JPH05260794A - 誘導電動機用インバータ制御装置 - Google Patents
誘導電動機用インバータ制御装置Info
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- JPH05260794A JPH05260794A JP4053677A JP5367792A JPH05260794A JP H05260794 A JPH05260794 A JP H05260794A JP 4053677 A JP4053677 A JP 4053677A JP 5367792 A JP5367792 A JP 5367792A JP H05260794 A JPH05260794 A JP H05260794A
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- Japan
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- induction motor
- power supply
- supply voltage
- voltage
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 誘導電動機の加減速時の、電源電圧が変化し
てしまったときに生じてしまう問題を解決する。 【構成】 電源電圧検出手段10は、当該誘導電動機用
インバータ制御装置への入力電圧を検出する。制御特性
変更手段11は、前記電源電圧検出手段10で検出され
た電源電圧に応じて、誘導電動機を制御する際の制御特
性を変更する。従って、前記電源電圧が変化してしまっ
ても、誘導電動機の回転速度等に対応する制御を安定し
て行うことができる。従って、前記電源電圧変化に伴な
った種々の問題を解決することができる。
てしまったときに生じてしまう問題を解決する。 【構成】 電源電圧検出手段10は、当該誘導電動機用
インバータ制御装置への入力電圧を検出する。制御特性
変更手段11は、前記電源電圧検出手段10で検出され
た電源電圧に応じて、誘導電動機を制御する際の制御特
性を変更する。従って、前記電源電圧が変化してしまっ
ても、誘導電動機の回転速度等に対応する制御を安定し
て行うことができる。従って、前記電源電圧変化に伴な
った種々の問題を解決することができる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、誘導電動機の加減速時
に、該誘導電動機への出力電圧と周波数を経過時間に従
って変化させる誘導電動機用インバータ制御装置に係
り、特に、前記電源電圧が変化してしまったために生じ
てしまう加減速時の失速やオーバーシュート、アンダー
シュート等の問題を解決することができる、誘導電動機
用インバータ制御装置に関する。
に、該誘導電動機への出力電圧と周波数を経過時間に従
って変化させる誘導電動機用インバータ制御装置に係
り、特に、前記電源電圧が変化してしまったために生じ
てしまう加減速時の失速やオーバーシュート、アンダー
シュート等の問題を解決することができる、誘導電動機
用インバータ制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、種々の回転速度での運用が必要な
場合には、通常直流電動機が用いられていた。これは、
誘導電動機が、直流電動機のような整流子(ブラシ)等
の保守上の問題がないにも拘らず、同一の電源周波数で
は種々の回転速度の運行が難しいためである。
場合には、通常直流電動機が用いられていた。これは、
誘導電動機が、直流電動機のような整流子(ブラシ)等
の保守上の問題がないにも拘らず、同一の電源周波数で
は種々の回転速度の運行が難しいためである。
【0003】近年、大電力を比較的高速にスイッチング
することができるトランジスタやサイリスタが比較的安
価に用いることができるようになり、誘導電動機用イン
バータ制御装置が用いられるようになっている。
することができるトランジスタやサイリスタが比較的安
価に用いることができるようになり、誘導電動機用イン
バータ制御装置が用いられるようになっている。
【0004】この誘導電動機用インバータ制御装置は、
該誘導電動機用インバータ制御装置に入力される交流の
入力電圧を一旦直流電圧に整流し、該直流電圧から、任
意の周波数の交流電圧に変換し、これを誘導電動機へ出
力するというものである。
該誘導電動機用インバータ制御装置に入力される交流の
入力電圧を一旦直流電圧に整流し、該直流電圧から、任
意の周波数の交流電圧に変換し、これを誘導電動機へ出
力するというものである。
【0005】このような誘導電動機用インバータ制御装
置によれば、誘導電動機を種々の回転速度で運行できる
だけでなく、例えば直入れ方式時の始動電流が多くなっ
てしまう等の問題を大幅に改善することができる。
置によれば、誘導電動機を種々の回転速度で運行できる
だけでなく、例えば直入れ方式時の始動電流が多くなっ
てしまう等の問題を大幅に改善することができる。
【0006】このような誘導電動機用インバータ制御装
置には、例えば、誘導電動機の回転速度や供給されてい
る電流を検出し、該誘導電動機への出力電圧や周波数を
制御するというものもある(以降、クローズド・ループ
の誘導電動機用インバータ制御装置と呼ぶ)。
置には、例えば、誘導電動機の回転速度や供給されてい
る電流を検出し、該誘導電動機への出力電圧や周波数を
制御するというものもある(以降、クローズド・ループ
の誘導電動機用インバータ制御装置と呼ぶ)。
【0007】このようなクローズド・ループの誘導電動
機用インバータ制御装置は、例えば、NC(numerical
control )制御用AC(alternating current )サーボ
モータ等に用いられている。
機用インバータ制御装置は、例えば、NC(numerical
control )制御用AC(alternating current )サーボ
モータ等に用いられている。
【0008】又、誘導電動機用インバータ制御装置に
は、例えば、前述のように誘導電動機の回転速度や供給
される電流を検出せず、経過時間に従って、誘導電動機
