JP2527149B2 - 電圧形インバ―タの制御回路 - Google Patents
電圧形インバ―タの制御回路Info
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- 230000006698 induction Effects 0.000 description 22
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 1
- 230000010349 pulsation Effects 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は電圧形インバータの制御回路にかかり、詳し
くは電圧形インバータにより誘導電動機を可変速運転す
る場合において、軽負荷時や無負荷時に生じる誘導電動
機の電流不安定現象を抑制するための制御回路に関す
る。
くは電圧形インバータにより誘導電動機を可変速運転す
る場合において、軽負荷時や無負荷時に生じる誘導電動
機の電流不安定現象を抑制するための制御回路に関す
る。
（従来の技術） 誘導電動機を電圧形インバータで可変速運転する際、
軽負荷時または無負荷時に誘導電動機を流れる電流に不
安定現象を生ずることが知られており、これは主として
インバータの上下アームの短絡防止のためのONディレー
時間等に起因するものと考えられている。この現象によ
って、トルク脈動が大きくなり、また、必要以上に電流
ピーク値が高くなるのでインバータを構成するパワトラ
ンジスタ等の選定において不利になるといった欠点があ
る。
軽負荷時または無負荷時に誘導電動機を流れる電流に不
安定現象を生ずることが知られており、これは主として
インバータの上下アームの短絡防止のためのONディレー
時間等に起因するものと考えられている。この現象によ
って、トルク脈動が大きくなり、また、必要以上に電流
ピーク値が高くなるのでインバータを構成するパワトラ
ンジスタ等の選定において不利になるといった欠点があ
る。
この現象の抑制法として、従来、第４図に示すような
自動電圧調整器（AVR）を用いた抑制回路が知られてい
る。なお、第４図はインバータのPWM（パルス幅変調）
制御による誘導電動機の可変速運転を前提としており、
図においてＥは直流電源、１はパワトランジスタ等をス
イッチング素子とする電圧形インバータ、２は誘導電動
機、３はトランス、４は全波整流回路、５はフィルタ、
６はAVR、７はPWM回路、８は関数発生器、９は周波数設
定器をそれぞれ示している。なお、PWM回路７の出力側
に設けられる前記パワトランジスタ等のベース駆動回路
は便宜上、図示を省略してある。
自動電圧調整器（AVR）を用いた抑制回路が知られてい
る。なお、第４図はインバータのPWM（パルス幅変調）
制御による誘導電動機の可変速運転を前提としており、
図においてＥは直流電源、１はパワトランジスタ等をス
イッチング素子とする電圧形インバータ、２は誘導電動
機、３はトランス、４は全波整流回路、５はフィルタ、
６はAVR、７はPWM回路、８は関数発生器、９は周波数設
定器をそれぞれ示している。なお、PWM回路７の出力側
に設けられる前記パワトランジスタ等のベース駆動回路
は便宜上、図示を省略してある。
この動作を略述すると、電圧形インバータ１の出力電
圧はトランス３により絶縁され、全波整流回路４を介し
て全波整流される。全波整流された電圧波形はフィルタ
５により高調波成分が減衰され、前記出力電圧の基本波
振幅にほぼ比例した直流の電圧実際値Ｖとなる。
圧はトランス３により絶縁され、全波整流回路４を介し
て全波整流される。全波整流された電圧波形はフィルタ
５により高調波成分が減衰され、前記出力電圧の基本波
振幅にほぼ比例した直流の電圧実際値Ｖとなる。
一方、周波数設定器９によって設定された周波数設定
値fm*は関数発生器８に入力され、この関数発生器８か
らは出力電圧指令値V*が出力される。AVR6では、前記電
圧実際値Ｖが出力電圧指令値V*に一致するように調節が
行なわれ、指令値λが出力される。この指令値λと周波
数設定値fm*とが入力されたPWM回路７はPWMパルスを出
力し、図示されていないベース駆動回路を介して電圧形
インバータ１のスイッチング素子を駆動し、誘導電動機
２を運転するものである。なお、一般には、運転周波数
の急変を避けるために周波数設定器９の後段に積分器を
設けることが多いが、本発明の内容には直接関係がない
ため図示を省略してある。
値fm*は関数発生器８に入力され、この関数発生器８か
らは出力電圧指令値V*が出力される。AVR6では、前記電
圧実際値Ｖが出力電圧指令値V*に一致するように調節が
行なわれ、指令値λが出力される。この指令値λと周波
数設定値fm*とが入力されたPWM回路７はPWMパルスを出
力し、図示されていないベース駆動回路を介して電圧形
インバータ１のスイッチング素子を駆動し、誘導電動機
２を運転するものである。なお、一般には、運転周波数
の急変を避けるために周波数設定器９の後段に積分器を
設けることが多いが、本発明の内容には直接関係がない
ため図示を省略してある。
