JPH1023756A - 電圧形インバータ装置及びその制御方法 - Google Patents

電圧形インバータ装置及びその制御方法

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JPH1023756A
JPH1023756A JP16994796A JP16994796A JPH1023756A JP H1023756 A JPH1023756 A JP H1023756A JP 16994796 A JP16994796 A JP 16994796A JP 16994796 A JP16994796 A JP 16994796A JP H1023756 A JPH1023756 A JP H1023756A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 電圧指令通りの出力電圧を得ることのできる
電圧形インバータ装置及びその制御方法を得ること。 【解決手段】 直流電源（３）の一端とインバータ回路
（４）の出力との間の電圧を検出する１／２ＶDC検出回
路（３１）と、インバータ回路の出力の電圧を指令する
電圧指令値設定手段（２９）と、電圧指令値設定手段か
らの電圧指令値と１／２ＶDC検出回路からの検出電圧を
入力し誤差電圧を出力する第１の演算手段（３２）と、
第１の演算手段からの誤差電圧と電圧指令値設定手段か
らの電圧指令値を入力し電圧補正指令値を出力する第２
の演算手段（３３）と、第２の演算手段からの電圧補正
指令値とインバータ回路の出力の周波数を指令する周波
数指令値とを入力しインバータ回路を駆動するＰＷＭ信
号を出力するＰＷＭ信号発生器（１２）とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は直流電圧を交流電
圧に変換する電圧形インバータ装置及びその制御方法に
関し、特にパルス幅変調されるスイッチング素子を有す
るインバータ回路に出力電圧設定指令を与える電圧形イ
ンバータ装置及びその制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図１２〜図１５は従来例を示し、図１２
は特開昭６０−２６４９６号公報に示されているように
一般的に良く知られている電圧形インバータ装置であ
る。図において、１は交流電源、２は交流電源１からの
交流電力を整流するコンバータ回路、３はコンバータ回
路２からの直流電圧を平滑する平滑コンデンサ、４は平
滑コンデンサ３からの直流電圧を所定の周波数及び電圧
を有する交流に変換するインバータ回路、５はインバー
タ回路４により駆動される負荷である誘導電動機（Ｉ
Ｍ）である。
【０００３】１０は出力周波数設定信号として出力周波
数に対応した電圧信号である周波数指令値Ｆ（＊）を与
える信号入力端子、１１は図１３に示すように周波数指
令値Ｆ（＊）と所定の関係を有する電圧指令値Ｖ（＊）
を生成するＦ／Ｖ演算器、１２は周波数指令値Ｆ（＊）
と電圧指令値Ｖ（＊）を入力してインバータ回路４のス
イッチング素子を制御する所定のＰＷＭ信号を発生する
ＰＷＭ信号発生器である。
【０００４】次に、図１２の電圧形インバータ装置の動
作を説明する。低速時には励磁電流の低下を補正するた
めに、図１３に示すように、周波数指令値Ｆ（＊）が０
における電圧指令値Ｖ（＊）をオフセット値Ｖ０だけ高
め、下式の関係を持たしている。 Ｖ（＊） ＝ Ｋ・Ｆ（＊） ＋ Ｖ０ ここで、Ｋは比例定数である。
【０００５】この従来例のように速度制御をしない構成
では、発生トルクが小さいため負荷トルクが増加すると
速度は低下する傾向にある。従って、オフセット値Ｖ０
を大きく設定して励磁を強め、発生トルクを十分出せる
ようにして、負荷トルクが大きい場合でも速度が低下し
ないようにしている。しかしながら、このように励磁を
強めてＦ／Ｖ特性を設定すると、逆に無負荷時において
は過励磁となって無負荷電流が極端に増加して、過電流
が発生することになる。
【０００６】そこで、この欠点をなくすために、従来よ
りすべり周波数制御が用いられていた。図１４は特開昭
６３−１４４７９５号公報に示されているすべり周波数
制御を用いた電圧形インバータ装置である。図におい
て、６はインバータ回路４の直流電源ラインに設けられ
直流電流Ｉ（ＤＣ）を検出するホールＣＴ、７は誘導電
動機５への三相線電流Ｉ（Ｕ）、Ｉ（Ｖ）、Ｉ（Ｗ）を
検出するホールＣＴ、８はインバータ回路４への直流入
力電圧Ｖ（ＤＣ）を検出する電圧センサ、９は誘導電動
機５の線間入力電圧Ｖ（ＵＷ）を検出する電圧センサで
ある。
【０００７】１３はすべり推定器であり、電圧センサ８
からの直流入力電圧Ｖ（ＤＣ）と、電圧センサ９からの
線間入力電圧Ｖ（ＵＷ）と、ホールＣＴ６からの直流電
流Ｉ（ＤＣ）と、ホールＣＴ７からの三相線電流Ｉ
（Ｕ）、Ｉ（Ｖ）、Ｉ（Ｗ）とを入力し、誘導電動機５
への二次入力Ｐ２とすべり周波数推定値Ｆｓとを出力す
る。１４は電圧補正量決定器であり、すべり推定器１３
からの二次入力Ｐ２を入力して出力電圧補正値ΔＶ１を
出力する。１５は信号入力端子１０からの回転数指令値
Ｆｒ（＊）とすべり推定器９からのすべり周波数推定値
Ｆｓを加え合わせて周波数指令値Ｆ（＊）を出力する加
算器、１６は電圧補正量決定器１４からの出力電圧補正
値ΔＶ１とＦ／Ｖ演算器１１からの電圧指令値Ｖ（＊）
を加え合わせて補正電圧指令値Ｖ１（＊）を生成する加
算器である。
【０００８】次に、図１４のインバータ装置の動作を説
明する。信号入力端子１０から入力された回転数指令値
Ｆｒ（＊）は、加算器１５ですべり推定器１３からのす
べり周波数推定値Ｆｓと加え合わせられて周波数指令値
Ｆ（＊）となる。そして、この周波数指令値Ｆ（＊）は
Ｆ／Ｖ演算器１１に入力されて電圧指令値Ｖ（＊）が生
成される。この電圧指令値Ｖ（＊）は加算器１６で電圧
補正量決定器１４からの出力電圧補正値ΔＶ１と加え合
わせられ補正電圧指令値Ｖ１（＊）が生成される。そし
て、ＰＷＭ信号発生器１２は周波数指令値Ｆ（＊）と補
正電圧指令値Ｖ１（＊）とからインバータ回路４のスイ
ッチング素子を制御するＰＷＭ信号を発生し、所定のＦ
／Ｖ特性で誘導電動機５を駆動する。
【０００９】ここで、図１５にすべり推定器１３の詳細
な構成を示す。図において、２０はホールＣＴ６からの
直流電流Ｉ（ＤＣ）と電圧センサ８からの直流入力電圧
Ｖ（ＤＣ）とから誘導電動機５の一次入力電力Ｐ１を演
算するＩＭ一次入力演算器、２１はホールＣＴ７からの
三相線電流Ｉ（Ｕ）、Ｉ（Ｖ）、Ｉ（Ｗ）から入力電流
実効値Ｉ１を演算する電流実効値演算器、２２は電圧セ
ンサ９からの線間入力電圧Ｖ（ＵＷ）から入力電圧実効
値Ｖ１を演算する電圧実効値演算器である。ここで、電
流実効値演算器２１は三相の線電流から演算しているが
二相の線電流から演算することも可能である。
【００１０】２３は入力電流実効値Ｉ１から誘導電動機
５の一次銅損Ｗ１を演算するＩＭ一次銅損演算器、２４
は入力電流実効値Ｉ１と入力電圧実効値Ｖ１から誘導電
動機５の鉄損Ｗ０を演算するＩＭ鉄損演算器、２６は加
算器２５によって加え合わされた一次銅損Ｗ１と鉄損Ｗ
０を一次入力電力Ｐ１から差し引いて二次入力Ｐ２を生
成する減算器、２７は二次入力Ｐ２からすべり周波数推
定値Ｆｓを演算するすべり周波数演算器である。
【００１１】そして、電圧形インバータの出力電圧をＰ
ＷＭ方式により制御する従来例としては、特開昭５９−
１５３４６７号公報や特開平１−９９４７８号公報のよ
うに、インバータ装置の出力電圧を正弦波基準電圧と比
較し、その偏差に基づいて制御するものがある。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の電
圧形インバータ装置の制御回路においては、インバータ
装置の出力電圧を正弦波基準電圧と比較して制御してい
るので、基準正弦波と実際の出力電圧との差が完全にゼ
ロとならず、振幅や位相に差が発生して定常偏差が残っ
てしまい、制御系に制御偏差を入力する正弦波発振器を
挿入しないと、負荷又は電圧の不平衡や回路定数のバラ
ツキに起因する出力電圧のアンバランスや位相差のずれ
を補償することができないという問題点があった。
【００１３】又、センサレスベクトル制御等のように、
誘導電動機の速度を直接検出することなく、誘導電動機
の一次側の定数を用いてすべりを推定する方式において
は、特に低速領域での制御において、電圧や電流の検出
精度、インバータ回路のスイッチング素子の上下アーム
短絡防止時間、スイッチング素子のオン電圧等に起因し
て出力電圧に誤差が発生するので、制御特性が損なわれ
るという問題点があった。
【００１４】この発明は、上述のような課題を解決する
ためになされたもので、電圧指令通りの出力電圧を得る
ことのできる電圧形インバータ装置及びその制御方法を
得ることを目的としている。
【００１５】
【課題を解決するための手段】この発明に係わる電圧形
インバータ装置においては、直流電圧を発生する直流電
源の両端に接続され、この直流電圧を所定の電圧と周波
数とを有する交流電圧に変換するインバータ回路を備え
た電圧形インバータ装置において、前記直流電源の一端
と前記インバータ回路の出力との間の電圧を検出する１
／２Ｖ（ＤＣ）検出回路と、前記インバータ回路の出力
の電圧を指令する電圧指令値設定手段と、この電圧指令
値設定手段からの電圧指令値と前記１／２Ｖ（ＤＣ）検
出回路からの検出電圧を入力し誤差電圧を出力する第１
の演算手段と、この第１の演算手段からの誤差電圧と前
記電圧指令値設定手段からの電圧指令値を入力し電圧補
正指令値を出力する第２の演算手段と、を備えたもので
ある。
【００１６】又、前記第１の演算手段は、前記電圧指令
値設定手段からのパルス信号の電圧指令値と前記１／２
Ｖ（ＤＣ）検出回路からのパルス信号の検出電圧を入力
しパルス信号の誤差電圧を出力するものである。
【００１７】又、前記第１の演算手段が出力する誤差電
圧のパルス波形は、前記電圧指令値設定手段からの電圧
指令値のパルス波形と前記１／２Ｖ（ＤＣ）検出回路か
らの検出電圧のパルス波形とを瞬時的に比較し、両パル
ス波形が発生する偏差をなくすように生成されるもので
ある。
【００１８】又、前記第２の演算手段からの電圧補正指
令値と前記インバータ回路の出力の周波数を指令する周
波数指令値とを入力し前記インバータ回路を駆動するＰ
ＷＭ信号を出力するＰＷＭ信号発生器と、を備えたもの
である。
【００１９】又、前記ＰＷＭ信号発生器へ入力される前
記周波数指令値は一定の周波数指令であるものである。
【００２０】又、前記ＰＷＭ信号発生器へ入力される前
記周波数指令値は前記電圧指令値設定手段からの電圧指
令値と所定の関係を有して変化する周波数指令であるも
のである。
【００２１】又、前記インバータ回路に接続される誘導
電動機に供給される交流電流と前記１／２Ｖ（ＤＣ）検
出回路からの検出電圧とを入力し前記誘導電動機のすべ
り周波数推定値を生成するすべり推定器と、前記電圧指
令値設定手段からの電圧指令値を入力しこの電圧指令値
と所定の関係を有して変化する周波数指令を生成する第
３の演算手段と、この第３の演算手段からの周波数指令
と前記すべり推定器からのすべり周波数推定値とを入力
し補正指令周波数を生成する第４の演算手段と、を備
え、前記補正指令周波数を前記ＰＷＭ信号発生器の周波
数指令値としたものである。
【００２２】又、前記電圧指令値設定手段からの電圧指
令値を入力しこの電圧指令値と所定の関係を有して変化
する周波数指令を出力する第３の演算手段と、外部から
設定される周波数指令値を入力しこの周波数指令値と所
定の関係を有して変化する電圧指令値を生成する第４の
演算手段と、電圧指令値及び周波数指令値を入力し前記
インバータ回路を駆動するＰＷＭ信号を出力するＰＷＭ
信号発生器と、このＰＷＭ信号発生器の電圧指令値及び
周波数指令値を前記第２の演算手段からの電圧補正指令
値及び前記第３の演算手段からの周波数指令とする場合
と前記第４の演算手段からの電圧指令値及び前記外部か
らの周波数指令値とする場合とに切り換える切換手段
と、を備えたものである。
【００２３】又、前記電圧指令値設定手段からの電圧指
令値を入力しこの電圧指令値と所定の関係を有して変化
する周波数指令を出力する第３の演算手段と、前記イン
バータ回路に接続される誘導電動機に供給される交流電
流と前記１／２Ｖ（ＤＣ）検出回路からの検出電圧とを
入力し前記誘導電動機のすべり周波数推定値及び前記誘
導電動機への二次入力を生成するすべり推定器と、この
すべり推定器からのすべり周波数推定値と前記第３の演
算手段からの周波数指令とを入力し補正指令周波数を生
成する第４の演算手段と、前記外部から設定される周波
数指令値と前記すべり推定器からのすべり周波数推定値
とを入力し周波数指令を生成する第５の演算手段と、こ
の第５の演算手段からの周波数指令を入力しこの周波数
指令と所定の関係を有して変化する電圧指令を出力する
第６の演算手段と、前記すべり推定器からの二次入力を
入力し電圧補正値を生成する電圧補正量決定器と、この
電圧補正量決定器からの電圧補正値と前記第６の演算手
段からの電圧指令とを入力し電圧補正指令値を生成する
第７の演算手段と、電圧指令値及び周波数指令値を入力
し前記インバータ回路を駆動するＰＷＭ信号を出力する
ＰＷＭ信号発生器と、このＰＷＭ信号発生器の電圧指令
値及び周波数指令値を前記第２の演算手段からの電圧補
正指令値及び前記第４の演算手段からの周波数指令とす
る場合と前記第７の演算手段からの電圧指令値及び前記
第５の演算手段からの周波数指令値とする場合とに切り
換える切換手段と、を備えたものである。
【００２４】又、前記１／２Ｖ（ＤＣ）検出回路と、前
記第１の演算手段と、前記第２の演算手段と、前記第２
の演算手段からの指令に基づいてＰＷＭ信号を生成する
ＰＷＭ信号発生器と、を前記インバータ回路の上アーム
スイッチング素子と下アームスイッチング素子とにそれ
ぞれ独立して備えたものである。
【００２５】又、前記インバータ回路の出力の相を単位
として、前記１／２Ｖ（ＤＣ）検出回路と、前記電圧指
令値設定手段と、前記第１の演算手段と、前記第２の演
算手段と、前記ＰＷＭ信号発生器と、前記上アームスイ
ッチング素子と、前記下アームスイッチング素子と、を
一つのモジュールとしたものである。
【００２６】又、電圧形インバータ装置の制御方法にお
いては、直流電圧を発生する直流電源の両端に接続さ
れ、この直流電圧を所定の電圧と周波数とを有する交流
電圧に変換するインバータ回路を備えた電圧形インバー
タ装置の制御方法において、前記直流電源の一端と前記
インバータ回路の出力との間の電圧を検出し、この検出
した検出電圧と前記インバータ回路の出力の電圧を指令
する電圧指令値とから誤差電圧を生成し、この誤差電圧
と前記電圧指令値とから電圧補正指令値を生成するもの
である。
【００２７】又、前記検出電圧、電圧指令値、及び誤差
電圧はパルス信号であるものである。
【００２８】又、前記誤差電圧のパルス波形は、前記電
圧指令値のパルス波形と前記検出電圧のパルス波形とを
瞬時的に比較し、両パルス波形が発生する偏差をなくす
ように生成されるものである。
【００２９】又、前記電圧補正指令値と前記インバータ
回路の出力の周波数を指令する周波数指令値とから前記
インバータ回路を駆動するＰＷＭ信号を生成するもので
ある。
【００３０】又、前記インバータ回路に接続される誘導
電動機に供給される交流電流と前記検出電圧とから前記
誘導電動機のすべり周波数推定値を生成し、前記電圧指
令値と所定の関係を有して変化する周波数指令を生成
し、この周波数指令と前記すべり周波数推定値とから補
正指令周波数を生成し、この補正指令周波数に基づいて
前記インバータ回路を駆動するＰＷＭ信号を生成するも
のである。
【００３１】又、前記電圧指令値と所定の関係を有して
変化する第１の周波数指令を生成すると共に、外部から
