JPS6039389A - 誘導電動機の速度制御装置 - 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】 〔発明の技術分野〕 この発明に誘導電動様の速度制御装置に係り、その同可
変電圧、可変周波数制御装置、すなわちインバータ制御
装置に関するものである。

〔従来技術〕

第１図は、従来のインバータ制御装置の一例である。図
において、（１）は交流電源（２）げ交流ｆｆ、直流に
変換するコンバータユニット、（３）は直流電源用コン
デンサ、（４）は血流を交流に変換するインバータユニ
ット、（５）は誘導′ｆｔ動機である。

次にこの装置の動作を説明する。交流電源（１）はコン
バータユニット（２）により直流に変換さｎコンデンサ
（８１に′電力として蓄積σｎる。インパークユニット
（４）は各相順にスイッチングすることにより＠流電源
を交流に再変換し誘導電動機（５）に与えている。

この装置ではインバータユニット（４）のサイリスタの
スイッチング周期を変えることに、ｒ、り誘導電動機（
５）に与える交流の周波数を変えることができる。又電
圧はコンバータユニット（２）及びインバータユニット
（４）のサイリスタのスイッチング巾を変化させること
により変化させている。

誘導電動機（５）は周波数を変えることにより同期速度
を変えることができ、こｎにより速度制御が可能となる
。

さて、一般に従来の誘導電動機のインバータ制御装置で
は、出力電圧と周波数の比が一冗になる機制御ざｎてい
る。こｎはこの様にすることにより電ｙＪＪ磯の出力周
波数にかかわらず励磁電流が一定となって二次側への誘
起電圧も一定となり電動機特性は同期速度が変化するの
みで等価的に同一とみなせるためである。しかし実は単
Ｖ？−電圧、周波数の比を一定とするのみでは十分でな
い。こｔを第２図の誘４電動機の等価回路によって説明
する。図で（ｒｌｌバー抵抗、（Ｘ工〕は一次インダク
タンス、（ｘ２）［２次インダクタンス、（ｒ２）ｎ二
次抵次電流、（ｎｏ）は同、期速度、（ｎ）は電動機速
度である。ここで二次側の定数は一次１ｌｌｌｖＣ換算
さｎている。又電圧、電流はベクトルであり複素数表示
ざｎている。

誘導電ｙ４ｊＪ磯が周波数にかかわらず等価的に同一の
特性となるためＫは前述の様に励磁電圧（Ｋｍ広ぶ周波
数に比例する必要がある。従って周波数をｆとして Ｅｍ　＝　Ｅｆ　・・・（１）と表わす。

この時電動様印加電圧（Ｖ）をめると、Ｖ　−（ｒ　ｘ
　十ｘ　ｘ　ｆ　ｊ　）　Ｉ　ｏ　十Ｅ　ｆ　・”　”
　（２）となる。

−敗に　Ｘｌは十分小σいため近似的にｖ＝ｒ□工。＋
　Ｅｆ＠１１１１　（３］となる。

丁ｌわちインバータ制御装置の出力電圧（：Ｊ）は周波
数に比例した電圧（Ｅｆ）ＶＣ上積み（ｒ□〒０９をし
た電圧と１−る必要がある。そこで一般に従来は、第６
図に示″ｆ特性の′電圧となる様にさｎている。図で（
６）は（１）式の電圧（Ｅｆ）Ｋ相当する励ｍ亀圧特性
、（７）は（Ｅｆ）に一定電圧を上積みした′亀動磯印
加′亀圧（÷〕に相当するインバータ出力電圧特性であ
る。

この従来の装置は次の点で欠点がある。っまり、前記（
８）式Ｊ：り明らかな如く上積みすべき電圧は本質的に
電動様電流（Ｌｏ）に比例しているため、一定電圧を上
積みした従来の装置では、全負荷時に最適になる様に電
動機印加電圧（Ｖ）を決定した場合無負荷時Ｉｌ′？ｌ
：はＥｍ　）　Ｅｆとなって過励磁となり励磁電流が増
加し、又無負荷時に最適となる様ＶＣ電動＜Ｅｆ　とな
ってトルク不足となる。

〔発明の概要〕

この発明に、上記の欠点を解決し、いかなる負荷条件で
も最適の電圧を電＠磯に与える速度制御装置を提供する
ことを目的としている。

〔発明の実施例〕

第４図に本発明に、Ｊ：る実施例のブロック図を示す。

（１）は交流電源、（５９は誘導′亀ｉＭＪ磯、（８）
は可変電圧・可変周波数の電力を発生するインバータ全
制御するインバータ制御装置、（９）は電動機速度を検
出する指速発電様、叫はインバータ制御ｌＩＩ装置の周
波数指令、（１１）はインバータ制御装置の電圧指令、
（図は周波数指令と電動機速度の差を検出する比較器、
（１３）は増巾器、（］４．）は電圧指令を補正する加
算器、０５）はバイアス信号である。

