JPS62160093A - 電動機の拾い上げ方法 - Google Patents

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】 Ａ、産業上の利用分野 この発明は順、逆変換装置を用いた電動機の拾い上げ方
法に関する。

Ｂ１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た電動機の拾い上げ方法において
、 電動機の残留電圧がないときに、予備励磁電圧を与えた
後、電動機の回転周波数を計測しその後、逆変換装置の
出力電圧を上昇させる過程で出力電流が１００％を越え
たとき逆変換装置の出力周波数を低下させて出力電流が
１００％以内になった後に拾い上げを行うようにしたこ
とにより、残留電圧が無く、かつ回転数の検出も行なわ
なくてら円滑な拾い上げ処理を可能としたものである。

Ｃ１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（逆変換装置）を用いて行なわれるように
なって来た。このインバータにより電動機の可変速運転
を行っているとき、瞬時停電等により、インバータと電
動機間が電気的に切り離され、復電後にインバータと電
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。

Ｄ０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には通常同期投入と
いう手段を用いて行われる。同期投入を行う際、電動機
に残留電圧がない場合には電動機の回転数を検出し、位
相合せを行う。この位相合せに通常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、拾い上げの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で過渡
電圧が発生し、回転ムラが生じやすくなる問題がある。

Ｅ１問題点を解決するための手段 この発明は受電電圧の停電を検出する工程と、この停電
検出により逆変換装置の出力電圧が喪失され、その後電
動機の残留電圧の有無を検出する工程と、残留電圧が無
しと検出された後、復電を検出する工程と、前記停電検
出時の変換装置の出力周波数と同じ周波数データをＰ　
Ｗ　Ｍ発生回路に与えるとともにＰＷＭ位相制御角演算
部の出力を与えて逆変換装置を駆動させて一定時間の間
予備励磁電圧を送出する工程と、この予備励磁電圧によ
り発生した電動機の残留電圧で電動機の回転周波数を計
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
発生回路に与えて逆変喚装置を駆動させる工程と、この
駆動により逆変換装置の出力電圧を上昇させる過程で出
力電流が定格値を越えたときに逆変換装置の出力周波数
を低下させて出力電流が定格値以内に入るようにさせる
工程と、定格値以内に入った後、徐々に逆変換装置の出
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逆変換装置の出力周波数に差があ
ったときには周波数加減指令を与え、その後、前記差が
なくなったなら、ＰＷＭ発生回路をアナログ系出力で処
理させる工程とを備えたものである。

Ｆ　作用 逆変換装置の動作停止後、拾い上げ指令が入力されると
、残留電圧の有無が検出される。残留電圧が無いことが
検出されたなら開閉器を投入して逆変換装置の運転を一
定時間開始して電動機の予備励磁電圧を印加する。この
ときの運転周波数は停電時におけるときの周波数を出力
する。予備励磁電圧印加後、電動機の回転周波数を計測
する。

その後、逆変換装置の出力電圧を零から徐々に上昇させ
る。この上昇途中で出力電流が定格値を越えたなら逆変
換装置の運転周波数を低下させて前記電流が定格値以内
に入るようにする。この電流値以内で出力電圧が電圧／
周波数値まで上昇したときに出力電圧の上昇を停止させ
、ＰＷＭ演算をマイコン制御よりアナログ系に切換で電
動機の袷い上げを完了する。

Ｇ２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。

１１図において、■は周波数設定器で、この設定器ｌ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の出力はクッション回路４に供
給される。このクッション回路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。クッション回路
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へ供給される。反転増幅回路８
の出力は第２つき合せ部５にフィードバックされるとと
もに電圧設定増幅回路つ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がフィードバックされ、その偏差出力がＰＡ
Ｍ’ｊｌｉ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Ｖ
ｄを検出する直流電圧検出部、２０は直流電流１ｄ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カドランス２２に供給される。出カ
ドランス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１ａ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で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Ｆｓ（周波数データ）としてＰＷＭ発生
回路３２ｃに与えられる。

残留電圧ＶＨがないときには演算部３２ｂで設定された
データがＰＷＭ発生回路３２ｃに供給される。３３は周
波数データ切換スイッチで、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。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３
２ｄ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ッチで、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ＶＭ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
ｌ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っ
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３２
ｃ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瞬時停電の場合を例にとって第
２図により述べる。

