JP2023181919A - Driving system, control device, and control method - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、交流電動機の駆動システム等に関する。 The present disclosure relates to an AC motor drive system and the like.
例えば、インバータ装置等の駆動装置と交流電動機との間に開閉装置が設けられる駆動システムが知られている（特許文献１参照）。 For example, a drive system is known in which a switching device is provided between a drive device such as an inverter device and an AC motor (see Patent Document 1).
しかしながら、駆動装置から交流電動機に駆動電力が出力されている状態で、誤動作等によって開閉装置が閉状態から開状態に移行されると、開閉装置の電極間にアークが発生し、アークが発生する限り、駆動装置と交流電動機との間に電流が流れる。そのため、例えば、交流電動機が直流励磁の運転状態にある場合のように、アークの継続時間が相対的に長くなると、開閉装置の寿命が短くなったり、アークによる発熱で開閉装置の温度が上昇し開閉装置が故障に至ったりする可能性がある。 However, if the switchgear is shifted from the closed state to the open state due to malfunction etc. while drive power is being output from the drive device to the AC motor, an arc will occur between the electrodes of the switchgear, and an arc will occur. As long as a current flows between the drive and the alternating current motor. Therefore, if the duration of the arc is relatively long, as is the case when an AC motor is operating with DC excitation, for example, the life of the switchgear will be shortened, and the temperature of the switchgear will rise due to the heat generated by the arc. There is a possibility that the switchgear may malfunction.
そこで、上記課題に鑑み、駆動装置と交流電動機との間の開閉装置のアークの発生に対して適切に対処することが可能な技術を提供することを目的とする。 Therefore, in view of the above problems, it is an object of the present invention to provide a technique that can appropriately deal with the occurrence of arc in a switchgear between a drive device and an AC motor.
上記目的を達成するため、本開示の一実施形態では、
第１の開閉装置が設けられる第１の電力経路を通じて交流電動機と接続され、所定の電源から供給される電力を用いて、前記交流電動機を駆動する駆動装置と、
前記駆動装置の出力電圧に基づき、前記第１の開閉装置のアークの発生の有無を監視し、前記交流電動機の直流励磁の運転状態におけるアークの発生があると判断すると、前記駆動装置から前記第１の電力経路への電力の出力を停止させる制御装置と、を備える、
駆動システムが提供される。
To achieve the above object, in one embodiment of the present disclosure,
A drive device that is connected to the AC motor through a first power path in which a first switchgear is provided, and that drives the AC motor using power supplied from a predetermined power source;
Based on the output voltage of the drive device, the presence or absence of an arc in the first switchgear is monitored, and if it is determined that an arc is generated in the DC excitation operating state of the AC motor, the drive device a control device that stops outputting power to the first power path;
A drive system is provided.
また、本開示の他の実施形態では、
第１の開閉装置が設けられる第１の電力経路を通じて交流電動機と接続され、所定の電源から供給される電力を用いて、前記交流電動機を駆動する駆動装置を制御する制御装置であって、
前記駆動装置の出力電圧に基づき、前記第１の開閉装置のアークの発生の有無を監視し、前記交流電動機の直流励磁の運転状態におけるアークの発生があると判断すると、前記駆動装置から前記第１の電力経路への電力の出力を停止させる、
制御装置が提供される。
Additionally, in other embodiments of the present disclosure,
A control device that is connected to an AC motor through a first power path in which a first switching device is provided, and controls a drive device that drives the AC motor using power supplied from a predetermined power source,
Based on the output voltage of the drive device, the presence or absence of an arc in the first switchgear is monitored, and if it is determined that an arc is generated in the DC excitation operating state of the AC motor, the drive device stopping the output of power to the first power path;
A control device is provided.
また、本開示の更に他の実施形態では、
第１の開閉装置が設けられる第１の電力経路を通じて交流電動機と接続され、所定の電源から供給される電力を用いて、前記交流電動機を駆動する駆動装置を制御する制御装置が実行する制御方法であって、
前記駆動装置の出力電圧に基づき、前記第１の開閉装置のアークの発生の有無を監視し、前記交流電動機の直流励磁の運転状態におけるアークの発生があると判断すると、前記駆動装置から前記第１の電力経路への電力の出力を停止させる、
制御方法が提供される。
In still other embodiments of the present disclosure,
A control method performed by a control device that is connected to an AC motor through a first power path provided with a first switchgear and controls a drive device that drives the AC motor using power supplied from a predetermined power source. And,
Based on the output voltage of the drive device, the presence or absence of an arc in the first switchgear is monitored, and if it is determined that an arc is generated in the DC excitation operating state of the AC motor, the drive device stopping the output of power to the first power path;
A control method is provided.
上述の実施形態によれば、駆動装置と交流電動機との間の開閉装置のアークの発生に対して適切に対処することができる。 According to the embodiments described above, it is possible to appropriately deal with the occurrence of arc in the switchgear between the drive device and the AC motor.
以下、図面を参照して実施形態について説明する。 Embodiments will be described below with reference to the drawings.
［駆動システムの第１例］
図１～図５を参照して、本実施形態に係る駆動システム１の第１例について説明する。
[First example of drive system]
A first example of a
＜駆動システムのハードウェア構成＞
図１は、駆動システム１の第１例を示す図である。
<Hardware configuration of drive system>
FIG. 1 is a diagram showing a first example of a
図１に示すように、駆動システム１は、交流電動機１００と、交流電源２００と、インバータ装置３００と、開閉装置４００と、開閉装置５００と、電圧センサ６００と、監視装置７００とを含む。
As shown in FIG. 1, the
駆動システム１は、交流電源２００から供給される交流電力を用いて、インバータ装置３００から交流電動機１００の駆動電力を出力し、交流電動機１００を駆動する。
交流電動機１００は、駆動システム１の駆動対象である。交流電動機１００は、例えば、同期電動機や誘導電動機である。
交流電源２００は、入力経路ＩＬを通じて、インバータ装置３００と接続され、インバータ装置３００に交流電力を供給する。例えば、入力経路ＩＬは、Ｒ相の入力経路ＩＬ１と、Ｓ相の入力経路ＩＬ２と、Ｔ相の入力経路ＩＬ３とを含み、交流電源２００は、入力経路ＩＬ１～ＩＬ３を通じて、Ｒ相、Ｓ相、及びＴ相の三相交流電力をインバータ装置３００に供給する。
インバータ装置３００は、交流電源２００から供給される交流電力を交流電動機１００の駆動電力に変換し出力する。インバータ装置３００は、整流回路３１０と、平滑回路３２０と、インバータ回路３３０と、インバータ制御回路３４０とを含む。
The
整流回路３１０は、交流電源２００から入力される三相交流電力を整流し、直流電力を出力可能に構成される。整流回路３１０は、正側及び負側の出力端のそれぞれが正ライン及び負ラインの一端に接続され、正ライン及び負ラインを通じて、直流電力を平滑回路３２０に出力することができる。例えば、整流回路３１０は、６つの半導体ダイオードを含み、上下アームを構成する２つの半導体ダイオードの直列接続体が３組並列接続されるブリッジ型全波整流回路である。この場合、Ｒ相、Ｓ相、及びＴ相の入力線（入力経路ＩＬ１～ＩＬ３）は、それぞれ、３組の上下アームの中間点に接続される。
The
平滑回路３２０は、整流回路３１０から出力される直流電力やインバータ回路３３０から回生される直流電力の脈動を抑制し、平滑化する。
The
例えば、図１に示すように、平滑回路３２０は、平滑コンデンサを含む。
For example, as shown in FIG. 1,
平滑コンデンサは、整流回路３１０やインバータ回路３３０と並列に、正ライン及び負ラインを繋ぐ経路に設けられてよい。
The smoothing capacitor may be provided in parallel with the
平滑コンデンサは、適宜、充放電を繰り返しながら、整流回路３１０から出力される直流電力やインバータ回路３３０から出力（回生）される直流電力を平滑化する。
The smoothing capacitor smoothes the DC power output from the
平滑コンデンサは、一つであってよい。また、平滑コンデンサは、複数配置されてもよく、複数の平滑コンデンサが正ライン及び負ラインの間に並列接続されてもよいし、直列接続されてもよい。また、複数の平滑コンデンサは、２以上の平滑コンデンサの直列接続体が正ライン及び負ラインの間に複数並列接続される形で構成されてもよい。 The number of smoothing capacitors may be one. Further, a plurality of smoothing capacitors may be arranged, and a plurality of smoothing capacitors may be connected in parallel between the positive line and the negative line, or may be connected in series. Further, the plurality of smoothing capacitors may be configured such that two or more series-connected smoothing capacitors are connected in parallel between the positive line and the negative line.
