JPH10136689A - インバータ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 誘導電動機に基底周波数以上の交流電力を与
えて運転する場合に、その運転が連続運転定格レベル以
上の負荷電流が流れたままの状態で継続される事態を未
然に防止する。 【解決手段】 周波数指令選択器１１は、加減速制御回
路１３がインバータ主回路５に与える出力周波数信号ｆ
out が基底周波数ｆbaseを超えている状態において、誘
導電動機６の負荷検出値Ｉが負荷設定値Ｉref を超え且
つ周波数一定検出回路１５から周波数一定信号Ｆcoが出
力されると、負荷検出値Ｉが負荷設定値Ｉref 以下にな
るまで出力周波数ｆout を低下させるように周波数指令
値ｆcを切替えることにより、誘導電動機６を負荷トル
クが連続運転トルクと釣合う最大の回転速度で運転させ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、誘導電動機に交流
電力を供給するインバータ主回路を備えたインバータ装
置に関する。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】図７は、汎用の三相誘
導電動機（以下、単に電動機と称す）をインバータ装置
によって駆動した場合のトルク特性の一例を示すもので
ある。この図７から理解できるように、インバータ装置
の出力周波数が基底周波数（定格周波数である例えば６
０Ｈｚ）を超えると、電動機の短時間運転トルク及び連
続運転トルクは何れも減少する。

【０００３】斯様な電動機を失速させること無く基底周
波数以上の領域まで短時間で加速させる従来技術とし
て、例えば、特開平６−２８４７８７号公報に開示され
ているものがある。これは、インバータ装置の出力周波
数が電動機の基底周波数を超えた状態で、電動機の最大
トルクが予め設定されている過電流失速防止動作レベル
と同じになる周波数を超えた後には、上記過電流失速防
止動作レベルを徐々に低下させる構成としたものであ
り、これにより電動機のトルクを有効に利用しながら加
速所要時間の延びを最小限に抑制することを狙ったもの
である。

【０００４】上記従来技術は、電動機の加速時における
失速の防止には有効であるが、電動機の負荷トルクが前
記失速防止動作レベルと釣合うところで、それ以上加速
できずにその出力周波数で定速運転する場合がある。と
ころが、このような運転状態では、電動機に流れる負荷
電流のレベルが、連続運転定格レベルを超えたままにな
る場合があり、そのままの状態で連続運転すると、電動
機の寿命を低下させることになる。また、電動機に過負
荷継電器が設けてあったり、インバータ装置にサーマル
リレーなどが設けてある場合は、これらが動作すること
によって電動機の運転が不用意に停止されてしまうとい
う問題があった。

【０００５】本発明は上記課題を解決するものであり、
その目的は、誘導電動機に基底周波数以上の交流電力を
与えて運転する場合において、その運転が連続運転定格
レベル以上の負荷電流が流れたままの状態で継続される
事態を未然に防止できるなどの効果を奏するインバータ
装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載のインバータ装置は、誘導電動機に交
流電力を供給するインバータ主回路と、このインバータ
主回路の出力電流を検出して負荷検出値として出力する
負荷検出手段と、前記インバータ主回路の出力周波数を
制御するための出力周波数信号を出力する加減速制御手
段と、前記インバータ主回路の出力周波数に応じて予め
設定される出力電流値を負荷設定値として出力する負荷
設定手段と、前記負荷検出値が前記負荷設定値を超えた
状態で負荷設定値超過信号を出力する負荷設定値超過検
出手段と、前記出力周波数信号が前記基底周波数を超え
た状態で基底周波数超過信号を出力する基底周波数超過
検出手段と、前記出力周波数信号の変動幅が所定時間継
続して所定範囲内にあることを検出したときに周波数一
定信号を出力する周波数一定検出手段と、前記負荷設定
値超過信号，前記基底周波数超過信号及び前記周波数一
定信号が共に出力されたときに、負荷設定値超過信号の
出力が停止されるまで前記加減速制御手段が出力する出
力周波数信号を低下させる保護手段とを具備したことを
特徴とする。

【０００７】斯様な構成によれば、誘導電動機に対して
基底周波数を超えた周波数の交流電力が与えられた状態
（図７に示したように、当該電動機の短時間運転トルク
及び連続運転トルクが減少した状態）において、出力周
波数の変動幅が所定範囲内にある状態が所定時間継続
し、尚且つ誘導電動機に流れる負荷電流（インバータ主
回路の出力電流）が負荷設定値を超えた場合には、負荷
設定値超過信号，基底周波数超過信号及び周波数一定信
号が出力されることになる。

