JPH06189592A - 誘導電動機用電源装置 - Google Patents

誘導電動機用電源装置

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JPH06189592A
JPH06189592A JP4356081A JP35608192A JPH06189592A JP H06189592 A JPH06189592 A JP H06189592A JP 4356081 A JP4356081 A JP 4356081A JP 35608192 A JP35608192 A JP 35608192A JP H06189592 A JPH06189592 A JP H06189592A
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JP
Japan
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current
induction motor
power supply
inverter
supply device
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JP4356081A
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English (en)
Inventor
Kazuo Suekane
和男 末包
Hajime Katsushima
肇 勝島
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Sansha Electric Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Sansha Electric Manufacturing Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 インバータが備えている電流検出器を利用し
て、誘導電動機の発生トルクの低下を検出する。 【構成】 コンバータ10から入力された直流定電圧をイ
ンバータ20が、交流に変換して、誘導電動機22に印加す
る。インバータ20の保護用に設けた変流器24によって、
インバータ20の出力電流を検出し、この検出電流の有効
電流を演算部36によって演算し、この有効電流を比較部
38によって、閾値記憶部40に記憶されている閾値電流と
比較する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、誘導電動機に駆動電力
を供給する電源装置に関し、特に誘導電動機の出力電流
を検出することができるものに関する。
【0002】
【従来の技術】インバータを用いた電源は、その出力電
圧の周波数を可変できるので、これを利用して、誘導電
動機の速度制御が行える。従って、インバータ電源は、
誘導電動機用の電源装置として使用することがある。ま
た、誘導電動機は、例えばクレーン等の荷物の昇降用の
駆動装置として使用することがある。
【0003】誘導電動機をクレーン等に使用した場合、
荷物をつり上げた状態を保持するような場合、誘導電動
機の回転軸が勝手に回転することは許されないので、イ
ンバータ電源からの電圧の供給を停止する以外に、電磁
ブレーキ等の機械的ブレーキを作動させることが多い。
【0004】このように電圧の供給を停止した上で、電
磁ブレーキを作動させている状態から、再びクレーンを
作動させるような場合、例えばさらに荷物を上昇させよ
うとしているのに、荷物が下降するようなことを防止す
るため、即ち誘導電動機の回転軸の回転方向が意図した
方向と異なることを防止するために、誘導電動機に電圧
が印加されて、所定の発生トルクが発生した後に、電磁
ブレーキを解除する必要がある。
【0005】また、誘導電動機を運転中に、回転軸に意
図しない外力が加わると、誘導電動機の回転速度が同期
速度近くになる可能性があり、発生トルクがなくなるこ
とがある。また、発生トルクがなくなるまでいかなくて
も、発生トルクが小さくなった場合、誘導電動機の回転
方向が逆転する可能性もある。このような場合には、発
生トルクの低下を検出し、誘導電動機を停止させた上
で、電磁ブレーキを作動させて、確実に誘導電動機を停
止させる必要がある。
【0006】従来、上記のように、所定の発生トルクが
発生した後に、電磁ブレーキを解除する場合や、発生ト
ルクの低下を検出して、電磁ブレーキを作動させるた
め、電動機と、この電動機の負荷との間にトルクコンバ
ータを設けて、トルクを検出していた。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このトルクコ
ンバータは、その規模が大きい上に、非常に高価である
