JP3004464B2 - Rotation speed abnormality protection device - Google Patents
Rotation speed abnormality protection deviceInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はターボ分子ポンプ等の高
速回転体を交流電動機で駆動する装置に適用される回転
数異常保護装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a device for protecting a rotational speed abnormality applied to a device for driving a high-speed rotating body such as a turbo molecular pump by an AC motor.
【０００２】[0002]
【従来の技術】交流電動機の速度Ｎは一般に式（１）で
与えられる。式（１）から分るように電動機の速度制御
には、周波数ｆ，電動機極数Ｐ，すべりＳの三つのパラ
メータの操作方法がある。2. Description of the Related Art The speed N of an AC motor is generally given by equation (1). As can be seen from the equation (1), there are three methods of operating the motor for controlling the speed, namely the frequency f, the number of motor poles P, and the slip S.
【０００３】高速回転の速度制御には周波数ｆを操作す
る手段が一般的に適用され、前記手段の実現には、電動
機への入力周波数を変化させ連続的な速度制御を可能と
するインバータ装置が用いられる。A means for operating the frequency f is generally applied to high-speed rotation speed control. In order to realize the means, an inverter device capable of changing an input frequency to a motor to enable continuous speed control is used. Used.
【０００４】 Ｎ＝１２０ｆ（１−Ｓ）／Ｐ ……… （１） 図２は従来のターボ分子ポンプ用交流電動機を駆動する
インバータ装置の構成図である。同図中、１は交流電
源、２は交流電源１を直流に変換するコンバータ、３は
所要電力を所要周波数に変換するインバータ、４は交流
電動機である。N = 120f (1-S) / P (1) FIG. 2 is a configuration diagram of a conventional inverter device for driving an AC motor for a turbo-molecular pump. In the figure, 1 is an AC power supply, 2 is a converter for converting the AC power supply 1 to DC, 3 is an inverter for converting required power to a required frequency, and 4 is an AC motor.
【０００５】インバータ装置の全機能についての説明は
省略し、ここでは出力周波数制御技術についてのみ記述
する。図３は前記インバータにおける出力周波数制御の
基本回路構成を示す一例のブロック図である。Description of all functions of the inverter device is omitted, and only the output frequency control technique will be described here. FIG. 3 is an example block diagram showing a basic circuit configuration of output frequency control in the inverter.
【０００６】同図中１，２，３，４はそれぞれ交流電
源、コンバータ、インバータ、交流電動機であり、図２
に示すとおりである。In FIG. 1, reference numerals 1, 2, 3, and 4 denote an AC power supply, a converter, an inverter, and an AC motor, respectively.
As shown in FIG.
【０００７】インバータ制御装置５の出力は出力周波数
指令装置６、Ｖ／Ｆ変換器７、トランジスタベースドラ
イブ制御装置８を順次経てインバータ３へ送られる。ま
たＶ／Ｆ変換器７の出力はＦ／Ｖ変換器９を経てインバ
ータ制御装置５へ送られる。The output of the inverter control device 5 is sent to the inverter 3 via the output frequency command device 6, the V / F converter 7, and the transistor base drive control device 8 in this order. The output of the V / F converter 7 is sent to the inverter control device 5 via the F / V converter 9.
【０００８】インバータ制御装置５は、停止、運転状況
に対応したインバータの出力を操作、監視、異常処理す
る機能を持つ。その一部に出力周波数を制御する機能も
有する。同装置５で管理された出力周波数は出力周波数
指令装置６で電圧値に変換される。さらにＶ／Ｆ変換器
７でトランジスタベースドライブ制御装置８に必要なパ
ルス数に変換され、インバータ３の出力トランジスタを
オン、オフさせ設定した周波数の交流電力を出力させ
る。同時に、Ｖ／Ｆ変換器７からの出力パルスはＦ／Ｖ
変換器９にて電圧値に変換され、出力パルス数信号がイ
ンバータ制御装置５にもどされて、出力周波数のフィー
ドバック制御が行なわれる。[0008] The inverter control device 5 has a function of operating, monitoring, and processing abnormalities of the output of the inverter corresponding to the stop and operation conditions. Some of them also have a function of controlling the output frequency. The output frequency managed by the device 5 is converted into a voltage value by the output frequency command device 6. Further, the pulse number is converted into the number of pulses required for the transistor base drive control device 8 by the V / F converter 7, and the output transistor of the inverter 3 is turned on and off to output AC power of the set frequency. At the same time, the output pulse from the V / F converter 7 is F / V
The voltage value is converted by the converter 9 and the output pulse number signal is returned to the inverter control device 5 to perform feedback control of the output frequency.
