JPS6139895A - 誘導電動機の制御装置 - Google Patents

誘導電動機の制御装置

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JPS6139895A
JPS6139895A JP15961084A JP15961084A JPS6139895A JP S6139895 A JPS6139895 A JP S6139895A JP 15961084 A JP15961084 A JP 15961084A JP 15961084 A JP15961084 A JP 15961084A JP S6139895 A JPS6139895 A JP S6139895A
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JP
Japan
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voltage
circuit
motor
inverter
pulse
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JP15961084A
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English (en)
Inventor
Sachio Ueno
上野 佐千夫
Tsutomu Sesato
瀬里 力
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P27/00Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
    • H02P27/04Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
    • H02P27/06Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using DC to AC converters or inverters
    • H02P27/08Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using DC to AC converters or inverters with pulse width modulation
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
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    • H02P27/047V/F converter, wherein the voltage is controlled proportionally with the frequency

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  • Power Engineering (AREA)
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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】 産業上の利用分野 本発明は誘導電動機に印加する電圧と周波数を・変えて
電動機の回転数を制御する誘導電動機の制御装置に関す
るものである。
従来例の構成とその問題点 誘導電動機(以後モータとする)の回転数を制御するイ
ンバータは、特殊なインバータを除けば、はとんど全て
がVVVF (可変電圧、可変周波数)制御を行なって
おり、それはモータの磁束を一定□  にさせるととで
、低周波でも最適な磁束で運転することを目的としてい
る。
従来のインバータはモータへ印加する電圧Vと周波数F
の比をインバータであらかじめ決定させておき大容量の
モータを運転する時は、その−次抵抗がほとんど無視で
きるので、第3図の人で示す如くvとFの比つまりV/
Fを一定とさせるVVVF制御を行ない、小容量のモー
タを運転する時は、その−次抵抗でドロップする電圧を
補うため、低周波数ではシ今の比を上げるいわゆるブー
ストを加味して第3図Bで示すVVVF制御を行なって
きた。
しかし、インバータの入力電圧が電源変動で変化すると
、PWM(パルス幅変調)制御方式の様に電圧のフィー
ドバックがなくパルス幅の比でのみ変調している方式の
場合は、第4図のCに示す様に標準のV/Br比に対し
、インバータの入力電圧が高いとDの様に、低くなると
Eの様にモータ印加電圧が変化し、最適の磁束で運転で
きない欠点を有していた。
また第4図に示す様に、三相電源1を三相全波ダイオー
ド2で整流し、コンデンサ3で平滑した直流電圧Vnc
