JPS62213594A - 電動機駆動インバ−タの制御方法 - 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】 〔発明の属する技術分野〕 この発明は、交流電動機を駆動しているインバータの電
源がごく短時間停電した場合に、当該電動機を停止させ
ることなく運転継続できる電動機駆動インバータの制御
方法に関する。

〔従来技術とその問題点〕

第２図は交流電動機を可変速運転させるインバータの従
来例を示す制御ブロック図である。この第２図において
、交流電源２からの交流電力は整流器３により直流電力
に変換されたのち、サイリスタインバータ４により再び
交流電力に変換されて誘導電動機５を駆動するのである
が、この誘導電動機５の速度は次のようにして定められ
る。即ち速度設定器１１を所望の位置に設定するときに
出力される速度設定信号は、加減速時間調節器１２に入
力され、この速度設定信号は所定の時間変化率で変化す
る速度設定信号となって当該加減速時間調節器１２から
出力される。周波数指令回路１３はこの速度設定信号を
サイリスタインバータ４が出力すべき周波数を指令する
信号に変換してパルス幅変調回路１７に出力するし、電
圧指令回路１４は速度設定信号を上述の周波数指令信号
とは一定の関数関係にある電圧指令信号に変換する。こ
のようにして得られた電圧指令信号と、計器用変圧器１
５で検出されるサイリスタインバータ４の出力電圧の実
際値とが比較されて電圧調節器１６に入力されるので、
両者の偏差を零にする制御信号が当該電圧調節器１６か
らパルス幅変調回路１７に出力される。

パルス幅変調回路１７はこれら両人力信号から、サイリ
スタインバータ４が所望の電圧と周波数の交流電力を出
力させるためのパルス列信号を出力するので、誘導電動
機５は速度設定器１１の設定値どおシの速度で運転する
こととなる。

ところで交流を源２が接続されている電力系統は、落雷
や接地事故などにより、ごく短時間の停電をすることが
ある。誘導電動機５は停電発生と同時にサイリスタイン
バータ４から切離されて自由回転することになるが、そ
の後短時間で停電が復旧しても直ちにサイリスタインバ
ータ４と誘導電動機５とを結合して運転を再開させるこ
とはできない。なぜならば停電期間中にこの誘導電動機
５の速度が低下しているので、サイリスタインバータ４
が出力する交流の周波数が電動機速度よりも高いと過大
な突入電流が流れてサイリスタインバータ４を過電流ト
リップさせてしまう。これとは逆にサイリスタインバー
タ４が出力する交流の周波数の方が低いと、誘導電動機
５から回生を流が流れて直流中間回路電圧を上昇させる
ことになり、いずれもサイリスタインバータ４の運転を
停止させることになる。よって交流電源２の停電がごく
短時間であっても誘導電動機５を一旦停市させたのち再
始動させることになるが、このような再始動は単量がか
かるばかりでなく、はずみ車効果が大きい負荷が結合さ
れている場合には停止までの時間と始動完了までの時間
が長くなるので装！冴の稼動率を低下させる欠点を有し
ているし、運転を中断させることのできない負荷が結合
されている場合もある。

そこで上述したような負荷が結合されている場合には、
この誘導′這妨機５に速度発信機を結合させておいて、
停電復旧後に運転再開するときの電動機速度を検出して
これをサイリスタインバータ４に速度設定信号として与
える方法が採用されるが、速度発信機が高価であり、か
つこの発信機を電動機に取シ付けるのが困難、あるいは
標準電動機が使用できないので高価になるなど、各種の
欠点を有する。

〔発明の目的〕

この発明は、交流電動機を駆動しているインバータの′
ｉｌＩ！源が停電してから復旧するまでの時間が短かけ
れば、この交流電動機を停止させることなく直ちに運転
を再開できる電動機弘動インバータの制御方法を提供す
ることを目的とする。

〔発明の要点〕

この発明は、インバータ電源が停電して自由回転してい
る交ａ、電動機の残留電圧からその速度に対応する周波
数を検出しておき、停電復旧すればこの検出周波数をイ
ンバータに速度設定信号の代りに与えて当該インバータ
が出力する交流の周波数を定めて当該交流電！ｔｈ機の
運転を再開させるのであるが、インバータが出力する交
流の電圧は電動機電流に対応して徐昇するように電圧加
速時間を調節することで、円滑に交流電動機の運転を再
開させようとするものである。

〔発明の実施例〕

第１図は本発明の実施例を示す制御ブロック図である。

このｆｇ１図において、交流ｉｔ＃２からの交流電力は
整流器３により直Ｒ電力に変換され、さらにサイリスタ
インバータ４により再び交流電力に変換されて誘導電動
機５に与えられるようになっている。

