JP3333851B2 - How to shut off the output of a three-phase voltage source inverter - Google Patents
How to shut off the output of a three-phase voltage source inverterInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、三相交流電動機を駆
動制御する三相電圧形インバータの出力電流の制限制御
において、制限電流設定値以上の電流増大に対する減流
制御時の出力電流の時間的低減率の緩和を図り、急速な
電流変化に起因する上下限両電流設定値間における大な
る電流脈動を回避し、出力電流の安定な制限制御を可能
となす三相電圧形インバータの出力遮断方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a control method for controlling the output current of a three-phase voltage-source inverter for controlling a three-phase AC motor. Output of a three-phase voltage-source inverter that reduces the current reduction rate, avoids large current pulsations between the upper and lower current settings due to rapid current changes, and enables stable limiting control of output current About the method.
【0002】[0002]
【従来の技術】スイッチング素子を各相アーム素子とす
る三相ブリッジをその直流/交流変換部となし三相交流
電動機を力行或いは回生状態において駆動制御する三相
電圧形インバータの出力電流の制限制御において、その
出力三相中の何れかの相の出力電流がその制限電流設定
値以上になった場合に、前記三相ブリッジの各相全ての
スイッチング素子をOFF制御する方法が、従来の出力
遮断方法として知られている。2. Description of the Related Art Output current limiting control of a three-phase voltage-source inverter for driving and controlling a three-phase AC motor in a power running or regenerative state without a three-phase bridge having a switching element for each phase arm element as its DC / AC converter. In the case where the output current of any one of the three phases of the output becomes equal to or higher than the set current limit value, a method of turning off all the switching elements of each phase of the three-phase bridge is a conventional output cutoff. Known as the method.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながらその出力
電流の制限制御を行う前記の如き従来の三相電圧形イン
バータの出力遮断方法によれば、前記インバータの出力
電流がその制限電流設定値以上になると、電流増大相が
何れの相であっても、また電流増大時点におけるインバ
ータ出力電圧と負荷電動機逆起電圧との間の位相差に関
係無く、前記三相ブリッジの各相全てのスイッチング素
子をOFF制御するため、原則として前記インバータ出
力電流は非常に大なる時間的低減率にて急減し、この減
流制御により前記インバータ出力電流がその下限電流設
定値以下となれば反転して電流増大制御が再開され、こ
の結果前記の上下限両電流設定値間における前記インバ
ータ出力電流の大なる電流脈動を招くことになりその電
流制限制御が不安定なものとなっていた。However, according to the conventional three-phase voltage-source inverter output shut-off method for controlling the output current as described above, when the output current of the inverter becomes equal to or more than the set limit current value. Regardless of the current increasing phase, regardless of the phase difference between the inverter output voltage and the load motor back electromotive voltage at the time of the current increasing, all the switching elements of each phase of the three-phase bridge are turned off. In principle, the inverter output current suddenly decreases at a very large time reduction rate, and when the inverter output current falls below the lower limit current set value by this current reduction control, the inverter output current is inverted and the current increase control is performed. The current is restarted. As a result, a large current pulsation of the inverter output current is caused between the upper and lower current setting values. It had become a thing.
【0004】上記に鑑みこの発明は、インバータ出力電
流の時間的な低減度合いの緩和を図り、前記の如き大な
る電流脈動を回避して安定な出力電流制限制御を可能と
なす三相電圧形インバータの出力遮断方法の提供を目的
とするものである。[0004] In view of the above, the present invention aims at alleviating the temporal reduction degree of the inverter output current, and avoiding the large current pulsation as described above to enable a stable output current limiting control. The purpose of the present invention is to provide an output shut-off method.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明の三相電圧形インバータの出力遮断方法に
おいては、 1)請求項1に従い、三相交流電動機を可変速駆動する
三相電圧形インバータの出力遮断方法に関し、スイッチ
ング素子を各相アーム素子とする三相ブリッジをその直
流/交流変換部となす前記インバータの出力三相中の何
れかの相の出力電流が前記電動機の力行制御時にその制
限電流設定値以上になった場合に、この電流増大相の上
アームスイッチング素子がON状態にあれば、前記三相
ブリッジの各相スイッチング素子に関し、各相下アーム
素子に対するON又はOFF動作指令はそれぞれその指
令状態を維持し、また各相上アーム素子に対しては三相
共にOFF制御するものとする。In order to achieve the above object, a method for shutting off the output of a three-phase voltage source inverter according to the present invention comprises the following steps: 1) According to claim 1, a three-phase AC motor that is driven at a variable speed. The present invention relates to a method of shutting off the output of a voltage type inverter, wherein an output current of any one of three phases of an output of the inverter, in which a three-phase bridge in which a switching element is an arm element for each phase serves as a DC / AC conversion unit, is used for powering the motor. If the upper arm switching element of this current increasing phase is in the ON state when the current becomes equal to or more than the set current limit value at the time of the control, ON or OFF for each phase switching element of the three-phase bridge with respect to each phase lower arm element. The operation commands are maintained in their command states, and the upper arm elements of each phase are OFF-controlled in all three phases.
