JP3251769B2 - 電圧形インバータ装置の再始動方式 - Google Patents
電圧形インバータ装置の再始動方式Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電圧形インバータ装置
の再始動方式、特にＰＡＭ制御の電圧形インバータ装置
の再始動方式に関する。
の再始動方式、特にＰＡＭ制御の電圧形インバータ装置
の再始動方式に関する。
【０００２】
【従来の技術】可変速制御される誘導電動機などの交流
モータの制御装置として、図３に示すＰＡＭ制御方式の
電圧形インバータ装置が知られている。同図に示すよう
に電圧形インバータ装置は、コンバータ１０、直流リア
クトル１１、直流コンデンサ１２及びインバータ１３か
ら構成されており、交流モータ１４に可変周波数，可変
電圧の交流電力を供給する。インバータ１３は、ゲート
ターンオフサイリスタやトランジスタなどの自己消弧能
力を持つデバイスで構成され、直流コンデンサ１２の電
圧をスイッチングにより交流に変換する。
モータの制御装置として、図３に示すＰＡＭ制御方式の
電圧形インバータ装置が知られている。同図に示すよう
に電圧形インバータ装置は、コンバータ１０、直流リア
クトル１１、直流コンデンサ１２及びインバータ１３か
ら構成されており、交流モータ１４に可変周波数，可変
電圧の交流電力を供給する。インバータ１３は、ゲート
ターンオフサイリスタやトランジスタなどの自己消弧能
力を持つデバイスで構成され、直流コンデンサ１２の電
圧をスイッチングにより交流に変換する。
【０００３】次に、この電圧形インバータ装置の動作を
簡単に説明すると、周波数設定器１５で設定するＳＰre
f 信号を変化率制限回路１６に入力し、周波数基準Ｆre
f を発生し、更に周波数基準Ｆref を電圧／周波数関数
発生回路１７に入力し、電圧基準Ｖref を発生する。電
圧制御回路１８は電圧基準Ｖref と電圧検出器１９で検
出した直流コンデンサ１２の電圧を比較し、コンバータ
１０の位相基準を出力し、位相制御回路２０でコンバー
タ１０の制御を行う。
簡単に説明すると、周波数設定器１５で設定するＳＰre
f 信号を変化率制限回路１６に入力し、周波数基準Ｆre
f を発生し、更に周波数基準Ｆref を電圧／周波数関数
発生回路１７に入力し、電圧基準Ｖref を発生する。電
圧制御回路１８は電圧基準Ｖref と電圧検出器１９で検
出した直流コンデンサ１２の電圧を比較し、コンバータ
１０の位相基準を出力し、位相制御回路２０でコンバー
タ１０の制御を行う。
【０００４】一方、前記周波数基準Ｆref を積分器２１
に入力し、インバータ出力電圧位相θref を発生し、パ
ルス分配回路２２にてインバータ１３の制御を行い、モ
ータ１４に交流電圧を供給する。このインバータ１３は
コンバータ１０で直流コンデンサ１２の電圧を制御し出
力の交流電圧の振幅が決まり、インバータ１３の制御で
周波数を可変するものであり、ＰＡＭ制御方式と呼ばれ
ている。
に入力し、インバータ出力電圧位相θref を発生し、パ
ルス分配回路２２にてインバータ１３の制御を行い、モ
ータ１４に交流電圧を供給する。このインバータ１３は
コンバータ１０で直流コンデンサ１２の電圧を制御し出
力の交流電圧の振幅が決まり、インバータ１３の制御で
周波数を可変するものであり、ＰＡＭ制御方式と呼ばれ
ている。
【０００５】発電所などの重要な設備に使用されるイン
バータは、瞬時停電や一過性の過電流保護動作などで停
止してしまうと困ることが多く、瞬時停電後の復電で再
始動させたり、故障を自動リセットして再始動する機能
が要求されている。
バータは、瞬時停電や一過性の過電流保護動作などで停
止してしまうと困ることが多く、瞬時停電後の復電で再
始動させたり、故障を自動リセットして再始動する機能
が要求されている。
【０００６】この瞬時停電や故障自動リセットによる再
始動の方法を説明する。
始動の方法を説明する。
【０００７】まず、瞬停や故障により、インバータの運
転信号であるＲＵＮ信号をオフさせ、コンバータ１０と