【０００８】上記のように各信号が共に出力されたとき
には、保護手段が、負荷設定値超過信号が出力停止され
るまでの期間、つまり、負荷検出値が負荷設定値以下に
なるまでの期間だけ加減速制御手段が出力する出力周波
数信号を低下させるようになるので、誘導電動機に流れ
る負荷電流のレベルが、上記負荷設定値に対応したレベ
ル以下に抑制されることになる。このような抑制制御が
行われることにより、誘導電動機を、その負荷トルクが
連続運転トルクと釣合った状態における最大回転速度で
運転できるようになる。従って、誘導電動機に対して、
その基底周波数を超えた周波数の交流電力を与えた状態
において、誘導電動機の負荷トルク不足に起因して連続
運転定格レベル以上の負荷電流が流れたままになること
を未然に防止可能となるから、その誘導電動機の寿命に
悪影響が及ぶ恐れがなくなる。

【０００９】この場合、請求項２に記載したように、周
波数一定検出手段からの周波数一定検出信号の出力が所
定時間継続した場合に負荷平均待ち時間信号を出力する
負荷平均待ち時間検出手段と、前記周波数一定検出信号
の出力時に負荷検出値を時間平均した負荷平均値を出力
する負荷平均手段とを備え、前記負荷設定値超過検出手
段は、前記負荷平均値が負荷設定値を超えた状態で負荷
設定値超過信号を出力し、前記保護手段は、前記負荷設
定値超過信号，前記基底周波数超過信号及び前記負荷平
均待ち時間信号が共に出力されたときに、負荷設定値超
過信号の出力が停止されるまで加減速制御手段が出力す
る出力周波数信号を低下させる構成とするのが好まし
い。斯様に構成すれば、負荷平均手段によって、出力電
流の変動による検出誤差を小さくすることができる。

【００１０】また、請求項３に記載したように、前記保
護手段を、前記加減速制御手段の出力周波数信号を、誘
導電動機の基底周波数以上で前記出力周波数信号未満の
所定値まで低下させるように構成しても良く、斯様に構
成すれば、請求項２または３と略同様の作用効果が得ら
れる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の第１実施例につい
て図１及び図２を参照して説明する。電気的構成を示す
図１において、三相交流電源１の各相出力端子は、ダイ
オードブリッジで構成された全波整流回路２の入力端子
に夫々接続されており、全波整流回路２の出力端子は直
流母線３ａ，３ｂに接続されている。また、直流母線３
ａ，３ｂ間には平滑コンデンサ４が接続されている。

【００１２】直流母線３ａ，３ｂ間に接続されたインバ
ータ主回路５は、コレクタ−エミッタ間にフリーホイー
ルダイオードが並列に接続された６個のトランジスタを
三相ブリッジ接続して構成されたもので、その出力端子
５ｕ，５ｖ及び５ｗは、三相誘導電動機（以下、単に電
動機と称す）６の各相入力端子に夫々接続されている。
また、インバータ主回路５の出力端子５ｕ，５ｗと電動
機６との間には、電流検出器７ｕ，７ｗが設けられてい
る。電流検出器７ｕ，７ｗは、電動機６の巻線に流れる
Ｕ，Ｗ相電流を検出して、それら検出電流に応じた電流
レベルの検出信号Ｉｕ，Ｉｗを負荷検出器８に出力する
ようになっている。

【００１３】負荷検出器８は、検出信号Ｉｕ，Ｉｗから
電動機６のＶ相電流を示す信号Ｉｖ（＝−（Ｉｕ＋Ｉ
ｗ））を得るようになっており、これら各信号Ｉｕ，Ｉ
ｗ，Ｉｖの絶対値の内で最大のものを所定の減衰時定数
を以てピークホールドすることにより、負荷検出値Ｉ
（電圧信号として出力される）とする。そして、負荷検
出器８は、上記負荷検出値Ｉを、負論理出力のコンパレ
ータ（負荷設定値超過検出手段）９の反転入力端子に与
えるようになっている。尚、以降に述べる各出力信号に
ついても、全て電圧信号として出力されるものである。
また、電流検出器７ｕ，７ｗ及び負荷検出回路８は、本
発明でいう負荷検出手段を構成している。

【００１４】コンパレータ９の非反転入力端子には、負
荷設定器（負荷設定手段）１０から負荷設定値Ｉref が
与えられるようになっている。この負荷設定値Ｉref
は、本実施例の場合、電動機６の定格電流値に相当した
一定値に設定されるものである。斯様に負荷設定値Ｉre
f を設定することにより、後述により明らかになるよう
に、基底周波数ｆbase以上の領域における電動機６の連
続運転トルクＴは次式のようになる。 Ｔ＝Ｋ・（Ｖ／ｆ）・Ｉref …（１） 但し、Ｋ：定数、Ｖ：出力電圧、ｆ：電動機６の回転速
度（周波数）である。