【0006】2)請求項2に従い、三相交流電動機を可
変速駆動する三相電圧形インバータの出力遮断方法に関
し、スイッチング素子を各相アーム素子とする三相ブリ
ッジをその直流/交流変換部となす前記インバータの出
力三相中の何れかの相の出力電流が前記電動機の力行制
御時にその制限電流設定値以上になった場合に、この電
流増大相の下アームスイッチング素子がON状態にあれ
ば、前記三相ブリッジの各相スイッチング素子に関し、
各相上アーム素子に対するON又はOFF動作指令はそ
れぞれその指令状態を維持し、また各相下アーム素子に
対しては三相共にOFF制御するものとする。According to a second aspect of the present invention, there is provided a method for shutting off the output of a three-phase voltage-source inverter for driving a three-phase AC motor at a variable speed. If the output current of any one of the three phases of the output of the inverter becomes equal to or larger than the limit current set value during the power running control of the motor, if the lower arm switching element of the current increasing phase is in the ON state, , For each phase switching element of the three-phase bridge,
The ON or OFF operation command for each phase upper arm element is maintained in its command state, and the three phase lower arm elements are OFF controlled for all three phases.
【0007】3)前記1)または2)において、前記イ
ンバータの出力三相中の何れかの相の出力電流が前記電
動機の回生制御時にその制限電流設定値以上になった場
合に、前記三相ブリッジの各相全てのスイッチング素子
をOFF制御するものとする。[0007] 3) In the above 1) or 2), when the output current of any one of the three phases of the output of the inverter becomes equal to or larger than the set current limit value during the regenerative control of the motor, It is assumed that all the switching elements of each phase of the bridge are OFF-controlled.
【0008】4)前記1)または2)において、前記電
動機の力行制御時に発生した電源瞬時停電の復電後の電
動機再始動制御期間においては、前記インバータの出力
三相中の何れかの相の出力電流がその制限電流設定値以
上になった場合、前記三相ブリッジの各相全てのスイッ
チング素子をOFF制御するものとする。[0008] 4) In the 1) or 2), wherein in the motor restart control period after power failure of the power supply momentary power failure occurs during power running control of the electric motor, one of the phases of the output three-phase in the previous SL inverter When the output current of the three-phase bridge becomes equal to or larger than the set current value, the switching elements of all the phases of the three-phase bridge are turned off.
【0009】[0009]
【作用】一般に、交流電源より誘導性負荷に給電する場
合、負荷電流の時間的変化率は電源電圧と負荷の逆起電
圧との差電圧に比例する。例えば各種交流回転機駆動系
の基本をなす図4の単相等価回路図に示す如く、インダ
クタンスLの誘導性負荷に交流電源電圧である電圧Vを
印加すれば、前記負荷には電流Iが通電し、前記負荷に
は逆起電圧Eが発生する。In general, when power is supplied from an AC power supply to an inductive load, the temporal change rate of the load current is proportional to the difference voltage between the power supply voltage and the back electromotive force of the load. For example, as shown in the single-phase equivalent circuit diagram of FIG. 4 which forms the basis of various AC rotating machine drive systems, when a voltage V which is an AC power supply voltage is applied to an inductive load having an inductance L, a current I flows through the load. However, a back electromotive voltage E is generated at the load.
【0010】なお前記V,E,I等の電気諸量はベクト
ル量であり、相互に下記の式(1)により結ばれる。The electric quantities such as V, E, and I are vector quantities and are mutually connected by the following equation (1).
【0011】[0011]
【数1】 (Equation 1)
【0012】即ち式(1)に示す如く、それぞれベクト
ル量において、負荷電流Iの時間的変化率は電源電圧V
と負荷の逆起電圧Eとの差電圧に比例することになる。
一方、交流回転機の三相巻線に三相交流電圧を印加すれ
ばこの三相巻線によりその回転角速度が前記交流電圧の
周波数で規定される回転磁界が発生するが、この回転ベ
クトルをなす回転磁界に対応するものとして、電気角1
20度の位相差を有する三種の交流電圧より成る前記の
三相交流電圧を単一の回転電圧ベクトルに合成変換して
取り扱うことが可能となる。同様に、前記三相交流電圧
を三相電圧形インバータの出力電圧とすれば、この電圧
が印加される三相交流電動機に発生する逆起電圧もまた
単一の回転ベクトルとして取り扱うことが可能となる。That is, as shown in the equation (1), for each vector quantity, the temporal change rate of the load current I is the power supply voltage V
And the back electromotive voltage E of the load.
