JPS5889098A - 交流電動機の制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は交流電動機の制御方法に関するものである・ 交流電動機を電圧形インノ（−夕で可変速運転上行なう
場合、一般的にｖ／：ｒ（インバータの出力電圧／周波
数）一定制御を行なう。

いま、電圧形インバータの交流入力電圧（受電電圧）降
下時でも安定したＶ／Ｆ一定制御を行なうことをマイク
ロコンピュータとテナログ回路（従来の自動電圧制御回
路）とを組合せて行なう自動電圧制御回路が考えられる
。

この自動電圧制御回路で問題となるのは、受電電圧降下
時から復電時に電圧形インバータの出力電圧が過渡的に
はね上るという現象である。受電電圧降下時には順変換
器の出力電圧（直流電圧）も降下するため、インノ（−
タ出力電圧一定制御を行なうためには、電圧設定値とイ
ンノ（−タ出力電圧の検出値との偏差信号【増幅して、
インノ（−タ制御ｉｉＩ【行なうための］（ルス暢制御
回路へ供給する積分塵電圧増Ｉｓ器の出力が増加してパ
ルス幅制御回路の入力（電圧係数）が大きくなる。この
電圧増＊ａの働きにより停電（受電電圧降下）時の電圧
一定制御が可能となる。しかし受電電圧が正常−な値に
復電し九ときには電圧係数が正常値より大きくなってい
るため出力電圧が過渡的にはね上がるという現象が発生
する。

本発明はこのような問題を解決し、電圧形インバータへ
の交流入力電圧降下時の交流電動機に対する電圧一定制
御と、復電時のインバータ出力電圧が過渡的に過電圧に
はね上るのを防止するようにした交流電動機の制御方法
を提供しようとする−もので、以下実施例を用いて脱明
する。

絽１図は本発＠に係る交流電動機の制御方法の一実施例
【示し、　１ＩｆＪ図において／は８相交流入力を直流
に変換して出力する順変換器、コは順変換器／の出力端
間に並列接続された電解コンデンサ、Ｊは順変換器ｌの
出力が供給される逆変換器でおって、ここでは逆変換器
３のスイッチング素子ｔｉトランジスタで構成されてい
る。またダは逆変換器３の出力が供給される交流電動機
（同期電動機又は誘導電動機）、−ｊは逆変換器３の出
力電圧を検出するためのトランス、≦は１ランスｊの出
力を整流して直流電圧Ｖａｓｔ　ｔ−取り出す整流器、
りは順変換器ｌの入力側の受電電圧（８相交流入力電圧
）ｔ−検出するトランスであって、トランス７の出力は
整流器ｔで整流されて入出カポ−）（”／６ボートとい
う）ｆに供給される。ｉｏはマイクロコンピュータの中
央処理装置（ｃｐａと略称する）。

／／ｕ１４クロコンピユータ内蔵のメモリ、／；ｔｕテ
イジタルーアナログ変換器（Ｄ／ム変換器という）。

１３は０ＰＩＪ　１０の指令にもとづいて設定された電
圧ｔＶム変換して得られる電圧設定値Ｖ、とインバータ
出力電圧検出値Ｖａ＠ｔとｔつき合せて偏差信号【取シ
出すり自合せ回路、滓は出力電圧抑制機能（リオツタ機
能）を備えた積分型電圧増幅器でるって、この電圧増幅
ｇｓｌ←ａと、この電圧増幅Ｍｙ争１の両端間に並列接
続され九可変抵抗器ｌ←ｂとコ／デンｔ／４ＬＯの直列
体と、この直列体と並列接続され九リレー接点（ｂ接点
）／４Ｉ−（ｌとからなる。／３はクツシ璽ン設定電圧
値＋ｖｃとクツシ盲ン回路１６の出力のフィードバック
値とｔつき合せるつき合せ回路であって、このつ自合せ
囲路１５の出力はクツシ曹ン囲路１６へ供給される。こ
のクツ７１ン回路ｔｂ社入力信号にもとづいてブロック
内図示の時間を対電圧Ｖ特性を有する出力をすｉツタ回
路１７へ送出するものである。／ｌはクッション回路１
６の入出力端間に並列接続され九コンデンサ、　ｉｔは
コンデンサｉｔと並列接続されたリレー、接点（１接点
）であって、リレー接点／参ｄと／１は同一リレーのｂ
接点である。電圧増幅器／参ａの出力電圧抑制値はリミ
ッタ回路１７の出力にもとづいて決定される。