は、そのコンデンサ容量と、モータ4の負荷により程度
の差はあるが、電源周波数のリップルが生じ、逆変換部
5(パワートランジスタやGTO等で構成される)のス
イッチング素子にて決定されるモータ印加周波数が、イ
ンバータ入力電源の周波数(例えば60tlz)の’1
51172゜Vs 、 ’/1.2/1.371等の整
数分の1又は整数倍に近い周波数の時、例えば31)1
z、5911Zはその差でうね多現象が生じ、電源がe
oHzで、モータ印加周波数が59)TZの例の場合、
111zの振動を伴なう、うねシ、うなシが発生する欠
点を有していた。
一方、インバータで、PWM制御と大きく大分きれるP
AM(パルス振幅変調)制御方式の場合を説明する。
第6図に従来よシ代表的なPAM制御方式のインバータ
のパワ一部分の回路図を示す。11は三相電源、12は
三相全波ダイオード、13.16はコンデンサ、14は
順変換部パワートランジスタ、15はリアクトル、17
は逆変換部パワートランジスタ、18はモータである。
以上の構成において、PAM制御方式は出力周波数Fに
より定まる出力電圧Vの変化はパワートランジスタ14
で変化させており、デユーティ−コントロールされる。
そこで入力電圧が変化しコンデンサ13の直流電圧vn
c+が変化しても、コンデンサ16の直流電圧VDO2
は、VDO2の電圧をオペアンプ等でフィードバックし
、トランジスタ14のデユーティ−を変化させて常に規
定値となる様に制御している例が多い。その場合のV/
y比を第6図に示す。Fは標準であり、Gはインバータ
の入力電圧が高い時、Hは低い時である。第4図に較べ
てV/F比が最適に保たれていることがわかる。
しかしこの方式の欠点は、VDC2という高圧側(kG
200V入力の電源を使用すればD Ci 28C)/
)の回路と制御回路との電位を共通に制御しなければな
らず、F(周波数)指令の電圧回路が高圧側の回路、つ
まJAC200V回路と同電位となシ、F指令をユーザ
ーに提供する汎用インバータでは、感電や、シーケース
回路の絶縁等で採用できず、ユーザーが直接F指令を行
なわない用途が明確なインバータにしか使用できなかっ
た。
発明の目的 本発明は上記従来のインバータの欠点を鑑みてなされた
もので、インバータの高圧直流回路の電圧情報を制御回
路側に絶縁して伝達し、モータへ印加する電圧と周波数
の比つまりV/F比を電源電圧変動に関係なく制御する
ことで、最適なモータの回転数制御を行なうこと、そし
て電源のリップルを除去することで、モータ回転のうね
り現象を除去することを目的としている。
発明の構成 本発明は、高圧直流回路の電圧’VDCをパルス列Fに
変換するV−Fコンバータと、ホトカプラ。
パルストランス等からなる絶縁パルス伝達出段と、その
パルス列を直流電圧’l’DOLに変換するF−■コン
バータから構成される。
実施例の説明 以下本発明の実施例を図面を参照して説明す、S。
第1図に於いて、21は三相又は単相の電源、22は三
相又は単相の全波整流器、23は平滑コンデンサ、24
はパワートランジスタ、GTO。
サイリスク等から成る逆変換部、25はモータである。
26はV−Fコンバーク、27はホトカプラ、パルスト
ランス等から成る絶縁パルス伝達回路、28はF−Vコ
ンバータ、29は周波数指令入力端子、30はPWMロ
ジック回路、31は逆ft124のパワートランジスタ
等のベースドライブ回路である。
第2図は本発明のうちV−Fコンバーク26、絶縁ハル
レス伝達回路27、及びF−Vコンバータ28について
の一実施例を示すものであり、33゜36.3了、39
,40,41.44は抵抗、38.42.45はコンデ
ンサ、34はツェナーダイオード、28はホトカプラ、
36.43はタイマーICの555である。
まずV−Fコンバータ部26の動作を説明する。
高圧直流回路の直流電圧をVD(tAは約300vであ
シ、一方抵抗33を経たツェナーダイオードを例えば1
2Vに設定すれば、タイマーIC:655(7)無安定
マルチバイブレータ回路の動作電圧幅vsは12V/3
−4vとなシ充分に無視できる。また抵抗35をR1、
抵抗37をR2とし、R+>RzとすればR2は無視で
きるから、次式が成立する。ここでコンデンサ38の静
電容量を01とする。
ここで時間tはパルス周波数fの逆数であシであるから
、(1)式は Vnc =C;1R1Vsf = Klf(ただしに+
 =C+R+Vs ) −−−(2)となる。
つt))V−Fコンバータ26はvncムが高くなると
パルス周波数fがそれに比例して高い周波数になること
を意味し、その割合が一定であることを示している。
次に絶縁パフレス伝達回路27について説明する。
タイマーI C5’6536のパルスにてホトカプラの
発光側が’oN、OFFすることで、受光側のトランジ
スタがON 、OFFする一般的な使い方である。