【００１５】コンパレータ９は、スイッチＳ１及びＳ２
で構成される周波数指令選択器１１におけるスイッチＳ
２の切替え信号端子Ｃ２に対して、負荷検出値Ｉ＞負荷
設定値Ｉref である場合に負荷設定超過信号Ｌov（ハイ
レベル信号）を出力するようになっている。

【００１６】周波数指令選択器１１におけるスイッチＳ
１の固定接点Ｓ1aには、周波数設定器１２で設定された
周波数設定信号ｆset が与えられるようになっている。
スイッチＳ１の固定接点Ｓ1bは、スイッチＳ２の可動接
点Ｓ2cに接続されている。スイッチＳ２の固定接点Ｓ2a
には、加減速制御回路（加減速制御手段）１３からの出
力周波数信号ｆout が与えられるようになっており、固
定接点Ｓ2bには、電動機６の基底周波数信号ｆbaseが与
えられるようになっている。そして、加減速制御回路１
３には、スイッチＳ１の可動接点Ｓ1cを通じて出力され
る信号が周波数指令値ｆc として与えられるようになっ
ている。

【００１７】加減速制御回路１３は、入力される周波数
指令値ｆc に対して適宜な加減速時間を加味した出力周
波数信号ｆout を出力するようになっている。また、加
減速制御回路１３の出力端子は、前記スイッチＳ２の固
定接点Ｓ2aの他に、ＰＷＭ制御回路１４及び周波数一定
検出回路（周波数一定検出手段）１５の入力端子に接続
されていると共に、負論理出力であるコンパレータ（基
底周波数超過検出手段）１６の反転入力端子にも接続さ
れている。

【００１８】ＰＷＭ制御回路１４は、インバータ主回路
５の各トランジスタのベースに出力周波数信号ｆout に
応じたＰＷＭ信号をベース信号として与えるようになっ
ており、インバータ主回路５は、上記ＰＷＭ信号に基づ
いたスイッチング動作を行うことにより、出力周波数信
号ｆout に応じた周波数の交流電力を電動機６に供給す
るようになっている。

【００１９】周波数一定検出回路１５は、出力周波数信
号ｆout の変動幅が所定範囲内にある状態が所定時間Ｔ
ｗだけ連続した場合に、周波数一定信号Ｆco（ハイレベ
ル信号）を発生してＤタイプフリップフロップ（以下、
ＤＦＦと称す）１７のラッチイネーブル端子ＬＥに出力
するようになっている。コンパレータ１６の非反転入力
端子には、前記基底周波数信号ｆbaseが与えられるよう
になっており、コンパレータ１６は、出力周波数信号ｆ
out が基底周波数信号ｆbase以上になると、周波数超過
検出信号Ｆov（ハイレベル信号）を発生してＤＦＦ１７
のデータ入力端子Ｄに出力するようになっている。

【００２０】ＤＦＦ１７の出力端子Ｑは、周波数指令選
択器１１のスイッチＳ１の切替え信号端子Ｃ１に接続さ
れている。ＤＦＦ１７は、周波数一定信号Ｆcoの立上り
に同期して、データ入力端子Ｄに与えられている周波数
超過検出信号Ｆovのレベルに応じた信号を出力端子Ｑか
ら出力するようになっている。

【００２１】周波数指令選択器１１を構成するスイッチ
Ｓ１の可動接点Ｓ1cは、切替え信号端子Ｃ１に与えられ
る信号がローレベルからハイレベルに変化すると、固定
接点Ｓ1a側から固定接点Ｓ1b側に切替わる（ＯＮ）よう
になっている。また、スイッチＳ２の可動接点Ｓ2cは、
切替え信号端子Ｃ２に与えられる信号がローレベルから
ハイレベルに変化すると、固定接点Ｓ2a側から固定接点
Ｓ2b側に切替わる（ＯＮ）ようになっている。尚、周波
数指令選択器１１及びＤＦＦ１７は、本発明でいう保護
手段に対応する。

【００２２】次に、第１実施例の作用について図２をも
参照して説明する。図２は、上記構成のインバータ装置
によって、電動機６を停止している状態から基底周波数
ｆbaseに対応した速度以上に加速する場合の加速パター
ン例を示すタイミングチャートである。この場合、横軸
を時間ｔとして、（ａ）は縦軸に出力周波数信号ｆout
をとり，（ｂ）は縦軸に負荷検出値Ｉをとっている。ま
た、（ｃ），（ｄ）は夫々基底周波数超過信号Ｆov，周
波数一定検出信号Ｆcoを示し、（ｅ），（ｆ）は夫々ス
イッチＳ１，Ｓ２のＯＮ／ＯＦＦ状態を示す。

