(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
インバータで駆動するモータの回転数を検出する速度検出回路と、インバータの出力電流を検出する出力電流検出回路と、検出した出力電流を３相−２相変換演算により定格に対するトルク電流成分をうる３相−２相変換回路を備えたインバータ装置において、
前記トルク電流検出成分と検出したモータ回転数とモータの定格容量，回路定数，励磁電流からモータ出力電力を演算するモータ出力電力演算機能を設け、
演算した電力の値を絶対値または比較値でパネル面等にてモニタ表示可能としたことを特徴とするインバータ装置。
【請求項２】
インバータで駆動するモータの回転数を検出する速度検出回路と、インバータの出力電流を検出する出力電流検出回路と、検出した出力電流を３相−２相演算により定格に対するトルク電流成分をうる３相−２相変換回路を備えたインバータ装置において、
前記トルク電流検出成分と、モータの回転数にモータのすべりを加えたインバータ出力回転数と、モータの定格容量，回路定数，励磁電流からモータ出力電力にモータ２次銅損を含んだ電力を算出し、それらにモータの１次銅損，機械損，鉄損，漂遊負荷損を加えてインバータ出力電力を演算するインバータ出力電力演算機能を設け、
前記演算した出力電力の値を絶対値または比率値でパネル面等にてモニタ表示可能としたことを特徴とするインバータ装置。
【請求項３】
請求項１または２において、
演算した電力の絶対値または比率値をアナログ量として外部へ出力するＤ／Ａ変換機能を有することを特徴とするインバータ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、インバータの出力電力とこの出力電力で駆動されるモータの出力電力をモニタする機能を備えたインバータ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インバータ装置では制御に使用している各種の変量をパネル面等でモニタすることができる。図３にインバータ及びモータの電力をモニタする機能を備えた、電流制御を行う電圧形インバータ装置の構成例を示す。
【０００３】
図中、１は商用電源から直流を得る順変換部、２は平滑コンデンサ、３は直流を交流に変換し、誘導モータ５を駆動する逆変換部、４は逆変換部３を制御するインバータの出力電流指令を演算するベクトル制御演算部である。
【０００４】
ベクトル制御演算部４は、設定回転数，励磁電流設定および速度検出回路１１からのモータ回転数と出力電流検出回路１２からのインバータ出力電流と直流電圧検出回路１４からの直流電圧検出を取り込み、インバータの出力電流指令を演算する。
【０００５】
３４は直流電流検出回路１３，直流電圧検出回路１４からの直流電流，直流電圧からインバータ出力電力，モータ出力電力を演算する電力演算回路で、直流電流，直流電圧を掛けた入力電力からインバータ損失分を引いてインバータ出力電力とし、更にモータの損失を差し引いてモータ出力電力を求める。３５はインバータの出力電力とモータの出力電力やその他のモニタ項目のデータをパネル３７面に表示させるためのパネル表示回路である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のインバータ装置では電力を表示するのに、直流電流，直流電圧を検出するための電流検出器ＣＴ１及び電圧検出器ＰＤが必要である。また、モータの出力電力を求めるにはインバータ出力電力を求めてからモータの損失分を差し引くという段階を踏む必要があり演算が煩雑である。
【０００７】
この発明は、従来のこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、直流電流検出等特別な検出器を付帯することなくモータまたはインバータの出力電力を演算して表示できるインバータ装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、インバータで駆動するモータの回転数を検出する速度検出回路と、インバータの出力電流を検出する出力電流検出回路と、検出した出力電流を３相−２相変換演算により定格に対するトルク電流成分をうる３相−２相変換回路を備えたインバータ装置において、
前記トルク電流検出成分と検出したモータ回転数とモータの定格容量，回路定数，励磁電流からモータ出力電力を演算するモータ出力電力演算機能を設け、演算した電力の値を絶対値または比較値でパネル面等にてモニタ表示可能としたことを特徴とするものである。
【０００９】
または、前記トルク電流検出成分と、モータの回転数にモータのすべりを加えたインバータ出力回転数と、モータの定格容量，回路定数，励磁電流からモータ出力電力にモータ２次銅損を含んだ電力を算出し、それらにモータの１次銅損，機械損，鉄損，漂遊負荷損を加えてインバータ出力電力を演算するインバータ出力電力演算機能を設け、前記演算した出力電力の値を絶対値または比率値でパネル面等にてモニタ表示可能としたことを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
実施の形態１
図１に実施の形態１にかかるインバータ装置のベクトル制御ブロック図を示す。同図において、１６は設定回転数と速度検出回路１１からのモータ回転数との偏差をＰＩ演算する速度アンプ、１７は速度アンプ１６からのトルク電流指令と励磁電流設定からモータ５のすべり回転数を求めるすべり演算回路、２０はベクトル制御の電流制御ループである。
【００１１】
