逆变器的控制装置制造方法及图纸

在含ＰＷＭ逆变器，频率控制装置及电压控制装置的逆变器控制装置中，设有频率调整装置以便将逆变器的动作频率调整成使逆变器的输出电压的每个正半周中的电压和时间乘积等于在其相邻的负半周中的乘积。当逆变器用于控制感应电动机的装置中时频率调整装置根据对逆变器的输入电压的脉动率的检测结果调整逆变器的输出频率，及频率调整量校正装置根据感应电动机旋转检测装置的输出和电压控制装置的输出中的至少一个来校正频率调整装置的频率调整量。（*该技术在2008年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术为逆变器的控制装置，特别涉及输入变换器的直流输出电压并使变换为电压及频率都可变的交流的逆变器的控制装置。迄今，作为这种控制技术首先公知的有日本特公昭61-48356号公报。在该公报中，由于在用变换器将交流变换为直流、并对电压及频率都可变的脉冲宽度调制逆变器供电时，在变换器的输出电压即逆变器的输入电压中含有脉动成分（整流脉动），故（1）在逆变器的输出电压脉动，特别是逆变器的输出频率在某一特定值会发生差拍（beat）现象的问题，（2）作为其解决方法，揭示有如下的控制方式，即根据逆变器的输入电压的变动情况来调整正弦波信号和三角波的载波信号的振幅比即PWM（脉冲宽度调制）信号的宽度，以便使逆变器的输出电压不变。且在日本特开昭57-52383号公报中揭示有为了达到同类的目的、通过使用脉冲处理技术，根据输入电压的变动来调整PWM信号的脉冲宽度的控制方式。但是，这些控制方式存在的问题是在逆变器的输出电压成为最大、不能进行电压控制的领域内，即在逆变器的输出电压的一周内所含的脉冲数为1个脉冲，且在最大的一定电压领域中不能适用。本专利技术的目的在于提供一种控制装置，该装置能抑制因逆变器的输入电压中所含有的脉动成分而引起的逆变器输出电压的差拍现象。在本专利技术的某一方面，是向逆变器输出电压的相邻的半周的电压时间乘积变为相等的方向对逆变器的动作频率进行调整。-->在本专利技术的较佳的一实施例中，对转差频率进行控制并使逆变器输出频率变化，其结果等于向逆变器输出电压的相邻的半周的电压时间乘积变为相等的方向调整其动作频率。因此，可以减少由在逆变器输入电压中所含的脉动成分所产生的逆变器输出电压相邻的正半周和负半周的不平衡，并能抑制逆变器输出电压的差拍现象。图1    为表示本专利技术的一实施例的用逆变器的感应电动机的控制装置的电路构成图;图2    ～图11为图1的动作说明图;图2    为通过正弦波和三角波的比较所产生的脉冲宽度调制的动作说明图;图3    为相对于逆变器输出频率的基准指令的脉冲数和逆变器输出电压的关系图;图4    为逆变器的输入电压和输出电压的波形关系图;图5    为抑制逆变器输出电压的差拍现象的说明图;图6    为感应电动机的电流及转矩的模拟波形图;图7    为与感应电动机的电流及转矩有关的记号的定义图;图8    为与感应电动机峰值电流有关的模拟结果图;图9    为与感应电动机的转矩脉动有关的模拟结果图;图10为检测逆变器输入电压的直流成分和脉冲成分的装置的具体例的图;图11为检测逆变器输入电压的脉冲成分的装置的增益和相位特性图。图1为表示本专利技术的一实施例的逆变器的控制装置的电路构成图，1为交流电源，2为将交流电源1变换为直流的变换器。3为用以使直流电压平滑的滤波电容器。4为由GTO晶闸管（栅控晶闸管）等的-->控制开关元件UP～WN组成并将直流变换为交流的电压、频率都可变的脉冲宽度调制逆变器，5为由逆变器4供电的感应电动机。7为由载波发生装置71、调制波发生装置72、比较装置73及脉冲数切换装置74所组成的调制装置，通过该调制装置7的输出，并经栅极信号处理电路6以预定的顺序使逆变器4的控制开关元件UP～WN作接通-断开动作。在图1中，用检测装置8来检测感应电动机5的旋转频率fn，用加减运算装置9将转差频率指令fs在动力运行时与其相加，而在再生时则与其相减。这就成为逆变器4的输出频率的基准指令fo（＝fn±fs）。转差频率指令fs是用比较装置11将用检测装置10所检测出的感应电动机5的电流值IM和其指令值IP进行比较，并根据其差值经转差频率控制手段12进行控制的。另一方面在调制装置7上加有作为逆变器4的输出频率指令f的加减运算装置9的基准频率指令输出fo的场合，调制波发生装置72如图2A的（b）、（c）、（d）所示发生U、V、W相的正弦波，又载波发生装置71发生如图2A的（a）所示的三角波。用比较装置73将该三角波和正弦波进行比较，如图2B所示输出控制开关元件UP，VP，WP用的脉冲。又图2B反转后的脉冲就成为控制开关元件UN，VN，WN用的脉冲。此时，如设逆变器4的输入电压E仅为没有脉动成分△Eo的直流成分Eo，则逆变器4的输出电压（U-V间）的波形为图2C所示，在正、负半周之间不会发生不平衡现象。且逆变器4的输出电压通过使图2B的宽度θc即图2A的正弦波的峰值变化来进行控制。又在逆变器4的输出频率f（＝加减运算装置9的输出fo）的半周中所包含的逆变器4的输出电压的脉冲数（在图2中为3个脉冲）是通过用脉冲数切换装置74切换图2A的三角波和正弦波的频率比即三角波的频-->率来进行控制的。此脉冲数相对于作为逆变器4的输出频率f的基准指令的加减运算装置9的输出fo，是通过脉冲数切换装置74，例如如图3所示，切换为27-15-9-5-3-1。又逆变器4的输出电压VM相对于作为逆变器4的输出频率f的基准指令的加减运算手段9的输出fo，为使其如图3所示呈连续的曲线，是通过电压控制装置13运算出图2A的正弦波峰值/三角波峰值之比即调制率γ，以控制正弦波的峰值。又，当脉冲数从3个脉冲切换为1个脉冲时，逆变器4的输出电压VM有跳变的现象。这是由于以下的原因，就是使控制开关元件UP～WN完全切断需要一定的时间，因而不能把图2B的宽度，θc连续控制到零即逆变器4的输出电压VM成为最大且脉冲数为1。可是，即使在逆变器2的输出侧设有直流电压平滑用的滤波电容器3，在逆变器4的输入电压E上也会产生由整流脉动所引起的脉动成分△Eo。如使滤波电容3的容量变大，此脉动成分△Eo即可变小，但不能完全除去。且存在着滤波电容器3大型化的问题。因而，如设脉冲数为1个脉冲即在图2A中调制率γ（＝正弦波的峰值/三角形的峰值）≥1，且设逆变器4的输出频率指令f＝加减运算装置9的输出fo，则考虑脉动成分△Eo后的逆变器4的输入电压E（＝直流成分Eo+脉冲成分△Eo）和输出电压（线间）的关系如图4所示。图4A为脉动分量△Eo的频率fe（这起因于整流脉动，因此是恒定的）＞加减运算装置9的输出fo的场合，图4C则为脉动成分△Eo的频率fe＜加减运算装置9的输出fo的场合，在逆变器4的输出电压上在正、负半周之间两者几乎均不会产生不平衡现象。又，脉动成分△Eo的频率fe＞加减运算装置9的输出fo的现象是在低速范围发生，从图3也可明白脉冲数通常较多，但从图4A也能很容易地推定和看到即使在这种场合在逆变器4的输出电压上在正、负半周之间是不会产生不平衡现象的。图4B是脉动成分△Eo的频率fe＝逆变器4的输出频-->率f（＝加减运算装置9的输出fo）的场合，在逆变器4的输出电压上在正、负半周之间产生有不平衡现象。此不平衡的大小以脉动成分△Eo的频率fe的和逆变器4的输出频率f（＝加减运算装置9的输出fo）之差的频率进行变化，即逆变器4的输出电压会引起差拍现象。因此，在调整逆变器4的输出频率f的装置14中用检测装置142检测逆变器4的输入电压E的直流成分Eo，此外，用检测装置141以预定的相位差α，检测逆变器4的输入电压E的脉动成分△Eo，将该检测装置141的输出△Eo′（｜△Eo′｜＝｜△Eo｜）用检测装置142的输出Eo通过除法运算装置143相除，再将本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种逆变器的控制装置，其特征包括由直流电源供电的脉冲宽度调制的逆变器，对该逆变器的输出频率进行控制的频率控制装置，对上述逆变器的输出电压进行控制的电压控制装置，及向上述逆变器的输出电压的相邻的正、负半周的电压时间乘积变成为相等的方向来调整上述逆变器的动作频率的装置。

