JPH04299097A - 電動機制御装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電圧形インバータを用い
た電動機制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電圧形インバータを用いた電動機制御装
置の多くは図５に示すように構成してある。１は三相交
流電源、２は電源１から電力を受けこれを整流する順変
換器、３は順変換器２の出力を平滑するコンデンサ、４
はコンデンサ３で平滑した直流電力を受け、これを三相
交流に変換して電動機５に与える逆変換器の主回路部、
６は逆変換器の１部を構成するスイッチング制御回路、
７は逆変換器の入力電流の大きさを検知する電流検知手
段としてのシャント抵抗である。逆変換器の主回路４は
主スイッチング素子としてのトランジスタＱ１〜Ｑ６と
、夫々の主スイッチング素子に対して逆並列に接続した
フライホイール素子Ｄ１〜Ｄ６とで構成してある。トラ
ンジスタＱ１とＱ２、Ｑ３とＱ４、Ｑ５とＱ６とは夫々
直列に接続してあり、その両端はコンデンサ３の両端子
に接続してある。また直列接続点Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３には
電動機の１つの端子が夫々接続してある。スイッチング
制御回路６は速度指令手段を内蔵しており、この速度指
令手段の出力に応じた値に逆変換器の出力電圧及び出力
周波数がなるように、各主スイッチング素子を制御する
ように構成してある。またスイッチング制御回路６は電
流検知手段７が一定値以上の電流を検出したときには各
主スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６を非導通にするように構
成してある。さて、この電流検知手段７は主スイッチン
グ素子Ｑ１〜Ｑ６や電動機５を過電流から保護する目的
で設けたものであるが、回生制御時には、電流検出手段
７を流れる電流以外に例えば電動機５、ダイオードＤ１
、主スイッチング素子Ｑ５、を回って電動機５へ至る循
環電流が流れることが分り逆変換器４の入力側に電流検
出手段７を設けただけでは主スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ
６や電動機５を過電流から保護できないことが分った。 逆変換器４の出力側に電流検出手段を設ければ循環電流
も検出できるが、この場合には少なくとも２つの相に流
れる電流を別々に検出する必要があるので特策ではない
。

【０００３】なお、逆変換器の入力側に電流検出手段を
設けたものは特開昭５７−７８３７２号公報で公知であ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は以上のような
点に鑑み成されたものであって、その目的とするところ
は主スイッチング素子や電動機を循環電流から保護する
ことのできる電動機制御装置を構成することにある。

【０００５】

【発明を解決するための手段】すなわち本発明では主ス
イッチング素子の導通状態にあったものを同時期に一時
オフ状態にするオフ制御手段を設けて循環電流の成長を
阻止するようにする。

【０００６】

【作用】回正運転時、主スイッチング素子の導通状態に
あったものを前記オフ制御手段により同時期に一時オフ
状態にすると循環電流は一時遮断されるため、この遮断
時に減少し循環電流の成長が阻止される。

【０００７】

【実施例】まず図１ないし図３を参照しながら本発明の
第１の実施例について説明する。主回路構成は図５に示
したものと同じである。この実施例ではスイッチング制
御回路６に特徴があるので以下これについて説明する。

【０００８】この実施例では回生モードを検知するモー
ド検知手段１０を設け、これが回生モードを検知してい
るときには、オフ制御手段１１を働かせて全部の主スイ
ッチング素子Ｑ１〜Ｑ６を同時期に、一時オフ状態にす
るように構成してある。

【０００９】１０１は電動機５の速度を指令する速度指
令手段、１０２は速度指令手段の出力の急激な変化をや
わらげる緩加減速指令出力手段である。１０３は緩加減
速指令出力手段１０２の出力に合った大きさの電圧を指
令する電圧指令手段、１０４は同じく緩加減速指令出力
手段１０２の出力に合った大きさの周波数を指令する周
波数指令手段である。１０５は電圧指令手段１０３の出
力に合った電圧で、周波数指令手段１０４の出力に合っ
た周波数の正弦波を発生する正弦波発生手段、１０６は
搬送波発生手段である。１０７は正弦波発生手段１０５
の出力と搬送波発生手段１０６の出力とを比較してパル
ス幅を変調するパルス幅変調回路である。１０８はパル
ス幅変調回路１０７の出力とオフ制御手段１１の出力と
を論理演算する論理回路であり、この出力が主スイッチ
ング素子Ｑ１のベース信号となる。１０９はパルス幅変
調回路１０７の出力を反転する反転回路、１１０は反転
回路１０９の出力とオフ制御手段１１の出力とを論理演
算する論理回路であり、この出力が主スイッチング素子
Ｑ２のベース信号となる。なお主スイッチング素子Ｑ３
〜Ｑ６へのベース信号を作る回路は、この図には示して
ない。これ等は電圧指令手段１０３の出力と周波数指令
手段１０４の出力を受けて、正弦波発生手段１０５の出
力よりも、電気角で１２０度及び２４０度位相差を有す
る正弦波発生手段が夫々設けてある外は同一構成の回路
が更に２組あるものと考えられたい。この場合搬送波発
生手段１０６及びオフ制御手段１１はすべての相に共通
に使用する。　　さてモード検知手段１０は速度指令手
段１０１、緩加減速指令出力手段１０２の他に速度指令
手段１０１の出力と緩加減速指令出力手段１０２の出力
とを比較する比較器１１１とで構成する。この比較器１
１１は緩加減速指令出力手段１０２の出力よりも速度指
令手段１０１の出力が小さいときに回生モードであると
判断する。

