JPH1127978A - インバータ装置 - Google Patents

インバータ装置

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JPH1127978A
JPH1127978A JP9179358A JP17935897A JPH1127978A JP H1127978 A JPH1127978 A JP H1127978A JP 9179358 A JP9179358 A JP 9179358A JP 17935897 A JP17935897 A JP 17935897A JP H1127978 A JPH1127978 A JP H1127978A
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敬三 松井
Kenichiro Miura
賢一郎 三浦
Yoshihiro Tokoroya
良裕 所谷
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 電源電圧の変動時でも、効率の低下、電流の
増大を招かず、さらに、電源電圧が高い場合には、イン
バータ装置のトルク上昇、効率向上を実現するインバー
タ装置を提供すること。 【解決手段】 入力電圧を検出する入力電圧検出手段
と、前記入力電圧検出手段により検出された入力電圧
が、所定の公称電圧から変動したときに、変動した入力
電圧に応じてパルス幅を変更することにより所定の出力
電圧と出力周波数関係を実現し、さらに入力電圧が所定
の公称電圧よりも高い場合には、所定の出力電圧と出力
周波数関係を変更し、出力電圧の最大値が入力電圧の値
となるように制御し、さらに補正を加える量に最大値制
限を設けた制御手段を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明が属する技術分野】本発明は、電動機を任意の周
波数で駆動するインバータ装置において、電源電圧が変
動する場合の補償機能に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、空調機の圧縮機などの電動機を任
意の周波数で駆動するインバータ装置では、例えば、特
開平8−85332公報に示されているように、インバ
ータ装置における直流電圧検出手段が、入力される直流
電圧を検出し、その直流電圧が公称電圧から変動したと
きに、公称電圧に対する変動の度合いに応じてパルス幅
を縮小あるいは拡大して所定の周波数電圧特性を維持し
ている。
【0003】また、インバータ装置への入力電圧の変動
によりインバータ出力電圧が変動することにより、トル
ク不足や過電流異常によるトラブルを回避する装置とし
ては、例えば、特開昭61−98163公報などにより
示されているように、インバータ直流入力電圧で設定周
波数に応じた電圧信号を補償する演算回路において出力
電圧を入力直流電圧に反比例させ、入力直流電圧変動を
補償している。また、例えば、特開平6−311787
公報などにより示されているように、電源電圧検出回路
の検出出力に応じて補正回路が定格のV/F比率となる
出力周波数を得るために周波数制御信号を補正し、出力
電圧が定格のV/F比率で決まる電圧となるようにする
ものである。
【0004】いずれの方法も、インバータ装置への入力
電源電圧変動に対応して、安定したインバータ運転を行
うようなインバータ装置を実現することを目的としてい
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなインバータ装置においては、入力される直流電圧が
公称電圧よりも高い場合でも、インバータ出力電圧を公
称電圧に低下させてしまうため、入力電圧が高い場合の
利点であるインバータ出力能力のアップ、さらに電流の
低下を有効に利用することが不可能であった。
【0006】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、電源電圧変動と負荷変動に対しても安定した駆動を
実現し、さらに電源電圧の上昇時のインバータ効率上
昇、安定な運転を実現することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明のインバータ装置は、入力電圧を検出する入力
電圧検出手段と、前記入力電圧検出手段により検出され
た入力電圧が、所定の公称電圧から変動したときに、変
動した入力電圧に応じてパルス幅を変更することにより
所定の出力電圧と出力周波数関係を実現する機能を有し
た制御手段とを備えたものである。
【0008】また、前記入力電圧検出手段により検出さ
れた入力電圧が、所定の公称電圧よりも高い場合には、
所定の出力電圧と出力周波数関係を変更し、出力電圧の
最大値が入力電圧の値となるように制御する制御手段を
備えたものである。
【0009】また、前記入力電圧検出手段により検出さ
れた入力電圧と所定の公称電圧との差がある値以上の場
合には、よりも高い場合には、所定の出力電圧と出力周
波数関係を変更し、出力電圧の最大値が入力電圧の値と