On the other hand, when a three-phase AC voltage is applied to the three-phase winding of the AC rotating machine, the three-phase winding generates a rotating magnetic field whose rotation angular velocity is defined by the frequency of the AC voltage. An electrical angle of 1 corresponds to the rotating magnetic field.
The three-phase AC voltage composed of three types of AC voltages having a phase difference of 20 degrees can be combined and converted into a single rotation voltage vector and handled. Similarly, if the three-phase AC voltage is set as the output voltage of the three-phase voltage source inverter, the back electromotive force generated in the three-phase AC motor to which this voltage is applied can also be handled as a single rotation vector. Become.
【0013】上記により、三相交流電動機を駆動制御す
る三相電圧形インバータの出力電流制限制御において、
インバータ出力電流の時間的な変化率を緩和して大なる
電流脈動を回避した安定な制御をなすためには、それぞ
れ単一の回転ベクトルに合成変換した前記のインバータ
出力電圧と電動機逆起電圧とに関し、前記インバータ出
力電流の低減制御開始時点における両者のベクトル差電
圧を出来るだけ小となせば良いことになる。As described above, in the output current limiting control of the three-phase voltage source inverter for controlling the driving of the three-phase AC motor,
In order to reduce the temporal change rate of the inverter output current and perform stable control avoiding a large current pulsation, the inverter output voltage and the motor back electromotive voltage, each of which is combined and converted into a single rotation vector, are used. In this regard, the vector difference voltage between the two at the start of the inverter output current reduction control should be as small as possible.
【0014】上記に従いこの発明は、インバータ出力電
流の電流制限制御における時間的な電流変化率の緩和の
ために、その三相中何れかの相におけるインバータ出力
電流の増大に伴う電流制限制御の開始時点におけるイン
バータ出力電圧と電動機逆起電圧との前記ベクトル差電
圧を最も小となすように、即ち電動機逆起電圧のベクト
ル状態に応じて最適のベクトル状態を有するインバータ
出力電圧を得る如く、前記インバータの直流/交流変換
部をなす三相ブリッジの各相アームのスイッチング素子
に対するON/OFF制御を行うものである。According to the present invention, as described above, in order to reduce the temporal current change rate in the current limit control of the inverter output current, the present invention starts the current limit control accompanying an increase in the inverter output current in any one of the three phases. In order to minimize the vector difference voltage between the inverter output voltage and the motor back electromotive voltage at the time, that is, to obtain an inverter output voltage having an optimal vector state according to the vector state of the motor back electromotive voltage, The ON / OFF control is performed on the switching element of each phase arm of the three-phase bridge that forms the DC / AC converter.
【0015】[0015]
【実施例】以下この発明の実施例を図面により説明す
る。ここに図1,図2,図3の各図はインバータ出力部
回路図であり、図5と図8とはインバータ三相出力電圧
から合成変換された回転電圧ベクトルの位置変化模様を
示すベクトル図であり、図6,図7,図9,図10の各
図は回転ベクトルとなされた前記インバータ出力電圧と
電動機逆起電圧とのベクトル差電圧の演算状態を示すベ
クトル図である。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIGS. 1, 2 and 3 are circuit diagrams of the inverter output unit, and FIGS. 5 and 8 are vector diagrams showing the position change pattern of the rotation voltage vector synthesized and converted from the inverter three-phase output voltage. 6, 7, 9, and 10 are vector diagrams showing a calculation state of a vector difference voltage between the inverter output voltage and the motor back electromotive voltage, which is a rotation vector.
【0016】以下先ず図2とこれに対応する図5とに従
い、前記インバータ出力部をなす三相ブリッジの各相ス
イッチング素子のON/OFF状態と前記回転電圧ベク
トルの位置との関連について、その基本事項を説明す
る。ここに図2は、インバータの出力部即ちその直流/
交流変換部をなす三相ブリッジの回路構成と、その各相
スイッチング素子に関してインバータ出力電流の増大に
伴う電流制限制御開始前の正常時のON或いはOFF状
態を示すものである。First, referring to FIG. 2 and FIG. 5 corresponding thereto, the basic relation between the ON / OFF state of each phase switching element of the three-phase bridge forming the inverter output section and the position of the rotation voltage vector will be described. Explain the matter. FIG. 2 shows the output of the inverter, that is, its DC /
3 shows a circuit configuration of a three-phase bridge that forms an AC conversion unit and an ON or OFF state in a normal state before starting current limit control with an increase in inverter output current for each phase switching element.
