JPS5914393A - インバ−タの制御方式 - Google Patents

インバ−タの制御方式

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JPS5914393A
JPS5914393A JP57122088A JP12208882A JPS5914393A JP S5914393 A JPS5914393 A JP S5914393A JP 57122088 A JP57122088 A JP 57122088A JP 12208882 A JP12208882 A JP 12208882A JP S5914393 A JPS5914393 A JP S5914393A
Authority
JP
Japan
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frequency
inverter
time
command
signal
Prior art date
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Pending
Application number
JP57122088A
Other languages
English (en)
Inventor
Kenji Kosaka
高坂 憲司
Masahiro Minamoto
皆元 正博
Kazuto Nakamura
和人 中村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
Fuji Electric Manufacturing Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd, Fuji Electric Manufacturing Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
Priority to JP57122088A priority Critical patent/JPS5914393A/ja
Publication of JPS5914393A publication Critical patent/JPS5914393A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P1/00Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters
    • H02P1/16Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters for starting dynamo-electric motors or dynamo-electric converters
    • H02P1/26Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters for starting dynamo-electric motors or dynamo-electric converters for starting an individual polyphase induction motor
    • H02P1/30Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters for starting dynamo-electric motors or dynamo-electric converters for starting an individual polyphase induction motor by progressive increase of frequency of supply to primary circuit of motor

