[发明专利]逆变器的控制装置

说明书

本发明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。

本发明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。

在本发明的某一方面，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。

在本发明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为表示本发明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动成分的装置的增益和相位特性图。

图1为表示本发明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I_M和其指令值I_P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。