JP7055946B2 - Motor control system - Google Patents
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Description
本発明は、1台のインバータ装置で複数台の電動機を運転する電動機制御システムに関する。 The present invention relates to an electric motor control system for operating a plurality of electric motors with one inverter device.
例えば以下に列挙した特許文献には、1台のインバータ装置で複数台の電動機を運転するシステムが開示されている。このようなシステムでは、既に何台かの電動機を運転している状況において停止中の電動機を追加起動する場合がある。そのような場合に問題となるのが、電動機の起動電流によるインバータ装置の過負荷トリップである。電動機の起動時には、電動機の定格電流の数倍の大きさの起動電流が発生する。この起動電流が既に運転している電動機の総電流値に上乗せされることで、インバータ装置に流れる負荷電流値がインバータ装置の定格電流を超えてしまう場合がある。この場合、インバータ装置の過負荷保護機能が動作してインバータ装置がトリップし、システム全体が停止してしまう可能性がある。 For example, the patent documents listed below disclose a system for operating a plurality of electric motors with one inverter device. In such a system, a stopped electric motor may be additionally started in a situation where several electric motors are already in operation. In such a case, the problem is the overload trip of the inverter device due to the starting current of the motor. When the motor is started, a starting current that is several times larger than the rated current of the motor is generated. By adding this starting current to the total current value of the motor that is already in operation, the load current value flowing through the inverter device may exceed the rated current of the inverter device. In this case, the overload protection function of the inverter device may operate, the inverter device may trip, and the entire system may stop.
上記問題に関して、例えば特許文献1には、電動機を追加起動した際にインバータ装置(モータドライバ)に流れる電流を監視し、電流が閾値を超えたときには電動機に出力する周波数を低下させる従来技術が開示されている。また、特許文献2には、群運転する電動機の瞬停再始動時、インバータ装置に流れる電流の検出値を電流制限レベルと比較し、電流検出値が電流制限レベルを超えたときには電流を制限すると同時にインバータ装置の出力周波数を低下させる従来技術が開示されている。 Regarding the above problem, for example, Patent Document 1 discloses a prior art technique for monitoring the current flowing through an inverter device (motor driver) when an electric motor is additionally started and reducing the frequency output to the electric motor when the current exceeds a threshold value. Has been done. Further, Patent Document 2 states that the detected value of the current flowing through the inverter device is compared with the current limit level at the time of restarting the momentary power failure of the motors operating in a group, and the current is limited when the current detected value exceeds the current limit level. At the same time, a prior art technique for reducing the output frequency of the inverter device is disclosed.
しかしながら、上記従来技術はインバータ装置に流れる電流が閾値を超えた後の事後的な対策であるため、システムの応答遅れなどを考慮すると、必ずしもインバータ装置の過負荷トリップを防止できるとは言えない。 However, since the above-mentioned conventional technique is an ex post facto measure after the current flowing through the inverter device exceeds the threshold value, it cannot always be said that the overload trip of the inverter device can be prevented in consideration of the response delay of the system and the like.
本発明は、上述のような課題に鑑みてなされたものであり、既に1又は複数の電動機を運転している状態において停止中の電動機を追加起動する場合に、電動機の起動電流によるインバータ装置の過負荷トリップによってシステム全体が停止してしまうことを防止できる電動機制御システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and when an electric motor that has been stopped is additionally started while one or a plurality of electric motors are already in operation, the inverter device based on the starting current of the electric motor is used. It is an object of the present invention to provide a motor control system capable of preventing the entire system from being stopped due to an overload trip.
上記目的を達成するため、本発明に係る電動機制御システムは、1台のインバータ装置で複数台の電動機を運転する電動機制御システムであって、既に1又は複数台の電動機を運転している状態において停止中の電動機を追加起動する場合、インバータ装置の運転周波数を低下させ、インバータ装置の定格電流値とインバータ装置の実際の負荷電流値との差分が、停止中の電動機を起動させる場合に発生する起動電流値以上になってから、停止中の電動機を追加起動することを特徴としている。 In order to achieve the above object, the electric motor control system according to the present invention is an electric motor control system that operates a plurality of electric motors by one inverter device, and is in a state where one or a plurality of electric motors are already operated. When an additional stopped motor is started, the operating frequency of the inverter device is lowered, and the difference between the rated current value of the inverter device and the actual load current value of the inverter device occurs when the stopped motor is started. The feature is that the stopped electric motor is additionally started after the starting current value is exceeded.