インバータ１３の制御を停止させる。また、交流電圧検
出器２３により検出したモータ電圧とインバータ出力電
圧位相信号θref をＰＬＬ回路２４に入力する。運転信
号ＲＵＮがオフになると、変化率制限回路１６の入力は
周波数設定器１５からの基準入力ＳＰref から、上記の
ＰＬＬ回路２４の出力に切り替わり、インバータ出力電
圧位相と検出したモータ電圧位相の差がゼロになるよう
に周波数基準Ｆref を制御してモータ電圧位相に追従制
御させる。この時、変化率制限回路１６の機能はオフに
して周波数の追従を優先させる。
転信号であるＲＵＮ信号をオフさせ、コンバータ１０と
インバータ１３の制御を停止させる。また、交流電圧検
出器２３により検出したモータ電圧とインバータ出力電
圧位相信号θref をＰＬＬ回路２４に入力する。運転信
号ＲＵＮがオフになると、変化率制限回路１６の入力は
周波数設定器１５からの基準入力ＳＰref から、上記の
ＰＬＬ回路２４の出力に切り替わり、インバータ出力電
圧位相と検出したモータ電圧位相の差がゼロになるよう
に周波数基準Ｆref を制御してモータ電圧位相に追従制
御させる。この時、変化率制限回路１６の機能はオフに
して周波数の追従を優先させる。
【０００８】次に、瞬停復電や故障の自動リセットによ
り運転信号ＲＵＮがオンになると、モータ周波数と電圧
位相に合わせておいた周波数と電圧位相でインバータ１
３の制御とコンバータ１０の制御を開始し、モータ１４
の運転周波数を変化率制限回路１６によりゆっくりと周
波数設定器１５の値に復帰させる。
り運転信号ＲＵＮがオンになると、モータ周波数と電圧
位相に合わせておいた周波数と電圧位相でインバータ１
３の制御とコンバータ１０の制御を開始し、モータ１４
の運転周波数を変化率制限回路１６によりゆっくりと周
波数設定器１５の値に復帰させる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】図３に示す従来装置で
は、瞬時停電や故障自動リセットによる再始動を行うた
め、一旦運転信号ＲＵＮをオフさせた後再びオンして再
始動させる場合に次のような問題がある。これを図４を
用いて説明する。
は、瞬時停電や故障自動リセットによる再始動を行うた
め、一旦運転信号ＲＵＮをオフさせた後再びオンして再
始動させる場合に次のような問題がある。これを図４を
用いて説明する。
【００１０】図４は直流コンデンサ電圧Ｖfc、モータ周
波数Ｆref 、モータ電圧Ｖmot の動きを示したものであ
る。運転信号ＲＵＮがオフする前すなわち時刻ｔ1 まで
は、Ｖfc、Ｆref 、Ｖmot ともに１００％の値とする。
次に、時刻ｔ1 で運転信号ＲＵＮがオフしてインバータ
が停止すると、モータ周波数すなわち回転速度は図４の
ように低下し、更にモータの磁束も低下するため、モー
タ電圧Ｖmot は周波数基準Ｆref よりも速く低下する。
波数Ｆref 、モータ電圧Ｖmot の動きを示したものであ
る。運転信号ＲＵＮがオフする前すなわち時刻ｔ1 まで
は、Ｖfc、Ｆref 、Ｖmot ともに１００％の値とする。
次に、時刻ｔ1 で運転信号ＲＵＮがオフしてインバータ
が停止すると、モータ周波数すなわち回転速度は図４の
ように低下し、更にモータの磁束も低下するため、モー
タ電圧Ｖmot は周波数基準Ｆref よりも速く低下する。
【００１１】一方、直流コンデンサ電圧Ｖfcはインバー
タが停止し、特別な放電回路もないため、停止時の電圧
を保持している。従って、時刻ｔ2 でインバータを始動
させると、モータ電圧とコンデンサ電圧との電圧差が大
きいため、図４に示すようにコンデンサからモータへ急
激に放電し、過大なモータ電流Ｉmot が流れることにな
り、安全にインバータの再始動ができなかった。また、
コンデンサ電圧が放電された後にも、周波数基準Ｆref
から決まる電圧基準Ｖref に対してモータ電圧Ｖmot が
低下していることから、モータ電圧Ｖmot を上昇させよ
うとして電圧制御の出力が上昇し、過大なモータ電流Ｉ
mot が流れるという問題があった。
