JPH0619355Y2 - 誘導電動機駆動用電流形インバ−タ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この考案は誘導電動機駆動用の定電流形インバータに関
する。

（従来の技術） 一般に、誘導電動機を定電流形インバータで駆動する場
合、電動機電圧を周波数に比例させるＶ／ｆ一定制御が
行われる。すなわち、インバータの出力電圧指令は周波
数指令に対応して自動的に定まるのであり、この電圧指
令と電圧帰還信号との差をとり増幅・調節器を介し電流
指令に変換、更に電流帰還信号との間で偏差をとり、か
つ移相器を介し順変換器サイリスタのゲート信号に変換
する。

この電圧制御系は通常の電流マイナループ付の制御系で
あり、加減速のない定速度運転状態では電動機電流は負
荷トルクに見合った値が供給され、安定運転となるが、
加速時とか減速時にあっては、電動機の伝達関数が変わ
り電動機トルクと電動機電流は比例関係にない。すなわ
ち、電動機トルクに応じた電流が帰還されず、所要のト
ルクの生成は不可能で、円滑な加減速が行えず乱調ぎみ
になる。

このため、従来は電圧制御系調節器のＰＩ時定数を、加
減速時において安定状態となるよう設定し、定速度回転
時の過渡応答を犠牲にする等の方法が採られていた。

（考案が解決しようとする問題点） 加減速時における乱調等の問題を、定速度運転時の制御
性能に影響を及ぼすことなく解決することにある。

（問題点を解決するための手段） 入出力を比較増幅して積分器入力とするランプ関数発生
器と、このランプ関数発生器の比較増幅出力が一定値以
上であるときに加減速であると判断する加減速検出回路
と、その検出回路出力により電圧調節器のＰＩ時定数を
切換える抵抗・コンデンサ切換手段、を備えたことを特
徴とする。

（作用） 加減速の検出を、周波数指令をランプ状電圧指令に変換
するランプ関数の入出力電圧を比較することにより行
い、かつ検出出力でリレー回路を働かせ電圧調節器の定
数を切換え、加減速時のＲＣ時定数を短かくダンピング
定数を大とし、電流指令となる調節器出力を、加減速に
必要十分のトルクを生成するべく増強するものである。

（実施例） 図面は実施例ブロック図で、第１図は制御系全体を第２
図は加減速検出回路を、第３図は主回路をそれぞれ表わ
す。第１図の制御系ブロック図において、(1)は周波数
指令をランプ状電圧指令に変換するランプ関数発生器、
(2)は電圧調節器、(3)は電流調節器、(4)は移相器で、
この電圧指令と電圧帰還信号との差が電圧調節器(2)を
介し電流マイナループの電流指令に変換、かつ電流帰還
信号と比較され、比較結果が電流調節器(3)により増幅
されて後、移相器(4)を介し順変換器サイリスタのゲー
ト信号となり、インバータ出力電圧をＶ／ｆ一定制御で
定まる指令の電圧に制御する。また、(5)はＶ／ｆコン
バータ、(6)はゲート分配器で、先のランプ状電圧指令
を周波数指令のパルス信号に変換、逆変換器各サイリス
タの点弧周期を定め、インバータ出力周波数を指令の周
波数に一致させる。

このように、制御系はインバータの出力電圧を制御する
順変換器と出力周波数を制御する逆変換器の２つの系に
分けられるが、この考案は入出力電圧を比較増幅して積
分器入力とするランプ関数発生器(1)を用い、その比較
増幅の積分器入力が一定値以上であれば、加速中あるい
は減速中と判断する加減速検出回路(7)と、その出力に
よりリレー要素(8)を作動させ電圧調節器(2)のＰＩ時定
数を切換える抵抗・コンデンサ切換手段(9)、を備えた
ものである。すなわち、電圧調節器(2)は加減速のない
定速度運転のときは、コンデンサＣ、抵抗ＶRの帰還定
数で構成されるが、加減速時で加減速検出回路(7)に出
力が生じリレー要素が作動すると新たにコンデンサ
Ｃ_１、抵抗Ｒ_１，ＶＲ_１の帰還定数が並列接続される。
この結果、ＰＩ時定数は短かくダンピング定数は大とな
り、出力の電流指令は増強され出力トルクの増大が図ら
れる。