停止中の電動機の追加起動を実施した場合には、追加起動の実施から所定の起動完了時間が経過した後、インバータ装置の運転周波数を追加起動の実施前の周波数まで上昇させてもよい。或いは、インバータ装置の実際の負荷電流値の変化率が所定の許容電流変化率以下まで低下した後、インバータ装置の運転周波数を追加起動の実施前の周波数まで上昇させてもよい。ただし、インバータ装置の実際の負荷電流値の変化率が許容電流変化率以下まで低下するよりも前に、追加起動の実施から所定の起動完了時間が経過した場合には、追加起動した電動機を再び停止させた後、インバータ装置の運転周波数を追加起動の実施前の周波数まで上昇させてもよい。 When the additional start of the stopped electric motor is performed, the operating frequency of the inverter device may be increased to the frequency before the additional start after a predetermined start completion time has elapsed from the execution of the additional start. Alternatively, after the rate of change of the actual load current value of the inverter device has decreased to a predetermined allowable current change rate or less, the operating frequency of the inverter device may be increased to the frequency before the additional start-up is performed. However, if the predetermined start-up completion time elapses after the additional start-up is performed before the rate of change of the actual load current value of the inverter device drops below the allowable current change rate, the additionally started-up motor is restarted. After stopping, the operating frequency of the inverter device may be increased to the frequency before the additional start-up is performed.
本発明に係る電動機制御システムによれば、停止中の電動機を追加起動するに先立ちインバータ装置の運転周波数を低下させ、インバータ装置の定格電流値とインバータ装置の実際の負荷電流値との差分が、停止中の電動機を起動させる場合に発生する起動電流値以上になってから停止中の電動機を追加起動するので、電動機を追加起動した際の起動電流によってインバータ装置の負荷電流値が定格電流値を超えることは抑えられる。ゆえに、本発明に係る電動機制御システムによれば、電動機の起動電流によるインバータ装置の過負荷トリップによってシステム全体が停止してしまうことを防止することができる。 According to the motor control system according to the present invention, the operating frequency of the inverter device is lowered prior to the additional start of the stopped motor, and the difference between the rated current value of the inverter device and the actual load current value of the inverter device is determined. Since the stopped motor is additionally started after the start current value generated when starting the stopped motor is exceeded, the load current value of the inverter device is the rated current value depending on the start current when the motor is additionally started. Exceeding is suppressed. Therefore, according to the motor control system according to the present invention, it is possible to prevent the entire system from stopping due to an overload trip of the inverter device due to the starting current of the motor.
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。ただし、以下に示す実施形態において各要素の個数、数量、量、範囲等の数に言及した場合、特に明示した場合や原理的に明らかにその数に特定される場合を除いて、その言及した数にこの発明が限定されるものではない。また、以下に示す実施形態において説明する構造やステップは、特に明示した場合や明らかに原理的にそれに特定される場合を除いて、この発明に必ずしも必須のものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, when the number, quantity, quantity, range, etc. of each element is referred to in the embodiment shown below, the reference is made unless it is clearly specified or the number is clearly specified in principle. The invention is not limited to numbers. In addition, the structures and steps described in the embodiments shown below are not necessarily essential to the present invention, except when explicitly stated or clearly specified in principle.
