JP4870044B2 - 誘導電動機起動制御装置及び誘導電動機起動制御方法 - Google Patents
誘導電動機起動制御装置及び誘導電動機起動制御方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4870044B2 JP4870044B2 JP2007198164A JP2007198164A JP4870044B2 JP 4870044 B2 JP4870044 B2 JP 4870044B2 JP 2007198164 A JP2007198164 A JP 2007198164A JP 2007198164 A JP2007198164 A JP 2007198164A JP 4870044 B2 JP4870044 B2 JP 4870044B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- induction motor
- switch
- voltage
- semiconductor switch
- type semiconductor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Motor And Converter Starters (AREA)
Description
かかる構成によれば、指令電圧生成部により、誘導電動機の回転数の増加が追従可能な速さで0から定格電圧まで増加する指令電圧を生成する。一方、負荷電圧検出部により、誘導電動機に印可された負荷電圧を検出する。そして、ゲート位相角変更部により、負荷電圧が指令電圧に追従するように、ゲート位相角を変更し、このゲート位相角だけ交流電源電圧のゼロクロスポイントからずれたスイッチ切替タイミングで、スイッチ制御部は、磁気エネルギー回生双方向電流スイッチの制御を行う。従って、磁気エネルギー回生双方向電流スイッチは、指令電圧に追従して変化する負荷電圧を誘導電動機に印可することができる。この際、指令電圧は、誘導電動機の回転数の増加が追従可能な速さで増加するため、誘導電動機の回転数が増加する前に、大きな電圧を印可することを防ぐことができる。
かかる構成によれば、スイッチ制御部により、このゲート位相角変更部が変更した90°以上270°以下のゲート位相角に基づいて磁気エネルギー回生双方向電流スイッチを制御するので、誘導電動機に印可する負荷電圧を交流電源の定格電圧以下にすることができる。
かかる構成によれば、ゲート位相角変更部により、ゲート位相角を180°から130°へと減少させることができる。これに伴い、磁気エネルギー回生双方向電流スイッチから出力される負荷電圧を、誘導電動機の定格電圧まで増加させることができる。
誘導電動機の起動時に、磁気エネルギー回生双方向電流スイッチを制御して、誘導電動機の回転数の増加が負荷電圧の増加に追従するように、誘導電動機に印可する負荷電圧を0から誘導電動機の定格電圧まで増加させることを特徴とする、誘導電動機起動制御方法が提供される。
かかる構成によれば、誘導電動機の回転数が増加する前に、誘導電動機に大きな負荷電圧が印可されることを防ぐことができる。
本願の実施形態に係る誘導電動機起動制御装置について説明する前に、図6を参照して、従来の誘導電動機の起動方法、特に直入れ起動について説明する。図6は、従来の直入れ起動時にモータに流れる起動電流を示すグラフである。
まず、図1及び図2を参照して、本発明の一実施形態に係るモータ制御装置の構成について説明する。図1は、本発明の一実施形態に係るモータ制御装置の構成の概要を説明するための説明図であり、図2は、本実施形態に係るモータ制御装置の回路構成の一例を説明するための説明図である。
このMERS110の構成について、図1を参照して説明する。
図1に示すように、MERS110は、ブリッジ回路と、コンデンサCと、を含む。
ここで、MERS110の動作を説明することにより、MERS110の特性について説明する。
以上、本発明の一実施形態に係るモータ制御装置100の構成について説明した。
次に、図4を参照して、上記構成を有するモータ制御装置100の動作について説明する。図4は、本実施形態に係るモータ制御装置100の一動作を説明するためのフローチャートである。
まず、モータ10のON/OFFを制御するスイッチの一例であるスイッチ30がONされると、交流電源20と、モータ制御装置100のMERS110と、モータ10とが1つの閉回路を形成する。そして、この閉回路が形成されると、指令電圧生成部150が動作を開始する。動作を開始した指令電圧生成部150は、指令電圧Voをゲート位相角変更部140に出力する。
次に、負荷電圧検出部160により、モータ10の負荷電圧Vloadを検出する。
より具体的には、例えば、負荷電圧検出部160は、MERS110と負荷電圧Vloadとの間の経路から電圧をタッピングする。そして、三相−二相変換回路161により三相の電圧を二相の電圧に変換し、実効値回路162により、この変換した二相の電圧から二相間の実効電圧を算出する。その後、実効電圧は、ローパスフィルタ163により低周波ノイズを除去される。そして、この負荷電圧Vload(低周波ノイズが除去された実効電圧、例えばVrms)は、ゲート位相角変更部140に出力される。