以上のように、電圧形インバータ１の出力電圧を検出
して指令値λを生成する帰還ループを構成することによ
り前記出力電圧を制御し、これによって電流が不安定に
なるのを一応抑制することができる。
して指令値λを生成する帰還ループを構成することによ
り前記出力電圧を制御し、これによって電流が不安定に
なるのを一応抑制することができる。
（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上述したような従来の制御方式におい
ては、インバータの運転周波数や誘導電動機の種類や容
量の違い等により、電流の不安定現象を抑制できない場
合が存在し、また、電圧形インバータのスイッチング周
波数が高くなるにつれて、一般に抑制が困難になるとい
う問題があった。
ては、インバータの運転周波数や誘導電動機の種類や容
量の違い等により、電流の不安定現象を抑制できない場
合が存在し、また、電圧形インバータのスイッチング周
波数が高くなるにつれて、一般に抑制が困難になるとい
う問題があった。
本発明は上記問題点を解決するために提案されたもの
で、その目的とするところは、インバータの運転周波数
や誘導電動機の種類、容量等に拘りなく誘導電動機の電
流不安定現象を確実に抑制できるようにした電圧形イン
バータの制御回路を提供することにある。
で、その目的とするところは、インバータの運転周波数
や誘導電動機の種類、容量等に拘りなく誘導電動機の電
流不安定現象を確実に抑制できるようにした電圧形イン
バータの制御回路を提供することにある。
（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明は、電圧形インバー
タの出力電流を検出して出力電圧指令値に帰還する電流
帰還ループを持つ電圧形インバータの制御回路におい
て、電圧形インバータの出力電流の振幅検出手段と、こ
の振幅検出手段の出力から交流分を検出するバンドパス
フィルタと、このバンドパスフィルタの出力を前記出力
電圧指令値に負極性で加算する加算器とを備えたもので
ある。
タの出力電流を検出して出力電圧指令値に帰還する電流
帰還ループを持つ電圧形インバータの制御回路におい
て、電圧形インバータの出力電流の振幅検出手段と、こ
の振幅検出手段の出力から交流分を検出するバンドパス
フィルタと、このバンドパスフィルタの出力を前記出力
電圧指令値に負極性で加算する加算器とを備えたもので
ある。
（作用） 本発明によれば、誘導電動機を流れる電流の大きさか
ら一定の周波数帯域の交流分を検出し、その検出値に比
例した値を、前記電流の大きさが増加した場合に電圧形
インバータの本来の出力電圧指令値を小さくするような
極性で出力電圧指令値に重畳する。すなわち、本発明で
は電流帰還ループのみを設け、バンドパスフィルタによ
り抽出した一定周波数帯域の交流分（振動分）を出力電
圧指令値に帰還することにより電圧形インバータの出力
電圧が低下し、誘導電動機を流れる電流にダンピングを
かけることができ、電流の不安定現象が抑制される。
ら一定の周波数帯域の交流分を検出し、その検出値に比
例した値を、前記電流の大きさが増加した場合に電圧形
インバータの本来の出力電圧指令値を小さくするような
極性で出力電圧指令値に重畳する。すなわち、本発明で
は電流帰還ループのみを設け、バンドパスフィルタによ
り抽出した一定周波数帯域の交流分（振動分）を出力電
圧指令値に帰還することにより電圧形インバータの出力
電圧が低下し、誘導電動機を流れる電流にダンピングを
かけることができ、電流の不安定現象が抑制される。
（実施例） 以下、図に沿って本発明の一実施例を説明する。ま
ず、第１図は、前記同様にPWM制御により可変速運転さ
れる誘導電動機を前提とし、この誘導電動機の電流不安
定現象を解消するための制御回路のブロック図を示して
いる。
ず、第１図は、前記同様にPWM制御により可変速運転さ
れる誘導電動機を前提とし、この誘導電動機の電流不安
定現象を解消するための制御回路のブロック図を示して
いる。
同図において、前記同様にＥは直流電源、１は電圧形
インバータ、２は誘導電動機、４は電流振幅検出手段と
しての全波整流回路、７はPWM回路、８は関数発生器、
９は周波数設定器である。そして、第４図と異なるの
は、電圧形インバータ１の出力側に変流器等の電流検出
器10が設けられており、その出力が全波整流回路４に入
力されていると共に、全波整流回路４の出力は直流分を
除去して一定の周波数帯域の交流分Δのみを検出するフ
ィルタ（バンドパスフィルタ）11に加えられている。
インバータ、２は誘導電動機、４は電流振幅検出手段と
しての全波整流回路、７はPWM回路、８は関数発生器、
９は周波数設定器である。そして、第４図と異なるの
は、電圧形インバータ１の出力側に変流器等の電流検出
器10が設けられており、その出力が全波整流回路４に入
力されていると共に、全波整流回路４の出力は直流分を
除去して一定の周波数帯域の交流分Δのみを検出するフ
ィルタ（バンドパスフィルタ）11に加えられている。
このフィルタ11の出力Δと関数発生器８からの出力電
圧指令値V*とは加算器12に図示の極性にて加えられてお