1.第1の実施形態
図1は本発明の第1の実施形態に係る電動機制御システムの構成を示す図である。本実施形態に係る電動機制御システムは、1台の電力変換装置3で複数台(ここではN台とする)の電動機(モータ)9の運転を制御するシステムである。本実施形態に係る電動機制御システムは、商用の3相の交流電源1から受け取った交流電力を電力変換装置3によって周波数変換し、周波数変換された交流電力を電力変換装置3から電動機9へ出力することによって電動機9を可変速駆動する。なお、図1において、例えば、9_1は1番目の電動機9を意味し、9_NはN番目の電動機9を意味している。
1. 1. 1st Embodiment FIG. 1 is a figure which shows the structure of the electric motor control system which concerns on 1st Embodiment of this invention. The electric motor control system according to the present embodiment is a system that controls the operation of a plurality of electric motors (motors) 9 (here, N units) by one
電力変換装置3は、コンバータ31、インバータ32及び変換器制御装置33より構成されたインバータ装置である。電力変換装置3に入力された交流電力はコンバータ31で直流電力に変換される。コンバータ31から出力された直流電力は図示しないコンデンサで平滑化され、インバータ32により交流電力に変換されて電力変換装置3から出力される。変換器制御装置33は、後述する追加起動制御装置10から与えられる周波数指令に従い、電力変換装置3の出力周波数を周波数指令に一致させるようにインバータ32を制御する。
The
交流電源1と電力変換装置3とは、変圧器2を介して接続されている。電力変換装置3と各電動機9とは、出力開閉器50と個別開閉器52とを介して接続されている。出力開閉器50は電力変換装置3と各電動機9とを接続する電力ラインの主ラインに設けられている。ただし、以下の説明では、出力開閉器50は常に閉じられているものとする。個別開閉器52は電力ラインが電動機9毎に分岐した枝ラインに設けられている。また、出力開閉器50の電動機側には電流検出器6が設けられている。なお、図1において、例えば、52_1は1番目の個別開閉器52を意味し、52_NはN番目の個別開閉器52を意味している。
The AC power supply 1 and the
本実施形態に係る電動機制御システムは、追加起動制御装置10を備える。追加起動制御装置10は、図示しない上位装置からの指示にしたがって停止中の電動機9を追加起動させる制御装置である。上位装置は、例えば、電動機制御システム全体、或いは、電動機制御システムを含むより大きなシステム全体を管理する装置である。電動機9の追加起動は、追加起動制御装置10が備える上位装置間インタフェース11、電流信号インタフェース12、周波数指令出力部13、開閉指令出力部14、記憶部15及び演算部16によって実現される。なお、図1では追加起動制御装置10は独立した装置となっているが、追加起動制御装置10は変換器制御装置33に組み込まれてもよいし、上位装置に組み込まれてもよい。
The motor control system according to the present embodiment includes an additional
上位装置間インタフェース11は、上位装置との間で信号の送受信を行うためのインタフェースである。上位装置から上位装置間インタフェース11には、周波数指令F_REFとモータ起動指令M_ONとが入力される。周波数指令F_REFは、電動機9の運転周波数を決定する周波数基準指令である。モータ起動指令M_ONは、起動させる電動機9を指定する信号であって、電動機9毎にM_ON_1からM_ON_NまでのN種類の信号が入力される。例えば、K番目の電動機9_Kを起動させる場合には、モータ起動指令M_ON_Kが上位装置から上位装置間インタフェース11に入力される。
The host device-to-
上位装置間インタフェース11から上位装置には、モータ起動完了信号M_Fとモータ起動不可信号M_NGとが出力される。モータ起動完了信号M_Fは、電動機9の起動の完了を上位装置に報告する信号であって、電動機9毎にM_F_1からM_F_NまでのN種類の信号が出力される。例えば、K番目の電動機9_Kの起動が完了した場合には、モータ起動完了信号M_F_Kが上位装置間インタフェース11から上位装置に出力される。モータ起動不可信号M_NGは、電動機9を起動できなかったことを上位装置に報告する信号であって、電動機9毎にM_NG_1からM_NG_NまでのN種類の信号が出力される。例えば、K番目の電動機9_Kを起動できなかった場合には、モータ起動不可信号M_NG_Kが上位装置間インタフェース11から上位装置に出力される。
The motor start completion signal M_F and the motor start failure signal M_NG are output from the
電流信号インタフェース12は、電流検出器6の出力電流信号I_OUTを受信するためのインタフェースである。電流検出器6の出力電流信号I_OUTは、電力変換装置3に実際に流れる負荷電流値、つまり、現在運転されている全ての電動機9の総電流値を示している。
The
周波数指令出力部13は、電力変換装置3の変換器制御装置33に対して周波数指令F_M_REFを出力するためのインタフェースである。周波数指令出力部13から出力される周波数指令F_M_REFは、通常の運転では、上位装置から入力される周波数指令F_REFに合わせられている。しかし、停止中の電動機9を追加起動する場合には、上位装置から入力される周波数指令F_REFとは異なる周波数に設定される。以下、上位装置から入力される周波数指令F_REFを第1周波数指令と称し、周波数指令出力部13から出力される周波数指令F_M_REFを第2周波数指令と称する。
The frequency
開閉指令出力部14は、各個別開閉器52に対して開閉器操作信号S_ONを出力するためのインタフェースである。開閉器操作信号S_ONは、個別開閉器52を開閉させるための信号であって、開閉器操作信号S_ONがLレベルのとき個別開閉器52は開放され、開閉器操作信号S_ONがHレベルのとき個別開閉器52は投入される。開閉指令出力部14からは、個別開閉器52毎にS_ON_1からS_ON_NまでのN種類の信号が出力される。例えば、K番目の個別開閉器52_Kを投入する場合には、Hレベルの開閉器操作信号S_ON_Kが個別開閉器52_Kに出力される。
The open / close
記憶部15は、追加起動制御に必要な各種情報を記憶している。具体的には、個別開閉器52の開放/投入状態、すなわち、各電動機9の運転/停止状態が記憶部15に記憶されている。また、記憶部15には各電動機9の起動電流値I_MOTが記憶されている。電動機9を起動したときに流れる起動電流値I_MOTは、電動機9の種類(大きさを含む)によって決まる。記憶部15は、電動機9の種類と起動電流値I_MOTとを関連付けるルックアップテーブルを備えている。なお、起動電流値I_MOTは電圧Vと周波数Fとで変わり、電圧VはV/F一定で制御されるので、起動電流値I_MOTは周波数Fの関数として記憶してもよい。
The
また、記憶部15は、各電動機9の起動完了時間TRを記憶している。電動機9の起動が完了するまでに要する時間、すなわち、起動完了時間TRは、電動機9の種類(大きさを含む)によって決まる。記憶部15は、電動機9の種類と起動完了時間TRとを関連付けるルックアップテーブルを備えている。なお、起動完了時間TRは電動機9と負荷との合計の慣性モーメントとトルクとで決まり、負荷は周波数F(電圧)に依存する場合がある。ゆえに、起動完了時間TRは負荷と周波数Fとの関数として記憶してもよい。
Further, the
さらに、記憶部15は、各電動機9の起動電流の変化率の許容値である許容電流変化率ΔIを記憶している。起動電流は一時的に流れる大電流であり、起動から時間が経過するにつれて定常電流に収束していく。許容電流変化率ΔIは、起動電流が定常電流に収束したとみなすことができる電流値の変化率である。許容電流変化率ΔIは、電動機9の起動電流の出力特性に依存するため、電動機9の種類(大きさを含む)によって決まる。記憶部15は、電動機9の種類と許容電流変化率ΔIとを関連付けるルックアップテーブルを備えている。ただし、許容電流変化率ΔIは周波数F(電圧)や負荷によって変わるので、それらの関数として許容電流変化率ΔIを記憶してもよい。
Further, the
演算部16は、追加起動制御のための演算を行う。図2は、本実施形態に係る追加起動制御の制御フローを示すフローチャートである。演算部16は、このフローチャートに示す制御フローに従って追加起動制御のための演算を行う。以下、演算部16が行う演算の内容についてフローチャートに基づいて説明する。
The
ステップS101では、周波数指令出力部13から出力する第2周波数指令F_M_REFを、上位装置から入力された第1周波数指令F_REFに合わせる。ステップS102では、停止中のK番目の電動機9_Kに対するモータ起動指令M_ON_Kを上位装置から受信したかどうか判定する。新たなモータ起動指令M_ON_Kを受信するまでは、ステップS101及びステップS102の処理を繰り返し実行する。
In step S101, the second frequency command F_M_REF output from the frequency
ステップS102において新たなモータ起動指令M_ON_Kを受信した場合、ステップS103では、K番目の電動機9_Kの起動電流値I_MOTを記憶部15から読み込む。続いて、ステップS104では、電力変換装置3の負荷電流値を示す出力電流信号I_OUTを電流検出器6から読み込む。
When a new motor start command M_ON_K is received in step S102, in step S103, the start current value I_MOT of the Kth electric motor 9_K is read from the
ステップS105では、電力変換装置3の定格電流値I_INVと出力電流信号I_OUTとの差分が、K番目の電動機9_Kの起動電流値I_MOT以上かどうか判定する。電力変換装置3の定格電流値I_INVと出力電流信号I_OUTとの間に十分な余裕があれば、ステップS105の判定結果は肯定的結果となる。
In step S105, it is determined whether or not the difference between the rated current value I_INV of the
ステップS105の判定結果が否定的結果の場合、すなわち、電力変換装置3の定格電流値I_INVと出力電流信号I_OUTとの間に十分な余裕が無い場合、ステップS113及びステップS114の処理を行う。
If the determination result in step S105 is a negative result, that is, if there is not enough margin between the rated current value I_INV of the
ステップS113では、第2周波数指令F_M_REFが所定の最低周波数F_MIN以上かどうか判定する。最低周波数F_MINは、例えば、電動機9の許容最低回転速度から決められている。第2周波数指令F_M_REFが最低周波数F_MIN以上の場合、ステップS114では、第2周波数指令F_M_REFを所定の低減率ΔFだけ低減させる。なお、低減率ΔFは単位時間当たりの周波数低減量である。 In step S113, it is determined whether or not the second frequency command F_M_REF is equal to or higher than the predetermined minimum frequency F_MIN. The minimum frequency F_MIN is determined from, for example, the allowable minimum rotation speed of the electric motor 9. When the second frequency command F_M_REF is equal to or higher than the lowest frequency F_MIN, in step S114, the second frequency command F_M_REF is reduced by a predetermined reduction rate ΔF. The reduction rate ΔF is the amount of frequency reduction per unit time.
