JPH08251967A - インバータ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 誘導電動機の軸が実際に、予め設定された設
定回転数を越えて、多く回転し過ぎることを防止できる
インバータ装置を得ること。 【構成】 三相モータ５へ供給される電流を検出する電
流検出器６と、検出された電流を基に三相モータ５が起
動してからの該モータ５の軸の実回転数を計算し、求め
られた実回転数と予め設定された設定回転数とを比較
し、実回転数が設定回転数に達したときに信号を出力
し、この信号に対応して所定の対応処理をする機能を有
した制御部７とを備えたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えば昇降機、コン
ベア等を始め、種々の機械に用いられるインバータ装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のインバータ装置の構成について、
図７を用いて説明をする。図７において、１は三相電圧
源、２はダイオードをブリッジ接続し三相電圧源１を整
流して直流電圧に変換するコンバータ部、３はコンバー
タ部２によって変換された直流電圧を平滑するコンデン
サ、４はトランジスタとダイオードをブリッジ接続しコ
ンデンサ３によって平滑された直流電圧を交流に変換す
るインバータ部、５はインバータ部に接続されインバー
タ部より供給される電力によって駆動される三相誘導電
動機、７はインバータ部４を制御する制御部、８は制御
部７に入力するインバータ装置の起動指令、９は制御部
７に入力するインバータ装置の運転速度指令、１１は制
御部７からインバータ部４へ伝えられるＰＷＭ信号であ
る。

【０００３】次に動作について図８，９を用いて説明す
る。図８はインバータ部４にて行われる処理の手順を示
すフロー図である。この手順に従ってＰＷＭ信号が作成
されインバータ部４が駆動され、誘導電動機が駆動され
る。まず、ステップＳ７０１にて制御部７に入力してい
る速度指令９を読み込み運転周波数を決定し、ステップ
Ｓ７０２にて起動指令８を読み込み、ステップＳ７０３
へ進む。ステップＳ７０３では、読み込んだ起動指令８
と速度指令９を基に運転状態を決定する。今、起動指令
８が入力されておりかつ現在インバータ装置が出力して
いる周波数が速度指令９よりも低い場合にはステップＳ
７０４へ進み、起動指令８が入力されておりかつインバ
ータ装置が現在出力している周波数が速度指令９に達し
ていればステップＳ７０５へ進み、起動指令８が入力し
ていなければステップＳ７０６へ進む。ステップＳ７０
４では、インバータ装置の出力周波数を増加させる処理
（加速処理）を行い、ステップＳ７０５ではインバータ
の出力周波数を一定に保つ処理（一定速処理）を行い、
ステップＳ７０６ではインバータ装置の出力周波数を減
少させる処理（減速処理）を行う。それぞれＳ７０４，
Ｓ７０５，Ｓ７０６の処理がすむと、ステップＳ７０７
へ進む。ステップＳ７０７では、インバータ装置が現在
出力している周波数が０であるかどうか判別を行い、０
であればインバータ部４を遮断し停止とする。０でなけ
ればステップＳ７０１へ戻り処理を繰り返す。

【０００４】このような動作をするインバータ装置に接
続された誘導電動機（以後適宜モータと記す）の運転状
態を示す図が図９である。図９において横軸は時間を示
し、縦軸はモータ５の実回転速度を示す。まず、制御部
７に起動指令８が入力するとインバータ装置の出力する
周波数は増加しモータ５の実回転速度もインバータの出
力する周波数に従って増加する。速度指令９と等しい回
転速度にまで達すると一定速度で回転する。そして起動
指令８がオフされるとインバータ装置の出力周波数は減
少し、出力周波数が０になるとインバータ部４を遮断し
て停止する。モータ５の回転数もインバータ装置の出力
周波数に従って減少して停止に至る。モータ５の同期速
度と、モータ５の実回転数とはすべりが存在するが為に
一致せず、図９中の実線（モータ５の同期速度）と点線
（モータ５の実速度）のように差をもっている。この
時、モータ５の軸の回転数はモータ５の実回転速度の時
間積分として計算することができ、図９中にて斜線（ハ
ッチング）で示した部分の面積となり、実線で囲まれる
部分の面積つまり同期速度で決まる回転数と異なる。す
べりはモータ５にかかる負荷やモータ５に取り付けられ
る機械の慣性によって異なるのでこれらの条件によって
回転数が変化する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来のインバータ装置
は、以上のように構成されており、モータに取り付けら
れる機械装置の条件によって回転数が変化し、例えばモ
ータで昇降機を駆動させた場合に、起動後一定の時間駆
動し停止させても、昇降機の負荷の変化によってモータ
の軸の実際の回転数が、予定の回転数と異なり、移動量
に誤差が生じ、行き足りなかったり、行き過ぎたりする
などの問題点があった。

