專利名稱：電壓型逆變器裝置及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及把直流電壓變換成交流電壓的電壓型逆變器裝置及其控制方法，尤其涉及向具有脈寬調(diào)制開關(guān)元件的逆變器電路施加輸出電壓設(shè)定指令的電壓型逆變器裝置及其控制方法。


圖12～圖15表示已有技術(shù)的例子，圖12是如特開昭60-26496號(hào)公報(bào)所示那樣通常熟知的電壓型逆變器裝置。圖中，1是交流電源，2是整流來(lái)自交流電源1的交流電力的變換器電路，3是平滑來(lái)自變換器電路2的直流電壓的平滑電容器，4是把來(lái)自平滑電容器3的直流電壓變換成具有預(yù)定頻率和電壓值的交流電壓的逆變器電路，5是由逆變器電路4驅(qū)動(dòng)的負(fù)荷，即感應(yīng)電動(dòng)機(jī)IM。
10是把與輸出頻率相應(yīng)的電壓信號(hào)，即頻率指令F(*)作為輸出頻率設(shè)定信號(hào)提供的信號(hào)輸入端；11是如圖13所示，產(chǎn)生與頻率指令值F(*)有預(yù)定關(guān)系的電壓指令值V(*)的F/V運(yùn)算器；12是輸入頻率指令值F(*)和電壓指令值V(*)，產(chǎn)生控制逆變器電路4的開關(guān)元件的預(yù)定PWM信號(hào)的PWM信號(hào)發(fā)生器。
下面說明圖12的電壓型逆變器裝置的動(dòng)作。為了補(bǔ)償?shù)退贂r(shí)勵(lì)磁電流降低，如圖13所示，頻率指令值F(*)為0時(shí)的電壓指令值V(*)提高補(bǔ)償值V0，如下式所示V(*)＝K·F(*)+V0式中，K為比例常數(shù)。
如已有技術(shù)例子所示，在不作速度控制的構(gòu)成中，若由于產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩小而負(fù)荷轉(zhuǎn)矩增加，則存在速度降低的傾向。因此，把補(bǔ)償值V0設(shè)定得大，增加勵(lì)磁，使產(chǎn)生足夠的轉(zhuǎn)矩，從而即使負(fù)荷轉(zhuǎn)矩大的場(chǎng)合，也不會(huì)降低速度。但是，若這樣增加勵(lì)磁，設(shè)定F/V特性，則在無(wú)負(fù)荷時(shí)，反而會(huì)成為過勵(lì)磁，無(wú)負(fù)荷電流過分增加，會(huì)產(chǎn)生過電流。
因此，為了克服該缺陷，以往采用滑差頻率控制。圖14是示于特開昭63-144795號(hào)公報(bào)中的、采用滑差頻率控制的電壓型逆變器裝置。圖中，6是設(shè)置在逆變器電路4的直流電源線上，用以檢測(cè)直流電流I(DC)的霍爾CT(電流互感器)，7是檢測(cè)輸往感應(yīng)電動(dòng)機(jī)5的三相線電流I(U)、I(V)、I(W)的霍爾CT，8是檢測(cè)輸往逆變器電路4的直流輸入電壓V(DC)的電壓傳感器，9是檢測(cè)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)5的線間輸入電壓V(UW)的電壓傳感器。
13是滑差推定器，它輸入來(lái)自電壓傳感器8的直流輸入電壓V(DC)、來(lái)自電壓傳感器9的線間輸入電壓V(UW)、來(lái)自霍爾CT6的直流電流I(DC)、來(lái)自霍爾CT7的三相線電流I(U)、I(V)、I(W)，輸出輸往感應(yīng)電動(dòng)機(jī)5的二次輸入P2及滑差頻率推定值FS。14是電壓修正量判定器，它輸入來(lái)自滑差推定器13的二次輸入P2，輸出輸出電壓修正值ΔV1。15是把來(lái)自信號(hào)輸入端10的旋轉(zhuǎn)數(shù)指令值Fr(*)與來(lái)自滑差推定器9的滑差頻率推定值Fs相加，并輸出頻率指令值F(*)的加法器。16是把來(lái)自電壓修正量判定器14的輸出電壓修正值ΔV1與來(lái)自F/V運(yùn)算器11的電壓指令值V(*)相加，并產(chǎn)生修正電壓指令值V1(*)的加法器。
下面，說明圖14的逆變器裝置的動(dòng)作。自信號(hào)輸入端10輸入的旋轉(zhuǎn)數(shù)指令值Fr(*)在加法器15，與來(lái)自滑差推定器13的滑差頻率推定值Fs相加，成為頻率指令值F(*)。而，該頻率指令值F(*)輸入至F/V運(yùn)算器11，產(chǎn)生電壓指令值V(*)。該電壓指令值V(*)在加法器16，與來(lái)自電壓修正量判定器14的輸出電壓修正值ΔV1相加，產(chǎn)生修正電壓指令值V1(*)。PWM信號(hào)發(fā)生器12，由頻率指令值F(*)和修正電壓指令值V1(*)產(chǎn)生控制逆變器電路4的開關(guān)元件的PWM信號(hào)，以預(yù)定的F/V特性驅(qū)動(dòng)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)5。
圖15示出滑差推定器13的詳細(xì)構(gòu)成。圖中，20是由來(lái)自霍爾CT6的直流電流(DC)與來(lái)自電壓傳感器8的直流輸入電壓V(DC)，運(yùn)算感應(yīng)電動(dòng)機(jī)5的一次輸入電力P1的IM一次輸入運(yùn)算器；21是由來(lái)自霍爾CT7的三相線電流I(U)、I(V)、I(W)，運(yùn)算輸入電流有效值I1的電流有效值運(yùn)算器；22是由來(lái)自電壓傳感器9的線間輸入電壓V(UW)，運(yùn)算輸入電壓有效值V1的電壓有效值運(yùn)算器。這里，電流有效值運(yùn)算器21根據(jù)三相線電流進(jìn)行運(yùn)算，但也能用二相線電流進(jìn)行運(yùn)算。
23是由輸入電流有效值11運(yùn)算感應(yīng)電動(dòng)機(jī)5的一次銅損W1的IM一次銅損運(yùn)算器；24是由輸入電流有效值11和輸入電壓有效值V1運(yùn)算感應(yīng)電動(dòng)機(jī)5的鐵損W0的IM鐵損運(yùn)算器；26是從一次輸入電力P1中減去由加法器25相加在一起的銅損W1及鐵損W0，從而產(chǎn)生二次輸入P2的減法器；27是由二次輸入P2運(yùn)算滑差頻率推定值FS的滑差頻率運(yùn)算器。
作為以PWM方式控制電壓型逆變器輸出電壓的已有技術(shù)例子，可舉出如特開昭59-153467號(hào)公報(bào)及特開平1-99478號(hào)公報(bào)中所揭示那樣，把逆變器裝置的輸出電壓與正弦波基準(zhǔn)電壓比較并根據(jù)偏差進(jìn)行控制的方案。
在上述以往的電壓型逆變器裝置的控制電路中，把逆變器裝置的輸出電壓與正弦波基準(zhǔn)電壓比較并進(jìn)行控制，因而存在下述問題基準(zhǔn)正弦波與實(shí)際輸出電壓的差不能完全為零，在振幅和相位上產(chǎn)生差異，因而殘存固定偏差，若不插入把控制偏差輸入控制系統(tǒng)的正弦波振蕩器，則不能補(bǔ)償由負(fù)荷或電壓不平衡及電路常數(shù)不一致而引起的輸出電壓不平衡及相位差的偏移。
又，如無(wú)傳感器矢量控制那樣，在不直接檢測(cè)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的速度，而采用感應(yīng)電動(dòng)機(jī)初級(jí)側(cè)常數(shù)推定滑差的方式中，尤其在低速區(qū)域控制時(shí)，電壓和電流的檢測(cè)精度、逆變器電路開關(guān)元件的上下臂短路防止時(shí)間、開關(guān)元件的導(dǎo)通電壓等會(huì)造成輸出電壓誤差，因而存在有損控制特性的問題。
本發(fā)明是為解決上述課題而提出的，其目的在于提供一種能得到遵照電壓指令的輸出電壓的電壓型逆變器裝置及其控制方法。
本發(fā)明的電壓型逆變器裝置包括連接在產(chǎn)生直流電壓的直流電源兩端，并把該直流電壓變換成具有預(yù)定電壓和頻率的交流電壓的逆變器電路，還包括檢測(cè)所述直流電源一端與所述逆變器電路的輸出之間的電壓的1/2V(DC)檢測(cè)電路、指令所述逆變器電路的輸出電壓的電壓指令值設(shè)定手段、輸入來(lái)自所述電壓指令值設(shè)定手段的電壓指令值和來(lái)自所述1/2V(DC)檢測(cè)電路的檢測(cè)電壓，輸出誤差電壓的第1運(yùn)算手段、輸入來(lái)自所述第1運(yùn)算手段的誤差電壓和來(lái)自所述電壓指令值設(shè)定手段的電壓指令值，輸出電壓修正指令值的第2運(yùn)算手段。