第2周波数指令F_M_REFを低減させることで、運転中の各電動機9に流れる電流は低下し、ステップS104で読み込まれる出力電流信号I_OUTは低下する。出力電流信号I_OUTが低下することにより、定格電流値I_INVと出力電流信号I_OUTとの間の余裕は大きくなる。演算部16は、定格電流値I_INVと出力電流信号I_OUTとの差分が、K番目の電動機9_Kの起動電流値I_MOT以上になるまで、ステップS113、ステップS114、ステップS104及びステップS105の処理を繰り返す。
By reducing the second frequency command F_M_REF, the current flowing through each of the motors 9 during operation is reduced, and the output current signal I_OUT read in step S104 is reduced. As the output current signal I_OUT decreases, the margin between the rated current value I_INV and the output current signal I_OUT increases. The
ステップS105の判定結果が肯定的結果の場合、ステップS106からステップS112までの処理を行う。 If the determination result in step S105 is a positive result, the processes from step S106 to step S112 are performed.
ステップS106では、K番目の電動機9_Kに対応する個別開閉器52_Kに対してHレベルの操作信号S_ON_Kを開閉指令出力部14から出力する。これにより、個別開閉器52_Kが閉じて電動機9_Kに対して電力が供給され、電動機9_Kの起動が開始される。
In step S106, the H level operation signal S_ON_K is output from the open / close
ステップS107では、K番目の電動機9_Kに対応する起動完了時間TR_Kを記憶部15から呼び出す。そして、ステップS108では、タイマーT1をリセットする。ステップS109では、タイマーT1をカウントアップし、ステップS110では、タイマーT1のカウント時間が起動完了時間TR_K以上になったかどうか判定する。タイマーT1のカウント時間が起動完了時間TR_K以上になるまでは、ステップS109及びステップS110の処理を繰り返し実行する。
In step S107, the activation completion time TR_K corresponding to the Kth electric motor 9_K is called from the
ステップS110においてタイマーT1のカウント時間が起動完了時間TR_K以上になった場合、ステップS111の処理を行う。電力変換装置3の定格電流値I_INVと出力電流信号I_OUTとの間に十分な余裕がなく、ステップS114の処理によって第2周波数指令F_M_REFを第1周波数指令F_REFよりも低下させた場合、ステップS111では、第2周波数指令F_M_REFを第1周波数指令F_REFと同じ値になるまで徐々に上昇させていく。ステップS114の処理を行っていない場合、つまり、電力変換装置3の定格電流値I_INVと出力電流信号I_OUTとの間に十分な余裕があった場合、ステップS111では、第2周波数指令F_M_REFを第1周波数指令F_REFに維持する。そして、ステップS112では、K番目の電動機9_Kに対応するモータ起動完了信号M_F_Kを上位装置間インタフェース11から出力する。
When the count time of the timer T1 becomes equal to or longer than the activation completion time TR_K in step S110, the process of step S111 is performed. When there is not enough margin between the rated current value I_INV of the
ステップS113の判定結果が否定的結果の場合、つまり、定格電流値I_INVと出力電流信号I_OUTとの間に、K番目の電動機9_Kの起動電流値I_MOT以上の差分が生じる前に、第2周波数指令F_M_REFが最低周波数F_MIN以下になった場合、ステップS115からステップS117までの処理を行う。 When the determination result in step S113 is a negative result, that is, before the difference of the starting current value I_MOT or more of the Kth electric motor 9_K occurs between the rated current value I_INV and the output current signal I_OUT, the second frequency command is given. When F_M_REF becomes the lowest frequency F_MIN or less, the processes from step S115 to step S117 are performed.