【００２３】周波数設定器１２には、ユーザーによって
基底周波数ｆbase以上の周波数設定値ｆset ＝Ｆ１が設
定されているものとする。この周波数設定値ｆset は、
電動機６のトルクが負荷トルクと釣合った状態で連続運
転されるときのインバータ装置の出力周波数ｆout をユ
ーザーが予想して設定する値である。このような状態か
ら電源が投入されたときには、時刻０から電動機６の加
速が開始される。加減速制御回路１３は、周波数指令値
ｆc として周波数設定値Ｆ１が与えられることにより、
所定の加速パターン（例えば、負荷検出値Ｉが定格の１
３０〜１４０％程度で略一定となるようなパターン）に
従って出力周波数信号ｆout を上昇させる。

【００２４】すると、電動機６の加速に応じて、僅かな
時間が経過した時刻Ｔ-1において負荷検出値Ｉが負荷設
定値Ｉref を超えることにより、コンパレータ９から負
荷設定値超過信号Ｌov（ハイレベル信号）が出力される
ため、周波数指令選択器１１のスイッチＳ２はＯＮ状態
となり（（ｆ）参照）、スイッチＳ１の固定接点Ｓ1bに
は基底周波数信号ｆbaseが与えられる。

【００２５】そして、時刻Ｔ０において、出力周波数信
号ｆout が基底周波数ｆbaseに達すると（（ａ）参
照）、コンパレータ１６から基底周波数超過信号Ｆov
（ハイレベル信号）が出力される（（ｃ）参照）。

【００２６】時刻Ｔ１において、出力周波数信号ｆout
が周波数設定値Ｆ１に達すると、加減速制御回路１３は
出力周波数信号ｆout をそのレベルに維持するように制
御するものであり、この時点から負荷検出値Ｉは低下し
始める。そして、周波数一定検出回路１５は、出力周波
数信号ｆout の変動幅が周波数設定値Ｆ１を中心とする
所定範囲内にある状態が時間Ｔｗだけ継続したことを検
出すると、時刻Ｔ１＋Ｔｗにおいて周波数一定検出信号
Ｆco（ハイレベル信号）を出力する（（ｄ）参照）。

【００２７】すると、ＤＦＦ１７は、その周波数一定検
出信号Ｆcoの立上がりに同期して、入力端子Ｄに与えら
れている基底周波数超過信号Ｆovに応じたレベル（ハ
イ）の信号を出力端子Ｑから出力する（（ｅ）参照）。
ここで、時間Ｔｗは、電動機６を出力周波数信号ｆout
＝Ｆ１で連続運転することにより電動機６の回転速度ｆ
も一定となって、負荷検出値Ｉが下降している状態から
一定レベルに落着くのに充分な時間に設定されている
（（ｂ）参照）。

【００２８】ＤＦＦ１７が出力したハイレベルの信号を
受けて、周波数指令選択器１１のスイッチＳ１がＯＮす
るため、可動接点Ｓ1cが固定接点Ｓ1b側に切替わり、加
減速制御回路１３には周波数指令値ｆc として基底周波
数信号ｆbaseが与えられる。すると、加減速制御回路１
３が出力周波数信号ｆout を低下させるので、周波数一
定検出信号Ｆcoは出力されなくなるが、ＤＦＦ１７の出
力はハイレベルのままでありスイッチＳ１はＯＮ状態を
維持する（（ｅ）参照）。

【００２９】このように出力周波数信号ｆout が低下さ
れると、電動機６のすべりが小さくなり、負荷検出値Ｉ
が減少する。そして、時刻Ｔ２において、負荷検出値Ｉ
が負荷設定値Ｉref を下回ると負荷設定値超過信号Ｌov
は出力されなくなり、周波数指令選択器１１のスイッチ
Ｓ２はＯＦＦして可動接点Ｓ2cは固定接点Ｓ2aの側に切
替わり、スイッチＳ１の固定接点Ｓ1bには出力周波数信
号ｆout が与えられる。従って、加減速制御回路１３
は、その時点での出力周波数信号ｆout （＝Ｆ２）をＰ
ＷＭ制御回路１４へ継続的に出力する。