又，所述第1運(yùn)算手段，輸入來(lái)自所述電壓指令值設(shè)定手段的電壓指令值脈沖信號(hào)和來(lái)自所述1/2V(DC)檢測(cè)電路的檢測(cè)電壓脈沖信號(hào)，輸出誤差電壓脈沖信號(hào)。
又，所述第一運(yùn)算手段輸出的誤差電壓脈沖波形，其生成要求對(duì)來(lái)自所述電壓指令值設(shè)定手段的電壓指令值脈沖波形與來(lái)自所述1/2V(DC)檢測(cè)電路的檢測(cè)電壓脈沖波形作瞬時(shí)比較，使兩脈沖波形不產(chǎn)生偏差。
又，進(jìn)一步備有輸入來(lái)自所述第2運(yùn)算手段的電壓修正指令值和指令所述逆變器電路的輸出頻率的頻率指令值，輸出驅(qū)動(dòng)所述逆變器電路的PWM信號(hào)的PWM信號(hào)發(fā)生器。
又，輸入至所述PWM信號(hào)發(fā)生器的所述頻率指令值為恒定的頻率指令。
又，所述輸入至PWM信號(hào)發(fā)生器的所述頻率指令值是按與來(lái)自所述電壓指令值設(shè)定手段的電壓指令值具有預(yù)定關(guān)系而變化的頻率指令。
又，進(jìn)一步備有輸入提供給連接至所述逆變器電路的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的交流電流和來(lái)自所述1/2V(DC)檢測(cè)電路的檢測(cè)電壓，產(chǎn)生所述感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的滑差推定值的滑差推定器；輸入來(lái)自所述電壓指令值設(shè)定手段的電壓指令值，產(chǎn)生按與該電壓指令值具有預(yù)定關(guān)系而變化的頻率指令的第3運(yùn)算手段；輸入來(lái)自所述第3運(yùn)算手段的頻率指令和來(lái)自所述滑差推定器的滑差頻率推定值，產(chǎn)生修正指令頻率的第4運(yùn)算手段；其中，把所述修正指令頻率作為所述PWM信號(hào)發(fā)生器的頻率指令值。
又，進(jìn)一步備有輸入來(lái)自所述電壓指令值設(shè)定手段的電壓指令值，輸出按與該電壓指令值具有預(yù)定關(guān)系而變化的頻率指令的第3運(yùn)算手段；輸入由外部設(shè)定的頻率指令值，產(chǎn)生按與該頻率指令值具有預(yù)定關(guān)系而變化的電壓指令值的第4運(yùn)算手段，輸入電壓指令值及頻率指令值，輸出驅(qū)動(dòng)所述逆變器電路的PWM信號(hào)的PWM信號(hào)發(fā)生器；使所述PWM信號(hào)發(fā)生器的電壓指令值和頻率指令值在取為來(lái)自所述第2運(yùn)算手段的電壓修正指令值及來(lái)自所述第3運(yùn)算手段的頻率指令的場(chǎng)合與取為來(lái)自所述第4運(yùn)算手段的電壓指令值及來(lái)自外部的頻率指令值的場(chǎng)合之間切換的切換手段。
又，備有輸入來(lái)自所述電壓指令值設(shè)定手段的電壓指令值，輸出按與所述電壓指令值具有預(yù)定關(guān)系而變化的頻率指令的第3運(yùn)算手段；輸入提供給連接所述逆變器電路的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的交流電流和來(lái)自所述1/2V(DC)檢測(cè)電路的檢測(cè)電壓，產(chǎn)生所述感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的滑差頻率推定值及對(duì)所述感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的二次輸入的滑差推定器；輸入來(lái)自所述滑差指令推定器的滑差頻率推定值和來(lái)自所述第3運(yùn)算手段的頻率指令，產(chǎn)生修正指令頻率的第4運(yùn)算手段；輸入來(lái)自所述外部設(shè)定的頻率指令值和來(lái)自所述滑差推定器的滑差頻率推定值，產(chǎn)生頻率指令的第5運(yùn)算手段；輸入來(lái)自所述第5運(yùn)算手段的頻率指令，輸出按與該頻率指令具有預(yù)定關(guān)系而變化的電壓指令的第6運(yùn)算手段；輸入來(lái)自所述滑差推定器的二次輸入，產(chǎn)生電壓修正值的電壓修正量判定器；輸入來(lái)自所述電壓修正量判定器的電壓修正值和來(lái)自第6運(yùn)算手段的電壓指令，產(chǎn)生電壓修正指令值的第7運(yùn)算手段；輸入電壓指令值和頻率指令值，輸出驅(qū)動(dòng)所述逆變器電路的PWM信號(hào)的PWM信號(hào)發(fā)生器；使所述PWM信號(hào)發(fā)生器的電壓指令值及頻率指令值在取為來(lái)自所述第2運(yùn)算手段的電壓修正指令值及來(lái)自所述第4運(yùn)算手段的頻率指令的場(chǎng)合與取為來(lái)自所述第7運(yùn)算手段的電壓指令值及來(lái)自所述第5運(yùn)算手段的頻率指令值的場(chǎng)合之間切換的切換手段。
又，所述逆變器電路的上臂開關(guān)元件和下臂開關(guān)元件，分別獨(dú)立具有所述1/2V(DC)檢測(cè)電路、所述第1運(yùn)算手段、所述第2運(yùn)算手段，以及根據(jù)來(lái)自所述第2運(yùn)算手段的指令產(chǎn)生PWM信號(hào)的PWM信號(hào)發(fā)生器。
又，以所述逆變器電路的輸出相為單位，把所述1/2V(DC)檢測(cè)電路、所述電壓指令值設(shè)定手段、所述第1運(yùn)算手段、所述第2運(yùn)算手段、所述PWM信號(hào)發(fā)生器、所述上臂開關(guān)元件和所述下臂開關(guān)元件制成一個(gè)模塊。
又，一種電壓型逆變器裝置的控制方法，該裝置備有連接至產(chǎn)生直流電壓的直流電源兩端，并把該直流電壓變換成具有預(yù)定電壓和頻率的交流電壓的逆變器電路，該方法包括檢測(cè)所述直流電源一端與所述逆變器電路輸出之間的電壓；由所述已檢出的檢測(cè)電壓與指令所述逆變器電路輸出電壓的電壓指令值，產(chǎn)生誤差電壓；由所述誤差電壓與所述電壓指令值，產(chǎn)生電壓修正指令值。
又，所述檢測(cè)電壓，電壓指令值及誤差電壓是脈沖信號(hào)。
又，所述誤差電壓脈沖波形的生成要求對(duì)所述電壓指令值的脈沖波形與所述檢測(cè)電壓的脈沖波形作瞬時(shí)比較，使兩者不產(chǎn)生偏差。
又，由所述電壓修正指令值和指令所述逆變器電路輸出頻率的頻率指令值，產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)所述逆變器電路的PWM信號(hào)。
又，由提供給連接所述逆變器電路的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的交流電流和所述檢測(cè)電壓產(chǎn)生所述感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的滑差頻率推定值，產(chǎn)生按與所述電壓指令值具有預(yù)定關(guān)系而變化的頻率指令，由所述頻率指令和所述滑差頻率指定值產(chǎn)生修正指令頻率，根據(jù)所述修正指令頻率產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)所述逆變器電路的PWM信號(hào)。
又，在產(chǎn)生按與所述電壓指令值有預(yù)定關(guān)系而變化的第1頻率指令的同時(shí)，產(chǎn)生按與由外部設(shè)定的頻率指令值具有預(yù)定關(guān)系而變化的第2電壓指令值；使所述驅(qū)動(dòng)逆變器電路的PWM信號(hào)在根據(jù)所述電壓修正指令值和所述第1頻率指令產(chǎn)生該信號(hào)的場(chǎng)合與根據(jù)所述外部設(shè)定頻率指令值和所述第2電壓指令值產(chǎn)生該信號(hào)的場(chǎng)合之間切換。