への出力電圧や周波数を制御するというものがある(以
降、オープン・ループの誘導電動機用インバータ制御装
置と呼ぶ)。
は、例えば、前述のように誘導電動機の回転速度や供給
される電流を検出せず、経過時間に従って、誘導電動機
への出力電圧や周波数を制御するというものがある(以
降、オープン・ループの誘導電動機用インバータ制御装
置と呼ぶ)。
【0009】このようなオープン・ループの誘導電動機
用インバータ制御装置によれば、前述のクローズド・ル
ープのものが必要とした種々の検出手段を必要とせず、
これによりコストダウンを図りながら、始動時の電流の
増加等の問題を解決することができる。
用インバータ制御装置によれば、前述のクローズド・ル
ープのものが必要とした種々の検出手段を必要とせず、
これによりコストダウンを図りながら、始動時の電流の
増加等の問題を解決することができる。
【0010】このようなオープン・ループの誘導電動機
用インバータ制御装置は、例えば図12に示されるよう
に、所定の回転速度まで加速したり減速したりする際
に、過大電流を防止することができる。又、所望の加速
期間( t2 − t1 )や所望の減速期間( t4 − t3 )と
なるような加減速レートに、誘導電動機の加速や減速を
制御することが可能である。
用インバータ制御装置は、例えば図12に示されるよう
に、所定の回転速度まで加速したり減速したりする際
に、過大電流を防止することができる。又、所望の加速
期間( t2 − t1 )や所望の減速期間( t4 − t3 )と
なるような加減速レートに、誘導電動機の加速や減速を
制御することが可能である。
【0011】
【発明が達成しようとする課題】しかしながら、前述の
オープン・ループの誘導電動機用インバータ制御装置に
おいては、種々の外的条件が変化してしまうと、誘導電
動機の駆動特性が変化してしまったり、場合によっては
様々な問題が発生してしまっていた。
オープン・ループの誘導電動機用インバータ制御装置に
おいては、種々の外的条件が変化してしまうと、誘導電
動機の駆動特性が変化してしまったり、場合によっては
様々な問題が発生してしまっていた。
【0012】例えば、電源電圧が低下してしまうと、主
として誘導電動機の加速時に失速してしまうことがあっ
た。これは、電源電圧の低下により電動機トルクが低下
して回転速度が上昇していないにも拘らず、経過時間に
従って誘導電動機への出力電圧と周波数が上昇されてし
まうためである。
として誘導電動機の加速時に失速してしまうことがあっ
た。これは、電源電圧の低下により電動機トルクが低下
して回転速度が上昇していないにも拘らず、経過時間に
従って誘導電動機への出力電圧と周波数が上昇されてし
まうためである。
【0013】このような失速が生じてしまうと、誘導電
動機自体や誘導電動機用インバータ制御装置に過大な電
流が流れてしまい、誘導電動機の焼損やトランジスタ等
のパワー素子の破壊を招いてしまう。又、サーマルリレ
ー付電磁開閉器等の過電流保護装置が用いられていたと
しても、このような過電流により誘導電動機が停止して
しまうと、設備の運用上の問題が生じてしまったり、保
護装置の復帰等の様々な作業が必要となってしまってい
た。
動機自体や誘導電動機用インバータ制御装置に過大な電
流が流れてしまい、誘導電動機の焼損やトランジスタ等
のパワー素子の破壊を招いてしまう。又、サーマルリレ
ー付電磁開閉器等の過電流保護装置が用いられていたと
しても、このような過電流により誘導電動機が停止して
しまうと、設備の運用上の問題が生じてしまったり、保
護装置の復帰等の様々な作業が必要となってしまってい
た。
【0014】又、電源電圧が上昇してしまうと、電動機
トルクが上昇し、加速期間の終了時に図13に示される
ようなオーバーシュートが発生してしまうことや、減速
期間の終了時に図14に示されるようなアンダーシュー
トが発生してしまうことがあった。
トルクが上昇し、加速期間の終了時に図13に示される
ようなオーバーシュートが発生してしまうことや、減速
期間の終了時に図14に示されるようなアンダーシュー
トが発生してしまうことがあった。
【0015】本発明は、前記従来の問題点を解決するべ
くなされたもので、電源電圧が変化してしまったために
生じる誘導電動機の加減速時の失速やオーバーシュー
ト、アンダーシュート等の問題を解決することができ
る、誘導電動機用インバータ制御装置を提供することを
目的とする。
くなされたもので、電源電圧が変化してしまったために
生じる誘導電動機の加減速時の失速やオーバーシュー
ト、アンダーシュート等の問題を解決することができ
る、誘導電動機用インバータ制御装置を提供することを
目的とする。
【0016】
【課題を解決するための手段】本発明は、誘導電動機の
加減速時に、該誘導電動機への出力電圧と周波数を、経
過時間に従った所定のシーケンスパターンにより変化さ
せる誘導電動機用インバータ制御装置において、当該誘
導電動機用インバータ制御装置への入力電圧を検出する
電源電圧検出手段と、検出された該電源電圧に応じて制
御特性を変更する制御特性変更手段とを備えたことによ
り、前記課題を解決したものである。
加減速時に、該誘導電動機への出力電圧と周波数を、経
過時間に従った所定のシーケンスパターンにより変化さ
せる誘導電動機用インバータ制御装置において、当該誘
導電動機用インバータ制御装置への入力電圧を検出する
電源電圧検出手段と、検出された該電源電圧に応じて制
御特性を変更する制御特性変更手段とを備えたことによ
り、前記課題を解決したものである。
【0017】又、前記制御特性変更手段を、検出された
該電源電圧に応じて前記出力電圧と周波数との比率を制
御するV/Fレート制御手段とすることにより、前記課
題を解決したものである。
該電源電圧に応じて前記出力電圧と周波数との比率を制
御するV/Fレート制御手段とすることにより、前記課
題を解決したものである。
【0018】又、前記制御特性変更手段を、検出された
該電源電圧に応じて、前記所定のシーケンスパターンを
変更する加減速レート変更手段とすることにより、同様
に前記課題を解決したものである。
該電源電圧に応じて、前記所定のシーケンスパターンを
変更する加減速レート変更手段とすることにより、同様
に前記課題を解決したものである。
【0019】
【作用】本発明は、オープン・ループの誘導電動機用イ
ンバータ制御装置における、電源電圧変動による問題に
着目すると共に、これを解決する手段を見出してなされ
たものである。
ンバータ制御装置における、電源電圧変動による問題に
着目すると共に、これを解決する手段を見出してなされ
たものである。
【0020】図15は、V/Fレートを一定にして誘導
電動機への出力周波数を変化させたときの、回転速度R
に従った電動機トルクTの特性を示すグラフの一例であ
る。
電動機への出力周波数を変化させたときの、回転速度R
に従った電動機トルクTの特性を示すグラフの一例であ
る。
【0021】この図15において、符号L20は、誘導
電動機への出力周波数Fが15Hzのときの、回転速度
Rに従った電動機トルクTの特性を示している。符号L
21は、周波数Fが30Hz のときの、回転速度Rに従
った電動機トルクTの特性を示している。符号L22
は、周波数Fが60Hz のときの、回転速度Rに従った
電動機トルクTの特性を示している。
電動機への出力周波数Fが15Hzのときの、回転速度
Rに従った電動機トルクTの特性を示している。符号L
21は、周波数Fが30Hz のときの、回転速度Rに従
った電動機トルクTの特性を示している。符号L22
は、周波数Fが60Hz のときの、回転速度Rに従った
電動機トルクTの特性を示している。
【0022】通常、誘導電動機を安定に運転するために
は、この図15の符号A1〜A3で示されるその回転速
度Rが上昇するとその電動機トルクTが減少する回転速
度Rの領域、即ち、いわゆる垂下特性領域で運転するこ
とが好ましい。この垂下特性領域よりも回転速度Rが低
い領域では、負荷トルクが増大して電動機トルクTを上
回ると誘導電動機の回転速度Rが低下してしまうと伴
に、電動機トルクTも減少してしまう。このため、誘導
電動機は必然的に停止してしまい、過大電流等の問題が
生じてしまう。
は、この図15の符号A1〜A3で示されるその回転速
度Rが上昇するとその電動機トルクTが減少する回転速
度Rの領域、即ち、いわゆる垂下特性領域で運転するこ
とが好ましい。この垂下特性領域よりも回転速度Rが低
い領域では、負荷トルクが増大して電動機トルクTを上
回ると誘導電動機の回転速度Rが低下してしまうと伴
に、電動機トルクTも減少してしまう。このため、誘導
電動機は必然的に停止してしまい、過大電流等の問題が
生じてしまう。
【0023】オープン・ループの誘導電動機用インバー
タ制御装置では、誘導電動機の加減速時に、V/Fレー
トを一定にして該誘導電動機への出力周波数を経過時間
に従って変化させるようにしている。これは、加速時に
は、経過時間に従って、例えば前記図15符号L20、
L21、L22と、順に周波数を上昇させるというもの
である。一方、減速時には、経過時間に従って、例えば
前記図15の符号L22、L21、L20と、順に周波
数を下降させるというものである。
タ制御装置では、誘導電動機の加減速時に、V/Fレー
トを一定にして該誘導電動機への出力周波数を経過時間
に従って変化させるようにしている。これは、加速時に
は、経過時間に従って、例えば前記図15符号L20、
L21、L22と、順に周波数を上昇させるというもの
である。一方、減速時には、経過時間に従って、例えば
前記図15の符号L22、L21、L20と、順に周波
数を下降させるというものである。
【0024】これは、加減速中の誘導電動機の回転速度
Rが常に前記垂下特性となるように、V/Fレートを一
定にして誘導電動機への出力周波数を経過時間に従って
変化させるというものである。
Rが常に前記垂下特性となるように、V/Fレートを一
定にして誘導電動機への出力周波数を経過時間に従って
変化させるというものである。
【0025】本発明は、このような誘導電動機用インバ
ータ制御装置において、V/Fレートを一定にして誘導
電動機への出力周波数を経過時間に従って変化させたと
しても、電源電圧が変化してしまうと、これに伴って電
動機トルクも変化してしまうので、誘導電動機の実際の
回転速度Rと予め予定していた回転速度が対応しなくな
ってしまうという問題に着目してなされたものである。
ータ制御装置において、V/Fレートを一定にして誘導
電動機への出力周波数を経過時間に従って変化させたと
しても、電源電圧が変化してしまうと、これに伴って電
動機トルクも変化してしまうので、誘導電動機の実際の
回転速度Rと予め予定していた回転速度が対応しなくな
ってしまうという問題に着目してなされたものである。
【0026】このため、本発明は、まず、誘導電動機用
インバータ制御装置への入力電圧、即ち電源電圧を検出
する電源電圧検出手段を備えている。
インバータ制御装置への入力電圧、即ち電源電圧を検出
する電源電圧検出手段を備えている。
【0027】又、本発明は、前記電源電圧検出手段で検
出された電源電圧に応じて、制御特性を変更する制御特
性変更手段を備えるようにしている。
出された電源電圧に応じて、制御特性を変更する制御特
性変更手段を備えるようにしている。
【0028】この制御特性変更手段は、例えば、前記電
源電圧検出手段で検出された電源電圧に応じて、誘導電
動機への出力電圧と周波数との比率(以降、V/Fレー
トと称する)を制御するV/Fレート制御手段であって
もよい。
源電圧検出手段で検出された電源電圧に応じて、誘導電
動機への出力電圧と周波数との比率(以降、V/Fレー
トと称する)を制御するV/Fレート制御手段であって
もよい。
【0029】あるいは、前記制御特性変更手段は、例え
ば、該電源電圧検出手段で検出された電源電圧に応じ
て、前記所定のシーケンスパターンを変更する加減速レ
ート変更手段であってもよい。
ば、該電源電圧検出手段で検出された電源電圧に応じ
て、前記所定のシーケンスパターンを変更する加減速レ
ート変更手段であってもよい。
【0030】図1は、本発明の要旨を示すブロック図で
ある。
ある。
【0031】この図1に示されるように、本発明は、主
に、電源電圧検出手段10と、制御特性変更手段11と
を備えている。又、制御特性15と、シーケンス制御手
