JPH118995A - 電圧形インバータの制御方法 - Google Patents

電圧形インバータの制御方法

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JPH118995A
JPH118995A JP9159847A JP15984797A JPH118995A JP H118995 A JPH118995 A JP H118995A JP 9159847 A JP9159847 A JP 9159847A JP 15984797 A JP15984797 A JP 15984797A JP H118995 A JPH118995 A JP H118995A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
value
frequency
voltage
induction motor
inverter
Prior art date
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Pending
Application number
JP9159847A
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English (en)
Inventor
Hiroyuki Yonezawa
裕之 米澤
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Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】誘導電動機を電圧形インバータにより可変速制
御する際に、該電動機電流を制限値以内でスムースに行
う。 【解決手段】制御回路20を構成する周波数設定値演算
回路21において、周波数指令値に基づく運転中に、前
記制限値に基づく誘導電動機電流が断続制御に入ったと
きに、一旦周波数設定値をトルク演算回路で演算された
発生トルク演算値が所定の判別値を越えているか否かに
よって減少勾配を変えて下降動作をさせて、前記断続制
御から抜け出した時に該下降動作を中断し、当初の周波
数設定値まで上昇動作を再開する。

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、誘導電動機を可
変速制御する際の電圧形インバータの制御方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】図3は、この種の誘導電動機を可変速制
御する電圧形インバータの従来例を示すブロック構成図
であり、1は商用電源などの交流電源、2はダイオード
整流器、3は平滑コンデンサ、4はトランジスタなどの
自己消弧形素子とダイオードとからなる半導体スイッチ
をブリッジ接続したインバータ主回路、5は計器用変流
器(CT)、6は誘導電動機、10は制御回路を示し、
また、制御回路10は周波数指令器11と、周波数設定
値演算回路12と、PWM回路13と、アンド回路14
と、電流検出器15と、電流上限値設定器16と、比較
器17と、反転回路18とから構成されている。
【0003】この制御回路10では、通常の運転中にお
いて(すなわち、CT5と電流検出器15とを介した誘
導電動機6の電流(IO )が電流上限値設定器16の上
限値(IOL)を越えていない(IO <IOL、∵IL =論
理L)とき、周波数指令器11が指令する周波数指令値
S に基づき、周波数設定値演算回路12では予め設定
された増加勾配(周波数増加値/単位時間)または減少
勾配(周波数減少値/単位時間)で出力の周波数設定値
* を周波数指令値fS まで上昇または下降動作を行
い、fS =f* に達したときには、この周波数設定値f
* を出力する。
【0004】また、PWM回路13では、周波数設定値
演算回路12が出力する周波数設定値f* に基づく振
幅,周波数での正弦波信号をキャリア信号によりパルス
幅変調(PWM)制御された駆動信号に変換し、上述の
通常運転中はアンド回路14の反転回路18側入力は論
理H(∵IL =論理L)であるので、アンド回路14の
出力は該駆動信号と同じ論理波形のベース信号が生成さ
れ、インバータ主回路4を構成するそれぞれのトランジ
スタに与えられる。
【0005】次に、周波数設定値f* が周波数指令値f
S に等しい状態で運転中に、CT5と電流検出器15と
を介した誘導電動機6の電流が電流上限値設定器16の
上限値を越えた(IO ≧IOL,IL =論理H)ときの周
波数設定値演算回路12の動作について、図4,5に示
すフローチャートを参照しつつ、以下に説明をする。比
較器17の出力(IL )が論理Hとなると、インバータ
主回路4を構成するトランジスタそれぞれのPWM制御
されたベース信号が反転回路18とアンド回路14とに
よりオフされ、このオフ動作によりIO が減少して、比
較器17の出力(IL )が論理Lとなると、インバータ
主回路4を構成するトランジスタそれぞれにはPWM制
御されたベース信号が再度与えられる、いわゆる、断続
制御に入る。この断続制御の繰り返し周期は前記キャリ
ア信号の周波数に依存する。
【0006】ここで図4のフローチャートに示す如く、
前記断続制御に入ったとき(∵IL=論理H)には(ス
