JPH05268772A - インバータ制御方法およびインバータ制御装置 - Google Patents

インバータ制御方法およびインバータ制御装置

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JPH05268772A
JPH05268772A JP4060139A JP6013992A JPH05268772A JP H05268772 A JPH05268772 A JP H05268772A JP 4060139 A JP4060139 A JP 4060139A JP 6013992 A JP6013992 A JP 6013992A JP H05268772 A JPH05268772 A JP H05268772A
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JP
Japan
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voltage
output
value
current
phase
Prior art date
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Pending
Application number
JP4060139A
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English (en)
Inventor
Hiroshi Ono
公士 大野
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Japan Steel Works Ltd
Original Assignee
Japan Steel Works Ltd
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Publication date
Application filed by Japan Steel Works Ltd filed Critical Japan Steel Works Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 出力電圧の変動を補償する。出力電圧の変動
による三相交流出力のバランスの崩れを抑制する。 【構成】 インバータから出力される各相の電圧値を電
圧検出器7a〜7cにより検出し、検出した電圧値を電
圧フィードバック値として電流制御演算部3側にフィー
ドバックし、電圧指令値と前記電圧フィードバック値と
を基にインバータから出力される各相の電圧値が電圧指
令値に追従するように制御する。 【効果】 インバータの低出力時における出力電圧の変
動を高精度に補償することが出来る。また、出力電圧の
変動による三相交流出力のバランスの崩れを抑制し、安
定した制御を行うことが出来る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、インバータ制御方法
およびインバータ制御装置に関し、さらに詳しくは、出
力電圧値の制御を高精度に行うことの出来るインバータ
制御方法およびインバータ制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図2は、従来のインバータを含むインバ
ータ制御装置51の構成図である。このインバータ制御
装置51は、電力増幅部55から三相交流電力を出力す
ることにより三相交流電動機57の回転を制御する。こ
のインバータ制御装置51では、電流指令演算部52は
供給された電流指令からU,V,W各相の電流指令値i
u,iv,iwを演算し、それぞれ減算器53a,53
b,53cに出力する。減算器53aは、電流指令演算
部52から供給されたU相の電流指令値iuと出力電流
フィードバック値IFuとを基にU相の電流偏差Δiu
を求め電流制御演算部54に出力する。また、減算器5
3bは、電流指令演算部52から供給されたV相の電流
指令値ivと出力電流フィードバック値IFvとを基に
V相の電流偏差Δivを求め電流制御演算部54に出力
する。さらに、減算器53cは、電流指令演算部52か
ら供給されたW相の電流指令値iwと出力電流フィード
バック値IFwとを基にW相の電流偏差Δiwを求め電
流制御演算部54に出力する。
【0003】電流制御演算部54は、減算器53a,5
3b,53cから供給されたU,V,W各相の電流偏差
Δiu,Δiv,Δiwをそれぞれ電圧指令値vu,v
v,vwに変換し、電力増幅部55に出力する。
【0004】電力増幅部55は、スイッチング素子より
なるブリッジ回路から構成されるインバータを備えてお
り、電流制御演算部54から供給される電圧指令値v