【0017】図2において、前記三相ブリッジは転流ダ
イオードを有するトランジスタを各相アームのスイッチ
ング素子としてブリッジ構成したものであり、その直流
電源から電圧Ed の給電を受け、U,V,Wの各出力端
子より電流IU,IV,IW をそれぞれ出力するものであ
る。なお前記の各スイッチング素子は、前記U,V,W
の各出力端子からの各相出力電圧が電気角120度の位
相差を有し所定の周期で順次繰り返し出力されるように
ON或いはOFF制御される。[0017] In FIG. 2, the three-phase bridge is obtained by bridging a transistor having a commutation diode as a switching element of each phase arm, receives the power supply voltage E d from the DC power supply, U, V, W Output currents I U, I V, and I W , respectively. Note that each of the switching elements is a U, V, W
ON / OFF control is performed such that each phase output voltage from each output terminal has a phase difference of 120 electrical degrees and is sequentially and repeatedly output in a predetermined cycle.
【0018】また前記インバータの各相出力電圧は、前
記電源電圧Ed を1として単位表示され、前記U,V,
Wの各出力端子の下部にそれぞれ図示されている。例え
ば、U相出力端子の出力電圧を1とし、V,W両相の出
力端子の出力電圧を0とする図示の状態は、前記三相ブ
リッジのU相上アーム素子がON状態にありその電圧レ
ベルを1とする前記直流電源の正極母線電圧が直接U相
端子に出力されている状態と、V及びW両相下アーム素
子がON状態にありその電圧レベルを0とする前記直流
電源の負極母線と前記V及びW両相出力端子とが同一電
圧レベルにある状態を示す。従って、前記U,V,Wの
各出力端子より電流IU,IV,IW が負荷交流電動機の三
相巻線を経由しそれぞれ図示矢印方向にて出入すること
になり、U相電流が各相中で最大となる。The output voltage of each phase of the inverter is expressed as a unit with the power supply voltage Ed as 1, and the output voltages of the U, V,
W is shown below each output terminal. For example, when the output voltage of the U-phase output terminal is 1 and the output voltages of the V and W output terminals are 0, the U-phase upper arm element of the three-phase bridge is in the ON state, A state in which the positive bus voltage of the DC power supply whose level is 1 is directly output to the U-phase terminal, and a state where the lower arm element of both the V and W phases is in the ON state and whose voltage level is 0, the negative electrode of the DC power supply This shows a state where the bus and the V and W both-phase output terminals are at the same voltage level. Therefore, the currents I U, IV and I W flow in and out of the U, V and W output terminals in the direction of the arrows through the three-phase windings of the load AC motor, respectively. Maximum in each phase.
【0019】次に図5は、前記インバータの三相出力電
圧を合成変換して得た回転電圧ベクトルに関し、前記三
相ブリッジの各相スイッチング素子のON或いはOFF
状態に対応して推移する位置関係を示すベクトル図であ
る。ここに前記回転電圧ベクトルは、電気学会発行「半
導体電力変換回路」第6章による如く、前記三相ブリッ
ジの各相スイッチング素子のON或いはOFF状態に応
じ、従ってまた前記各相出力端子の出力電圧状態に応
じ、所定の関数関係によって規定されたインバータの瞬
時空間電圧ベクトルとして定義されたものであり、その
合成変換の詳細をここには省略するが、図5に示す各電
圧ベクトルVk( k=0〜7)は前記電圧Ed を1とし
て単位表示された前記U,V,Wの各相出力電圧の関数
として、下記の式群(2)の如くなる。FIG. 5 shows a rotational voltage vector obtained by synthesizing and converting the three-phase output voltages of the inverter, and shows ON or OFF of each phase switching element of the three-phase bridge.
It is a vector diagram which shows the positional relationship which changes according to a state. Here, the rotation voltage vector depends on the ON or OFF state of each phase switching element of the three-phase bridge as described in Chapter 6 of "Semiconductor Power Conversion Circuit" published by the Institute of Electrical Engineers of Japan, and therefore, the output voltage of each phase output terminal. It is defined as an instantaneous space voltage vector of the inverter defined by a predetermined functional relationship according to the state, and details of the combined conversion are omitted here, but each voltage vector V k (k = 0 to 7) as a function of the respective U, V, the output voltage of the W, which is the unit displays the voltage E d as 1, comprising as formula group (2) below.