時点ｔｌに停電が検出されるとインバータ２１の運転が
停止される。停電と検知するのは受電電圧が７０％以下
になったときである。このときインバータ２１の出力電
圧Ｖｕ、出力電流１ａ及び出力周波数ｆは零になる。出
力周波数ｒは停電時にｒＳ　Ｔ　ＯＰ　−Ｆ」としてメ
モリに記憶させておく。なお、シーケンス入力であるＲ
ＵＮ指令と開閉器２３は瞬時停電であるからオンのまま
にする。

インバータ２１の運転停止により、時点ｔｌから電動機
２４の回転は減速を始める。これとともに電動機２４の
残留電圧Ｖ）ｌ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。前記瞬停時間Ｔｃが０．５秒以上であ
るなら故障出力を送出し、それが０．５秒以内で受電電
圧が９０％以上（時点ｔ２）になったときには復電とみ
なして拾い上げ処理に入る。

まず、残留電圧ＶＨの有無を検出する。この電圧ＶＨは
例えばアナログ・デジタル変換して、演算処理部３２で
判別し、例えば定格の１０％以下であれば残留電圧ＶＨ
を無と判断する。残留電圧ＶＨがないときには突入電流
を考慮しなくてよい。ＶＨが無と判断された後、時点ｔ
２にてアナログ系のクッション回路４１周波数増幅回路
６及び電流増幅回路７の各短絡用スイッチＡＰＲがオフ
されるとともに、ＰＡＭ電圧増幅回路１３の短絡用スイ
ッチＰＡＭＶＩのオフによりコンバータ１６が始動され
る。このとき、直流電圧Ｖｄの上昇を速くするために、
クッション回路４にクッションパス指令（図中破線がク
ッションパスを示す）を与える。その後、時点ｔ３にて
周波数設定増幅回路６の出力上昇が完了すると前記クッ
ションパス指令を解除させる。

次にＰＷＭ発生回路３２ｃの周波数データＦＳを前記停
電時の５ＴＯＰ−Ｆ（最大周波数）にセットし、電圧デ
ータＶＳは零としてインバータ２１のゲートしゃ断を解
除させる。周波数データＦｓは一定の状態で電圧データ
ＶｓをＰＷＭ位相制御角（α）演算部３２ｄによりイン
バータ２１を始動させクッション時ＴＨ＋で予備励磁電
圧値となる時点ｔ４まで上昇させる。

時点ｔ４で電圧データＶｓが予定の電圧値まで上昇する
とホールド時間Ｔｗ＋をとって時点ｔ、までホールドさ
せる。そのときの電動機２４の出力電圧波形はＶＨい同
じく出力電流波形はｆａｔ、インバータ出力電圧波形は
ＶＭ＋となる。ホールド時間Ｔｗ１は時点ｔ５までとり
、時点ｔ５にてインバータ２１のゲートしゃ断を行って
インバータ２１の運転を一定時間で停止させる。このと
き時点ｔ８まで電動機２４に残留電圧”ｌ’Ｈ２が発生
する。このＶｌ−１２により電動機２４の回転数の周波
数を計測し始める。このＶＨ２はゼロクロスコンパレー
タ３１により検出してｆｇ＋測部３２ａに入力させて周
波数計測される。

計測された周波数を演算部３２ｂで演算して１４Ｍ発生
回路３２ｃの周波数データＦＳとして供給する。前記周
波数計測は残留電圧ＶＨ２の存在する間実行され、イン
バータ２１の出力周波数を追従させる。時点ｔ、で残留
電圧ＶＨ２が無くなると周波数計測を停止する。このと
き周波数データＦｓの最終値でホールドし、時点ｔ７に
てホールドしたＦｓと電圧データＶｓ（Ｖｓ＝　Ｏ）を
ＰＷＭ発生回路３２ｃに与えて時点ｔ８までＰＷＭα演
算部３２ｄの出力によりクッション時間ＴＨｔで時点ｔ
８まで可変させ、インバータ出力電圧ＶＭを上昇させる
。このＶＭが上昇される過程で時点ｔ。にてインバータ
出力電流１ａが定格電流、例えば１００％を越えると、
周波数データＦｓをクッションで低下させてインバータ
出力周波数を下げる。