テップS1,分岐Y)、断続フラグをセットし(ステッ
プS2)、該断続制御から抜け(∵IL =論理L、ステ
ップS1,分岐N)、且つ所定の確認時限中(数ミリ秒
程度)はIL =論理Lを継続しているとき、断続フラグ
をリセットする(ステップS3)。
【0007】また、図5のフローチャートに示す如く、
今回断続フラグがセットされていると(ステップS1
1,分岐Y)、ステップS12に移り、該断続フラグが
セットされていなければ(ステップS11,分岐N)、
ステップS14に移り、後述の下降フラグがセットされ
ているとき(分岐Y)、すなわち以前に前記断続制御に
入ったことを示し、今回該断続制御から抜けたのでステ
ップS15へ移る。
【0008】またステップS12では周波数設定値f*
を前記減少勾配で下降動作を行い、下降フラグをセット
して(ステップS13)、この下降動作を継続し、断続
制御から抜けるのを待つ。またステップS14で周波数
設定値f* の下降動作により今回断続制御から抜けたと
き(分岐Y)、断続制御に入る直前の周波数設定値f*
まで上昇動作を前記増加勾配に基づいて行い(ステップ
S15)、現在の周波数設定値f* が前記周波数指令値
S に等しくなったとき(ステップS16,分岐Y)、
下降フラグをリセットする(ステップS17)。
【0009】さらにステップS16で現在の周波数設定
値f* が前記周波数指令値fS に達していないとき(分
岐N)、前述の周波数設定値f* の上昇動作を継続し、
次にこのフローに入るの待つ。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】上述の従来の誘導電動
機を可変速制御する電圧形インバータの制御方法による
と、該誘導電動機の負荷が重くなって前記断続制御に入
ったときには問題はないが、該誘導電動機の負荷が軽い
状態で発生することが知られている電圧形インバータの
出力電流の波形歪みの増大に起因して、比較器17が動
作したときにも前記断続制御に入り、このとき周波数設
定値f* を前記減少勾配で下降動作を行うと、該誘導電
動機から電圧インバータへの回生動作により該インバー
タが過電圧で停止する恐れがあった。
【0011】この発明の目的は、上記問題点を解決する
電圧形インバータの制御方法を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】この発明は、複数組の半
導体スイッチをブリッジ接続したインバータ主回路を有
し、誘導電動機を可変速制御する際の電圧形インバータ
において、この間の誘導電動機の電流を検出し、この検
出値と前記誘導電動機の等価回路定数と前記電圧形イン
バータの出力電圧を設定する電圧電圧値とから該誘導電
動機の発生トルク演算値を求め、前記検出値が所定の上
限値を越えたときには前記インバータ主回路の半導体ス
イッチを構成する自己消弧形素子のスイッチング動作を
休止させ、この休止により該検出値が該上限値未満にな
ったときには該スイッチング動作を再開する断続制御を
行わせ、この断続制御に入ったときに、前記電圧形イン
バータの出力周波数を設定する周波数設定値を徐々に減
少させ、このときの減少勾配(周波数減少値/単位時
間)を前記発生トルク演算値に応じて変化させる。ま
た、前記減少勾配は前記発生トルク演算値が予め設定さ
れた判別値以上のときの値に対して、該演算値が該判別
値未満のときの値をより小さくした電圧形インバータの
制御方法とする。
【0013】この発明によれば、前記電動機の運転中の
発生トルク演算値により前記断続制御に入ったときの減
少勾配を変えることで、軽負荷時の該誘導電動機から電
圧インバータへの回生動作により該インバータが過電圧
で停止するのが回避される。
【0014】
【発明の実施の形態】図1は、この発明の実施例を示す
誘導電動機を可変速制御する電圧形インバータのブロッ
ク構成図であり、図3に示した従来例ブロック構成図と
同一機能を有するものには同一符号を付している。すな
わち図1において、この制御回路20には周波数指令器
11と、周波数設定値演算回路21と、PWM回路13
と同等機能のPWM回路13aと、アンド回路14と、
電流検出器15と、電流上限値設定器16と、比較器1
7と、反転回路18と、トルク演算回路22とを備えて
いる。
【0015】この制御回路20では、通常の運転中にお
いて(すなわち、CT5と電流検出器15とを介した誘
導電動機6の電流(IO )が電流上限値設定器16の上
限値(IOL)を越えていない(IO <IOL、∵IL =論
理L)とき)、周波数指令器11が指令する周波数指令
値fS に基づき、周波数設定値演算回路21では予め設
定された増加勾配(周波数増加値/単位時間)または減
少勾配(周波数減少値/単位時間)で出力の周波数設定
値f* を周波数指令値fS まで上昇または下降動作を行
い、fS =f* に達したときには、この周波数設定値f
* を出力する。
【0016】次に、周波数設定値f* が周波数指令値f
S に等しい状態で運転中に、CT5と電流検出器15と
を介した誘導電動機6の電流が電流上限値設定器16の
上限値を越えた(IO ≧IOL,IL =論理H)ときの周
波数設定値演算回路21の動作について、図2に示すフ
ローチャートを参照しつつ、以下に説明をする。ここ
で、PWM回路13aでは、周波数設定値演算回路21