換器という）、コ／はＯＰＵ　１０　Ｋよるソフト処理
で切換えを行なう切換回路であって、この切換回路コ／
はム／Ｄ変換器Ｊの出力（電圧係数）をマイクロコンピ
ュータの０ＰＵＩＯの指令にもとづいてコンピュータメ
モリ／／に記憶したり、またマイクロコンピュータのＯ
ＰＵ　１０の指令にもとづいてメモリ／ｌに記憶してお
いた電圧係数１：取り出してノ（ルス暢１１ｉ１１岬回
路−に供給し九り、ｉたム／′Ｄ変換器−の出力（電圧
係数）ｔパルス幅制御回路−に係結し九りすることがで
きるよ−うに０ＰＵ１０によるソフト処理で自由に切換
克がなされる。−はノ（ルス暢制−Ｌｇｌ路で６って、
このパルス幅制御回路−にはＲＯＭ　（ＩＪ−ドオンリ
メモリ）が内戚されておりこのＲＯＭに−・三角波、正
弦波のデータが格納されている　このパルス幅制御回路
−にはＯＰＵ　１０の指令にもとづいて周波数設定信号
が供給されており、この周波数設定信号でもってＲＯＭ
のアドレスのサンプリング時間を変えることができ、壕
九入力される電圧係数でもって、三角波や正弦波の振巾
を震えることがで龜る。パルス幅制御回路−では、三角
波と正弦波の交点會コンノくレータで比較し、正弦波力
五三角波より大きいとき、ゲートオン信号に相当する一
理１１”を送出し、正弦波が三角波より小さいとき、ゲ
ートオフ信号に相当する論理″″０”を送出する。パル
ス幅制御回路−から、これらｗｍ＠ｔ”又は＠Ｏ１″の
制御信号が逆変換＠Ｊのゲート回路へ送出され、ゲート
回路はこれら制御信号にもとづいて逆変換器３會パルス
幅制鉤する。−２Ｊ、−ｋＩＩは配−用しゃ断器である
。

なお自動電圧制御装置ムｖＲ（アナログ処理部分）はト
ランスｊ、７と整流器４．Ｉとつ龜合せ回路／Ｊ　、　
／３と積分型電圧増幅ＩＩ／４Ｌとクツシ曹ン回路１６
とリミッタ回路／７とコンデンサ／ｌとリレー接点ｌデ
とム／Ｄ弯換器Ｊなどからなる。

このような構成の動作について第２図を用いて伐倒する
。

い壕インバータ装置の運転指令が入ると、リレー接点／
＊６．／ｌがオＺされる。始動時にクツシ翳ン設定信号
がつき合せ回路／ｊに加えられ、つき合せ回路１５の出
力によりクッション回路１４が動作し。

クツシ曹ン回路１６のブロック内図示の出力がリミッタ
回路／７に入力され、リミッタ囲路／７の出力にもとづ
いてリオツタ付電圧増幅器／参ａの出力電圧抑制値を連
続的に変えている。

一方、逆変換＠Ｊの出力電圧の検出（ＫＶａ＠ｔはつき
合せ（ロ）路／Ｊに供給され、又験変換姦／への入力電
圧（受電々圧）を整流器ｌで整流して得られる検出電圧
は工１０ポートデに供給され、工１０ボートｖから入力
に対応し九出力をＯＦＵ　１０に送出し、停電、復電の
判別データとして用いる。ＯＰＵ　１０の指令にもとづ
いてＤ／Ａ変換＠／Ｊｔ−介して供給される出力周波数
に対応し九電圧（Ｖ／Ｆ一定になるように）設定値Ｖ、
はつき合せ回路１３へ供給される。

このつき合せ回路１３で電圧設定値Ｖ−と電圧検出値Ｖ
ｄｅｔ　　との偏差信号を積分型電圧増４１器ｌ参に供
給される。積分型電圧増幅器外の出力は設定電圧Ｖ。

と検出電圧ｖ　ａ＠ｔ　とを一致させるような電圧係数
であり、これをム４変換器Ｊで変換してパルス幅制御回
路−に供給される。この場合積分型電圧増幅器ｌ参の出
力は電圧増幅器／参ａの出力側の出力電圧抑制値にもと
づいて決定される。始動後一定時間後には電圧増幅器／
４４ａの出力電圧抑制値は一定値に固定される。パルス
幅制御回路ｎは入力される自動電圧制御装置ムＶＨによ
る電圧係数とＣＰＵ　１０の指令にもとづいて供給され
る周波数設定信号と【入力し、これにもとづいて逆変換
器Ｊのゲート回路へパルス幅制御ｉｉＩ信号を送出し、
このゲート回路の出力にもとづき逆変換器Ｊのゲー）　
１ｔｉｌｌ　＃　ｔすることになる。

