JPH07123782A - 電圧形インバータ装置 - Google Patents

電圧形インバータ装置

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JPH07123782A
JPH07123782A JP5263953A JP26395393A JPH07123782A JP H07123782 A JPH07123782 A JP H07123782A JP 5263953 A JP5263953 A JP 5263953A JP 26395393 A JP26395393 A JP 26395393A JP H07123782 A JPH07123782 A JP H07123782A
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JP
Japan
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voltage
phase
induction motor
voltage source
component current
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Pending
Application number
JP5263953A
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English (en)
Inventor
Takuji Shimoura
拓二 下浦
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 誘導電動機5が回転している状態でインバ―
タ回路4を始動するとき、誘導電圧と出力電圧との位相
差で生じる始動電流の急増を抑制すること。 【構成】 直流電圧を位相信号に応じた位相の交流電圧
に変換し、誘導電動機5を駆動するインバ―タ回路4を
備え、前記誘導電動機に流れる有効成分電流に応じて前
記位相信号を修正する位相補正手段15を設けたもの。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は可変周波数・可変電圧の
交流電力を出力し、誘導電動機を駆動する電圧形インバ
―タ装置の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】可変周波数・可変電圧の交流電力を出力
し、誘導電動機を駆動する電圧形インバ―タとして、V
/f一定制御を行うものが一般に知られている。この種
の電圧形インバ―タを用いて誘導電動機を駆動する場合
に、誘導電動機が回転している状態で電圧形インバ―タ
の出力を停止後、誘導電動機が停止する前に再始動する
とき、過電流が発生しないように誘導電動機の誘起電圧
の振幅、周波数、位相を一致させたインバ―タ出力電圧
で再起動を行なう機能が必要となる。このような機能を
備えた従来の電圧形インバ―タの要部構成を図5に示
す。
【0003】図5において、3は電圧源として一定の直
流電圧を出力するコンバ―タ、4は直流電圧を交流電圧
に変換するインバ―タ回路であり、可変電圧、可変周波
数の交流電圧を出力して誘導電動機5を駆動する。6は
誘導電動機5の目標速度を定める速度設定器、7は変化
率制限回路で運転信号RUNが1のときは通常の変化率
制限機能として入力側の速度基準SP* を一定の変化率
以下に制限し、周波数基準f* として出力する。また、
運転信号RUNが0のときは別に入力された周波数信号
PLL を変化率制限を行なうことなくそのまま周波数基
準f* として出力する。8は関数器で、周波数基準f*
から所定のV/F比で電圧基準V* を出力する。9は電
圧制御器で電圧基準V* とインバ―タ回路4の出力電圧
Vを比較し制御信号VINV を出力する。インバ―タ回路
4はVINV によりV* との偏差が減少するように出力電
圧Vの振幅が制御される。10は積分器で、周波数基準f
*を積分して位相信号θINV を出力する。11はPLL回
路で、位相信号θINV とインバ―タ回路4の交流出力電
圧Vとの位相差を比例積分し、その位相差がなくなるよ
うに周波数信号fPLL を出力する。
【0004】上記構成において、運転信号RUNが1に
なると、変化率制限回路7の作用により、周波数基準f
* は速度設定器6の設定速度SP* まで所定の変化率で
上昇し、同時に関数器8を介し所定のV/F比の電圧基
準V* を出力する。電圧制御器9は電圧基準V* とイン
バ―タ回路4の出力電圧を比較し、電圧偏差がなくなる
ようにインバ―タ回路4を制御する。一方、積分器10は
周波数基準f* に応じた位相信号θINV を出力し、イン
バ―タ回路4の交流出力電圧の位相を制御する。これに
よりインバ―タ回路4は、コンバ―タから出力される一
定の直流電圧を、電圧基準V* に応じた振幅で周波数基
準f* に応じた周波数の交流電圧に変換し、その位相は
位相信号θINV に同期し、誘導電動機5は設定速度SP
* に応じた速度で回転する。
【0005】誘導電動機5が回転している状態で運転信
号RUNが0になると、インバ―タ回路4と電圧制御器
9は動作を中止し、誘導電動機5は負荷の慣性と負荷ト
ルクで定まる減速率で回転速度が低下する。一方、変化
率制限回路7はRUNが0になるとPLL回路11の出力
信号fPLL をそのまま周波数基準f* として出力するよ