設定される周波数指令値と所定の関係を有して変化する
第２の電圧指令値を生成し、前記インバータ回路を駆動
するＰＷＭ信号を前記電圧補正指令値と前記第１の周波
数指令とに基づいて生成する場合と、前記外部から設定
される周波数指令値と前記第２の電圧指令値とに基づい
て生成する場合とに切り換えるものである。
【００３２】更に、前記電圧指令値と所定の関係を有し
て変化する周波数指令を生成し、前記インバータ回路に
接続される誘導電動機に供給される交流電流と前記検出
電圧とから前記誘導電動機のすべり周波数推定値及び前
記誘導電動機への二次入力を生成し、前記すべり周波数
推定値と前記電圧指令値と所定の関係を有して変化する
周波数指令とから第１の補正指令周波数を生成すると共
に、前記外部から設定される周波数指令値と前記すべり
周波数推定値とから第２の補正指令周波数を生成し、こ
の第２の補正指令周波数と所定の関係を有して変化する
電圧指令を生成し、前記誘導電動機への二次入力から電
圧補正値を生成し、この電圧補正値と前記第２の補正指
令周波数からの前記電圧指令とから第２の電圧補正指令
値を生成し、前記インバータ回路を駆動するＰＷＭ信号
を前記電圧補正指令値と前記第１の補正指令周波数とに
基づいて生成する場合と、前記第２の電圧補正指令値と
前記第２の補正指令周波数とに基づいて生成する場合と
に切り換えるものである。
【００３３】そして、前記インバータ回路の上アームス
イッチング素子と下アームスイッチング素子のそれぞれ
に対して、前記直流電源の一端と前記インバータ回路の
出力との間の電圧を検出し、これらの検出した検出電圧
とそれに対応する前記上アームスイッチング素子と下ア
ームスイッチング素子のそれぞれに指令される電圧指令
値とからそれぞれ誤差電圧を生成し、これらの誤差電圧
と前記電圧指令値とからそれぞれのスイッチング素子に
対応する電圧補正指令値を生成するものである。
【００３４】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．図１〜図５に基づいて、この発明の一つ
の実施の形態を説明する。図１は、電圧設定指令を入力
して電圧と周波数を制御する電圧形インバータ装置の制
御回路のブロック図である。図において従来例と同一符
号は同一又は相当部分を示し、３０はインバータ回路４
の出力電圧の指令値である電圧指令値Ｖ（＊）を入力す
る信号入力端子である。ここで、電圧指令値Ｖ（＊）は
外部に設けられた電圧指令値の設定手段２９から与えら
れる。
【００３５】３１はインバータ回路４の各出力線とコン
デンサ３の負極端子Ｎとの間の電圧を検出する１／２Ｖ
（ＤＣ）検出回路、３２は電圧指令値Ｖ（＊）と１／２
Ｖ（ＤＣ）検出回路３１で検出した検出出力電圧Ｖとを
比較して誤差電圧ΔＶを生成する減算器、３３は電圧指
令値Ｖ（＊）と誤差電圧ΔＶとを加算して電圧補正指令
値Ｖ１（＊）を生成する加算器である。
【００３６】ここで、電圧指令値Ｖ（＊）、１／２Ｖ
（ＤＣ）検出回路３１の検出出力電圧Ｖ、及び電圧補正
指令値Ｖ１（＊）の波形及び互いの関係を図２に示す。
電圧指令値Ｖ（＊）は基準となるＰＷＭ信号であり、１
／２Ｖ（ＤＣ）検出回路３１の検出出力電圧ＶもＰＷＭ
信号となっている。図２においては、検出出力電圧Ｖが
電圧指令値Ｖ（＊）に対してΔｔだけ遅れているので、
その分だけ誤差電圧が発生している。そこで、この誤差
電圧を補正するために電圧指令値Ｖ（＊）に対してΔｔ
だけ進めた電圧補正指令値Ｖ１（＊）を発生させる。即
ち、電圧指令値Ｖ（＊）と１／２Ｖ（ＤＣ）検出回路３
１の検出出力電圧Ｖとを瞬時比較して偏差をゼロにする
ものである。
【００３７】従って、図１において、誘導電動機５の負
荷変動等によりインバータ回路４の出力電圧が低下した
場合には、１／２Ｖ（ＤＣ）検出回路３１の検出出力電
圧Ｖと電圧指令値Ｖ（＊）とから作られる誤差電圧ΔＶ
が増加し、これに応じて電圧補正指令値Ｖ１（＊）（Ｖ
１（＊）＝Ｖ＋ΔＶ）が大きくなり、１／２Ｖ（ＤＣ）
検出回路３１の検出出力電圧Ｖが一定となるように制御
される。ここで、ＰＷＭ信号発生器１２へのもう一つの
入力信号である周波数指令値Ｆ（＊）については、図５
に示すように周波数指令値Ｆ（＊）と電圧指令値Ｖ
（＊）との間に所定の関係を持たせることにより可変電
圧可変周波数インバータ装置とすることもできる。ここ
で、１７は電圧指令値Ｖ（＊）を入力して周波数指令値
Ｆ（＊）を出力するＶ／Ｆ演算器である。又周波数指令
値Ｆ（＊）を一定値とすれば一定電圧一定周波数インバ
ータ装置とすることもできる。
【００３８】次に、１／２Ｖ（ＤＣ）検出回路３１の構
成と動作を、図３と図４に基づいて詳細に説明する。こ
こではＵ相の一相分に対する１／２Ｖ（ＤＣ）検出回路
３１により説明する。３４はインバータ回路４のＵ相出
力線に接続される検出端子、３５はコンデンサ３の負極
端子Ｎに接続される検出端子、４０はこれらの検出端子
３４、３５の両端に接続されてＵ相出力電圧を検出する
フォトカプラである。
【００３９】４１、４２はフォトカプラ４０の一次側に
接続されフォトカプラ４０に流れ込む電流を制限する抵
抗、４３はノイズによる誤動作を防止するコンデンサ、
４４はフォトカプラ４０に逆電圧がかからないようにす
るためのダイオードである。ここで、抵抗４１、４２は
抵抗の発熱やサージ電圧を分担して集中するのを防ぐた
めに２つに分けられている。４５はフォトカプラ４０の
二次側に接続されて信号出力端子３６に出力電圧帰還信
号Ｕ（ＦＢ）を生成するスイッチングトランジスタ、４
６はスイッチングトランジスタ４５に流入する電流を制
限する抵抗、４７はスイッチングトランジスタ４５のバ
イアス抵抗である。
【００４０】この検出回路は、検出端子３５のＮ点電位
を基準として、検出端子３４のＵ相電圧を＋Ｖ（ＤＣ）
／２又は−Ｖ（ＤＣ）／２として出力するので、１／２
Ｖ（ＤＣ）検出回路と呼ばれている。今、検出端子３４
の電圧が＋Ｖ（ＤＣ）／２になると、フォトカプラ４０
の一次側に電流が流れてフォトカプラ４０がオンし、二
次側に電流を流す。そして、スイッチングトランジスタ
４５がオンし信号出力端子３６の出力電圧帰還信号Ｕ
（ＦＢ）はＬレベルになる。逆に、検出端子３４の電圧
が−Ｖ（ＤＣ）／２になると、フォトカプラ４０の一次
側に電流が流れないので、フォトカプラ４０がオンせ
ず、二次側に電流を流さない。従って、スイッチングト
ランジスタ４５はオンせず、信号出力端子３６の出力電
圧帰還信号Ｕ（ＦＢ）はＨレベルになる。
【００４１】このように、Ｕ相端子が＋Ｖ（ＤＣ）／２
を出力しているときは、信号出力端子３６の出力電圧帰
還信号Ｕ（ＦＢ）はＬレベルとなり、Ｕ相端子が−Ｖ
（ＤＣ）／２を出力しているときは、信号出力端子３６
の出力電圧帰還信号Ｕ（ＦＢ）はＨレベルとなって、Ｕ
相の出力電圧を検出することができる。
【００４２】以上の説明では、１／２Ｖ（ＤＣ）検出回
路３１はコンデンサ３の負極端子Ｎとインバータ回路４
の各出力線との間の電圧を検出していたが、コンデンサ
３の正極端子Ｐとインバータ回路４の各出力線との間の
電圧を検出してもよい。但し、その場合は検出電圧の極
性が逆になる点を考慮する必要がある。
【００４３】以上説明したように、この実施の形態によ
れば、周波数指令値を与えて電圧指令値を演算によって
求めるのではなく、直接に電圧指令値を与えるので、検
出電圧を指令値通りに正確に制御することが簡単にでき
る。又、１／２Ｖ（ＤＣ）検出回路を用いて、出力電圧
帰還信号Ｕ（ＦＢ）をオン・オフのパルス信号に構成
し、この出力電圧帰還信号Ｕ（ＦＢ）とＰＷＭ基準信号
である電圧指令値（Ｖ（＊））との偏差（Δｔ）に基づ
いてパルス幅変調するようにしたので、インバータ回路
４の出力電圧を正確に指令電圧に追従させることができ
る。従って、インバータ回路４の出力に正確に何ボルト
必要であるという定電圧制御を必要とする用途に対して
極めて精度の高い制御を提供することができる。
【００４４】実施の形態２．この発明の他の実施の形態