【００３０】出力周波数信号ｆout が一定となっても、
この時点で、連続運転トルクと負荷トルクとの釣合いが
取れない電動機６のすべりは増大する。そして、時刻Ｔ
２＋Ｔｓにおいて、負荷検出値Ｉが負荷設定値Ｉref を
超えると、再び負荷設定値超過信号Ｌovが出力され、周
波数指令選択器１１のスイッチＳ２は再びＯＮして、ス
イッチＳ１の固定接点Ｓ1bには基底周波数信号ｆbaseが
与えられる。すると、出力周波数信号ｆout は、また下
降に転じる。

【００３１】時刻Ｔ３において、負荷検出値Ｉが負荷設
定値Ｉref 以下となり、スイッチＳ１の固定接点Ｓ1bに
は、出力周波数信号ｆout が与えられ、加減速制御回路
１３は、その時点での出力周波数信号ｆout （＝Ｆ３）
をＰＷＭ制御回路１４へ継続的に出力する。この時点
で、電動機６の連続運転トルクが負荷トルクと釣合うこ
とにより、以降負荷検出値Ｉは負荷設定値Ｉref を超え
ることがなくなり、電動機６は出力周波数Ｆ３で連続運
転される。

【００３２】尚、出力周波数Ｆ３でも負荷トルクが連続
運転トルクと釣合わない場合には、上記と同様のプロセ
スを繰返すことによって、電動機６は、周波数Ｆ３未満
の周波数によって運転される。斯様にして、電動機６
は、負荷トルクが連続運転トルクと釣合う状態における
最大の回転速度ｆで運転される。

【００３３】以上のように本実施例によれば、周波数指
令選択器１１は、加減速制御回路１３からインバータ主
回路５に与えられる出力周波数信号ｆout が基底周波数
ｆbaseを超えている状態において、負荷検出値Ｉが負荷
設定値Ｉref を超えて周波数一定検出回路１５より周波
数一定検出信号Ｆcoが出力されると、負荷検出値Ｉが負
荷設定値Ｉref 以下になるまで、出力周波数信号ｆout
を低下させるように周波数指令値ｆc を切替えるように
した。

【００３４】従って、電動機６を、その負荷トルクが連
続運転トルクと釣合った状態における最大回転速度で運
転できるようになり、電動機６の基底周波数ｆbaseを超
えた周波数の交流電力を与えた状態において、負荷トル
ク不足に起因して連続運転定格レベル以上の負荷電流が
流れたままになることを未然に防止可能となるから、そ
の電動機６の寿命に悪影響が及ぶ恐れがなくなる。ま
た、インバータ装置が過負荷保護回路を備えている場合
であっても、その過負荷保護回路が動作して電動機６の
運転を停止させることがないので、継続して運転を行う
ことが可能となり、稼働効率を高めることができる。

【００３５】図３及び図４は本発明の第２実施例を示す
ものであり、以下においては、この第２実施例おいて異
なる部分についてのみ説明する。電気的構成を示す図３
において、周波数一定検出回路１５とＤＦＦ１７との間
には、負荷平均待ち時間検出回路（以下、待ち時間検出
回路と称す）１８が設けられており、待ち時間検出回路
（負荷平均待ち時間検出手段）１８は、周波数一定検出
回路１５から周波数一定検出信号Ｆcoが出力されると、
そこから待ち時間Ｔw1を計時した後、待ち時間検出信号
ＩavをＤＦＦ１７のラッチイネーブル端子ＬＥに出力す
るようになっている。

【００３６】負荷検出器８とコンパレータ１６との間に
は、スイッチＳ３がその固定接点Ｓ3a及び可動接点Ｓ3c
を介して接続されており、固定接点Ｓ3bは、負荷平均回
路（負荷平均手段）１９の出力端子に接続されている。
その負荷平均回路１９の入力端子には、負荷検出器８か
ら負荷検出値Ｉが与えられ、負荷平均回路１９の制御入
力端子には、周波数一定検出回路１５から周波数一定検
出信号Ｆcoが与えられるようになっている。

【００３７】負荷平均回路１９は、周波数一定検出信号
Ｆcoの立上がりエッジがトリガ信号として与えられると
負荷検出値Ｉのサンプリングと平均化を開始し、負荷平
均値Ｉ0 を出力するようになっている。また、スイッチ
Ｓ３の可動接点Ｓ3cは、待ち時間検出回路１８が出力す
る切替え信号のレベルがローからハイに変化すると、固
定接点Ｓ3a側から固定接点Ｓ3b側に切替わる（ＯＮ）よ
うになっている。その他の構成は第１実施例と同様であ
る。