うに作用するのでPLL回路11のフェ―ズロックル―プ
が構成され、PLL回路11は、積分器10から出力される
位相信号θINV が誘導電動機5に誘起する交流電圧の位
相に一致するように周波数基準f* を制御する。これに
より、周波数基準f* は誘導電動機5の回転速度に対応
した周波数に追従すると共に位相信号θINV と誘起電圧
の位相を一致させることができる。
【0006】従って、再始動するときは、インバ―タ回
路4の出力電圧を誘導電動機5の誘起電圧の位相、周波
数、振幅と一致させて、再始動時に流れる電流を抑制
し、安定に再起動することができる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の従来装
置では、フェ―ズロックル―プの位相検出誤差、動作遅
れ等により、再始動時に完全に位相を一致させることが
難しく、位相差が生じるという問題がある。位相差が生
じると、誘導電動機の誘起電圧とインバ―タ回路の出力
電圧のベクトル差の誤差電圧が主回路の低インピ―ダン
スに印加され大きな始動電流が流れる。この始動電流は
コンバ―タ3の出力側に設けたコンデンサを短時間に充
放電し、平滑リアクトルとコンデンサの共振を引き起こ
し、安定に再起動できない場合がある。また、過電流に
よりインバ―タ回路のスイッチング素子に損傷を与える
危険がある。
【0008】本発明は、上記問題を解決しようとしてな
されたもので、その目的は、再起動時のインバ―タ出力
電圧と誘導電動機の誘起電圧の間に多少の位相差が存在
した場合も、安定に再起動が可能な電圧形インバ―タ装
置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、直流電圧を位相信号に応じた位相の交流
電圧に変換し、誘導電動機を駆動するインバ―タ回路を
備え、前記誘導電動機に流れる有効成分電流に応じて前
記位相信号を修正する位相補正手段を設ける。
【0010】更に、前記位相補正手段は、前記誘導電動
機が回転している状態で前記インバ―タ回路を始動する
とき、前記有効成分電流が正極性のとき前記位相信号を
遅れ側に修正し、前記有効成分電流が負極性のとき前記
位相信号を進み側に修正する。
【0011】また、前記位相信号は、周波数基準を積分
する積分手段により生成され、前記位相補正手段は、前
記有効成分電流の変化率に応じて前記周波数基準を修正
する周波数補正手段で構成する。
【0012】更に、前記周波数補正手段は、前記誘導電
動機が回転している状態で前記インバ―タ回路を始動す
るとき、前記有効成分電流が正極性で増大したとき前記
周波数基準を低減し、前記有効成分電流が負極性で増大
したとき前記周波数基準を増加する。
【0013】
【作用】上記構成において、誘導電動機が回転している
状態で前記インバ―タ回路を始動し、誘導電動機の誘起
電圧とインバ―タ回路の出力電圧の間に位相差があると
き、主回路に大きな始動電流が流れようとする。この始
動電流の有効成分電流に応じて位相信号が修正され、イ
ンバ―タ回路の出力電圧の位相が修正され上記位相差が
減少する。これにより、始動電流の急増が抑制され、安
定した始動が可能となる。
【0014】
【実施例】本発明の電圧形インバ―タの実施例を図1に
示す。図において、12は誘導電動機に流れる電流を検出
する電流検出器、13はベクトル分解器で、電流検出器12
を介して検出された誘導電動機5の電流IM と積分器10
から出力される位相信号θINV から電流IM の有効成分
電流IR を検出する。14は周波数補正回路で、ベクトル
分解器13から出力される信号IR の微分値に応じた補正
信号fcmp を出力し周波数基準f* に加算して補正を行
なう。その他は従来(図4)と同じもので、同符号で示
す。
【0015】上記構成において、誘導電動機5が回転し
ている状態で運転信号RUNを0にすると、従来と同様
にフェ―ズロックル―プが作用し、位相信号θINV が誘
起電圧の位相に一致するように追従制御が行なわれる。
【0016】この状態で運転信号RUNを1にして再始
動するとき、インバ―タ回路4の出力電圧と誘導電動機
5の誘起電圧との間に位相差が生じると大きな始動電流
が流れようとする。この場合、図2(A)に示すよう
に、インバ―タ回路4の出力電圧Vが誘導電動機5の誘
起電圧Eに対し位相角δだけ進み位相で始動すると、主
回路の抵抗をR、リアクタンスをXとして加速電流Iが
流れ、誤差電圧はRIとXIの合成ベクトルで示され
る。ベクトル分解器13はこの加速電流Iの有効成分電流
R を検出する。この有効成分電流IR が増大すると周
波数補正回路14はIR の変化率に応じた補正信号fcmp
を出力し周波数基準f* を減少させるように作用する。
これにより、積分器10から出力する位相信号θINV が遅
れ位相側に修正されインバ―タ回路4の出力電圧Vの位
相も遅れ側に修正される。従って、誘起電圧Eとの位相
差δが減少し誤差電圧が小さくなり始動時の主回路電流
Iの急増が抑制される。また、図2(B)に示すよう
に、インバ―タ回路4の出力電圧Vが誘導電動機5の誘
起電圧Eに対して位相角δだけ遅れ位相で始動すると、
回生(制動)電流Iが流れ、誤差電圧はRIとXIの合
成ベクトルで示される。この場合の回生電流Iの有効成
分電流IR はVに対し180度の位相差を有し、ベクト
ル分解器13から負極性で検出される。有効成分電流IR
が負方向に増大すると周波数補正回路14はIR の変化率