を図６及び図７に基づいて説明する。図６は、上アーム
のスイッチング素子と下アームのスイッチング素子を一
組としてまとめ、それぞれのスイッチング素子に前述の
実施の形態１で詳述した出力電圧制御を適用し、上下直
列に接続されたスイッチング素子と１／２Ｖ（ＤＣ）検
出回路を用いた電圧制御回路を組み込んだインバータ部
ユニットとしての回路構成を示す。
【００４５】図において、従来例又は実施の形態１と同
一符号は同一又は相当部分を示し、５０はダイオードを
逆並列に接続した上アームスイッチング素子、５１はダ
イオードを逆並列に接続した下アームスイッチング素
子、５２は上アームスイッチング素子の電圧指令値ＶＰ
（＊）の入力端子、５３は下アームスイッチング素子の
電圧指令値ＶＮ（＊）の入力端子、５４は正極端子Ｐ、
５５は負極端子Ｎ、５６はＵ相出力端子である。
【００４６】図７はＰＷＭ指令値又は電圧補正指令値
（Ｖ１Ｐ（＊））、電圧指令値（ＶＰ（＊））、電圧指
令値（ＶＮ（＊））、及びＵ相端子電圧（Ｖ（Ｕ））の
関係を示すタイムチャートであり、図７（ａ）はインバ
ータ回路４で制御される誘導電動機５が力行状態の場
合、又図７（ｂ）は回生状態の場合を示すものである。
【００４７】図６の回路において、一般に実際のインバ
ータでは理想的なＰＷＭ信号の波形通りにスイッチング
素子５０、５１をオン、オフさせることはできない。そ
こで上下アームが短絡を生じないように、電圧指令値Ｖ
Ｐ（＊）又は電圧指令値ＶＮ（＊）のどちらか一方がオ
フした後に、所定の時間をおいて他方の電圧指令値をオ
ンさせるようにしている。この所定の時間を上下アーム
短絡防止時間と呼び、Ｔｄで表わしている。
【００４８】例えば、図７（ａ）の力行状態の場合につ
いて見ると、電流はＵ相出力端子５６から誘導電動機５
へ向かって流れている。そこで、時刻ｔ１で電圧指令値
（ＶＰ（＊））がオフして上アームスイッチング素子５
０がオフすると、上アームスイッチング素子５０の逆並
列ダイオードがオンする。そしてＴｄ時間後に時刻ｔ２
で電圧指令値（ＶＮ（＊））がオンして下アームスイッ
チング素子５１がオンする。この時にはＵ相端子電圧Ｖ
（Ｕ）はＶＮとなっており、ＰＷＭ指令値がオフ状態で
あるのと同じであるので誤差電圧は発生しない。
【００４９】次に、時刻ｔ３でＰＷＭ指令値がオフし
て、電圧指令値（ＶＮ（＊））がオフし下アームスイッ
チング素子５１がオフすると、下アームスイッチング素
子５１の逆並列ダイオードがオンする。それからＴｄ時
間後の時刻ｔ４で電圧指令値（ＶＰ（＊））がオンして
上アームスイッチング素子５０がオンする。そして、Ｕ
相端子電圧Ｖ（Ｕ）も時刻ｔ４でＶＰとなる。従って、
時刻ｔ３〜ｔ４の間においては、ＰＷＭ指令値とＵ相端
子電圧Ｖ（Ｕ）とが異なり誤差電圧が発生し実際の電圧
は低下してしまうことになる。又図７（ｂ）の回生状態
の場合においても、同様にして時刻ｔ３〜ｔ４の間にお
いて誤差電圧が発生し、この場合には図からも明らかな
ように実際の電圧は上昇してしまうこととなる。
【００５０】そこで、図６に示すように、上アームスイ
ッチング素子５０と下アームスイッチング素子５１との
それぞれに対して、１／２Ｖ（ＤＣ）検出回路３１、減
算器３２、加算器３３、及びＰＷＭ信号発生器１２を設
ける。そして、上アームスイッチング素子５０に対して
は、１／２Ｖ（ＤＣ）検出回路３１で正極端子Ｐ５４と
Ｕ相出力端子５６との間の電圧を検出し、減算器３２で
電圧指令値（ＶＰ（＊））と検出電圧との誤差電圧を生
成し、更に、加算器３３でこの誤差電圧と電圧指令値
（ＶＰ（＊））とを加え合わせて、電圧補正指令値（Ｖ
１Ｐ（＊））を生成し、これをＰＷＭ信号発生器１２の
ＰＷＭ指令値とする。
【００５１】一方、下アームスイッチング素子５１に対
しても、１／２Ｖ（ＤＣ）検出回路３１で負極端子Ｎ５
５とＵ相出力端子５６との間の電圧を検出し、減算器３
２で電圧指令値（ＶＮ（＊））と検出電圧との誤差電圧
を生成し、更に、加算器３３でこの誤差電圧と電圧指令
値（ＶＮ（＊））とを加え合わせて、電圧補正指令値
（Ｖ１Ｎ（＊））を生成し、これをＰＷＭ信号発生器１
２のＰＷＭ指令値とする。
【００５２】このようにして生成された電圧補正指令値
（Ｖ１Ｐ（＊））は、図７（ａ）、（ｂ）に示すよう
に、Ｔｄ時間分だけ補正される。即ち、ＰＷＭ指令値通
りの出力電圧を得ることができることになる。又電圧補
正指令値（Ｖ１Ｎ（＊））についても、電圧補正指令値
（Ｖ１Ｐ（＊））の場合と同様に補正され、ＰＷＭ指令
値通りの出力電圧を得ることができることになる。
【００５３】以上説明したように、この実施の形態によ
れば、上アームスイッチング素子５０と下アームスイッ
チング素子５１とのそれぞれに対して、１／２Ｖ（Ｄ
Ｃ）検出回路３１、減算器３２、加算器３３、及びＰＷ
Ｍ信号発生器１２を設け、それぞれのスイッチング素子
を独立に制御しているので、上下アーム短絡防止時間や
主回路スイッチング素子のオン電圧の影響を補正して、
出力電圧を指令値通りに正確に制御することができる。
【００５４】又、図６に示すように、上下アームスイッ
チング素子を相単位で一つのペアとして１／２Ｖ（Ｄ
Ｃ）検出回路３１、減算器３２、加算器３３、及びＰＷ
Ｍ信号発生器１２を含めてモジュール化することによ
り、電圧形インバータ装置の制御回路の構成を簡略化し
かつ正確な出力電圧制御を得ることができる。
【００５５】実施の形態３．この発明の他の実施の形態
を図８及び図９に基づいて説明する。図８に示す実施の
形態では、信号入力端子３０から入力される電圧指令値
Ｖ（＊）は誘導電動機５の周波数指令に対応する電圧指
令ではなく、誘導電動機５の速度指令に対応する電圧指
令である。図において、従来例又は実施の形態１、２と
同一符号は同一又は相当部分を示し、３７はすべり推定
器９からのすべり周波数推定値ＦｓとＶ／Ｆ演算器１７
によって生成される電圧指令値Ｖ（＊）に対応する指令
周波数Ｆ（＊）とを加え合わせて補正指令周波数Ｆ１
（＊）を生成する加算器である。
【００５６】すべり推定器９は、ホールＣＴ７により検
出されたインバータ回路４の出力線電流Ｉ（Ｕ）、Ｉ
（Ｗ）と１／２Ｖ（ＤＣ）検出回路３１により検出され
た検出出力電圧Ｖ（ＵＮ）、Ｖ（ＶＮ）、Ｖ（ＷＮ）と
を入力して、すべり周波数推定値Ｆｓを生成する。一
方、信号入力端子３０から入力された電圧指令値Ｖ
（＊）は１／２Ｖ（ＤＣ）検出回路３１により検出され
た検出出力電圧Ｖと比較され、減算器３２で誤差電圧Δ
Ｖを生成し、加算器３３で、電圧指令値Ｖ（＊）と誤差
電圧ΔＶとにより電圧補正指令値Ｖ１（＊）が生成さ
れ、ＰＷＭ信号発生器１２へ入力される。
【００５７】又、Ｖ／Ｆ演算器１７からの指令周波数Ｆ
（＊）は、すべり推定器９により生成されたすべり周波
数推定値Ｆｓと加え合わせられ、補正指令周波数Ｆ１
（＊）としてＰＷＭ信号発生器１２へ入力される。そし
て、このＰＷＭ信号発生器１２からのＰＷＭ信号によ
り、インバータ回路４が指令された電圧と周波数を出力
するように、インバータ回路４をパルス幅変調すること
になる。
【００５８】一方、図９に示す制御方式では、すべり推
定器９からのすべり周波数推定値ＦｓはＶ／Ｆ演算器１
７からの指令周波数Ｆ（＊）に加え合わされて補正指令
周波数Ｆ１（＊）を生成すると共に、Ｆ／Ｖ演算器１１
によりすべり周波数推定値Ｆｓに対応する電圧補正値Ｖ
ｓを生成し、この電圧補正値Ｖｓに電圧指令値Ｖ（＊）
を加えたものを電圧補正指令値Ｖ１（＊）としてＰＷＭ
信号発生器１２へ入力している例である。
【００５９】従って、この実施の形態によれば、インバ
ータ回路４の出力電圧を電圧指令値Ｖ（＊）に正確に追
従させることができると共に、誘導電動機５の負荷の増
減に伴うすべりの変化をも補正し、誘導電動機５の速度
を正確に制御することができる。
【００６０】実施の形態４．この発明の他の実施の形態
を図１０に基づいて説明する。この実施の形態は電圧指
令値入力方式と周波数指令値方式とを切替えることので