また、平滑回路３２０は、リアクトルを含んでもよい。
Further, the
リアクトルは、整流回路３１０と平滑コンデンサとの間の正ラインに設けられてよい。
The reactor may be provided on the positive line between the
リアクトルは、適宜、電流の変化を妨げるように電圧を発生させながら、整流回路３１０から出力される直流電力やインバータ回路３３０から出力（回生）される直流電力を平滑化する。
The reactor smoothes the DC power output from the
インバータ回路３３０は、平滑回路３２０から入力される直流電力を、所望の電圧や周波数のＵ相、Ｖ相、及びＷ相の三相交流の電力に変換し、出力経路ＯＬを通じて、交流電動機１００に出力する。
The
インバータ回路３３０は、半導体スイッチと、還流ダイオードとを含む。半導体スイッチは、例えば、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）やＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）やＨＥＭＴ（High Electron Mobility Transistor）等である。また、半導体スイッチは、例えば、ケイ素（シリコン：Ｓｉ）を主材料として構成される。また、半導体スイッチは、ワイドバンドギャップ半導体材料を主材料として構成されてもよい。ワイドバンドギャップ半導体材料は、例えば、炭化ケイ素（シリコンカーバイド：ＳｉＣ）、窒化ガリウム（ガリウムナイトライド：ＧａＮ）、酸化ガリウム（ガリウムオキサイド：Ｇａ２Ｏ３）、炭素（ダイヤモンド：Ｃ）等である。具体的には、上下アームに相当する２つの半導体スイッチの直列接続体（スイッチレグ）が３組設けられ、３組のスイッチレグが正ライン及び負ラインの間に並列接続される。そして、３組のスイッチレグの上下アームの中間点からＵ相、Ｖ相、及びＷ相の端子が引き出され、交流電動機１００のＵ相、Ｖ相、及びＷ相の端子に繋がる出力経路ＯＬに接続される。出力経路ＯＬは、Ｕ相の出力経路ＯＬ１と、Ｖ相の出力経路ＯＬ２と、Ｗ相の出力経路ＯＬ３とを含む。還流ダイオードは、順方向が負ライン側から正ライン側に向かう形で、それぞれの半導体スイッチに並列接続される。
インバータ制御回路３４０は、インバータ回路３３０を制御し、交流電動機１００を駆動制御する。具体的には、インバータ制御回路３４０は、インバータ回路３３０の半導体スイッチに制御指令を出力することにより、インバータ回路３３０から所望の駆動電力を出力させ、交流電動機１００を駆動制御する。
インバータ制御回路３４０の機能は、任意のハードウェアや任意のハードウェア及びソフトウェアの組み合わせ等により実現される。例えば、インバータ制御回路３４０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、メモリ装置、補助記憶装置、及びインタフェース装置を含むコンピュータや半導体スイッチのゲート端子を駆動する駆動回路等によって構成される。メモリ装置は、例えば、ＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）である。補助記憶装置は、例えば、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）やフラッシュメモリである。インタフェース装置は、例えば、外部の記録媒体と接続する外部インタフェースや他の機器と通信を行うための通信インタフェース等を含む。インバータ制御回路３４０は、補助記憶装置にインストールされるプログラムをメモリ装置にロードしＣＰＵ上で実行することにより各種機能を実現することができる。また、インバータ制御回路３４０は、外部インタフェースを通じて、記録媒体からプログラムを取り込みインストールしたり、通信インタフェースを通じて、他の機器からプログラムを取り込みインストールしたりすることができる。
The functions of the
開閉装置４００は、交流電源２００とインバータ装置３００との間の入力経路ＩＬに設けられる。
開閉装置４００は、入力経路ＩＬが電気的に繋がる閉状態と入力経路ＩＬが遮断される開状態とを切り換える。開閉装置４００は、例えば、電磁接触器（コンタクタ）や電磁開閉器である。開閉装置４００は、入力経路ＩＬ１～ＩＬ３のそれぞれの開閉状態を切り換える開閉装置４１０，４２０，４３０を含み、開閉装置４１０，４２０，４３０は、連動して開状態及び閉状態が切り換えられる。
The opening/
開閉装置５００は、インバータ装置３００と交流電動機１００との間の出力経路ＯＬに設けられる。
開閉装置５００は、出力経路ＯＬが電気的に繋がる閉状態と出力経路ＯＬが遮断される開状態とを切り換える。開閉装置５００は、例えば、電磁接触器や電磁開閉器である。開閉装置５００は、出力経路ＯＬ１～ＯＬ３のそれぞれの開閉状態を切り換える開閉装置５１０，５２０，５３０を含み、開閉装置５１０，５２０，５３０は、連動して閉状態及び開状態が切り換えられる。
The opening/
電圧センサ６００は、Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相のインバータ装置３００の出力電圧を検出する。例えば、電圧センサ６００は、インバータ装置３００と開閉装置５００との間の出力経路ＯＬ１～ＯＬ３の相電圧を検出する。電圧センサ６００の出力は、監視装置７００に取り込まれる。
監視装置７００は、インバータ装置３００と通信可能に接続され、インバータ装置３００から受信される情報に基づき、開閉装置５００の異常の有無を監視する。監視対象の異常は、例えば、インバータ装置３００から出力経路ＯＬに電力が出力されている状態で、開閉装置５００が誤作動や誤操作等によって閉状態から開状態に移行した場合に開放された電極間に生じるアークである。
The
監視装置７００は、例えば、交流電動機１００で駆動される機械設備や生産設備が設置される工場の内部や同じ敷地内に設置される端末装置、ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）、エッジコントローラ、エッジサーバ等である。また、監視装置７００は、交流電動機１００で駆動される機械設備や生産設備が設置される工場の遠隔に設置されるオンプレミスサーバやクラウドサーバであってもよい。
The
監視装置７００の機能は、任意のハードウェア或いは任意のハードウェア及びソフトウェアの組み合わせにより実現される。例えば、監視装置７００は、ＣＰＵ、メモリ装置、補助記憶装置、及びインタフェース装置を含むコンピュータを中心に構成される。メモリ装置は、例えば、ＳＲＡＭやＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）等を含む。補助記憶装置は、例えば、ＨＤＤ（Hard Disc Drive）やＳＳＤ（Solid State Drive）やＥＥＰＲＯＭやフラッシュメモリ等を含む。インタフェース装置は、例えば、外部の記録媒体と接続する外部インタフェースや他の機器と通信を行うための通信インタフェース等を含む。監視装置７００は、補助記憶装置にインストールされるプログラムをメモリ装置にロードしＣＰＵ上で実行することにより各種機能を実現することができる。また、監視装置７００は、外部インタフェースを通じて、記録媒体からプログラムを取り込みインストールしたり、通信インタフェースを通じて、他の機器からプログラムを取り込みインストールしたりすることができる。
The functions of the
［インバータ制御回路の機能構成］
次に、図２を参照して、インバータ制御回路３４０の機能構成について説明する。
[Functional configuration of inverter control circuit]
Next, the functional configuration of
図２は、インバータ制御回路３４０の機能構成の一例を示す機能ブロック図である。
FIG. 2 is a functional block diagram showing an example of the functional configuration of the
図２に示すように、インバータ制御回路３４０は、機能部として、速度調節器３４１と、滑り周波数演算部３４２と、位相角演算部３４３と、ベクトル変換器３４４と、電流調節器３４５と、ベクトル逆変換器３４６とを含む。
As shown in FIG. 2, the
速度調節器３４１は、交流電動機１００の回転速度の指令値ωｒｅｆと、検出値ωｄｅｔとの偏差に基づき、その偏差をゼロに近づけるための交流電動機１００のｄ軸電流及びｑ軸電流に関する制御指令（以下、「電流指令値」）Ｉｄ＊，Ｉｑ＊を出力する。検出値ωｄｅｔは、例えば、交流電動機１００の回転速度を検出する回転速度センサの出力に基づき取得される。速度調節器３４１は、例えば、ＰＩ（Proportional Integral）制御器である。