という問題点があった。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の問題点
を解決するためになされたもので、入力された直流定電
圧を交流に変換して誘導電動機に印加するインバータ手
段と、このインバータ手段の保護用にこのインバータ手
段から出力される電流を検出する電流検出手段とを、備
えた誘導電動機用電源装置において、上記電流検出手段
の出力信号に応じた上記インバータ手段からの出力電流
が閾値より小さいとき出力信号を生成する比較手段を具
備するものである。
【0009】また、上記電流検出手段の出力信号から上
記インバータ手段の出力電流の有効電流を演算し、上記
比較手段に供給することができる。さらに、インバータ
手段が、可変電圧可変周波数電源装置の一部をなし、こ
の可変電圧可変周波数電源装置が発生可能な様々な周波
数にそれぞれ対応した閾値電流を記憶している記憶手段
を設け、上記可変電圧可変周波数電源装置が発生してい
る電圧の周波数に対応した閾値電流を上記記憶手段から
読みだし、上記比較手段に供給する選択手段を設けるこ
ともできる。
【0010】また、比較手段の出力信号の発生時間を計
時する計時手段と、この計時手段の計時値が予め定めた
値になったとき、警報出力を発生する比較手段とを、設
けることもできる。
【0011】
【作用】一般に、誘導電動機の発生トルクは、その一次
電流に比例する。即ち、インバータ手段の出力電流の有
効電流に比例する。従って、発生トルクが低下したとき
には、インバータ手段の有効出力電力が減少する。出力
電圧が定電圧化されているインバータ手段では、発生ト
ルクの減少に伴って出力電流が減少することになる。そ
こで、電流検出手段によって、インバータ手段の出力電
流を検出し、これを閾値と比較することによって、発生
トルクの低下を知ることができる。
【0012】一般に、インバータ手段を備えた電源装置
では、インバータ手段を構成するトランジスタ等のスイ
ッチング手段の保護のため、電流検出手段を備えてお
り、この電流手段を使用することによって、電流検出手
段を追加する必要はない。
【0013】
【実施例】第1の実施例を図1及び図2に示す。この実
施例では、図1に示すように、図示しない三相交流電圧
を整流するコンバータ10を有し、このコンバータ10
の出力電圧は、リアクトル12及びコンデンサ14によ
って平滑されている。コンバータ10は、トランジス
タ、サイリスタ、IGBT等のスイッチング手段を有し
ており、これらスイッチング手段の導通期間を調整する
ことによって、コンデンサ14の両端間に発生する直流
電圧を定電圧化している。
【0014】このように定電圧化するために、コンデン
サ14の両端間の電圧が電圧検出器16によって検出さ
れ、マイクロコンピュータ18に供給され、マイクロコ
ンピュータ18は、電圧検出器16が検出した電圧と予
め定めた電圧との偏差に応じて、コンバータ10のスイ
ッチング手段の導通期間を制御して、コンデンサ14の
両端間の電圧を予め定めた電圧に定電圧化している。
【0015】コンデンサ14の両端間に発生した定電圧
の直流電圧は、インバータ20に供給され、所定の周波
数の交流電圧に変換されて、誘導電動機22に供給され
る。インバータ20も、トランジスタ、サイリスタ、I
GBT等のスイッチング手段を有しており、この導通期
間をマイクロコンピュータ18によって制御されること
によって、所定の周波数の交流電圧に変換されている。
従って、誘導電動機22に印加される交流電圧は、コン
バータ10によって定電圧化された上に、インバータ2
0によって所定の周波数に変換されたものである。
【0016】インバータ20から誘導電動機22へ供給
されている線電流は、変流器24、26、28によって
検出され、アナログディジタル変換器30、32、34
によってディジタル化され、マイクロコンピュータ18
に供給される。変流器24、26、28によって検出さ
れた線電流は、本来は過電流トリップ、過負荷、地絡等
の検出に用いるためのもので、このような電源装置は、
必ず備えているものである。
【0017】アナログディジタル変換器30、32、3
4によってディジタル化されたインバータ20の出力電
流は、マイクロコンピュータ18に供給され、過電流ト
リップ、過負荷、地絡等のための処理がなされる。
【0018】また、各アナログディジタル変換器30、
32、34のうちの1つ、例えばアナログディジタル変
換器30の出力は、マイクロコンピュータ18によって実
現された演算部36に供給される。この演算部36は、
線電流を表しているアナログディジタル変換器30の出
力を相電流Iに変換する。この変換式は、公知である。
この相電流Iのうち、図2に示すような電圧Vと同相の
有効電流IR を算出する。一般に誘導電動機22のリア
クタンス成分及び抵抗成分は変動することはなく、一定