そして、指令電圧Voと負荷電圧Vloadとを受け取ったゲート位相角変更部140により、この指令電圧Voと負荷電圧Vloadとの比較が行われ、両者の差がオフセット値未満の場合、動作を終了し、両者の差がオフセット値以上である場合は、次にステップに進む。
説明をモータ制御装置100の動作に戻す。
上記の比較ステップS105において、ゲート位相角αの変更量Δαがリミッタ143から出力された場合について説明すると、以下の動作が行われる。尚、変更量Δαに代わり上限値が出力された場合も同様であるため、以下では、変更量Δαが出力された場合について説明する。
そして、新たに設定されたゲート位相角αを受け取ったスイッチ制御部120により、ゲート位相角αに基づいたスイッチ切替タイミングでMERS110の各逆導通型半導体スイッチ111〜114をON/OFFするためのゲート信号が生成され、MERS110に送られる。結果、MERS110は、このゲート信号により制御される。
この動作の一例について、図5を参照して説明する。
図5は、本実施形態に係るモータ制御装置100の動作の一例を説明するためのグラフである。
(A)に示すように、例えば、スイッチ30がONされてから15秒の時点において、指令電圧Voと負荷電圧Vloadとの間には、差電圧ΔV1だけの差がある。このΔV1がK倍され、(B)に示す変更量Δα1が算出される。このΔα1がオフセット値以上であり上限値以下である場合、15秒の時点において設定されていたゲート位相角α1は、Δα1だけ変更されて、新たなゲート位相角α2が設定される。そして、次の時点(例えば、15秒の時点からΔt秒後)においては、ゲート位相角α2によって、スイッチ切替タイミングが決定され、このスイッチ切替タイミングで、MERS110の制御が行われる。この結果、15秒の時点でV1であった負荷電圧Vloadは、次の時点(例えば、15秒の時点からΔt秒後)においては、V2へと増加される。従って、この動作が繰り返されることにより、負荷電圧Vloadは、上記の指令電圧Voの増加に追従して増加する。
以上、本発明の一実施形態に係るモータ制御装置100の構成及び動作について説明した。このモータ制御装置100によれば、モータ10の起動時に、モータ10に流れる起動電流Iを減少させたソフトスタートを行うことができるため、モータ10の巻線にかかる負荷を低減することができ、モータ10の長寿命化を実現することができる。
20 交流電源
30 スイッチ
100 モータ制御装置
110 MERS
120 スイッチ制御部
121 スイッチ切替タイミング決定回路
122 ゲート信号生成回路
130 位相検出部
140 ゲート位相角変更部
141 差分回路
142 ゲイン回路
143 リミッタ
144 ゲート位相角決定回路
150 指令電圧生成部
160 負荷電圧検出部
161 三相−二相変換回路
162 実効値回路
163 ローパスフィルタ
111,112,113,114 逆導通型半導体スイッチ
D1,D2,D3,D4 ダイオード
S1,S2,S3,S4 半導体スイッチ
G1,G2,G3,G4 ゲート
C コンデンサ
L リアクタンス成分
R 抵抗成分
Claims (10)
- 交流電源と誘導電動機との間に直列に接続され、前記誘導電動機に印可する負荷電圧を調整する磁気エネルギー回生双方向電流スイッチと、
前記誘導電動機の起動時に、前記磁気エネルギー回生双方向電流スイッチを制御して、前記誘導電動機の回転数の増加が前記負荷電圧の増加に追従するように、前記負荷電圧を0から前記誘導電動機の定格電圧まで増加させるスイッチ制御部と、
を備えることを特徴とする、誘導電動機起動制御装置。 - 前記磁気エネルギー回生双方向電流スイッチは、
第1経路に第1逆導通型半導体スイッチと第4逆導通型半導体スイッチとがスイッチオフ時の導通方向を相互に逆向きにして直列に配置され、第2経路に第2逆導通型半導体スイッチと第3逆導通型半導体スイッチとがスイッチオフ時の導通方向を相互に逆向きにして直列に配置されたブリッジ回路と、
前記第1逆導通型半導体スイッチと前記第4逆導通型半導体スイッチとの間の前記第1経路と、前記第2逆導通型半導体スイッチと前記第3逆導通型半導体スイッチとの間の前記第2経路との間に接続されたコンデンサと、
を含み、
前記スイッチ制御部は、
前記交流電源電圧の半周期毎のスイッチ切替タイミングで、前記第1逆導通型半導体スイッチ及び前記第3逆導通型半導体スイッチと、前記第2逆導通型半導体スイッチ及び前記第4逆導通型半導体スイッチと、を交互にオン/オフして、前記コンデンサに充電及び放電させ、かつ、
前記スイッチ切替タイミングを変更することにより、前記コンデンサの充電量及び放電量を変化させ、前記負荷電圧を0から前記誘導電動機の定格電圧まで増加させることを特徴とする、請求項1に記載の誘導電動機起動制御装置。 - 前記誘導電動機の起動時に、前記誘導機電動機の回転数の増加が追従可能な速さで0から前記誘導電動機の定格電圧まで増加する指令電圧を生成する指令電圧生成部と、
前記誘導電動機に印可された負荷電圧を検出する負荷電圧検出部と、
前記負荷電圧が前記指令電圧に追従するように、前記磁気エネルギー回生双方向電流スイッチの前記スイッチ切替タイミングと前記交流電源電圧のゼロクロスポイントとの時間差を表すゲート位相角を変更するゲート位相角変更部と、
