JP2714099B2 - 交流機の電流制御装置 - Google Patents

交流機の電流制御装置

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JP2714099B2
JP2714099B2 JP1014092A JP1409289A JP2714099B2 JP 2714099 B2 JP2714099 B2 JP 2714099B2 JP 1014092 A JP1014092 A JP 1014092A JP 1409289 A JP1409289 A JP 1409289A JP 2714099 B2 JP2714099 B2 JP 2714099B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、交流機の電機子電流または回転子電流を制
御する交流機の制御装置に関する。
(従来の技術) 例えば、交流機を周波数変換器により可変速制御する
システムにおいては、電機子電流または回転子電流が指
令値に合致するように制御される。このような電流制御
装置の従来例を第3図に示す。
系統母線1には、サイリスタインバータ装置などから
なる周波数変換器2を介して、交流機3の一次側または
二次側が接続される。
電流検出器4,5,6は、交流機3のW相、U相、V相の
巻線にそれぞれ流れる電流を検出するものであり、その
電流検出値Dw,Du,Dvは、プロセス入力装置7を介して、
加算手段8に加えられている。
加算手段8は、交流機3の電流指令値Diと電流検出値
Dw,Du,Dvに基づいて電流偏差を算出するものであり、こ
の加算手段8が算出した電流偏差Eiは、電流制御手段9
に出力されている。
電流制御手段9は、電流偏差Eiを0にするような電機
子電圧または回転子電圧の指令値を演算し、その電圧指
令値Siを位相器10に出力する。
位相器10は、電圧指令値Siに対応して周波数変換器2
に出力する点弧パルス信号Prの点弧角を制御し、これに
よって、交流機3に流れる電流が、電流指令値Diに一致
するように制御される。
(発明が解決しようとする課題) しかしながら、いずれかの電流検出器4,5,6が故障し
ていたり、電流検出器4,5,6が電流を検出するための計
測線が断線していたり、計測線を保守時に外したまま接
続していなかったり、あるいは、主回路が断線している
状態のままで運転を開始すると、電流検出器4,5,6から
出力される電流検出値Dw,Du,Dvの値が0になる。
このときには、電流制御手段9に入力される電流偏差
Eiが非常に大きな値となるので、運転開始時に電流制御
手段9は電圧指令値Siを増加方向に急速に動かし、それ
によって、周波数変換器2の出力電圧が過電圧になった
り、出力電流が過電流になり、トリップに至るという不
都合を生じる。
このような不都合を解消するためには、運転する前に
電流検出器4,5,6が故障していないか、断線していない
か、計測線が外しっぱなしでないか、主回路が断線して
いないかをチェックすればよい。
電流検出器4,5,6については、片極性の電流検出器を
用いている場合には、第4図(a)に示すようにその検
出レベルをシフトすると、通常は1〜5の範囲の値が検
出され、故障などのときには検出レベルが0となるの
で、その検出値を調べることによっ電流検出器の異常を
判定することができる。
しかしながら、交流機の場合には、交流で電流を流す
ため、電流検出器4,5,6としては、両極性の電流検出器
を用いる必要がある。このように、両極性の場合には、
同図(b)に示すように、検出レベルの0を使用するた
め、片極性の場合のように検出レベルをシフトすること
ができないので、その異常判定を容易に行なうことがで
きない。
そこで、本発明は、このような従来技術の課題を解決
し、トリップの発生を事前に防止できる交流機の電流制
御装置を提供することを目的としている。
[発明の構成] (課題を解決するための手段) 本発明は、起動前試験を行う試験制御手段と、この試
験制御手段から出力される試験指令に基づいて位相器に
与える試験信号を発生する試験信号発生手段と、試験制
御手段から出力される試験指令と電流検出器の検出値に
基づいて交流機の主回路および電流検出器の異常を判定
する試験判定手段を備えたものである。
(作用) したがって、交流機の起動前に交流機の主回路および
電流検出器の試験を行っているので、主回路および電流
検出器に生じている異常を事前に検出することができ、
交流機がトリップに至るような事態を防止することがで
きる。
(実施例) 以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施例を詳
細に説明する。
第1図は、本発明の一実施例にかかる交流機の電流制
御装置を示している。なお、同図において、第3図と同
一部分および相当する部分には同一符号を付している。
電流制御手段9から出力される電圧指令信号Siは、切
換スイッチ20の一方の切換入力端20aに加えられてい
る。
試験操作表示手段21は、交流機3および電流検出器4,
5,6の動作試験の開始を操作入力するとともに、その試
験結果を表示出力するものであり、試験開始が操作入力
されると、試験開始信号Stを形成して試験制御手段22に