進(jìn)而，產(chǎn)生按與所述電壓指令值具有預(yù)定關(guān)系而變化的頻率指令；由提供給連接所述逆變器電路的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的交流電流和所述檢測(cè)電壓，產(chǎn)生所述感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的滑差頻率推定值及對(duì)所述感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的二次輸入；在由所述滑差頻率推定值和按與所述電壓指令值具有預(yù)定關(guān)系而變化的頻率指令產(chǎn)生第1修正指令頻率的同時(shí)，由從外部設(shè)定的頻率指令值和所述滑差頻率推定值產(chǎn)生第2修正指令頻率，產(chǎn)生按與所述第2修正指令頻率具有預(yù)定關(guān)系而變化的電壓指令；由對(duì)所述感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的二次輸入，產(chǎn)生電壓修正值；由所述電壓修正值和來(lái)自所述第2修正指令頻率的電壓指令，產(chǎn)生第2電壓修正指令值；使所述驅(qū)動(dòng)逆變器電路的PWM信號(hào)在根據(jù)所述電壓修正指令值和所述第1修正指令頻率產(chǎn)生該信號(hào)的場(chǎng)合與根據(jù)所述第2電壓修正指令值和所述第2修正指令頻率產(chǎn)生該信號(hào)的場(chǎng)合之間切換。
且，分別對(duì)所述逆變器電路的上臂開關(guān)元件和下臂開關(guān)元件，檢測(cè)所述直流電源一端和逆變器電路輸出間的電壓；由這些檢測(cè)的電壓和與此對(duì)應(yīng)的、在所述上臂開關(guān)元件和下臂開關(guān)元件中分別指令的電壓指令值，分別產(chǎn)生誤差電壓；由這些誤差電壓和所述電壓指令值產(chǎn)生與各開關(guān)元件對(duì)應(yīng)的電壓修正指令值。
圖1是本發(fā)明實(shí)施例1的電壓型逆變器裝置的控制電路框圖。
圖2是本發(fā)明實(shí)施例1的電壓指令值、檢測(cè)輸出電壓、電壓修正指令值的波形說明圖。
圖3是本發(fā)明實(shí)施例1的1/2V(DC)檢測(cè)電路的構(gòu)成說明圖。
圖4是本發(fā)明實(shí)施例1的1/2V(DC)檢測(cè)電路的動(dòng)作說明圖。
圖5是本發(fā)明實(shí)施例1的可變電壓可變頻率逆變器裝置的框圖。
圖6是本發(fā)明實(shí)施例2的上下臂開關(guān)元件和控制電路的模塊框圖。
圖7是本發(fā)明實(shí)施例2的PWM指令值、電壓指令值、U相端子電壓的時(shí)序圖。
圖8是本發(fā)明實(shí)施例3的帶滑差修正的可變電壓可變頻率逆變器裝置的框圖。
圖9是本發(fā)明實(shí)施例3的其它帶滑差修正的可變電壓可變頻率逆變器裝置的框圖。
圖10是本發(fā)明實(shí)施例4的切換電壓指令值輸入方式和頻率指令值輸入方式的電壓型逆變器裝置的框圖。
圖11是本發(fā)明實(shí)施例5的切換電壓指令值輸入方式和頻率指令值輸入方式的帶滑差修正的電壓型逆變器裝置的框圖。
圖12是已有技術(shù)的電壓型逆變器裝置的框圖。
圖13是表示已有技術(shù)的頻率指令值和電壓指令值關(guān)系的曲線。
圖14是已有技術(shù)的帶滑差頻率控制的電壓型逆變器裝置的框圖。
圖15是已有技術(shù)的滑差推定器的構(gòu)成框圖。
圖中，3是平滑電容器，4是逆變器電路，5是感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，7是霍耳CT，9是滑差推定器，11、17是F/V運(yùn)算器，12是PWM信號(hào)發(fā)生器，14是電壓修正量判定器，15、16是加法器，29是電壓指令值設(shè)定手段，31是1/2V(DC)檢測(cè)電路，32是減法器，33、37是加法器，50是上臂開關(guān)元件，51是下臂開關(guān)元件。
下文結(jié)合附圖敘述本發(fā)明的實(shí)施例。
實(shí)施例1參照?qǐng)D1至圖5說明本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例。圖1是輸入電壓設(shè)定指令以控制電壓和頻率的電壓型逆變器裝置的控制電路框圖。圖中，與已有技術(shù)例子相同的符號(hào)表示相同或相當(dāng)部分。30是輸入逆變器電路4的輸出電壓指令值，即電壓指令值V(*)的信號(hào)輸入端。其中，電壓指令值V(*)由設(shè)置在外部的電壓指令值設(shè)定手段29提供。
31是檢測(cè)逆變器電路4的各輸出線和電容器3的負(fù)極端N之間的電壓的1/2V(DC)檢測(cè)電路。32是比較電壓指令值V(*)與1/2V(DC)檢測(cè)電路31檢出的檢測(cè)輸出電壓V，并產(chǎn)生誤差電壓ΔV的減法器。33是把電壓指令值V(*)與誤差電壓ΔV相加，以產(chǎn)生電壓修正指令值V1(*)的加法器。
其中，電壓指令值V(*)、1/2V(DC)檢測(cè)電路31的檢測(cè)輸出電壓V、電壓修正指令值V1(*)的波形及其相互關(guān)系示于圖2。電壓指令值V(*)是作為基準(zhǔn)的PWM信號(hào)，1/2V(DC)檢測(cè)電路31的檢測(cè)輸出電壓V也為PWM信號(hào)。圖2中，檢測(cè)輸出電壓V相對(duì)于電壓指令值V(*)延滯Δt，所以產(chǎn)生該部分的誤差電壓。因而，為了修正該誤差電壓，產(chǎn)生相對(duì)于電壓指令值V(*)超前Δt的電壓修正指令值V1(*)。即，瞬時(shí)比較電壓指令值V(*)和1/2V(DC)檢測(cè)電路31的檢測(cè)輸出電壓V，使偏差為零。
于是，圖1中，當(dāng)由于感應(yīng)電動(dòng)機(jī)5負(fù)荷變動(dòng)等原因引起逆變器電路4的輸出電壓降低時(shí)，由1/2V(DC)檢測(cè)電路31的檢測(cè)輸出電壓V和電壓指令值V(*)生成的誤差電壓ΔV增加，與此相應(yīng)，電壓修正指令值V1(*)(V1(*)＝V+ΔV)增大，控制成使1/2V(DC)檢測(cè)電路31的檢測(cè)輸出電壓V恒定。其中，對(duì)于PWM信號(hào)發(fā)生器12的另一個(gè)輸入信號(hào)，即頻率指令值F(*)，如圖5所示，通過使頻率指令值F(*)與電壓指令值V(*)間具有預(yù)定關(guān)系也可構(gòu)成可變電壓可變頻率逆變器裝置。17是輸入電壓指令值V(*)，輸出頻率指令值F(*)的V/F運(yùn)算器。若使頻率指令值F(*)為定值，則能構(gòu)成恒定電壓、恒定頻率的逆變器裝置。
然后，參照?qǐng)D3和圖4詳細(xì)說明1/2V(DC)檢測(cè)電路31的構(gòu)成和動(dòng)作。通過U相一相對(duì)應(yīng)的1/2V(DC)檢測(cè)電路31進(jìn)行說明。34是連接逆變器電路4的U相輸出線的檢測(cè)端子，35是連接電容器3的負(fù)極端N的檢測(cè)端子，40是連接這些檢測(cè)端子34、35兩端，以檢測(cè)U相輸出電壓的光耦合器。
41、42是連接光耦合器40初級(jí)側(cè)、限制流入光耦合器40的電流的電阻，43是防止噪聲引起誤動(dòng)作的電容器，44是用于避免對(duì)光耦合器40施加反相電壓的二極管。其中，電阻41、42為了分擔(dān)電阻發(fā)熱和浪涌電壓，防止其集中，而分成兩個(gè)。45是連接光耦合器40的次級(jí)側(cè)，以在信號(hào)輸出端36上產(chǎn)生輸出電壓反饋信號(hào)U(FB)的開關(guān)晶體管，46是限制流入開關(guān)晶體管45的電流的電阻，47是開關(guān)晶體管45的偏置電阻。
該檢測(cè)電路以檢測(cè)端子35的N點(diǎn)電位為基準(zhǔn)，把檢測(cè)端子34的U相電壓作為V(DC)/2或-V(DC)/2輸出，因而稱為1/2V(DC)檢測(cè)電路?，F(xiàn)在，若檢測(cè)端子34的電壓為+V(DC)/2，則在光耦合器40的初級(jí)側(cè)流過電流，光耦合器40導(dǎo)通，從而電流流過其次級(jí)側(cè)。又，開關(guān)晶體管45導(dǎo)通，信號(hào)輸出端36的輸出電壓反饋信號(hào)U(FB)為L(zhǎng)電平。反之，若檢測(cè)端34的電壓為-V(DC)/2，則光耦合器40的初級(jí)側(cè)不流過電流，光耦合器40不導(dǎo)通，其次級(jí)不流過電流。因而，開關(guān)晶體管45截止，信號(hào)輸出端36的輸出電壓反饋信號(hào)U(FB)為H電平。