を更に備え、
前記スイッチ制御部は、前記ゲート位相角変更部により変更された前記ゲート位相角に基づく前記スイッチ切替タイミングで、前記磁気エネルギー回生双方向電流スイッチを制御することを特徴とする、請求項2に記載の誘導電動機起動制御装置。 - 前記ゲート位相角変更部は、前記誘導電動機の起動時に、90°以上270°以下の角度に前記ゲート位相角を変更することを特徴とする、請求項3に記載の誘導電動機起動制御装置。
- 前記ゲート位相角変更部は、前記誘導電動機の起動時に、前記負荷電圧が前記指令電圧に追従するように、前記ゲート位相角を180°から130°へと減少させることを特徴とする、請求項4に記載の誘導電動機起動制御装置。
- 誘導電動機に印可する負荷電圧を調整する磁気エネルギー回生双方向電流スイッチを用いて前記誘導電動機の起動を制御する誘導電動機起動制御方法であって、
前記誘導電動機の起動時に、前記磁気エネルギー回生双方向電流スイッチを制御して、前記誘導電動機の回転数の増加が前記負荷電圧の増加に追従するように、前記誘導電動機に印可する負荷電圧を0から前記誘導電動機の定格電圧まで増加させることを特徴とする、誘導電動機起動制御方法。 - 前記磁気エネルギー回生双方向電流スイッチは、
第1経路に第1逆導通型半導体スイッチと第4逆導通型半導体スイッチとがスイッチオフ時の導通方向を相互に逆向きにして直列に配置され、第2経路に第2逆導通型半導体スイッチと第3逆導通型半導体スイッチとがスイッチオフ時の導通方向を相互に逆向きにして直列に配置されたブリッジ回路と、
前記第1逆導通型半導体スイッチと前記第4逆導通型半導体スイッチとの間の前記第1経路と、前記第2逆導通型半導体スイッチと前記第3逆導通型半導体スイッチとの間の前記第2経路との間に接続されたコンデンサと、
を含み、
交流電源電圧の半周期毎のスイッチ切替タイミングで、前記第1逆導通型半導体スイッチ及び前記第3逆導通型半導体スイッチと、前記第2逆導通型半導体スイッチ及び前記第4逆導通型半導体スイッチと、を交互にオン/オフして、前記コンデンサに充電及び放電させ、かつ、
前記スイッチ切替タイミングを変更することにより、前記コンデンサの充電量及び放電量を変化させて、前記負荷電圧を0から前記誘導電動機の定格電圧まで増加させることを特徴とする、請求項6に記載の誘導電動機起動制御方法。 - 前記誘導機電動機の回転数の増加が追従可能な速さで0から前記誘導電動機の定格電圧まで増加する指令電圧を生成し、
前記誘導電動機に印可する負荷電圧が前記指令電圧に追従するように、前記磁気エネルギー回生双方向電流スイッチの前記スイッチ切替タイミングと前記交流電源電圧のゼロクロスポイントとの時間差を表すゲート位相角を変更し、
前記変更したゲート位相角に基づく前記スイッチ切替タイミングで、前記磁気エネルギー回生双方向電流スイッチを制御することを特徴とする、請求項7に記載の誘導電動機起動制御方法。 - 前記誘導電動機の起動時に、前記ゲート位相角を90°以上270°以下の角度に変更することを特徴とする、請求項8に記載の誘導電動機起動制御方法。
- 前記誘導電動機の起動時に、前記負荷電圧が前記指令電圧に追従するように、前記ゲート位相角を180°から130°へと減少させることを特徴とする、請求項9に記載の誘導電動機起動制御方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007198164A JP4870044B2 (ja) | 2007-07-30 | 2007-07-30 | 誘導電動機起動制御装置及び誘導電動機起動制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007198164A JP4870044B2 (ja) | 2007-07-30 | 2007-07-30 | 誘導電動機起動制御装置及び誘導電動機起動制御方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009033942A JP2009033942A (ja) | 2009-02-12 |
JP4870044B2 true JP4870044B2 (ja) | 2012-02-08 |
Family
ID=40403824
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007198164A Expired - Fee Related JP4870044B2 (ja) | 2007-07-30 | 2007-07-30 | 誘導電動機起動制御装置及び誘導電動機起動制御方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4870044B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5724103B2 (ja) * | 2010-10-13 | 2015-05-27 | 株式会社MERSTech | 誘導電動機制御装置及び誘導電動機制御方法 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63157690A (ja) * | 1986-12-18 | 1988-06-30 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電気掃除機の電力制御装置 |