出力する。
試験制御手段22は、試験開始信号Stを入力すると、試
験内容をあらわす試験指令信号Ssを試験信号発生手段23
および試験判定手段24に出力する。
試験信号発生手段23は、試験制御手段22より入力した
試験指令信号Ssに対応した試験信号Tsを形成し、その試
験信号Tsを切換スイッチ20の他方の切換入力端20bに出
力する。
また、切換スイッチ20は、試験制御手段22により、そ
の動作が制御されている。
ここで、この電流制御装置が実施する試験動作につい
て説明する。
この試験動作では、第2図(a),(b),(c)に
示すように、主回路に対し3種類の態様に電圧を印加し
て、それぞれの電圧印加時に得られる電流検出器4,5,6
の電流検出信号Dw,Du,Dvを調べる。
すなわち、 U−V相間に電圧を印加し、かつ、W相はゲートブロ
ックする。
V−W相間に電圧を印加し、かつ、U相はゲートブロ
ックする。
W−U相間に電圧を印加し、かつ、V相はゲートブロ
ックする。
の3つの態様に電圧を印加する。
このように、電圧を印加したとき、電流検出器4,5,6
および交流機3の主回路がともに正常な場合には、態様
,,に対応して、それぞれ電圧を印加した線間の
2相の電流検出信号Dw,Du,Dvが得られ、かつ、ゲートブ
ロックした相の電流検出信号Dw,Du,Dvの大きさは0にな
る(第2図(d),(e),(f)参照)。
次に、例えば、主回路は正常であるが、U相電流を検
出している電流検出器5が故障したか、その計測線が断
線したか、あるいは、計測線が外れている場合、つま
り、電流検出器5に関し異常が発生している場合には、
主回路には正常に電流が流れるが、電流検出器4,5,6の
動作は、次のようになる。
すなわち、U相とV相に電圧を印加した態様では、
W,U相の電流検出信号Dw,Duの大きさが0になりかつV相
の電流検出信号Dvは印加電圧に対応した値をとる。V相
とW相に電圧を印加した態様では、正常状態と同じ結
果となり、W相とU相に電圧を印加した態様では、U,
V相の電流検出信号Du,Dvの大きさが0になりかつW相の
電流検出信号Dwは印加電圧に対応した値をとる(第2図
(g),(h),(i)参照)。
主回路に異常が発生した場合、例えば、交流機3と周
波数変換器2を接続するケーブルのうち、V相のケーブ
ルが外れるなど、V相の主回路に異常が発生している場
合には、U相とV相に電圧を印加した態様とV相とW
相に電圧を印加した態様では、U,V,W相の3相全ての
電流検出信号Du,Dv,Dwの大きさが0になり、W相とU相
に電圧を印加した態様では、正常状態と同じ結果とな
る(第2図(j),(k),(l)参照)。
また、U相の電流を検出している電流検出器5に異常
が発生し、かつ、V相の主回路に異常が発生している場
合には、U相とV相に電圧を印加した態様とV相とW
相に電圧を印加した態様では、U,V,W相の3相全ての
電流検出信号Du,Dv,Dwの大きさが0になり、W相とU相
に電圧を印加した態様では、U,V相の電流検出信号Du,
Dvの大きさが0になりかつW相の電流検出信号Dwが印加
電圧に対応した値をとる(第2図(m),(n),
(o)参照)。
このようにして、態様,,の電圧を印加したと
き、電流検出信号Dw,Du,Dvの値は、発生している異常に
応じた態様に変化する。
したがって、交流機3にそれぞれ態様,,の電
圧を印加したときの電流検出信号Dw,Du,Dvの値を調べる
ことで、交流機3および電流検出器4,5,6の異常発生状
態を判定することができる。
試験判定手段24には、態様,,の電圧を印加し
たときの電流検出信号Dw,Du,Dvの値と、異常発生状態の
関係の情報があらかじめ記憶されている。
以上の構成で、交流機3を始動する前に、運転員が試
験操作表示手段21を操作して試験開始を指令入力する
と、試験操作表示手段21は、試験制御手段22に試験開始
信号Stを出力する。
これにより、試験制御手段22は、まず、切換スイッチ
20に切換入力端20bを選択するように切換動作する。こ
れによって、試験信号発生手段23から出力される試験信
号Tsが、切換スイッチ20を介して位相器10に加えられる
状態となる。
この状態で、試験制御手段22は、まず、上述した電圧
印加の態様を表す内容の試験指令信号Ssを一定時間出
力する。
これにより、試験信号発生手段23は、W相をゲートブ
ロックし、かつ、U相とV相の間に一定の電圧を印加す
るような試験信号Tsを形成し、この試験信号Tsは、切換
スイッチ20を介して位相器10に加えられる。
これにより、位相器10は、W相をゲートブロックし、
かつ、U相とV相の間に一定の電圧を印加するような点
弧パルスPrを形成して周波数変換器2に出力し、その結
果、交流機3のU相とV相の間に一定電圧が印加され、
かつ、W相には電圧が印加されない状態となる。
このときに電流検出器4,5,6から得られた電流検出信
号Dw,Du,Dvは、プロセス入力装置7を介して試験判定手
段24に入力され、試験判定手段24は、このときの電流検
出信号Dw,Du,Dvを、態様の信号として記憶する。
このようにして、態様の電圧印加が一定時間行われ
ると、次に、試験制御手段22は、電圧印加の態様を表
す内容の試験指令信号Ssを一定時間出力する。