這樣，U相端輸出+V(DC)/2時(shí)，信號(hào)輸出端36的輸出電壓反饋信號(hào)U(FB)為L(zhǎng)電平，U相端輸出-V(DC)/2時(shí)，信號(hào)輸出端36的輸出電壓反饋信號(hào)U(FB)為H電平，因而能檢測(cè)U相輸出電壓。
雖然在上述說明中，1/2V(DC)檢測(cè)電路31檢測(cè)電容器3的負(fù)極端N與逆變器電路4的各輸出線間的電壓，但也可以檢測(cè)電容器3的正極P與逆變器電路4的各輸出線間的電壓，這時(shí)必須考慮檢測(cè)電壓極性變成相反這一點(diǎn)。
如上所述，根據(jù)本實(shí)施例，由于不是提供頻率指令值由運(yùn)算求出電壓指令值，而是直接提供電壓指令值，因而能簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)根據(jù)指令值正確控制檢測(cè)電壓。又，采用1/2V(DC)檢測(cè)電路，使輸出電壓反饋信號(hào)U(FB)成為開、關(guān)電平信號(hào)，根據(jù)該輸出電壓反饋信號(hào)U(FB)與作為PWM基準(zhǔn)信號(hào)的電壓指令值V(*)的偏差Δt，進(jìn)行脈沖寬度調(diào)制，使逆變器電路4的輸出電壓正確跟蹤指令電壓。從而，對(duì)需要使逆變器電路4的輸出正確至多少伏的所謂電壓控制這種用途，能提供極高精度的控制。
實(shí)施例2參照?qǐng)D6和圖7，說明本發(fā)明的其它實(shí)施例，圖6示出的電路構(gòu)成把上臂開關(guān)元件和下臂開關(guān)元件歸納為一組，各開關(guān)元件適用在上述實(shí)施例1中已詳述的輸出電壓控制，形成內(nèi)含上下串聯(lián)連接的開關(guān)元件和采用1/2V(DC)檢測(cè)電路的電壓控制電路的逆變器單元。
圖中，與已有技術(shù)例子或?qū)嵤├?相同的符號(hào)表示相同或相當(dāng)?shù)牟糠帧?0是反向并聯(lián)二極管的上臂開關(guān)元件，51是反向并聯(lián)二極管的下臂開關(guān)元件，52是上臂開關(guān)元件的電壓指令值VP(*)的輸入端，53是下臂開關(guān)元件的電壓指令值VN(*)的輸入端，54是正極端P，55是負(fù)極端N，56是U相輸出端。
圖7是表示PWM指令值或電壓修正指令值V1P、電壓指令值VP(*)、電壓指令值VN(*)，及U相端子電壓V(U)間關(guān)系的時(shí)序圖。圖7a是用逆變器電路4控制的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)動(dòng)力運(yùn)行狀態(tài)，圖7(b)表示再生狀態(tài)。
圖6的電路中，實(shí)際的逆變器一般不能按照理想的PWM信號(hào)波形使開關(guān)元件50、51開、關(guān)。因此，為了上下臂不產(chǎn)生短路，做成電壓指令值VP(*)或電壓指令值VN(*)中任一方截止后，擱置規(guī)定的時(shí)間，才使另一電壓指令值導(dǎo)通，這規(guī)定的時(shí)間稱為上下臂短路防止時(shí)間。
例如，參見圖7(a)的動(dòng)力運(yùn)行狀態(tài)，電流自U相輸出端子56流向感應(yīng)電動(dòng)機(jī)5。若時(shí)刻t1，電壓指令值VP(*)截止，上臂開關(guān)元件50關(guān)斷，上臂開關(guān)元件50的反相并聯(lián)二極管導(dǎo)通。而在Td時(shí)間后時(shí)刻t2，電壓指令值VN(*)導(dǎo)通，下臂開關(guān)元件51導(dǎo)通。這時(shí)，U相端子電壓V(U)為VN，與PWM指令值為截止?fàn)顟B(tài)時(shí)的值相同，因而不產(chǎn)生誤差電壓。
然后，若在時(shí)刻t3，PWM指令值為截止值，電壓指令值VN(*)為截止值，下臂開關(guān)元件51關(guān)閉，則與下臂開關(guān)元件51反向并聯(lián)的二極管導(dǎo)通，在由此起的Td時(shí)間后的時(shí)刻t4，電壓指令值VP(*)為高電平，上臂開關(guān)元件50導(dǎo)通。且，U相端子電壓V(U)在時(shí)刻t4也為VP。因而，在時(shí)刻t3～t4間，PWM指令值與U相端子電壓V(U)存在差異，產(chǎn)生誤差電壓，使實(shí)際電壓降低。在圖7(b)的再生狀態(tài)的場(chǎng)合，也同樣地，在時(shí)刻t3～t4間產(chǎn)生誤差電壓，這時(shí)由圖中可以明了，實(shí)際電壓上升。
因此，如圖6所示，對(duì)上臂開關(guān)元件50和下臂開關(guān)元件51，分別設(shè)置1/2V(DC)檢測(cè)電路31、減法器32、加法器33及PWM信號(hào)發(fā)生器12。且，對(duì)上壁開關(guān)元件50，用1/2V(DC)檢測(cè)電路31檢測(cè)正極端子P54和U相輸出端子56之間的電壓，用減法器32產(chǎn)生電壓指令值VP(*)與檢測(cè)電壓的誤差電壓，進(jìn)而，在加法器33中，把該誤差電壓與電壓指令值VP(*)相加，產(chǎn)生電壓修正指令值V1P(*)，把它作為PWM信號(hào)發(fā)生器12的PWM指令值。
另一方面，對(duì)下臂開關(guān)元件51，同樣用1/2V(DC)檢測(cè)電路31檢測(cè)負(fù)極端子N55和U相輸出端子56之間的電壓，用減法器32產(chǎn)生電壓指令值VN(*)和檢測(cè)電壓的誤差電壓，進(jìn)而，在加法器33，把該誤差電壓與電壓指令值VN(*)相加，產(chǎn)生電壓修正指令值V1N(*)作為PWM信號(hào)發(fā)生器12的PWM指令值。
這樣產(chǎn)生的電壓修正指令值V1P(*)，如圖7(a)、(b)所示，僅修正了Td時(shí)間。即，相當(dāng)于能按照PWM指令值得到輸出電壓。又，對(duì)電壓修正指令值V1N(*)，也進(jìn)行與電壓修正指令值V1P(*)時(shí)的相同修正，能按照PWM指令值得到輸出電壓。
由上述說明，根據(jù)本實(shí)施例，對(duì)上臂開關(guān)元件50和下臂開關(guān)元件51分別設(shè)置1/2V(DC)檢測(cè)電路31、減法器32、加法器33及PWM信號(hào)發(fā)生器12，獨(dú)立地控制各開關(guān)元件，因而能修正上下臂短路防止時(shí)間和主電路開關(guān)元件導(dǎo)通電壓的影響，根據(jù)指令值正確控制輸出電壓。
又，如圖6所示，把上下臂開關(guān)元件以相為單位取為一對(duì)，內(nèi)含1/2V(DC)檢測(cè)電路31、減法器32、加法器33及PWM信號(hào)器12，進(jìn)行模塊化，由此，能簡(jiǎn)化電壓型逆變器裝置的控制電路構(gòu)成且得到正確的電壓控制。
實(shí)施例3參照?qǐng)D8和圖9說明本發(fā)明的其它實(shí)施例。在示于圖8的實(shí)施例中，自信號(hào)輸入端子30輸入的電壓指令值V(*)并不是與感應(yīng)電動(dòng)機(jī)5的頻率指令對(duì)應(yīng)的電壓指令，而是與感應(yīng)電動(dòng)機(jī)5的速度指令對(duì)應(yīng)的電壓指令。圖中，與已有技術(shù)例子或?qū)嵤├?、2相同的符號(hào)表示相同或相當(dāng)部分，37是把來(lái)自滑差推定器9的滑差頻率推定值FS與對(duì)應(yīng)于V/F運(yùn)算器17所產(chǎn)生電壓指令值V(*)的指令頻率F(*)相加，從而產(chǎn)生修正指令頻率F1(*)的加法器。
滑差推定器9輸入由霍爾CT7檢出的逆變器電路4的輸出線電流I(U)、I(W)和由1/2V(DC)檢測(cè)電路31檢出的檢測(cè)輸出電壓V(UN)、V(VN)、V(WN)，產(chǎn)生滑差頻率推定值FS。另一方面，由信號(hào)輸入端30輸入的電壓指令值V(*)與1/2V(DC)檢測(cè)電路31檢測(cè)的檢測(cè)輸出電壓V比較，用減法器32生成誤差電壓ΔV，在加法器33由電壓指令值V(*)與誤差電壓ΔV產(chǎn)生電壓修正指令值V1(*)，輸入到PWM信號(hào)發(fā)生器12。
又，來(lái)自V/F運(yùn)算器17的指令頻率F(*)由滑差推定器9產(chǎn)生的滑差頻率推定值FS相加，作為修正指令頻率F1(*)輸入到PWM信號(hào)發(fā)生器12。然后，由來(lái)自該P(yáng)WM信號(hào)發(fā)生器12的PWM信號(hào)對(duì)逆變器電路4進(jìn)行脈寬調(diào)制，使逆變器電路4輸出指令的電壓和頻率。