電流制御ループ２０は、モータ回転数にすべりを加えてインバータの出力回転数を出力する加算器２１と、インバータの出力回転数を位相（角速度）に変換する周波数−位相変換回路２２と、この位相で回転する回転座標により出力電流検出器ＣＴ２からの出力電流を励磁電流成分とトルク電流成分に変換する３相−２相変換回路２３と、励磁電流設定と相変換により検出された励磁電流との偏差をＰＩ演算する電流制御アンプ２５と、速度アンプ１６からのトルク電流指令と相変換により検出されたトルク電流との偏差をＰＩ演算する電流制御アンプ２７と、アンプ２５と２７からの励磁電流，トルク電流を３相の電流指令に変換する２相−３相変換回路で構成されている。
【００１２】
３１はモータ５の定格容量，回路定数，励磁電流等既知のモータデータ、３２はこの既知のモータデータと３相−２相変換回路２３で検出されるトルク電流と速度検出回路１１からのモータ回転数等からモータ電力を演算するモータ電力演算回路、３５は電力演算回路３２で演算されたモータ電力および電力演算回路を介して入力する各モニタ項目のデータをパネル表示可能に変換する表示変換回路、３７はこれらモニタ項目を表示するパネル、３８は表示変換回路３５からのモータ電力を外部へ出力するＤ／Ａ出力回路である。
【００１３】
一般に、モータの出力電力Ｐｏｕｔは、次式で求められる。
Ｐｏｕｔ＝１．０２７×トルク（ｋｇ・ｍ）×回転数（ｒｐｍ）
一方、ベクトル制御の３相−２相変換で求められるトルク電流成分はモータの発生する実トルクに比例した値である。
【００１４】
電力演算回路３２はモータの出力電力Ｐｏｕｔを、次式で算出する。
Ｐｏｕｔ＝係数×トルク電流検出×モータ回転数
この係数は上記既知のモータデータ３１から予め算出しておく。
【００１５】
上記算出したモータ出力電力Ｐｏｕｔはモニタ項目の１種類として他のモニタ項目と共に表示変換回路３５を介してパネル３７の面に表示される。また、表示変換回路３５からのモータ出力電力はＤ／Ａ出力回路３８を介して外部にアナログ出力され監視される。
【００１６】
実施の形態２
図２に実施の形態１にかかるインバータ装置のベクトル制御ブロック図を示す。なお、前記図１に示したものとの相違点は、上記図１の電力演算回路３２はモータ５の出力電力を演算しているのに対し、図２の電力演算回路３３はインバータの出力電力を演算している点である。よって、図１と同一構成部分については同一符号を付しその重複する説明を省略する。
【００１７】
以下にインバータ出力電力演算回路３３について説明する。電力演算部３３は加算器２１からインバータ出力回転数（モータ回転数＋すべり）と３相−２相変換回路からのトルク電流検出値に係数を掛け合わせて電力を求め、その値にモータ５の一次銅損，鉄損，機械損，漂遊負荷損を加えてインバータ出力電力を算出するように構成されている。
【００１８】
一般に、インバータの出力電力Ｐｉｎ（モータの入力電力）は、次式で求められる。
Ｐｉｎ＝Ｐｏｕｔ（モータ出力電力）＋２次銅損＋１次銅損＋機械損＋漂遊負荷損
Ｐｏｕｔ＝１．０２７×トルク（ｋｇ・ｍ）×（モータ回転数＋すべり（ｒｐｍ））で求められる。（モータ回転数＋すべり（ｒｐｍ））はベクトル制御で常時演算している。
【００１９】
一方、ベクトル制御の３相−２相変換回路２３で求められるトルク電流成分（トルク電流検出）はモータＩＭの発生する実トルクに比例した値である。
【００２０】
電力演算回路３３は、次式でインバータ出力Ｐｉｎを算出する。
Ｐｉｎ＝係数×トルク電流検出×（モータ回転数＋すべり（ｒｐｍ））＋１次銅損＋鉄損＋機械損＋漂遊負荷損
この係数は上記既知のモータデータ３１から予め算出しておく。また、１次銅損は１次電流とモータ回路定数から、鉄損，機械損は（モータ回転数＋すべり（ｒｐｍ））をパラメータに演算する。また、漂遊負荷損は（モータ回転数＋すべり（ｒｐｍ））とトルク電流成分をパラメータに演算する。
【００２１】
上記算出したインバータ出力電力Ｐｉｎはモニタ項目の１種類として他のモニタ項目と共に表示変換回路３５を介してパネル３７の面に表示される。また表示変換回路３５からのモータ出力電力はＤ／Ａ出力回路３８を介して外部にアナログ出力され監視される。
【００２２】
【発明の効果】
この発明は、上述のとおり構成されているので、以下に記載する効果を奏する。
【００２３】
（１）電力演算を行うために直流電流検出器等の特別な検出器等を付帯することなく、ベクトル制御を行うために必要な検出系の回路だけで電力演算が可能になる。
【００２４】
（２）インバータにて電力をモニタできることにより、使用者の電力管理が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１にかかるインバータ装置のベクトル制御ブロック図。
【図２】実施の形態２にかかるインバータ装置のベクトル制御ブロック図。
【図３】従来例にかかるインバータ装置の構成を示すブロック図。
【符号の説明】
１…順変換部
３…逆変換部
４…ベクトル制御演算部
５…誘導モータ
１１…速度検出回路
１２…出力電流検出回路
１３…直流電流検出回路
１４…直流電圧検出回路
１６…速度アンプ
１７…すべり演算回路
２０…電流制御ループ
２２…周波数−位相変換回路
２３…３相−２相変換回路
２５，２６…電流制御アンプ
２８…２相−３相変換回路
３１…モータ容量，定数等既知のモータデータ
３２，３３，３４…電力演算回路
３５…表示変換回路
３７…表示パネル
３８…Ｄ／Ａ出力回路
ＰＤ…直流電圧検出器
ＣＴ１…直流電流検出器
ＣＴ２…出力電流検出器
ＰＰ…エンコーダ
Ｒ１…充電限流抵抗
Ｓ１…抵抗短絡スイッチ
ＭＣ…電磁スイッチ。
【図１】
0003680494.tif 000002
【図２】
0003680494.tif 000003
【図３】
0003680494.tif 000004