時刻１．になると、第２図（ａ）のように受電々圧が降
下し始める。この場合受電々圧降下時には、電圧設定値
Ｖ、は一定のため、球来は積分型電圧増−＠／＊が自動
的に逆変換器３の出力電圧を電圧ｐ＆足値Ｖ、と一欽さ
せるよう電圧係数を上昇させるよう−働く、よって、電
圧係数は正常時の値より大きな値となってしｔい、この
九め復電時にその電圧係数のまｔで、運＆１行なうと出
力過電圧現象が発生する。

そこで１本発明では、受電々圧降下時に、受電々圧が正
常時の９０−になったととｔ−ＣＰＵ　１０にて検出し
、そのと１１０時刻ｔ１の電圧係数、即ちムｈ変轡器Ｊ
の出力をメモリ／／に記憶させる（第２図（ｔ））　、
　（ｃ）参照）。このときの電圧係数値を電源正常時の
電圧係数と考える。そして第２図（ａ）のように受電々
圧が低下し、出方電圧あるいは負荷電動機のトルクが確
保出来るまでは積分型電圧増幅Ｉｓｌ参の出力をム／Ｄ
変換器Ｘ）ｆ介して得られる出力にょｐ自動電圧制御を
行ない、電圧係数を上昇させることにより出力電圧一定
（ｖ／７一定）制ａｔ実行する（第２図（ｂ）　ｔ　（
Φ参Ｊｆ＠）。

時刻ｔ・で第２図（ａ）の如く受電電圧が７０−に復電
すると、これｔ−０ＰＵ　１０により検出して積分型電
圧増幅器／４１ｋｆ制御しゃ断し、即ちリレー接点／弘
ｄ。

／ｌｆオンとし、電圧係数として先に受電々圧９゜−降
下時にメモリ／／に記憶し九値（７（ｏｐｕｉｏがらの
指令で切換回路コ／を介してパルス幅制御回路−に供給
される（第２図（ｂ）　、　（ｃ）参照）、従って、時
刻１．からはパルス幅制御回路−にはム／Ｄ　ｆ換器シ
の出力である電圧係数に代わって受電々圧９０％１４下
時にメ％　１７　／／　Ｋ記憶しておいた電圧係数が供
給される（第２゛図（ｂ）参照）。パルス幅制御回路−
はこれら電圧係数および周波数設定信号にもとづいて所
望のパルス幅制御信号を逆変換器３のゲート回路に供給
し、このゲート回路の出力により逆変換ａＪ【ゲート制
御する。このようにマイクロコンピュータのメモリ／／
に配憶しておいた電圧係数を用いることによ）従来では
電圧係数がはね上ってしｔうのを下げて電圧形インバー
タの出力過電圧を防止している。一方１時刻ｔ、でリレ
ー接点／４Ｌ６．１９のオンによ如積分型電圧増輪器ｌ
参およびクッション−路１４は放電により入出力端電圧
は零となる。

ｆがて、時刻ｔ６で復電が確認されると、積分型電圧増
幅器ｌ←およびクッション回路１４の各接Ａ　を弘（１
、／９はオフする。従って接点／弘ｄ、／ｌのオフによ
り積分型電圧増幅器／４Ｌおよび２７７１７回路／４の
制御しｆ断が解除されると、クッション回Ｗ＆／４の出
力電圧は経時的に立上り、この出力がリミッタ回路ｌ）
に供給され、そのリミッタ回路１７の出力にもとづいて
電圧増幅器ｌ←１のリミッタ値を第２図（ｂ）に示すイ
の点線のようにクッション回路１６の出力にもとづいて
０から徐々に立上げて行く。この積分型電圧増幅器７４
Ｌの出力がりｉツタ値に対応して立上っていく。

そしてこの電圧増幅器ｌ弘ａの出力にもとづく電圧係数
が、復電時０ＰＵ１０からセットした電圧係数と一致し
九時刻１．で、０ＰＵ１０によるン７ト処理で自動電圧
制御装置ムｖＲＩＩｌｌに切換えて正常運転Ｋ（ｊｌ帰
させる（第２図（（転）参１ｉｔ）、この場合、時刻１
．以後。

積分型電圧増幅器４の出力電圧値は電圧設定Ｖ−と出力
電圧Ｖ　ｄ＠ｔ　が−歇するように動作する。そして、
はぼ停電尭生前の電圧係数（積分型電圧増幅器ｌ←の出
力電圧）と一致して、そして、正常動作に復帰する（第
２図価）参照）。

上述し、九本発明を用いれば１次のような檀々の効果を
奏する。

（１）　　コンピュータ（マイクロコンピュータ）によ
る制御とアナログ制御回路とを組み合せたことにより、
従来のアナログ回路（自動電圧制御装置）の利点【生か
すことができる。