タが停止し、特別な放電回路もないため、停止時の電圧
を保持している。従って、時刻ｔ2 でインバータを始動
させると、モータ電圧とコンデンサ電圧との電圧差が大
きいため、図４に示すようにコンデンサからモータへ急
激に放電し、過大なモータ電流Ｉmot が流れることにな
り、安全にインバータの再始動ができなかった。また、
コンデンサ電圧が放電された後にも、周波数基準Ｆref
から決まる電圧基準Ｖref に対してモータ電圧Ｖmot が
低下していることから、モータ電圧Ｖmot を上昇させよ
うとして電圧制御の出力が上昇し、過大なモータ電流Ｉ
mot が流れるという問題があった。
【００１２】一般に、再始動を行う装置は、運転をでき
る限り継続しなければならない重要な設備に用いられる
装置であり、再始動を失敗することは許されないため、
安全に再始動のできるインバータ装置が望まれていた。
る限り継続しなければならない重要な設備に用いられる
装置であり、再始動を失敗することは許されないため、
安全に再始動のできるインバータ装置が望まれていた。
【００１３】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は安全に再始動のできる電圧形インバータ
装置の再始動方式を提供することにある。
で、その目的は安全に再始動のできる電圧形インバータ
装置の再始動方式を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項１は、コンバータで直流コンデンサ
の電圧を制御し、さらにインバータの制御で周波数を可
変するＰＡＭ制御方式の電圧形インバータ装置の再始動
方式において、前記インバータ停止後で前記直流コンデ
ンサの電圧が残っている短時間内に当該インバータを再
始動させて交流モータの速度を復帰させる際に、再始動
時の前記直流コンデンサから前記交流モータへの放電電
流を制限するインバータ出力電流制限を所定期間働かせ
る電流制限手段を備えたことを特徴とする。
に、本発明の請求項１は、コンバータで直流コンデンサ
の電圧を制御し、さらにインバータの制御で周波数を可
変するＰＡＭ制御方式の電圧形インバータ装置の再始動
方式において、前記インバータ停止後で前記直流コンデ
ンサの電圧が残っている短時間内に当該インバータを再
始動させて交流モータの速度を復帰させる際に、再始動
時の前記直流コンデンサから前記交流モータへの放電電
流を制限するインバータ出力電流制限を所定期間働かせ
る電流制限手段を備えたことを特徴とする。
【００１５】本発明の請求項２は、コンバータで直流コ
ンデンサの電圧を制御し、さらにインバータの制御で周
波数を可変するＰＡＭ制御方式の電圧形インバータ装置
の再始動方式において、前記インバータ停止後で前記直
流コンデンサの電圧が残っている短時間内に当該インバ
ータを再始動させて交流モータの速度を復帰させる際
に、再始動時の電圧基準を前記交流モータ電圧に応じて
低下させた値から徐々に周波数で決められる値に戻す電
圧制限手段を備えたことを特徴とする。
ンデンサの電圧を制御し、さらにインバータの制御で周
波数を可変するＰＡＭ制御方式の電圧形インバータ装置
の再始動方式において、前記インバータ停止後で前記直
流コンデンサの電圧が残っている短時間内に当該インバ
ータを再始動させて交流モータの速度を復帰させる際
に、再始動時の電圧基準を前記交流モータ電圧に応じて
低下させた値から徐々に周波数で決められる値に戻す電
圧制限手段を備えたことを特徴とする。
【００１６】本発明の請求項３は、請求項２記載の電圧
形インバータ装置の再始動方式において、電圧制限手段
として１次遅れフィルターを用いたことを特徴とする。
形インバータ装置の再始動方式において、電圧制限手段
として１次遅れフィルターを用いたことを特徴とする。
【００１７】
【作用】本発明によると、インバータ装置の再起動時に
電流制限手段によりインバータ装置が停止することを防
止し、インバータ装置の再始動を安全でかつスムーズに
行うことができる。
電流制限手段によりインバータ装置が停止することを防
止し、インバータ装置の再始動を安全でかつスムーズに