これにより、試験信号発生手段23は、U相をゲートブ
ロックし、かつ、V相とW相の間に一定の電圧を印加す
るような試験信号Tsを形成する。
それにより、位相器10は、U相をゲートブロックし、
かつ、V相とW相の間に一定の電圧を印加するような点
弧パルスPrを形成して周波数変換器2に出力し、その結
果、交流機3のV相とW相の間に一定電圧が印加され、
かつ、W相には電圧が印加されない状態となる。
このときに電流検出器4,5,6から得られた電流検出信
号Dw,Du,Dvは、態様の信号として試験判定手段24に記
憶される。
このようにして、態様の電圧印加が一定時間行われ
ると、次に、試験制御手段22は、電圧印加の態様を表
す内容の試験指令信号Ssを一定時間出力する。
これにより、試験信号発生手段23は、V相をゲートブ
ロックし、かつ、W相とU相の間に一定の電圧を印加す
るような試験信号Tsを形成する。
それにより、位相器10は、V相をゲートブロックし、
かつ、W相とU相の間に一定の電圧を印加するような点
弧パルスPrを形成して周波数変換器2に出力し、その結
果、交流機3のW相とU相の間に一定電圧が印加され、
かつ、V相には電圧が印加されない状態となる。
このときに電流検出器4,5,6から得られた電流検出信
号Dw,Du,Dvは、態様の信号として試験判定手段24に記
憶される。
このようにして、態様,,の電圧印加時の電流
検出信号Dw,Du,Dvがそれぞれ得られると、試験判定手段
24は、そのときの電流検出信号Dw,Du,Dvの値が、上述し
たような関係のいずれのものに一致するかを調べ、その
調査結果を試験判定結果として試験装置表示手段21に通
知する。
これにより、試験装置表示手段21には、そのときに行
った試験結果が表示される。
この試験により、いずれかの異常発生が検出されて表
示された場合には、運転員は、交流機3の運転を開始せ
ずに、その表示された異常原因の究明作業等を行う。
また、試験結果が正常な場合には、試験操作表示手段
21より交流機3の始動を指令入力する。これにより、試
験制御手段22は、切換入力端20aを選択するように切換
スイッチ20を切換動作し、これによって、電流制御手段
9から出力される電圧指令信号Siが位相器10に加えられ
る状態となる。
これ以降は、従来と同様に、電流制御手段9により、
交流機3の電流制御が行われる。
このようにして、本実施例では、交流機3の始動前に
試験用の電圧を交流機3に印加するとともに、そのとき
に電流検出器4,5,6から得られた電流検出信号Dw,Du,Dv
に基づいて、交流機3および電流検出器4,5,6の異常発
生を検出しているので、交流機3の始動時に、周波数変
換器2の出力電圧が過電圧になったり、出力電流が過電
流になり、トリップに至るという事故の発生を未然に防
止できる。
なお、上述した実施例では、交流機の電流制御および
試験動作をデジタル信号処理を行う制御装置を用いて行
っているが、この制御装置をアナログ信号処理を行う装
置で実現することもできる。
[発明の効果] 以上説明したように、本発明によれば、起動前試験を
行って交流機の主回路および電流検出器の異常を判定し
ているので、主回路および電流検出器に生じている異常
を事前に検出することができ、始動直後に交流機がトリ
ップに至るような事態を防止することができるという効
果を得る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例にかかる交流機の電流制御装
置を示すブロック図、第2図(a)〜(o)は試験時の
電流の流れる態様について示した概略図、第3図は従来
装置を例示したブロック図、第4図(a)は片極性の電
流検出器の検出信号範囲を例示した概略図、同図(b)
は両極性の電流検出器の検出信号範囲を例示した概略図
である。 2……周波数変換器、3……交流機、4,5,6……電流検
出器、7……プロセス入力装置、20……切換スイッチ、
21……試験操作表示手段、22……試験制御手段、23……
試験信号発生手段、24……試験判定手段。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】交流機の電流を制御する周波数変換器と、
    この周波数変換器の動作を制御する位相器と、前記交流
    機の電流を検出する電流検出器と、この電流検出器の検
    出値と電流設定値の偏差に基づいて交流機に出力する指
    令値を演算する制御手段と、起動前試験を行う試験制御
    手段と、この試験制御手段から出力される試験指令に基
    づいて前記位相器に与える試験信号を発生する試験信号
    発生手段と、前記試験制御手段から出力される試験指令
    と前記電流検出器の検出値に基づいて交流機および前記
    電流検出器の異常を判定する試験判定手段と、常時は前
    記制御手段から出力される電圧指令値を前記位相器に与
    えるとともに前記試験制御手段から試験指令が出力され
    たときには前記試験信号発生手段から出力される試験信
    号を前記位相器に与える切替手段を備えたことを特徴と
    する交流機の電流制御装置。
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