【００３８】次に、第２実施例の作用について図４をも
参照して説明する。加減速制御回路１３が周波数設定値
Ｆ１まで出力周波数信号ｆout を上昇させて、周波数一
定検出回路１５が時間Ｔｗの経過後に周波数一定検出信
号Ｆcoを出力するまでは、第１実施例と同様である。そ
の周波数一定検出信号Ｆcoは待ち時間検出回路１８にも
与えられ、待ち時間検出回路１８は、スイッチＳ３に与
える切替え信号を時間Ｔw1だけＯＮにして、可動接点Ｓ
3cを固定接点Ｓ3a側から固定接点Ｓ3b側に切替える。す
ると、コンパレータ９には、負荷平均回路１９が出力す
る負荷平均値Ｉ0 が与えられる。

【００３９】そして、待ち時間検出回路１８は、時間Ｔ
w1を経時した後、待ち時間検出信号ＩavをＤＦＦ１７の
ラッチイネーブル端子ＬＥに出力する（（ｄ）参照）。
即ち、時刻Ｔ１＋Ｔw ＋Ｔw1において、周波数指令選択
器１１のスイッチＳ１に対する切替え信号が出力され
る。

【００４０】その後、第１実施例と同様に、出力周波数
信号ｆout が周波数Ｆ３で一定になった場合も、待ち時
間検出回路１８は、スイッチＳ３に与える待ち時間検出
信号Ｉavを時間Ｔw1だけＯＮにしてコンパレータ９に負
荷平均値Ｉ0 を与え、時刻Ｔ３＋Ｔw ＋Ｔw1において、
ＤＦＦ１７よりスイッチＳ１に対する切替え信号が出力
される。

【００４１】以上のように第２実施例によれば、周波数
一定検出信号Ｆcoが出力されると、負荷平均回路１９は
負荷検出値Ｉの平均値Ｉ0 を演算して出力し、待ち時間
検出回路１８は、その時点から時間Ｔw1だけスイッチＳ
３に切替え信号を出力してコンパレータ９に負荷平均値
Ｉ0 を与え、負荷設定値Ｉref と負荷平均値Ｉ0 とを比
較させるようにしたので、出力電流の変動による負荷検
出誤差を小さくすることができる。

【００４２】図５及び図６は本発明の第３実施例を示す
ものであり、以下においては、この第３実施例おいて異
なる部分についてのみ説明する。電気的構成を示す図５
において、第１実施例における周波数指令選択器１１
は、スイッチＳ１のみを有する周波数指令選択器２０に
置き換わっている。スイッチＳ１の固定接点Ｓ1bには、
周波数指令演算器２１の出力端子が接続されており、周
波数演算値ｆcoが与えられるようになっている。周波数
指令演算器２１の入力端子には、基底周波数ｆbaseが与
えられると共に、加減速制御回路１３より出力周波数信
号ｆout が与えられるようになっている。

【００４３】また、周波数指令演算器２１の制御入力端
子には、ＡＮＤゲート２２の出力端子が接続されてお
り、そのＡＮＤゲート２２の２つの入力端子は、周波数
一定検出回路１５及びコンパレータ９の出力端子に夫々
接続されている。周波数指令演算器２１は、制御入力端
子にハイレベルの信号が与えられるとその立上りエッジ
をトリガとして、出力周波数信号ｆout と基底周波数ｆ
baseとから周波数演算値ｆcoを以下のように演算して出
力するようになっている。 ｆco＝（ｆbase＋ｆout ）／２ …（２） 即ち、周波数演算値ｆcoは、電動機６の基底周波数ｆba
se以上で出力周波数信号ｆout 未満の所定値として演算
される。尚、ＤＦＦ１７，周波数指令選択器２０，周波
数指令演算器２１及びＡＮＤゲート２２は保護手段に対
応する。

【００４４】次に、第３実施例の作用について図６をも
参照して説明する。周波数設定値Ｆ１まで出力周波数信
号ｆout を上昇させて、周波数一定検出回路１５が、時
間Ｔｗの経過後に周波数一定検出信号Ｆcoを出力するま
では、第１実施例と同様である。その時点で、ＡＮＤゲ
ート２２の両入力端子に与えられる信号（Ｆco，Ｌov）
は何れもハイレベルになることから、周波数指令演算器
２１の制御入力端子はハイレベルとなり、周波数指令演
算器２１は次式の演算を行う。 ｆco＝（ｆbase＋Ｆ１）／２＝Ｆ２ …（３）