另一方面，圖9所示為一例控制方式。其中，來(lái)自滑差推定器9的滑差頻率推定值FS加至來(lái)自V/F運(yùn)算器17的指令頻率F(*)，產(chǎn)生修正指令頻率F(*)，同時(shí)，由F/V運(yùn)算器11產(chǎn)生與滑差頻率推定值FS相對(duì)應(yīng)的電壓修正值VS，把電壓指令值V(*)加至該電壓修正值VS的和作為電壓修正指令值V1(*)輸入到PWM信號(hào)發(fā)生器12。
這樣，根據(jù)本實(shí)施例，逆變器電路4的輸出電壓能正確跟蹤電壓指令值V(*)，同時(shí)修正隨感應(yīng)電動(dòng)機(jī)5的負(fù)荷增減的滑差變化，能正確控制感應(yīng)電動(dòng)機(jī)5的速度。
實(shí)施例4參照?qǐng)D10說明本發(fā)明的其它實(shí)施例。本實(shí)施例表示能切換電壓指令值輸入方式和頻率指令值方式的電壓型逆變器裝置的控制電路例子。圖中，與已有技術(shù)例子或?qū)嵤├?～3相同的符號(hào)表示同一或相當(dāng)部分，SW1～SW4是切換電壓指令值輸入方式與頻率指令值方式的切換開關(guān)。
在選擇頻率指令值方式時(shí)，使切換開關(guān)SW1～SW4為圖9所示狀態(tài)。自信號(hào)輸入端10輸入的頻率指令值F(*)分成兩路，一路作為頻率指令F(*)直接送入PWM信號(hào)發(fā)生器12，另一路經(jīng)第4運(yùn)算手段，即F/V運(yùn)算器11，變換成與頻率指令F(*)對(duì)應(yīng)的電壓指令V(*)，送往PWM信號(hào)發(fā)生器12。然后，PWM信號(hào)發(fā)生器12，根據(jù)頻率指令F(*)和電壓指令V(*)控制逆變器電路4。
另一方面，若選擇電壓指令值輸入方式，切換開關(guān)SW1～SW4為以圖10所示箭頭方向動(dòng)作后的狀態(tài)。自信號(hào)輸入端子30輸入的電壓指令值V(*)在第1運(yùn)算手段(即減法器32)，與由1/2V(DC)檢測(cè)電路31檢測(cè)的檢測(cè)輸出電壓V比較，進(jìn)而該指令值U(*)與減法器32產(chǎn)生的誤差電壓ΔV在第2運(yùn)算手段(即加法器33)相加，產(chǎn)生電壓修正指令值V1(*)，輸入至PWM信號(hào)發(fā)生器12。電壓指令值V(*)還送入第3運(yùn)算手段，即V/F運(yùn)算器17，產(chǎn)生與電壓指令值V(*)對(duì)應(yīng)的頻率指令F(*)，送往PWM信號(hào)發(fā)生器12。然后，PWM信號(hào)發(fā)生器12，根據(jù)這些頻率指令F(*)和電壓指令V(*)，控制逆變器電路4。
這樣，根據(jù)本實(shí)施例，通過切換開關(guān)，能切換電壓指令值輸入方式和頻率指令值方式，按照采用電壓型逆變器裝置的系統(tǒng)用哪種方法為好進(jìn)行自由選擇，因而能提供靈活性極高的電壓型逆變器裝置。
實(shí)施例5參照?qǐng)D11說明本發(fā)明的其它實(shí)施例。本實(shí)施例是能切換電壓指令值輸入方式和頻率指令值方式的電壓型逆變器裝置控制電路的其它例子。自信號(hào)輸入端30輸入的電壓指令值V(*)是與感應(yīng)電動(dòng)機(jī)5的速度對(duì)應(yīng)的電壓指令，而由信號(hào)輸入端10輸入的指令值表示轉(zhuǎn)數(shù)指令值FV(*)的場(chǎng)合。圖中，與已有技術(shù)例子或?qū)嵤├?～3相同的符號(hào)，表示相同或相當(dāng)部分，SW5～SW9是切換電壓指令值輸入方式和頻率指令值方式(含轉(zhuǎn)數(shù)指令值)的切換開關(guān)。
在選擇頻率指令值方式時(shí)，使切換開關(guān)SW5～SW9為圖11所示狀態(tài)。自信號(hào)輸入端10輸入的旋轉(zhuǎn)數(shù)指令值Fr(*)在第5運(yùn)算手段(即加法器15)與滑差推定器9產(chǎn)生的滑差頻率推定值FS相加，產(chǎn)生頻率指令F(*)送往PWM信號(hào)發(fā)生器12。另一方面，在第6運(yùn)算器(即F/V運(yùn)算器11)，根據(jù)由加法器15產(chǎn)生的頻率指令F(*)，產(chǎn)生與頻率指令F(*)對(duì)應(yīng)的電壓指令V(*)，在第7運(yùn)算手段(即加法器16)，把U(*)與電壓修正量判定器14根據(jù)滑差推定器9的輸出(即二次輸入P2)而產(chǎn)生的輸出電壓修正值ΔV1相加，產(chǎn)生電壓修正指令值V1(*)，輸入到PWM信號(hào)發(fā)生器12。然后，PWM信號(hào)發(fā)生器12，根據(jù)該頻率指令F(*)及電壓修正指令值V1(*)，控制逆變器電路4。
另一方面，若選擇電壓指令值輸入方式，切換開關(guān)SW5～SW9為以圖11箭頭所示方向動(dòng)作后的狀態(tài)。自信號(hào)輸入端30輸入的電壓指令值V(*)，在第3運(yùn)算手段(即V/F運(yùn)算器17)變換成與電壓指令值V(*)相對(duì)應(yīng)的頻率指令F(*)，并在第4運(yùn)算手段(即加法器37)與來(lái)自滑差推定器9的滑差頻率推定值FS相加，成為修正指令頻率F1(*)，送至PWM信號(hào)發(fā)生器12。
又，該電壓指令值V(*)，在第1運(yùn)算手段(即減法器32)，與由1/2V(DC)檢測(cè)電路31檢測(cè)的檢測(cè)輸出電壓V比較，進(jìn)而，與減法器32產(chǎn)生的誤差電壓ΔV，在第2運(yùn)算手段(即加法器33)相加，產(chǎn)生電壓修正指令值V1(*)，輸入到PWM信號(hào)發(fā)生器12。然后，PWM信號(hào)發(fā)生器12，根據(jù)該修正指令頻率F1(*)和電壓修正指令值V1(*)，控制逆變器電路4。
這樣，根據(jù)本實(shí)施例，伴隨感應(yīng)電動(dòng)機(jī)5負(fù)荷增減的滑差變化也能修正，即使準(zhǔn)確控制感應(yīng)電動(dòng)機(jī)5速度的系統(tǒng)中，也能由切換開關(guān)切換電壓指令值輸入方式和頻率指令值方式，按照采用電壓型逆變器裝置的系統(tǒng)用哪種方式為好而加以自由選擇，能提供靈活性極高的電壓型逆變器裝置。
本發(fā)明由于具有上述構(gòu)成，因而取得下述效果。
本發(fā)明的備有連接在產(chǎn)生直流電壓的直流電源兩端，并把該直流電壓變換成具有預(yù)定電壓和頻率的交流電壓的逆變器電路的電壓型逆變器裝置包括檢測(cè)所述直流電源一端與所述逆變器電路的輸出之間的電壓的1/2V(DC)檢測(cè)電路、指令所述逆變器電路的輸出電壓的電壓指令值設(shè)定手段、輸入來(lái)自所述電壓指令值設(shè)定手段的電壓指令值和來(lái)自所述1/2V(DC)檢測(cè)電路的檢測(cè)電壓，輸出誤差電壓的第1運(yùn)算手段、輸入來(lái)自所述第1運(yùn)算手段的誤差電壓和來(lái)自所述電壓指令值設(shè)定手段的電壓指令值，輸出電壓修正指令值的第2運(yùn)算手段。因而，具有能提供直接電壓指令值進(jìn)行控制，能正確使逆變器電路的輸出電壓跟蹤指令電壓的效果。
又，所述第1運(yùn)算手段，輸入來(lái)自所述電壓指令值設(shè)定手段的電壓指令值脈沖信號(hào)和來(lái)自所述1/2V(DC)檢測(cè)電路的檢測(cè)電壓脈沖信號(hào)，輸出誤差電壓脈沖信號(hào)。因而，具有把電壓指令值和檢測(cè)電壓以數(shù)字方式作比較，并產(chǎn)生誤差電壓，使逆變器電路的輸出電壓正確跟蹤指令電壓的效果。
又，所述第一運(yùn)算手段輸出的誤差電壓脈沖波形，其生成要求對(duì)來(lái)自所述電壓指令值設(shè)定手段的電壓指令值脈沖波形與來(lái)自所述1/2V(DC)檢測(cè)電路的檢測(cè)電壓脈沖波形作瞬時(shí)比較，使兩脈沖波形不產(chǎn)生偏差。因而，響應(yīng)性能良好無(wú)偏差，具有使逆變器電路輸出電壓正確跟蹤指令電壓的效果。