JP3634982B2 (ja) * | 1999-06-11 | 2005-03-30 | 財団法人理工学振興会 | スナバーエネルギーを回生する電流順逆両方向スイッチ |
JP3488684B2 (ja) * | 1999-11-30 | 2004-01-19 | 三菱電機株式会社 | 整流回路および圧縮機駆動装置 |
JP2005057980A (ja) * | 2003-08-04 | 2005-03-03 | Ryuichi Shimada | 磁気エネルギー回生電流スイッチを用いた電動機および発電機の電力制御 |
-
2007
- 2007-07-30 JP JP2007198164A patent/JP4870044B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2009033942A (ja) | 2009-02-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4167232B2 (ja) | ブラッシュレス直流モーターの制御方法 | |
US10128739B2 (en) | Power conversion device | |
WO2007102601A1 (ja) | 電力変換装置及び方法並びに三角波発生回路 | |
JPS5840918B2 (ja) | 電動機の運転制御装置 | |
JP2010193702A (ja) | 誘導電動機制御装置、誘導電動機制御方法 | |
TW200924366A (en) | Matrix converter | |
US9742339B2 (en) | Apparatus for controlling inverter | |
EP1643626A2 (en) | Direct current power supply apparatus and control method for the same, and a compressor drive apparatus | |
US20220140749A1 (en) | Isolated inverters | |
CN105556816A (zh) | 电力转换装置和电力转换装置的控制方法 | |
WO2004025819A1 (ja) | 誘導電動機の制御方法 | |
JPWO2018235189A1 (ja) | サイリスタ起動装置 | |
JP2006350900A (ja) | 電力変換装置 | |
WO2007069314A1 (ja) | 電力変換装置 | |
JP2007049798A (ja) | 電力変換装置 | |
JP4242679B2 (ja) | ブラシレス直流モータの制御装置及び方法 | |
JP4870044B2 (ja) | 誘導電動機起動制御装置及び誘導電動機起動制御方法 | |
JP2007082321A (ja) | 電動機駆動装置 | |
JP2008228477A (ja) | 電動機制御装置 | |
JP2009544271A (ja) | 可変電圧供給システム | |
JP2009254102A (ja) | 無停電電源装置 | |
JP4269921B2 (ja) | ブラシレスモータの駆動装置 | |
US11374505B2 (en) | Inverter device for performing a power conversion operation to convert DC power to AC power | |
JP7149770B2 (ja) | 電力変換装置及び、これを用いたインバータ装置 | |
JP5168931B2 (ja) | 電動機制御装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20090916 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20111005 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20111025 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20111116 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 4870044 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20141125 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20141125 Year of fee payment: 3 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20141125 Year of fee payment: 3 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |