JPS62196098A - 交流電動機制御用インバ−タ装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、フリーランしている交流電動機を再始動す
ることが可能な交流電動機制御用インバータ装置に関す
るものである。

〔従来の技術〕

第３図は従来の交流電動機の７リ一ラン中再始動回路を
備えたインバータ装置の一例を示す。図において、ｌは
インバータ装置、２はトランジスタあるいはダイオード
等のスイッチング素子により構成されるインバータ部、
３は検出した交流電動機の端子電圧から得られる電圧信
号を整流する回路、４はこの整流回路３で整流された波
形をパルス列に変換する波形整形回路、５は周波数検出
回路、６はスイッチング素子制御回路、７はタイマー回
路、８は直流電源、９は端子電圧を検出する手段である
絶縁トランス、１０は交流電動機である〇 一般に、インバータで交流電動機を運転する際、何らか
の原因でフリーシン中の電動機をインバータで再始動す
る場合が多く、この時、インバータの出力周波数と電動
機のフリーラン回転周波数が一致していないと、過大モ
ータ電流が流れインバータはトリップしてしまう。従っ
て、第３図に示した様に、交流電動機１０の端子電圧を
検出して、再始動時におけるフリーラン中の回転数に見
合った周波数を出力する様構成している。以下、図に従
って動作の概要を説明する。

インバータ部２の出力Ｕ　、Ｖ　、Ｗのうち一相（第３
図ではＶ　、Ｗ）を通して、交流電動機１０の端子電圧
が検出される（ここでの端子電圧とはフリーラン中の交
流電動機１０が発生する残留電圧を含む）。絶縁トラン
ス９で絶縁伝達された検出電圧はインバータ部２の出力
が停止している時は正弦波となっておシ、整流回路３で
全波整流された後、波形整形回路４によりパルス列に変
換される。

パルス列の周期Ｔ１は第４図に示す様に検出電圧の周期
Ｔの員となり、周波数としては２倍値で検出されている
。このパルス列から周波数を算出するのは周期Ｔｌに比
べて極めて短かい周期のクロックとカウンタがあれば容
易なことであり、マイコンを用いて演算しても得られる
。これが周波数検出回路５である。

検出された周波数はスイッチング素子制御回路６ヘイン
バータ部２の再始動信号が入力されるタイミングで伝え
られる（このとき出力電圧は零から徐々に上昇する）。

タイマー回路７は交流電動機１０の端子電圧による環流
電流の影響を小さくするために端子電圧がある程度小さ
くなるまでインバータ部２が再始動しない様にしている
。この様子を第５図に示す。すなわち、第５図の曲線（
イ）。

（ロ）、（ハ）はそれぞれ交流電動機１０のフリーラン
回転数、インバータ出力周波数、インバータ出力電圧で
、ａ点〜ｂ点はフリージン回転数１０が徐々に減少して
いる状態を示し、ｂ点〜ｅ点はタイマー回路７の所定タ
イマ一時間が終了後、インバータ出力周波数（ロ）がフ
リーラン回転数（イ）に一致した状態を示している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来のインバータ装置は以上の様に構成されているので
、インバータ部２の出力電圧の位相と交流電動機１０の
端子電圧の位相が一致しないために、再始動時の始動電
流が増えるため、タイマー回路７の設定時間を長くする
必要があり、システムの応答性を悪くするばかりか慣性
の大きな負荷においては、インバータ部２が過電流トリ
ップしてしまうなどという問題点があった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たものであり、交流電動機の端子電圧の位相を検出する
ことに基いて、フリーラン中の交流電動機を再始動する
場合に、始動電流を小さくすることができる交流電動機
制御用インバータ装置を得ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る交流電動機制御用インバータ装置は、交
流電動機の端子電圧を検出して端子電圧の極性と周波数
から端子電圧の位相を判別し、インバータ再始動時イン
バータの出力電圧の位相と端子電圧の位相が一致する様
、インバータのスイッチング素子の点弧順序を制御する
様にしたものである。

〔作　用〕

この発明における交流電動機制御用インバータ装置は、
検出した交流電動機の端子電圧から交流電動機の回転周
波数と端子電圧の位相を検出し、インバータの再始動時
、交流電動機の回転周波数と端子電圧の位相に合わせて
インバータの出力を発生する。

〔実施例〕 以下この発明の一実施例を図について説明する。

第１図において、１〜１０は第３図と同様であシ、１１
は同期回路、１２は交流電動機１０の端子電圧極性判別
回路である。

周波数検出回路５″！での基本的動作は第３図で示した
従来の回路動作と同様である。従って、以下では、同期
回路１１、極性判別回路１２、タイマー回路７、スイッ
チング素子制御回路６の動作について説明する。

説明をわかり易くするため、従来の回路における基本動
作例と本実施例による基本動作例とを第２図（４）、（
Ｂ）に示して比較する。図において、２１はタイマー回
路７の出力信号で　ｗＨ”レベルによりインバータの出
力は拘束され、′Ｌルベルにより拘束が解除される。２
２は全波整流された交流電動機１０の端子電圧で、時間
とともに波高値が徐々に減少していく様子を示しである
。なお、端子（圧の周波数変化については無視した。２
３は波形整形回路４の出力であるパルス列を示す。２４
はインバータ部２の出力電圧である。２５は極性判別回
路１２の出力で、検出相の端子電圧の極性を判別するも
のである。