り、加算器12の出力である指令値λは周波数設定値fm*
と共にPWM回路７に入力されている。更に、PWM回路７か
らのPWMパルスに基づき、図示されていないゲート駆動
回路によって電圧形インバータ１が駆動されるように構
成されている。
圧指令値V*とは加算器12に図示の極性にて加えられてお
り、加算器12の出力である指令値λは周波数設定値fm*
と共にPWM回路７に入力されている。更に、PWM回路７か
らのPWMパルスに基づき、図示されていないゲート駆動
回路によって電圧形インバータ１が駆動されるように構
成されている。
ここで、前記フィルタ11の特性としては、電流の不安
定現象が発生する周波数帯域は経験的に数Hzから数十Hz
であることが知られているため、第２図に示すように通
過帯域の下限周波数fc1を数Hz以下、上限周波数fc2を数
十Hz以上とすればよい。なお、fc2をあまり高く選びす
ぎると誘導電動機２の動特性が阻害されるので、この点
から上限値には一定の制限がある。
定現象が発生する周波数帯域は経験的に数Hzから数十Hz
であることが知られているため、第２図に示すように通
過帯域の下限周波数fc1を数Hz以下、上限周波数fc2を数
十Hz以上とすればよい。なお、fc2をあまり高く選びす
ぎると誘導電動機２の動特性が阻害されるので、この点
から上限値には一定の制限がある。
上記構成において、電流検出器10、全波整流回路４、
フィルタ11及び加算器12は、電圧形インバータ１の制御
回路における電流帰還ループを構成している。
フィルタ11及び加算器12は、電圧形インバータ１の制御
回路における電流帰還ループを構成している。
次に、この動作を説明する。
まず、電圧形インバータ１の出力電流は電流検出器10
により検出され、全波整流回路４を介してその大きさ｜
i1｜が検出される。この検出量｜i1｜はフィルタ11を通
すことによって直流分が除去され、前述した周波数帯域
（すなわち電流の不安定現象を生じる可能性のある数Hz
〜数十Hz）の交流分Δのみがフィルタ11から出力され
る。この交流分Δは加算器12において出力電圧指令値V*
に対し負極性にて加算されるため、交流分Δが正の場合
には、電圧形インバータ１の出力電圧を減ずるような指
令値λが生成され、この指令値λが周波数設定値fm*と
共にPWM回路７に入力される。
により検出され、全波整流回路４を介してその大きさ｜
i1｜が検出される。この検出量｜i1｜はフィルタ11を通
すことによって直流分が除去され、前述した周波数帯域
（すなわち電流の不安定現象を生じる可能性のある数Hz
〜数十Hz）の交流分Δのみがフィルタ11から出力され
る。この交流分Δは加算器12において出力電圧指令値V*
に対し負極性にて加算されるため、交流分Δが正の場合
には、電圧形インバータ１の出力電圧を減ずるような指
令値λが生成され、この指令値λが周波数設定値fm*と
共にPWM回路７に入力される。
これらの指令値λ及び周波数設定値fm*に従い、PWM回
路７は従来と同様にPWMパルスを生成して電圧形インバ
ータ１を駆動するが、前記指令値λにより電圧形インバ
ータ１の出力電圧を低下させるように制御が行なわれる
ため、これに伴って電圧形インバータ１の出力電流、す
なわち誘導電動機２を流れる電流も減少する。この作用
は、誘導電動機２を流れる電流が増加しようとすると前
記交流分Δが正となって電流の増加を抑制する方向に働
き、また、誘導電動機２を流れる電流が減少しようとす
ると前記交流分Δが負となって電流の減少を抑制する方
向に働くため、結果的に電流の不安定現象が抑制される
ことになる。
路７は従来と同様にPWMパルスを生成して電圧形インバ
ータ１を駆動するが、前記指令値λにより電圧形インバ
ータ１の出力電圧を低下させるように制御が行なわれる
ため、これに伴って電圧形インバータ１の出力電流、す
なわち誘導電動機２を流れる電流も減少する。この作用
は、誘導電動機２を流れる電流が増加しようとすると前
記交流分Δが正となって電流の増加を抑制する方向に働
き、また、誘導電動機２を流れる電流が減少しようとす
ると前記交流分Δが負となって電流の減少を抑制する方
向に働くため、結果的に電流の不安定現象が抑制される
ことになる。
なお、第１図の例では電流振幅検出手段として全波整
流回路４を用いているが、この電流振幅検出手段は、第
３図に示すように電流検出器10の出力を三相／二相変換
回路13により二相に変換したうえ、ベクトルアナライザ
14によって電流の大きさ｜i1｜のみを取り出すように構
成してもよい。
流回路４を用いているが、この電流振幅検出手段は、第
３図に示すように電流検出器10の出力を三相／二相変換
回路13により二相に変換したうえ、ベクトルアナライザ
14によって電流の大きさ｜i1｜のみを取り出すように構
成してもよい。
なお、上記実施例では、PWM制御により運転される電
圧形インバータについて説明したが、本発明が適用され
る電圧形インバータの制御回路は何らこれに限定される
ものではない。
圧形インバータについて説明したが、本発明が適用され
る電圧形インバータの制御回路は何らこれに限定される
ものではない。