ステップS115では、K番目の電動機9_Kに対応するモータ起動不可信号M_NG_Kを上位装置間インタフェース11から出力する。ステップS116では、K番目の電動機9_Kに対応する個別開閉器52_Kに対してLレベルの操作信号S_ON_Kを開閉指令出力部14から出力する。これにより、個別開閉器52_Kは開状態を維持され、電動機9_Kは起動されない。ステップS117では、最低周波数F_MINまで低下した第2周波数指令F_M_REFを第1周波数指令F_REFと同じ値になるまで徐々に上昇させていく。
In step S115, the motor start failure signal M_NG_K corresponding to the Kth motor 9_K is output from the host
次に、上述のフローチャートに従い追加起動制御を実施することで得られる効果について、比較例との対比に基づいて説明する。図3は、上述のフローチャートに従い追加起動制御を実施した場合の電動機制御システムの動作を説明する動作説明図である。図4は、比較例の動作を説明する動作説明図である。比較例では、既に1又は複数の電動機9を運転している状態においてK番目の電動機9_Kを起動し、その後、電力変換装置3の負荷電流値が定格電流値に達したら、電力変換装置3に対する周波数指令を低減させている。
Next, the effect obtained by performing the additional activation control according to the above-mentioned flowchart will be described based on the comparison with the comparative example. FIG. 3 is an operation explanatory diagram illustrating the operation of the motor control system when the additional start control is performed according to the above flowchart. FIG. 4 is an operation explanatory diagram illustrating the operation of the comparative example. In the comparative example, the K-th motor 9_K is started in a state where one or a plurality of motors 9 are already in operation, and then when the load current value of the
システムには応答遅れがあるため、電力変換装置3に対する周波数指令を変化させてから電力変換装置3の負荷電流値が変化するまでには時間遅れが生じる。図4に示すように、比較例では、起動電流が発生してから周波数指令を低減させているが、起動電流の立ち上がり時の増大速度は大きいため、周波数指令を下げた後も直ぐには負荷電流値は低下しない。このため、比較例では、負荷電流値が定格電流値を一時的にオーバーシュートするおそれがある。負荷電流値が定格電流値を超えた場合、電力変換装置3の過負荷トリップによってシステム全体が停止する可能性がある。
Since the system has a response delay, there is a time delay between changing the frequency command for the
本実施形態に係る追加起動制御によれば、図3に示すように、電力変換装置3に対する周波数指令を低減させていくことで、電力変換装置3の負荷電流値も低減し、電力変換装置3の定格電流値と負荷電流値との差分は拡大する。そして、その差分が電動機9_Kの起動電流値以上になってから電動機9_Kを追加起動することにより、起動電流が発生した時でも電力変換装置3の負荷電流値は定格電流値以下に収まる。これにより、電力変換装置3の過負荷トリップによってシステム全体が停止してしまうことは防止される。
According to the additional start control according to the present embodiment, as shown in FIG. 3, by reducing the frequency command to the
2.第2の実施形態
本発明の第2の実施形態について説明する。本発明の第2の実施形態は、第1の実施形態とは、電動機制御システムの構成(図1参照)において共通し、追加起動制御の内容において相違する。図5は、本実施形態に係る追加起動制御の制御フローを示すフローチャートである。第2の実施形態では、演算部16は、このフローチャートに示す制御フローに従って追加起動制御のための演算を行う。以下、演算部16が行う演算の内容についてフローチャートに基づいて説明する。ただし、第2の実施形態に係る追加起動制御と第1の実施形態に係る追加起動制御との間で共通する処理については、図5のフローチャートと図2のフローチャートとの間で共通するステップ番号を付している。
2. 2. Second Embodiment A second embodiment of the present invention will be described. The second embodiment of the present invention is common to the first embodiment in the configuration of the motor control system (see FIG. 1) and differs in the content of the additional start control. FIG. 5 is a flowchart showing a control flow of additional activation control according to the present embodiment. In the second embodiment, the
第2の実施形態では、ステップS106において、K番目の電動機9_Kに対応する個別開閉器52_Kに対してHレベルの操作信号S_ON_Kを出力することによって電動機9_Kを起動させた場合、次に、ステップS201の処理を実行する。ステップS201では、K番目の電動機9_Kに対応する起動完了時間TR_Kと許容電流変化率ΔI_Kとを記憶部15から呼び出す。そして、ステップS202では、タイマーT1をリセットする。