Based on the deviation between the command value ωref of the rotational speed of the
尚、例えば、センサレス制御が採用される場合、交流電動機１００の回転速度の検出値ωｄｅｔに代えて、交流電動機１００の回転速度の推定値ωｅｓｔが用いられる。また、速度制御が採用されない場合、速度調節器３４１は省略される。例えば、トルク制御や電流制御が採用される場合、速度調節器３４１は省略される。この場合、電流指令値Ｉｄ＊，Ｉｑ＊は、トルク制御におけるトルク指令値に基づき生成されたり、電流制御におけるＵ相、Ｖ相、及びＷ相の電流指令値に基づき生成されたりする。
Note that, for example, when sensorless control is employed, an estimated value ωest of the rotational speed of the
滑り周波数演算部３４２は、交流電動機１００の滑り周波数ωｓを演算し出力する。
The slip
位相角演算部３４３は、交流電動機１００の電気位相角θを演算し出力する。具体的には、位相角演算部３４３は、交流電動機１００の回転速度の検出値ωｄｅｔ及び滑り周波数ωｓに基づき、交流電動機１００の一次角周波数ω１を算出する。そして、位相角演算部３４３は、一次角周波数ω１を時間積分することによって、電気位相角θを算出する。
The phase
ベクトル変換器３４４は、交流電動機１００の電気位相角θ、及び磁極位置の情報等に基づき、交流電動機１００の相電流の検出値Ｉｍ（Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相の相電流の検出値Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗ）を、ｄｑ座標系の電流検出値Ｉｄ，Ｉｑに変換し出力する。Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相の相電流の検出値Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗは、例えば、インバータ回路３３０のＵ相、Ｖ相、及びＷ相の出力線のうちの少なくとも２相分に設けられる電流センサの出力に基づき取得される。
The
電流調節器３４５は、電流指令値Ｉｄ＊，Ｉｑ＊と、電流検出値Ｉｄ，Ｉｑとの偏差に基づき、その偏差をゼロに近づけるための交流電動機１００のｄ軸電圧及びｑ軸電圧に関する制御指令（以下、「電圧指令値」）Ｖｄ＊，Ｖｑ＊を出力する。電流調節器３４５は、例えば、ＰＩ制御器である。
Based on the deviation between the current command values Id*, Iq* and the detected current values Id, Iq, the
ベクトル逆変換器３４６は、交流電動機１００の電気位相角θ、及び磁極位置の情報等に基づき、電圧指令値Ｖｄ＊，Ｖｑ＊を、Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相の電圧指令値Ｖｍ（Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相の電圧指令値Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗ）に変換し出力する。
Vector
ＰＷＭ信号出力部３４７は、インバータ回路３３０の制御指令、即ち、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号を生成しインバータ回路３３０に出力する。例えば、ＰＷＭ信号出力部３４７は、Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相のそれぞれに対応するコンパレータを含み、コンパレータが、電圧指令値Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗのそれぞれとキャリア波と比較することによって、Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相のＰＷＭ信号を出力する。これにより、インバータ制御回路３４０は、ＰＷＭ信号をインバータ回路３３０に出力することにより、交流電動機１００を駆動制御することができる。
The PWM
［監視装置の機能構成］
次に、図１に加えて、図３～図５を参照して、監視装置７００の機能構成について説明する。
[Functional configuration of monitoring device]
Next, the functional configuration of the
図３は、交流電動機１００の直流励磁の運転状態において、開閉装置５００が閉状態から開状態に移行した際のアークの発生状況の一例を示す図である。図４は、交流電動機の直流励磁の運転状態において、開閉装置が閉状態から開状態に移行した際のインバータ装置の出力電圧の時間変化の一例（グラフ４Ａ）を示す図である。図５は、監視装置７００の処理の一例を概略的に示すフローチャートである。
FIG. 3 is a diagram showing an example of an arc generation situation when the
図１に示すように、監視装置７００は、機能部として、出力電圧取得部７１０と、運転状態判定部７２０と、異常判定部７３０と、停止制御部７４０とを含む。
As shown in FIG. 1, the
出力電圧取得部７１０は、インバータ装置３００の出力電圧の値を取得する。
Output
例えば、図１に示すように、出力電圧取得部７１０は、電圧センサ６００の出力に基づき、インバータ装置３００のＵ相、Ｖ相、及びＷ相の出力電圧の検出値を取得する。
For example, as shown in FIG. 1, the output
運転状態判定部７２０は、交流電動機１００の運転状態を判定する。例えば、運転状態判定部７２０は、インバータ装置３００の出力電流の波形に基づき、交流電動機１００の運転状態が直流励磁の運転状態であるか否かを判定する。交流電動機１００に直流電流が供給される、交流電動機１００の直流励磁は、例えば、交流電動機１００の停止状態からの応答性向上のために実施される場合がある。
Operating
例えば、図１に示すように、運転状態判定部７２０は、一次角周波数ω１が０Ｈｚ（ヘルツ）であるか否かに基づき、交流電動機１００の運転状態が通常の運転状態であるか、直流励磁の運転状態であるかを判定する。交流電動機１００が直流励磁の運転状態である場合、交流電動機１００は回転しておらず、一次角周波数ω１が０Ｈｚになるからである。一次角周波数ω１のデータは、インバータ装置３００（インバータ制御回路３４０）から監視装置７００に取り込まれる。運転状態判定部７２０は、インバータ装置３００の出力電流の波形に対応する一次角周波数ω１が０Ｈｚである場合、交流電動機１００が直流励磁の運転状態であることを表すＨ信号を出力する。一方、運転状態判定部７２０は、一次角周波数ω１が０Ｈｚでない場合、交流電動機１００が直流励磁の運転状態でないことを表すＬ信号を出力する。
For example, as shown in FIG. 1, the operating
異常判定部７３０は、開閉装置５００の異常の有無を判定する。異常判定部７３０は、例えば、開閉装置５００のアーク発生の異常の有無を判定する。
The
例えば、インバータ装置３００から交流電動機１００に直流電流が供給される直流励磁の運転状態において、開閉装置５００が開放された場合を考える。
For example, consider a case where the
図３に示すように、交流電動機１００のＷ相には、ほとんど直流電流が流れていない状態で、開閉装置５００が開放されると、交流電動機１００のＷ相の電流が遮断される。そして、インバータ装置３００と交流電動機１００との間で、Ｕ相及びＷ相の開閉装置５１０，５２０のそれぞれの開放された電極間に生じるアークＡｕ，Ａｖを通じて、Ｕ相及びＶ相の出力経路ＯＬ１，ＯＬ２にアーク電流Ｉｕｖが流れ続ける。
As shown in FIG. 3, when the
開閉装置５１０，５２０にアークＡｕ，Ａｖが発生すると、アークＡｕ，Ａｖによる電圧降下（以下、「アーク電圧」）が生じる。
When arcs Au and Av occur in the