【００１０】オフ制御手段１１は鋸歯状波発生回路１１
２と二値レベル信号発生回路１１３と、これ等の両信号
を比較し、鋸歯状波発生回路１１２の出力が二値レベル
信号発生回路１１３の出力よりも大きいときのみ信号を
発生する比較器１１４とで構成する。二値レベル信号発
生回路１１３はモード検知手段１０が回生モードを示す
信号を出力していないときには常に鋸歯状波発生回路１
１２の出力よりも大きな信号を出力し回生モードを示す
信号を出力しているときには鋸歯状波発生回路１１２の
出力と最大値と最小値の間の信号を出力するように構成
してある。なお、１１５は電流検知手段７の出力が一定
値以上であるときに緩加減速指令出力手段の出力変化を
一時停止させる変化停止指令回路であり、これの構成は
特公昭５９−２０２７４号公報に詳しく記載してある。

【００１１】さて以上のように構成したものに於いて、
力行モードのときはモード検知手段１０はオフ制御手段
にはなんら信号を送らない。従って図２に示すように二
値レベル信号発生回路１１３の出力ａは鋸歯状波発生回
路１１２の出力ｂよりも常に大きいから比較器１１４の
出力はｃに示すように常に”Ｌ”となる。従って論理回
路１０８はパルス幅変調回路１０７の出力をそのまま主
スイッチング素子Ｑ１のベース信号として出力し論理回
路１１０は反転回路１０９の出力を、そのまま主スイッ
チング素子Ｑ２のベース信号として出力する。ｄは電流
検知手段７に流れる電流である。

【００１２】回生モードのときにはモード検知手段１０
はオフ制御手段に、このモードにあることを示す信号を
出力する。このため二値レベル信号発生回路１１３の出
力はａ’として示すように鋸歯状波発生回路１１２の出
力ｂの最大値よりは小さい値になり、比較器１１４はｃ
’として示すパルス状の信号を出力するようになる。 このため論理回路１０８、１１０はパルス幅変調回路１
０７や反転回路１０９の出力にかかわらず比較器１１４
が”Ｈ”の信号を出力しているときにはＱ１、Ｑ２のベ
ース信号を遮断する。このオフ制御手段１１の出力は前
述したように他の主スイッチング素子Ｑ３〜Ｑ６のベー
ス信号を作る回路にも共通に作用するから、全部の主ス
イッチング素子Ｑ１〜Ｑ６は同時期に一時オフ状態にな
る。

【００１３】さて電動機５はリアクタンス分を含んでい
るので循環電流は時間の経過と共に、ある時定数を持っ
て生長しようとする。しかしながら、本発明では循環電
流は一時遮断されるため、この遮断時に減少し遮断が解
かれると再び増加する。従って循環電流の増加を抑制す
ることができる。なお全主スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６
が一時全部遮断されることになり循環電流は図３にｄ１
、ｄ２、ｄ３で示すように流路を変えて電流検知手段７
に流れ込む。

【００１４】図４は本発明の異なる実施例である。これ
の図１に示した実施例と異なる点は、図１に示した実施
例では回生モードにあるときに全スイッチング素子Ｑ１
〜Ｑ６を遮断するようにしたのに対し、図４に示すもの
では電流検知手段７が一定値以上の電流値を検知してい
るときに全スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６を遮断するよう
にした点である。このため電流検知手段７の出力と設定
値とを比較する比較器１１１’を設け、この比較器１１
１’は電流検知手段７の出力が設定値よりも小さいとき
には信号”Ｌ”を、大きいときには信号”Ｈ”を出力す
るように構成してある。また二値レベル信号発生回路１
１３は比較器１１１’の出力が”Ｌ”のときは、鋸歯状
波発生回路１１２の最大値よりも大きい一定値を、そし
て”Ｈ”のときには鋸歯状波発生回路１１２の最大値と
最小値の間の信号を出力するように構成してある。以上
主スイッチング素子としてトランジスタを用いた場合に
ついて説明したが本発明はサイリスタを用いた場合にも
実施可能である。

【００１５】

【発明の効果】本発明に依れば以上の説明から明らかな
ように主スイッチング素子の導通状態にあったものを同
時期に一時オフにするオフ制御手段を設けたので循環電
流の成長を抑制できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明制御装置の実施例を示すブロックダイヤ
グラムである。

【図２】図１に示した実施例の動作を説明するのに用い
るタイムチャートである。

【図３】図１に示した実施例の動作を説明するのに用い
るタイムチャートである。

【図４】本発明制御装置の異なる実施例を示すブロック
ダイヤグラムである。

【図５】従来の制御装置を示す回路図である。

【符号の説明】

２は順変換器、３はコンデンサ、４は逆変換器、７は電
流検知手段、１０はモード検知手段、１１はオフ制御手
段である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 交流を直流に変換する順変換器と、該順変換器の出力を
   平滑するコンデンサと、該コンデンサで平滑された電力
   を受け、これを交流に変換し、電動機に与える逆変換器
   とを有しており、前記逆変換器は主スイッチング素子と
   、該主スイッチング素子に逆並列に接続したフライホイ
   ール素子と、前記主スイッチング素子をオン、オフ制御
   するスイッチング制御回路とを有するものに於いて、前
   記スイッチング制御回路は前記電動機が回生運転モード
   にあることを検知するモード検知手段と、該モード検知
   手段が回生モードを検知しているときには前記主スイッ
   チング素子の導通状態にあったものを同時期に一時オフ
   状態にするオフ制御手段とを有していることを特徴とす
   る電動機制御装置。