段22と、パワー素子24とを備えている。
に、電源電圧検出手段10と、制御特性変更手段11と
を備えている。又、制御特性15と、シーケンス制御手
段22と、パワー素子24とを備えている。
【0032】前記電源電圧検出手段10は、誘導電動機
用インバータ制御装置への入力電圧を検出するものであ
る。前記制御特性変更手段11は、前記電源電圧検出手
段10で検出された電源電圧に応じて、誘導電動機の制
御特性を決定し、これを例えば前記制御特性15として
出力する。
用インバータ制御装置への入力電圧を検出するものであ
る。前記制御特性変更手段11は、前記電源電圧検出手
段10で検出された電源電圧に応じて、誘導電動機の制
御特性を決定し、これを例えば前記制御特性15として
出力する。
【0033】前記シーケンス制御手段22は、誘導電動
機の加減速時等に用いられる、経過時間に従った該誘導
電動機への出力周波数の所定のパターンでの制御を行
う。又、該シーケンス制御手段22は、前記制御特性変
更手段11からの前記制御特性15にも従って、前記パ
ワー素子24を用いながら、誘導電動機の加減速時に、
該誘導電動機への出力電圧と周波数を経過時間に従って
変化させる。
機の加減速時等に用いられる、経過時間に従った該誘導
電動機への出力周波数の所定のパターンでの制御を行
う。又、該シーケンス制御手段22は、前記制御特性変
更手段11からの前記制御特性15にも従って、前記パ
ワー素子24を用いながら、誘導電動機の加減速時に、
該誘導電動機への出力電圧と周波数を経過時間に従って
変化させる。
【0034】なお、前記パワー素子24は、例えば、電
力用トランジスタやサイリスタ等が用いられる。
力用トランジスタやサイリスタ等が用いられる。
【0035】以上説明した通り、本発明によれば、電源
電圧が変動してしまったために生じる誘導電動機の加減
速時の失速やオーバーシュート、アンダーシュート等の
問題を解決することができる。例えば、電源電圧が変化
してしまったとしても、電源電圧に従ってV/Fレー
ト、即ち、誘導電動機に供給される電圧Vと周波数Fと
の比率を制御することで電動機トルクの変化を抑え、前
述のような問題を解決することができる。又、例えば、
電源電圧の変化に伴って電動機トルクが変化した場合、
該電動機トルクの変化に従って加減速レートを変えるこ
とにより、前述のような問題を解決することができる。
電圧が変動してしまったために生じる誘導電動機の加減
速時の失速やオーバーシュート、アンダーシュート等の
問題を解決することができる。例えば、電源電圧が変化
してしまったとしても、電源電圧に従ってV/Fレー
ト、即ち、誘導電動機に供給される電圧Vと周波数Fと
の比率を制御することで電動機トルクの変化を抑え、前
述のような問題を解決することができる。又、例えば、
電源電圧の変化に伴って電動機トルクが変化した場合、
該電動機トルクの変化に従って加減速レートを変えるこ
とにより、前述のような問題を解決することができる。
【0036】
【実施例】以下、図を用いて本発明の実施例を詳細に説
明する。
明する。
【0037】図2は、本発明の第1実施例のブロック図
である。
である。
【0038】この図2に示されるように、前記第1実施
例は、主に、電源電圧検出手段10と、V/Fレート制
御手段12とを備えている。又、V/Fレート16と、
シーケンスパターン20と、シーケンス制御手段22
と、パワー素子24とを備えている。
例は、主に、電源電圧検出手段10と、V/Fレート制
御手段12とを備えている。又、V/Fレート16と、
シーケンスパターン20と、シーケンス制御手段22
と、パワー素子24とを備えている。
【0039】前記電源電圧検出手段10は、誘導電動機
用インバータ制御装置への入力電圧を検出するものであ
る。前記V/Fレート制御手段12は、前記電源電圧検
出手段10で検出された電源電圧に応じて、誘導電動機
への出力電圧Vと周波数Fとの比率を決定し、これを前
記V/Fレート16として出力する。
用インバータ制御装置への入力電圧を検出するものであ
る。前記V/Fレート制御手段12は、前記電源電圧検
出手段10で検出された電源電圧に応じて、誘導電動機
への出力電圧Vと周波数Fとの比率を決定し、これを前
記V/Fレート16として出力する。
【0040】前記シーケンス制御手段22は、誘導電動
機の加減速時等に用いられる、経過時間に従った該誘導
電動機への出力周波数の所定のパターンである。前記シ
ーケンス制御手段22は、前記V/Fレート制御手段1
2からの前記V/Fレート16と、前記シーケンスパタ
ーン20とに従って、前記パワー素子24を用いなが
ら、誘導電動機の加減速時に、該誘導電動機への出力周
波数を経過時間に従って変化させる。
機の加減速時等に用いられる、経過時間に従った該誘導
電動機への出力周波数の所定のパターンである。前記シ
ーケンス制御手段22は、前記V/Fレート制御手段1
2からの前記V/Fレート16と、前記シーケンスパタ
ーン20とに従って、前記パワー素子24を用いなが
ら、誘導電動機の加減速時に、該誘導電動機への出力周
波数を経過時間に従って変化させる。
【0041】なお、前記パワー素子24は、例えば、電
力用トランジスタやサイリスタ等が用いられる。
力用トランジスタやサイリスタ等が用いられる。
【0042】図3は、本発明の第2実施例のブロック図
である。
である。
【0043】この図3に示されるように、前記第2実施
例は、主に、電源電圧検出手段10と、加減速レート変
更手段14と、シーケンスパターン20と、シーケンス
制御手段22と、パワー素子24とを備える。
例は、主に、電源電圧検出手段10と、加減速レート変
更手段14と、シーケンスパターン20と、シーケンス
制御手段22と、パワー素子24とを備える。
【0044】前記図3の加減速レート変更手段14は、
前記電源電圧検出手段10で検出された電源電圧に応じ
て、前記シーケンス制御手段22によるシーケンスパタ
ーンを変更するものである。
前記電源電圧検出手段10で検出された電源電圧に応じ
て、前記シーケンス制御手段22によるシーケンスパタ
ーンを変更するものである。
【0045】なお、前記図3の加減速レート変更手段1