又，進(jìn)一步備有輸入來(lái)自所述第2運(yùn)算手段的電壓修正指令值和指令所述逆變器電路的輸出頻率的頻率指令值，輸出驅(qū)動(dòng)所述逆變器電路的PWM信號(hào)的PWM信號(hào)發(fā)生器。因而，能對(duì)逆變器電路的開關(guān)元件進(jìn)行PWM控制，具有能使逆變器電路的輸出電壓和輸出頻率正確控制為期望值的效果。
又，輸入至所述PWM信號(hào)發(fā)生器的所述頻率指令值為恒定的頻率指令。因而，逆變器電路的輸出頻率保持定值，逆變器電路的輸出電壓正確控制為期望值，具有能得到高精度恒頻、恒壓電源的效果。
又，所述輸入至PWM信號(hào)發(fā)生器的所述頻率指令值是按與來(lái)自所述電壓指令值設(shè)定手段的電壓指令值具有預(yù)定關(guān)系而變化的頻率指令。因而，逆變器電路的輸出頻率與其輸出電壓保持預(yù)定關(guān)系，使其輸出電壓正確控制為期望值，具有能得到高精度可變頻率、可變電壓電源的效果。
又，進(jìn)一步備有輸入提供給連接至所述逆變器電路的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的交流電流和來(lái)自所述1/2V(DC)檢測(cè)電路的檢測(cè)電壓，產(chǎn)生所述感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的滑差推定值的滑差推定器；輸入來(lái)自所述電壓指令值設(shè)定手段的電壓指令值，產(chǎn)生按與該電壓指令值具有預(yù)定關(guān)系而變化的頻率指令的第3運(yùn)算手段；輸入來(lái)自所述第3運(yùn)算手段的頻率指令和來(lái)自所述滑差推定器的滑差頻率推定值、產(chǎn)生修正指令頻率的第4運(yùn)算手段；其中，把所述修正指令頻率作為所述PWM信號(hào)發(fā)生器的頻率指令值。因而，能考慮伴隨感應(yīng)電動(dòng)機(jī)負(fù)荷變化而引起的滑差變化產(chǎn)生指令頻率，具有能把逆變器電路的輸出電壓正確控制為期望值，而且能正確控制感應(yīng)電動(dòng)機(jī)速度的效果。
又，進(jìn)一步備有輸入來(lái)自所述電壓指令值設(shè)定手段的電壓指令值，輸出按與該電壓指令值具有預(yù)定關(guān)系而變化的頻率指令的第3運(yùn)算手段；輸入由外部設(shè)定的頻率指令值，產(chǎn)生按與該頻率指令值具有預(yù)定關(guān)系而變化的電壓指令值的第4運(yùn)算手段；輸入電壓指令值及頻率指令值，輸出驅(qū)動(dòng)所述逆變器電路的PWM信號(hào)的PWM信號(hào)發(fā)生器；使所述PWM信號(hào)發(fā)生器的電壓指令值和頻率指令值在取為來(lái)自所述第2運(yùn)算手段的電壓修正指令值及來(lái)自所述第3運(yùn)算手段的頻率指令的場(chǎng)合與取為來(lái)自所述第4運(yùn)算手段的電壓指令值及來(lái)自外部的頻率指令值的場(chǎng)合之間切換的切換手段。因而，具有能提供通過電壓指令值輸入方式和頻率指令值方式的切換，可根據(jù)需要采用最佳方式的高靈活性電壓型逆變器裝置的效果。
又，備有輸入來(lái)自所述電壓指令值設(shè)定手段的電壓指令值，輸出按與所述電壓指令值具有預(yù)定關(guān)系而變化的頻率指令的第3運(yùn)算手段；輸入提供給連接所述逆變器電路的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的交流電流和來(lái)自所述1/2V(DC)檢測(cè)電路的檢測(cè)電壓，產(chǎn)生所述感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的滑差頻率推定值及對(duì)所述感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的二次輸入的滑差推定器；輸入來(lái)自所述滑差推定器的滑差頻率推定值和來(lái)自所述第3運(yùn)算手段的頻率指令，產(chǎn)生修正指令頻率的第4運(yùn)算手段；輸入來(lái)自所述外部設(shè)定的頻率指令值和來(lái)自所述滑差推定器的滑差頻率推定值，產(chǎn)生頻率指令的第5運(yùn)算手段；輸入來(lái)自所述第5運(yùn)算手段的頻率指令，輸出按與該頻率指令具有預(yù)定關(guān)系而變化的電壓指令的第6運(yùn)算手段；輸入來(lái)自所述滑差推定器的二次輸入，產(chǎn)生電壓修正值的電壓修正量判定器；輸入來(lái)自所述電壓修正量判定器的電壓修正值和來(lái)自第6運(yùn)算手段的電壓指令，產(chǎn)生電壓修正指令值的第7運(yùn)算手段；輸入電壓指令值和頻率指令值，輸出驅(qū)動(dòng)所述逆變器電路的PWM信號(hào)的PWM信號(hào)發(fā)生器；使所述PWM信號(hào)發(fā)生器的電壓指令值及頻率指令值在取為來(lái)自所述第2運(yùn)算手段的電壓修正指令值及來(lái)自所述第4運(yùn)算手段的頻率指令的場(chǎng)合與取為來(lái)自所述第7運(yùn)算手段的電壓指令值及來(lái)自所述第5運(yùn)算手段的頻率指令值的場(chǎng)合之間切換的切換手段。因而，能切換電壓指令值輸入方式和頻率指令值方式，具有能提供根據(jù)需要采用最佳方式的靈活性高且能正確控制感應(yīng)電動(dòng)機(jī)速度的電壓型逆變器裝置。
又，所述逆變器電路的上臂開關(guān)元件和下臂開關(guān)元件分別獨(dú)立具備1/2V(DC)檢測(cè)電路、所述第1運(yùn)算手段、所述第2運(yùn)算手段，以及根據(jù)來(lái)自所述第2運(yùn)算手段的指令產(chǎn)生PWM信號(hào)的PWM信號(hào)發(fā)生器。因而，能分別獨(dú)立控制上臂開關(guān)元件的電壓和下臂開關(guān)元件的電壓，具有能修正上下臂短路防止時(shí)間和主電路開關(guān)元件導(dǎo)通電壓的影響，極正確地控制逆變器電路輸出電壓的效果。
又，以所述逆變器電路的輸出相為單位，把所述1/2V(DC)檢測(cè)電路、所述第1運(yùn)算手段、所述第2運(yùn)算手段、所述PWM信號(hào)發(fā)生器、所述上臂開關(guān)元件和所述下臂開關(guān)元件制成一個(gè)模塊。因而，簡(jiǎn)化了電壓型逆變器裝置的控制電路構(gòu)成，具有能高可靠且正確地控制逆變器電路的輸出電壓的效果。
又，本發(fā)明的一種電壓型逆變器裝置的控制方法，該裝置備有連接至產(chǎn)生直流電壓的直流電源兩端，并把該直流電壓變換成具有預(yù)定電壓和頻率的交流電壓的逆變器電路，該方法包括檢測(cè)所述直流電源一端與所述逆變器電路輸出之間的電壓；由所述已檢出的檢測(cè)電壓與指令所述逆變器電路輸出電壓的電壓指令值，產(chǎn)生誤差電壓；由所述誤差電壓與所述電壓指令值，產(chǎn)生電壓修正指令值。因而，能提供直接電壓指令值，具有能使逆變器電路輸出電壓正確跟蹤指令電壓的效果。
又，由于所述檢測(cè)電壓，電壓指令值及誤差電壓是脈沖信號(hào)。因而，能以數(shù)字方式比較電壓指令值和檢測(cè)電壓，產(chǎn)生誤差電壓，具有能使逆變器電路和輸出電壓正確跟蹤指令電壓的效果。
又，所述誤差電壓脈沖波形的生成要求對(duì)所述電壓指令值的脈沖波形與所述檢測(cè)電壓的脈沖波形作瞬時(shí)比較，使兩者不產(chǎn)生偏差。因而，具有響應(yīng)性良好，無(wú)偏差，能使逆變器電路的輸出電壓正確跟蹤指令電壓的效果。
又，由所述電壓修正指令值和指令所述逆變器電路輸出頻率的頻率指令值，產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)所述逆變器電路的PWM信號(hào)。因而，能對(duì)逆變器電路開關(guān)元件進(jìn)行PWM控制，具有逆變器電路的輸出電壓和輸出頻率能正確控制為期望值的效果。
又，由提供給連接所述逆變器電路的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的交流電流和所述檢測(cè)電壓產(chǎn)生所述感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的滑差頻率推定值，產(chǎn)生按與所述電壓指令值具有預(yù)定關(guān)系而變化的頻率指令，由所述頻率指令和所述滑差頻率指定值產(chǎn)生修正指令頻率，根據(jù)所述修正指令頻率產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)所述逆變器電路的PWM信號(hào)。因而，考慮伴隨感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的負(fù)荷變化而引起的滑差變化后產(chǎn)生指令頻率，具有能正確控制逆變器電路的輸出電壓為期望值，并且能正確控制感應(yīng)電動(dòng)機(jī)速度的效果。
