御
方法にはV/f制御無整流子電動機運転方式があ
る。これら制御方式において制御対象となる電動
機電圧,電流という状態量を検出する方式では絶
縁整形回路19やパツシブフイルタ19aは第2
図のような構成となることがほとんどであつた。
発明の目的 本発明の目的は検出精度と直線性の良い電圧検
出回路と電流検出回路とを設けて、従来よりも制
御性能を更に改善した交流電動機の制御装置を提
供することにある。
発明の概要 本発明は、交流電動機の電圧(電流)という状
態量に対して、計器用変圧器PT(変流器CT)を
適宜使用して検出し、検出した状態量を演算増幅
器を主体として成る絶対値変換回路に入力して、
状態量の絶対値をとると共に、状態量を演算回路
に入力して、整形・演算し、更に演算回路の出力
信号をアクテイブフイルタに入力して得た状態量
信号をベースにして制御と演算をおこない、電動
機を可変速駆動制御することを特徴とする。
発明の実施例 本発明の一実施例を第3図のブロツク図に示
す。インバータ主回路INVの出力端子U,V,
Wを変成器PTの1次側入力端子に接続する。変
成器PTの2次出力信号は各々第1,第2,第3
の絶対値変換回路41,42,43に入力され
る。各々の絶対値変換回路は、第4図のように、
P1,P2という2個の演算増幅器を主体として
構成され、入力信号の絶対値を出力する回路とし
て、周知のものである。各々の絶対値変換回路4
1,42,43の出力信号は演算回路44に入力
され、更に演算回路44の出力信号はアクテイ
ブ・フイルタ45に入力され、電動機電圧検出信
号vfが得られる。
第3図に示される演算回路44の具体的な一例
として最大値選択回路44aの場合を第5図に示
す。第5図の入力端子35,36,37の絶対値
変換回路41,42,43の出力信号が入力さ
れ、これら三個の入力信号のうちの最大値が選択
され、第5図の出力端子38に出力される。また
端子35,36,37に接続されたダイオードD
3,D4,D5はシヨツトキー・ダイオードであ
り、順方向電圧降下が小さい素子として知られて
いる。
いま変成器PTの3相出力電圧信号が第6図の
ような波形であるとすると、絶対値変換回路4
1,42,43の絶対値変換作用によつて、その
波形は変形される。そして、演算回路44、具体
的には第5図の最大値選択回路の作用によつて、
その整流波形が演算回路44の出力信号として得
られる。
また演算回路44の出力信号はアクテイブ・フ
イルタ45に入力され、平滑化され、出力電圧の
基本波実効値に相当する出力電圧平均値信号vf
得られる。アクテイブフイルタ45の一具体例は
第7図のようなローパス・フイルタ46と、(ゲ
イン調整と積分作用を持つた)演算増幅回路47
とによつて構成される。アクテイブ・フイルタと
して、演算増幅回路47を省略して、ローパスフ
イルタ46のみで、フイルタを構成しても良いこ
とは言うまでもない。
以上、第1図より第6図の説明は全て電圧変成
器PTによる電圧状態量の場合の適用例であるが、
電流変成器CTによる電流検出の場合にも、ほと
んど同様に本発明の構成を適用できる。すなわ
ち、電流変成器CTの場合には、第3図の変成器
PTが変成器CTに置き換えられ、絶対値変換回路
41,42,43の入力端に電流−電圧変換用デ
バイスとして抵抗が各々接続されるだけで、他は
電圧検出の場合と同じである。その場合絶対値変
換回路については第4図の入力端子32と32a
との間に、電流−電圧変換用抵抗(図示せず。)
が接続される。
第1図および第2図の従来例においてPTの入
力電圧と出力電流電圧vfとの関係は第8図の点線
で示される。このように従来の場合には十分な直
線性を得られなかつた。これはパツシブ・フイル
タ19aのフイルタ効果の不十分さと整流回路
SCのダイオード・順方向電圧効果の影響である。
これに対して本発明は演算増幅器を主体とした絶
対値変換回路41,42,43、演算回路とアク
テイブフイルタ45によつて、電動機電圧(電
流)を検出しているので、第8図の実線のような
直線性が得られる。したがつて以上のようにして
得た状態量信号をベースして、制御と演算をおこ
なつて、交流電動機を可変速駆動する交流電動機
用の本発明の制御装置は従来にはない制御性,操
作性の良さを示している。
第9図は本発明の他の一実施例である二相全波
方式をベースにした制御装置の電圧(電流)検出
方法の動作説明波形図である。この場合u相とw
相のみを検出しているので、第3図の第2の絶対
値変換回路42と、第5図の最大値選択回路44
aの端子36とダイオードD4を省略することが
できる。最大値選択回路44aの出力信号は第9
図に示すような波形とはなるが、後段のアクテイ
ブ・フイルタの作用により平滑化され、結果的に
は第8図の実線のような直線性が同様に得られ
る。
第10図は第6図と同じ三相uvwの入力方式で