次にF−Vコンパーク回路28について説明する。ホト
カプラのON 、OFF信号はタイマーI 05554
3に伝達され、タイマーIC43は単安定マルチバイグ
レータとして抵抗41とコンデンサ42で定まる規定長
のパルスを発生する。
タイマーIC555の「H」レベルの電圧をVDCLと
すると、抵抗44とコンデンサ45の一次遅れ形成され
るコンデンサ側の電圧VDCOは規定長パルスのパルス
幅をTa % 絶縁パルス伝達回路27からのON 、
OFF信号のパルス周波数をfとすれば、次式のとおシ
である。
VDOO= VDCLX Ta X f  ・・・・・
・・・・・・・・・・(3)ここでVDOLとTaは定
数であり VDCL X Ta = K2 とすれば(3)式は vDCL=に2f  ・・・・・・・・・・・・・・・
・・・由由・・・(4)と々る。
つまり、(4)式はvDcLはパルス周波数Fに比例し
ていることになる。
故に、前述(2)式と(4)式よシ となシ、高圧回路の直流電圧は、一定の比(K)で制御
回路へ伝わっていることがわかる。
次に第1図の30はPWMロジック回路であり、出力周
波数(F)指令29の信号に従って出力周波数と、F−
Vコンパーク回路28からの直流電圧vnct、からV
/Fを決定し、ベースドライブ回路31へPWM信号を
伝達する。PWMロンツク回路30はマイコン等の演算
を行うことを生体としだ回路部であり、F−Vコンパー
ク回路28からのVDOLが規定よシ低い時は電圧を上
げ、逆に高い時は電圧を下げる動作をさせることで、第
7図に示すようなV/Fを一定にさせることができる。
また直流電圧’t’DCのりノズルに対しても同様補正
が加えられる。ベースドライブ回路31はロジック回路
30からのPWM信号を絶縁して高圧回路のパワートラ
ンジスタ等のパワースイッチング素子から成る逆変換部
24のベース信号を供給する。
発明の効果 以上の説明から明らかなように本発明によれば、高圧側
の直流電圧を絶縁して制御回路に伝達吊来るため、イン
バータの入力電圧の変動や、直流回路のリップルを除去
した安定な動作のインバータ装置を供給できる。また一
般にインバータは、モ〜りが回生運転となり、電力がイ
ンパークにかえってきて、直流電圧を」0外させ、コン
デンサや逆変換部のパワートランジスタの耐圧をオーバ
ーさせないようにインバータをトリップさせる保護機能
を持っているが、その電圧を検出するだめの情報として
も有効である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例にかかる制御装置のブロック
図、第2図は同制御装置の要部の回路図、第3図は従来
のインバーりのV/F特性図、第4図は従来のPWMイ
ンバータでインバータ入力電圧が変動した時のV/F特
性図、第5図はPWMインバータの代表的な高圧回路図
、第6図はPAMインハークの代表的な高圧回路図、第
7図は従来のPAMインバータで、インバータの入力電
圧が変動した時のV/F特性図である。 21・・・・・・電源、22・・・・・・全波整流器、
24・・・・・逆変換部、25・・・・・モータ、26
・・・・・V−Fコンバータ、27・・・・・・絶縁パ
ルス伝達回路、28・・・・・・F−Vコンバータ。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名ニー
ーーーーーーーコ ”′図 モータ 匈加局う攻、t  F 図 モータi、p 6o用確数F

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 全波整流後の直流回路の電圧をパルス列に変換するV−
    Fコンバータと、そのパルス列を絶縁して伝達するホト
    カプラを使用した絶縁パルス伝達手段と、そのパルス列
    を直流電圧に変換するF−Vコンバータを備えた誘導電
    動機の制御装置。
JP15961084A 1984-07-30 1984-07-30 誘導電動機の制御装置 Pending JPS6139895A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63181684A (ja) * 1987-01-20 1988-07-26 Yokogawa Electric Corp サ−ボモ−タの制御・駆動回路

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58113865A (ja) * 1981-12-28 1983-07-06 Fuji Electric Co Ltd 直流電圧検出装置
JPS5952467B2 (ja) * 1978-02-06 1984-12-19 株式会社日立製作所 情報処理システム

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