インバータ装置３００（インバータ回路３３０）は、上述の如く、インバータ制御回路３４０の制御下で、電流指令値Ｉｄ＊，Ｉｑ＊に応じた電流を維持しようとする。そのため、インバータ装置３００は、アーク電圧の分だけ出力電圧を上昇させようとする。その結果、図４に示すように、インバータ装置３００のＵ相及びＶ相の出力線の間の線間電圧Ｖｕｖは、開閉装置５００が閉状態から開状態に移行したタイミング（時刻ｔ１１）から急激に上昇する。そして、線間電圧Ｖｕｖは、通常の直流励磁によって交流電動機１００に印加される電圧Ｖｍ＿ｕｖに対して、アークＡｕ，Ａｖによるアーク電圧Ｖａ＿ｕｖの分を加算した値に到達する（時刻ｔ１２）。アーク電圧Ｖａ＿ｕｖは、アークＡｕによるアーク電圧とアークＡｖによるアーク電圧の合計である。よって、異常判定部７３０は、通常の直流励磁の状態に相当する出力電圧の正常値に対して、インバータ装置３００の出力電圧がある程度上昇している場合、開閉装置５００にアーク発生の異常があると判定できる。
As described above, the inverter device 300 (inverter circuit 330) attempts to maintain the current according to the current command values Id*, Iq* under the control of the
例えば、図１に示すように、異常判定部７３０は、インバータ装置３００のＵ相、Ｖ相、及びＷ相の出力電圧の検出値と、インバータ装置３００の通常時の出力電圧の値（以下、「通常時出力電圧」）に基づき規定される、出力電圧の基準値とを比較する。通常時出力電圧は、開閉装置５００にアークが生じていない正常時に相当する正常値である。異常判定部７３０は、交流電動機１００の電気位相角θ及びモータ定数に基づき、励磁電流の値を算出し、算出した励磁電流の値に基づき、通常時出力電圧を算出する。電気位相角θのデータは、インバータ装置３００（インバータ制御回路３４０）から監視装置７００に取り込まれる。出力電圧の基準値は、通常時出力電圧に１より大きい乗数（例えば、２）を乗じることによって得られる。また、出力電圧の基準値は、通常時出力電圧に１より大きい乗数を乗じ、更に、フィルタ補正が施された値であってもよい。異常判定部７３０は、インバータ装置３００のＵ相、Ｖ相、及びＷ相の出力電圧の検出値の少なくとも一つが、出力電圧の基準値に対して相対的に大きい場合、開閉装置５００にアーク発生の異常があると判定したことを表すＨ（ハイ）信号を出力する。出力電圧の検出値が出力電圧の基準値に対して相対的に大きいとは、出力電圧の検出値が基準値以上である場合であってもよいし、出力電圧の検出値が基準値を超える場合であってもよい。一方、異常判定部７３０は、インバータ装置３００のＵ相、Ｖ相、及びＷ相の出力電圧の検出値の全てが、出力電圧の基準値に対して相対的に小さい場合、開閉装置５００にアーク発生の異常がないと判定したことを表すＬ（ロー）信号を出力する。
For example, as shown in FIG. 1, the
停止制御部７４０は、開閉装置５００に交流電動機１００の直流励磁状態におけるアーク発生の異常が生じている場合に、インバータ装置３００から出力経路ＯＬへの出力を停止させる。
The
停止制御部７４０は、例えば、インバータ装置３００（インバータ制御回路３４０）に稼働停止を指示する停止指令を出力し、インバータ装置３００を稼働停止させることにより、インバータ装置３００から出力経路ＯＬへの出力を停止させる。また、停止制御部７４０は、開閉装置４００に閉状態から開状態への移行を指示する開指令を出力し、入力経路ＩＬを開放させることにより、インバータ装置３００から出力経路ＯＬへの出力を停止させてもよい。また、停止制御部７４０は、インバータ装置３００（インバータ制御回路３４０）に停止指令を出力すると共に、開閉装置４００に開指令を出力することにより、インバータ装置３００から出力経路ＯＬへの出力を停止させてもよい。
For example, the
例えば、図１に示すように、停止制御部７４０は、運転状態判定部７２０及び異常判定部７３０の出力に基づき、インバータ装置３００への停止指令や開閉装置４００への開指令を出力する。具体的には、停止制御部７４０は、運転状態判定部７２０及び異常判定部７３０の出力が共にＨ信号である場合に、インバータ装置３００への停止指令や開閉装置４００への開指令に相当するＨ信号を出力する。即ち、停止制御部７４０は、異常判定部７３０により開閉装置５００にアーク発生の異常があると判定され且つ運転状態判定部７２０により交流電動機１００が直流励磁の運転状態にあると判定される場合、インバータ装置３００の出力を停止させる。一方、停止制御部７４０は、運転状態判定部７２０及び異常判定部７３０の出力の少なくとも一方がＬ信号である場合、Ｌ信号を出力し、インバータ装置３００の稼働停止や開閉装置４００の開状態への切換は実施しない。
For example, as shown in FIG. 1, the
出力電圧取得部７１０、運転状態判定部７２０、異常判定部７３０、及び停止制御部７４０は、インバータ装置３００の稼働中、所定の処理周期ごとに、図５のフローチャートの処理を実行することにより、開閉装置５００のアーク発生の異常の有無を監視してもよい。
The output
図５に示すように、ステップＳ１０２にて、運転状態判定部７２０は、最新の一次角周波数ω１のデータに基づき、交流電動機１００が直流励磁の運転状態であるか否かを判定する。運転状態判定部７２０は、交流電動機１００が直流励磁の運転状態である場合、ステップＳ１０４に進み、交流電動機１００が直流励磁の運転状態でない場合、今回のフローチャートの処理を終了する。
As shown in FIG. 5, in step S102, the operating
ステップＳ１０４にて、出力電圧取得部７１０は、インバータ装置３００の出力電圧値（出力電圧の検出値）を取得する。
In step S104, output
監視装置７００は、ステップＳ１０４の処理が終了すると、ステップＳ１０６に進む。
When the process of step S104 is completed, the
ステップＳ１０６にて、異常判定部７３０は、ステップＳ１０４で取得されたインバータ装置３００の出力電圧値と、インバータ装置３００の出力電圧の基準値とを比較し、開閉装置５００にアーク発生の異常があるか否かを判定する。異常判定部７３０は、開閉装置５００にアーク発生の異常がある場合、ステップＳ１０８に進み、開閉装置５００にアーク発生の異常がない場合、今回のフローチャートの処理を終了する。
In step S106, the
ステップＳ１０８にて、停止制御部７４０は、インバータ装置３００（インバータ制御回路３４０）への停止指令、及び開閉装置４００への開指令の少なくとも一方を出力し、インバータ装置３００の出力を停止させる。
In step S108, stop
監視装置７００は、ステップＳ１０８の処理が完了すると、今回のフローチャートの処理を終了する。
When the process of step S108 is completed, the
このように、本例では、監視装置７００は、インバータ装置３００の出力電圧に基づき、開閉装置５００のアーク発生の異常の有無を監視する。そして、監視装置７００は、開閉装置５００に交流電動機１００の直流励磁の運転状態におけるアーク発生の異常がある場合に、インバータ装置３００から出力経路ＯＬへの出力を停止させることができる。そのため、監視装置７００は、インバータ装置３００と交流電動機１００との間の開閉装置５００のアーク発生の異常に適切に対処することができる。
In this manner, in this example, the
具体的には、本例では、監視装置７００は、開閉装置５００にアーク発生の異常があると判定し、且つ、交流電動機１００が直流励磁の運転状態である場合に、インバータ装置３００から出力経路ＯＬへの出力を停止させることができる。そのため、交流電流が印加される状態と異なりゼロクロスする瞬間がなく、開閉装置５００に発生したアークが相対的に長い期間で継続する可能性がある、交流電動機１００の直流励磁の運転状態において、より早期にアークを消弧させることができる。よって、開閉装置５００の寿命が短くなったり、開閉装置の故障が生じたりするような事態を抑制することができる。
Specifically, in this example, when the
［駆動システムの第２例］
次に、図６を参照して、本実施形態に係る駆動システム１の第２例について説明する。
[Second example of drive system]
Next, with reference to FIG. 6, a second example of the
以下、上述の第１例と同じ或いは対応する構成には同一の符号を付し、上述の第１例と異なる部分を中心に説明を行う。 Hereinafter, the same reference numerals will be given to the same or corresponding configurations as in the above-described first example, and the explanation will focus on the parts that are different from the above-described first example.
