JPH07337029A - インバータの電流制限時損失増加防止方法 - Google Patents
インバータの電流制限時損失増加防止方法Info
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- JPH07337029A JPH07337029A JP6120857A JP12085794A JPH07337029A JP H07337029 A JPH07337029 A JP H07337029A JP 6120857 A JP6120857 A JP 6120857A JP 12085794 A JP12085794 A JP 12085794A JP H07337029 A JPH07337029 A JP H07337029A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】出力電流制限動作時のインバータ主回路各半導
体スイッチング素子のスイッチング損失の増大を防止す
る。 【構成】その負荷トルクをτ0 とする誘導電動機を駆動
するインバータが、その出力電流ｉU の波高値をＩ0 と
しそのスイッチング周波数ｆC をｆC1として運転中、前
記負荷トルクがτ0 からτL へと急増し、これに伴い前
記電流ｉU も急増しその波高値が電流制限値ＩL を超過
すれば、この電流超過時点以後、前記スイッチング周波
数ｆC を前記のｆC1からその数分の一の値をなすｆC2へ
と低減させ、また前記負荷トルクがτL からτ0 へと復
帰し、これに伴い前記電流ｉUもその波高値をＩ0 とし
て復帰した場合、この時点から前記復帰の確認期間Ｔ後
に、前記スイッチング周波数ｆC を前記のｆC2からｆC1
へと復帰させる。
体スイッチング素子のスイッチング損失の増大を防止す
る。 【構成】その負荷トルクをτ0 とする誘導電動機を駆動
するインバータが、その出力電流ｉU の波高値をＩ0 と
しそのスイッチング周波数ｆC をｆC1として運転中、前
記負荷トルクがτ0 からτL へと急増し、これに伴い前
記電流ｉU も急増しその波高値が電流制限値ＩL を超過
すれば、この電流超過時点以後、前記スイッチング周波
数ｆC を前記のｆC1からその数分の一の値をなすｆC2へ
と低減させ、また前記負荷トルクがτL からτ0 へと復
帰し、これに伴い前記電流ｉUもその波高値をＩ0 とし
て復帰した場合、この時点から前記復帰の確認期間Ｔ後
に、前記スイッチング周波数ｆC を前記のｆC2からｆC1
へと復帰させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、誘導電動機を速度制
御するインバータの制御方法、詳しくはその出力電流制
限動作時におけるインバータ主回路スイッチング素子の
スイッチング損失の増加防止方法に関する。
御するインバータの制御方法、詳しくはその出力電流制
限動作時におけるインバータ主回路スイッチング素子の
スイッチング損失の増加防止方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種インバータの出力電流制限
動作は、このインバータの出力電流がその制限値よりも
大となった場合には、インバータ主回路の全てのスイッ
チング素子をオフ状態として前記インバータの出力を遮
断し、この出力遮断により前記のインバータ出力電流が
減少しその制限値以下となれば、前記の出力遮断を解除
する如くインバータ出力の断続制御を高速で繰り返して
前記インバータ出力電流をその制限値前後の所定幅内に
維持するものであり、前記インバータ主回路の各スイッ
チング素子に対するスイッチング周波数に関して、前記
インバータの定常運転時と前記の如き出力電流制限時と
でその変更は行わないものであった。
動作は、このインバータの出力電流がその制限値よりも
大となった場合には、インバータ主回路の全てのスイッ
チング素子をオフ状態として前記インバータの出力を遮
断し、この出力遮断により前記のインバータ出力電流が
減少しその制限値以下となれば、前記の出力遮断を解除
する如くインバータ出力の断続制御を高速で繰り返して
前記インバータ出力電流をその制限値前後の所定幅内に