に応じた補正信号fcmp を出力し周波数基準f* を増大
させるように作用する。これにより積分器10から出力さ
れる位相信号θINV は進み位相側に修正されインバ―タ
回路4の出力電圧Vの位相も進み側に修正される。従っ
て、誘起電圧Eとの位相差δが減少し誤差電圧が小さく
なり始動時の主回路電流Iの急増は抑制され、安定に再
始動することができる。
【0017】本発明の第2実施例を図3に示す。この第
2実施例は、電流検出器12をインバ―タ回路4の直流側
に設け、ベクトル分解器13を省略した例である。インバ
―タ回路4の交流側の有効成分電流IR と直流側の電流
(平均値)IDCはほぼ等価であり、インバ―タ回路4の
パルス幅変調周波数を適当に高く設定すれば直流平均値
DCを得るフィルタ―の時定数を短かくすることがで
き、同様の効果を得ることができる。
【0018】本発明の第3実施例を図4に示す。この第
3実施例において、15は位相補正回路で、ベクトル分解
器13で検出された有効成分電流IR に応じた補正信号θ
cmpを出力し位相信号θINV を修正するもので比例動作
を行なうものである。この構成において、有効成分電流
R が正の極性のとき位相信号θINV を遅れ側に修正
し、IR が負の極性のときθINV を進み側に修正する。
これにより、誘導電動機5の誘起電圧とインバ―タ回路
4の出力電圧との間の位相差が減少し誤差電圧が減少す
るので、位相差により生じる始動電流の急増が抑制さ
れ、滑らかに再始動することができる。なお、本実施例
の場合でもベクトル分解器13を省略し、図3の第2実施
例のようにインバ―タ回路4の直流側の電流を検出して
その平均値を有効成分電流として実施することができ
る。
【0019】
【発明の効果】本発明によれば、誘導電動機が回転して
いる状態でインバ―タ回路を始動するとき、誘導電動機
の誘起電圧とインバ―タ回路の出力電圧との間に多少の
位相差が生じても、電流が流れ始めるとその位相差が減
少するようにインバ―タ回路の出力電圧の位相が修正さ
れるので過度の始動電流を流すことなく、安定に始動す
ることの可能な電圧形インバ―タ装置を提供することが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の請求項3,4の実施例の要部構成図。
【図2】本発明の作用を説明するためのベクトル図。
【図3】本発明の請求項3,4の第2実施例の要部構成
図。
【図4】本発明の請求項1,2の実施例の要部構成図。
【図5】従来の電圧形インバ―タ装置の要部構成図。
【符号の説明】
3…直流電圧源としてのコンバ―タ 4…インバ―タ回
路 5…誘導電動機 6…速度設定器 7…変化率制限器 8…関数器 9…電圧制御器 10…積分器 11…PLL回路 12…電流検出器 13…ベクトル分解器 14…周波数補正
回路 15…位相補正回路

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 直流電圧を位相信号に応じた位相の交流
    電圧に変換し、誘導電動機を駆動するインバ―タ回路を
    備え、前記誘導電動機に流れる有効成分電流に応じて前
    記位相信号を修正する位相補正手段を設けたことを特徴
    とする電圧形インバ―タ装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の電圧形インバ―タ装置に
    おいて、前記位相補正手段は、前記誘導電動機が回転し
    ている状態で前記インバ―タ回路を始動するとき、前記
    有効成分電流が正極性のとき前記位相信号を遅れ側に修
    正し、前記有効成分電流が負極性のとき前記位相信号を
    進み側に修正することを特徴とする電圧形インバ―タ装
    置。
  3. 【請求項3】 請求項1記載の電圧形インバ―タ装置に
    おいて、前記位相信号は、周波数基準を積分する積分手
    段により生成され、前記位相補正手段は、前記有効成分
    電流の変化率に応じて前記周波数基準を修正する周波数
    補正手段で構成することを特徴とする電圧形インバ―タ
    装置。
  4. 【請求項4】 請求項3記載の電圧形インバ―タ装置に
    おいて、前記周波数補正手段は、前記誘導電動機が回転
    している状態で前記インバ―タ回路を始動するとき、前
    記有効成分電流が正極性で増大したとき前記周波数基準
    を低減し、前記有効成分電流が負極性で増大したとき前
    記周波数基準を増加することを特徴とする電圧形インバ
    ―タ装置。
JP5263953A 1993-10-22 1993-10-22 電圧形インバータ装置 Pending JPH07123782A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPWO2022259459A1 (ja) * 2021-06-10 2022-12-15

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2022259459A1 (ja) * 2021-06-10 2022-12-15
WO2022259459A1 (ja) * 2021-06-10 2022-12-15 東芝三菱電機産業システム株式会社 ドライブ装置及び制御方法
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