きる電圧形インバータ装置の制御回路の例を示すもので
ある。図において、従来例又は実施の形態１〜３と同一
符号は同一又は相当部分を示し、ＳＷ１〜ＳＷ４は電圧
指令値入力方式と周波数指令値方式とを切替える切替え
スイッチである。
【００６１】周波数指令値方式を選択する場合には、切
替えスイッチＳＷ１〜ＳＷ４を図９に示されている状態
にする。そして、信号入力端子１０から入力された周波
数指令値Ｆ（＊）は、周波数指令Ｆ（＊）として直接Ｐ
ＷＭ信号発生器１２へ入力されるものと、第４の演算手
段であるＦ／Ｖ演算器１１を介して周波数指令Ｆ（＊）
に対応する電圧指令Ｖ（＊）に変換されてＰＷＭ信号発
生器１２へ入力されるものとにわかれる。そして、ＰＷ
Ｍ信号発生器１２は、これらの周波数指令Ｆ（＊）と電
圧指令Ｖ（＊）とに基づいてインバータ回路４を制御す
ることになる。
【００６２】一方、電圧指令値入力方式を選択すると、
切替えスイッチＳＷ１〜ＳＷ４は図１０に示されている
矢印の方向に動かされた状態にされる。そして、信号入
力端子３０から入力された電圧指令値Ｖ（＊）は、第１
の演算手段である減算器３２で１／２Ｖ（ＤＣ）検出回
路３１により検出された検出出力電圧Ｖと比較され、更
に、減算器３２で生成された誤差電圧ΔＶと第２の演算
手段である加算器３３で加算され、電圧補正指令値Ｖ１
（＊）が生成されてＰＷＭ信号発生器１２へ入力され
る。一方、電圧指令値Ｖ（＊）は第３の演算手段である
Ｖ／Ｆ演算器１７へも入力され、そこで電圧指令値Ｖ
（＊）に対応する周波数指令Ｆ（＊）が生成されてＰＷ
Ｍ信号発生器１２へ入力される。そして、ＰＷＭ信号発
生器１２は、これらの周波数指令Ｆ（＊）と電圧指令Ｖ
（＊）とに基づいてインバータ回路４を制御することに
なる。
【００６３】このように、この実施の形態によれば、切
替えスイッチにより電圧指令値入力方式と周波数指令値
方式とを切替えることができ、電圧形インバータ装置を
採用するシステムがどちらの方式を用いた方が好ましい
かに応じて自由に選択でき、極めて柔軟性の高い電圧形
インバータ装置を提供することができる。
【００６４】実施の形態５．この発明の更に他の実施の
形態を図１１に基づいて説明する。この実施の形態は電
圧指令値入力方式と周波数指令値方式とを切替えること
のできる電圧形インバータ装置の制御回路の他の例で、
信号入力端子３０から入力される電圧指令値Ｖ*は誘導
電動機５の速度指令に対応する電圧指令であり、又信号
入力端子１０から入力される指令値は回転数指令値Ｆｒ
（＊）の場合を示すものである。図において、従来例又
は実施の形態１〜３と同一符号は同一又は相当部分を示
し、ＳＷ５〜ＳＷ９は電圧指令値入力方式と周波数指令
値方式（回転数指令値を含む。）とを切替える切替えス
イッチである。
【００６５】周波数指令値方式を選択する場合には、切
替えスイッチＳＷ５〜ＳＷ９を図１１に示されている状
態にする。そして、信号入力端子１０から入力された回
転数指令値Ｆｒ（＊）は、第５の演算手段である加算器
１５で、すべり推定器９で生成されたすべり周波数推定
値Ｆｓと加算され、周波数指令Ｆ（＊）が生成されてＰ
ＷＭ信号発生器１２へ入力される。一方、第６の演算手
段であるＦ／Ｖ演算器１１では、加算器１５で生成され
た周波数指令Ｆ（＊）に基づいて、周波数指令Ｆ（＊）
に対応した電圧指令Ｖ（＊）を生成し、これにすべり推
定器９からの出力である二次入力Ｐ２に基づいて電圧補
正量決定器１４が生成した出力電圧補正値ΔＶ１を、第
７の演算手段である加算器１６で加算して電圧補正指令
値Ｖ１（＊）を生成し、ＰＷＭ信号発生器１２へ入力す
る。そして、ＰＷＭ信号発生器１２は、これらの周波数
指令Ｆ（＊）と電圧補正指令値Ｖ１（＊）とに基づいて
インバータ回路４を制御することになる。
【００６６】一方、電圧指令値入力方式を選択すると、
切替えスイッチＳＷ５〜ＳＷ９は図１１に示されている
矢印の方向に動かされた状態にされる。そして、信号入
力端子３０から入力された電圧指令値Ｖ（＊）は、第３
の演算手段であるＶ／Ｆ演算器１７で電圧指令値Ｖ
（＊）に対応した周波数指令Ｆ（＊）に変換され、第４
の演算手段である加算器３７ですべり推定器９からのす
べり周波数推定値Ｆｓと加算されて補正指令周波数Ｆ１
（＊）となり、ＰＷＭ信号発生器１２へ入力される。
【００６７】又この電圧指令値Ｖ（＊）は、第１の演算
手段である減算器３２で１／２Ｖ（ＤＣ）検出回路３１
により検出された検出出力電圧Ｖと比較され、更に、減
算器３２で生成された誤差電圧ΔＶと第２の演算手段で
ある加算器３３で加算され、電圧補正指令値Ｖ１（＊）
が生成されてＰＷＭ信号発生器１２へ入力される。そし
て、ＰＷＭ信号発生器１２は、これらの補正指令周波数
Ｆ１（＊）と電圧補正指令値Ｖ１（＊）とに基づいてイ
ンバータ回路４を制御することになる。
【００６８】このように、この実施の形態によれば、誘
導電動機５の負荷の増減に伴うすべりの変化をも補正
し、誘導電動機５の速度を正確に制御するシステムにお
いても、切替えスイッチにより電圧指令値入力方式と周
波数指令値方式とを切替えることができ、電圧形インバ
ータ装置を採用するシステムがどちらの方式を用いた方
が好ましいかに応じて自由に選択でき、極めて柔軟性の
高い電圧形インバータ装置を提供することができる。
【００６９】
【発明の効果】この発明は、以上説明したように構成さ
れているので、以下に記載されるような効果を奏する。
【００７０】直流電圧を発生する直流電源の両端に接続
され、この直流電圧を所定の電圧と周波数とを有する交
流電圧に変換するインバータ回路を備えた電圧形インバ
ータ装置において、前記直流電源の一端と前記インバー
タ回路の出力との間の電圧を検出する１／２Ｖ（ＤＣ）
検出回路と、前記インバータ回路の出力の電圧を指令す
る電圧指令値設定手段と、この電圧指令値設定手段から
の電圧指令値と前記１／２Ｖ（ＤＣ）検出回路からの検
出電圧を入力し誤差電圧を出力する第１の演算手段と、
この第１の演算手段からの誤差電圧と前記電圧指令値設
定手段からの電圧指令値を入力し電圧補正指令値を出力
する第２の演算手段と、を備えたので、直接電圧指令値
を与えて制御することになり、インバータ回路の出力電
圧を正確に指令電圧に追従させることのできる効果があ
る。
【００７１】又、前記第１の演算手段は、前記電圧指令
値設定手段からのパルス信号の電圧指令値と前記１／２
Ｖ（ＤＣ）検出回路からのパルス信号の検出電圧を入力
しパルス信号の誤差電圧を出力するので、電圧指令値と
検出電圧とをディジタル的に比較して誤差電圧を生成す
ることになり、インバータ回路の出力電圧を正確に指令
電圧に追従させることのできる効果がある。
【００７２】又、前記第１の演算手段が出力する誤差電
圧のパルス波形は、前記電圧指令値設定手段からの電圧
指令値のパルス波形と前記１／２Ｖ（ＤＣ）検出回路か
らの検出電圧のパルス波形とを瞬時的に比較し、両パル
ス波形が発生する偏差をなくすように生成されるので、
応答性良く偏差を無くすことになり、インバータ回路の
出力電圧を正確に指令電圧に追従させることのできる効
果がある。
【００７３】又、前記第２の演算手段からの電圧補正指
令値と前記インバータ回路の出力の周波数を指令する周
波数指令値とを入力し前記インバータ回路を駆動するＰ
ＷＭ信号を出力するＰＷＭ信号発生器と、を備えたの
で、インバータ回路のスイッチング素子をＰＷＭ制御す
ることになり、インバータ回路の出力電圧と出力周波数
とを所望の値に正確に制御することのできる効果があ
る。
【００７４】又、前記ＰＷＭ信号発生器へ入力される前
記周波数指令値は一定の周波数指令であるので、インバ
ータ回路の出力周波数を一定値に保ったままインバータ
回路の出力電圧を所望の値に正確に制御することにな
り、精度の高い定周波定電圧電源を得ることのできる効
果がある。
【００７５】又、前記ＰＷＭ信号発生器へ入力される前
記周波数指令値は前記電圧指令値設定手段からの電圧指
