[其他]变换器装置的控制方法

说明书

本发明是涉及用于交流电动机的可变速控制等的变换器装置的控制方法。

以前，对以电动机驱动的缝纫机进行驱动控制，使其运转速度变化时，将电动机的转速固定，而改变传递回转力的离合器的结合力以进行速度控制。但采用这种方法，对于离合的保养是很费工夫的。

因此，对于电动机，特别是交流电动机进行可变速控制时，采用了变换器装置以进行控制。为了对这变换器进行控制，一般地有脉幅调制（PAM）控制及脉宽调制（PWM）控制的二种控制方法。

作为以PWM控制来对变换器装置进行控制的方法，有如在专利公开公报昭59-188377号所示，将三角波与能对其最大值及频率加以控制的正弦波进行比较，以产生电动机控制用的控制脉冲，通过这个控制脉冲，将额定电压的直流电源整流，并将此电源供给电动机。根据这一方法，通过对控制脉冲的幅度及重复周期加以控制，就能控制供给电动机的电压的持续时间（脉冲宽度的期间）及重复次数。如果电压的持续时间长，就等价地供给了高电压，于是就控制了运行电压。而重复次数多，就成为供给了高频电压，于是就控制了运行频率。如图1所示，直至额定频率，进行着运行电压v与运行频率f的比v/f为一定的恒转矩运行，而在额定频率以上的领域就把运行电压固定，作恒功率运行。

可是，通过PWM控制而被控制的变换器以驱动电动机的情形，当电动机起动时，即在低速运行时，对电动机的附加电压，成为将交流输入电压整流后的电压值，由于附加电压高于额定值，因电动机的漏电流而产生的电磁噪音增大。

另外，在以PAM控制对变换器进行控制的情形，被加于电动机的电压的相电压波形如图2所示。图2所示的波形，称为6步波形，由于此为方形波，故含有很多低次的高次谐波成分（3次、5次等）。因此，电动机除了以基本波成分回转以外，也答应于低次的高次谐波成分而回转，所以在低速运转时就发生转矩脉动。因而也产了机械系统的振动。

因此，即使在以PAM控制或PWM控制来控制变换器装置的任何一种情形，电动机也会发生不愉快的噪音和振动，特别是以电动机驱动缝纫机时，由于电动机安装在纫机台的下面，对作业者更造成不愉快的感觉。

本发明的目的在于解决上述的问题，提供一种减轻机械系统的振动噪音的变换器装置的控制方法。

为了解决上述问题，本发明的方法，在电动机起动时，即在电动机的低速运行时，将变换器装置的控制做成同时并用PAM控制与PWM控制，在电动机的低速运行时，将加到电动机的电压控制为低压，同时将加到电动机的附加电压控制为正弦波，以减低转矩脉动、并减轻机械系统，即电动机的振动及噪音。

图3是本发明的方法的一实施例的说明图。图中，1是动力用三相电源，2a～2n是二极管，3a～3g是晶体管，4是线圈、5a、5b是电容器，6a、6b是电阻，7是感应电动机（IM）。11是施密特电路，12是差动放大器，13a～13c是反相器，14a～14c是比较器，15是三角波发生器，16a～16c是乘法器，17是三相正弦波发生器，18是电压频率变换器，20是控制部。控制部20从端子20a输出控制晶体管3a的输出电压的信号，即直流电压指令Vdc，从端子20b输出控制14a～14c的输出的控制脉冲的脉冲宽度的信号，即PWM电压指令，从端子20c输出控制比较器14a～14c所输出的控制脉冲的重复周期的信号。

控制部20输出电动机7的运行电压指令及运行转数指令以驱动变换器装置，将v/f固定，以及进行加减速控制，由微型计算机等构成。还有，电压频率变换器18发出对应于输入电压的频率输出，一般称为V/F变换器。三相正弦波发生器17产生对应于变换器18的输出频率的频率的三相的正弦波。

这样构成的装置，其工作过程如下。由控制部20的端子20a输出的指令信号Vdc经过差动放大器12及施密特电路11而被输出，并供给到断路器用的晶体管3a，于是，那个晶体管3a就导通，通过线圈4而对电容器5b充电。由于被充电后的电压被加到差动放大器12上，所以电容器5b的端子电压Vc是由端子20a所输出的信号Vdc所决定。

由控制部20的端子20c所输出的频率指令信号F通过电压频率变换器18而被供给到三相正弦波发生器17，所以三相正弦波发生器17就输出对应于频率指令信号F的频率控制用三相信号。这个控制用三相信号在乘法器16a～16c与发自控制部20的端子20b的输出电压指令V相乘，所以乘法器16a～16c所输出的控制用三相信号的振幅由输出电压指令V所控制。