【０００９】他例の出力周波数制御の基本回路構成を図
４に示す。インバータ制御装置５の出力は、前記と同様
出力周波数指令装置６、Ｖ／Ｆ変換器７、トランジスタ
ベースドライブ制御装置８を順次経てインバータ３へ送
られる。FIG. 1 shows a basic circuit configuration of another example of output frequency control.
It is shown in FIG. The output of the inverter control device 5 is the output frequency command device 6, the V / F converter 7, the transistor
It is sent to the inverter 3 through the base drive control device 8 in sequence.
【００１０】また交流発電機４の回転数センサ１０の出
力は、増幅器１１、Ｆ／Ｖ変換器１２を順次経てインバ
ータ制御装置５へ送られる。The output of the rotation speed sensor 10 of the AC generator 4 is sent to the inverter control device 5 through the amplifier 11 and the F / V converter 12 in order.
【００１１】以上において、トランジスタベースドライ
ブ制御装置８は、前記と同様に作用してインバータ３を
オン、オフして交流電力を出力する。In the above, the transistor base drive control device 8 operates in the same manner as described above to turn on and off the inverter 3 to output AC power.
【００１２】一方、電動機４の実回転数は回転パルスセ
ンサ１０で計測される。その出力は増幅器１１を介し、
Ｆ／Ｖ変換器１２にて電圧値に変換される。そしてイン
バータ制御装置５にもどされて、回転数のフィードバッ
ク制御が行れる。On the other hand, the actual rotation speed of the electric motor 4 is measured by the rotation pulse sensor 10. Its output is passed through an amplifier 11,
It is converted to a voltage value by the F / V converter 12. Then, the control is returned to the inverter control device 5, and the feedback control of the rotation speed is performed.
【００１３】[0013]
【発明が解決しようとする課題】上記従来装置では、出
力周波数のフィードバック制御において、出力周波数の
指令値に対し、フィードバックした出力パルス数また
は、回転数が規定値以上掛け離れた場合、インバータ制
御装置５で回転数に対する異常処理を行なう。In the above conventional apparatus, in the feedback control of the output frequency, when the number of output pulses or the number of revolutions fed back differs from the command value of the output frequency by more than a specified value, the inverter control device 5 Performs abnormal processing on the number of rotations.
【００１４】前記出力周波数の指令値に対し、フィード
バックした出力パルス数または、回転数が規定値以上掛
け離れる現象は、インバータ制御装置５、出力周波数指
令装置６、Ｖ／Ｆ変換器７の故障や誤動作によって引き
起こされる。A phenomenon in which the number of output pulses or the number of revolutions fed back from the command value of the output frequency deviates by more than a specified value is caused by failure of the inverter control device 5, the output frequency command device 6, the V / F converter 7, or the like. Caused by malfunction.
【００１５】通常、出力周波数の指令値に対しフィード
バックした出力パルス数または、回転パルス数が規定値
より大きくなった場合は回転体の遠心力による応力破壊
を避けるため、インバータ制御装置５でインバータ出力
を停止させる保護機能を付加させていた。Normally, when the number of output pulses or the number of rotation pulses fed back to the command value of the output frequency becomes larger than a specified value, the inverter output is controlled by the inverter control device 5 in order to avoid stress destruction due to the centrifugal force of the rotating body. The protection function to stop was added.
【００１６】この異常処理の方法では、出力周波数の制
御、異常処理を司るインバータ制御装置５の故障や誤動
作による、前記周波数異常の発生に対する保護は完全に
機能するとは限らないという問題があった。In this method of abnormal processing, there is a problem that the protection against the occurrence of the abnormal frequency due to the failure or malfunction of the inverter control device 5 which controls the output frequency and abnormal processing does not always function completely.
【００１７】[0017]
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するため次の手段を講ずる。The present invention employs the following means to solve the above-mentioned problems.
