[其他]變換器裝置的控制方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 87100351
• 申請日: 1987-01-16
• 公開（公告）號(hào): CN87100351A
• 公開（公告）日: 1987-09-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 中村隆;山內(nèi)聰見;熊谷博;大上正勝
• 申請（專利權(quán)）人: 三菱電機(jī)株式會(huì)社
• 主分類號(hào): H02M7/48
• 分類號(hào): H02M7/48
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 葉凱東

本發(fā)明是涉及用于交流電動(dòng)機(jī)的可變速控制等的變換器裝置的控制方法。

以前，對以電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的縫紉機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制，使其運(yùn)轉(zhuǎn)速度變化時(shí)，將電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速固定，而改變傳遞回轉(zhuǎn)力的離合器的結(jié)合力以進(jìn)行速度控制。但采用這種方法，對于離合的保養(yǎng)是很費(fèi)工夫的。

因此，對于電動(dòng)機(jī)，特別是交流電動(dòng)機(jī)進(jìn)行可變速控制時(shí)，采用了變換器裝置以進(jìn)行控制。為了對這變換器進(jìn)行控制，一般地有脈幅調(diào)制（PAM）控制及脈寬調(diào)制（PWM）控制的二種控制方法。

作為以PWM控制來對變換器裝置進(jìn)行控制的方法，有如在專利公開公報(bào)昭59-188377號(hào)所示，將三角波與能對其最大值及頻率加以控制的正弦波進(jìn)行比較，以產(chǎn)生電動(dòng)機(jī)控制用的控制脈沖，通過這個(gè)控制脈沖，將額定電壓的直流電源整流，并將此電源供給電動(dòng)機(jī)。根據(jù)這一方法，通過對控制脈沖的幅度及重復(fù)周期加以控制，就能控制供給電動(dòng)機(jī)的電壓的持續(xù)時(shí)間（脈沖寬度的期間）及重復(fù)次數(shù)。如果電壓的持續(xù)時(shí)間長，就等價(jià)地供給了高電壓，于是就控制了運(yùn)行電壓。而重復(fù)次數(shù)多，就成為供給了高頻電壓，于是就控制了運(yùn)行頻率。如圖1所示，直至額定頻率，進(jìn)行著運(yùn)行電壓v與運(yùn)行頻率f的比v/f為一定的恒轉(zhuǎn)矩運(yùn)行，而在額定頻率以上的領(lǐng)域就把運(yùn)行電壓固定，作恒功率運(yùn)行。

可是，通過PWM控制而被控制的變換器以驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的情形，當(dāng)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，即在低速運(yùn)行時(shí)，對電動(dòng)機(jī)的附加電壓，成為將交流輸入電壓整流后的電壓值，由于附加電壓高于額定值，因電動(dòng)機(jī)的漏電流而產(chǎn)生的電磁噪音增大。

另外，在以PAM控制對變換器進(jìn)行控制的情形，被加于電動(dòng)機(jī)的電壓的相電壓波形如圖2所示。圖2所示的波形，稱為6步波形，由于此為方形波，故含有很多低次的高次諧波成分（3次、5次等）。因此，電動(dòng)機(jī)除了以基本波成分回轉(zhuǎn)以外，也答應(yīng)于低次的高次諧波成分而回轉(zhuǎn)，所以在低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)就發(fā)生轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。因而也產(chǎn)了機(jī)械系統(tǒng)的振動(dòng)。

因此，即使在以PAM控制或PWM控制來控制變換器裝置的任何一種情形，電動(dòng)機(jī)也會(huì)發(fā)生不愉快的噪音和振動(dòng)，特別是以電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)縫紉機(jī)時(shí)，由于電動(dòng)機(jī)安裝在紉機(jī)臺(tái)的下面，對作業(yè)者更造成不愉快的感覺。

本發(fā)明的目的在于解決上述的問題，提供一種減輕機(jī)械系統(tǒng)的振動(dòng)噪音的變換器裝置的控制方法。

為了解決上述問題，本發(fā)明的方法，在電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，即在電動(dòng)機(jī)的低速運(yùn)行時(shí)，將變換器裝置的控制做成同時(shí)并用PAM控制與PWM控制，在電動(dòng)機(jī)的低速運(yùn)行時(shí)，將加到電動(dòng)機(jī)的電壓控制為低壓，同時(shí)將加到電動(dòng)機(jī)的附加電壓控制為正弦波，以減低轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)、并減輕機(jī)械系統(tǒng)，即電動(dòng)機(jī)的振動(dòng)及噪音。

圖3是本發(fā)明的方法的一實(shí)施例的說明圖。圖中，1是動(dòng)力用三相電源，2a～2n是二極管，3a～3g是晶體管，4是線圈、5a、5b是電容器，6a、6b是電阻，7是感應(yīng)電動(dòng)機(jī)（IM）。11是施密特電路，12是差動(dòng)放大器，13a～13c是反相器，14a～14c是比較器，15是三角波發(fā)生器，16a～16c是乘法器，17是三相正弦波發(fā)生器，18是電壓頻率變換器，20是控制部。控制部20從端子20a輸出控制晶體管3a的輸出電壓的信號(hào)，即直流電壓指令Vdc，從端子20b輸出控制14a～14c的輸出的控制脈沖的脈沖寬度的信號(hào)，即PWM電壓指令，從端子20c輸出控制比較器14a～14c所輸出的控制脈沖的重復(fù)周期的信號(hào)。

控制部20輸出電動(dòng)機(jī)7的運(yùn)行電壓指令及運(yùn)行轉(zhuǎn)數(shù)指令以驅(qū)動(dòng)變換器裝置，將v/f固定，以及進(jìn)行加減速控制，由微型計(jì)算機(jī)等構(gòu)成。還有，電壓頻率變換器18發(fā)出對應(yīng)于輸入電壓的頻率輸出，一般稱為V/F變換器。三相正弦波發(fā)生器17產(chǎn)生對應(yīng)于變換器18的輸出頻率的頻率的三相的正弦波。

這樣構(gòu)成的裝置，其工作過程如下。由控制部20的端子20a輸出的指令信號(hào)Vdc經(jīng)過差動(dòng)放大器12及施密特電路11而被輸出，并供給到斷路器用的晶體管3a，于是，那個(gè)晶體管3a就導(dǎo)通，通過線圈4而對電容器5b充電。由于被充電后的電壓被加到差動(dòng)放大器12上，所以電容器5b的端子電壓Vc是由端子20a所輸出的信號(hào)Vdc所決定。

由控制部20的端子20c所輸出的頻率指令信號(hào)F通過電壓頻率變換器18而被供給到三相正弦波發(fā)生器17，所以三相正弦波發(fā)生器17就輸出對應(yīng)于頻率指令信號(hào)F的頻率控制用三相信號(hào)。這個(gè)控制用三相信號(hào)在乘法器16a～16c與發(fā)自控制部20的端子20b的輸出電壓指令V相乘，所以乘法器16a～16c所輸出的控制用三相信號(hào)的振幅由輸出電壓指令V所控制。