【０００６】この発明は上述のような課題を解決するた
めになされたもので、誘導電動機の軸が実際に、予め設
定された設定回転数を越えて、多く回転し過ぎることを
防止できるインバータ装置を得るものである。

【０００７】また、誘導電動機の軸が実際に、予め設定
された設定回転数に満たず、回転し足りないことを防止
できるインバータ装置を得るものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明に係るインバー
タ装置は、誘導電動機へ供給される電流を検出する電流
検出器と、検出された電流を基に上記誘導電動機が起動
してからの上記誘導電動機の軸の実回転数を計算する演
算手段と、上記計算により求められた実回転数と予め設
定された設定回転数とを比較し、実回転数が設定回転数
に達したときに信号を出力する比較手段と、この比較手
段からの信号に対応して所定の対応処理をする対応処理
手段とを備えたものである。

【０００９】また、誘導電動機へ供給される電流を検出
する電流検出器と、検出された電流を基に上記誘導電動
機の軸の実回転速度を計算し、この実回転速度を時間積
分して上記誘導電動機が起動してからの上記軸の実回転
数を計算する演算手段と、上記計算により求められた実
回転数と予め設定された設定回転数とを比較し、実回転
数が設定回転数に達したときに信号を出力する比較手段
と、この比較手段からの信号に対応して所定の対応処理
をする対応処理手段とを備えたものである。

【００１０】また、対応処理手段として、警告を発する
警告発生手段を備えたものである。

【００１１】また、対応処理手段として、回路を遮断し
て誘導電動機を停止させる停止手段を備えたものであ
る。

【００１２】さらに、対応処理手段として、警告を発す
る警告発生手段と、回路を遮断して誘導電動機を停止さ
せる停止手段とを備えたものである。

【００１３】また、誘導電動機へ供給される電流を検出
する電流検出器と、検出された電流を基に上記誘導電動
機の軸の実回転速度を計算し、この実回転速度を時間積
分して上記誘導電動機が起動してからの上記軸の実回転
数を計算する演算手段と、この演算手段により求められ
た実回転数に基づき上記誘導電動機が起動してから停止
するまでの上記軸の総回転数を推定する総回転数推定手
段と、この総回転数推定手段により求められた総回転数
が予め設定された設定回転数に足りない場合、設定回転
数と一致するように上記軸の回転を自動調整する自動調
整手段とを備えたものである。

【００１４】

【作用】この発明におけるインバータ装置は、誘導電動
機の軸が実際に、予め設定された設定回転数に達したと
き、所定の対応をするものである。

【００１５】また、検出された電流を基に上記誘導電動
機の軸の実回転速度を計算し、この実回転速度を時間積
分して上記誘導電動機が起動してからの上記軸の実回転
数を計算することにより、誘導電動機の軸が実際に、予
め設定された設定回転数に達したとき、所定の対応をす
るものである。

【００１６】また、軸が設定回転数に達したとき、警告
発生手段により警告を発するものである。

【００１７】また、軸が設定回転数に達したとき、停止
手段により回路を遮断して誘導電動機を停止させるもの
である。

【００１８】さらに、軸が設定回転数に達したとき、警
告発生手段により警告を発するとともに、停止手段によ
り回路を遮断して誘導電動機を停止させるものである。

【００１９】また、軸が実際に、予め設定された設定回
転数に満たず、回転し足りない場合に、自動調整手段に
より設定回転数と一致するように上記軸の回転を自動調
整するものである。