令値と所定の関係を有して変化する周波数指令であるの
で、インバータ回路の出力周波数をその出力電圧と所定
の関係を保ったままその出力電圧を所望の値に正確に制
御することになり、精度の高い可変周波可変電圧電源を
得ることのできる効果がある。
【００７６】又、前記インバータ回路に接続される誘導
電動機に供給される交流電流と前記１／２Ｖ（ＤＣ）検
出回路からの検出電圧とを入力し前記誘導電動機のすべ
り周波数推定値を生成するすべり推定器と、前記電圧指
令値設定手段からの電圧指令値を入力しこの電圧指令値
と所定の関係を有して変化する周波数指令を生成する第
３の演算手段と、この第３の演算手段からの周波数指令
と前記すべり推定器からのすべり周波数推定値とを入力
し補正指令周波数を生成する第４の演算手段と、を備
え、前記補正指令周波数を前記ＰＷＭ信号発生器の周波
数指令値としたので、誘導電動機の負荷の変化に伴うす
べりの変化を考慮して指令周波数を生成することにな
り、インバータ回路の出力電圧を所望の値に正確に制御
すると共に誘導電動機の速度をも正確に制御することの
できる効果がある。
【００７７】又、前記電圧指令値設定手段からの電圧指
令値を入力しこの電圧指令値と所定の関係を有して変化
する周波数指令を出力する第３の演算手段と、外部から
設定される周波数指令値を入力しこの周波数指令値と所
定の関係を有して変化する電圧指令値を生成する第４の
演算手段と、電圧指令値及び周波数指令値を入力し前記
インバータ回路を駆動するＰＷＭ信号を出力するＰＷＭ
信号発生器と、このＰＷＭ信号発生器の電圧指令値及び
周波数指令値を前記第２の演算手段からの電圧補正指令
値及び前記第３の演算手段からの周波数指令とする場合
と前記第４の演算手段からの電圧指令値及び前記外部か
らの周波数指令値とする場合とに切り換える切換手段
と、を備えたので、電圧指令値入力方式と周波数指令値
方式とを切り換えることになり、必要に応じて最適な方
式を採用することのできる柔軟性の高い電圧形インバー
タ装置を提供できる効果がある。
【００７８】又、前記電圧指令値設定手段からの電圧指
令値を入力しこの電圧指令値と所定の関係を有して変化
する周波数指令を出力する第３の演算手段と、前記イン
バータ回路に接続される誘導電動機に供給される交流電
流と前記１／２Ｖ（ＤＣ）検出回路からの検出電圧とを
入力し前記誘導電動機のすべり周波数推定値及び前記誘
導電動機への二次入力を生成するすべり推定器と、この
すべり推定器からのすべり周波数推定値と前記第３の演
算手段からの周波数指令とを入力し補正指令周波数を生
成する第４の演算手段と、前記外部から設定される周波
数指令値と前記すべり推定器からのすべり周波数推定値
とを入力し周波数指令を生成する第５の演算手段と、こ
の第５の演算手段からの周波数指令を入力しこの周波数
指令と所定の関係を有して変化する電圧指令を出力する
第６の演算手段と、前記すべり推定器からの二次入力を
入力し電圧補正値を生成する電圧補正量決定器と、この
電圧補正量決定器からの電圧補正値と前記第６の演算手
段からの電圧指令とを入力し電圧補正指令値を生成する
第７の演算手段と、電圧指令値及び周波数指令値を入力
し前記インバータ回路を駆動するＰＷＭ信号を出力する
ＰＷＭ信号発生器と、このＰＷＭ信号発生器の電圧指令
値及び周波数指令値を前記第２の演算手段からの電圧補
正指令値及び前記第４の演算手段からの周波数指令とす
る場合と前記第７の演算手段からの電圧指令値及び前記
第５の演算手段からの周波数指令値とする場合とに切り
換える切換手段と、を備えたので、電圧指令値入力方式
と周波数指令値方式とを切り換えることになり、必要に
応じて最適な方式を採用することのできる柔軟性が高く
かつ誘導電動機の速度を正確に制御できる電圧形インバ
ータ装置を提供できる効果がある。
【００７９】又、前記１／２Ｖ（ＤＣ）検出回路と、前
記第１の演算手段と、前記第２の演算手段と、前記第２
の演算手段からの指令に基づいてＰＷＭ信号を生成する
ＰＷＭ信号発生器と、を前記インバータ回路の上アーム
スイッチング素子と下アームスイッチング素子とにそれ
ぞれ独立して備えたので、上アームスイッチング素子の
電圧と下アームスイッチング素子の電圧とをそれぞれ独
立に制御することになり、上下アーム短絡防止時間や主
回路スイッチング素子のオン電圧の影響を補正してイン
バータ回路の出力電圧を極めて正確に制御できる効果が
ある。
【００８０】又、前記インバータ回路の出力の相を単位
として、前記１／２Ｖ（ＤＣ）検出回路と、前記第１の
演算手段と、前記第２の演算手段と、前記ＰＷＭ信号発
生器と、前記上アームスイッチング素子と、前記下アー
ムスイッチング素子と、を一つのモジュールとしたの
で、電圧形インバータ装置の制御回路の構成を簡略化す
ることになり、インバータ回路の出力電圧を信頼性を高
くかつ正確に制御できる効果がある。
【００８１】又、直流電圧を発生する直流電源の両端に
接続され、この直流電圧を所定の電圧と周波数とを有す
る交流電圧に変換するインバータ回路を備えた電圧形イ
ンバータ装置の制御方法において、前記直流電源の一端
と前記インバータ回路の出力との間の電圧を検出し、こ
の検出した検出電圧と前記インバータ回路の出力の電圧
を指令する電圧指令値とから誤差電圧を生成し、この誤
差電圧と前記電圧指令値とから電圧補正指令値を生成す
るので、直接電圧指令値を与えて制御することになり、
インバータ回路の出力電圧を正確に指令電圧に追従させ
ることのできる効果がある。
【００８２】又、前記検出電圧、電圧指令値、及び誤差
電圧はパルス信号であるので、電圧指令値と検出電圧と
をディジタル的に比較して誤差電圧を生成することにな
り、インバータ回路の出力電圧を正確に指令電圧に追従
させることのできる効果がある。
【００８３】又、前記誤差電圧のパルス波形は、前記電
圧指令値のパルス波形と前記検出電圧のパルス波形とを
瞬時的に比較し、両パルス波形が発生する偏差をなくす
ように生成されるので、応答性良く偏差を無くすことに
なり、インバータ回路の出力電圧を正確に指令電圧に追
従させることのできる効果がある。
【００８４】又、前記電圧補正指令値と前記インバータ
回路の出力の周波数を指令する周波数指令値とから前記
インバータ回路を駆動するＰＷＭ信号を生成するので、
インバータ回路のスイッチング素子をＰＷＭ制御するこ
とになり、インバータ回路の出力電圧と出力周波数とを
所望の値に正確に制御することのできる効果がある。
【００８５】又、前記インバータ回路に接続される誘導
電動機に供給される交流電流と前記検出電圧とから前記
誘導電動機のすべり周波数推定値を生成し、前記電圧指
令値と所定の関係を有して変化する周波数指令を生成
し、この周波数指令と前記すべり周波数推定値とから補
正指令周波数を生成し、この補正指令周波数に基づいて
前記インバータ回路を駆動するＰＷＭ信号を生成するの
で、誘導電動機の負荷の変化に伴うすべりの変化を考慮
して指令周波数を生成することになり、インバータ回路
の出力電圧を所望の値に正確に制御すると共に誘導電動
機の速度をも正確に制御することのできる効果がある。
【００８６】又、前記電圧指令値と所定の関係を有して
変化する第１の周波数指令を生成すると共に、外部から
設定される周波数指令値と所定の関係を有して変化する
第２の電圧指令値を生成し、前記インバータ回路を駆動
するＰＷＭ信号を前記電圧補正指令値と前記第１の周波
数指令とに基づいて生成する場合と、前記外部から設定
される周波数指令値と前記第２の電圧指令値とに基づい
て生成する場合とに切り換えるので、電圧指令値入力方
式と周波数指令値方式とを切り換えることになり、必要
に応じて最適な方式を採用することのできる柔軟性の高
い電圧形インバータ装置を提供できる効果がある。
【００８７】更に、前記電圧指令値と所定の関係を有し
て変化する周波数指令を生成し、前記インバータ回路に
接続される誘導電動機に供給される交流電流と前記検出