維持するものであり、前記インバータ主回路の各スイッ
チング素子に対するスイッチング周波数に関して、前記
インバータの定常運転時と前記の如き出力電流制限時と
でその変更は行わないものであった。
【０００３】因みに、図２は前記インバータの主回路の
回路図であり、図３は電流制限動作時のインバータ出力
電流波形図であり、図４は電流制限動作時のインバータ
出力電流の脈動成分波形図である。図２において、Ｔ1
〜Ｔ6 は半導体スイッチング素子としてのトランジス
タ、Ｄ1 〜Ｄ6 はダイオードである。また、それぞれ逆
極性にて並列接続された前記のトランジスタとダイオー
ドとの組み合わせ，Ｔ1 −Ｄ1 ，Ｔ2 −Ｄ2 ，──，Ｔ
6 −Ｄ6 を各相アーム要素として構成された三相ブリッ
ジ回路は、前記各トランジスタに対する駆動指令信号Ｓ
1 〜Ｓ6 に従い、直流電圧ＥD をその入力として端子
Ｕ，Ｖ，Ｗより所要の三相交流を出力するものである。
回路図であり、図３は電流制限動作時のインバータ出力
電流波形図であり、図４は電流制限動作時のインバータ
出力電流の脈動成分波形図である。図２において、Ｔ1
〜Ｔ6 は半導体スイッチング素子としてのトランジス
タ、Ｄ1 〜Ｄ6 はダイオードである。また、それぞれ逆
極性にて並列接続された前記のトランジスタとダイオー
ドとの組み合わせ，Ｔ1 −Ｄ1 ，Ｔ2 −Ｄ2 ，──，Ｔ
6 −Ｄ6 を各相アーム要素として構成された三相ブリッ
ジ回路は、前記各トランジスタに対する駆動指令信号Ｓ
1 〜Ｓ6 に従い、直流電圧ＥD をその入力として端子
Ｕ，Ｖ，Ｗより所要の三相交流を出力するものである。
【０００４】次に図３において、ｉu は前記インバータ
の出力電流であり、ｉu1はその波高値がその制限値ＩL
に達していない小なる状態のものであり、また、ｉu2は
その波高値がその制限値ＩL 以上となり前記の電流制限
動作を受ける大なる状態のものである。ここに、前記制
限値ＩL を中心とする電流ｉu2の電流脈動分の大きさは
その時のスイッチング周波数に依存し、この周波数が高
い場合に前記電流脈動分の大きさは非常に小さいものと
なる。
の出力電流であり、ｉu1はその波高値がその制限値ＩL
に達していない小なる状態のものであり、また、ｉu2は
その波高値がその制限値ＩL 以上となり前記の電流制限
動作を受ける大なる状態のものである。ここに、前記制
限値ＩL を中心とする電流ｉu2の電流脈動分の大きさは
その時のスイッチング周波数に依存し、この周波数が高
い場合に前記電流脈動分の大きさは非常に小さいものと
なる。
【０００５】また図４は、図３における電流ｉu2の電流
脈動の状態を拡大し模擬的に示したものであり、図示
「ＯＮ」状態は前記インバータが定常動作をなし前記電
流ｉu2がその制限値ＩL の前後に回路定数に従い増大状
態にある場合を示し、また図示「ＯＦＦ」状態は前記各
指令信号Ｓ1 〜Ｓ6 を全てＯＦＦ指令信号となして前記
インバータを出力遮断状態とし前記電流ｉu2がその制限
値ＩL の前後に回路定数に従い減少状態にある場合を示
すものである。
脈動の状態を拡大し模擬的に示したものであり、図示
「ＯＮ」状態は前記インバータが定常動作をなし前記電
流ｉu2がその制限値ＩL の前後に回路定数に従い増大状
態にある場合を示し、また図示「ＯＦＦ」状態は前記各
指令信号Ｓ1 〜Ｓ6 を全てＯＦＦ指令信号となして前記
インバータを出力遮断状態とし前記電流ｉu2がその制限
値ＩL の前後に回路定数に従い減少状態にある場合を示
すものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
如き従来のインバータ出力電流の制限動作時には、前記
インバータ主回路の各スイッチング素子は、大なる電流
である前記制限値ＩL での高速でスイッチングを繰り返
すことになり、これら各スイッチング素子におけるスイ
ッチング損失は極めて大となり、素子破損によるインバ
ータ事故を招く恐れがあった。
如き従来のインバータ出力電流の制限動作時には、前記
インバータ主回路の各スイッチング素子は、大なる電流
である前記制限値ＩL での高速でスイッチングを繰り返
すことになり、これら各スイッチング素子におけるスイ
ッチング損失は極めて大となり、素子破損によるインバ