【００２０】

【実施例】

実施例１．以下、この発明の実施例１を、図１〜図３を
用いて説明する。図１はこの発明の実施例１に係るイン
バータ装置を示す構成図である。図１において、１は三
相電圧源、２はダイオードをブリッジ接続し三相電圧源
１を整流して直流電圧に変換するコンバータ部、３はコ
ンバータ部２によって変換された直流電圧を平滑するコ
ンデンサ、４はトランジスタとダイオードをブリッジ接
続しコンデンサ３によって平滑された直流電圧を交流に
変換するインバータ部、５はインバータ部に接続されイ
ンバータ部より供給される電力によって駆動される三相
モータ、６はインバータ部４からモータ５へ供給される
電流を検出する電流検出器、７はインバータ部４を制御
する制御部であり、演算手段と比較手段と対応処理手段
としての機能を有している。８は制御部７に入力するイ
ンバータ装置の起動指令、９は制御部７に入力するイン
バータ装置の運転速度指令、１０は制御部７に入力する
回転数指令、１１は制御部７からインバータ部４へ伝え
られるＰＷＭ信号である。１２は警告発生手段としての
警報ブザーである。

【００２１】次に動作について図２，３を用いて説明す
る。図２はこの発明の実施例１の制御部７で行う手段を
示すフロー図であり、図３は縦軸に回転速度、横軸に時
間をとりモータ５の駆動状態を示す図である。まず、ス
テップＳ１０１にて制御部７に入力している速度指令９
を読み込み運転周波数を決定し、ステップＳ１０２にて
起動指令８を読み込み、ステップＳ１０３へ進む。ステ
ップＳ１０３では、読み込んだ起動指令８と速度指令９
を基に運転状態を決定する。起動指令が入力されており
かつ現在インバータ装置が出力している周波数が速度指
令９よりも低い場合にはステップＳ１０４へ進み、起動
指令８が入力されておりかつインバータ装置が現在出力
している周波数が速度指令９に達していればステップＳ
１０５へ進み、起動指令８が入力していなければステッ
プＳ１０６へ進む。ステップＳ１０４では、インバータ
装置の出力周波数を増加させる処理（加速処理）を行
い、ステップＳ１０５ではインバータの出力周波数を一
定に保つ処理（一定速処理）を行い、ステップＳ１０６
ではインバータ装置の出力周波数を減少させる処理（減
速処理）を行う。それぞれＳ１０４，Ｓ１０５，Ｓ１０
６の処理がすむと、ステップＳ１０７へ進む。ステップ
Ｓ１０７では、電流検出器６によって検出された電流値
を基にモータ５の実回転数速度を計算し、ステップＳ１
０８では計算された回転速度を時間積分する。

【００２２】ステップＳ１０９では制御部７に入力して
いる回転数指令１０と、計算された回転数すなわち点線
で囲まれた斜線で示される面積ａとを比較する。そして
その時点での軸の回転数、すなわち実回転数が回転数指
令１０によって入力されている設定回転数を越えた場合
には、ステップＳ１１０へ進み警報ブザー１２により警
告を発する。また、比較の結果、実回転数が回転数指令
（設定回転数）１０を越えていない場合にはステップＳ
１１１へ進む。ステップＳ１１１では、インバータ装置
が現在出力している周波数が０であるかどうか判別を行
い、０であればインバータ部４を遮断し停止とする。０
でなければステップＳ１０１へ戻る。

【００２３】実施例２．この発明の実施例２は、構成に
おいて実施例１とほぼ同様であり手段のみが異なるので
手段について図４のフロー図を用いて説明する。まず、
ステップＳ２０１にて制御部７に入力している速度指令
９を読み込み運転周波数を決定し、ステップＳ２０２に
て起動指令８を読み込み、ステップＳ２０３へ進む。ス
テップＳ２０３では、読み込んだ起動指令８と速度指令
９を基に運転状態を決定する。起動指令が入力されてお
りかつ現在インバータ装置が出力している周波数が速度
指令９よりも低い場合にはステップＳ２０４へ進み、起
動指令８が入力されておりかつインバータ装置が現在出
力している周波数が速度指令９に達していればステップ
Ｓ２０５へ進み、起動指令８が入力していなければステ
ップＳ２０６へ進む。ステップＳ２０４では、インバー
タ装置の出力周波数を増加させる処理（加速処理）を行
い、ステップＳ２０５ではインバータの出力周波数を一
定に保つ処理（一定速処理）を行い、ステップＳ２０６
ではインバータ装置の出力周波数を減少させる処理（減
速処理）を行う。それぞれＳ２０４，Ｓ２０５，Ｓ２０
６の処理がすむと、ステップＳ２０７へ進む。ステップ
Ｓ２０７では、電流検出器によって検出された電流値を
基にモータ５の実回転数速度を計算し、ステップＳ２０
８では計算された実回転速度を時間積分する。