図６は、駆動システム１の第２例を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a second example of the
図６に示すように、監視装置７００は、上述の第１例と異なり、監視装置７００Ａ，７００Ｂを含む。
As shown in FIG. 6, the
監視装置７００Ａは、インバータ装置３００の外部に設けられる。
監視装置７００Ａは、例えば、交流電動機１００で駆動される機械設備や生産設備が設置される工場の内部や同じ敷地内に設置される端末装置、ＰＬＣ、エッジコントローラ、エッジサーバ等である。また、監視装置７００Ａは、交流電動機１００で駆動される機械設備や生産設備が設置される工場の遠隔に設置されるオンプレミスサーバやクラウドサーバであってもよい。
The
監視装置７００Ａの機能は、任意のハードウェア或いは任意のハードウェア及びソフトウェアの組み合わせにより実現される。例えば、監視装置７００Ａは、ＣＰＵ、メモリ装置、補助記憶装置、及びインタフェース装置を含むコンピュータを中心に構成される。メモリ装置は、例えば、ＳＲＡＭやＤＲＡＭ等を含む。補助記憶装置は、例えば、ＨＤＤやＳＳＤやＥＥＰＲＯＭやフラッシュメモリ等を含む。インタフェース装置は、例えば、外部の記録媒体と接続する外部インタフェースや他の機器と通信を行うための通信インタフェース等を含む。監視装置７００Ａは、補助記憶装置にインストールされるプログラムをメモリ装置にロードしＣＰＵ上で実行することにより各種機能を実現することができる。また、監視装置７００Ａは、外部インタフェースを通じて、記録媒体からプログラムを取り込みインストールしたり、通信インタフェースを通じて、他の機器からプログラムを取り込みインストールしたりすることができる。
The functions of the
監視装置７００Ａは、機能部として、出力電圧取得部７１０と、異常判定部７３０とを含む。
The
監視装置７００Ｂは、インバータ装置３００に内蔵される。
監視装置７００Ｂの機能は、任意のハードウェアや任意のハードウェア及びソフトウェアの組み合わせ等により実現される。例えば、監視装置７００Ｂは、ＣＰＵ、メモリ装置、補助記憶装置、及びインタフェース装置を含むコンピュータを中心に構成される。メモリ装置は、例えば、ＳＲＡＭである。補助記憶装置は、例えば、ＥＥＰＲＯＭやフラッシュメモリである。インタフェース装置は、例えば、外部の記録媒体と接続する外部インタフェースや他の機器と通信を行うための通信インタフェース等を含む。監視装置７００Ｂは、補助記憶装置にインストールされるプログラムをメモリ装置にロードしＣＰＵ上で実行することにより各種機能を実現することができる。また、監視装置７００Ｂは、外部インタフェースを通じて、記録媒体からプログラムを取り込みインストールしたり、通信インタフェースを通じて、他の機器からプログラムを取り込みインストールしたりすることができる。
The functions of the
監視装置７００Ｂは、機能部として、運転状態判定部７２０と、停止制御部７４０とを含む。
このように、本例では、監視装置７００の機能は、インバータ装置３００の内外に分散して配置される。これにより、例えば、監視装置７００の機能部ごとの機能に合わせて、処理効率、通信負荷、コスト等を考慮して、各機能部を最適に配置することができる。
In this way, in this example, the functions of the
［駆動システムの第３例］
次に、図７を参照して、本実施形態に係る駆動システム１の第３例について説明する。
[Third example of drive system]
Next, with reference to FIG. 7, a third example of the
以下、上述の第１例、第２例と同じ或いは対応する構成には同一の符号を付し、上述の第１例、第２例と異なる部分を中心に説明を行う。 Hereinafter, the same reference numerals will be given to the same or corresponding configurations as in the above-described first and second examples, and the explanation will focus on the parts that are different from the above-described first and second examples.
図７は、駆動システム１の第３例を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a third example of the
図７に示すように、電圧センサ６００及び監視装置７００は、上述の第１例、第２例と異なり、インバータ装置３００に内蔵される。
As shown in FIG. 7, a
電圧センサ６００は、インバータ装置３００の内部のＵ相、Ｖ相、及びＷ相の出力線の相電圧を検出する。
監視装置７００は、上述の第１例と同様、機能部として、出力電圧取得部７１０と、運転状態判定部７２０と、異常判定部７３０と、停止制御部７４０とを含む。
Similar to the first example described above, the
このように、本例では、監視装置７００は、インバータ装置３００に内蔵される。これにより、開閉装置５００の異常に関する監視機能をインバータ装置３００に統合することができる。
In this way, in this example, the
［駆動システムの第４例］
次に、図８を参照して、本実施形態に係る駆動システム１の第４例について説明する。
[Fourth example of drive system]
Next, with reference to FIG. 8, a fourth example of the
以下、上述の第１例～第３例と同じ或いは対応する構成には同一の符号を付し、上述の第１例～第３例と異なる部分を中心に説明を行う。 Hereinafter, the same or corresponding configurations as those in the first to third examples described above are given the same reference numerals, and the explanation will focus on the parts that are different from the first to third examples described above.
図８は、駆動システム１の第４例を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing a fourth example of the
図８に示すように、本例では、上述の第１例～第３例と異なり、電圧センサ６００が省略される。
As shown in FIG. 8, in this example, unlike the first to third examples described above, the
監視装置７００は、上述の第３例と同様、インバータ装置３００に内蔵される。
The
監視装置７００は、上述の第３例と同様、機能部として、出力電圧取得部７１０と、運転状態判定部７２０と、異常判定部７３０と、停止制御部７４０とを含む。
Similar to the third example described above, the
出力電圧取得部７１０は、インバータ制御回路３４０から取り込まれる、インバータ装置３００の出力電圧の指令値（電圧指令値Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗ）に基づき、インバータ装置３００のＵ相、Ｖ相、及びＷ相の出力電圧値を取得する。即ち、出力電圧取得部７１０は、インバータ装置３００のＵ相、Ｖ相、及びＷ相の出力電圧値として、インバータ装置３００の電圧指令値Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗを取得する。
The output
このように、本例では、インバータ装置３００の出力電圧値として、検出値に代えて、指令値を用いる。これにより、電圧センサ６００を省略することができる。
Thus, in this example, the command value is used as the output voltage value of the
［駆動システムの第５例］
次に、図９、図１０を参照して、本実施形態に係る駆動システム１の第５例について説明する。
[Fifth example of drive system]
Next, a fifth example of the
以下、上述の第１例～第４例と同じ或いは対応する構成には同一の符号を付し、上述の第１例～第４例と異なる部分を中心に説明を行う。 Hereinafter, the same or corresponding configurations as those in the first to fourth examples described above will be denoted by the same reference numerals, and the explanation will focus on the parts that are different from the first to fourth examples described above.