ータ事故を招く恐れがあった。
【０００７】上記に鑑みこの発明は、その出力電流制限
動作時におけるインバータの主回路各半導体スイッチン
グ素子のスイッチング損失の増大を防止し得るインバー
タの電流制限時損失増加防止方法の提供を目的とするも
のである。
動作時におけるインバータの主回路各半導体スイッチン
グ素子のスイッチング損失の増大を防止し得るインバー
タの電流制限時損失増加防止方法の提供を目的とするも
のである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明のインバータの電流制限時損失増加防止方
法においては、 １）請求項１に従い、半導体スイッチング素子を以てブ
リッジ構成した主回路を有し誘導電動機を速度制御する
インバータに関し、このインバータの出力電流がその制
限値よりも大となった場合には、前記主回路の全てのス
イッチング素子をオフ状態として前記インバータの出力
を遮断し、この出力遮断により前記インバータの出力電
流が減少してその制限値以下となれば、前記の出力遮断
を解除する如きインバータ出力の断続制御を高速で繰り
返すことにより、前記インバータの出力電流をその制限
値以下となす前記インバータの出力遮断方法において、
前記の如きインバータの出力遮断動作時には、前記主回
路の各スイッチング素子に対するスイッチング周波数を
その定常運転状態における値よりも低くなすものとす
る。
に、この発明のインバータの電流制限時損失増加防止方
法においては、 １）請求項１に従い、半導体スイッチング素子を以てブ
リッジ構成した主回路を有し誘導電動機を速度制御する
インバータに関し、このインバータの出力電流がその制
限値よりも大となった場合には、前記主回路の全てのス
イッチング素子をオフ状態として前記インバータの出力
を遮断し、この出力遮断により前記インバータの出力電
流が減少してその制限値以下となれば、前記の出力遮断
を解除する如きインバータ出力の断続制御を高速で繰り
返すことにより、前記インバータの出力電流をその制限
値以下となす前記インバータの出力遮断方法において、
前記の如きインバータの出力遮断動作時には、前記主回
路の各スイッチング素子に対するスイッチング周波数を
その定常運転状態における値よりも低くなすものとす
る。
【０００９】２）請求項２に従い、請求項１記載のイン
バータの電流制限時損失増加防止方法において、前記の
如き出力遮断動作中の前記インバータの出力電流が負荷
条件の変化により減少してその制限値以下となった場合
に、前記の如きスイッチング周波数の低減運転状態を所
定の期間にわたり継続させた後に、前記スイッチング周
波数をその定常運転状態における値に復帰させるものと
する。
バータの電流制限時損失増加防止方法において、前記の
如き出力遮断動作中の前記インバータの出力電流が負荷
条件の変化により減少してその制限値以下となった場合
に、前記の如きスイッチング周波数の低減運転状態を所
定の期間にわたり継続させた後に、前記スイッチング周
波数をその定常運転状態における値に復帰させるものと
する。
【００１０】
【作用】一般にスイッチング素子におけるスイッチング
損失は、時間的に変化する電極間印加電圧と電極間通電
電流とに関し、時間的な重複部分における前記の電圧と
電流両者の積に更にスイッチング回数を乗じたこれら三
者の積に比例する。従って、その概略において、スイッ
チング動作期間を積算しての前記スイッチング損失は、
前記電極間通電電流の増大時には、この電流増大に見合
うスイッチング回数の低減により、その増大を避けるこ
とが可能となる。
損失は、時間的に変化する電極間印加電圧と電極間通電
電流とに関し、時間的な重複部分における前記の電圧と
電流両者の積に更にスイッチング回数を乗じたこれら三
者の積に比例する。従って、その概略において、スイッ
チング動作期間を積算しての前記スイッチング損失は、
前記電極間通電電流の増大時には、この電流増大に見合
うスイッチング回数の低減により、その増大を避けるこ
とが可能となる。
【００１１】この発明は、上記の如きスイッチング電流
の増大に対しスイッチング周波数を低減してスイッチン