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、電動機駆動用インバータの電源瞬時停電時
(以下、瞬停時ともいう。)における制御方式に関する
一般に、繊維機械や上下水道等に用いられるインバータ
駆動の電動機は、数秒以内の停電が生じても運転を継続
し、電源回復(復電)後は直ちに指定された運転状態に
復帰することが要求される場合が多い。なお、この場合
、かがる制御を行なうインバータ装置自体も安全に保護
されるように配慮することは勿論である。そこで、従来
は、例えば瞬停時にはインバータの出力周波数を低下さ
せ、電動機の回転エネルギーを利用して発電運転するこ
とによりインバータを動作状態に保ち、復電後は直ちに
再加速する方法、またはインバータ周波数設定信号(f
*)から予め設定された変化率で変化するインバータ周
波数指令f*“を演算する周波数指令演算器(ランプジ
ェネレータ)を設け、停電時には該ランプジェネレータ
の時定数を非常に小さな値に切り替え、また復電後はそ
の時定数をもとの値に戻すように制御することによシ、
復電後のインバータ周波数を元の速度設定値まで電動機
の慣性に見合った加速ノくターンで加速し、前者の方式
をさらに改良した方法等が知られている。
第1図(A)は従来方式、特に後者の方式におけるイン
バータ周波数指令特性を、また同図(B)は同じ(電動
機発生トルク特性をそれぞれ示す特性図である。すなわ
ち、後者の如き制御方式では、瞬停発生時刻t1以前は
、例えばインノく一夕周波数は一定の値f1で、発生ト
ルクはτ1となるように運転される。そして、停電が発
生してから復電する迄の期間(時刻t1からt2までの
間)は、インノ々−タを動作状態に保つためにその周波
数を同図(A)の如く所定の割合で低下させ、電動機の
回転エネルギーを利用して発電運転を行なわせる。なお
、このときの発生トルクは、同図(B)の如くτ2とな
シ、はy零である。次いで、時刻t2において電源が回
復すると、インバータの周波数指令f**は、もとの速
度設定値f1に向かって加速を開始する。この場合、負
荷の要求するトルクは負荷の反抗トルクと、加速トルク
との和になる。しかし、インバータの制御遅れによって
、電動機発生トルクは復電後直ちに負荷の要求するトル
クには追従できず、ち 同図(、B)に示す如く遅れて立長上がることになる。
すなわち、復電直後の時刻t2の近傍では負荷の反抗ト
ルクよりも電動機発生トルクの方が小さいため電動機は
脱調し、加速できな(なるおそれがある。
この発明はかかる点に鑑みてなされたもので、その目的
はat直後の電動機発生トルクの不足にもとづく電動機
の税調を防止し、もとの回転速度へ安定かつ確実に加速
できるようにするインバータ制御方式を提供することに
ある。
その特徴は、停電期間中はインバータ周波数を低下させ
、電動機の回転エネルギーを利用して電動機を発電運転
することによシ停電中もインバータを連続運転するとと
もに、復電後のインバータ周波数指令を減速から加速へ
徐々に連続的K(折点を出さずに)変えることにより、
電動機の脱調を防止して安定かつ確実にもとの速度へ復
帰させるようにした点にある。
以下、この発明の実施例を図面を参照して説明する0 第2図はこの発明の実施例を示す全体構成図、第3図は
この発明方式におけるインバータ周波数指令特性を示す
特性図である。
第2図において、1は交流電源、2は順変換(整流)部
、3は直流リアクトル、4は逆変換(インバータ)部、
5は誘導機等の交流電動機、6は変流器、7は分流器(
電流検出器)、8,9は電圧変成器、10は周波数指令
装置、11はランプジェネレータ、12,14.23は
比較器、13は電圧調節器、15.2211電流調節器
、16は移相器、17 ijt圧/周波n (V/F 
)変換器、18はリングカウンタ、19はパルスアンプ
、20は直流電流指令発生器、21は停電検出器、24
は加算器である。
すなわち、電動機電流の大きさは、電圧調節器13の出
力として得られる電流指令けと、電流変成器6により検
出される電流Iとを第2の比較器14にて比較し、該比
較出力にもとづき電流調節器15にて調節演算し、その
結果Kj:υ移相器16を介して順変換(整流)部2の
位相制御を行なうことによシ制御される。一方、電動機
周波数は、周波数指令装ft1Oからランプジェネレー
タ11を介して得られる周波数指令f**を■/F変換
器17、リングカウンタ18およびパルスアンプ19を
介して逆変換(インバータ)部4へ与えて、その点弧制
御を行15ことにより制御される。
以上は通猟時の動作であるが、次に停電時、復電時の動
作について説明する。
いま、交流電源1が停電(電源電圧が所定レベル以下に
Fがった場合も含む。)すると、電圧変成器8の2次電
圧が零電圧となるので停電検出器21にてこれを検出し
、その検出出力Sa(信号Saは、停電時にはディジタ
ル信号の例えば1”を出力する。)を直流電流指令発生
器20に与える。
蚊直流電流指令発生器20は、その人力Iaを初期値と
して時間の経過とともに出力が所定値IC1゜まで減少
する特性を有する如く構成され、かつその出力Idoの
大きさは電動機5の励磁電流IMとはy等しくなるよう
に設定されている。したがって、直流電流指令発生器2
0からは、上述の如き特性をもった直流電流指令値Ia
c*が第3比較器23の一方の端子に供給される。該第
3比較器23の他方の端子には、分流器7により検出さ
れるインバータ直流入力電流Idcが与えられるので、
該電流Ia0は指令値Jdc*と比較され、その偏差が
第2電流調節器22に与えられる。調節i’i 22で
は、該偏差が零となる如く調節演針が行なわれ、その結
果周波数補正信号Δf*が出力される。この周波数補正
信号Δf*は加算器24に与えられ、周波数指令装置1
0から供給される周波数指令(設定)値f*と加算され
て周波数補正が行なわれる。この場合、電動機回転数が
下がると、調節器22は検出電流値工d。を一定値I 
d a”に保つべ(、インバータ周波数を低下させるよ
うに周波数補正値Δ(*y大きくなる。このようにして
、周波数設定信号f*は周波数補正信号Δf*によって
補正され、ランフ。
ジェネレータ11を介して周波数制御ル−プに与えられ
る。しかるに、該ランプジェネレータ11の時定数は太
き(、その入力fl(f*−Δf*)を該時定数に応じ
て所定の割合で変化させて上記周波数制御ループに与え
るため、どうしても制御遅れが生じるとともに発電運転
をするために必要な周波数変化が得られず、したがって
安定な動作が出来なくなる。したがって、この実施例で
は停電検出器21にて停電が検出されている間は、その
出力Saによりランプジェネレータ11の時定数を制御
遅れが生じない程度の小さな値に切υ換えるものである
。こうすることにより、停電によって電動機5を発電運
転し、電動機電流を一定(Ido ’)にすべく周波数
補正信号Δf*が変化すると、ランプジェネレータ11
の入力’Isすなわちインノく一夕周波数指令値f**
はf*−Δf*となり、Δf*の増加につれてインバー
タ周波数指令値f**は減少する。このとき、ランプジ
