JPH0757120B2 - 電動機の拾い上げ方法 - Google Patents

電動機の拾い上げ方法

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JPH0757120B2
JPH0757120B2 JP61011721A JP1172186A JPH0757120B2 JP H0757120 B2 JPH0757120 B2 JP H0757120B2 JP 61011721 A JP61011721 A JP 61011721A JP 1172186 A JP1172186 A JP 1172186A JP H0757120 B2 JPH0757120 B2 JP H0757120B2
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哲夫 山田
昭夫 伊原
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株式会社明電舍
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Description

【発明の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 この発明は順,逆変換装置を用い、商用電源で運転中の
電動機を逆変換装置で運転させるために切換えたときの
電動機の拾い上げ方法に関する。
B.発明の概要 この発明はPAM制御される順変換装置とPWM制御される逆
変換装置を用いて商用電源で運転中の電動機を逆変換装
置で運転させるために切換えたときの電動機の拾い上げ
方法において、 電動機の残留電圧があるときに拾い上げる際、残留電圧
を検出して電動機の回転数を検知し、検知した周波数が
逆変換装置で設定した最大周波数に達したとき検知した
データとPWM位相制御角(α)演算出力データを用いて
逆変換装置(以下インバータと称す)を駆動し、インバ
ータの出力電圧が残留電圧と等しくなつたときに、イン
バータ出力を電動機に与えて拾い上げしたことにより、 電動機の円滑な拾い上げ処理が可能となり、かつ拾い上
げ時までにインバータの出力側に設けられているトラン
スは励磁されるため、突入電流を抑制できるようにした
ものである。
C.従来の技術 近年、誘導電動機や同期電動機等の電動機の可変速運転
はインバータを用いて行なわれるようになつて来た。こ
のインバータにより電動機の可変速運転を行つていると
きや商用電源からインバータによる可変速運転を行うと
きにインバータと電動機間が電気的に切り離され、その
後インバータと電動機とを再接続して可変速制御するこ
とを拾い上げと称している。
D.発明が解決しようとする問題点 インバータと電動機とを再接続する際には通常同期投入
という手段が用いられる。同期投入を行う際、電動機に
誘起電圧が残留しているとき、拾い上げをするにはイン
バータの出力電圧,位相,周波数を充分に注意する必要
がある。このため、通常PLL回路が使用される。PLL回路
を使用すると回路構成が複雑となる問題がある。また、
拾い上げ時にデジタル系からアナログ系に切換えると、
切換時の制御が円滑にできないために、過渡電圧が発生
し、回転ムラが生じやすくなる問題がある。
E.問題点を解決するための手段 この発明はPAM制御される順変換装置(コンバータ)とP
WM制御されるインバータを使用した電動機拾い上げ方法
において、インバータの出力電圧が喪失された後、電動
機の残留電圧の有無を検出する工程と、残留電圧が有り
と検出されたならその検出信号により電動機の回転数を
検出し、その回転数の周波数を計測する工程と、計測さ
れた周波数を演算処理し、この演算処理出力とPWM位相
制御角演算部の出力とをPWM発生回路に与えてインバー
タを駆動させる工程と、インバータの出力電圧と残留電
圧が等しくなつた時点でインバータの出力電圧を電動機
に供給し、その後、徐々にインバータ出力電圧を上昇さ
せる工程と、この工程の処理のとき、周波数設定器の設
定値と電動機の回転数に差があつたときには周波数加減
指令を与え、その後、前記差がなくなつたなら、PWM発
生回路をアナログ系出力で処理させる工程とから構成さ
れたものである。
F.作用 インバータの出力電圧が喪失された後、拾い上げ指令が
入力される。この入力によりまず電動機の残留電圧の有
無が検出される。残留電圧があると、その検出信号によ
り電動機の回転数から周波数を計測する。計測された周
波数とインバータの出力周波数が一致したときに、前記
計測周波数をもとにPWM発生回路からPWM出力を送出し、
この出力でインバータを動作させて拾い上げを行う。
G.実施例 以下図面を参照してこの発明の一実施例を説明する。
第1図において、1は周波数設定器で、この設定器1の
出力は第1つき合せ部2を介して加算増幅回路3に供給
される。加算増幅回路3の出力はクツシヨン回路4に供
給される。このクツシヨン回路4は電動機の始動が円滑
にできるような特性に形成されている。クツシヨン回路
4の出力は第2つき合せ部5を介して周波数増幅回路6
に供給される。この増幅回路6の出力は電流増幅回路7
を介して反転増幅回路8へ供給させる。反転増幅回路8
の出力は第2つき合せ部5にフイードパツクされるとと
もに電圧設定増幅回路9と周波数設定増幅回路10に入力
される。電圧設定増幅回路9の出力は電圧設定パターン
回路11を介して第3つき合せ部12のプラス端に供給され
る。この第3つき合せ部12のマイナス端には直流電圧Vd
が供給され、その偏差出力がPAM電圧増幅回路13に入力
される。このPAM電圧増幅回路13の出力は位相器14とゲ
ート回路15を介してサイリスタからなるコンバータ16に
供給される。このコンバータ16はPAM制御される。17は
直流リアクトル、18は電解コンデンサ、19は直流電圧vd
を検出する直流電圧検出部、20は直流電圧Id検出部であ
る。
21はトランジスタからなるインバータで、このインバー
タ21はコンバータ16から与えられる直流電圧を交流電圧
に変換して出力トランス22に供給される。出力トランス
22は供給された電圧を所定の電圧に変換した後、開閉器
23を介して電動機24に供給する。
25はインバータ21から出力電圧VMを得るトランス、26は
インバータ21の出力電流Iaを検出する変流器である。27
は電動機24の残留電圧VHを検出するトランス、28,29は
開閉器で、開閉器28は電動機24をインバータで動作させ
るためのもの、開閉器29は電動機24を商用電源で動作さ
せるためのものである。30はトランスである。
31はトランス27に検出された残留電圧VHが供給されるゼ
ロクロスコンパレータで、このコンパレータ31で検出さ
れた残留電圧VHはマイクロコンピュータ等から形成され
る演算処理部32の周波数計測部32aに供給され、ここで
電動機24の周波数が計測される。計測周波数は周波数演
算部32bに入力されて演算され、その演算データがF
S(周波数データ)としてPWM発生回路32cに与えられ
る。33は周波数データ切換スイツチで、拾い上げ時は図
示のような可動片がb側に接続されていて、拾い上げ終
るとa側に切換えられる。32dは周波数設定増幅回路10
の出力,直流電圧Vd及び残留電圧VHが入力されて出力に
位相制御角αを得るPWMα演算部で、このα演算部32dの
出力はPWM発生回路32cに電圧データVSとして供給され
る。
34は電圧データ切換スイツチで、拾い上げ時は図示のよ
うに可動片がb側に接続されていて、拾い上げが終ると
a側に切換えられる。32eはPWMPI演算部で、この演算部
32eには電圧設定増幅回路9の出力と出力電圧Vaとの偏
差出力が入力される。この偏差出力は第4つき合せ部35
により得る。32fは周波数設定加減指令部で、この指令
部32fは拾い上げ時のPWMα演算をアナログ系に切換るに
際して、例えば周波数設定器1の設定値と指令部32fで
設定した値とに差が生じたときに第1つき合せ部2に加
減指令を与えることによつて、デジタル系よりアナログ
系への切換をスムーズに行えるようにしたものである。
36はPWM発生回路32cの出力によりインバータ21をPWM制
御するためのベースドライブ回路である。
次に上記実施例の動作を第2図により述べる。
開閉器29がオフされて電動機24の商用電源による運転が
時点t1にて停止される。電動機24の運転停止により、時
点t1から電動機24の回転は速度を始める。このとき、電
動機24の残留電圧VHは電動機時定数と回転数の低下によ
り次第に減衰される。時点t1とt2間にシーケンス入力か
ら拾い上げ指令が入力され、RUNとのアンド条件により
時点t2にて拾い上げ処理に入る。この処理によりアナロ
グ系のクツシヨン回路4、周波数増幅回路6及び電流増
幅回路7のAFRがオフされるとともにPAM電圧増幅回路13
のPAMVIのオフによりコンバータ16とインバータ21が始
動状態になる。なお、時点t2ではクツシヨン回路4に図
示破線で示したクツシヨンバス回路を動作させて直流電
圧Vdを時点t3まで上昇させる。前記インバータ21の始動
によりその出力周波数fを最大周波数に設定するととも
に次のようにして電動機24の回転数から周波数を計測
(f計測)する。このf計測開始とともに周波数F設定
加減指令部32fから加算指令を送出する。ここで残留電
圧VHをゼロクロスコンパレータ31を介して演算処理部32
の周波数計測部32aに取り込んで、電動機24の回転数か
ら周波数を計測する。計測された周波数は演算部32bで
演算して出力にPWM発生回路32cの周波数データFSを得
る。
インバータ21の出力周波数fがFMAXに設定された後、時
点t3にて直流電圧Vdの上昇が完了されるとクツシヨンバ
ス回路の動作を停止させる。その後時点t4までf計測を
継続させ、インバータ21の制御周波数(FMAX)範囲まで
電動機24の回転が減速されてくるのを監視する。この結
果時点t4にて電動機24の回転数とFMAXが等しくなつたと
き、インバータ21から次に述べるように出力電圧VMを送
出する。
PWM発生回路32cにはPWMαの演算部32dからの電圧データ
VSが入力されるので、インバータ21の出力電圧VMは第2
図に示すクツシヨン時間TH1で残留電圧VHまで上昇して
行く。ここでインバータ出力電圧VMをクツシヨンで上昇
させるのは出力トランス22の突入電流を防止するためで
ある。前記出力電圧VMを時点tsまで上昇させた後クツシ
ヨン上昇を停止させる。時点tsでは開閉器23の補助接触
器88Iにオン指令を与える。前記出力電圧VMはPWMα演算
部32dに入力される残留電圧VHの減衰に追従し始めると
ともにインバータ21の出力周波数fは周波数計測部32a
により電動機24の回転数低下を追い続け、VM=VHに達し
たとき開閉器23の補助接触器88Iのオン指令により、時
点t6で開閉器23がオンされる。
開閉器23がオンされたときに、電動機の回転数fHとイン
バータ出力電圧VMをホールドする。その後、出力電圧VM
をV/fH値までクシヨン時間TH2で時点t7まで上昇させ
る。時点t7で拾い上げ時のV/fHで運転を始める。このと
きの電動機24の回転数fHと周波数設定器1の設定値(F
設定)とを比較する。この比較により回転数が低いと、
この低い分だけ周波数設定加減指令部32fから減指令が
第1つき合せ部2に供給される。これにより周波数設定
増幅器10の出力は回転数fHに向つてクツシヨンで減少し
始める。
時点t6で増幅器10の出力がfHと等しくなると、周波数デ
ータ切換スイツチ33の可動片をa側に切換えてPWM発生
回路32cのFSをアナログ系のデータとする。これととも
に電圧データVSもPWMPI演算部32eの出力となるように切
換スイツチ34の可動片をa側に切換える。これにより、
自動制御系への切換を完了し、切換後の安定性を確保す
るための時点t3からt9までウエイト時間TWHを設ける。
時点t9に達したときに拾い上げ処理を完了し、周波数設
定加減指令部32fの指令を解除する。これと同時にRUN指
令を送出し、周波数設定器1の制定値までアナログクツ
シヨンで上昇させ、拾い上げを時点t10にて完了する。
第3図は電動機の回転数から周波数を計測するための回
路図で、31U,31V,31Wはゼロクロスコンパレータ、40は
ゲート回路、41はカウンタ、42はカウンタステータス、
43は発振器である。カウンタ41とカウンタステータス42
はバスライン44に接続される。45は拾い上げイネーブル
フリツプフロツプ、46は割込回路、47は同期回路で、こ
れらはゲート回路40とバスライン44間に接続される。48
は整流回路で、この整流回路48は残留電圧VHを整流し、
整流された出力をA/D変換器49を介してバスライン44に
供給する。50は周波数演算部である。
第4図は第3図におけるタイムチヤートで、U1,V1,W1
ゼロクロスコンパレータ31U,31V,31Wの出力であり、U2,
V2,W2はゲート回路40のナンドゲート40u,40v,40wの出力
であり、6Fはナンドゲート40aの出力である。HAENは拾
い上げイネーブルフリツプフロツプ45の出力、G1,G2は
カウンタ41の入力、INTRは割込回路47の割込出力、1fは
同期回路47の出力である。このようにして周波数計測を
行うたものがFのチヤートである。このFにおいて、1
回目は無視する。そして、f1はカウンタ41のG1のカウン
タ値より周波数計測の演算を、f2はカウンタ41のG2のカ
ウンタ値より周波数計測の演算を行う。
第5図及び第6図に示すタイムチヤートは、開閉器29が
オンされているとき、すなわち電動機24に商用電源が供
給されているときのものである。この第5図では開閉器
29がオンされているときに、インバータ21の出力周波数
fを最大にすることが第2図のものと異なるだけで基本
的な制御は同じである。
H.発明の効果 以上述べたように、この発明によれば次に述べるような
効果がある。
(1) PWM制御とPAM制御を併用し、拾い上げ処理時に
PLL回路を使用しないために、構成の簡素化を図ること
ができる。
(2) 演算処理部を設けたことにより残留電圧から周
波数の計測を行つてインバータ容量範囲に入るまで待つ
て制御範囲に入つたことを確認してから拾い上げ処理に
入るので拾い上げ処理が円滑かつ確実にできる。
(3) インバータの出力側に出力トランスがある場合
には拾い上げ時までに出力トランスが励磁されるため、
逆変換装置側と電動機側からの各々の突入電流を制御す
ることができる。
(4) 拾い上げ処理時にデジタル系からアナログ系に
切換えた時でも切換が円滑にでき、回転ムラ等の不具合
を発生しない。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例を示すブロツク図、第2図
は第1図の動作を説明するためのタイムチヤート、第3
図は周波数計測部の詳細を示す構成図、第4図は第3図
の動作を説明するためのタイムチヤート、第5図及び第
6図は異なる制御工程を示すタイムチヤートである。 1……周波数設定器、9……電圧設定増幅回路、10……
周波数設定増幅回路、13……PAM電圧増幅回路、16……
順変換装置、21……逆変換装置、23……開閉器、24……
電動機、31……ゼロクロスコンパレータ、32……演算処
理部。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】PMA制御される順変換装置とPWM制御される
    逆変換装置を使用して、商用電源で運転中の電動機を商
    用電源から切り離して逆変換装置の出力により運転させ
    る際の電動機の拾い上げ方法において、 前記商用電源から切り離して逆変換装置の出力電圧を出
    力トランスを介して電動機に供給して電動機を運転させ
    る際、拾い上げ指令により順変換装置と逆変換装置を始
    動状態にしてから順変換装置の出力電圧を上昇させた
    後、逆変換装置の出力周波数を最大周波数に設定し、そ
    の後、電動機の残留電圧を演算処理部の周波数計測部に
    取り込んで、電動機の回転数から周波数を計測し、その
    計測した周波数が逆変換装置で設定された最大周波数に
    達したとき、逆変換装置から出力電圧を電動機の残留電
    圧まで徐々に上昇させ、逆変換装置の出力電圧と電動機
    の残留電圧が等しくなった時に、逆変換装置の出力電圧
    を電動機に供給し、その後、逆変換装置の出力電圧を徐
    々に上昇させて拾い上げ運転を開始することを特徴とす
    る電動機の拾い上げ方法。
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