【００２４】ステップＳ２０９では制御部７に入力して
いる回転数指令１０と、計算された回転数すなわち点線
で囲まれた斜線で示される面積ａとを比較する。そして
回転数が回転数指令１０を越えた場合には、ステップＳ
２１０へ進み制御部７が停止手段として機能し、インバ
ータ部４を遮断しモータ５を停止させる。また同時に、
警報ブザー１２を鳴らしてもよい。また、比較の結果、
実回転数が回転数指令１０を越えていない場合にはステ
ップＳ２１１へ進む。ステップＳ２１１では、インバー
タ装置が現在出力している周波数が０であるかどうか判
別を行い、０であればインバータ部４を遮断し停止とす
る。０でなければステップＳ２０１へ戻る。

【００２５】実施例３．この発明の実施例３の構成は実
施例１，２の構成と同様であり、手段のみが異なるので
手段について説明する。図５は実施例３の手段を示すフ
ロー図であり、まず、ステップＳ３０１にて制御部７に
入力している速度指令９を読み込み運転周波数を決定
し、ステップＳ３０２にて起動指令８を読み込み、ステ
ップＳ３０３へ進む。ステップＳ３０３では、読み込ん
だ起動指令８と速度指令９を基に運転状態を決定する。
起動指令が入力されておりかつ現在インバータ装置が出
力している周波数が速度指令９よりも低い場合にはステ
ップＳ３０４へ進み、起動指令８が入力されておりかつ
インバータ装置が現在出力している周波数が速度指令９
に達していればステップＳ３０５へ進み、起動指令８が
入力していなければステップＳ３０６へ進む。ステップ
Ｓ３０４では、インバータ装置の出力周波数を増加させ
る処理（加速処理）を行い、ステップＳ３０５ではイン
バータの出力周波数を一定に保つ処理（一定速処理）を
行い、ステップＳ３０６では制御部７に入力している回
転数指令１０を読み込む。

【００２６】ステップＳ３０４，Ｓ３０５の処理が済む
とステップＳ３０７へ進み、出力電流よりモータ５の実
回転数を計算し、その値を時間積分する。そして、ステ
ップＳ３０１へ戻る。ステップＳ３０９にて回転数指令
を読み込んだ後には、ステップＳ３０８へ進み計算され
たモータ５の回転数と同期速度で減速した場合の回転数
を合計した値と制御部７に入力している回転数指令１０
を比較して、指令１０よりも実回転数が大きい場合に
は、ステップＳ３０９へ進み、小さい場合にはステップ
Ｓ３１０へ進む。ステップＳ３０９ではインバータ装置
の出力している周波数を減少させる処理（減速処理）を
行う。ステップＳ３１０では、まだ回転数が回転数指令
１０を越えていないので減速せずに一定速のまま運転を
続けるように処理を行う。

【００２７】その結果、図６において、起動指令８のオ
フした時点で斜線（ハッチング）で示すａ部の面積と回
転数指令１０を比較し、回転数指令１０よりも小さけれ
ば減速を開始する時間を遅らせ、網掛けで示すｂ部の面
積だけ余分に回転することにより回転数の不足を補うこ
とになる。ステップＳ３０９，Ｓ３１０の処理が済む
と、ステップＳ３１１へ進みインバータ装置の出力して
いる周波数が０か否か判別して０であればステップＳ３
１１へ進みインバータ部４を遮断し、０でなければステ
ップＳ３０１へ戻る。

【００２８】

【発明の効果】この発明は、以上に説明したように構成
されているので、以下に示すような効果を奏する。

【００２９】誘導電動機の軸が実際に、予め設定された
設定回転数に達したとき、所定の対応をするようにした
ことにより、回転し過ぎによる種々の弊害の発生を未然
に回避するための対策をとることができる、といった効
果を奏する。

【００３０】また、検出された電流を基に上記誘導電動
機の軸の実回転速度を計算し、この実回転速度を時間積
分して上記誘導電動機が起動してからの上記軸の実回転
数を計算することにより、誘導電動機の軸が実際に、予
め設定された設定回転数に達したとき、所定の対応をす
るようにしたことにより、回転し過ぎによる種々の弊害
の発生を未然に回避するための対策をとることができ
る、といった効果を奏する。

【００３１】また、軸が設定回転数に達したとき、警告
発生手段により警告を発するようにしたことにより、操
作者等が、設定回転数に達したことを認識し、種々の対
応をとることができる、といった効果を奏する。