第２図において、(7)は加減速検出回路で、ダイオード
オアDOR、コンパレータＣＰ、リレー要素Ｘ、より構成
される。(1)はランプ関数発生器で、入出力比較増幅用
の演算増幅器ＯＰ_１、入力抵抗Ｒ_２、Ｒ_３、符号変換器
Ｔ、加減速用の逆並列ダイオードＤ_１、Ｄ_２、調整抵抗
ＶＲ_２、ＶＲ_３、入力抵抗Ｒ_４、Ｒ_５、帰還コンデンサ
Ｃ_２、演算増幅器ＯＰ_２、よりなる。すなわち、演算増
幅器ＯＰ_１の入力信号として、周波数指令Ｕ_１とランプ
出力の電圧指令Ｕ_２を用い、これらＵ_１とＵ_２に差があ
る場合、その差を演算増幅器ＯＰ_１出力として取り出
し、コンパレータＣＰを介し加減速の有無を判別、リレ
ー要素Ｘの付勢の可否を決定する。周波数指令Ｕ_１が新
たに設定され出力のランプ電圧指令Ｕ_２が上昇中でＵ_１
＞Ｕ_２のとき、演算増幅器ＯＰ_１出力は飽和に達してお
りコンパレータＣＰ出力はＨでリレー要素Ｘは付勢さ
れ、電圧調節器(2)のコンデンサＣ_１抵抗Ｒ_１の直列路
は、接地状態から入力側の調整抵抗ＶＲ_１に接続され
る。すなわち、新たにＣ_１、Ｒ_１、ＶＲ_１のダンピング
定数が接続され、時定数が短かくなり出力が大、電流指
令が増加する。減速のときも同様に、周波数指令Ｕ_１と
電圧指令のランプ出力Ｕ_２とは一致せず、演算増幅器Ｏ
Ｐ_１出力は飽和しているが、Ｕ_１＜Ｕ_２の関係にあり負
の飽和であり、符号変換器Ｔを介し正の飽和値に変換、
ダイオードオアDORを介しコンパレータＣＰに入力さ
れ、リレー要素Ｘを付勢する。

なお、この電圧調節器(2)のダンピング定数、Ｃ_１Ｒ_１
の直列路、は定速度運転時で演算増幅器ＯＰ_１出力と接
地間に挿入され、また加減速時は入力側に接続されるの
であり、リレー要素Ｘの付勢、消勢によるコンデンサＣ
_１の突入電流は考慮しなくてよく、ダンピング定数の切
換えによるショック等制御系へ及ぼす悪影響は生じな
く、常にスムーズな切換えが行える。

なお、第３図に電流形インバータ主回路を示すが、出力
電圧を制御する順変換器(10)、直流リアクトル(11)、周
波数制御用の逆変換器(12)より構成され、先に説明の電
圧制御系は順変換器サイリスタのゲート位相を、周波数
制御系は逆変換器サイリスタの点弧周期を、それぞれ制
御する。

（考案の効果） この考案は電圧、周波数の各指令をランプ関数で与える
ランプ関数発生器、を備えた定電流形インバータにおい
て、ランプ関数発生器の入出力電圧を演算増幅器を介し
比較するという極めて簡易の構成で加減速の判別を行
い、かつその判別信号によりリレー要素を介し電圧調節
器のＰＩ時定数を切換えるようにしたもので、従来の、
電圧調節器ＰＩ時定数を加減速運転に見合った値に設定
し定速度運転での過渡応答を犠牲にする等のこと、は行
わずともよく、加減速時、定速度時の如何に拘わらず常
に最適の制御応答特性を得ることができる。

【図面の簡単な説明】 図面は実施例ブロック図で、第１図は制御系全体を、第
２図は加減速検出回路を、第３図は主回路をそれぞれ表
わす。 (1)……ランプ関数発生器 (7)……加減速検出回路 (8)……リレー要素 (9)……抵抗コンデンサ切換手段

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】周波数指令をランプ出力に変換するランプ
   関数発生器を備え、このランプ出力を電圧指令、周波数
   指令としてそれぞれ順変換器、逆変換器の各サイリスタ
   を点弧制御し誘導電動機を駆動する誘導電動機駆動用電
   流形インバータにおいて、上記ランプ関数発生器を、上
   記周波数指令とランプ出力とを比較しその差を増幅する
   演算増幅器と、この演算増幅器の出力を積分する積分器
   から構成し、上記演算増幅器の出力が一定値以上である
   ならば加減速であると判断し出力を出す加減速検出回路
   と、この加減速検出回路の出力によりリレー要素を作動
   させ、電圧調節器出力端と接地間に挿入の抵抗・コンデ
   ンサの直列路を、上記接地側から上記電圧調節器の入力
   側に切換える抵抗コンデンサ切換手段、を備えたことを
   特徴とする誘導電動機駆動用電流形インバータ。