電圧とから前記誘導電動機のすべり周波数推定値及び前
記誘導電動機への二次入力を生成し、前記すべり周波数
推定値と前記電圧指令値と所定の関係を有して変化する
周波数指令とから第１の補正指令周波数を生成すると共
に、前記外部から設定される周波数指令値と前記すべり
周波数推定値とから第２の補正指令周波数を生成し、こ
の第２の補正指令周波数と所定の関係を有して変化する
電圧指令を生成し、前記誘導電動機への二次入力から電
圧補正値を生成し、この電圧補正値と前記第２の補正指
令周波数からの前記電圧指令とから第２の電圧補正指令
値を生成し、前記インバータ回路を駆動するＰＷＭ信号
を前記電圧補正指令値と前記第１の補正指令周波数とに
基づいて生成する場合と、前記第２の電圧補正指令値と
前記第２の補正指令周波数とに基づいて生成する場合と
に切り換えるので、電圧指令値入力方式と周波数指令値
方式とを切り換えることになり、必要に応じて最適な方
式を採用することのできる柔軟性が高くかつ誘導電動機
の速度を正確に制御できる電圧形インバータ装置を提供
できる効果がある。
【００８８】そして、前記インバータ回路の上アームス
イッチング素子と下アームスイッチング素子のそれぞれ
に対して、前記直流電源の一端と前記インバータ回路の
出力との間の電圧を検出し、これらの検出した検出電圧
とそれに対応する前記上アームスイッチング素子と下ア
ームスイッチング素子のそれぞれに指令される電圧指令
値とからそれぞれ誤差電圧を生成し、これらの誤差電圧
と前記電圧指令値とからそれぞれのスイッチング素子に
対応する電圧補正指令値を生成するので、上アームスイ
ッチング素子の電圧と下アームスイッチング素子の電圧
とをそれぞれ独立に制御することになり、上下アーム短
絡防止時間や主回路スイッチング素子のオン電圧の影響
を補正してインバータ回路の出力電圧を極めて正確に制
御できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１による電圧形インバ
ータ装置の制御回路のブロック図である。
【図２】 この発明の実施の形態１による電圧指令値、
検出出力電圧、電圧補正指令値の波形を示す説明図であ
る。
【図３】 この発明の実施の形態１による１／２Ｖ（Ｄ
Ｃ）検出回路の構成を示す説明図である。
【図４】 この発明の実施の形態１による１／２Ｖ（Ｄ
Ｃ）検出回路の動作を示す説明図である。
【図５】 この発明の実施の形態１による可変電圧可変
周波数インバータ装置のブロック図である。
【図６】 この発明の実施の形態２による上下アームス
イッチング素子と制御回路のモジュールを示すブロック
図である。
【図７】 この発明の実施の形態２によるＰＷＭ指令
値、電圧指令値、Ｕ相端子電圧のタイムチャートであ
る。
【図８】 この発明の実施の形態３によるすべり補正付
き可変電圧可変周波数インバータ装置のブロック図であ
る。
【図９】 この発明の実施の形態３による他のすべり補
正付き可変電圧可変周波数インバータ装置のブロック図
である。
【図１０】 この発明の実施の形態４による電圧指令値
入力方式と周波数指令値入力方式とを切り換える電圧形
インバータ装置のブロック図である。
【図１１】 この発明の実施の形態５による電圧指令値
入力方式と周波数指令値入力方式とを切り換えるすべり
補正付き電圧形インバータ装置のブロック図である。
【図１２】 従来の電圧形インバータ装置のブロック図
である。
【図１３】 従来の周波数指令値と電圧指令値の関係を
示すグラフである。
【図１４】 従来のすべり周波数制御付き電圧形インバ
ータ装置のブロック図である。
【図１５】 従来のすべり推定器の構成をを示すブロッ
ク図である。
【符号の説明】
３ 平滑コンデンサ、４ インバータ回路、５ 誘導電
動機、７ ホールＣＴ、９ すべり推定器、１１ Ｆ／
Ｖ演算器、１２ ＰＷＭ信号発生器、１４ 電圧補正量
決定器、１５ 加算器、１６ 加算器、１７ Ｖ／Ｆ演
算器、２９ 電圧指令値設定手段、３１ １／２Ｖ（Ｄ
Ｃ）検出回路、３２ 減算器、３３ 加算器、３７ 加
算器、５０ 上アームスイッチング素子、５１ 下アー
ムスイッチング素子。

Claims (19)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 直流電圧を発生する直流電源の両端に接
    続され、この直流電圧を所定の電圧と周波数とを有する
    交流電圧に変換するインバータ回路を備えた電圧形イン
    バータ装置において、前記直流電源の一端と前記インバ
    ータ回路の出力との間の電圧を検出する１／２Ｖ（Ｄ
    Ｃ）検出回路と、前記インバータ回路の出力の電圧を指
    令する電圧指令値設定手段と、この電圧指令値設定手段
    からの電圧指令値と前記１／２Ｖ（ＤＣ）検出回路から
    の検出電圧を入力し誤差電圧を出力する第１の演算手段
    と、この第１の演算手段からの誤差電圧と前記電圧指令
    値設定手段からの電圧指令値を入力し電圧補正指令値を
    出力する第２の演算手段と、を備えたことを特徴とする
    電圧形インバータ装置。
  2. 【請求項２】 前記第１の演算手段は、前記電圧指令値
    設定手段からのパルス信号の電圧指令値と前記１／２Ｖ
    （ＤＣ）検出回路からのパルス信号の検出電圧を入力し
    パルス信号の誤差電圧を出力することを特徴とする請求
    項１に記載の電圧形インバータ装置。
  3. 【請求項３】 前記第１の演算手段が出力する誤差電圧
    のパルス波形は、前記電圧指令値設定手段からの電圧指
    令値のパルス波形と前記１／２Ｖ（ＤＣ）検出回路から
    の検出電圧のパルス波形とを瞬時的に比較し、両パルス
    波形が発生する偏差をなくすように生成されることを特
    徴とする請求項２に記載の電圧形インバータ装置。
  4. 【請求項４】 前記第２の演算手段からの電圧補正指令
    値と前記インバータ回路の出力の周波数を指令する周波
    数指令値とを入力し前記インバータ回路を駆動するＰＷ
    Ｍ信号を出力するＰＷＭ信号発生器と、を備えたことを
    特徴とする請求項１、２又は３に記載の電圧形インバー
    タ装置。
  5. 【請求項５】 前記ＰＷＭ信号発生器へ入力される前記
    周波数指令値は一定の周波数指令であることを特徴とす
    る請求項４に記載の電圧形インバータ装置。
  6. 【請求項６】 前記ＰＷＭ信号発生器へ入力される前記
    周波数指令値は前記電圧指令値設定手段からの電圧指令
    値と所定の関係を有して変化する周波数指令であること
    を特徴とする請求項４に記載の電圧形インバータ装置。
  7. 【請求項７】 前記インバータ回路に接続される誘導電
    動機に供給される交流電流と前記１／２Ｖ（ＤＣ）検出
    回路からの検出電圧とを入力し前記誘導電動機のすべり
    周波数推定値を生成するすべり推定器と、前記電圧指令
    値設定手段からの電圧指令値を入力しこの電圧指令値と
    所定の関係を有して変化する周波数指令を生成する第３
    の演算手段と、この第３の演算手段からの周波数指令と
    前記すべり推定器からのすべり周波数推定値とを入力し
    補正指令周波数を生成する第４の演算手段と、を備え、
    前記補正指令周波数を前記ＰＷＭ信号発生器の周波数指
    令値としたことを特徴とする請求項４に記載の電圧形イ
    ンバータ装置。
  8. 【請求項８】 前記電圧指令値設定手段からの電圧指令
    値を入力しこの電圧指令値と所定の関係を有して変化す
    る周波数指令を出力する第３の演算手段と、外部から設
    定される周波数指令値を入力しこの周波数指令値と所定
    の関係を有して変化する電圧指令値を生成する第４の演
    算手段と、電圧指令値及び周波数指令値を入力し前記イ
    ンバータ回路を駆動するＰＷＭ信号を出力するＰＷＭ信