【００３２】また、軸が設定回転数に達したとき、停止
手段により回路を遮断して誘導電動機を停止させるよう
にしたことにより、実際に設定回転数を越えることがな
く、回転し過ぎによる種々の弊害の発生を未然に回避す
ることができる、といった効果を奏する。

【００３３】さらに、軸が設定回転数に達したとき、警
告発生手段により警告を発するとともに、停止手段によ
り回路を遮断して誘導電動機を停止させるようにしたこ
とにより、実際に設定回転数を越えることがなく、回転
し過ぎによる種々の弊害の発生を未然に回避することが
でき、かつ、操作者等に、設定回転数に達したことを認
識させ、種々の対応をとることができる、といった効果
を奏する。

【００３４】また、軸が実際に、予め設定された設定回
転数に満たず、回転し足りない場合に、自動調整手段に
より設定回転数と一致するように上記軸の回転を自動調
整するようにしたことにより、回転し足りないことによ
る種々の弊害の発生を未然に回避することができる、と
いった効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施例に係るインバータ装置の構
成を示す図である。

【図２】 この発明の実施例１に係るインバータ装置の
動作を示すフロー図である。

【図３】 この発明の実施例１，２に係るインバータ装
置によって駆動されるモータの回転数について示した図
である。

【図４】 この発明の実施例２に係るインバータ装置の
動作を示すフロー図である。

【図５】 この発明の実施例３に係るインバータ装置の
動作を示すフロー図である。

【図６】 この発明の実施例３に係るインバータ装置に
よって駆動されるモータの回転数について示した図であ
る。

【図７】 従来のインバータ装置の構成を示す図であ
る。

【図８】 従来のインバータ装置の動作を示すフロー図
である。

【図９】 従来のインバータ装置によって駆動されるモ
ータの回転数について示した図である。

【符号の説明】

４ インバータ部、５ 三相モータ、６ 電流検出器、
７ 制御部、１２ 警報ブザー。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 誘導電動機へ供給される電流を検出する
   電流検出器と、 検出された電流を基に上記誘導電動機が起動してからの
   上記誘導電動機の軸の実回転数を計算する演算手段と、 上記計算により求められた実回転数と予め設定された設
   定回転数とを比較し、実回転数が設定回転数に達したと
   きに信号を出力する比較手段と、 この比較手段からの信号に対応して所定の対応処理をす
   る対応処理手段とを備えたことを特徴とするインバータ
   装置。
2. 【請求項２】 誘導電動機へ供給される電流を検出する
   電流検出器と、 検出された電流を基に上記誘導電動機の軸の実回転速度
   を計算し、この実回転速度を時間積分して上記誘導電動
   機が起動してからの上記軸の実回転数を計算する演算手
   段と、 上記計算により求められた実回転数と予め設定された設
   定回転数とを比較し、実回転数が設定回転数に達したと
   きに信号を出力する比較手段と、 この比較手段からの信号に対応して所定の対応処理をす
   る対応処理手段とを備えたことを特徴とするインバータ
   装置。
3. 【請求項３】 対応処理手段として、警告を発する警告
   発生手段を備えたことを特徴とする請求項１または請求
   項２のいずれかに記載のインバータ装置。
4. 【請求項４】 対応処理手段として、回路を遮断して誘
   導電動機を停止させる停止手段を備えたことを特徴とす
   る請求項１または請求項２のいずれかに記載のインバー
   タ装置。
5. 【請求項５】 対応処理手段として、警告を発する警告
   発生手段と、回路を遮断して誘導電動機を停止させる停
   止手段とを備えたことを特徴とする請求項１または請求
   項２のいずれかに記載のインバータ装置。
6. 【請求項６】 誘導電動機へ供給される電流を検出する
   電流検出器と、 検出された電流を基に上記誘導電動機の軸の実回転速度
   を計算し、この実回転速度を時間積分して上記誘導電動
   機が起動してからの上記軸の実回転数を計算する演算手
   段と、 この演算手段により求められた実回転数に基づき上記誘
   導電動機が起動してから停止するまでの上記軸の総回転
   数を推定する総回転数推定手段と、 この総回転数推定手段により求められた総回転数が予め
   設定された設定回転数に足りない場合、設定回転数と一
   致するように上記軸の回転を自動調整する自動調整手段
   とを備えたことを特徴とするインバータ装置。