(57)【要約】【課題】回生制動動作によって直流母線電圧が変動しても、異音や不安定な動作がなく、すみやかに減速停止させるインバータ制御装置を提供する。【解決手段】逆変換部３のスイッチング素子を駆動する逆変換部駆動回路１３に対するＰＷＭ信号を作成し、電圧と周波数を制御するマイコン９と、直流母線電圧を検出する電圧検出回路５の検出信号が入力され、直流母線電圧に応じて電動機４に印加する電圧を補正する乗算器１０と、減速時に回生電力を消費する回生制動動作回路１２とを備え、回生制動動作による直流母線電圧の検出信号に応じてヒステリシス周期の１０分の１程度毎に変調信号または搬送波信号（または電圧指令）のレベルを乗算器１０により補正し、すみやかに電動機４を減速停止する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動機に印加する電圧を供給する逆変換部と、前記逆変換部のスイッチング素子を駆動する逆変換部駆動回路と、前記逆変換部駆動回路に対するＰＷＭ信号を作成し、電圧と周波数を制御するマイコンと、直流母線電圧を検出する電圧検出回路と、前記電圧検出回路の検出信号が入力され、直流母線電圧に応じて電動機に印加する電圧を補正する乗算器と、減速時に回生電力を消費する回生制動動作回路とを備え、回生制動動作による直流母線電圧の検出信号に応じてヒステリシス周期の１０分の１程度毎に変調信号または搬送波信号のレベルを前記乗算器により補正し、すみやかに電動機を減速停止するインバータ装置。
【請求項２】
電動機に印加する電圧を供給する逆変換部と、前記逆変換部のスイッチング素子を駆動する逆変換部駆動回路と、前記逆変換部駆動回路に対するＰＷＭ信号を作成し、電圧と周波数を制御するマイコンと、直流母線電圧を検出する電圧検出回路と、前記電圧検出回路の検出信号が入力され、直流母線電圧に応じて電動機に印加する電圧を補正する乗算器と、減速時に回生電力を消費する回生制動動作回路とを備え、回生制動動作による直流母線電圧の検出信号に応じてヒステリシス周期の１０分の１程度毎に電圧指令のレベルを前記乗算器により補正し、すみやかに電動機を減速停止するインバータ装置。
【請求項３】
電源電圧を監視する停電検出回路をさらに備え、停電を検出すると減速動作をし、乗算器により回生制動動作による直流母線電圧の検出信号に応じてレベルを補正する請求項１または請求項２に記載のインバータ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動機を制御するインバータの減速停止に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、制御電源を直流母線電圧から取り、停電検出時点での運転状態にかかわらず減速を始め、その減速時間をその時の直流母線電圧値に応じて制御することにより、停電時の停止をすみやかにするものが知られており（例えば、特許文献１参照）、以下に説明する。
【０００３】
図２において、２１はインバータ装置の順変換部、２２は平滑コンデンサ、２３は逆変換部、２４は誘導電動機である。インバータ制御手段３７は、出力周波数指令決定回路３０、ＰＷＭ信号作成回路３１、逆変換部駆動回路３３、運転モード決定回路３５および加減速時間決定回路３６とで構成される。停電時停止手段３８は、電圧検出回路２５、停電基準電圧設定器２６、検出器２７およびホールド回路２８とで構成される。
【０００４】
運転モード決定回路３５は、通常の運転状態の時には、目標速度指令と出力周波数指令を比較して運転モード（加速、定常、減速）を決定するが、ホールド回路２８からの停電信号が入力された時は、その時の運転モードにかかわらず減速モード信号を検出する。
【０００５】
また、加減速時間決定回路３６は、通常は外部で設定された加速時間、減速時間をそのまま出力周波数決定回路３０に出力するが、ホールド回路２８からの停電信号が入力された時は、電圧検出回路２５から入力される現在の直流母線電圧値とあらかじめ設定された上限基準電圧値および下限基準電圧値とを比較し、直流母線電圧値が上限値より高い場合には設定減速時間を徐々に長くし、直流母線電圧値が下限値より低い場合には、設定減速時間を徐々に短くするようにして、停電時の設定減速時間を決定する。
【０００６】
次に、停電時における動作を説明する。まず、停電の発生により、電圧検出回路２５が常に直流母線電圧を検出し、適当な電圧レベルまで分圧して、直流母線電圧信号として出力し、比較器２７が、停電基準電圧設定器２６により設定された基準電圧信号と電圧検出回路２５により検出された直流母線電圧信号を比較し、直流母線電圧信号が基準電圧信号よりも低くなった時点で停電と判断し、停電信号をホールド回路２８に出力する。