グ損失の増大を避けるものであり、 １）請求項１による如く、インバータ出力電流がその制
限値よりも大となった場合にその制限値を中心に行うイ
ンバータ出力の断続制御において、インバータ主回路の
各スイッチング素子に対するスイッチング周波数をその
定常運転状態における値の数分の一の適値に低減するも
のである。
の増大に対しスイッチング周波数を低減してスイッチン
グ損失の増大を避けるものであり、 １）請求項１による如く、インバータ出力電流がその制
限値よりも大となった場合にその制限値を中心に行うイ
ンバータ出力の断続制御において、インバータ主回路の
各スイッチング素子に対するスイッチング周波数をその
定常運転状態における値の数分の一の適値に低減するも
のである。
【００１２】２）請求項２による如く、請求項１による
スイッチング周波数の低減制御に関し、負荷条件の変化
により、前記インバータの出力電流が減少しその制限値
以下となった場合に、前記のスイッチング周波数低減状
態を直ちに元に復することなく、前記電流減少に対する
所定の確認期間を置いてから、前記スイッチング周波数
をその定常運転状態の値に復帰させるものである。
スイッチング周波数の低減制御に関し、負荷条件の変化
により、前記インバータの出力電流が減少しその制限値
以下となった場合に、前記のスイッチング周波数低減状
態を直ちに元に復することなく、前記電流減少に対する
所定の確認期間を置いてから、前記スイッチング周波数
をその定常運転状態の値に復帰させるものである。
【００１３】
【実施例】以下この発明の実施例を図１により説明す
る。ここに図１は、前記インバータ出力電流制限動作時
のスイッチング周波数変更とインバータ出力電流の変化
との対応を示すタイムチャートの例示である。図１に示
す如く、その負荷トルク（τU ）をτ0 とする誘導電動
機を駆動する前記インバータが、その出力電流（ｉU ）
の波高値をＩ0 としそのスイッチング周波数（ｆC ）を
ｆC1として運転中、前記負荷トルクがτ0 からτL へと
急増し、これに伴い、前記出力電流も急増してその波高
値が制限値ＩL に到達すれば、この制限値ＩL への到達
時点以後、前記スイッチング周波数を前記ｆC1からその
数分の一の値であるｆC2へ低減させている。これが請求
項１に対応するこの発明の実施例である。
る。ここに図１は、前記インバータ出力電流制限動作時
のスイッチング周波数変更とインバータ出力電流の変化
との対応を示すタイムチャートの例示である。図１に示
す如く、その負荷トルク（τU ）をτ0 とする誘導電動
機を駆動する前記インバータが、その出力電流（ｉU ）
の波高値をＩ0 としそのスイッチング周波数（ｆC ）を
ｆC1として運転中、前記負荷トルクがτ0 からτL へと
急増し、これに伴い、前記出力電流も急増してその波高
値が制限値ＩL に到達すれば、この制限値ＩL への到達
時点以後、前記スイッチング周波数を前記ｆC1からその
数分の一の値であるｆC2へ低減させている。これが請求
項１に対応するこの発明の実施例である。
【００１４】次に、前記負荷トルクがτL からτ0 へと
復旧し、前記出力電流もその波高値をＩ0 として復旧し
た場合、この電流復旧の確認期間Ｔ後に、前記スイッチ
ング周波数を前記のｆC2からｆC1へと復旧させている。
これが請求項２に対応するこの発明の実施例である。な
お、前記確認期間Ｔは前記負荷トルク変動の状態確認、
或いは制御装置の安定動作確保上の余裕期間として決定
されるものである。
復旧し、前記出力電流もその波高値をＩ0 として復旧し
た場合、この電流復旧の確認期間Ｔ後に、前記スイッチ
ング周波数を前記のｆC2からｆC1へと復旧させている。
これが請求項２に対応するこの発明の実施例である。な
お、前記確認期間Ｔは前記負荷トルク変動の状態確認、
或いは制御装置の安定動作確保上の余裕期間として決定
されるものである。
【００１５】上記の如くこの発明は、インバータ出力電
流の制限値以上の増大に対し、このインバータの主回路
を構成する各スイッチング素子に対するスイッチング回
数の低減をなすことにより、前記各素子におけるスイッ
チング損失の増大を回避させるものである。
流の制限値以上の増大に対し、このインバータの主回路
を構成する各スイッチング素子に対するスイッチング回