あるが、第3図の演算回路44として、加算回路
を使用した場合の本発明の動作説明波形である。
この場合も第6図と同様の良好な特性を得ること
ができる。なお第5図の最大値選択回路44aに
おいて、ダイオードD3,D4,D5を各々抵抗
に置き換え、抵抗R8を除去すれば、最大値選択
回路44aが加算回路になることは公知の通りで
ある。
また第11図は二相(u,w)を検出し、各々
の検出信号を加算回路に入力して得た信号をアク
テイブフイルタに入力する本発明の他の一実施例
の動作説明図である。加算回路の出力信号は第1
1図のような波形とはなるが、アクテイブフイル
タの効果により、第8図の実線のような直線性が
得られ、制御装置として良好な制御特性が得られ
ることは実証済みである。
発明の効果 以上述べたように、本発明によれば演算増幅器
を主体として成る絶対値変換回路,演算回路およ
びアクテイブフイルタによつて、電動機電圧,電
動機電流を正確に検出すると共に、その検出信号
をベースにしてV/f制御,SF制御,ベクトル
制御などの可変速制御を精度良くおこなう交流電
動機用制御装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の電圧形インバータによる誘導電
動機駆動用制御装置の制御系統図、第2図は従来
の電圧検出回路の回路図、第3図は本発明の制御
装置で実施される電圧検出方式のブロツク図、第
4図は絶対値変換回路の回路図、第5図は最大値
選択回路の回路図、第6図は本発明の電圧検出回
路の動作説明図、第7図はアクテイブフイルタの
回路図、第8図は電圧検出上の改良の程度を示す
入出力特性データの特性図、第9図,第10図お
よび第11図は本発明の基礎となる電圧検出回路
の他の一実施例の動作説明図である。 INV…インバータ、1〜6…パワー・トラン
ジスタ、R,S,T…入力端子、7〜12…ダイ
オード、P,N…入力端子、RF…整流回路、1
3〜18…ダイオード、C…フイルタコンデン
サ、U,V,W…出力端子、IM…誘導電動機、
u,v,w…1次巻線、19…絶縁・整形回路、
19a…パツシブフイルタ、FR…周波数基準信
号、(VR…電圧基準信号)、20…入力制限回路、
21…電圧制御回路、V′R…回路20の出力信号、
vf…出力電圧平均値信号、vp…回路21の出力信
号、22…PWM制御回路、23…基準波発生回
路、24…比較回路、25…V−F変換回路、2
5a…カウント回路、26…搬送波発生回路、2
7…分周回路、28…リングカウンタ、29…論
理合成回路、30…ホトカプラ回路、31…ベー
スドライブ回路、PT…Potential Transformer、
SC…整流回路、CT…Current Transformer、
Rf1,Rf2…抵抗、Cf…コンデンサ、41…絶対値
変換回路、42…絶対値変換回路2、43…絶対
値変換回路3、44…演算回路、44a…最大値
選択回路、45…アクテイブフイルタ、P1,P
2,P3,P4,P5…演算増幅器、D1,D2
…ダイオード、D3,D4,D5…シヨツトキー
ダイオード、Z1,Z2,Z3,Z4,Z5,Z
6…ツエナー・ダイオード、R1〜R17…抵
抗、C1,C2,C3…コンデンサ、33a,3
3b,33c,33d,33e…コモン端子、3
2,34,36,38,39,40…電子回路端
子。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 交流電動機の少なくとも2相の端子電気量を
    状態量としてそれぞれ検出する検出器と、これら
    検出器が検出した状態量の絶対値をそれぞれとる
    絶対値変換回路と、これら絶対値変換回路の出力
    のうち最大値を選択して出力する演算回路と、こ
    の演算回路の出力を平滑化する演算増幅器を内蔵
    したアクテイブフイルタとを具備し、このアクテ
    イブフイルタで得られた信号に基づいて前記交流
    電動機を可変速駆動制御することを特徴とする交
    流電動機の制御装置。 2 交流電動機の少なくとも2相の端子電気量を
    状態量としてそれぞれ検出する検出器と、これら
    検出器が検出した状態量の絶対値をそれぞれとる
    絶対値変換回路と、これら絶対値変換回路からの
    それぞれの出力を加算して出力する演算回路と、
    この演算回路の出力を平滑化する演算増幅器を内
    蔵したアクテイブフイルタとを具備し、このアク
    テイブフイルタで得られた信号に基づいて前記交
    流電動機を可変速駆動制御することを特徴とする
    交流電動機の制御装置。
JP57165016A 1982-09-24 1982-09-24 交流電動機の制御装置 Granted JPS5956896A (ja)

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