4は、前記シーケンスパターン20を直接変更するので
はなく、まず、加減速レート18を出力する。又、この
図3のシーケンス制御手段22は、該加減速レート18
と共に前記シーケンスパターン20に従って、誘導電動
機の加減速時に、該誘導電動機への出力周波数を変化さ
せる。従って、該シーケンス制御手段22は、誘導電動
機への出力周波数の変化の経過時間に従ったシーケンス
パターンを、前記加減速レート18に従って、即ち前記
電源電圧検出手段10で検出された電源電圧に従って変
化させることになる。
4は、前記シーケンスパターン20を直接変更するので
はなく、まず、加減速レート18を出力する。又、この
図3のシーケンス制御手段22は、該加減速レート18
と共に前記シーケンスパターン20に従って、誘導電動
機の加減速時に、該誘導電動機への出力周波数を変化さ
せる。従って、該シーケンス制御手段22は、誘導電動
機への出力周波数の変化の経過時間に従ったシーケンス
パターンを、前記加減速レート18に従って、即ち前記
電源電圧検出手段10で検出された電源電圧に従って変
化させることになる。
【0046】以上説明した通り、前記第1実施例及び第
2実施例によれば、電源電圧変動してしまったために生
じる誘導電動機の加減速時の失速やオーバーシュート、
アンダーシュート等の問題を解決することができる。即
ち、まず前記第1実施例によれば、電源電圧が変化して
しまったとしても、V/Fレートを制御することで電動
機トルクの変化を抑え、前述のような問題を解決するこ
とができる。一方、前記第2実施例によれば、電源電圧
の変化に伴って電動機トルクが変化した場合、該電動機
トルクの変化に従って加減速レートを変えることによ
り、前述のような問題を解決することができる。
2実施例によれば、電源電圧変動してしまったために生
じる誘導電動機の加減速時の失速やオーバーシュート、
アンダーシュート等の問題を解決することができる。即
ち、まず前記第1実施例によれば、電源電圧が変化して
しまったとしても、V/Fレートを制御することで電動
機トルクの変化を抑え、前述のような問題を解決するこ
とができる。一方、前記第2実施例によれば、電源電圧
の変化に伴って電動機トルクが変化した場合、該電動機
トルクの変化に従って加減速レートを変えることによ
り、前述のような問題を解決することができる。
【0047】図4は、本発明の第1実施例及び第2実施
例のハードウェア構成図である。
例のハードウェア構成図である。
【0048】この図4において、誘導電動機用インバー
タ制御装置は、主に、整流ダイオード32と、平滑コン
デンサCと、抵抗R1、R2と、パワー素子34と、制
御回路基板60とで構成されている。
タ制御装置は、主に、整流ダイオード32と、平滑コン
デンサCと、抵抗R1、R2と、パワー素子34と、制
御回路基板60とで構成されている。
【0049】この図4において、符号30は、交流電源
であり、その電圧(以降、電源電圧と称する)はEであ
る。又、符号36は誘導電動機である。該誘導電動機へ
供給される電圧(以降、出力電圧と称する)はVであ
り、周波数(以降、出力周波数と称する)はFである。
であり、その電圧(以降、電源電圧と称する)はEであ
る。又、符号36は誘導電動機である。該誘導電動機へ
供給される電圧(以降、出力電圧と称する)はVであ
り、周波数(以降、出力周波数と称する)はFである。
【0050】前記整流ダイオード32は、前記交流電源
30から供給される交流電圧を、直流電圧に整流する。
前記平滑コンデンサCは、前記整流ダイオード32で整
流された直流電圧の脈流を低減する。
30から供給される交流電圧を、直流電圧に整流する。
前記平滑コンデンサCは、前記整流ダイオード32で整
流された直流電圧の脈流を低減する。
【0051】前記抵抗R1及びR2は、前記制御回路基
板60が前記直流電圧、即ち、前記電源電圧Eを測定す
るための分圧抵抗である。前記抵抗R1及びR2を用い
て測定される前記直流電圧は、前記電源電圧Eと対応し
ている。
板60が前記直流電圧、即ち、前記電源電圧Eを測定す
るための分圧抵抗である。前記抵抗R1及びR2を用い
て測定される前記直流電圧は、前記電源電圧Eと対応し
ている。
【0052】前記パワー素子34は、前記制御回路基板
60から出力されるパルス信号に従って前記直流電圧を
スイッチングすることにより、前記誘導電動機36へ、
所定の周波数の電圧を発生する。
60から出力されるパルス信号に従って前記直流電圧を
スイッチングすることにより、前記誘導電動機36へ、
所定の周波数の電圧を発生する。
【0053】前記制御回路基板60は、主として、CP
U(central processing unit )40と、バス42と、
RAM(random access memory)44と、ROM(read
only memory)46と、I/O(input output)48
と、A/D(analog to digital )50と、PWM(pu
lse width modulation)52と、プリドライバ54とに
より構成されている。又、前記RAM44と、前記RO
M46と、前記I/O48と、前記A/D50と、前記
PWM52とは、前記バス42を介して、前記CPU4
0がアクセスする。
U(central processing unit )40と、バス42と、
RAM(random access memory)44と、ROM(read
only memory)46と、I/O(input output)48
と、A/D(analog to digital )50と、PWM(pu
lse width modulation)52と、プリドライバ54とに
より構成されている。又、前記RAM44と、前記RO
M46と、前記I/O48と、前記A/D50と、前記
PWM52とは、前記バス42を介して、前記CPU4
0がアクセスする。
【0054】前記A/D50は、前記電源電圧Eに対応
する、前記抵抗R1及びR2で分圧された前記直流電力
の電圧値を、デジタル値に変換する。
する、前記抵抗R1及びR2で分圧された前記直流電力
の電圧値を、デジタル値に変換する。
【0055】前記PWM52は、前記バス42を介して