であり、力率cosθは一定値であり、この有効電流I
R の算出も容易である。リアクタンス成分が一定である
ので、無効電流IQ は一定であり、有効電流IR が発生
トルクに比例する。
【0019】この発生トルクに比例している有効電流I
R は、マイクロコンピュータ18によって実現された比
較部38に供給される。この比較部38には、マイクロ
コンピュータ18によって実現された閾値記憶部40に
記憶された閾値と比較され、有効電流IR が閾値よりも
小さいとき、発生トルクが小さいとして、出力信号を発
生する。この出力信号によって、警告等を点灯してもよ
いし、出力信号によって電磁ブレーキを自動的に作動さ
せるようにしてもよい。なお、閾値は、閾値記憶部40
に最初から記憶させておいてもよいし、オペレータが外
部から閾値記憶部40に設定できるようにしてもよい。
【0020】例えば誘導電動機22をクレーンの駆動部
として使用している場合であって、クレーンが荷物を中
途まで吊り上げ、インバータ20の出力電圧を零とし
て、電磁ブレーキを作動させている状態から、さらに荷
物を上昇させるために、誘導電動機22に電圧を印加し
たとき、比較部38が出力信号を発生している間には、
まだ発生トルクが小さく、電磁ブレーキを解除すると、
荷物が勝手に降下する可能性があるので、電磁ブレーキ
を解除しない。比較部38が出力信号を消失すると、電
磁ブレーキを解除しても、荷物が降下することがないの
で、電磁ブレーキを解除する。
【0021】また、クレーン等で荷物を吊り上げている
ときに、何らかの外力により誘導電動機22の速度が同
期速度に近くなり、発生トルクが消失するか、あるいは
非常に小さくなったとき、有効電流IR が小さくなり、
比較部38が出力を発生する。これに応じて電磁ブレー
キを作動させて、荷物が勝手に降下するのを防止するこ
とができる。
【0022】第2の実施例を図3及び図4に示す。この
実施例は、コンバータ10とインバータ20とによっ
て、可変電圧可変周波数(VVVF)電源装置が構成さ
れているもので、誘導電動機22に印加される電圧の大
きさは、コンバータ10で制御され、同じく誘導電動機
22に印加される電圧の周波数は、インバータ20によ
って調整される。
【0023】可変電圧可変周波数電源装置で、誘導電動
機22の速度制御を行う場合、図4に示すように、電圧
/周波数(V/F)一定制御を行っている。従って、可
変電圧可変周波数電源装置が発生する各電圧の周波数に
対応する各電圧値は、それぞれ予め定まっている。従っ
て、これら電圧値において必要とされるトルクを発生す
るのに最低限度必要な出力電流値(閾値電流値)も、大
体決まってくる。
【0024】これを利用して、出力電流の大きさのみ
で、簡易的に発生トルクが必要な値以上であるか否か判
断する場合、図3に示すようにマイクロコンピュータ1
8によって実現した記憶テーブル42に、様々なV/F
値、例えばα1・・・αnごとに、様々な周波数、例え
ばf1、f2・・・fmに対応する閾値電流を記憶して
いる。例えば、V/Fがα1の場合、周波数f1、f2
・・・fmにそれぞれ対応する閾値電流は、β11、β
12・・・β1mである。
【0025】そして、マイクロコンピュータ18が、コ
ンバータ10を或る電圧値を出力するように制御し、か
つ、この電圧値に対応する周波数にインバータ20を制
御しているとき、マイクロコンピュータ18が、そのと
きのV/Fに対応する様々な周波数と閾値電流との対の
うちから、そのときの周波数に対応する閾値電流を記憶
テーブル42から読みだし、比較部38に供給する。
【0026】比較部38には、アナログディジタル変換
器30からのディジタル信号(変流器24の検出電流を
ディジタル化したもの)が供給されており、比較部38
は、ディジタル信号が閾値電流よりも小さいとき、出力
信号を発生する。第2の実施例も、第1の実施例と同様
に使用する。
【0027】図5に第3の実施例を示す。この実施例
は、第1の実施例において、比較部38が出力信号を発
生すると、カウンタ44の現在のカウント値をリセット
して、新たにクロック発生器46が発生するクロック信
号のカウントをカウンタ44に開始させる。このカウン
ト値は、比較部48に供給され、閾値記憶部50に記憶
されている時間閾値と比較され、カウント値が時間閾値
より大きくなったとき、警報信号を比較部48が発生す
る。この警報信号は、第1の実施例と同様に使用され
る。これらカウンタ44、クロック発生器46、比較部
48、閾値記憶部50も、マイクロコンピュータ18に
よって実現される。
【0028】このように比較部38が出力信号を発生す
ることを、時間閾値以上にわたって継続したときに、警
報信号を発生するように構成すると、変流器24がノイ
ズを検出したような場合にも、誤動作することを防止す
ることができる。
【0029】第3の実施例は、第1の実施例における比