図９は、駆動システム１の第５例を示す図である。図１０は、交流電動機１００の直流励磁の運転状態において、開閉装置５００が閉状態から開状態に移行した際のインバータ装置３００の出力電圧及びＰＷＭ信号の時間変化の一例（グラフ１０Ａ，１０Ｂ）を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing a fifth example of the
図９に示すように、電圧センサ６００は、上述の第４例と同様、省略される。
As shown in FIG. 9, the
監視装置７００は、上述の第１例と同様、インバータ装置３００とは別に設けられる。
本例では、監視装置７００は、機能部として、上述の第１例～第４例と異なり、出力電圧取得部７１０に代えて、パルス幅取得部７１５を含む。
In this example, the
パルス幅取得部７１５は、Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相のＰＷＭ信号のパルス幅の値を取得する。ＰＷＭ信号のパルス幅は、インバータ装置３００の出力電圧に対応しており、その値が大きくなるほどインバータ装置３００の出力電圧も大きくなるように、インバータ回路３３０が動作する。
The pulse
例えば、図９に示すように、パルス幅取得部７１５は、ＰＷＭ信号のオン・オフ状態を判定し、オン状態の場合、Ｈ信号を出力する。パルス幅取得部７１５は、Ｈ信号を出力している場合、カウンタを作動させることにより、ＰＷＭ信号がオン状態の期間を算出する。ＰＷＭ信号或いはＰＷＭ信号のオン・オフ状態を表すデータは、インバータ制御回路３４０から監視装置７００に取り込まれる。そして、パルス幅取得部７１５は、算出した期間からＰＷＭ信号のパルス幅を検出する。
For example, as shown in FIG. 9, the pulse
異常判定部７３０は、例えば、上述の第１例～第４例と同様、開閉装置５００のアーク発生の異常の有無を判定する。
The
例えば、上述の第１例の場合と同様、インバータ装置３００から交流電動機１００に直流電流が供給される直流励磁の運転状態において、開閉装置５００が開放された場合を考える（図３参照）。
For example, as in the case of the first example described above, consider a case where the
インバータ装置３００（インバータ回路３３０）は、上述の如く、インバータ制御回路３４０の制御下で、電流指令値Ｉｄ＊，Ｉｑ＊に応じた電流を維持しようとする。そのため、インバータ装置３００は、アーク電圧の分だけ出力電圧を上昇させるために、ＰＷＭ信号のパルス幅を増大させる。その結果、図１０に示すように、Ｕ相及びＶ相のＰＷＭ信号のパルス幅は、開閉装置５００が閉状態から開状態に移行したタイミング（時刻ｔ２１）から急激に増大し、インバータ装置３００のＵ相及びＶ相の出力線の間の線間電圧Ｖｕｖが急激に上昇する。そして、線間電圧Ｖｕｖは、通常の直流励磁によって交流電動機１００に印加される電圧Ｖｍ＿ｕｖに対して、アークＡｕ，Ａｖによるアーク電圧Ｖａ＿ｕｖの分を加算した値に到達する（時刻ｔ２２）。よって、異常判定部７３０は、通常の直流励磁の状態に相当するパルス幅の正常値に対して、ＰＷＭ信号のパルス幅がある程度増大している場合、開閉装置５００にアーク発生の異常があると判定できる。
As described above, the inverter device 300 (inverter circuit 330) attempts to maintain the current according to the current command values Id*, Iq* under the control of the
例えば、図９に示すように、異常判定部７３０は、インバータ装置３００のＵ相、Ｖ相、及びＷ相のパルス幅の検出値と、通常時のＰＷＭ信号のパルス幅の値（以下、「通常時パルス幅」）に基づき規定される、パルス幅の基準値とを比較する。通常時パルス幅は、開閉装置５００にアークが生じていない正常時に相当する正常値である。異常判定部７３０は、交流電動機１００の電気位相角θ及びモータ定数に基づき、励磁電流の値を算出し、算出した励磁電流の値に基づき、通常時パルス幅を算出する。電気位相角θのデータは、インバータ制御回路３４０から監視装置７００に取り込まれる。パルス幅の基準値は、通常時パルス幅に１より大きい乗数（例えば、２）を乗じることによって得られる。また、パルス幅の基準値は、通常時パルス幅に１より大きい乗数を乗じ、更に、フィルタ補正が施された値であってもよい。異常判定部７３０は、インバータ装置３００のＵ相、Ｖ相、及びＷ相のパルス幅の検出値の少なくとも一つが、パルス幅の基準値に対して相対的に大きい場合、開閉装置５００にアーク発生の異常があると判定したことを表すＨ（ハイ）信号を出力する。パルス幅の検出値がパルス幅の基準値に対して相対的に大きいとは、パルス幅の検出値が基準値以上である場合であってもよいし、パルス幅の検出値が基準値を超える場合であってもよい。一方、異常判定部７３０は、インバータ装置３００のＵ相、Ｖ相、及びＷ相のパルス幅の検出値の全てが、パルス幅の基準値に対して相対的に小さい場合、開閉装置５００にアーク発生の異常がないと判定したことを表すＬ（ロー）信号を出力する。
For example, as shown in FIG. 9, the
このように、本例では、監視装置７００は、インバータ装置３００の出力電圧に対応する、ＰＷＭ信号のパルス幅に基づき、交流電動機１００の直流励磁の運転状態における開閉装置５００のアーク発生の異常の有無を監視する。これにより、電圧センサ６００を省略することができる。
As described above, in this example, the
［駆動システムの他の例］
次に、駆動装置の他の例について説明する。
[Other examples of drive systems]
Next, another example of the drive device will be described.
上述の実施形態には、適宜変形や変更が加えられてもよい。 The embodiments described above may be modified or changed as appropriate.
例えば、上述の第５例について、監視装置７００は、上述の第１例と同様、インバータ装置３００の外部に設けられてもよい。また、上述の第５例について、監視装置７００は、上述の第２例と同様、その機能部がインバータ装置３００の内外に分散して配置されてもよい。
For example, in the fifth example described above, the
また、上述の実施形態やその変形例において、インバータ装置３００は、交流電源２００に代えて、或いは、加えて、直流電源から入力される直流電力に基づき、交流電動機１００の駆動電力を生成し出力することが可能に構成されてもよい。この場合、直流電源からの正側の入力線及び負側の入力線は、それぞれ、整流回路３１０とインバータ回路３３０との間の直流リンク部の正ライン及び負ラインに接続される。また、交流電源からの給電がない場合、整流回路３１０は省略されてもよい。
Furthermore, in the above-described embodiments and modifications thereof, the
［作用］
次に、本実施形態に係る駆動システム１の作用について説明する。
[Effect]
Next, the operation of the
本実施形態では、駆動システム１は、駆動装置と、制御装置とを備える。駆動装置は、例えば、上述のインバータ装置３００である。制御装置は、例えば、上述の監視装置７００である。具体的には、駆動装置は、第１の開閉装置が設けられる第１の電力経路を通じて交流電動機と接続され、所定の電源から供給される電力を用いて、交流電動機を駆動する。第１の開閉装置は、例えば、上述の開閉装置５００である。第１の電力経路は、例えば、上述の出力経路ＯＬである。交流電動機は、例えば、上述の交流電動機１００である。所定の電源は、例えば、上述の交流電源２００である。そして、制御装置は、駆動装置の出力電圧に基づき、第１の開閉装置のアークの発生の有無を監視し、アークの発生があると判断すると、駆動装置から第１の電力経路への電力の出力を停止させる。
In this embodiment, the
これにより、駆動システム１は、駆動装置の出力電圧に基づき、交流電動機の直流励磁の運転状態における、駆動装置と交流電動機との間の開閉装置（第１の開閉装置）のアークの発生に適切に対処することができる。
As a result, the
また、本実施形態では、制御装置は、出力電圧取得部と、運転状態判定部と、アーク発生判定部と、停止制御部と、を備えてもよい。出力電圧取得部は、例えば、上述の出力電圧取得部７１０である。運転状態判定部は、例えば、上述の運転状態判定部７２０である。アーク発生判定部は、例えば、上述の異常判定部７３０である。停止制御部は、例えば、上述の停止制御部７４０である。具体的には、出力電圧取得部は、駆動装置の出力電圧値を取得してよい。また、運転状態判定部は、交流電動機が直流励磁の運転状態であるか否かを判定してよい。また、アーク発生判定部は、駆動装置の出力電圧値に基づき、交流電動機の直流励磁の運転状態における第１の開閉装置のアークの発生の有無を判定してよい。そして、停止制御部は、運転状態判定部及びアーク発生判定部の判定結果に基づき、第１の開閉装置に交流電動機の直流励磁の運転状態でのアークの発生があると判断する場合に、駆動装置から第１の電力経路への電力の出力を停止させてよい。
Further, in the present embodiment, the control device may include an output voltage acquisition section, an operating state determination section, an arc occurrence determination section, and a stop control section. The output voltage acquisition unit is, for example, the output
これにより、駆動システム１は、駆動装置の出力電圧値を取得し、駆動装置の出力電圧値に基づき、交流電動機の直流励磁の運転状態における第１の開閉装置のアークの発生の有無を監視することができる。
Thereby, the
また、本実施形態では、出力電圧取得部は、駆動装置の出力電圧を検出する検出部の出力に基づき、出力電圧値を取得してもよい。検出部は、例えば、上述の電圧センサ６００である。
Further, in this embodiment, the output voltage acquisition section may acquire the output voltage value based on the output of the detection section that detects the output voltage of the drive device. The detection unit is, for example, the
これにより、駆動システム１は、駆動装置のアークの発生の有無を監視するための、駆動装置の出力電圧値として、駆動装置の出力電圧の検出値を取得することができる。
Thereby, the
また、本実施形態では、出力電圧取得部は、駆動装置の出力電圧の指令値に基づき、出力電圧値を取得してもよい。出力電圧の指令値は、例えば、上述の電圧指令値Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗである。 Further, in this embodiment, the output voltage acquisition unit may acquire the output voltage value based on the command value of the output voltage of the drive device. The output voltage command values are, for example, the voltage command values Vu, Vv, and Vw described above.