行うことができる。
【００１８】
【実施例】以下、本発明の実施例を図１を用いて説明す
る。なお、図３と同一の要素については、同一符号を付
してその説明は省略する。本実施例は、図３の従来装置
に対して追加した構成要素は、変流器２５、整流回路２
６、バイアス設定器２７、比較器２８、ワンショットタ
イマー２９、１次遅れフィルター３０である。
る。なお、図３と同一の要素については、同一符号を付
してその説明は省略する。本実施例は、図３の従来装置
に対して追加した構成要素は、変流器２５、整流回路２
６、バイアス設定器２７、比較器２８、ワンショットタ
イマー２９、１次遅れフィルター３０である。
【００１９】次に、本実施例の動作を図２の動作波形図
を用いて説明する。今、時刻ｔ1 で瞬時停電や、故障な
どの原因で運転信号ＲＵＮが一旦オフとなり、インバー
タ１３とコンバータ１０の機能が停止し、モータ電流Ｉ
mot が零となる。時刻ｔ2 で再始動を開始するまでの間
に、モータ１４は負荷と慣性に従い速度が低下すること
をモータ電圧を入力したＰＬＬ回路２４で検出して周波
数基準Ｆref を速度に追従させる。更に、モータ磁束も
低下しているため、モータ電圧Ｖmot は周波数より大き
く低下している。一方、コンデンサ電圧Ｖfcは放電する
回路が無いので時刻ｔ1 での値を保持している。
を用いて説明する。今、時刻ｔ1 で瞬時停電や、故障な
どの原因で運転信号ＲＵＮが一旦オフとなり、インバー
タ１３とコンバータ１０の機能が停止し、モータ電流Ｉ
mot が零となる。時刻ｔ2 で再始動を開始するまでの間
に、モータ１４は負荷と慣性に従い速度が低下すること
をモータ電圧を入力したＰＬＬ回路２４で検出して周波
数基準Ｆref を速度に追従させる。更に、モータ磁束も
低下しているため、モータ電圧Ｖmot は周波数より大き
く低下している。一方、コンデンサ電圧Ｖfcは放電する
回路が無いので時刻ｔ1 での値を保持している。
【００２０】時刻ｔ2 でコンバータ１０とインバータ１
３の機能を再開する。先ず、コンデンサ電圧とモータ電
圧の差により急速に直流コンデンサ１２からモータ１４
に向かって放電電流が流れ始める。比較器２８はインバ
ータの出力電流を設定器２７で設定された値Ｉlmt を超
えると、電流制限指令ｌimit信号を発生する。電流制限
指令ｌimit信号はインバータパルス分配回路２２に伝え
られ、パルス分配回路２２はインバータ１３をオフさ
せ、コンデンサからモータへの突入電流を低下させる。
インバータ１３は電流制限指令がオフしてから所定時間
後オンに戻す。インバータ１３が再びオンし放電電流が
増加し制限値に達すると、再び電流制限信号が発生しこ
の動作を繰り返す。
３の機能を再開する。先ず、コンデンサ電圧とモータ電
圧の差により急速に直流コンデンサ１２からモータ１４
に向かって放電電流が流れ始める。比較器２８はインバ
ータの出力電流を設定器２７で設定された値Ｉlmt を超
えると、電流制限指令ｌimit信号を発生する。電流制限
指令ｌimit信号はインバータパルス分配回路２２に伝え
られ、パルス分配回路２２はインバータ１３をオフさ
せ、コンデンサからモータへの突入電流を低下させる。
インバータ１３は電流制限指令がオフしてから所定時間
後オンに戻す。インバータ１３が再びオンし放電電流が
増加し制限値に達すると、再び電流制限信号が発生しこ
の動作を繰り返す。
【００２１】以上の電流制限動作は、再始動時のＲＵＮ
信号の立ち上がりからワンショットタイマー２９の時間
幅で決定する一定期間だけ動作させる。従って、コンデ
ンサ１２からモータ１４への放電電流Ｉmot は図２に示
すようにＩlmt の値に制限することができる。
信号の立ち上がりからワンショットタイマー２９の時間
幅で決定する一定期間だけ動作させる。従って、コンデ
ンサ１２からモータ１４への放電電流Ｉmot は図２に示
すようにＩlmt の値に制限することができる。
【００２２】次に、１次遅れフィルター回路３０の如き
電圧制限手段により、時刻ｔ2 で低下したモータ電圧Ｖ