較部38の出力信号が時間閾値以上、継続するか否かを
比較部48によって判断したが、第2の実施例における
比較部38の出力信号が時間閾値以上、継続するか否か
を比較部48によって判断してもよい。また、上記の各
実施例では、三相交流を用いた例を示したが、単相交流
を使用してもよい。その場合、第1の実施例の場合、演
算部は不要である。
【0030】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、インバ
ータ手段を用いた通常の誘導電動機用の電源装置であれ
ば、備えている電流検出手段の出力を用いて、誘導電動
機の発生トルクが小さいことを判定することができるの
で、トルクコンバータのような大型の装置が不要であ
り、小型化することができる上に、安価に製造すること
ができる。特に、比較手段の出力信号が予め定めた時間
以上継続した場合、警報信号を発生するように構成した
場合、電流検出手段がノイズを検出したような場合に
も、誤動作することを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を実施した誘導電動機用電源装置の第1
の実施例のブロック図である。
【図2】同第1の実施例におけるインバータの出力電圧
と出力電流との関係を示す図である。
【図3】同第2の実施例の主要部分のブロック図であ
る。
【図4】同第2の実施例の誘導電動機に印加される電圧
の周波数と電圧値との関係を示す図である。
【図5】同第3の実施例の主要部分のブロック図であ
る。
【符号の説明】
10 コンバータ 20 インバータ 22 誘導電動機 24 変流器(電流検出手段) 38 比較部 40 閾値記憶部 42 閾値テーブル(記憶手段) 44 カウンタ(計時手段) 48 比較部

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力された直流定電圧を交流に変換して
    誘導電動機に印加するインバータ手段と、このインバー
    タ手段の保護用に設けられこのインバータ手段から出力
    される電流を検出する電流検出手段とを、備えた誘導電
    動機用電源装置において、 上記電流検出手段の出力信号に応じた上記インバータ手
    段からの出力電流が閾値より小さいとき出力信号を生成
    する比較手段を具備することを特徴とする誘導電動機用
    電源装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の誘導電動機用電源装置に
    おいて、上記電流検出手段の出力信号から上記インバー
    タ手段の出力電流の有効電流を演算し、上記比較手段に
    供給することを特徴とする誘導電動機用電源装置。
  3. 【請求項3】 請求項1記載の誘導電動機用電源装置に
    おいて、上記インバータ手段が、可変電圧可変周波数電
    源装置の一部をなし、上記可変電圧可変周波数電源装置
    が発生可能な様々な周波数にそれぞれ対応した閾値電流
    を記憶している記憶手段を設け、上記可変電圧可変周波
    数電源装置が発生している電圧の周波数に対応した閾値
    電流を上記記憶手段から読みだし上記比較手段に供給す
    る選択手段を設けたことを特徴とする誘導電動機用電源
    装置。
  4. 【請求項4】 請求項1記載の誘導電動機用電源装置に
    おいて、上記比較手段の出力信号の発生時間を計時する
    計時手段と、この計時手段の計時値が予め定めた値にな
    ったとき、警報出力を発生する比較手段とを、具備する
    ことを特徴とする誘導電動機用電源装置。
JP4356081A 1992-12-18 1992-12-18 誘導電動機用電源装置 Pending JPH06189592A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008083530A (ja) * 2006-09-28 2008-04-10 Kyocera Mita Corp 画像形成装置
JP2014236664A (ja) * 2013-06-03 2014-12-15 エルエス産電株式会社Lsis Co., Ltd. インバータシステム及びその電力ケーブルの状態検出方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04244798A (ja) * 1991-01-29 1992-09-01 Hitachi Ltd 交流電動機制御装置

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Date Code Title Description
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 19970624