【0020】[0020]
【数2】 (Equation 2)
【0021】なお図5は、三相インバータによる三相交
流電動機の力行制御状態ににおけるベクトル図であり、
図示の負荷電流ベクトルIと負荷電動機の逆起電圧ベク
トルEとは何れも、前記瞬時空間電圧ベクトルと同様
に、三相成分を単一の回転ベクトルとして合成変換した
ものであり、前記電圧ベクトルV1 に対応した時点にお
けるものとして例示するものである。図示の場合前記の
電圧V1 による負荷電流Iの時間的変化率は式(1)に
従って(V1 −E)/Lであり、差電圧ベクトル(V1
−E)と電流ベクトルI両者の電圧ベクトルV1 方向即
ちU相成分は同一方向となり、電流増大状態にあること
を示す。FIG. 5 is a vector diagram in a powering control state of the three-phase AC motor by the three-phase inverter.
Each of the illustrated load current vector I and the back electromotive voltage vector E of the load motor is obtained by synthesizing the three-phase component as a single rotation vector, as in the case of the instantaneous space voltage vector. This is shown as an example at the time corresponding to 1 . Temporal change rate of the load current I by the illustrated the voltages V 1 of a (V 1 -E) / L according to equation (1), the differential voltage vector (V 1
−E) and the direction of the voltage vector V 1 of both the current vector I, that is, the U-phase component, are in the same direction, indicating that the current is increasing.
【0022】次に図1は請求項1に対応するこの発明の
第1の実施例を示すものである。即ち前記三相ブリッジ
の各相スイッチング素子が図2に示すON或いはOFF
状態にあって動作中、U相電流がその制限電流設定値以
上になったため請求項1に従い、ON状態にあったU相
上アーム素子をOFFとなすことにより前記三相ブリッ
ジのU,V,W各相の上アーム素子を全てOFFとし、
一方前記各相の下アーム素子については図2に示す状態
を維持させたものである。従って図1は、図2と比較し
図示アンダーラインの如くU相上アーム素子のみがON
からOFFへ状態変化したものとなる。Next, FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention corresponding to claim 1. That is, each phase switching element of the three-phase bridge is turned on or off as shown in FIG.
According to claim 1, the U-phase upper arm element in the ON state is turned off by turning off the U-phase upper arm element in the ON state, so that the U, V, Turn off all upper arm elements of each W phase,
On the other hand, the lower arm element of each phase maintains the state shown in FIG. Therefore, in FIG. 1, only the U-phase upper arm element is ON as shown in the underline in FIG.
From OFF to OFF.
【0023】なお図2から図1への状態変化時に、U相
出力電流IU はU相上アーム素子がOFFとなされたた
め同相下アーム素子の転流ダイオードを経由して流れる
ことになり、各相出力電流IU,IV,IW は図2に示す矢
印の方向を維持しながら負荷電動機との間を還流するこ
とになる。従って、U相出力端子の出力電圧は単位表示
の1から0となり、式群(2)で定義した前記電圧ベク
トルVk はV(0,0,0) ,即ちV0 となる。この場合のU
相出力電流の時間的変化率は式(1)に従いベクトル量
において(V0 −E)/L,即ち−E/Lとなる。この
状態を図6に示す。When the state changes from FIG. 2 to FIG. 1, the U-phase output current I U flows through the commutation diode of the in-phase lower arm element since the U-phase upper arm element is turned off. The phase output currents I U, I V, I W return to the load motor while maintaining the directions of the arrows shown in FIG. Therefore, the output voltage of the U-phase output terminal changes from 1 to 0 in unit display, and the voltage vector V k defined by the expression group (2) becomes V (0,0,0), that is, V 0 . U in this case
The temporal change rate of the phase output current is (V 0 −E) / L, that is, −E / L in the vector amount according to the equation (1). This state is shown in FIG.
【0024】因みに、図3は従来の方法による場合を示
し、例えばU相電流がその制限電流設定値以上になり、
前記三相ブリッジの各相全てのスイッチング素子をOF
Fした場合を示す。この時、U相出力電流IU はU相下
アーム素子の転流ダイオードを経由し、またV,W両相
出力電流IV,IW はそれぞれV相とW相の上アーム素子
の転流ダイオードを経由し、図2に示す矢印の方向を維
持しながら負荷電動機との間を還流することになる。FIG. 3 shows a case according to the conventional method. For example, when the U-phase current becomes equal to or more than the limit current set value,
All the switching elements of each phase of the three-phase bridge are OF
F shows the case. At this time, the U-phase output current I U passes through the commutation diode of the U-phase lower arm element, and the V and W two-phase output currents I V and I W are the commutation of the V-phase and W-phase upper arm elements, respectively. The current flows back to the load motor via the diode while maintaining the direction of the arrow shown in FIG.