これにより、駆動システム１は、駆動装置のアークの発生の有無を監視するための、駆動装置の出力電圧値として、駆動装置の出力電圧の指令値を取得することができる。
Thereby, the
また、本実施形態では、アーク発生判定部は、駆動装置の出力電圧値と、交流電動機の直流励磁の運転状態で第１の開閉装置にアークが発生していないときの駆動装置の出力電圧に相当する正常値とを比較することにより、第１の開閉装置のアークの発生の有無を判定してもよい。正常値は、例えば、上述の通常時出力電圧の値である。 Further, in the present embodiment, the arc occurrence determination unit determines the output voltage value of the drive device and the output voltage of the drive device when no arc is generated in the first switchgear in the DC excitation operating state of the AC motor. The presence or absence of arcing in the first switchgear may be determined by comparing with a corresponding normal value. The normal value is, for example, the above-mentioned normal output voltage value.
これにより、駆動システム１は、駆動装置の出力電圧値が第１の開閉装置の正常時の状態から乖離している否かによって、第１の開閉装置のアークの発生の有無を判定することができる。
As a result, the
また、本実施形態では、アーク発生判定部は、駆動装置の出力電圧値が正常値に基づき規定される所定基準に対して相対的に大きい場合に、第１の開閉装置にアークの発生があると判定してもよい。所定基準とは、例えば、上述の出力電圧の基準値である。 Further, in the present embodiment, the arc occurrence determination unit determines that an arc has occurred in the first switchgear when the output voltage value of the drive device is relatively large with respect to a predetermined standard defined based on a normal value. It may be determined that The predetermined reference is, for example, the above-mentioned reference value of the output voltage.
これにより、駆動システム１は、駆動装置の出力電圧値が第１の開閉装置の正常時の状態に対してある程度大きくなっていることを以て、アークによる電圧降下を補填するために駆動装置の出力電圧が上昇していると判断することができる。そのため、駆動システム１は、駆動装置の出力電圧値が第１の開閉装置の正常時の状態に対してある程度大きくなっていることを以て、第１の開閉装置にアークの発生があると判定することができる。
As a result, the
また、本実施形態では、制御装置は、パルス幅取得部と、運転状態判定部と、アーク発生判定部と、停止制御部と、を備えてもよい。パルス幅取得部は、例えば、上述のパルス幅取得部７１５である。運転状態判定部は、例えば、上述の運転状態判定部７２０である。アーク発生判定部は、例えば、上述の異常判定部７３０である。停止制御部７４０は、上述の停止制御部７４０である。具体的には、パルス幅取得部は、駆動装置の出力電圧に対応する、駆動装置の内部の駆動信号（ＰＷＭ信号）のパルス幅の値を取得してよい。また、運転状態判定部は、交流電動機が直流励磁の運転状態であるか否かを判定してよい。また、アーク発生判定部は、パルス幅取得部の取得値に基づき、交流電動機の直流励磁運転状態における第１の開閉装置のアークの発生の有無を判定してよい。そして、停止制御部は、運転状態判定部及びアーク発生判定部の判定結果に基づき、第１の開閉装置に交流電動機の直流励磁の運転状態でのアークの発生があると判断する場合に、駆動装置から第１の電力経路への電力の出力を停止させてよい。
Further, in this embodiment, the control device may include a pulse width acquisition section, an operating state determination section, an arc occurrence determination section, and a stop control section. The pulse width acquisition unit is, for example, the pulse
これにより、駆動システム１は、駆動装置の出力電圧値に対応するＰＷＭ信号のパルス幅の値を取得し、ＰＷＭ信号のパルス幅の値に基づき、交流電動機の直流励磁の運転状態における第１の開閉装置のアークの発生の有無を監視することができる。
Thereby, the
また、本実施形態では、アーク発生判定部は、パルス幅取得部の取得値と、交流電動機の直流励磁の運転状態で第１の開閉装置にアークが発生していないときのパルス幅に相当する正常値とを比較することにより、第１の開閉装置のアークの発生の有無を判定してもよい。正常値は、例えば、上述の通常時パルス幅の値である。 Further, in the present embodiment, the arc occurrence determination unit uses the acquired value of the pulse width acquisition unit and the pulse width when no arc is generated in the first switchgear in the DC excitation operating state of the AC motor. The presence or absence of arcing in the first switchgear may be determined by comparing with a normal value. The normal value is, for example, the above-mentioned normal pulse width value.
これにより、駆動システム１は、駆動装置の出力電圧に対応するＰＷＭ信号のパルス幅の値が第１の開閉装置の正常時の状態から乖離している否かによって、第１の開閉装置のアークの発生の有無を判定することができる。
As a result, the
また、本実施形態では、アーク発生判定部は、パルス幅取得部の取得値が正常値に基づき規定される所定基準に対して相対的に大きい場合に、第１の開閉装置にアークの発生があると判定してもよい。所定基準は、例えば、上述のパルス幅の基準値である。 Further, in the present embodiment, the arc occurrence determination section determines that arc occurrence occurs in the first switchgear when the acquired value of the pulse width acquisition section is relatively large with respect to a predetermined standard defined based on a normal value. It may be determined that there is. The predetermined reference is, for example, the reference value of the pulse width described above.
これにより、駆動システム１は、ＰＷＭ信号のパルス幅の値が第１の開閉装置の正常時の状態に対してある程度大きくなっていることを以て、アークによる電圧降下を補填するために駆動装置の出力電圧が上昇していると判断することができる。そのため、駆動システム１は、ＰＷＭ信号のパルス幅が第１の開閉装置の正常時の状態に対してある程度大きくなっていることを以て、第１の開閉装置にアークの発生があると判定することができる。
As a result, the
また、本実施形態では、停止制御部は、運転状態判定部により交流電動機が直流励磁の運転状態にあると判定され、且つ、アーク発生判定部により第１の開閉装置にアークの発生があると判定された場合に、駆動装置から第１の電力経路への電力の出力を停止させてもよい。 Further, in the present embodiment, the stop control unit determines that the AC motor is in a DC excitation operating state by the operating state determining unit, and that the arc generation determining unit determines that an arc is generated in the first switchgear. If it is determined, the output of power from the drive device to the first power path may be stopped.
これにより、駆動システム１は、駆動装置から交流電動機に直流電流が供給され、第１の開閉装置のアークが相対的に長い期間で継続する可能性がある状況で、駆動装置からの出力を停止させることができる。そのため、駆動システム１は、アークの継続期間が相対的に長くなることによって、第１の開閉装置の寿命が短くなったり、第１の開閉装置が故障したりするような事態をより適切に抑制することができる。
As a result, the
また、本実施形態では、運転状態判定部は、駆動装置の出力電流の波形に基づき、交流電動機が直流励磁の状態にあるか否かを判定してもよい。 Further, in the present embodiment, the operating state determination unit may determine whether the AC motor is in a DC excitation state based on the waveform of the output current of the drive device.