【０００７】
その状態がそのまま保持され停電信号が出力され、それが運転モード決定回路３５および加減速時間決定回路３６に入力される。停電信号が入力されると、その時の運転モードにかかわらず、減速モード信号を出力する。一方、加減速時間決定回路３６は、上記停電信号が入力されると、電圧検出回路２５からの現在の直流母線電圧信号とあらかじめ設定された上限基準電圧値および下限基準電圧値とを比較し、直流母線電圧信号が上限値より高い場合には設定減速時間を初期設定値から徐々に長くし、直流母線電圧が、下限値より低い場合は、設定減速時間を徐々に短くするようにして、停電時の減速時間を決定し出力周波数指令決定回路３０に出力する。出力周波数指令決定回路３０は、この加減速時間決定回路３６から入力される設定減速時間データに基づいて、次に出力すべき出力周波数指令を計算し、ＰＷＭ信号作成回路３１に出力する。
【０００８】
以上のように、制御電源を直流母線電圧からとるようにし、停電を検出した時点でその時の運転状態にかかわらず減速を始め、その減速時間をその時の直流母線電圧値に応じて制御し、負荷電動機からの回生電力がほぼ一定に保ち、不安定な動作がなくすみやかに誘導電動機を減速停止させる。
【０００９】
【特許文献１】
特開昭６３−１４８８８０号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の方法によると回生制動回路が動作した際に、設定された減速時間を初期設定値から逐次変更すると、設定された減速時間通りに停止できず、課題があった。
【００１１】
通常、インバータの回生制動回路は、電圧検出回路からの現在の直流母線電圧信号とあらかじめ設定された回生制動動作電圧および回生制動停止電圧とを比較し、直流母線電圧が回生制動動作電圧より高い場合には回生制動回路を動作させ、直流母線電圧が回生制動停止電圧より低い場合には回生制動回路を停止させている。
【００１２】
このため、回生制動動作のヒステリシスにより直流母線電圧が、１０〜２０ｍｓの周期で変動している。この変動する直流母線電圧を逆変換制御回路部でＰＷＭ制御し電動機を停止させると、直流母線電圧の変動に伴い電動機の磁束変化により異音などの現象や不安定な動作が発生する課題があった。
【００１３】
本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、回生制動動作によって直流母線電圧が変動しても、異音や不安定な動作がなく、すみやかに減速停止させるインバータ制御装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明のインバータ装置は、電動機に印加する電圧を供給する逆変換部と、前記逆変換部のスイッチング素子を駆動する逆変換部駆動回路と、前記逆変換部駆動回路に対するＰＷＭ信号を作成し、電圧と周波数を制御するマイコンと、直流母線電圧を検出する電圧検出回路と、前記電圧検出回路の検出信号が入力され、直流母線電圧に応じて電動機に印加する電圧を補正する乗算器と、減速時に回生電力を消費する回生制動動作回路とを備え、回生制動動作による直流母線電圧の検出信号に応じてヒステリシス周期の１０分の１程度毎に変調信号または搬送波信号（または電圧指令）のレベルを前記乗算器により補正するもので、直流母線電圧が変動しても電動機に印加される電圧を一定に保つことができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
上記課題を解決するために請求項１記載のインバータ装置は、回生制動動作による直流母線電圧の検出信号に応じてヒステリシス周期の１０分の１程度毎に変調信号または搬送波信号のレベルを前記乗算器により補正する。
【００１６】
また、請求項２記載のインバータ装置は、回生制動動作による直流母線電圧の検出信号に応じてヒステリシス周期の１０分の１程度毎に電圧指令のレベルを前記乗算器により補正する。
【００１７】
さらに、請求項３記載のインバータ装置は、停電検出時に減速動作する場合においても、乗算器により回生制動動作による直流母線電圧の検出信号に応じてレベルを補正する。
【００１８】
このように、減速時に直流母線電圧が変動しても、電動機に印加される電圧を一定に保つことで、すみやかに電動機を停止することができる。
【００１９】
【実施例】