なるように制御する制御手段を備えたものである。
【0010】
【発明の実施の形態】この構成によりインバータ装置
は、入力電圧検出手段により検出された入力電圧が、所
定の公称電圧から変動したときに、変動した入力電圧に
応じてパルス幅を変更することにより所定の出力電圧と
出力周波数関係を実現する。
【0011】さらに、検出された入力電圧が、所定の公
称電圧よりも高い場合には、所定の出力電圧と出力周波
数関係を変更し、出力電圧の最大値が入力電圧の値とな
るように制御するため、電源電圧が高い場合には、イン
バータ装置のトルク上昇、効率向上、電源低減とそれに
より過電流異常の発生をなくすことが可能となる。
【0012】
【実施例】以下、本発明によるインバータ装置の一実施
例を図に基づいて説明する。
【0013】図1は本発明によるインバータ装置の一実
施例の構成図である。直流電源1から平滑コンデンサ2
を通じて入力される直流の電圧を検出する入力電圧検出
手段5からの検出電圧情報と、外部より供給される設定
周波数などの情報を考慮して制御手段7は、スイッチン
グ素子6へスイッチング信号を出力する。スイッチング
素子6は、直流電源1からの電源をスイッチング信号に
基づきスイッチングすることにより、設定周波数に対応
した交流を出力し、外部の電動機4を駆動する。
【0014】図2は電圧補正なしの場合のインバータ装
置の周波数電圧特性図の一例である。一般に、インバー
タ装置が電動機を駆動する場合、出力周波数に対して、
出力電圧は、基準出力電圧の直線の如く、周波数を大き
くする程、電圧を上げるといった方法で出力電圧を変化
させる。それに対し、インバータ装置の入力電圧が、基
準値よりも高くなった場合、インバータ装置からの出力
電圧は、電源電圧高の場合の直線のように、全ての周波
数領域において電圧が上昇してしまう。また逆に、入力
電圧が基準値よりも低くなった場合、インバータ装置か
らの出力電圧は、電源電圧低の場合の直線のように、全
ての周波数領域において電圧が低下してしまう。これに
より、従来のインバータ装置では、電源電圧が変動する
ことにより、電動機により決定される最適な電圧から出
力電圧が離れることにより、効率の低下、電流の増大を
招いていた。
【0015】以上のような問題点を解決するために、従
来のインバータ装置における電圧補正では、直流電源か
らの直流電圧を検出する入力電圧検出手段からの検出電
圧情報と、予め定められた公称電圧を比較し、検出電圧
が公称電圧よりも高い場合にはインバータ装置の出力パ
ルス幅を縮小させ、出力電圧を低下させ、インバータ装
置からの出力電圧を入力電圧が公称電圧の場合と等しい
値となるように制御する。また逆に検出電圧が公称電圧
よりも低い場合にはインバータ装置の出力パルス幅を拡
大させ、出力電圧を制御する。
【0016】図3(a),(b)は、出力パルス幅の調
整方法を示した一例の特性図である。図3(a)は、入
力電圧VDCが280V、公称電圧280Vの場合の最
高出力電圧VAC=200Vのときのパルス幅変調によ
るインバータ出力電圧の波形を表したものである。図3
(b)は、入力電圧VDCが350V、公称電圧280
Vの場合の同じ出力周波数におけるインバータ出力電圧
の波形を表す。このように、入力電圧が高い場合でも、
出力電圧VAC=200Vとなるように補正を加えるた
め、出力電圧を増大させることができない。
【0017】図4は従来の電圧補正によるインバータ装
置の周波数電圧特性図の一例である。入力電圧が高い場
合の補正では、上記のようなパルス幅の操作により、イ
ンバータ出力電圧を公称電圧電源の場合と同様になるよ
うに制御する。しかし、この場合、出力電圧は公称電圧
が最大値となるように最高電圧を制御されてしまうた
め、入力電圧が高い場合の出力トルクの増大、電流の低
下、効率の上昇といった利点が実現されないといった問
題点があった。
【0018】図5は本発明による電圧補正によるインバ
ータ装置3の周波数電圧特性図の一例である。本発明の
インバータ装置3では、直流電源1からの直流電圧を検
出する入力電圧検出手段5からの検出電圧により、制御
手段7では、その電圧と予め定められた公称電圧を比較
し、検出電圧が公称電圧よりも高い場合には、入力電圧
が公称電圧の場合の所定の出力電圧と出力周波数関係を
変更し、出力電圧の最大値が入力電圧の値となるように
電圧補正を加える。この図に示すように、出力電圧が最
高値となる周波数、基底周波数を大に変更することによ
り、出力電圧と出力周波数関係の直線を延長して、出力
電圧の最大値が入力電圧の値となるように電圧補正を加
えている。これにより、出力トルクの増大、電流の低
下、効率の上昇が可能となる。
【0019】図6は本発明によるインバータ装置の電圧
補正の一例の周波数電圧特性図である。電源電圧が、公
称電圧から離れた場合、以上のようにパルス幅を変化さ
せることにより、出力電圧に補正を加えるが、本発明の
インバータ装置では、その補正量に制限を加える。図に
示すような補正最大値の幅を設けることにより、異常な