【0025】従って各相出力電圧は単位表示において、
U相は1から0へ、V相は0から1へ、W相は0から1
へそれぞれ変化し、前記電圧ベクトルVk はV(0,1,1)
,即ちV4 となる。この場合のU相出力電流の時間的
変化率は(V4 −E)/Lとなる。この状態を図7に示
す。ここに図6と図7とを比較し、その大きさにおい
て、前記のベクトルE/Lは(V4 −E)/Lより小で
ある。即ち前記の時間的な電流変化率において、図6に
示すこの発明の方法は、図7に示す従来の方法に比して
大幅に小となり、これにより出力電流制限制御における
電流脈動も大幅に軽減されるものとなる。なお前記−E
/L,(V4 −E)/L両ベクトルのU相成分は共に負
荷電流ベクトルIのU相成分と逆方向にあり、従って図
6,7両図におけるU相出力電流は何れも減少状態にあ
る。Therefore, the output voltage of each phase is expressed in units as
U phase goes from 1 to 0, V phase goes from 0 to 1, W phase goes from 0 to 1
Respectively, and the voltage vector V k becomes V (0, 1, 1).
, That is, V 4. In this case, the temporal change rate of the U-phase output current is (V 4 −E) / L. This state is shown in FIG. Here, FIGS. 6 and 7 are compared, and the vector E / L is smaller than (V 4 −E) / L in the size. That is, in the above-described temporal current change rate, the method of the present invention shown in FIG. 6 is significantly smaller than the conventional method shown in FIG. 7, and thus the current pulsation in the output current limiting control is also greatly reduced. Will be done. Note that the -E
Both the U-phase component of the / L and (V 4 -E) / L vectors are in the opposite direction to the U-phase component of the load current vector I, and therefore the U-phase output current in both FIGS. It is in.
【0026】次に図8と図9の両ベクトル図は、負荷交
流電動機の回生制御時を対象とする請求項3に対応する
この発明の第2の実施例を説明するためのものであり、
前記三相ブリッジの各相スイッチング素子のON或いは
OFF状態に関しては、図3の場合と同一となる。前記
電動機の回生制御時には、電動機逆起電圧ベクトルEは
その方向において図8に示す如く図5の場合に対して反
転する。従って前記の回生制御時に例えばU相電流がそ
の制限電流設定値以上になり、請求項3に従って前記三
相ブリッジのU,V,W各相の全てのスイッチング素子
をOFFとした場合、前記電圧ベクトルVk はV(0,1,
1) ,即ちV4 となる。Next, both vector diagrams of FIG. 8 and FIG. 9 are for explaining the second embodiment of the present invention corresponding to claim 3 for regenerative control of the load AC motor.
The ON or OFF state of each phase switching element of the three-phase bridge is the same as in FIG. At the time of the regenerative control of the motor, the motor back electromotive voltage vector E is inverted in that direction as shown in FIG. 8 as compared with the case of FIG. Therefore, in the regenerative control, for example, when the U-phase current becomes equal to or more than the set current limit value, and all the switching elements of the U, V, and W phases of the three-phase bridge are turned off according to claim 3, the voltage vector V k is V (0,1,
1), that is, V 4.
【0027】従ってU相電流の時間的変化率は図8に示
す如きベクトル(V4 −E)/Lとなり、そのU相成分
は負荷電流ベクトルIのU相成分と逆方向となり、U相
出力電流は減少状態にあることになる。ここに前記(V
4 −E)/Lの値は図1に示す力行状態の時間的な電流
変化率に比して小となり、前記の出力電流制限制御にお
ける電流脈動も小となる。Therefore, the temporal change rate of the U-phase current is a vector (V 4 -E) / L as shown in FIG. 8, the U-phase component is in the opposite direction to the U-phase component of the load current vector I, and the U-phase output The current will be in a decreasing state. Here, (V
The value of 4- E) / L is smaller than the temporal current change rate in the powering state shown in FIG. 1, and the current pulsation in the output current limiting control is also smaller.
【0028】因みに図10は、前記の電動機回生制御時
に請求項1に従う制御を行った場合のものであり、前記
電圧ベクトルVkはV(0,0,0),即ちV0となり、前記出
力電流の時間的変化率はベクトル−E/L、そのU相成
分は負荷電流ベクトルIのU相成分と同方向となり、従
ってU相出力電流は増大状態となり電動機回生制御時に
おける請求項1の制御方法は不適当なものとなる。な
お、前記電動機の力行或いは回生状態の判定について
は、特別な回路を付加することなく一般的にインバータ
装置に設置されている出力電流及び出力電圧の検出回路
両者の検出信号により容易に判定可能である。 FIG. 10 shows a case in which the control according to claim 1 is performed during the motor regeneration control, and the voltage vector V k becomes V (0,0,0), that is, V 0 , The temporal change rate of the current is vector -E / L, and the U-phase component is in the same direction as the U-phase component of the load current vector I, so that the U-phase output current is in an increased state and the motor regenerative control at the time of motor regeneration control. The method becomes improper. What
Regarding the judgment of power running or regenerative state of the electric motor
Is generally an inverter without any additional circuitry.