第２図で明らかな如く 工。＝−十　工ｅ　・會・（４ｒＣある。

・Φ・（５）となる。

一般Ｖｃｘ２は十分小ざいため近似的に又同期速度　ｎ
。は周波数に比例するためｎ０＝　ｒｘｏｆ＠＠＠（７
）と表わして・・−（８１ そして、（ｓ）　、　（０）式より、 ・・命αＯ）となる。

励母電圧が周波数に比例する条件（Ｅｍ　＝　ｇで）で
は周波数（ｆ）及び電動機速度（ｎＪによジ決定ざｎる
。従ってこｎらを検出することによりインバータ出力電
圧の上積みを決定できる。

当する周波数指令−と電圧指令σ力が与えらｎる。

電圧指令Ｑ力は基本的に周鼓倣指令叫と同一のものが与
えらｎるが加算器ｑ旬により上積み分が補正される。

さてこの補正値に以下の如くに決定ざｎる。周波数指令
（１０）と電動機速度が比較器（胸により比較σｆその
差が増巾器（Ｉｌｌ）により増巾ｇｎる。この信号正分
に相当する。

電圧信号補正を行う加算器９句では前記信号とバイアス
信号邸）がＥｆＫ相当する周波数指令−に加算さｎる。

バイアス信号■）は（１０）式の右辺第１項ｒニー　に
よる補正分に相当する。ここで（１０）式の第１、第２
項はベクトル的に加算すべきであるが、励１ｉＢ電流（
工ｍ）が特別大きな用途以外では通常のスカラー数とし
て加算を行っても大きな誤差は生じないため、この加算
器αΦノでは、スカラー数として加算を行っている。

以上の様に本発明によりインバータ出力電圧を電動機の
負荷ＶＣ応じ最適に調節できる。

上記実施例では加算器（１４１は通常のスカラー演算特
性を持つものであったが、この加算器Ｑ（転）に変えて
ベクトル演算特性を持つ演算器を採用丁ｎばより厳密な
補正が可能となる。この場合この演′Ｒ−器Ｖ？−は以
下の特性を持たせる。

前記（１０）式 の右辺第１項と、第２，６項に９００の位相差がある。

そこで Ｖ　””　Ｏｊ　＋　ａ　＋　ｂ　１１＠　＠　（ｌｌ
ｌと表わす。

ここでａは増巾器θ９）の出力、ｂは周波数指令す０）
、Ｃはバイアス（ロ）である。

１：Ｊｌ−訛；丁７　・・・（埒 （ａ、ｂ変数、Ｃ定数） ・１１書（Ｉ３） 従って演算器は（１１３）式の特性をもったものとすｎ
はよい。

〔発明の効果〕

以上の様に本発明に、ｃｎば、誘導電動機の速度制御を
行うためのインバータの出力電圧を、比較的簡単な回路
で最適に調節できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のインバータ制御装置の例、第２図は誘導
電動機の等価回路、第６図は従来の装置の電圧、周波数
特性の例、第４図は本発明の一笑施例のブロック図であ
る。 （６）二窮導電動機 （８）：インバータ制御装置 （９）二指速発電磯　（ｉｏ）、；周波数指令Ｑ１）：
電圧指令　（助：比較器 ｑ旬：加算器　＠）：バイアス信号 なお図中同一符号に同−又は相当部分を示す。 代理人　大　岩　増　雄 第１図 毘２図 第３図 第　４　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）インバータ制御装置により制御さｎ可変電圧・可
   変周波数の電力を発生するインバータを用いて速度制御
   を行う誘導電動機の速度制御装置において、インバータ
   制御装置の周波数指令と電動機速度の差を検出する比較
   器と、前記周波数指令と前記比較器出力信号とバイアス
   信号とを入力しインバータ制御装置の電圧指令を演算す
   る演算器と、前記演算器の出力信号である電圧指令と前
   記周波数指令とが供給さｎるインバータ制御装置とを具
   備してなる誘導電動機の速度制御装置。 （２）演算器が和算演算器であることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の誘導電動機の速度制御装置。 （８）演算器がベクトル演算器であることｆｒ：％徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の誘４電３＠磯の速度制
   御装置。