u,vv,vwを基に前記ブリッジ回路のスイッチング
素子をオン/オフし、三相交流電力を三相交流電動機5
7に供給する。
【0005】図3は、電力増幅部55の1相あたりの構
成を示す電気回路図であり、PWM発生部55a,デッ
ドタイム発生部55b,インバータ55c等から構成さ
れている。
【0006】図2に戻り、U相電流検出器56aは、電
力増幅部55から出力されるU相電流Iuを検出し、前
記減算器53aに出力電流フィードバック値IFuを出
力する。またV相電流検出器56bは、電力増幅部55
から出力されるV相電流Ivを検出し、前記減算器53
bに出力電流フィードバック値IFvを出力する。また
W相電流検出器56cは、電力増幅部55から出力され
るW相電流Iwを検出し、前記減算器53cに出力電流
フィードバック値IFwを出力する。
【0007】この三相交流電動機のインバータ制御装置
51では、U,V,W各相の相電流をU相電流検出器5
6a,V相電流検出器56b,W相電流検出器56cに
より検出し、検出した各相の相電流に対応した出力電流
フィードバック値IFu,IFv,IFwを減算器53
a,53b,53cにそれぞれフィードバックし、各相
の電流指令値iu,iv,iwと前記出力電流フィード
バック値IFu,IFv,IFwとにより、三相交流電
動機57に供給される各相の電流値が前記電流指令値i
u,iv,iwと一致するように電力増幅部55のイン
バータを制御する。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上記従来のインバータ
制御装置51において、電力増幅部55のインバータ5
5cはスイッチング素子からなるブリッジ回路で構成さ
れているが、このブリッジ回路の一辺を構成する上下一
対のスイッチング素子が同時にオンすることがないよう
に、スイッチング素子に供給される制御信号にデッドタ
イム期間(上下一対のスイッチング素子が同時にオフと
なる期間)を設けている。このデッドタイム期間は、電
力増幅部55の出力電圧波形に歪を与える。出力電圧波
形に歪を与える要因としては、前記デッドタイム期間の
他に前記スイッチング素子の特性上のばらつきがある。
【0009】出力電圧波形の歪は、交流電動機を駆動す
る場合に交流電動機のトルクの脈動や回転ムラの原因と
なる。特に、交流電動機を低電圧かつ低速運転するよう
なときには影響が大きく問題となる。
【0010】例えば、射出成形機の保圧のための交流電
動機の制御において問題となる(射出成形機の保圧のた
めの交流電動機の回転数は1rpm以下で、トルク脈動
は1%以下である必要がある)。
【0011】このような交流電動機におけるトルクの脈
動や回転ムラを補償するためのインバータ制御技術とし
ては、例えば特公昭59―8152号公報,特開昭59
―123478号公報に開示の提案がある。
【0012】図4に、特公昭59―8152号公報に開
示の電圧型インバータ制御方法を示す。この電圧型イン
バータ方法では、各相毎の出力電流方向を検出し、その
出力電流方向とデッドタイム期間の大きさに応じて補償
量を演算し、その補償量をスイッチング素子のスイッチ
ング時間にフィードバックするものである。
【0013】図5に、特開昭59―123478号公報
に開示の電圧型インバータ制御方法を示す。この電圧型
インバータ制御方法では、各相毎の出力電流の大きさと
方向を検出し、その出力電流の大きさと方向と電動機巻
線抵抗と配線抵抗の大きさ応じて補償量を演算し、その
補償量をスイッチング素子のスイッチング時間にフィー
ドバックするものである。
【0014】しかしながら、特公昭59―8152号公
報,特開昭59―123478号公報に開示の技術で
は、インバータのブリッジ回路の一辺を構成する上下一
対のスイッチング素子のターンオフ特性のバラツキやス
イッチング素子を流れる電流の大きさあるいは温度変化
に起因するターンオフ時間の変動による出力電圧の変動
分については補償される構成となっておらず、またこれ
による三相交流出力のバランスの崩れについても補償さ
れない。すなわち、これらの技術では、インバータのブ
リッジ回路の一辺を構成する上下一対のスイッチング素
子のターンオフ特性のバラツキ、スイッチング素子を流
れる電流の大きさあるいは温度変化に起因するターンオ
フ時間の変動により出力電圧に変動が生じたり三相交流
出力に電圧不平衡が生じた場合には、交流電動機の発生
トルクに脈動が生じる問題点がある。
【0015】そこで、この発明の目的は、出力電圧の変
動を補償し、出力電圧の変動による三相交流出力のバラ
ンスの崩れを抑制することの出来るインバータ制御方法
およびインバータ制御装置を提供することにある。
【0016】
【課題を解決するための手段】第1の観点では、この発