【技术特征摘要】
JP 1987-6-3 138089/87;JP 1987-9-30 243804/871、一种逆变器的控制装置，其特征包括由直流电源供电的脉冲宽度调制的逆变器，对该逆变器的输出频率进行控制的频率控制装置，对上述逆变器的输出电压进行控制的电压控制装置，及向上述逆变器的输出电压的相邻的正、负半周的电压时间乘积变成为相等的方向来调整上述逆变器的动作频率的装置。2、一种逆变器的控制装置，其特征包括由直流电源供电的脉冲宽度调制的逆变器，对该逆变器的输出频率进行控制的频率控制装置，对上述逆变器的输出电压进行控制的电压控制装置，及检测上述逆变器的输入电压或电流的装置及根据该检测装置的输出对上述逆变器的输出频率进行调整的装置。3、如权利要求2所述的逆变器的控制装置，其特征在于上述检测装置备有检测上述逆变器的输入电压或电流的脉动率的装置。4、如权利要求3所述的逆变器的控制装置，其特征在于上述频率调整装置备有对上述逆变器的输出频率进行调整以便持有响应上述脉动率的频率脉动率的装置。5、如权利要求2所述的逆变器的控制装置，其特征在于上述直流电源备有将交流变换为直流的变换器，上述检测装置备有在上述变换器的整流脉动频率的附近进行同调的带通滤波器。6、如权利要求2所述的逆变器的控制装置，其特征在于上述检测装置备有根据上述频率控制装置的输出对检测出的脉动的相位差进行调整的装置。7、一种用逆变器进行控制的感应电动机的控制装置，其特征包括将交流变换为直流的变换器，由该变换器经滤波器电路供电的脉冲宽度调制逆变器，由该逆变器供电的感应电动机，检测该感应电动机的旋转频率的旋转频率检测装置，对上述感应电动机的转差频率发出指令的转差频率指令装置，在上述旋转频率检测装置的...

【专利技术属性】
技术研发人员：棚町德之助，中村，仲田，筒井义雄，三宅互，铃木克明，
申请(专利权)人：株式会社日立制作所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]