    号発生器と、このＰＷＭ信号発生器の電圧指令値及び周
    波数指令値を前記第２の演算手段からの電圧補正指令値
    及び前記第３の演算手段からの周波数指令とする場合と
    前記第４の演算手段からの電圧指令値及び前記外部から
    の周波数指令値とする場合とに切り換える切換手段と、
    を備えたことを特徴とする請求項１、２又は３に記載の
    電圧形インバータ装置。
  9. 【請求項９】 前記電圧指令値設定手段からの電圧指令
    値を入力しこの電圧指令値と所定の関係を有して変化す
    る周波数指令を出力する第３の演算手段と、前記インバ
    ータ回路に接続される誘導電動機に供給される交流電流
    と前記１／２Ｖ（ＤＣ）検出回路からの検出電圧とを入
    力し前記誘導電動機のすべり周波数推定値及び前記誘導
    電動機への二次入力を生成するすべり推定器と、このす
    べり推定器からのすべり周波数推定値と前記第３の演算
    手段からの周波数指令とを入力し補正指令周波数を生成
    する第４の演算手段と、前記外部から設定される周波数
    指令値と前記すべり推定器からのすべり周波数推定値と
    を入力し周波数指令を生成する第５の演算手段と、この
    第５の演算手段からの周波数指令を入力しこの周波数指
    令と所定の関係を有して変化する電圧指令を出力する第
    ６の演算手段と、前記すべり推定器からの二次入力を入
    力し電圧補正値を生成する電圧補正量決定器と、この電
    圧補正量決定器からの電圧補正値と前記第６の演算手段
    からの電圧指令とを入力し電圧補正指令値を生成する第
    ７の演算手段と、電圧指令値及び周波数指令値を入力し
    前記インバータ回路を駆動するＰＷＭ信号を出力するＰ
    ＷＭ信号発生器と、このＰＷＭ信号発生器の電圧指令値
    及び周波数指令値を前記第２の演算手段からの電圧補正
    指令値及び前記第４の演算手段からの周波数指令とする
    場合と前記第７の演算手段からの電圧指令値及び前記第
    ５の演算手段からの周波数指令値とする場合とに切り換
    える切換手段と、を備えたことを特徴とする請求項１、
    ２又は３に記載の電圧形インバータ装置。
  10. 【請求項１０】 前記１／２Ｖ（ＤＣ）検出回路と、前
    記第１の演算手段と、前記第２の演算手段と、前記第２
    の演算手段からの指令に基づいてＰＷＭ信号を生成する
    ＰＷＭ信号発生器と、を前記インバータ回路の上アーム
    スイッチング素子と下アームスイッチング素子とにそれ
    ぞれ独立して備えたことを特徴とする請求項１、２又は
    ３に記載の電圧形インバータ装置。
  11. 【請求項１１】 前記インバータ回路の出力の相を単位
    として、前記１／２Ｖ（ＤＣ）検出回路と、前記第１の
    演算手段と、前記第２の演算手段と、前記ＰＷＭ信号発
    生器と、前記上アームスイッチング素子と、前記下アー
    ムスイッチング素子と、を一つのモジュールとしたこと
    を特徴とする請求項１０に記載の電圧形インバータ装
    置。
  12. 【請求項１２】 直流電圧を発生する直流電源の両端に
    接続され、この直流電圧を所定の電圧と周波数とを有す
    る交流電圧に変換するインバータ回路を備えた電圧形イ
    ンバータ装置の制御方法において、前記直流電源の一端
    と前記インバータ回路の出力との間の電圧を検出し、こ
    の検出した検出電圧と前記インバータ回路の出力の電圧
    を指令する電圧指令値とから誤差電圧を生成し、この誤
    差電圧と前記電圧指令値とから電圧補正指令値を生成す
    ることを特徴とする電圧形インバータ装置の制御方法。
  13. 【請求項１３】 前記検出電圧、電圧指令値、及び誤差
    電圧はパルス信号であることを特徴とする請求項１２記
    載の電圧形インバータ装置の制御方法。
  14. 【請求項１４】 前記誤差電圧のパルス波形は、前記電
    圧指令値のパルス波形と前記検出電圧のパルス波形とを
    瞬時的に比較し、両パルス波形が発生する偏差をなくす
    ように生成されることを特徴とする請求項１３記載の電
    圧形インバータ装置の制御方法。
  15. 【請求項１５】 前記電圧補正指令値と前記インバータ
    回路の出力の周波数を指令する周波数指令値とから前記
    インバータ回路を駆動するＰＷＭ信号を生成することを
    特徴とする請求項１２、１３又は１４に記載の電圧形イ
    ンバータ装置の制御方法。
  16. 【請求項１６】 前記インバータ回路に接続される誘導
    電動機に供給される交流電流と前記検出電圧とから前記
    誘導電動機のすべり周波数推定値を生成し、前記電圧指
    令値と所定の関係を有して変化する周波数指令を生成
    し、この周波数指令と前記すべり周波数推定値とから補
    正指令周波数を生成し、この補正指令周波数に基づいて
    前記インバータ回路を駆動するＰＷＭ信号を生成するこ
    とを特徴とする請求項１５に記載の電圧形インバータ装
    置の制御方法。
  17. 【請求項１７】 前記電圧指令値と所定の関係を有して
    変化する第１の周波数指令を生成すると共に、外部から
    設定される周波数指令値と所定の関係を有して変化する
    第２の電圧指令値を生成し、前記インバータ回路を駆動
    するＰＷＭ信号を前記電圧補正指令値と前記第１の周波
    数指令とに基づいて生成する場合と、前記外部から設定
    される周波数指令値と前記第２の電圧指令値とに基づい
    て生成する場合とに切り換えることを特徴とする請求項
    １２、１３又は１４に記載の電圧形インバータ装置の制
    御方法。
  18. 【請求項１８】 前記電圧指令値と所定の関係を有して
    変化する周波数指令を生成し、前記インバータ回路に接
    続される誘導電動機に供給される交流電流と前記検出電
    圧とから前記誘導電動機のすべり周波数推定値及び前記
    誘導電動機への二次入力を生成し、前記すべり周波数推
    定値と前記電圧指令値と所定の関係を有して変化する周
    波数指令とから第１の補正指令周波数を生成すると共
    に、前記外部から設定される周波数指令値と前記すべり
    周波数推定値とから第２の補正指令周波数を生成し、こ
    の第２の補正指令周波数と所定の関係を有して変化する
    電圧指令を生成し、前記誘導電動機への二次入力から電
    圧補正値を生成し、この電圧補正値と前記第２の補正指
    令周波数からの前記電圧指令とから第２の電圧補正指令
    値を生成し、前記インバータ回路を駆動するＰＷＭ信号
    を前記電圧補正指令値と前記第１の補正指令周波数とに
    基づいて生成する場合と、前記第２の電圧補正指令値と
    前記第２の補正指令周波数とに基づいて生成する場合と
    に切り換えることを特徴とする請求項１２、１３又は１
    ４に記載の電圧形インバータ装置の制御方法。
  19. 【請求項１９】 前記インバータ回路の上アームスイッ
    チング素子と下アームスイッチング素子のそれぞれに対
    して、前記直流電源の一端と前記インバータ回路の出力
    との間の電圧を検出し、これらの検出した検出電圧とそ
    れに対応する前記上アームスイッチング素子と下アーム
    スイッチング素子のそれぞれに指令される電圧指令値と
    からそれぞれ誤差電圧を生成し、これらの誤差電圧と前
    記電圧指令値とからそれぞれのスイッチング素子に対応
    する電圧補正指令値を生成することを特徴とする請求項
    １２、１３又は１４に記載の電圧形インバータ装置の制
    御方法。
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