(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
インバータと交流モータとの間の配線距離が変化する環境下で使用される交流モータの駆動制御装置であって、
前記インバータと前記交流モータとの間の配線に設けられた電流検出器と、
該電流検出器からの検出値を受けてＶ／ｆ制御のための演算を行う制御回路を有し、
前記制御回路はメモリを有するＣＰＵによるソフトウエア実行処理部を含み、前記メモリには、前記配線距離に応じたブースト電圧初期値とインバータ出力電流値とが記憶され、前記交流モータの始動時に、前記メモリに記憶された前記インバータ出力電流値と前記検出値とが等しくなるようにブースト電圧を自動的に変化させることを特徴とする交流モータ駆動制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の交流モータ駆動制御装置において、前記制御回路は、前記交流モータの始動時に、変化した前記配線距離に対応するインバータ出力電流値を前記メモリから読み出して前記電流検出器からの検出値と比較し、当該検出値の方が低い場合にはブースト電圧増加処理を、当該検出値の方が高い場合にはブースト電圧減少処理をそれぞれ、前記検出値が前記メモリから読み出されたインバータ出力電流値と等しくなるまで実行することを特徴とする交流モータ駆動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はインバータによるモータ駆動制御装置に関し、特にモータ〜インバータ間の配線距離が変化するような環境下で使用されるのに適したインバータによる交流モータ駆動制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インバータによるモータ駆動制御方式においては、始動時のトルクを確保するために、低周波数領域において出力周波数に対する出力電圧が高くなるよう、インバータを設定・調整することが行われる。ただし、この設定は高く設定しすぎると、モータの過励磁現象を誘発し起動できなくなる場合がある。また、負荷の大きさやモータ〜インバータ間の配線距離の変化によって電圧が変化すると、設定値を変更する必要がある。
【０００３】
したがって、インバータを備えたモータを高層ビルなどの建築現場で建設工事用昇降機駆動源として用いる場合は、ビル建設が進むにつれ、すなわちビルの高さが高くなるにつれて配線が長くなるので、設定値をその都度変更する必要がある。
【０００４】
以下に、具体例をあげて説明する。図５に示されるように、インバータでモータを駆動する場合、始動時のトルクを確保するために、低周波数領域において出力周波数に対する出力電圧が高くなるよう、インバータを設定・調整することが行われる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記の設定電圧はＶ（電圧）／ｆ（周波数）制御でのブースト電圧と呼ばれるが、その使用に関しては以下の問題点がある。
【０００６】
▲１▼設定電圧を高くしすぎると、モータの過励時現象を誘発し、起動できないことがある。
【０００７】
▲２▼設定電圧を低くしすぎると、大きな負荷がかかったとき起動できない場合があり、昇降機の場合は落下の危険すらある。
【０００８】
▲３▼モータ〜インバータ間の配線電圧降下があるため、配線距離の変化に応じてその都度、設定電圧を変更する必要がある。
【０００９】
上記の点は、使う側での調整の難しさ・煩わしさとなる。
【００１０】
一方、上記のＶ／ｆ制御とは別に、モータ回路定数（一次抵抗値など）の情報を基に、負荷量によってインバータ出力電圧を増加させる自動ブースト制御方式が知られている。しかしながら、この自動ブースト制御方式もモータ回路定数に電圧ブースト量が依存しているため、あくまでその範囲内での電圧ブースト量を出力するにすぎない。したがって、モータ〜インバータ間長距離配線時の運転に際しては、その配線分の抵抗値を別途補償する機能にて、その都度調整するのが実状である。
【００１１】
そこで、本発明の課題は、モータ〜インバータ間の配線距離が変化する場合でも設定電圧変更の作業を不要とし、操作性の向上を図ることのできるインバータによる交流モータ駆動制御装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、インバータと交流モータとの間の配線距離が変化する環境下で使用される交流モータの駆動制御装置であって、前記インバータと前記交流モータとの間の配線に設けられた電流検出器と、該電流検出器からの検出値を受けてＶ／ｆ制御のための演算を行う制御回路を有し、前記制御回路はメモリを有するＣＰＵによるソフトウエア実行処理部を含み、前記メモリには、前記配線距離に応じたブースト電圧初期値とインバータ出力電流値とが記憶され、前記交流モータの始動時に、前記メモリに記憶された前記インバータ出力電流値と前記検出値とが等しくなるようにブースト電圧を自動的に変化させることを特徴とする交流モータ駆動制御装置が提供される。
【００１３】