以下本発明の一実施例について、図面を参照しながら説明する。
【００２０】
図１において、順変換部１、平滑コンデンサ２、逆変換部３、電動機４、電圧検出回路５、停電基準電圧設定器６、比較器７、逆変換部駆動回路１３、ここまでは従来例と同様である。
【００２１】
９はマイコンで、乗算器１０を内蔵しており、逆変換部駆動回路１３に対するＰＷＭ信号を作成し、電圧と周波数を制御する。１２は回生制動動作回路で、減速停止時に電動機４の回生電力を消費する。
【００２２】
まず、常に直流母線電圧を検出する電圧検出回路５は、図示しない複数の抵抗器により適当な電圧レベルまで分圧した直流母線電圧の検出信号を乗算器１０に出力する。一方、比較器７では、電圧検出回路５により検出されたもう一つの検出信号と、停電基準電圧設定器６により設定された基準電圧信号とを比較し、この検出信号が基準電圧信号よりも低くなった時点で停電と判断し、停電信号をマイコン９に出力する。
【００２３】
マイコン９は停電信号により停電減速パターンを選択するが、それ以外の減速停止時には、通常減速パターンを選択する。
【００２４】
次に、減速時における回生動作を説明する。マイコン９が状況に応じて、あらかじめ設定された通常減速パターンあるいは停電減速パターンの一方を選択すると、その減速パターンにより出力周波数が選択され、電圧指令および周波数指令を得る。
【００２５】
この電圧指令を振幅制御信号とする電圧制御発信器から電圧指令に応じた振幅の正弦波信号を得る。周波数指令は、電圧−周波数比変換器によって電圧指令と一定の関係を持つ周波数信号に変換され、電圧制御発振器において周波数制御信号に変換された正弦波を出力し、その後搬送波（三角波）により変調し、ＰＷＭ信号を作成する。このＰＷＭ信号を逆変換部駆動回路１３で電力増幅し、逆変換部３のＰＷＭ波形のベース制御信号を形成する。
【００２６】
本発明は、乗算器１０の出力に応じて、ＰＷＭ信号を作成時に変調信号または搬送波（三角波）信号のレベル補正信号とするか、電圧指令の補正信号とするかの２通りの補正手段があり、マイコン９内部に乗算器１０を設けることにより自動電圧制御系が構成される。
【００２７】
ＰＷＭ波形を得るための電圧指令と直流母線電圧検出手段とは、通常のインバータ装置はあらかじめ備えており、乗算器１０に入力された直流母線電圧の検出信号に応じてマイコン９は、変調信号または搬送波信号（または電圧指令）のレベルを補正し、電動機４に印加される電圧を一定に保つようにＰＷＭ信号を作成する。
【００２８】
回生制動動作をする際にヒステリシス周期の１０分の１程度毎に直流母線電圧に応じて変調信号または搬送波信号のレベルを補正し、この補正した変調信号または搬送波信号のレベルで逆変換部駆動回路１３のベース駆動をする。あるいは、電圧指令を直接補正し逆変換部駆動回路１３のベース駆動をする。
【００２９】
このように、インバータ装置は２つの出力電圧補正手段によって、回生制動動作によるヒステリシスで直流母線電圧が変動しても、電動機に印加される電圧を安定させることが可能となり、異音や不安定な動作がなく、設定された減速時間通りすみやかに電動機を停止させることができる。
【００３０】
【発明の効果】
上記の実施例から明らかなように、請求項１または請求項２に記載の発明によれば、回生制動動作による直流母線電圧の検出信号に応じてヒステリシス周期の１０分の１程度毎に補正するもので、変調信号または搬送波信号（または電圧指令）のレベルを乗算器により補正、あるいは、電圧指令のレベルを乗算器により補正することで、電動機に印加される電圧を安定させることができ、異音や不安定な動作がなくなり、すみやかに電動機を減速停止させることができる。
【００３１】
さらに、請求項３記載の発明によれば、停電減速時においても異音や不安定な動作がなく、すみやかに電動機を減速停止させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例におけるインバータ装置の回路構成図
【図２】従来のインバータ装置の回路構成図
【符号の説明】
１  順変換部
２  平滑コンデンサ
３  逆変換部
４  電動機
５  電圧検出回路
６  停電基準電圧設定器
７  比較器
９  マイコン
１０  乗算器
１２  回生制動動作回路
１３  逆変換部駆動回路
【図１】
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【図２】
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