ェネレータ110時定数は上述の如く極めて小さな値に
切シ換えられているので、f*−Δf*の変化に対して
実際のインバータ周波数指令f**も直ちに追従し、こ
れによって周波数を変化させ、電動機電流が一定に保た
れるように制御する。
ここで、電源が回復すると、停電検出信号が10”とな
って第2の電流調節器22はゼロホールド(出力を0″
にする)され、ランプジェネレータ11の時定数はもと
の値に切シ換えられる。
この場合、その後の周波数指令f**(ランプジェネレ
ータ11の出力電圧に相当する)が、第3図の点線丸印
内に示されるように、その変化率d f**/ d t
が復電直前の負の値から徐々に零となり、次いで正の値
へと連続的に変化する如くランプジェネレータ11を構
成しておくものとする。こうすることによって、電動機
速度は復電後も所定の時間は減少を続け、その減少率が
次第に小さくなった後に通常の加速パターンへと移行し
、元の速度に回復する。このため、復電直後に負荷が要
求するトルクは、零から徐々に増加するので、従来方式
にお〜・て問題とされていたインノく一夕の制御遅れに
もとづく電動機発生トルク不足による脱調を防止するこ
とができ、安定かつ確実に元の速度に復帰させることが
可能となる。
第4図はこの発明方式において用いられるランプジェネ
レータ11の詳細を示す回路図、第5図はその動作を説
明するための要部波形図である。
第4図において、111は時定数変更部、112は周波
数指令修正部であり、MMは単安定マルチバイブレータ
(以下、モノマルチともいう。)、API〜AP3はア
ンプ、SWI〜SW3はスイッチ、几、R1−R3は抵
抗、C,CI、C2はコンデンサ、INは反転増幅器、
21は第2図と同様の停電検出器である。
すなわち、時定数変更部111は、瞬停時には第1スイ
ツチ8W1をオンとし、アンプAP2およびコンデンサ
C1からなる積分器の積分時間を大幅に短((R2xC
1)してランプジェネレータ11による制御遅れを実質
的に零にする一方、復電時には該スイッチSWIをオフ
として積分時間を長<((Rt+n・2)CI)R2x
ci )L、電動機の負荷に見合った時間で元の速度ま
で加速する。これに対して、周波数指令修正部112は
、この発明によシ特に付加されたもので、復電時におけ
る周波数指令を減速から加速へ連続的に変えるようにす
るために設けられる。すなわち、第3のスイッチ8W3
は、第5図に)の如く復電直後のΔを時間以外ではオン
であシ(モノマルチMMと反転増幅器INとの相互作用
による)、コンデンサC2には、インバータ周波数指令
f**の変化率df**/旧に比例した電荷が蓄えられ
る。このとき、第2のスイッチSW2は第5図(ハ)の
如くオフに表っているので、アンプAP2およびコンデ
ンサC1からなる積分器には修正信号Scは与えられな
い。この状態で復電、すなわち第5図(イ)の停電IL 検出信号、が0″になると、モノマルチMMの動作時間
Δt(第5図(ロ)参照)だけスイッチSW2はオンと
なる一方、スイッチSW3は第5図に)の如くオフとな
る。このため、積分器には復電直前の微分値d f**
/d tをピーク値として、−次遅れ(時定数R3×C
2)で減衰する第5図(ホ)の如き修正信号S。が与え
られ、その結集積分器の出力は減速指令から加速指令へ
と連続的Kl化する。なお、モノマルチMMの動作時間
、つまり第5図(ロ)で示される信号Sbの継続時間は
、−次遅れ要素の時定数R3xC2よシも大きく選ばれ
ることは云う迄もない。
以上のように、この発明によれば、復電時にインバータ
周波数指令を減速から加速へ切シ替える際にへインバー
タ周波数指令パターンに折点を出さずに、つまシ連続的
に徐々に切り替えるようにしたため、復電直後のトルク
不足による%、電動機脱調を防止することができ、元の
回転速度まで確実に再加速することが可能となるもので
ある。
なお、この発明は、電流形インバータを用いて誘導機を
駆動する場合に特に好適であるが、例えば電圧形インバ
ータによシ誘導機または同期機を駆動する場合にも有効
である。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来方式におけるインバータ周波数指令および
電動機発生トルクの変化する様子を示す特性図、第2図
はこの発明の実施例を示す全体構成図、第3図はこの発
明方式におけるインバータ周波数指令の変化する様子を
示す特性図、第4図は第2図におけるランプジェネレー
タの詳細を示す回路図、第5図はその動作を説明するた
めの要部波形図である。 符号説明 1・・・・・・電源、2・・・・・・I@i変換部、3
・・曲直流リアクトル、4・・・・・・逆変換部、5・
曲・電動機(誘導機)、6・・・・・・変流器、7・・
・・・・分流器、8,9・曲・電圧変成器、10・・・
・・・周波数指令装置、11・・・・・ランプジェネレ
ータ、】11・叩・時定数変更部、112・・・・・・
周波数指令修正部、12,14.23・・・・・・比較
器、13・・・・・・電圧調節器、15,22・・・・
・・電流調節器、16・・・・・・移相器、17・・・
・・V/F変換器、18・・・・°・リングカウンタ、
19・・・・・・パルスアンプ、2゜・・・・・・直1
f11、Tji、流指令発生器、21・・曲停電検出器
、24・・・・・・加算器、M M・・・・・・単安定
マルチパイプレーク、AP1〜AP3・・曲アンプ、s
w1〜8W3・・曲スイッチ、几、R11〜1(,3・
・・・・・抵抗、C,CI、C2・・・・・・コンデン
サ、IN・・・・・・反転増幅器代理人 弁理士 並 
木 昭 夫 代坤人 弁理士 松 崎   清

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 少な(とも逆変換部を備え交流電源により給電されて電
    動機を可変速駆動するインバータの出力周波数を制御す
    べく該逆変換部の点弧制御を行な5周波数制御手段と、
    交流電源の瞬断を検出したとき前記電動機の回転エネル
    ギーを利用して発電運転を行なうために前記逆変換部の
    直流入力電流値を一定にすべ(周波数補正信号を出力す
    る周波数補正手段と、該周波数補正信号と別途設定され
    る周波数設定信号とを加算した周波数指令信号を所定の
    関係をもって変化させて前記周波数制御手段に寿える周
    波数指令演算手段と、該演算手段からの周波数指令信号
    の変化率に比例する信号を記憶するとともに該記憶した
    信号を電源回復後の所定時間内に所定の割合で変化させ
    て該演算手段に与えることによシ周波数指令信号を修正
    する周波数指令修正手段とを備え、該修正手段によシミ
    源回復後の周波数指令を減速から加速へ徐々に連続的に
    変化させるようにしたことを特徴とするインバータの制
    御方式。
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Cited By (5)

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