Output current and output voltage detection circuit installed in the device
The determination can be easily made based on both detection signals.
【0029】また請求項4に関し、負荷交流電動機の力
行制御時に発生した電源瞬時停電の復電後の電動機再始
動制御期間においてはインバータ運転再開までに一定の
時間を必要とし、この間前記電動機はインバータ出力電
圧と無関係に動作するためその力行制御か回生制御かの
判定が困難となる。従って、前記の再始動制御期間にお
いては、請求項3の場合と同様に、前記インバータの出
力三相中の何れかの相の出力電流がその制限電流設定値
以上になった場合前記三相ブリッジの各相全てのスイッ
チング素子をOFF制御するものである。According to a fourth aspect of the present invention, in the motor restart control period after the restoration of the instantaneous power failure generated during the power running control of the load AC motor, a certain time is required until the inverter operation is restarted. Since the operation is performed independently of the output voltage, it is difficult to determine whether the powering control or the regenerative control is performed. Therefore, during the restart control period, as in the case of claim 3, when the output current of any one of the three output phases of the inverter becomes equal to or more than the set current limit value, the three-phase bridge Of each of the phases is turned off.
【0030】なお請求項2に対応するこの発明の実施例
は、図1に関する前述の説明において前記三相ブリッジ
の各相スイッチング素子に関し、それぞれの属す上下ア
ームの記述を反対とすることにより同様に説明出来るた
め、ここではその説明を省略する。An embodiment of the present invention corresponding to claim 2 is also the same as that of FIG. 1 by reversing the description of the upper and lower arms to which the respective phase switching elements of the three-phase bridge belong. Since it can be explained, the explanation is omitted here.
【0031】[0031]
【発明の効果】この発明によれば、前記インバータ出力
電流の増大に対する電流制限制御時に、その電流低減の
時間的な変化率の緩和を図り、上下限の両電流設定値間
における大なる電流脈動を回避して安定な出力電流制限
制御を容易且つ安価に行うことが出来る。Effect of the Invention] The present invention, when the current limitation control for increasing the pre-Symbol inverter output current, achieving relaxation time rate of change of the current reduction becomes large between the two current set value of the upper and lower limit current A stable output current limiting control can be easily and inexpensively performed by avoiding pulsation.
【図1】この発明の第1の実施例を示すインバータ出力
部回路図(力行時)FIG. 1 is a circuit diagram of an inverter output unit showing a first embodiment of the present invention (during power running).
【図2】インバータ出力電流正常時の素子開閉状態を示
すインバータ出力部回路図FIG. 2 is a circuit diagram of an inverter output unit showing an element switching state when the inverter output current is normal.
【図3】従来技術適用時の素子開閉状態を示すインバー
タ出力部回路図(力行時)FIG. 3 is a circuit diagram of an inverter output unit showing an element open / closed state when the conventional technology is applied (during power running).
【図4】交流回転機駆動系の単相等価回路図FIG. 4 is a single-phase equivalent circuit diagram of an AC rotating machine drive system
【図5】インバータの瞬時空間電圧ベクトルのベクトル
図(力行時)FIG. 5 is a vector diagram of an instantaneous space voltage vector of the inverter (during power running).
【図6】図1に対応するベクトル差電圧演算ベクトル図
(力行時)FIG. 6 is a vector diagram of a vector difference voltage calculation vector corresponding to FIG. 1 (during power running).
【図7】図3に対応するベクトル差電圧演算ベクトル図
(力行時)7 is a vector diagram of a vector difference voltage calculation vector corresponding to FIG. 3 (during power running).
【図8】インバータの瞬時空間電圧ベクトルのベクトル
図(回生時)FIG. 8 is a vector diagram of an instantaneous space voltage vector of the inverter (at the time of regeneration).