又，在產(chǎn)生按與所述電壓指令值有預(yù)定關(guān)系而變化的第1頻率指令的同時(shí)，產(chǎn)生與按由外部設(shè)定的頻率指令值具有預(yù)定關(guān)系而變化的第2電壓指令值；使所述驅(qū)動(dòng)逆變器電路的PWM信號(hào)在根據(jù)所述電壓修正指令值和所述第1頻率指令產(chǎn)生該信號(hào)的場(chǎng)合與根據(jù)所述外部設(shè)定頻率指令值和所述第2電壓指令值產(chǎn)生該信號(hào)的場(chǎng)合之間切換。因而，能切換電壓指令輸入方式和頻率指令值方式，具有能提供根據(jù)需要采用最佳方式的高靈活性電壓型逆變器裝置的效果。
進(jìn)而，產(chǎn)生按與所述電壓指令值具有預(yù)定關(guān)系而變化的頻率指令，由提供給連接所述逆變器電路的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的交流電流和所述檢測(cè)電壓，產(chǎn)生所述感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的滑差頻率推定值及對(duì)所述感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的二次輸入；在由所述滑差頻率推定值和按與所述電壓指令值具有預(yù)定關(guān)系而變化的頻率指令產(chǎn)生第1修正指令頻率的同時(shí)，由從外部設(shè)定的頻率指令值和所述滑差頻率推定值產(chǎn)生第2修正指令頻率，產(chǎn)生按與所述第2修正指令頻率具有預(yù)定關(guān)系而變化的電壓指令；由對(duì)所述感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的二次輸入，產(chǎn)生電壓修正值；由所述電壓修正值和來(lái)自所述第2修正指令頻率的電壓指令，產(chǎn)生第2電壓修正指令值；使所述驅(qū)動(dòng)逆變器電路的PWM信號(hào)在根據(jù)所述電壓修正指令值和所述第1修正指令頻率產(chǎn)生該信號(hào)的場(chǎng)合與根據(jù)所述第2電壓修正指令值和所述第2修正指令頻率產(chǎn)生該信號(hào)的場(chǎng)合之間切換。因而，能切換電壓指令值輸入方式和頻率指令值方式，具有能提供根據(jù)需要采用最佳方式的靈活性高且能正確控制感應(yīng)電動(dòng)機(jī)速度的電壓型逆變器裝置的效果。
且，分別對(duì)所述逆變器電路的上臂開關(guān)元件和下臂開關(guān)元件，檢測(cè)所述直流電源一端和逆變器電路輸出間的電壓；由這些檢測(cè)的電壓和與此對(duì)應(yīng)的、在所述上臂開關(guān)元件和下臂開關(guān)元件中分別指令的電壓指令值，各自產(chǎn)生誤差電壓；由這些誤差電壓和所述電壓指令值產(chǎn)生與各開關(guān)元件對(duì)應(yīng)的電壓修正指令值。因而，上臂開關(guān)元件的電壓與下臂開關(guān)元件的電壓能分別獨(dú)立控制，具有能修正上下臂短路防止時(shí)間和主電路開關(guān)元件的導(dǎo)通電壓影響，因而能極正確地控制逆變器電路的輸出電壓的效果。
權(quán)利要求
1.一種電壓型逆變器裝置包括連接在產(chǎn)生直流電壓的直流電源兩端，并把該直流電壓變換成具有預(yù)定電壓和頻率的交流電壓的逆變器電路，其特征在于還包括檢測(cè)所述直流電源一端與所述逆變器電路的輸出之間的電壓的1/2V(DC)檢測(cè)電路、指令所述逆變器電路的輸出電壓的電壓指令值設(shè)定手段、輸入來(lái)自所述電壓指令值設(shè)定手段的電壓指令值和來(lái)自所述1/2V(DC)檢測(cè)電路的檢測(cè)電壓，輸出誤差電壓的第1運(yùn)算手段、輸入來(lái)自所述第1運(yùn)算手段的誤差電壓和來(lái)自所述電壓指令值設(shè)定手段的電壓指令值，輸出電壓修正指令值的第2運(yùn)算手段。
2.如權(quán)利要求1所述的電壓型逆變器裝置，其特征在于，所述第1運(yùn)算手段，輸入來(lái)自所述電壓指令值設(shè)定手段的電壓指令值脈沖信號(hào)和來(lái)自所述1/2V(DC)檢測(cè)電路的檢測(cè)電壓脈沖信號(hào)，輸出誤差電壓脈沖信號(hào)。
3.如權(quán)利要求2所述的電壓型逆變器裝置，其特征在于，所述第一運(yùn)算手段輸出的誤差電壓脈沖波形，其生成要求對(duì)來(lái)自所述電壓指令值設(shè)定手段的電壓指令值脈沖波形與來(lái)自所述1/2V(DC)檢測(cè)電路的檢測(cè)電壓脈沖波形作瞬時(shí)比較，使兩脈沖波形不產(chǎn)生偏差。
4.如權(quán)利要求1或2或3所述的電壓型逆變器裝置，其特征在于，進(jìn)一步備有輸入來(lái)自所述第2運(yùn)算手段的電壓修正指令值和指令所述逆變器電路的輸出頻率的頻率指令值，輸出驅(qū)動(dòng)所述逆變器電路的PWM信號(hào)的PWM信號(hào)發(fā)生器。
5.如權(quán)利要求4所述的電壓型逆變器裝置，其特征在于，輸入至所述PWM信號(hào)發(fā)生器的所述頻率指令值為恒定的頻率指令。
6.如權(quán)利要求4所述的電壓型逆變器裝置，其特征在于，所述輸入至PWM信號(hào)發(fā)生器的所述頻率指令值是按與來(lái)自所述電壓指令值設(shè)定手段的電壓指令值具有預(yù)定關(guān)系而變化的頻率指令。
7.如權(quán)利要求4所述的電壓型逆變器裝置，其特征在于，進(jìn)一步備有輸入提供給連接至所述逆變器電路的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的交流電流和來(lái)自所述1/2V(DC)檢測(cè)電路的檢測(cè)電壓，產(chǎn)生所述感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的滑差推定值的滑差推定器；輸入來(lái)自所述電壓指令值設(shè)定手段的電壓指令值，產(chǎn)生按與該電壓指令值具有預(yù)定關(guān)系而變化的頻率指令的第3運(yùn)算手段；輸入來(lái)自所述第3運(yùn)算手段的頻率指令和來(lái)自所述滑差推定器的滑差頻率推定值，產(chǎn)生修正指令頻率的第4運(yùn)算手段；其中，把所述修正指令頻率作為所述PWM信號(hào)發(fā)生器的頻率指令值。
8.如權(quán)利要求1或2或3所述的電壓型逆變器裝置，其特征在于，進(jìn)一步備有輸入來(lái)自所述電壓指令值設(shè)定手段的電壓指令值，輸出按與該電壓指令值具有預(yù)定關(guān)系而變化的頻率指令的第3運(yùn)算手段；輸入自外部設(shè)定的頻率指令值，產(chǎn)生以與該頻率指令值具有預(yù)定關(guān)系而變化的電壓指令值的第4運(yùn)算手段；輸入電壓指令值及頻率指令值，輸出驅(qū)動(dòng)所述逆變器電路的PWM信號(hào)的PWM信號(hào)發(fā)生器；使所述PWM信號(hào)發(fā)生器的電壓指令值和頻率指令值在取為來(lái)自所述第2運(yùn)算手段的電壓修正指令值及來(lái)自所述第3運(yùn)算手段的頻率指令的場(chǎng)合與取為來(lái)自所述第4運(yùn)算手段的電壓指令值及來(lái)自外部的頻率指令值的場(chǎng)合之間切換的切換手段。