ｌｊ＋　　９．１１１電圧降下時の出力電圧一定制斜は
積分型リミッタ付電圧増幅器により通常の動作のままで
円滑に行なうことができる。

（３）　　コンピュータ（マイクロッ／ヒユー））を応
用したことにより、交流入力電圧が第１の所定電圧に下
ったとき、自動電圧制御装置の出力である電圧係数を前
記コンピュータのメモリに記憶させておくことができ、
前配交流入力電圧が第３の所定電圧値まで復電すると、
積分型り１ツタ付電圧増幅ａｔ制御しゃ断し、自動電圧
制御装置の出力である電圧係数に代えて前記コンピュー
タメモリに配憶しておい友電圧係数を用いることにした
ので、復電時の過渡的な出力過電圧を押えることができ
る。

（４）　　自動電圧制御装ｆｌＩＫクッション回路を付
加し、このクッション回路の出力にもとづいて積分型す
ミッタ付電圧増幅器の９ｉツタ値を零から立上げて行く
ようＫＬＩＯで、復電後の自動電圧制御１１４１系への
復帰が容易となり、復電時のソフト処理が非常に簡単と
なる。

（５）　７７トとハードの組み合せにより停電（受電電
圧降下）→復電時の電圧一定制御が安定に、かつ円滑に
奥行され、復電時の過電圧も防止できる仁とになる。

【図面の簡単な説明】

ｊ１１１図は１本発明による交流電動機の制御方法の一
実施例を示す構成図、第２図（ａ）〜（ｄ）は第１図の
動作脱明図であって１図中／　＃１Ｊｌｉｌ！ｌ　Ｒｍ
器、コは電界コンデンサ、Ｊは逆変換ａＳｔ＊ｚＦｉ整
流器。 ｔは工１０ポー）、／（７はＯＰＵ、／／はメモリ、１
ＪＦｉ職変換器、　／Ｊ　、　／３はつき合せ回路、ｌ
参は積分型＋）　ミッタ付電圧増幅器、／参（１，／ｆ
はリレー接Ａ、／４Ｕクッション回路、／７はり建ツタ
回路、Ｊはム沖変換器、２／は切換回路、ｎはパルス幅
制御回路を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 電圧形インバータの出力周波数にもとづく、かつ電圧と
   周波数の比一定による電圧設定値と該インバータの出力
   電圧とｔつき合せて得られる偏差信号を積分型リンツタ
   付電圧増幅器に供給し、この積分型リイツタ付電圧増幅
   器の出力をアナログ−ディジタル変換して得られる自動
   電圧制御装置の電圧係数【パルス幅制御回路に供給し、
   前記ノ々ルス幅制御回路にて入力される設定周波数と電
   圧係数とから前記インバータ出力くルス暢制御し、前記
   インバータ出力を交流電動機に供給して交流電動機音制
   御する交流電動機の制一方法において、前記交流入力電
   圧ｔコンピュータに織込むと共に前記パルス幅制御回路
   はメモ’Ｊ　を内蔵しており、コンピュータからの周波
   数設定信号と電圧係数とを人力し、この内蔵されている
   メモリに収納されたデータを用いてインバータのパルス
   幅制御信号【送出するようにし、前配交流入力電圧が第
   １の所定電圧に下つ九ときその時点における前記自動電
   圧制御装置の電圧係数をコンピュータのメモリに配憶さ
   せ、さらに前記交流入力電圧が第２の所定電圧値に降下
   してから第８の所定電圧に復電するまで、前記自動電圧
   制御ＭＩ装置による制御４１を前記積分型ＩＪ　（ツタ
   付電圧増幅器によシ行ない、前記交流入力電圧が第８の
   所定電圧値まで復電すると。 前記積分型ＩＪｊツタ付電圧増幅器を制御しゃ断し。 前記自動電圧制御装置からの電圧係数に代えて前記コン
   ピュータのメモリに記憶しておいた電圧係数を前記パル
   ス幅制御回路に与え、復電を再確認後前記積分型９４ツ
   メ付電圧増暢器Ｏ制御しＪＰ断を解除し、前記積分型Ｉ
   Ｊ　ミッタ付電圧増幅器のり書ツタ値を零から２２７７
   ７回路の出力にもとづいて立上げて行き、前記積分型増
   幅器の出力が前記メモリに記憶しておいた電圧係数と一
   牧した時点で前記自動電圧制御装置の出力を再びＷｒＩ
   紀ノくルス幅制御囮路に供給して、インノ（−夕正常運
   転に復帰させるようＫしたこと１ｒｔ特徴とする交流電
   動機Ｃ）　１１１１御方法。