【００１８】すなわち、インバータで駆動される交流電
動機と、同インバータの周波数を検出する周波数検出手
段と、上記交流電動機の回転数を検出する回転数検出手
段と、上記周波数検出手段および上記回転数検出手段の
出力を受け、それぞれの入力が、所定の周波数か所定の
回転数以上のとき、異常信号を出力する異常検出手段
と、同異常検出手段の出力を受け、上記インバータの出
力を停止するインバータ停止手段とを設けた回転数異常
保護装置。[0018] That is, an AC motor driven by the inverter, a frequency detecting means for detecting the frequency of the inverter, the rotation speed detecting means for detecting a rotational speed of the AC motor, said frequency detecting means and said rotational speed Receiving an output of the detection means, and when each input is at a predetermined frequency or a predetermined rotation speed or higher, an abnormality detection means for outputting an abnormality signal; and receiving an output of the abnormality detection means, stopping the output of the inverter. A rotational speed abnormality protection device provided with inverter stopping means.
【００１９】[0019]
【作用】 上記手段において、周波数検出手段はインバー
タの周波数を検出して出力する。また、回転数検出手段
は、交流電動機の回転数を検出して出力する。異常検出
手段は周波数検出手段および回転数検出手段の出力を受
け、それぞれの入力が、所定の周波数か所定の回転数以
上のとき、異常信号を出力する。インバータ停止手段
は、異常検出手段の出力を受け、インバータの出力を停
止する。このようにして、交流電動機の異常回転が自動
的に防止される。 [Action] Oite above hand stage, the frequency detecting means detects and outputs the frequency of the inverter. The rotation speed detecting means detects and outputs the rotation speed of the AC motor. The abnormality detecting means receives the outputs of the frequency detecting means and the rotational speed detecting means, and outputs an abnormal signal when the respective inputs have a predetermined frequency or a predetermined rotational speed or more. The inverter stopping means receives the output of the abnormality detecting means and stops the output of the inverter. In this way, abnormal rotation of the AC motor is automatically prevented.
【００２０】[0020]
【実施例】 請求項１の発明の一実施例を図１により説明
する。なお、従来例で説明した部分は同一の番号をつけ
説明を省略し、この発明に関する部分を主体に説明す
る。 BRIEF DESCRIPTION by Figure 1 an embodiment of the invention of claim 1. The parts described in the conventional example are assigned the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. The parts related to the present invention will be mainly described.
【００２１】Ｆ／Ｖ変換器９の出力は異常検出器１４へ
送られる。異常検出器１４の出力はインバータ制御装置
５とインバータ停止回路１３へ送られる。インバータ停
止回路１３の出力はトランジスタベースドライブ制御装
置８へ送られる。The output of the F / V converter 9 is sent to an abnormality detector 14. The output of the abnormality detector 14 is sent to the inverter control device 5 and the inverter stop circuit 13. The output of the inverter stop circuit 13 is sent to the transistor base drive control device 8.
【００２２】また交流電動機４には回転パルスセンサ１
０が設けられる。回転パルスセンサ１０の出力は増幅器
１１を経てＦ／Ｖ変換器１２へ送られる。Ｆ／Ｖ変換器
１２の出力はインバータ制御装置５と異常検出器１４へ
送られる。The AC motor 4 has a rotation pulse sensor 1.
0 is provided. The output of the rotation pulse sensor 10 is sent to an F / V converter 12 via an amplifier 11. The output of the F / V converter 12 is sent to the inverter control device 5 and the abnormality detector 14.
【００２３】以上において、出力周波数指令装置６の系
統のＦ／Ｖ変換器９では、Ｖ／Ｆ変 換器７からのパルス
信号を電圧値に変換し、および回転パルスセンサ１０の
系統のＦ／Ｖ変換器１２は電動機４の実回転数を回転数
センサ１０から増幅器１１を介して受け、その回転数の
信号を電圧値に変換する。 [0023] In the above, the system of the F / V converter 9 output frequency command unit 6, a pulse from the V / F variant exchanger 7
The signal is converted into a voltage value, and the F / V converter 12 in the system of the rotation pulse sensor 10 converts the actual rotation speed of the motor 4 into the rotation speed.
Received from the sensor 10 via the amplifier 11 and
Converts a signal to a voltage value.