電圧を検出した場合、もしくは電圧検出手段に故障が発
生した場合の、インバータ装置の保護を実施することが
できる。
【0020】図7は本発明によるインバータ装置の電圧
補正の一例のフローチャートである。本発明のインバー
タ装置では、まず、ステップS1において直流電源1か
らの直流電圧VDCを検出し、ステップS2において、
その値VDCと公称電圧を比較し、公称電圧より大で、
しかも出力周波数が基底周波数よりも大の場合、ステッ
プS4にて電圧周波数直線(VF直線)を延長して、最
大電圧が入力電圧となるように補正を加える。一方、V
DCが公称電圧より小の場合は、ステップS5にて電圧
周波数直線(VF直線)が公称電圧時と同じになるよう
に補正を加える。最後に、ステップS6にてその補正量
と予め定められた補正最大値を比較し、補正最大値より
も大の場合には、ステップS7にて最大値に制限を加え
る。以上により、出力電圧の補正が達成される。
【0021】また、本発明の制御手段7は、専用のハー
ド回路で実現しても、マイクロコンピュータを利用した
ソフトウェアで実現してもかまわない。
【0022】
【発明の効果】以上のように本発明によるインバータ装
置では、入力電圧を検出する入力電圧検出手段と、前記
入力電圧検出手段により検出された入力電圧が、所定の
公称電圧から変動したときに、変動した入力電圧に応じ
てパルス幅を変更することにより所定の出力電圧と出力
周波数関係を実現し、さらに入力電圧が所定の公称電圧
よりも高い場合には、所定の出力電圧と出力周波数関係
を変更し、出力電圧の最大値が入力電圧の値となるよう
に制御し、さらに補正を加える量に最大値制限を設けた
制御手段により、電源電圧の変動時でも、効率の低下、
電流の増大を招かず、さらに、電源電圧が高い場合に
は、インバータ装置のトルク上昇、効率向上、電流低減
とそれにより過電流異常の発生が防止される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるインバータ装置の一実施例の構成
【図2】電圧補正なしの場合のインバータ装置の周波数
電圧特性図
【図3】本発明によるインバータ装置の出力パルス幅の
調整方法を示した一例の特性図
【図4】従来の電圧補正によるインバータ装置の周波数
電圧特性図
【図5】本発明によるインバータ装置の電圧補正による
周波数電圧特性図
【図6】本発明によるインバータ装置の電圧補正の一例
の周波数電圧特性図
【図7】本発明によるインバータ装置の電圧補正の一例
のフローチャート
【符号の説明】
1 直流電源 2 平滑コンデンサ 3 インバータ装置 4 電動機 5 入力電圧検出手段 6 スイッチング素子 7 制御手段

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 所定の出力電圧と出力周波数関係にて電
    動機をパルス幅変調により可変速駆動するインバータ装
    置において、前記インバータ装置の入力電圧を検出する
    入力電圧検出手段と、前記出力電圧と出力周波数関係を
    実現する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記入力
    電圧検出手段により検出された入力電圧が、所定の公称
    電圧より低い場合には、変動した入力電圧に応じてパル
    ス幅を変更することにより所定の出力電圧と出力周波数
    関係を実現し、さらに、前記入力電圧検出手段により検
    出された入力電圧が、所定の公称電圧よりも高い場合に
    は、所定の出力電圧と出力周波数関係を変更し、出力電
    圧の最大値が入力電圧の値となるように制御する機能を
    有したことを特徴とするインバータ装置。
  2. 【請求項2】 前記制御手段は、前記入力電圧検出手段
    により検出された入力電圧が所定の公称電圧から変動し
    たときに、変更するパルス幅の量に予め定められた上限
    値を設定する機能を有したことを特徴とする請求項1記
    載のインバータ装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013024150A (ja) * 2011-07-22 2013-02-04 Mitsubishi Electric Corp 空気調和装置
CN107134959A (zh) * 2016-02-26 2017-09-05 日本电产三协株式会社 伺服放大器的电压补偿装置及伺服放大器的电压补偿方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013024150A (ja) * 2011-07-22 2013-02-04 Mitsubishi Electric Corp 空気調和装置
CN107134959A (zh) * 2016-02-26 2017-09-05 日本电产三协株式会社 伺服放大器的电压补偿装置及伺服放大器的电压补偿方法

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