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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