（発明の効果） 以上のように本発明によれば、電圧形インバータの出
力電流の振幅を検出してこの振幅からフィルタにより交
流分を検出し、このフィルタの出力を電圧形インバータ
の出力電圧指令値に負極性にて加算することにより、い
わば電流帰還ループのみで電圧形インバータの出力電圧
を制御するようにしたため、インバータの運転周波数や
誘導電動機の種類、容量等の違いに関係なく、また、PW
M制御を行なう場合にキャリア周波数が15kHz程度でも電
流の不安定現象を生じることなく安定に運転することが
できる。
力電流の振幅を検出してこの振幅からフィルタにより交
流分を検出し、このフィルタの出力を電圧形インバータ
の出力電圧指令値に負極性にて加算することにより、い
わば電流帰還ループのみで電圧形インバータの出力電圧
を制御するようにしたため、インバータの運転周波数や
誘導電動機の種類、容量等の違いに関係なく、また、PW
M制御を行なう場合にキャリア周波数が15kHz程度でも電
流の不安定現象を生じることなく安定に運転することが
できる。
更に本発明によれば、誘導電動機の動特性および同期
機にも有効であることが確認されている。
機にも有効であることが確認されている。
また、本発明の制御回路は電流帰還ループのみからな
り、他の電圧帰還ループ等を必要としないため、回路構
成も簡単である。
り、他の電圧帰還ループ等を必要としないため、回路構
成も簡単である。
第１図は本発明の一実施例の構成図、第２図はフィルタ
の特性図、第３図は電流振幅検出手段の他の構成例を示
す図、第４図は従来例の構成図である。 １……電圧形インバータ、２……誘導電動機 ４……全波整流回路、７……PWM回路 ８……関数発生器、９……周波数設定器 10……電流検出器、11……フィルタ 12……加算器、Ｅ……直流電源
の特性図、第３図は電流振幅検出手段の他の構成例を示
す図、第４図は従来例の構成図である。 １……電圧形インバータ、２……誘導電動機 ４……全波整流回路、７……PWM回路 ８……関数発生器、９……周波数設定器 10……電流検出器、11……フィルタ 12……加算器、Ｅ……直流電源
Claims (1)
- 【請求項１】電圧形インバータの出力電流を検出して出
力電圧指令値に帰還する電流帰還ループを持つ電圧形イ
ンバータの制御回路において、 電圧形インバータの出力電流の振幅検出手段と、 この振幅検出手段の出力から交流分を検出するバンドパ
スフィルタと、 このバンドパスフィルタの出力を前記出力電圧指令値に
負極性で加算する加算器と、 を備えたことを特徴とする電圧形インバータの制御回
路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63178659A JP2527149B2 (ja) | 1988-07-18 | 1988-07-18 | 電圧形インバ―タの制御回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63178659A JP2527149B2 (ja) | 1988-07-18 | 1988-07-18 | 電圧形インバ―タの制御回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0232764A JPH0232764A (ja) | 1990-02-02 |
| JP2527149B2 true JP2527149B2 (ja) | 1996-08-21 |
Family
ID=16052326
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63178659A Expired - Lifetime JP2527149B2 (ja) | 1988-07-18 | 1988-07-18 | 電圧形インバ―タの制御回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2527149B2 (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS547529A (en) * | 1977-06-21 | 1979-01-20 | Toshiba Corp | Ac power source equipment |
-
1988
- 1988-07-18 JP JP63178659A patent/JP2527149B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS547529A (en) * | 1977-06-21 | 1979-01-20 | Toshiba Corp | Ac power source equipment |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0232764A (ja) | 1990-02-02 |
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Legal Events
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