【００２４】異常検出器１４はＦ／Ｖ変換器９およびＦ
／Ｖ変換器１２の出力を受け、Ｆ／Ｖ変換器９からの入
力が所定値以上になるか、Ｆ／Ｖ変換器１２からの入力
が所定値以上になったとき、異常信号を出力し、インバ
ータ停止回路１３へ送る。インバータ停止回路１３は、
入力により停止信号をトランジスタベースドライブ制御
装置８へ送る。トランジスタベースドライブ制御装置８
は停止信号を受けて出力を停止し、インバータ３の出力
を停止する。The abnormality detector 14 includes the F / V converter 9 and the F / V converter 9.
When an output from the / V converter 12 is received and an input from the F / V converter 9 exceeds a predetermined value or an input from the F / V converter 12 exceeds a predetermined value, an abnormal signal is output. To the inverter stop circuit 13. The inverter stop circuit 13
A stop signal is sent to the transistor base drive control device 8 by the input. Transistor base drive control device 8
Receives the stop signal, stops the output, and stops the output of the inverter 3.
【００２５】このようにして、交流電動機４の異常過回
転が自動的に、かつ信頼性高く防止される。In this way, abnormal overspeed of the AC motor 4 is automatically and reliably prevented.
【００２６】[0026]
【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、高速回転する交流電動機が、所定の回転数以上にな
ると、自動的に検出され停止される。従っていかなる状
況下でも、過回転異常を生ずることなく、保護され、高
速回転体の破損に対する信頼性、および安全性が大幅に
向上する。As described above, according to the present invention, when an AC motor rotating at a high speed exceeds a predetermined rotational speed, it is automatically detected and stopped. Therefore, under any circumstances, the rotation is protected without causing an overspeed abnormality, and the reliability and safety against damage of the high-speed rotating body are greatly improved.
【図１】請求項１の発明の一実施例の構成ブロック図で
ある。FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of the present invention;
【図２】従来例の全体構成系統図である。FIG. 2 is an overall configuration system diagram of a conventional example.
【図３】同従来例の一例の構成ブロック図である。FIG. 3 is a configuration block diagram of an example of the conventional example.
【図４】同従来例の他例の構成ブロック図である。FIG. 4 is a configuration block diagram of another example of the conventional example.
１ 電源 ２ コンバータ ３ インバータ ４ 交流電動機 ５ インバータ ６ 出力周波数指令装置 ７ Ｖ／Ｆ変換器 ８ トランジスタベースドライブ制御装置 ９ Ｆ／Ｖ変換器 １０ 回転数センサ １１ 増幅器 １２ Ｆ／Ｖ変換器 １３ インバータ停止回路 １４ 異常検出器 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Power supply 2 Converter 3 Inverter 4 AC motor 5 Inverter 6 Output frequency command device 7 V / F converter 8 Transistor base drive control device 9 F / V converter 10 Speed sensor 11 Amplifier 12 F / V converter 13 Inverter stop circuit 14 Abnormality detector
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭53−61034（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−77323（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−80196（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−5797（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−15521（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−91698（ＪＰ，Ａ) 実開 昭52−40319（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭55−62138（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02H 7/06 - 7/097 H02P 7/63 Continuation of front page (56) References JP-A-53-61034 (JP, A) JP-A-55-77323 (JP, A) JP-A-59-80196 (JP, A) JP-A-60-5797 (JP) JP-A-61-15521 (JP, A) JP-A-4-91698 (JP, A) JP-A-52-40319 (JP, U) JP-A-55-62138 (JP, U) (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H02H 7 /06-7/097 H02P 7/63
Claims (1)
同インバータの周波数を検出する周波数検出手段と、上
記交流電動機の回転数を検出する回転数検出手段と、上
記周波数検出手段および上記回転数検出手段の出力を受
け、それぞれの入力が、所定の周波数か所定の回転数以
上のとき、異常信号を出力する異常検出手段と、同異常
検出手段の出力を受け、上記インバータの出力を停止す
るインバータ停止手段とを備えてなることを特徴とする
回転数異常保護装置。1. An AC motor driven by an inverter,
Frequency detecting means for detecting the frequency of the inverter, rotational speed detecting means for detecting the rotational speed of the AC motor, and receiving the outputs of the frequency detecting means and the rotational speed detecting means, each of which has a predetermined frequency An abnormality detection means for outputting an abnormality signal when the number of rotations is equal to or higher than a predetermined number of rotations, and an inverter stop means for receiving the output of the abnormality detection means and stopping the output of the inverter. Abnormal protection device.
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|---|---|---|---|
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