が出力する周波数設定値f* に基づく振幅,周波数での
正弦波信号をキャリア信号によりパルス幅変調(PW
M)制御された駆動信号に変換する際に、前記正弦波信
号を電圧設定値v* としてトルク演算回路22に出力
し、また、トルク演算回路22では、電圧設定値v*
電流検出器15の検出値と誘導電動機6の等価回路定数
とから周知の技術を用いて発生トルク演算値TE を演算
し、記憶している。
【0017】また、先述の図4に示したフローチャート
と同様に、周波数設定値演算回路21において、前記断
続制御に入ったとき(∵IL =論理H)には、断続フラ
グをセットし、該断続制御から抜け、且つ所定の確認時
限中(数ミリ秒程度)はIL=論理Lを継続していると
き、断続フラグをリセットする。さらに図2のフローチ
ャートに示す如く、今回断続フラグがセットされている
と(ステップS21,分岐Y)、ステップS22に移
り、セットされていなければ(ステップS21,分岐
N)、ステップS26へ移る。
【0018】ステップS22では、断続制御に入る直前
にトルク演算回路22で求めた発生トルク演算値TE
所定の判別値(例えば誘導電動機6の定格発生トルク値
の30%程度)以上か否かをチェックし、以上であれば
(分岐Y)、前記減少勾配(周波数減少値/単位時間=
Δ1 )で周波数設定値f* の下降動作を行い(ステップ
S23)、発生トルク演算値TE が前記判別値未満であ
れば(ステップS22,分岐N)、減少勾配(周波数減
少値/単位時間)がΔ2 (|Δ2 |<|Δ1 |)で周波
数設定値f* の下降動作を行い(ステップS24)、い
ずれのときもステップS25で下降フラグをセットし、
この断続制御から抜けるのを待つ。
【0019】またステップS26で周波数設定値f*
下降動作により今回断続制御から抜けたとき(分岐
Y)、断続制御に入る直前の周波数設定値f* まで上昇
動作を前記増加勾配に基づいて行い(ステップS2
7)、現在の周波数設定値f* が前記周波数指令値fS
に等しくなったとき(ステップS28,分岐Y)、下降
フラグをリセットする(ステップS29)。
【0020】さらにステップS28で現在の周波数設定
値f* が前記周波数指令値fS に達していないとき(分
岐N)、前述の周波数設定値f* の上昇動作を継続し、
次にこのフローに入るの待つ。なお、減少勾配は、発生
トルク演算値が小となるに従って、小さくなるように連
続的に変化させてもよい。
【0021】
【発明の効果】この発明によれば、電圧形インバータで
可変速制御される誘導電動機の運転中の発生トルク演算
値により前記断続制御に入ったときの周波数設定値の下
降動作の減少勾配を変えることで、軽負荷時の該誘導電
動機から電圧インバータへの回生動作により該インバー
タが過電圧で停止するのが回避される。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例を示す電圧形インバータのブ
ロック構成図
【図2】図1の動作を説明するフローチャート
【図3】従来例を示す電圧形インバータのブロック構成
【図4】図3の動作を説明するフローチャート
【図5】図3の動作を説明するフローチャート
【符号の説明】
1…交流電源、2…ダイオード整流器、3…平滑コンデ
ンサ、4…インバータ主回路、5…計器用変流器(C
T)、6…誘導電動機、10…制御回路、11…周波数
指令器、12…周波数設定値演算回路、13…PWM回
路、14…アンド回路、15…電流検出器、16…電流
上限値設定器、17…比較器、18…反転回路、20…
制御回路、21…周波数設定値演算回路、22…トルク
演算回路。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数組の半導体スイッチをブリッジ接続し
    たインバータ主回路を有し、誘導電動機を可変速制御す
    る際の電圧形インバータにおいて、 この間の誘導電動機の電流を検出し、 この検出値と前記誘導電動機の等価回路定数と前記電圧
    形インバータの出力電圧を設定する電圧設定値とから該
    誘導電動機の発生トルク演算値を求め、 前記検出値が所定の上限値を越えたときには前記インバ
    ータ主回路の半導体スイッチを構成する自己消弧形素子
    のスイッチング動作を休止させ、この休止により該検出
    値が該上限値未満になったときには該スイッチング動作
    を再開する断続制御を行わせ、 この断続制御に入ったときに、前記電圧形インバータの
    出力周波数を設定する周波数設定値を徐々に減少させ、 このときの減少勾配(周波数減少値/単位時間)を前記
    発生トルク演算値に応じて変化させることを特徴とする
    電圧形インバータの制御方法。
  2. 【請求項2】請求項1に記載の電圧形インバータの制御
    方法において、 前記減少勾配(周波数減少値/単位時間)は前記発生ト
    ルク演算値が予め設定された判別値以上のときの値に対
    して、該演算値が該判別値未満のときの値をより小さく
    したことを特徴とする電圧形インバータの制御方法。
JP9159847A 1997-06-17 1997-06-17 電圧形インバータの制御方法 Pending JPH118995A (ja)

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