これにより、駆動システム１、駆動装置の出力電流の波形が直流に相当する波形にあるか否かによって、交流電動機が直流励磁の状態にある否かを判定することができる。
Thereby, it is possible to determine whether the AC motor is in a DC excitation state depending on whether the waveform of the output current of the
また、本実施形態では、停止制御部は、駆動装置を稼働停止させると共に、所定の電源と駆動装置との間の第２の電力経路に設けられる第２の開閉装置を閉状態から開状態に切り換えてもよい。第２の経路は、例えば、上述の入力経路ＩＬである。第２の開閉装置は、例えば、上述の開閉装置４００である。
Further, in the present embodiment, the stop control unit stops the operation of the drive device and changes the second switching device provided in the second power path between the predetermined power source and the drive device from the closed state to the open state. You may switch. The second path is, for example, the input path IL described above. The second switching device is, for example, the above-mentioned
これにより、駆動システム１は、第１の開閉装置のアークの発生に応じて、駆動装置から第１の電力経路を通じた交流電動機への駆動電力の出力をより確実に停止させることができる。
Thereby, the
以上、実施形態について詳述したが、本開示はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。 Although the embodiments have been described in detail above, the present disclosure is not limited to such specific embodiments, and various modifications and changes can be made within the scope of the gist described in the claims.
１ 駆動システム
１００ 交流電動機
２００ 交流電源
３００ インバータ装置
３１０ 整流回路
３２０ 平滑回路
３３０ インバータ回路
３４０ インバータ制御回路
３４１ 速度調節器
３４２ 滑り周波数演算部
３４３ 位相角演算部
３４４ ベクトル変換器
３４５ 電流調節器
３４６ ベクトル逆変換器
３４７ ＰＷＭ信号出力部
４００ 開閉装置
４１０ 開閉装置
４２０ 開閉装置
４３０ 開閉装置
５００ 開閉装置
５１０ 開閉装置
５２０ 開閉装置
５３０ 開閉装置
６００ 電圧センサ
７００ 監視装置
７００Ａ 監視装置
７００Ｂ 監視装置
７１０ 出力電圧取得部
７１５ パルス幅取得部
７２０ 運転状態判定部
７３０ 異常判定部
７４０ 停止制御部
ＩＬ，ＩＬ１～ＩＬ３ 入力経路
ＯＬ，ＯＬ１～ＯＬ３ 出力経路
Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗ 電圧指令値
1
Claims (14)
前記駆動装置の出力電圧に基づき、前記第１の開閉装置のアークの発生の有無を監視し、前記交流電動機の直流励磁の運転状態におけるアークの発生があると判断すると、前記駆動装置から前記第１の電力経路への電力の出力を停止させる制御装置と、を備える、
駆動システム。 A drive device that is connected to the AC motor through a first power path in which a first switchgear is provided, and that drives the AC motor using power supplied from a predetermined power source;
Based on the output voltage of the drive device, the presence or absence of an arc in the first switchgear is monitored, and if it is determined that an arc is generated in the DC excitation operating state of the AC motor, the drive device a control device that stops outputting power to the first power path;
drive system.
請求項１に記載の駆動システム。 The control device includes an output voltage acquisition section that acquires an output voltage value of the drive device, an operation state determination section that determines whether the AC motor is in a DC excitation operation state, and an operation state determination section that determines whether or not the AC motor is in a DC excitation operation state, based on the output voltage value. , an arc occurrence determination section that determines whether or not an arc occurs in the first switchgear in the DC excitation operating state of the AC motor, and the a stop control unit that stops the output of electric power from the drive device to the first power path when it is determined that an arc is generated in the first switchgear in the operating state of DC excitation of the AC motor; , comprising;
The drive system according to claim 1.
請求項２に記載の駆動システム。 The output voltage acquisition unit acquires the output voltage value based on the output of a detection unit that detects the output voltage of the drive device.
A drive system according to claim 2.
請求項２に記載の駆動システム。 The output voltage acquisition unit acquires the output voltage value based on a command value of the output voltage of the drive device.
A drive system according to claim 2.
請求項２に記載の駆動システム。 The arc occurrence determination unit determines the output voltage value and a normal value corresponding to the output voltage of the drive device when no arc is generated in the first switchgear in the DC excitation operating state of the AC motor. determining whether an arc occurs in the first switchgear by comparing the
A drive system according to claim 2.
請求項５に記載の駆動システム。 The arc occurrence determination unit determines that an arc has occurred in the first switchgear when the output voltage value is relatively large with respect to a predetermined standard defined based on the normal value.
The drive system according to claim 5.
請求項１に記載の駆動システム。 The control device includes a pulse width acquisition unit that acquires a pulse width value of a drive signal inside the drive device that corresponds to an output voltage of the drive device, and a pulse width acquisition unit that acquires a pulse width value of a drive signal inside the drive device, and a pulse width acquisition unit that acquires a value of a pulse width of a drive signal inside the drive device, and a pulse width acquisition unit that determines whether the AC motor is in a DC excitation operating state. and an arc occurrence determination section that determines whether or not an arc occurs in the first switchgear in the DC excitation operating state of the AC motor based on the acquired value of the pulse width acquisition section. , when it is determined that an arc is generated in the first switchgear in the DC excitation operating state of the AC motor, based on the determination results of the operating state determining section and the arc occurrence determining section, the driving device a stop control unit that stops outputting power from the first power path to the first power path;
The drive system according to claim 1.
請求項７に記載の駆動システム。 The arc occurrence determination unit is configured to determine the value obtained by the pulse width acquisition unit and a normal value corresponding to the pulse width when no arc is generated in the first switchgear in the operating state of DC excitation of the AC motor. determining the presence or absence of arcing in the first switchgear by comparing the
A drive system according to claim 7.
請求項８に記載の駆動システム。 The arc occurrence determination unit determines that an arc has occurred in the first switchgear when the acquired value of the pulse width acquisition unit is relatively large with respect to a predetermined standard defined based on the normal value. do,
A drive system according to claim 8.
請求項２乃至９の何れか一項に記載の駆動システム。 The stop control unit determines that the AC motor is in a DC excitation operating state by the operating state determining unit, and that the arc generation determining unit determines that an arc is generated in the first switchgear. stopping output of power from the drive device to the first power path if
A drive system according to any one of claims 2 to 9.
請求項２乃至９の何れか一項に記載の駆動システム。 The operating state determination unit determines whether the AC motor is in a DC excitation operating state based on the waveform of the output current of the drive device.
A drive system according to any one of claims 2 to 9.
請求項２乃至９の何れか一項に記載の駆動システム。 The stop control unit stops the operation of the drive device and switches a second switching device provided in a second power path between the predetermined power source and the drive device from a closed state to an open state.
A drive system according to any one of claims 2 to 9.
前記駆動装置の出力電圧に基づき、前記第１の開閉装置のアークの発生の有無を監視し、前記交流電動機の直流励磁の運転状態におけるアークの発生があると判断すると、前記駆動装置から前記第１の電力経路への電力の出力を停止させる、
制御装置。 A control device that is connected to an AC motor through a first power path in which a first switching device is provided, and controls a drive device that drives the AC motor using power supplied from a predetermined power source,
Based on the output voltage of the drive device, the presence or absence of an arc in the first switchgear is monitored, and if it is determined that an arc is generated in the DC excitation operating state of the AC motor, the drive device stopping the output of power to the first power path;
Control device.
前記駆動装置の出力電圧に基づき、前記第１の開閉装置のアークの発生の有無を監視し、前記交流電動機の直流励磁の運転状態におけるアークの発生があると判断すると、前記駆動装置から前記第１の電力経路への電力の出力を停止させる、
制御方法。 A control method performed by a control device that is connected to an AC motor through a first power path provided with a first switchgear and controls a drive device that drives the AC motor using power supplied from a predetermined power source. And,
Based on the output voltage of the drive device, the presence or absence of an arc in the first switchgear is monitored, and if it is determined that an arc is generated in the DC excitation operating state of the AC motor, the drive device stopping the output of power to the first power path;
Control method.
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