数の低減をなすことにより、前記各素子におけるスイッ
チング損失の増大を回避させるものである。
【００１６】
【発明の効果】この発明によれば、半導体スイッチング
素子を以てブリッジ構成した主回路を有し誘導電動機を
速度制御するインバータに関し、このインバータの出力
電流がその制限値よりも大となった場合には、前記主回
路の全てのスイッチング素子をオフ状態として前記イン
バータの出力を遮断し、この出力遮断により前記のイン
バータ出力電流が減少してその制限値以下となれば、前
記の出力遮断を解除するインバータ出力の断続制御を高
速で繰り返すことにより、前記インバータの出力電流を
その制限値以下となすインバータ出力の遮断方法におい
て、請求項１による如く、前記の如きインバータの出力
遮断動作時には、前記各スイッチング素子に対するスイ
ッチング周波数をその定常状態における値よりも低くな
すことにより、また、請求項２による如く、前記のイン
バータ出力電流が減少してその制限値以下となった場合
に、前記のスイッチング周波数低減状態を直ちに元に復
することなく所定の期間にわたり継続させることによ
り、インバータ出力電流の増大に伴うその電流制限動作
時に、前記各スイッチング素子におけるスイッチング損
失の増大を回避し、確実に、インバータ装置としての運
転の信頼性の向上を図ることができる。
素子を以てブリッジ構成した主回路を有し誘導電動機を
速度制御するインバータに関し、このインバータの出力
電流がその制限値よりも大となった場合には、前記主回
路の全てのスイッチング素子をオフ状態として前記イン
バータの出力を遮断し、この出力遮断により前記のイン
バータ出力電流が減少してその制限値以下となれば、前
記の出力遮断を解除するインバータ出力の断続制御を高
速で繰り返すことにより、前記インバータの出力電流を
その制限値以下となすインバータ出力の遮断方法におい
て、請求項１による如く、前記の如きインバータの出力
遮断動作時には、前記各スイッチング素子に対するスイ
ッチング周波数をその定常状態における値よりも低くな
すことにより、また、請求項２による如く、前記のイン
バータ出力電流が減少してその制限値以下となった場合
に、前記のスイッチング周波数低減状態を直ちに元に復
することなく所定の期間にわたり継続させることによ
り、インバータ出力電流の増大に伴うその電流制限動作
時に、前記各スイッチング素子におけるスイッチング損
失の増大を回避し、確実に、インバータ装置としての運
転の信頼性の向上を図ることができる。
【図１】この発明の実施例を示すインバータ電流制限時
のタイムチャート
のタイムチャート
【図２】インバータ主回路の回路図
【図３】電流制限動作時のインバータ出力電流波形図
【図４】電流制限制御時のインバータ出力電流の脈動成
分波形図
分波形図
Ｄ ダイオード（Ｄ1 〜Ｄ6 ） Ｔ トランジスタ（Ｔ1 〜Ｔ6 ） ｉU インバータ出力電流 ＩL インバータ出力電流の波高値の電流制限値 ｆC インバータスイッチング周波数（ｆC1，ｆC2）
Claims (2)
- 【請求項１】半導体スイッチング素子を以てブリッジ構
成した主回路を有し誘導電動機を速度制御するインバー
タに関し、このインバータの出力電流がその制限値より
も大となった場合には、前記主回路の全てのスイッチン
グ素子をオフ状態として前記インバータの出力を遮断
し、この出力遮断により前記インバータの出力電流が減
少してその制限値以下となれば、前記の出力遮断を解除
する如きインバータ出力の断続制御を高速で繰り返すこ
とにより、前記インバータの出力電流をその制限値以下
となす前記インバータの出力遮断方法において、前記の
如きインバータの出力遮断動作時には、前記主回路の各
スイッチング素子に対するスイッチング周波数をその定
常運転状態における値よりも低くなすことを特徴とする
インバータの電流制限時損失増加防止方法。 - 【請求項２】請求項１記載のインバータの電流制限時損
失増加防止方法において、前記の如き出力遮断動作中の
前記インバータの出力電流が負荷条件の変化により減少
してその制限値以下となった場合に、前記の如きスイッ
チング周波数の低減運転状態を所定の期間にわたり継続
させた後に、前記スイッチング周波数をその定常運転状