このとき電圧データＶｓはホールドさせる。なお、ＦＳ
を低下させる途中、回生モートに入ればＦｓの低下を停
止させ、回生のすべり周波数分だけＦｓを上昇させる。

前記Ｆｓを低下させて出力電流１ａが定格以内（１００
％以内）になると（時点ｔｓ）、Ｆｓの低下を停止させ
、そのデータ値でホールドさせる。一方、Ｖｓの方は再
度クッションで時点ｔ、。まで上昇させ、出力電圧Ｖｕ
を上昇させる。ＦｓのＶ／ｒＨ値（ｆＨホールド値）に
相当する電圧まで■６が上昇、すなわち出力電圧’／ｕ
が■／ｒ値まで上昇したとき、Ｖｓのクッション上昇を
停止させる。これにより電動機２４の拾い上げ完了と判
断する。このとき、インバータ出力周波数ｒＨと周波数
設定器の設定値とを比較し、（Ｆ設定値−ｆｏ）分だけ
Ｆ設定加減指令部３２ｆから減指令を送出する。゛これ
により周波数設定増幅回路１０の出力はｂ＋に向ってア
ナログクッションで時点ｔｌＩまで低下する。時点Ｅ＋
ｔにて回路１０の出力とｆＨとが等しくなったなら、Ｐ
　Ｗ　Ｍ発生回路３２ｃを拾い上げ側から周波数設定増
幅回路１０の出力側へスイッチ３３を切換える。これと
同時にスイッチ３４も切損えてＰＷＭＰＩ演算部３２ｅ
の出力がＰＷＭ発生回路３２ｃに供給されるようにする
。

これにより自動制御系への切換を完了し、切換後の安定
性を確保するためウェイト時間Ｔｗｏを設ける。時点ｔ
１２になったなら、Ｆ設定域指令を解除し、ＲＵＮアン
サを出力して周波数設定器ｌの設定値までアナログクッ
ションで上昇し、時点ｊ＋＋で拾い上げを完了する。

Ｈ３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）拾い上げ処理時にＰＬＬ回路を使用しないので、
回路構成の簡素化を図ることができる。

（２）復電時に残留電圧が無くフリーランしているとき
に電動機に予備励磁電圧を一定時間印加させた後、残留
電圧により電動機の回転周波数を計測するようにしたの
で、残留電圧能時の拾い上げを円滑に行うことができ、
かつ回転ムラ等の発生も起らない。

（３）残留電圧無で、かつ回転数検出能の状態での拾い
上げができる。

【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ック図、第２図
は第１図の動作を説明するためのタイムチャートである
。 ｌ・・・周波数設定器、９・・・電圧設定増幅回路、１
０・・・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、３２・・・演
算処理部、３２ｂ・・・周波数演算部、３２ｃ・Ｐ　Ｗ
　Ｍ発生回路、３２ｅ−Ｐ　Ｗ　Ｍ　Ｐ　Ｉ演算部、３
２ｄ・・・ＰＷＭ位相制御角演算部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ＰＡＭ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た電動機の拾い上げ方法において、
   受電電圧の停電を検出する工程と、この停電検出により
   逆変換装置の出力電圧が喪失され、その後電動機の残留
   電圧の有無を検出する工程と、残留電圧が無しと検出さ
   れた後、復電を検出する工程と、前記停電検出時の逆変
   換装置の出力周波数と同じ周波数データをＰＷＭ発生回
   路に与えるとともにＰＷＭ位相制御角演算部の出力を与
   えて逆変換装置を駆動させて一定時間の間予備励磁電圧
   を送出する工程と、この予備励磁電圧により発生した電
   動機の残留電圧で電動機の回転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
   えて逆変換装置を駆動させる工程と、この駆動により逆
   変換装置の出力電圧を上昇させる過程で出力電流が定格
   値を越えたときに逆変換装置の出力周波数を低下させて
   出力電流が定格値以内に入るようにさせる工程と、定格
   値以内に入つた後、徐々に逆変換装置の出力電圧を上昇
   させる工程と、この工程の処理のとき、周波数設定器の
   設定値と逆変換装置の出力周波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
   とを備えたことを特徴とする電動機の拾い上げ方法。