【図9】この発明の第2の実施例を示すベクトル差電圧
演算ベクトル図(回生時)FIG. 9 is a vector diagram showing a vector difference voltage operation vector according to the second embodiment of the present invention (during regeneration);
【図10】図1に対応するベクトル差電圧演算ベクトル
図(回生時)FIG. 10 is a vector diagram of a vector difference voltage operation vector corresponding to FIG. 1 (at the time of regeneration)
Ed 直流電源電圧 E 負荷電動機の逆起電圧(ベクトル) IU インバータのU相出力電流 IV インバータのV相出力電流 IW インバータのW相出力電流 L インバータ負荷経路総合のインダクタンス Vk インバータの瞬時空間電圧ベクトル(k=0〜
7)E d DC power supply voltage E Load motor back electromotive voltage (vector) I U inverter U-phase output current IV inverter V-phase output current I W inverter W-phase output current L Inverter load path overall inductance Vk inverter Instantaneous space voltage vector (k = 0 to
7)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02H 7/122 H02H 7/08 H02M 7/48 H02M 7/5387 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H02H 7/122 H02H 7/08 H02M 7/48 H02M 7/5387
Claims (4)
形インバータの出力遮断方法であって、スイッチング素
子を各相アーム素子とする三相ブリッジをその直流/交
流変換部となす前記インバータの出力三相中の何れかの
相の出力電流が前記電動機の力行制御時にその制限電流
設定値以上になった場合に、この電流増大相の上アーム
スイッチング素子がON状態にあれば、前記三相ブリッ
ジの各相スイッチング素子に関し、各相下アーム素子に
対するON又はOFF動作指令はそれぞれその指令状態
を維持し、各相上アーム素子に対しては三相共にOFF
制御することを特徴とする三相電圧形インバータの出力
遮断方法。1. A method for shutting off the output of a three-phase voltage source inverter for driving a three-phase AC motor at a variable speed, wherein the three-phase bridge having a switching element for each phase arm element as a DC / AC converter is provided. If the output current of any one of the three output phases becomes equal to or more than the set current limit during power running control of the motor, if the upper arm switching element of this current increasing phase is in the ON state, For each phase switching element of the phase bridge, the ON or OFF operation command for each phase lower arm element maintains its command state, and for each phase upper arm element, all three phases are OFF.
A method for shutting off output of a three-phase voltage source inverter, characterized by controlling.
形インバータの出力遮断方法であって、スイッチング素
子を各相アーム素子とする三相ブリッジをその直流/交
流変換部となす前記インバータの出力三相中の何れかの
相の出力電流が前記電動機の力行制御時にその制限電流
設定値以上になった場合に、この電流増大相の下アーム
スイッチング素子がON状態にあれば、前記三相ブリッ
ジの各相スイッチング素子に関し、各相上アーム素子に
対するON又はOFF動作指令はそれぞれその指令状態
を維持し、各相下アーム素子に対しては三相共にOFF
制御することを特徴とする三相電圧形インバータの出力
遮断方法。2. A method for shutting off output of a three-phase voltage type inverter for driving a three-phase AC motor at a variable speed, wherein the three-phase bridge having switching elements as arm elements as a DC / AC converter is provided. If the output current of any one of the three output phases becomes equal to or greater than the set current limit during power running control of the motor, if the lower arm switching element of this current increasing phase is in the ON state, For each phase switching element of the phase bridge, the ON or OFF operation command for each phase upper arm element maintains its command state, and for each phase lower arm element, all three phases are OFF.
A method for shutting off output of a three-phase voltage source inverter, characterized by controlling.
ータの出力遮断方法において、前記インバータの出力三
相中の何れかの相の出力電流が前記電動機の回生制御時
にその制限電流設定値以上になった場合に、前記三相ブ
リッジの各相全てのスイッチング素子をOFF制御する
ことを特徴とする三相電圧形インバータの出力遮断方
法。3. A method according to claim 1 , wherein the output current of any one of the three phases of the output of the inverter is set to a limited current value during a regenerative control of the motor. In the above case, a method of shutting off the output of the three-phase voltage-source inverter, characterized in that all the switching elements of each phase of the three-phase bridge are turned off.
ータの出力遮断方法において、前記電動機の力行制御時
に発生した電源瞬時停電の復電後の電動機再始動制御期
間においては、前記インバータの出力三相中の何れかの
相の出力電流がその制限電流設定値以上になった場合
に、前記三相ブリッジの各相全てのスイッチング素子を
OFF制御することを特徴とする三相電圧形インバータ
の出力遮断方法。 4. The method of claim 1 or 2 three-phase voltage-type output cutoff method inverter, wherein in the motor restart control period after power failure of the motor power supply momentary power failure occurring during power running control of the pre-Symbol inverter A three-phase voltage source that turns off all the switching elements of each phase of the three-phase bridge when the output current of any one of the three output phases becomes equal to or more than the set current limit value. Inverter output shutoff method.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00549994A JP3333851B2 (en) | 1994-01-24 | 1994-01-24 | How to shut off the output of a three-phase voltage source inverter |
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|---|---|---|---|
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Publications (2)
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| JP5398453B2 (en) * | 2009-09-29 | 2014-01-29 | 株式会社東芝 | Washing machine |
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