【００４５】また、この時周波数指令選択器２０にも切
替え信号が与えられることにより、スイッチＳ１はＯＮ
して可動接点Ｓ1cはＳ1b側に切替わり、加減速制御回路
１３には周波数指令値ｆc として周波数演算値ｆco＝Ｆ
２が与えられる。周波数指令値ｆc がＦ１からＦ２に切
替わったことにより、時刻Ｔ１＋Ｔw より出力周波数信
号ｆout は低下する。それに伴って負荷検出値Ｉも低下
して行き、時刻Ｔ２に達する前に負荷設定値Ｉref を下
回る。

【００４６】時刻Ｔ２において、出力周波数信号ｆout
は周波数指令値Ｆ２に達して、その時点から時間Ｔw が
経過するまで出力周波数信号ｆout ＝Ｆ２で一定に制御
され、その間に、負荷検出値Ｉは上昇して負荷設定値Ｉ
ref を超える。また、時間Ｔw の経過後には、周波数一
定検出信号Ｆcoが出力されることにより、周波数指令演
算器２１は次式の演算を行う。 ｆco＝（ｆbase＋Ｆ２）／２＝Ｆ３ …（４）

【００４７】また、この時周波数指令選択器２０にも前
回と同様に切替え信号が与えられるが、スイッチＳ１は
ＯＮ状態がそのまま継続して、加減速制御回路１３には
周波数演算値ｆco＝Ｆ３が与えられる。周波数指令値ｆ
c がＦ２からＦ３に切替わったことにより、時刻Ｔ２＋
Ｔw より出力周波数信号ｆout 及び負荷検出値Ｉは低下
して、時刻Ｔ３に達する前に負荷検出値Ｉは負荷設定値
Ｉref を下回る。

【００４８】時刻Ｔ３において、出力周波数信号ｆout
は周波数指令値Ｆ３に達して、その時点から時間Ｔw が
経過するまで出力周波数信号ｆout ＝Ｆ３で一定に制御
され、その間に負荷検出値Ｉは上昇する。この場合、周
波数指令値Ｆ３は、電動機６を連続運転しても負荷検出
値Ｉが負荷設定値Ｉref を超えないレベルに設定された
ことにより、負荷検出値Ｉはその状態で一定になる。

【００４９】従って、以降コンパレータ９が出力する周
波数超過検出信号Ｆovはローレベルとなり、時刻Ｔ３＋
Ｔw において周波数一定検出信号Ｆcoが出力されても、
周波数指令演算器２１による新たな周波数演算値ｆcoの
演算は行われない。この様にして、電動機６は、その負
荷検出値Ｉが負荷設定値Ｉref を超えないレベルの周波
数Ｆ３によって連続運転される。

【００５０】また、もし電動機６が周波数指令値Ｆ３に
より連続運転されて負荷検出値Ｉが負荷設定値Ｉref を
超えた場合には、周波数指令演算器２１による新たな周
波数演算値ｆcoの演算が次式のように行われる。 ｆco＝（ｆbase＋Ｆ３）／２＝Ｆ４ …（５）

【００５１】以上のように第３実施例によれば、周波数
指令演算器２１は、負荷検出値Ｉが負荷設定値Ｉref を
超えた状態で周波数一定検出信号Ｆcoが出力されると、
周波数演算値ｆcoを、ｆco＝（ｆbase＋ｆout ）／２に
より演算して、基底周波数ｆbase以上で出力周波数信号
ｆout 未満の所定値として加減速制御回路１３に与え
て、負荷設定値超過信号Ｌovが出力されなくなるまで上
記演算を繰返すようにしたので、電動機６を、その負荷
検出値Ｉが負荷設定値Ｉref を超えないレベルの周波数
Ｆ３によって連続運転することができ、第１実施例と略
同様の効果が得られる。

【００５２】本発明は上記しかつ図面に記載した実施例
にのみ限定されるものではなく、次のような変形または
拡張が可能である。第１乃至第３実施例の構成は、何れ
もハードウエアによるものであるが、マイコンのソフト
ウエアによって実現しても良い。第１乃至第３実施例に
おいて、負荷設定手段を、負荷設定値Ｉref が出力周波
数信号ｆout に応じて変化するように予め記憶させた
り、出力周波数信号ｆoutに応じて演算することにより
決定して出力するように構成しても良い。

【００５３】第３実施例において、周波数指令値ｆc と
して周波数演算値ｆcoを与えるようにしたが、これに代
えて、周波数指令値ｆc を基底周波数ｆbaseまで低下さ
せたり、基底周波数ｆbaseを下限として、周波数指令値
ｆc を一定周波数ずつ減算して行くなどの方式を用いて
も良い。第３実施例において、第２実施例と同様に待ち
時間検出回路１８，負荷平均回路１９及びスイッチＳ３
を設ける構成としても良い。