なお、前記制御回路は、前記交流モータの始動時に、変化した前記配線距離に対応するインバータ出力電流値を前記メモリから読み出して前記電流検出器からの検出値と比較し、当該検出値の方が低い場合にはブースト電圧増加処理を、当該検出値の方が高い場合にはブースト電圧減少処理をそれぞれ、前記検出値が前記メモリから読み出されたインバータ出力電流値と等しくなるまで実行する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態について説明する。図１を参照して、本発明が適用されるインバータユニット１０は、３相交流電源２０と３相交流モータ３０との間に接続されている。インバータユニット１０は、交流−直流変換を行うコンバータ回路１１、インバータ回路１２、ドライブ回路１３、及び制御回路１４を含んでいる。ドライブ回路１３は、制御回路１４からの電圧指令に応じて、例えばＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）信号を生成してインバータ回路１２におけるスイッチング素子をオン、オフする。インバータ回路１２は、６個のスイッチング素子を２個ずつ対にしてブリッジ接続された構成を持ち、電圧指令に応じた周波数を持つ３相交流電圧を３相交流モータ３０に与える。制御回路１４は、メモリを有するＣＰＵによるソフトウエア実行処理部を含み、インバータユニット１０と３相交流モータ３０との間の３相配線のそれぞれに設けられた電流検出器１５Ｕ、１５Ｖ、１５Ｗからの検出値に基づいてドライブ回路１３を制御し、Ｖ／ｆ制御のための演算処理を行う。
【００１５】
本形態においては、図２に示すように、客先仕様に基づいてあらかじめ予想される最大荷重において、任意のモータ〜インバータ間配線距離にて、あらかじめブースト電圧初期値が決定される。そして、その際のインバータ出力電流値を制御回路１４内のメモリに記憶する。制御回路１４は、モータ〜インバータ間配線距離が延長されて配線電圧降下が大きくなり、その結果、出力電流が低下した場合には、記憶したインバータ出力電流値に到達するまでブースト電圧を自動的に増加させる処理を行う。このために、制御回路１４は、電流検出器１５Ｕ、１５Ｖ、１５Ｗからの検出値を１０（ｍｓｅｃ）程度の周期でサンプリングして演算処理を行い、電圧指令値を出力する。
【００１６】
この際、制御回路１４は、記憶したインバータ出力電流値よりも、実際の出力電流が大きくなった場合は、自動的にブースト電圧を減少させる処理も実行するものとする。
【００１７】
以上の処理により、モータ〜インバータ間配線距離に応じて変化する抵抗値による電圧降下の影響を受けないで、モータ起動時のトルクを確保することができる。
【００１８】
図３に本発明による制御がある場合と無い場合の差を、配線距離の長さとの関係を含めて示す。
【００１９】
また、制御回路１４のソフトウエア実行処理部による制御処理フローを図４に示す。図４において、制御回路１４にはあらかじめ固定ブースト設定値と自動ブースト上限リミット値（越えてはならないブースト電圧値）とが設定されており、これらの値を使用して、
固定ブースト設定値＋｛（自動ブースト上限リミット値−固定ブースト設定値）×出力周波数／自動ブースト調整周波数｝
の演算を行い、自動ブースト基準電流を算出する。
【００２０】
制御回路１４は、出力周波数が自動ブースト調整周波数を越える場合にはブースト電圧の増加、減少は不要であるので、固定ブーストパラメータ設定値を選択する。一方、出力周波数が自動ブースト調整周波数以下の場合には、運転状態が定速度あるいは加速状態かどうかを判定し、ＮＯの場合には固定ブーストパラメータ設定値を選択する。一方、ＹＥＳの場合は、上記の算出された自動ブースト基準電流と電流検出器からの実際の出力電流とを比較し、出力電流が自動ブースト基準電流を越えている場合にはブースト電圧減少のための処理を行い、出力電流が自動ブースト基準電流よりも小さい場合にはブースト電圧増加のための処理を行う。
【００２１】
以上のようにして、自動ブースト設定値が選択され、この設定値により電圧指令値を生成するための演算処理が行われる。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明してきた本発明によれば、モータ〜インバータ間配線距離の変化に左右されることなく、モータの始動・駆動が可能となる。また、モータ〜インバータ間配線距離が変化してもブースト電圧設定の変更・メンテナンスが不要となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用されるインバータユニットの構成を示した図である。
【図２】本発明による自動ブースト電圧設定を説明するための特性図である。
【図３】本発明による制御がある場合と無い場合の差を、配線距離の長さとの関係を含めて示した図である。
【図４】本発明の制御回路による制御処理フローを示したフローチャート図である。
【図５】従来のブースト電圧設定方法を説明するための特性図である。
【符号の説明】
１０    インバータユニット
１１    コンバータ回路
１２    インバータ回路
１３    ドライブ回路
１４    制御回路
１５Ｕ、１５Ｖ、１５Ｗ    電流検出器
２０    ３相交流電源
３０    ３相交流モータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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