前記CPU40が設定した電圧値と周波数値とに従っ
て、パルス幅変調されたパルス列を出力する。そのパル
ス幅は、前記パワー素子34をオン/オフ状態にする時
間幅に対応している。このようにパルス幅を変調し、該
パワー素子で出力電圧の制御を高速周期で行うことによ
り、所定の周波数の交流電圧を得ている。
前記CPU40が設定した電圧値と周波数値とに従っ
て、パルス幅変調されたパルス列を出力する。そのパル
ス幅は、前記パワー素子34をオン/オフ状態にする時
間幅に対応している。このようにパルス幅を変調し、該
パワー素子で出力電圧の制御を高速周期で行うことによ
り、所定の周波数の交流電圧を得ている。
【0056】なお、前記プリドライバ54は、前記PW
M52が前記パワー素子34を駆動する際に用いられる
ドライバである。
M52が前記パワー素子34を駆動する際に用いられる
ドライバである。
【0057】前記CPU40は、前記ROM46に予め
書き込まれているプログラムに従って、次のような処理
を行う。
書き込まれているプログラムに従って、次のような処理
を行う。
【0058】即ち、「起動又は停止指令」と「速度指令
値」を、前記I/O48を介して、当該制御回路基板6
0の外部から入力する。
値」を、前記I/O48を介して、当該制御回路基板6
0の外部から入力する。
【0059】該I/O48から入力された指令と、前記
A/D50から入力された電源電圧値とに従って、前記
誘導電動機36への出力電圧V及び周波数Fを決定し、
これを前記PWM52へと出力する。この際、前記誘導
電動機36が加速ないしは減速する場合には、前記電圧
V及び前記周波数Fを経過時間に従って変化させる。
A/D50から入力された電源電圧値とに従って、前記
誘導電動機36への出力電圧V及び周波数Fを決定し、
これを前記PWM52へと出力する。この際、前記誘導
電動機36が加速ないしは減速する場合には、前記電圧
V及び前記周波数Fを経過時間に従って変化させる。
【0060】図6は、本発明の第1実施例の要旨を示す
グラフである。
グラフである。
【0061】この図6のグラフにおいては、横軸は、前
記交流電源30の電源電圧Eとなっている。縦軸は、誘
導電動機に供給される交流電力の電圧Vと周波数Fとの
比率とする、V/Fレートとなっている。
記交流電源30の電源電圧Eとなっている。縦軸は、誘
導電動機に供給される交流電力の電圧Vと周波数Fとの
比率とする、V/Fレートとなっている。
【0062】従来、電源電圧Eが何等かの原因で変化し
てしまうと、これに伴って誘導電動機用インバータ制御
装置の出力電圧、即ち誘導電動機に供給される交流電圧
Vも変化してしまい、結果としてV/Fレートも変化し
てしまっていた。これは、図5と図6の符号L2に示さ
れる通りである。
てしまうと、これに伴って誘導電動機用インバータ制御
装置の出力電圧、即ち誘導電動機に供給される交流電圧
Vも変化してしまい、結果としてV/Fレートも変化し
てしまっていた。これは、図5と図6の符号L2に示さ
れる通りである。
【0063】なお、これら図5及び図6において、出力
電圧V2 は、電源電圧EがEmax 時にインバータから出
力される最大電圧である。又、出力電圧V1 は、電源電
圧EがEmin 時にインバータから出力される最大電圧で
ある。
電圧V2 は、電源電圧EがEmax 時にインバータから出
力される最大電圧である。又、出力電圧V1 は、電源電
圧EがEmin 時にインバータから出力される最大電圧で
ある。
【0064】一方、本発明の第1実施例では、電源電圧
Eが変化したとしても、インバータ制御装置から出力さ
れる最大出力電圧Vmax を一定に保つことにより、前記
V/Fレートを一定に保つようにしている。
Eが変化したとしても、インバータ制御装置から出力さ
れる最大出力電圧Vmax を一定に保つことにより、前記
V/Fレートを一定に保つようにしている。
【0065】図7は、本発明の第1実施例の要旨を示す
グラフである。
グラフである。
【0066】本発明の第1実施例では、この図7の符号
L3に示すように、電源電圧Eが変化してしまったとし
ても、最大出力電圧Vmax が一定となるように制御して
いる。なお、符号L4は、前記図6の符号L2に対応す
る従来例である。
L3に示すように、電源電圧Eが変化してしまったとし
ても、最大出力電圧Vmax が一定となるように制御して
いる。なお、符号L4は、前記図6の符号L2に対応す
る従来例である。
【0067】図8は、本発明の第1実施例の最大出力電
圧制御値K1を示すグラフである。
圧制御値K1を示すグラフである。
【0068】この図8に示される最大出力電圧制御値K
1は、次式のように、最大出力電圧Vmax と電源電圧E
との関係を示す係数である。
1は、次式のように、最大出力電圧Vmax と電源電圧E
との関係を示す係数である。
【0069】Vmax =K1・E …(1)
【0070】ここで、電源電圧EがEmin からEmax ま
で変化する場合に、誘導電動機最大出力電圧Vmax が一
定となるためには、該最大出力電圧制御値K1は図8の
グラフに示される通り、電源電圧Eに従って設定され
る。
で変化する場合に、誘導電動機最大出力電圧Vmax が一
定となるためには、該最大出力電圧制御値K1は図8の
グラフに示される通り、電源電圧Eに従って設定され
る。
【0071】なお、このように電源電圧Eの変動に対応
して設定される最大出力電圧制御値K1は、次式に基づ
いてその都度計算してもよいが、本第1実施例では、図
8に示されるような電源電圧Eと最大出力電圧制御値K
1との関係を示すデータテーブルを、前記ROM46に
記憶している。
して設定される最大出力電圧制御値K1は、次式に基づ
いてその都度計算してもよいが、本第1実施例では、図
8に示されるような電源電圧Eと最大出力電圧制御値K
1との関係を示すデータテーブルを、前記ROM46に
記憶している。
【0072】K1=Vmax E …(2)
【0073】以上説明した通り、本発明の第1実施例に
よれば、電源電圧Eが変化したとしても、インバータ制
御装置から出力される最大出力電圧Vmax を一定に保つ
ことにより誘導電動機に供給される交流電圧Vを一定に