第２図囚から明らかなように、従来の回路では端子電圧
の周期Ｔ！を検出しタイマー回路がタイムアツプすると
インバータの出力が周期Ｔ１でもって出力される様構成
されているため、時間Ｔａだけ位相がずれることは必至
であった。本発明は同期回路１１により、この位相ずれ
をなくす様にしたものである。

第２図（Ｂ）に示す様に、交流電動機１０の端子電圧の
周期Ｔｌを検出するまでは従来通りである。本発明では
タイマー回路７の拘束解除信号とこの信号に最も近いパ
ルス信号との時間差Ｔａを検出し、さらに、この拘束解
除信号からＴｂなる時間だけインバータ出力をしゃ断す
る様構成し、このＴａとＴｂの時間関係がＴａ　＋　Ｔ
ｂ　＝　Ｔｌとなる様に制御している。

そして、このとき検出する相（本回路ではｖ−Ｗ相）を
前もって決定しておけば、極性判別回路１２の出力から
Ｖ相がＷ相に対し十極であるか一極であるかは容易に判
別でき、■相が十極であれば、第１図において６個のス
イッチング素子のうち、Ｖ相Ｐ側とＷ相Ｎ側のスイッチ
ング素子を導通させる様に点弧すべきスイッチング素子
を選択するため、交流電動機１０の端子電圧とインバー
タ部２の出力電圧の位相を一致させることが可能となる
。残りの相のスイッチング素子の制御は、交流電動機１
０の回転方向で一義的に決まるのは言うまでもない。

なお、本実施例において、交流電動機１０の端子電圧か
ら回転数を検出するのと検出した回転数に見合った周波
数で再始動するのでは時間的ずれがあるため交流’ｔ：
ＪＪ機１０のフリーラン回転数が急激に減速する場合は
、位相にずれが生ずることになるが回転数の低いところ
では発生端子電圧が小さくなることも手伝って、実間用
土問題ないレベルである。

また、上記実施例では、周波数検出回路５、タイマー回
路７、同期回路１１を個別ブロック図で表現したが、マ
イクロプロセッサ−を用いて演算処理することも可能で
ある。そして、端子電圧検出手段として、絶縁トランス
９の代りにフォトカプラーを用いることとしても良い。

さらに、上記実施例では交流電動機がフリーランしてい
る場合のインバータによる再始動について説明したが、
本発明は商用運転されている電動機をインバータ運転に
切換えて可変速運転する場合、あるいは電動機を一旦止
めることなく連続制御する場合等にも適用できる。また
、インバータ運転中に瞬時停電等の事故が発生した場合
は、インバータと！動機が電気的に切離され、その後に
復電したときに速やかに電動機を再運転することができ
る。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、フリーラン中の交流
電動機をインバータで再始動する場合、交流電動機が発
生する端子電圧とインバータの出力の位相とが一致する
様にしたので、再始動時の始動電流を低く抑えることが
可能となり、再始動時のタイマー回路の設定時間を短か
くすることができ、応答性の良いシステムが得られる効
果がある０

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による交流電動機制御用イ
ンバータ装置のブロック図、第２図囚。 （Ｂ）はそれぞれ従来例と本実施例との基本動作を比較
した説明図、第３図は従来の交流電動機制御用インバー
タ装置のブロック図、第４図は第３図における端子電圧
検出動作を示す説明図、第５図はフリーラン中の゛電動
機をインバータ再始動する場合の動作図である。 ■はインバータ装置、２はインバータ部、３は整流回路
、４は波形整形回路、５は周波数検出回路、６はスイッ
チング素子制御回路、７はタイマー回路、８は直流１源
、９は絶縁トランス、ｌＯは交流電動機、１１は同期回
路、１２は極性判別回路である。 なお、図中同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. インバータ部に接続されて可変速運転される交流電動機
   のフリーラン中の端子電圧を検出する端子電圧手段と、
   上記検出により得られた電圧信号を整流する整流回路と
   、上記整流により得られた波形をパルス列に変換する波
   形整形回路と、上記パルス列より上記交流電動機のフリ
   ーラン回転周波数を検出する周波数回路と、上記フリー
   ラン回転周波数に相当する周波数で上記インバータ部が
   出力を発生するように該インバータ部のスイッチング素
   子を制御するスイッチング素子制御回路と、上記端子電
   圧が所定値以下になるまで上記インバータ部の出力発生
   を所定時間拘束するタイマー回路とを備えた交流電動機
   制御用インバータ装置において、上記検出された端子電
   圧を発生する相の極性を判別する極性判別回路と、上記
   タイマー回路による拘束解除信号直前のパルス発生時点
   から上記パルス列の周期と同一の時間が経過した後に上
   記インバータ部より出力を発生させ、しかも該インバー
   タ部の出力発生時に点弧すべきスイッチング素子の選択
   を上記極性の判別に基いて行う同期回路とを設けたこと
   を特徴とする交流電動機制御用インバータ装置。