In the second embodiment, when the motor 9_K is started by outputting the H level operation signal S_ON_K to the individual switch 52_K corresponding to the Kth motor 9_K in step S106, then step S201 Executes the processing of. In step S201, the start-up completion time TR_K corresponding to the K-th electric motor 9_K and the allowable current change rate ΔI_K are called from the
ステップS203では、タイマーT1をカウントアップする。続いて、ステップS204では、電力変換装置3の負荷電流値を示す出力電流信号I_OUTを電流検出器6から読み込む。ステップS205では、ステップS204で読み込まれた出力電流信号I_OUTの変化率ΔI_OUTを演算する。なお、出力電流信号変化率ΔI_OUTは単位時間当たりの出力電流信号I_OUTの変化率である。
In step S203, the timer T1 is counted up. Subsequently, in step S204, the output current signal I_OUT indicating the load current value of the
ステップS206では、出力電流信号変化率ΔI_OUTがK番目の電動機9_Kの許容電流変化率ΔI_K以下になったかどうか判定する。出力電流信号変化率ΔI_OUTが許容電流変化率ΔI_K以下になれば、電動機9_Kの追加起動によって発生した起動電流は定常電流に収束したとみなすことができる。 In step S206, it is determined whether or not the output current signal change rate ΔI_OUT is equal to or less than the allowable current change rate ΔI_K of the Kth electric motor 9_K. When the output current signal change rate ΔI_OUT becomes the allowable current change rate ΔI_K or less, it can be considered that the start current generated by the additional start of the motor 9_K has converged to the steady current.
出力電流信号変化率ΔI_OUTが許容電流変化率ΔI_K以下になっていない場合、ステップS207の判定を行う。ステップS207では、タイマーT1のカウント時間が起動完了時間TR_K以上になったかどうか判定する。タイマーT1のカウント時間が起動完了時間TR_Kに達していない場合、ステップS208において所定時間のウェイトの後、再び、再びステップS203、ステップS204、及びステップS205の処理を行う。そして、再びステップS206において、出力電流信号変化率ΔI_OUTがK番目の電動機9_Kの許容電流変化率ΔI_K以下になったかどうか判定する。 When the output current signal change rate ΔI_OUT is not equal to or less than the allowable current change rate ΔI_K, the determination in step S207 is performed. In step S207, it is determined whether or not the count time of the timer T1 is equal to or longer than the activation completion time TR_K. If the count time of the timer T1 has not reached the start completion time TR_K, the process of step S203, step S204, and step S205 is performed again after waiting for a predetermined time in step S208. Then, in step S206 again, it is determined whether or not the output current signal change rate ΔI_OUT is equal to or less than the allowable current change rate ΔI_K of the Kth electric motor 9_K.
つまり、第2の実施形態に係る追加起動制御では、出力電流信号変化率ΔI_OUTが追加起動したK番目の電動機9_Kの許容電流変化率ΔI_K以下になったかどうかという第1の判定と、K番目の電動機9_Kを追加起動してからの経過時間(タイマーT1のカウント時間)が起動完了時間TR_K以上になったかどうかという第2の判定とを行う。 That is, in the additional start control according to the second embodiment, the first determination as to whether or not the output current signal change rate ΔI_OUT is equal to or less than the allowable current change rate ΔI_K of the Kth motor 9_K that has been additionally started and the Kth. The second determination is made as to whether or not the elapsed time (counting time of the timer T1) after the additional start of the motor 9_K is equal to or greater than the start completion time TR_K.