mot を出発点として電圧基準Ｖref を徐々に上昇させ
る。従って、電圧制御回路１８の出力が急激に上昇せ
ず、モータの励磁電流が過大に流れることがない。な
お、通常運転時に１次遅れフィルター３０の遅れ時間が
周波数変化率制限回路１６に比べて影響がでる時には、
運転信号ＲＵＮの立ち上がりから一定時間以外は、１次
遅れフィルター３０の遅れ時間を零にすることでその影
響を除くことができる。
電圧制限手段により、時刻ｔ2 で低下したモータ電圧Ｖ
mot を出発点として電圧基準Ｖref を徐々に上昇させ
る。従って、電圧制御回路１８の出力が急激に上昇せ
ず、モータの励磁電流が過大に流れることがない。な
お、通常運転時に１次遅れフィルター３０の遅れ時間が
周波数変化率制限回路１６に比べて影響がでる時には、
運転信号ＲＵＮの立ち上がりから一定時間以外は、１次
遅れフィルター３０の遅れ時間を零にすることでその影
響を除くことができる。
【００２３】上述したように、本実施例によると、イン
バータを再始動した後、インバータ出力電流制限を所定
期間動作させることで、直流コンデンサの放電電流を制
限しながら、直流コンデンサ電圧をモータ電圧に合わせ
ることができる。更にモータ磁束の低下量を考慮した電
圧基準で運転を開始し、徐々に電圧基準を上昇させるこ
とにより、電圧制御出力の急激な上昇を防ぎ、モータに
過大な電流が流れることを抑制できる。
バータを再始動した後、インバータ出力電流制限を所定
期間動作させることで、直流コンデンサの放電電流を制
限しながら、直流コンデンサ電圧をモータ電圧に合わせ
ることができる。更にモータ磁束の低下量を考慮した電
圧基準で運転を開始し、徐々に電圧基準を上昇させるこ
とにより、電圧制御出力の急激な上昇を防ぎ、モータに
過大な電流が流れることを抑制できる。
【００２４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ＰＡＭ制御方式の電圧形インバータで、瞬停や故障自動
リセットによる再始動を行う場合、直流コンデンサ電圧
が残留しモータ電圧が低下することによる再始動時のコ
ンデンサからの急激な放電や電圧制御出力の急激な上昇
によるモータの過電流が流れることを抑制し、過電流保
護が動作してインバータ装置を停止させることなく安全
に再始動を行い、運転を継続することができる。また、
直流コンデンサとモータ電圧の差が発生しても、パルス
幅を調節する複雑なＰＷＭ方式を用いずに、簡易なＰＡ
Ｍ制御方式で実現できる、という利点がある。
ＰＡＭ制御方式の電圧形インバータで、瞬停や故障自動
リセットによる再始動を行う場合、直流コンデンサ電圧
が残留しモータ電圧が低下することによる再始動時のコ
ンデンサからの急激な放電や電圧制御出力の急激な上昇
によるモータの過電流が流れることを抑制し、過電流保
護が動作してインバータ装置を停止させることなく安全
に再始動を行い、運転を継続することができる。また、
直流コンデンサとモータ電圧の差が発生しても、パルス
幅を調節する複雑なＰＷＭ方式を用いずに、簡易なＰＡ
Ｍ制御方式で実現できる、という利点がある。
【図１】本発明の一実施例の回路構成図。
【図２】図１の動作を説明するための波形図。
【図３】従来の電圧形インバータ装置の回路構成図。
【図４】図３の動作を説明するための波形図。
１０…サイリスタコンバータ、１１…直流リアクトル、
１２…直流コンデンサ、１３…インバータ、１４…交流
モータ、１５…周波数設定器、１６…変化率制限回路、
１７…電圧／周波数関数発生回路、１８…電圧制御回
路、１９…電圧検出器、２０…位相制御回路、２１…積
分器、２２…パルス分配回路、２３…交流電圧検出器、
２４…ＰＬＬ回路、２５…変流器、２６…整流回路、２
７…バイアス設定回路、２８…比較器、２９…ワンショ
ットタイマー、３０…１次遅れフィルター、３１…徐算
器、３２…乗算器。
１２…直流コンデンサ、１３…インバータ、１４…交流
モータ、１５…周波数設定器、１６…変化率制限回路、
１７…電圧／周波数関数発生回路、１８…電圧制御回
路、１９…電圧検出器、２０…位相制御回路、２１…積