9.如權(quán)利要求1或2或3所述的電壓型逆變器裝置，其特征在于，還備有輸入來(lái)自所述電壓指令值設(shè)定手段的電壓指令值，輸出按與所述電壓指令值具有預(yù)定關(guān)系而變化的頻率指令的第3運(yùn)算手段；輸入提供給連接所述逆變器電路的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的交流電流和來(lái)自所述1/2V(DC)檢測(cè)電路的檢測(cè)電壓，產(chǎn)生所述感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的滑差頻率推定值及對(duì)所述感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的二次輸入的滑差推定器；輸入來(lái)自所述滑差推定器的滑差頻率推定值和來(lái)自所述第3運(yùn)算手段的頻率指令，產(chǎn)生修正指令頻率的第4運(yùn)算手段；輸入來(lái)自所述外部設(shè)定的頻率指令值和來(lái)自所述滑差推定器的滑差頻率推定值，產(chǎn)生頻率指令的第5運(yùn)算手段；輸入來(lái)自所述第5運(yùn)算手段的頻率指令，輸出按與該頻率指令具有預(yù)定關(guān)系而變化的電壓指令的第6運(yùn)算手段；輸入來(lái)自所述滑差推定器的二次輸入，產(chǎn)生電壓修正值的電壓修正量判定器；輸入來(lái)自所述電壓修正量判定器的電壓修正值和來(lái)自第6運(yùn)算手段的電壓指令，產(chǎn)生電壓修正指令值的第7運(yùn)算手段；輸入電壓指令值和頻率指令值，輸出驅(qū)動(dòng)所述逆變器電路的PWM信號(hào)的PWM信號(hào)發(fā)生器；使所述PWM信號(hào)發(fā)生器的電壓指令值及頻率指令值在取為來(lái)自所述第2運(yùn)算手段的電壓修正指令值及來(lái)自所述第4運(yùn)算手段的頻率指令的場(chǎng)合與取為來(lái)自所述第7運(yùn)算手段的電壓指令值及來(lái)自所述第5運(yùn)算手段的頻率指令值的場(chǎng)合之間切換的切換手段。
10.如權(quán)利要求1或2或3所述的電壓型逆變器裝置，其特征在于，所述逆變器電路的上臂開關(guān)元件和下臂開關(guān)元件，分別獨(dú)立具有所述1/2V(DC)檢測(cè)電路、所述第1運(yùn)算手段、所述第2運(yùn)算手段，以及根據(jù)來(lái)自所述第2運(yùn)算手段的指令產(chǎn)生PWM信號(hào)的PWM信號(hào)發(fā)生器。
11.如權(quán)利要求10所述的電壓型逆變器裝置，其特征在于，以所述逆變器電路的輸出相為單位，把所述1/2V(DC)檢測(cè)電路、所述電壓指令值設(shè)定手段、所述第1運(yùn)算手段、所述第2運(yùn)算手段、所述PWM信號(hào)發(fā)生器、所述上臂開關(guān)元件和所述下臂開關(guān)元件制成一個(gè)模塊。
12.一種電壓型逆變器裝置的控制方法，該裝置備有連接至產(chǎn)生直流電壓的直流電源兩端，并把該直流電壓變換成具有預(yù)定電壓和頻率的交流電壓的逆變器電路，其特征在于，該方法包括檢測(cè)所述直流電源一端與所述逆變器電路輸出之間的電壓；由所述已檢出的檢測(cè)電壓與指令所述逆變器電路輸出電壓的電壓指令值，產(chǎn)生誤差電壓；由所述誤差電壓與所述電壓指令值，產(chǎn)生電壓修正指令值。
13.如權(quán)利要求12所述的電壓型逆變器裝置的控制方法，其特征在于，所述檢測(cè)電壓、電壓指令值及誤差電壓是脈沖信號(hào)。
14.如權(quán)利要求13所述的電壓型逆變器裝置的控制方法，其特征在于，所述誤差電壓脈沖波形的生成要求對(duì)所述電壓指令值的脈沖波形與所述檢測(cè)電壓的脈沖波形作瞬時(shí)比較，使兩者不產(chǎn)生偏差。
15.如權(quán)利要求12、13或14所述的電壓型逆變器裝置的控制方法，其特征在于，由所述電壓修正指令值和指令所述逆變器電路輸出頻率的頻率指令值，產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)所述逆變器電路的PWM信號(hào)。
16.如權(quán)利要求15所述的電壓型逆變器裝置的控制方法，其特征在于，由提供給連接所述逆變器電路的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的交流電流和所述檢測(cè)電壓產(chǎn)生所述感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的滑差頻率推定值，產(chǎn)生按與所述電壓指令值具有預(yù)定關(guān)系而變化的頻率指令，由所述頻率指令和所述滑差頻率指定值產(chǎn)生修正指令頻率，根據(jù)所述修正指令頻率產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)所述逆變器電路的PWM信號(hào)。
17.如權(quán)利要求12、13或14所述的電壓型逆變器裝置的控制方法，其特征在于，在產(chǎn)生按與所述電壓指令值有預(yù)定關(guān)系而變化的第1頻率指令的同時(shí)，產(chǎn)生與按由外部設(shè)定的頻率指令值具有預(yù)定關(guān)系而變化的第2電壓指令值；使所述驅(qū)動(dòng)逆變器電路的PWM信號(hào)在根據(jù)所述電壓修正指令值和所述第1頻率指令產(chǎn)生該信號(hào)的場(chǎng)合與根據(jù)所述外部設(shè)定頻率指令值和所述第2電壓指令值產(chǎn)生該信號(hào)的場(chǎng)合之間切換。
18.如權(quán)利要求12、13或14所述的電壓型逆變器裝置的控制方法，其特征在于，產(chǎn)生按與所述電壓指令值具有預(yù)定關(guān)系而變化的頻率指令，由提供給連接所述逆變器電路的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的交流電流和所述檢測(cè)電壓，產(chǎn)生所述感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的滑差頻率推定值及對(duì)所述感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的二次輸入；在由所述滑差頻率推定值和按與所述電壓指令值具有預(yù)定關(guān)系而變化的頻率指令產(chǎn)生第1修正指令頻率的同時(shí)，由從外部設(shè)定的頻率指令值和所述滑差頻率推定值產(chǎn)生第2修正指令頻率，產(chǎn)生按與所述第2修正指令頻率具有預(yù)定關(guān)系而變化的電壓指令；由對(duì)所述感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的二次輸入，產(chǎn)生電壓修正值；由所述電壓修正值和來(lái)自所述第2修正指令頻率的電壓指令，產(chǎn)生第2電壓修正指令值；使所述驅(qū)動(dòng)逆變器電路的PWM信號(hào)在根據(jù)所述電壓修正指令值和所述第1修正指令頻率產(chǎn)生該信號(hào)的場(chǎng)合與根據(jù)所述第2電壓修正指令值和所述第2修正指令頻率產(chǎn)生該信號(hào)的場(chǎng)合之間切換。
19.如權(quán)利要求12、13或14所述的電壓型逆變器裝置的控制方法，其特征在于，分別對(duì)所述逆變器電路的上臂開關(guān)元件和下臂開關(guān)元件，檢測(cè)所述直流電源一端和逆變器電路輸出間的電壓；由這些檢測(cè)的電壓和與此對(duì)應(yīng)的、在所述上臂開關(guān)元件和下臂開關(guān)元件中分別指令的電壓指令值，分別產(chǎn)生誤差電壓；由這些誤差電壓和所述電壓指令值產(chǎn)生與各開關(guān)元件對(duì)應(yīng)的電壓修正指令值。
全文摘要
本發(fā)明揭示一種能根據(jù)電壓指令輸出電壓的電壓型逆變器裝置及其控制方法。它備有:1/2V(DC)檢測(cè)電路,電壓指令值設(shè)定手段(29),按電壓指令值和檢測(cè)電壓輸出誤差電壓的第1運(yùn)算手段(32),按誤差電壓和電壓指令值輸出電壓修正指令值的第2運(yùn)算手段(33),按電壓修正指令值和頻率指令值輸出驅(qū)動(dòng)逆變器電路的PWM信號(hào)的PWM信號(hào)發(fā)生器(12)。逆變器電路輸出電壓能正確跟蹤指令電壓。
文檔編號(hào)H02M5/45GK1169618SQ9710261
公開日1998年1月7日 申請(qǐng)日期1997年1月31日 優(yōu)先權(quán)日1996年6月28日
發(fā)明者池下互 申請(qǐng)人:三菱電機(jī)株式會(huì)社