保つことができ、電源電圧が変化してしまったときに生
じてしまう問題を解消することができる。
よれば、電源電圧Eが変化したとしても、インバータ制
御装置から出力される最大出力電圧Vmax を一定に保つ
ことにより誘導電動機に供給される交流電圧Vを一定に
保つことができ、電源電圧が変化してしまったときに生
じてしまう問題を解消することができる。
【0074】図10は、一般的な誘導電動機トルク特性
の一例を示すグラフである。
の一例を示すグラフである。
【0075】この図10のグラフでは、誘導電動機に供
給される電圧V及び周波数Fの相違による、該誘導電動
機の回転速度Rと電動機トルクTとの特性の相違が示さ
れている。
給される電圧V及び周波数Fの相違による、該誘導電動
機の回転速度Rと電動機トルクTとの特性の相違が示さ
れている。
【0076】この図10において、実線A1〜A5は、
前記電圧Vが定格電圧での特性を示している。一点鎖線
B1〜B5は、前記電圧Vが定格電圧より低いときの特
性が示されている。破線C1〜C5は、前記電圧Vが定
格電圧より高いときの特性を示している。
前記電圧Vが定格電圧での特性を示している。一点鎖線
B1〜B5は、前記電圧Vが定格電圧より低いときの特
性が示されている。破線C1〜C5は、前記電圧Vが定
格電圧より高いときの特性を示している。
【0077】この図10において、符号A1、B1及び
C1は、前記周波数Fが15Hz のときの特性を示して
いる。符号A2、B2及びC2は、前記周波数Fが30
Hzのときの特性を示している。符号A3、B3及びC
3は、前記周波数が45Hzのときの特性を示してい
る。符号A4、B4及びC4は、前記周波数Fが60H
z のときの特性を示している。
C1は、前記周波数Fが15Hz のときの特性を示して
いる。符号A2、B2及びC2は、前記周波数Fが30
Hzのときの特性を示している。符号A3、B3及びC
3は、前記周波数が45Hzのときの特性を示してい
る。符号A4、B4及びC4は、前記周波数Fが60H
z のときの特性を示している。
【0078】前記電圧Vと周波数Fと回転速度Rとが定
まれば、この図10に示される電動機特性に基づいて電
動機トルクTM が定まる。又、該電動機トルクTM が定
まり、且つ、負荷トルクTL と電動機イナーシャJM 及
び負荷イナーシャJL が定まると、次式により、加減速
レートαを求めることができる。
まれば、この図10に示される電動機特性に基づいて電
動機トルクTM が定まる。又、該電動機トルクTM が定
まり、且つ、負荷トルクTL と電動機イナーシャJM 及
び負荷イナーシャJL が定まると、次式により、加減速
レートαを求めることができる。
【0079】 α=(TM ±TL )/(JM +JL ) …(3)
【0080】なお、ここで粘性負荷は十分に小さいと仮
定する。
定する。
【0081】この(4)式に示されるように、電源電圧
Eの変化により前記最大出力電圧Vmax が変化してしま
った場合には、電動機トルクTM が変化し、これに伴な
って前記加減速レートαも変化してしまう。
Eの変化により前記最大出力電圧Vmax が変化してしま
った場合には、電動機トルクTM が変化し、これに伴な
って前記加減速レートαも変化してしまう。
【0082】従って、本第2実施例では、該加減速レー
トαの変化に従って、誘導電動機の加減速時に用いられ
る前記周波数Fの経過時間に従った所定のシーケンスパ
ターンを変化させるようにしている。
トαの変化に従って、誘導電動機の加減速時に用いられ
る前記周波数Fの経過時間に従った所定のシーケンスパ
ターンを変化させるようにしている。
【0083】図11は、本発明の第2実施例での、電源
電圧毎の、経過時間と出力電圧の周波数との関係を示す
表である。
電圧毎の、経過時間と出力電圧の周波数との関係を示す
表である。
【0084】この図11では、前記第2実施例での誘導
電動機の回転速度Rが“0”の停止状態から、該誘導電
動機に供給させる電圧の周波数が60Hz となり、加速
が終了するまでの、該誘導電動機に供給させる電圧の周
波数の経過時間に従ったシーケンスパターンが、180
V、190V、200V、210V及び220Vの電源
電圧E毎に示されている。
電動機の回転速度Rが“0”の停止状態から、該誘導電
動機に供給させる電圧の周波数が60Hz となり、加速
が終了するまでの、該誘導電動機に供給させる電圧の周
波数の経過時間に従ったシーケンスパターンが、180
V、190V、200V、210V及び220Vの電源
電圧E毎に示されている。
【0085】本第2実施例では、前記A/D50により
検出される電源電圧Eに応じた前記図11に示されるデ
ータにより、経過時間に従って、誘導電動機に供給され
る電圧の周波数Fが変化させられる。
検出される電源電圧Eに応じた前記図11に示されるデ
ータにより、経過時間に従って、誘導電動機に供給され
る電圧の周波数Fが変化させられる。
【0086】なお、本第2実施例では、この図11に示
されるようなデータが、前記ROM46に記憶されてい
る。
されるようなデータが、前記ROM46に記憶されてい
る。
【0087】以上説明したとおり、本発明の第2実施例
によれば、電源電圧Eが変化してしまい、これに伴なっ
て電動機トルクTが変化して加減速レートαが変化して
しまったとしても、これに応じて経過時間に従った所定
のシーケンスパターンを変更することにより、電源電圧
が変化してしまったために生じてしまう問題を解決する
ことができる。
によれば、電源電圧Eが変化してしまい、これに伴なっ
て電動機トルクTが変化して加減速レートαが変化して
しまったとしても、これに応じて経過時間に従った所定
のシーケンスパターンを変更することにより、電源電圧
が変化してしまったために生じてしまう問題を解決する
ことができる。
【0088】
【発明の効果】以上説明したとおり、本発明によれば、
電源電圧が変化してしまったために生じる誘導電動機の
加減速時の失速やオーバーシュート、アンダーシュート
等の問題を解決することができるという効果を得ること
ができる。
電源電圧が変化してしまったために生じる誘導電動機の
加減速時の失速やオーバーシュート、アンダーシュート
等の問題を解決することができるという効果を得ること
ができる。
【図1】本発明の要旨を示すブロック図
【図2】本発明の第1実施例のブロック図
【図3】本発明の第2実施例のブロック図
【図4】本発明の第1実施例及び第2実施例のハードウ
エア構成図
エア構成図
【図5】電源電圧変化に伴うV/Fレートの変化を示す
グラフ
グラフ
【図6】前記第1実施例及び前記第2実施例の要旨を示
すV/Fレートのグラフ
すV/Fレートのグラフ
【図7】前記第1実施例の要旨を示す最大出力電圧Vma
x のグラフ
x のグラフ
【図8】前記第1実施例の電源電圧Eと最大出力電圧制
御値K1との関係を示すグラフ
御値K1との関係を示すグラフ
【図9】前記第1実施例の電源電圧と最大出力電圧制御
値との関係を示す表
値との関係を示す表
【図10】前記第1実施例及び第2実施例が対象となる
V/Fレートを一定としたとき一般的な誘導電動機のト
ルク特性を示すグラフ
V/Fレートを一定としたとき一般的な誘導電動機のト
ルク特性を示すグラフ
【図11】前記第2実施例での、電源電圧に対する、経
過時間と出圧電力の周波数との関係を示す表
過時間と出圧電力の周波数との関係を示す表
【図12】オープン・ループの誘導電動機用インバータ
制御装置の加減速時の回転速度Rの変化を示すグラフ
制御装置の加減速時の回転速度Rの変化を示すグラフ
【図13】前記オープン・ループの誘導電動機用インバ
ータ制御装置で生じてしまうオーバーシュートの状態を
示す回転速度のグラフ
ータ制御装置で生じてしまうオーバーシュートの状態を
示す回転速度のグラフ
【図14】前記オープン・ループの誘導電動機用インバ
ータ制御装置で生じてしまうアンダーシュートの状態を
示す回転速度のグラフ
ータ制御装置で生じてしまうアンダーシュートの状態を
示す回転速度のグラフ
【図15】V/Fレートを一定にしたとき供給される電
圧の周波数に対する、一般的な誘導電動機の電動機のト
ルク特性を示すグラフ
圧の周波数に対する、一般的な誘導電動機の電動機のト
ルク特性を示すグラフ
10…電源電圧検出手段、 11…制御特性変更手段、 12…V/Fレート制御手段、 14…加減速レート変更手段、 15…制御特性、 16…V/Fレート、 18…加減速レート、 20…シーケンスパターン、 22…シーケンス制御手段、 24…パワー素子、 30…交流電源、 32…整流ダイオード、 34…パワー素子、 36…誘導電動機、 40…CPU、 42…バス、 44…RAM、 46…ROM、 48…I/O、 50…A/D、 52…PWM、 54…プリドライバ、 60…制御回路基板、 C…平滑コンデンサ、 R1、R2…抵抗。
Claims (3)
- 【請求項1】誘導電動機の加減速時に、該誘導電動機へ
の出力電圧と周波数を、経過時間に従った所定のシーケ
ンスパターンにより変化させる誘導電動機用インバータ
制御装置において、 当該誘導電動機用インバータ制御装置への入力電圧を検
出する電源電圧検出手段と、 検出された該電源電圧に応じて制御特性を変更する制御
特性変更手段とを備えたことを特徴とする誘導電動機用
インバータ制御装置。 - 【請求項2】請求項1において、前記制御特性変更手段
が、 検出された該電源電圧に応じて前記出力電圧と周波数と
の比率を制御するV/Fレート制御手段であることを特
徴とする誘導電動機用インバータ制御装置。 - 【請求項3】請求項1において、前記制御特性変更手段
が、 検出された該電源電圧に応じて、前記所定のシーケンス
パターンを変更する加減速レート変更手段であることを
特徴とする誘導電動機用インバータ制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4053677A JPH05260794A (ja) | 1992-03-12 | 1992-03-12 | 誘導電動機用インバータ制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4053677A JPH05260794A (ja) | 1992-03-12 | 1992-03-12 | 誘導電動機用インバータ制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05260794A true JPH05260794A (ja) | 1993-10-08 |
Family
ID=12949457
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4053677A Pending JPH05260794A (ja) | 1992-03-12 | 1992-03-12 | 誘導電動機用インバータ制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05260794A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012090462A (ja) * | 2010-10-21 | 2012-05-10 | Denso Corp | モータ制御装置 |
| WO2014192343A1 (ja) * | 2013-05-27 | 2014-12-04 | シャープ株式会社 | インバータ制御装置 |
-
1992
- 1992-03-12 JP JP4053677A patent/JPH05260794A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012090462A (ja) * | 2010-10-21 | 2012-05-10 | Denso Corp | モータ制御装置 |
| WO2014192343A1 (ja) * | 2013-05-27 | 2014-12-04 | シャープ株式会社 | インバータ制御装置 |
| JP2014230453A (ja) * | 2013-05-27 | 2014-12-08 | シャープ株式会社 | インバータ制御装置 |
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