【００５４】

【発明の効果】本発明は以上説明した通りであるので、
以下の効果を奏する。請求項１記載のインバータ装置に
よれば、保護手段は、加減速制御手段の出力周波数信号
が基底周波数を超えている状態において、負荷検出値が
負荷設定値を超えて且つ周波数一定検出手段により周波
数一定信号が出力されると、負荷検出値が負荷設定値以
下になるまで出力周波数信号を低下させるので、誘導電
動機を、負荷トルクが連続運転トルクと釣合う最大の回
転速度で運転することができ、誘導電動機の寿命を長期
化することができる。

【００５５】請求項２記載のインバータ装置によれば、
負荷設定値超過検出手段は、負荷平均値が負荷設定値を
超えた状態で負荷設定値超過信号を出力するので、出力
電流の変動による検出誤差を小さくすることができる。

【００５６】請求項３記載のインバータ装置によれば、
保護手段は、加減速制御手段の出力周波数信号を誘導電
動機の基底周波数以上で出力周波数未満の所定値まで低
下させるので、請求項２または３と略同様の効果が得ら
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す電気的構成の機能ブ
ロック図

【図２】タイミングチャート

【図３】本発明の第２実施例を示す図１相当図

【図４】図２相当図

【図５】本発明の第３実施例を示す図１相当図

【図６】図２相当図

【図７】誘導電動機の出力周波数に対する短時間運転ト
ルク及び連続運転トルクの特性を示す図

【符号の説明】

５はインバータ主回路、６は誘導電動機、７ｕ及び７ｗ
は電流検出器（負荷検出手段）、８は負荷検出器（負荷
検出手段）、９はコンパレータ（負荷設定値超過検出手
段）、１０は負荷設定器（負荷設定手段）、１１は周波
数指令選択器（保護手段）、１３は加減速制御回路（加
減速制御手段）、１５は周波数一定検出回路（周波数一
定検出手段）、１６はコンパレータ（基底周波数超過検
出手段）、１７はＤフリップフロップ（保護手段）、１
８は負荷平均待ち時間検出回路（負荷平均待ち時間検出
手段）、１９は負荷平均回路（負荷平均手段）、２０は
周波数指令選択器（保護手段）、２１は周波数指令演算
器（保護手段）、２２はＡＮＤゲート（保護手段）を示
す。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 誘導電動機に交流電力を供給するインバ
   ータ主回路と、 このインバータ主回路の出力電流を検出して負荷検出値
   として出力する負荷検出手段と、 前記インバータ主回路の出力周波数を制御するための出
   力周波数信号を出力する加減速制御手段と、 前記インバータ主回路の出力周波数に応じて予め設定さ
   れる出力電流値を負荷設定値として出力する負荷設定手
   段と、 前記負荷検出値が前記負荷設定値を超えた状態で負荷設
   定値超過信号を出力する負荷設定値超過検出手段と、 前記出力周波数信号が前記基底周波数を超えた状態で基
   底周波数超過信号を出力する基底周波数超過検出手段
   と、 前記出力周波数信号の変動幅が所定時間継続して所定範
   囲内にあることを検出したときに周波数一定信号を出力
   する周波数一定検出手段と、 前記負荷設定値超過信号，前記基底周波数超過信号及び
   前記周波数一定信号が共に出力されたときに、負荷設定
   値超過信号の出力が停止されるまで前記加減速制御手段
   が出力する出力周波数信号を低下させる保護手段とを具
   備したことを特徴とするインバータ装置。
2. 【請求項２】 周波数一定検出手段からの周波数一定検
   出信号の出力が所定時間継続した場合に負荷平均待ち時
   間信号を出力する負荷平均待ち時間検出手段と、 前記周波数一定検出信号の出力時に負荷検出値を時間平
   均した負荷平均値を出力する負荷平均手段とを備え、 前記負荷設定値超過検出手段は、前記負荷平均値が負荷
   設定値を超えた状態で負荷設定値超過信号を出力し、 前記保護手段は、前記負荷設定値超過信号，前記基底周
   波数超過信号及び前記負荷平均待ち時間信号が共に出力
   されたときに、負荷設定値超過信号の出力が停止される
   まで前記加減速制御手段が出力する出力周波数信号を低
   下させることを特徴とする請求項１記載のインバータ装
   置。
3. 【請求項３】 前記保護手段は、前記加減速制御手段の
   出力周波数信号を、誘導電動機の基底周波数以上で前記
   出力周波数信号未満の所定値まで低下させることを特徴
   とする請求項１または２記載のインバータ装置。