第2の判定の条件が満たされるよりも前に、第1の判定の条件が満たされた場合、つまり、出力電流信号変化率ΔI_OUTがK番目の電動機9_Kの許容電流変化率ΔI_K以下になった場合、ステップS111及びステップS112の処理を行いK番目の電動機9_Kの追加起動を完了させる。ステップS111では、第2周波数指令F_M_REFを第1周波数指令F_REFと同じ値になるまで徐々に上昇させていく。ステップS112では、K番目の電動機9_Kに対応するモータ起動完了信号M_F_Kを上位装置間インタフェース11から出力する。
When the condition of the first determination is satisfied before the condition of the second determination is satisfied, that is, the output current signal change rate ΔI_OUT becomes equal to or less than the allowable current change rate ΔI_K of the Kth motor 9_K. In this case, the processes of step S111 and step S112 are performed to complete the additional start of the Kth electric motor 9_K. In step S111, the second frequency command F_M_REF is gradually increased until it reaches the same value as the first frequency command F_REF. In step S112, the motor start completion signal M_F_K corresponding to the Kth electric motor 9_K is output from the host
第1の判定の条件が満たされるよりも前に、第2の判定の条件が満たされた場合、つまり、タイマーT1のカウント時間が起動完了時間TR_K以上になった場合、ステップS115、S116及びステップS117の処理を行いK番目の電動機9_Kの追加起動を中止する。ステップS115では、K番目の電動機9_Kに対応するモータ起動不可信号M_NG_Kを上位装置間インタフェース11から出力する。ステップS116では、K番目の電動機9_Kに対応する個別開閉器52_Kに対してLレベルの操作信号S_ON_Kを開閉指令出力部14から出力する。これにより、個別開閉器52_Kは開放され、電動機9_Kは起動を中止される。ステップS117では、最低周波数F_MINまで低下した第2周波数指令F_M_REFを第1周波数指令F_REFと同じ値になるまで徐々に上昇させていく。
If the condition of the second determination is satisfied before the condition of the first determination is satisfied, that is, if the count time of the timer T1 becomes equal to or longer than the activation completion time TR_K, steps S115, S116 and steps are taken. The processing of S117 is performed, and the additional start of the Kth electric motor 9_K is stopped. In step S115, the motor start failure signal M_NG_K corresponding to the Kth motor 9_K is output from the host
1 交流電源
2 変圧器
3 電力変換装置(インバータ装置)
31 コンバータ
32 インバータ
33 変換器制御装置
52 開閉器
6 電流検出器
50 出力開閉器
52_1~52_N 個別開閉器
9_1~9_N 電動機
10 追加起動制御装置
11 上位装置間インタフェース
12 電流信号インタフェース
13 周波数指令出力部
14 開閉指令出力部
15 記憶部
16 演算部
1 AC power supply 2
31
Claims (1)
既に1又は複数台の電動機を運転している状態において停止中の電動機を追加起動する場合、前記インバータ装置の運転周波数を低下させ、前記インバータ装置の定格電流値と前記インバータ装置の実際の負荷電流値との差分が、前記停止中の電動機を起動させる場合に発生する起動電流値以上になってから、前記停止中の電動機を追加起動し、
前記インバータ装置の実際の負荷電流値の変化率が所定の許容電流変化率以下まで低下した後、前記インバータ装置の運転周波数を追加起動の実施前の周波数まで上昇させ、
前記インバータ装置の実際の負荷電流値の変化率が前記許容電流変化率以下まで低下するよりも前に、追加起動の実施から所定の起動完了時間が経過した場合、追加起動した電動機を再び停止させた後、前記インバータ装置の運転周波数を追加起動の実施前の周波数まで上昇させる
ことを特徴とする電動機制御システム。 It is an electric motor control system that operates multiple electric motors with one inverter device.
When one or more motors are already in operation and a stopped motor is additionally started, the operating frequency of the inverter device is lowered, and the rated current value of the inverter device and the actual load current of the inverter device are reduced. After the difference from the value becomes equal to or greater than the starting current value generated when the stopped electric motor is started, the stopped electric motor is additionally started .
After the rate of change of the actual load current value of the inverter device drops to a predetermined allowable current change rate or less, the operating frequency of the inverter device is increased to the frequency before the additional start-up is performed.
If a predetermined start-up completion time elapses from the execution of the additional start before the rate of change of the actual load current value of the inverter device drops to the allowable current change rate or less, the additionally started motor is stopped again. After that, the operating frequency of the inverter device is raised to the frequency before the additional start-up.
A motor control system characterized by this.
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