明は、インバータの各相出力の電流値を検出し電流フィ
ードバックループによりフィードバックするインバータ
制御方法において、電圧フィードバックループを付加
し、インバータの各相出力の電圧値を検出しフィードバ
ックすることを特徴とするインバータ制御方法を提供す
る。
【0017】第2の観点では、この発明は、出力電流値
を検出する出力電流値検出手段と、その出力電流値検出
手段により検出した出力電流値と電流指令値とを基に電
圧指令値を生成する電流制御演算手段と、出力電圧値を
検出する出力電圧値検出手段と、その出力電圧値検出手
段により検出した出力電圧値と前記電圧指令値とを基に
インバータ電圧指令値を生成する電圧制御演算手段と、
前記インバータ電圧指令値に基づいて負荷に電力を供給
する電力増幅手段とを備えたことを特徴とするインバー
タ制御装置を提供する。
【0018】
【作用】この発明のインバータ制御方法では、インバー
タから出力される各相の電流値および電圧値を検出し、
検出した各相の出力電流値および出力電圧値をそれぞれ
入力側にフィードバックし、インバータから出力される
各相の電流値および電圧値が電流指令値および電圧指令
値に追従するように制御し、出力電圧の変動を補償し、
出力電圧の変動による三相交流出力のバランスの崩れを
抑制する。
【0019】また、この発明のインバータ制御装置で
は、出力電圧値検出手段によりインバータから出力され
る各相の電圧値を検出し、検出した電圧値を入力側にフ
ィードバックし、電圧指令値と前記フィードバックされ
た電圧値とを基にインバータから出力される各相の電圧
値が電圧指令値に追従するように制御する。
【0020】
【実施例】以下、図に示す実施例によりこの発明を説明
する。なお、これによりこの発明が限定されるものでは
ない。図1は、この発明の一実施例によるインバータを
含むインバータ制御装置100の構成図である。このイ
ンバータ制御装置100は、電流指令演算部1と,減算
器2a〜2cと,電流制御演算部3と,減算器4a〜4
cと、電圧制御演算部5と、電力増幅部6の出力電圧を
検出する電圧検出器7a〜7cと,電力増幅部6の出力
電流を検出する電流検出器8a〜8cとから構成されて
おり、電力増幅部6を制御することにより三相交流電動
機9の回転を制御している。
【0021】電流指令演算部1は供給された電流指令か
らU,V,W各相の電流指令値iu,iv,iwを演算
し、それぞれ減算器2a,2b,2cに出力する。一
方、電流検出器8aは、電力増幅部6から出力されるU
相電流Iuを検出し、出力電流フィードバック値IFu
を減算器2aに出力している。また電流検出器8bは、
電力増幅部6から出力されるV相電流Ivを検出し、出
力電流フィードバック値IFvを減算器2bに出力して
いる。また電流検出器8cは、電力増幅部6から出力さ
れるW相電流Iwを検出し、出力電流フィードバック値
IFwを減算器2cに出力している。
【0022】減算器2aは、電流指令演算部1から供給
されたU相の電流指令値iuと出力電流フィードバック
値IFuとを基に電流偏差Δiuを求め電流制御演算部
3に出力する。また、減算器2bは、電流指令演算部1
から供給されたV相の電流指令値ivと出力電流フィー
ドバック値IFvとを基に電流偏差Δivを求め、電流
制御演算部3に出力する。さらに、減算器2cは、電流
指令演算部1から供給されたW相の電流指令値iwと出
力電流フィードバック値IFwとを基に電流偏差Δiw
を求め、電流制御演算部3に出力する。
【0023】電流制御演算部3は、比例積分動作を行っ
ており、減算器2a,2b,2cから供給されたU,
V,W各相の電流偏差Δiu,Δiv,Δiwをそれぞ
れ電圧指令値vu,vv,vwに変換し、減算器4a,
4b,4cに出力する。
【0024】一方、電圧検出器7aは、電力増幅部6の
出力するU相電圧Vuを検出し、電圧フィードバック値
VFuを減算器4aに出力している。この電圧検出器7
aは、高精度な広い電圧検出レンジを有しており、低出
力電圧を精度よく検出できる。また電圧検出器7bは、
電力増幅部6の出力するV相電圧Vvを検出し、電圧フ
ィードバック値VFvを減算器4bに出力している。こ
の電圧検出器7bは、高精度な広い電圧検出レンジを有
しており、低出力電圧を精度よく検出できる。また電圧
検出器7cは、電力増幅部6の出力するW相電圧Vwを
検出し、出力電圧フィードバック値VFwを減算器4c
に出力している。この電圧検出器7cは、高精度な広い
電圧検出レンジを有しており、低出力電圧を精度よく検
出できる。
【0025】減算器4aは、U相の電圧指令値vuと出
力電圧フィードバック値VFuとを基に電圧偏差Δvu
を求め、電圧制御演算部5に出力する。減算器4bは、
V相の電圧指令値vvと出力電圧フィードバック値VF
vとを基に電圧偏差Δvvを求め、電圧制御演算部5に
出力する。減算器4cは、W相の電圧指令値vwと出力
電圧フィードバック値VFwとを基に電圧偏差Δvwを
求め、電圧制御演算部5に出力する。
【0026】電圧制御演算部5は比例積分動作を行って
おり、電圧偏差Δvu,Δvv,Δvwに応じたインバ
ータ電圧指令viu,viv,viwを生成し、電力増
幅部6に出力する。
【0027】電力増幅部6はPWM発生部,デッドタイ
ム発生部,インバータ等から構成されており、図3に示
したものと同一である。電力増幅部6では、インバータ
を構成するスイッチング素子がインバータ電圧指令vi
u,viv,viwにより制御され、電圧指令値vu,
vv,vwに比例した電圧を三相交流電動機9に出力す
る。上記実施例では、電流制御演算部3や,電圧制御演
算部5は比例積分動作を行うものとしたが、比例動作そ
の他の制御動作を行うものであってもよい。また、電流
制御演算部3や電圧制御演算部5をソフトウェア処理に
より制御することが望ましいが、ハードウェア処理によ
り制御してもよい。
【0028】上記実施例によるインバータ制御装置10
0によれば、出力電流値フィードバックループおよび出
力電圧値フィードバックループにより電力増幅部6の出
力電流値および出力電圧値がそれぞれフィードバックさ
れ、三相交流電動機9に供給される電流および電圧が制
御されるので、特に三相交流電動機9の低速回転時にお
ける出力電圧の変動を高精度に補償することができ、出
力電圧の変動による三相交流出力のバランスの崩れを抑
制し、安定した制御を行うことが出来る。
【0029】
【発明の効果】この発明のインバータ制御方法およびイ
ンバータ制御装置によれば、インバータの出力電圧をフ
ィードバックするように構成し、出力電圧の変動を補償
するので、特にインバータの低出力時における出力電圧
の変動を高精度に補償することが出来る。また、出力電
圧の変動による三相交流出力のバランスの崩れを抑制
し、安定した制御を行うことが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例によるインバータ制御装置
の構成図である。
【図2】従来のインバータ制御装置の構成図である。
【図3】電力増幅部の1相あたりの構成を示す電気回路
図である。
【図4】従来の電圧型インバータ制御方法の説明図であ
る。
【図5】従来の電圧型インバータ制御方法の説明図であ
る。
【符号の説明】
100 インバータ制御装置 1 電流指令演算部 2a 減算器 2b 減算器 2c 減算器 3 電流制御演算部 4a 減算器 4b 減算器 4c 減算器 5 電圧制御演算部 6 電力増幅部 7a 電圧検出器 7b 電圧検出器 7c 電圧検出器 8a 電流検出器 8b 電流検出器 8c 電流検出器

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 インバータの各相出力の電流値を検出し
    電流フィードバックループによりフィードバックするイ
    ンバータ制御方法において、電圧フィードバックループ
    を付加し、インバータの各相出力の電圧値を検出しフィ
    ードバックすることを特徴とするインバータ制御方法。
  2. 【請求項2】 出力電流値を検出する出力電流値検出手
    段と、その出力電流値検出手段により検出した出力電流
    値と電流指令値とを基に電圧指令値を生成する電流制御
    演算手段と、出力電圧値を検出する出力電圧値検出手段
    と、その出力電圧値検出手段により検出した出力電圧値
    と前記電圧指令値とを基にインバータ電圧指令値を生成
    する電圧制御演算手段と、前記インバータ電圧指令値に
    基づいて負荷に電力を供給する電力増幅手段とを備えた
    ことを特徴とするインバータ制御装置。
JP4060139A 1992-03-17 1992-03-17 インバータ制御方法およびインバータ制御装置 Pending JPH05268772A (ja)

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JP (1) JPH05268772A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018050383A (ja) * 2016-09-21 2018-03-29 住友重機械工業株式会社 電力変換装置
KR102182635B1 (ko) * 2020-04-27 2020-11-24 산일전기 주식회사 인버터 고장 검출 방법 및 이를 채용한 인버터 고장 검출 시스템

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