分器、２２…パルス分配回路、２３…交流電圧検出器、
２４…ＰＬＬ回路、２５…変流器、２６…整流回路、２
７…バイアス設定回路、２８…比較器、２９…ワンショ
ットタイマー、３０…１次遅れフィルター、３１…徐算
器、３２…乗算器。
Claims (3)
- 【請求項１】 コンバータで直流コンデンサの電圧を制
御し、さらにインバータの制御で周波数を可変するＰＡ
Ｍ制御方式の電圧形インバータ装置の再始動方式におい
て、前記インバータ停止後で前記直流コンデンサの電圧
が残っている短時間内に当該インバータを再始動させて
交流モータの速度を復帰させる際に、再始動時の前記直
流コンデンサから前記交流モータへの放電電流を制限す
るインバータ出力電流制限を所定期間働かせる電流制限
手段を備えたことを特徴とする電圧形インバータ装置の
再始動方式。 - 【請求項２】 コンバータで直流コンデンサの電圧を制
御し、さらにインバータの制御で周波数を可変するＰＡ
Ｍ制御方式の電圧形インバータ装置の再始動方式におい
て、前記インバータ停止後で前記直流コンデンサの電圧
が残っている短時間内に当該インバータを再始動させて
交流モータの速度を復帰させる際に、再始動時の電圧基
準を前記交流モータ電圧に応じて低下させた値から徐々
に周波数で決められる値に戻す電圧制限手段を備えたこ
とを特徴とする電圧形インバータ装置の再始動方式。 - 【請求項３】 請求項２記載の電圧形インバータ装置の
再始動方式において、電圧制限手段として１次遅れフィ
ルターを用いたことを特徴とする電圧形インバータ装置
の再始動方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11881894A JP3251769B2 (ja) | 1994-05-31 | 1994-05-31 | 電圧形インバータ装置の再始動方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11881894A JP3251769B2 (ja) | 1994-05-31 | 1994-05-31 | 電圧形インバータ装置の再始動方式 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07327398A JPH07327398A (ja) | 1995-12-12 |
| JP3251769B2 true JP3251769B2 (ja) | 2002-01-28 |
Family
ID=14745905
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11881894A Expired - Lifetime JP3251769B2 (ja) | 1994-05-31 | 1994-05-31 | 電圧形インバータ装置の再始動方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3251769B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004173340A (ja) * | 2002-11-18 | 2004-06-17 | Mitsubishi Electric Corp | 同期電動機の制御システム |
| RU2656846C1 (ru) * | 2017-04-10 | 2018-06-07 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" | Способ подхвата преобразователя частоты |
-
1994
- 1994-05-31 JP JP11881894A patent/JP3251769B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07327398A (ja) | 1995-12-12 |
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