態における値に復帰させることを特徴とするインバータ
の電流制限時損失増加防止方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12085794A JP3252603B2 (ja) | 1994-06-02 | 1994-06-02 | インバータの電流制限時損失増加防止方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12085794A JP3252603B2 (ja) | 1994-06-02 | 1994-06-02 | インバータの電流制限時損失増加防止方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07337029A true JPH07337029A (ja) | 1995-12-22 |
| JP3252603B2 JP3252603B2 (ja) | 2002-02-04 |
Family
ID=14796673
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12085794A Expired - Lifetime JP3252603B2 (ja) | 1994-06-02 | 1994-06-02 | インバータの電流制限時損失増加防止方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3252603B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001522218A (ja) * | 1997-11-03 | 2001-11-13 | アロイス・ヴォベン | 可変周波数型パルスインバータ及び該パルスインバータを備えた風力発電設備 |
| WO2010115450A1 (en) * | 2009-04-06 | 2010-10-14 | Abb Research Ltd | Method for adaptation of switching frequency in a chain-linked converter |
| JP5084973B1 (ja) * | 2011-10-17 | 2012-11-28 | 三菱電機株式会社 | モータ制御装置 |
| JP2017147865A (ja) * | 2016-02-17 | 2017-08-24 | ファナック株式会社 | モータ制御装置、モータ制御方法及びモータ制御プログラム |
-
1994
- 1994-06-02 JP JP12085794A patent/JP3252603B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001522218A (ja) * | 1997-11-03 | 2001-11-13 | アロイス・ヴォベン | 可変周波数型パルスインバータ及び該パルスインバータを備えた風力発電設備 |
| WO2010115450A1 (en) * | 2009-04-06 | 2010-10-14 | Abb Research Ltd | Method for adaptation of switching frequency in a chain-linked converter |
| JP5084973B1 (ja) * | 2011-10-17 | 2012-11-28 | 三菱電機株式会社 | モータ制御装置 |
| WO2013057780A1 (ja) * | 2011-10-17 | 2013-04-25 | 三菱電機株式会社 | モータ制御装置 |
| JP2017147865A (ja) * | 2016-02-17 | 2017-08-24 | ファナック株式会社 | モータ制御装置、モータ制御方法及びモータ制御プログラム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3252603B2 (ja) | 2002-02-04 |
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