速度設定器１１が設定する速度設定信号は設定切換器２
４を介して加減速時間調節器２５に人力されて所望する
時間賓化率で変化する速度設定信号となって出力される
。同波数指令回路１３は、この速度設定信号をサイリス
タインバータ４が出力すべき周波数を指令する信号に変
換してパルス幅変調回路１７に出力し、電圧指令回路１
４は前述の速度設定信号から周波数指令信号とは一定の
関数関係にある電圧指令信号に変換するので、加速時間
調節器２８を経過して得られる電圧指令信号と、計器用
変圧器１５から得られるサイリスタインバータ４が出力
する電圧実際値信号との偏差を演算し、この偏差値を電
圧調節器１６に入力させてこの入力偏差値を零にする制
御信号を出力させる。パルス幅変調回路１７はこの電圧
調節器１６からの制御信号と前述の周波数指令回路１３
からの周波数指令信号とを入力してパルス幅変調により
得られるパルス列信号をサイリスタインバータ４に与え
ることにより、このサイリスタインバータ４からは所望
電圧と周波数の交流電力が出力されて誘導電動機５を速
度設定器１１の設定値どおりの速度で運転させるのは第
２図に示す従来例回路の場合と同じである。

本発明においては、交流電源２に計器用変圧器２１を介
して停電検出回路２２が接続されていて、交流電源２の
停電とその回復がこの停電検出回路２２により検出され
データ演算回路２７とタイマ２３とに信号を送出してい
る。停電発生から一定時間をこのタイマ２３でカウント
することにより、自由回転中の誘導電動機５の残留電圧
のレベルが所定値以下になった時点で設定切換器２４が
動作し、加減速時間調節器２５には速度設定器１１から
の速度設定信号の代りに周波数検出回路２９から自由回
転中の誘導電動機５の速度に対応した周波数信号が入力
される。よってこの周波数信号に対応した周波数指令信
号が周波数指令回路１３から出力されて、この時点で交
流電源２の停電が回復していれば、サイリスタインバー
タ４と誘導電動機５とは結合されて運転を再開するので
あるが、このときサイリスタインバータ４から出力され
る交流の周波数は、その時点における誘導電動機５の速
度に適合した値になっているので、サイリスタインバー
タ４が過電流あるいは過電圧になってトリップするおそ
れはない。

誘導電動機５が運転を再開したときに流れる電流は変流
器２６により噴出されてデータ演算回路２７に入力され
ている。データ演痒回路２７は入力される停電発生信号
、停電回復信号、電動機を光信号に対応して加減速時間
調節器２５から出力される速度設定信号あるいは周波数
信号の時間変化率を変化させるとともに°、加速時間調
節器２８から出方される電圧指令信号の時間変化率を変
化させる。

交流電源２の停電が回復していて、上述のようにして自
由回転中の誘導電動機５を再びサイリスタインバータ４
で駆動するとき、両者の周波数が一致していても、電圧
位相が不一致であるならば大きな突入電流は避けられな
いのであるが、本発明によれば、停電発生時点からサイ
リスタインバータ４で誘導電動ｆ４５を駆動開始する時
点までには残留電圧のレベルが相当に低下しているよう
にタイマ２３によりその期間が設定されている。またサ
イリスタインバータ４に与えられる電圧指令信号は加速
時間調節器２８の働きでほぼ零から立上るよう【なって
いるし、その立上りの傾斜は変流器２Ｇで検出される電
流の大きさで変化させるようにしているので、サイリス
タインバータ４の’に正位相と誘導電動機５の電圧位相
との一敗を検出する手段を設けなくても、両者を結合し
た瞬間に位相の不一致に起因して流れる突入電流は無視
できる程変に僅かなものにできるし、両者を接続した後
は検出電流が所定のレベルを越えない範囲で電圧指令信
号を立上げるようにデータ演算回路２７が加速時間調節
器２８に時間変化率の変くを指令するので、この電圧指
令信号は周波数指令信号と所定の関数関係により定まる
＠まで急速に上昇１−１誘導電動機５は速やかてもとの
運転状態にもどることができる。

尚、第１図に示す実施例回路とその動作説明はアナログ
信号による制御動作で説明しているが、マイクロプロセ
ッサを使用してデジタル１による制御も本発明の主旨と
一致するのは勿論であろう〔発明の効果〕 この発゛明によれば、可変電圧・可変周ｆＦｌ数の交流
′４力を出力して交流電動機を所望の速度で運転さする
インバータの電源が停電して短時間後に復旧する場合に
、自由回転中の交流電動機の残留電圧から検出される周
波数信号を速度設定信号の代りに当該インバータの制御
に１吏用するのでちるが、このときインバータ【与える
電圧Ｆ旨令信号はほぼ害の偵から？ｌ！勅機′１！流が
過大にならないように監視しながら上昇させて所定値に
なるように制御している。このような制御方法を採用す
ることによシ、電動機に速度発信機を取シ付けなくても
自由回転中の当該電＠機の速度に適合した周波数をイン
バータから出力できるし、また両者の電圧位相が不一致
であっても大きな突入電流を発生しないので位相差検出
手段が不要になるなど、インバータ電源が短時間浮心か
ら回復すれば直ちに交流電動機を円滑に再運転させるこ
とができるし、速度発信機や位相差噴出手段のような高
価なものを設備する必要もないことから、小形で低価格
なインバータにすることができる効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す制御ブロック図であり、
第２図は交流電動機を可変速運転させるインバータの従
来例を示す制御ブロック図である。 ２・・・交流電ζ原、３・・・唆流器、４・・・サイリ
スタインバータ、５・・・誘導電動機、１１・・・速度
設定器、１２　、２５・・・加・威速時間調節器、１３
・・・周波数指令回路、１４・・・電圧指令回路、１５
，２１．・・・計器用変圧器、１６・・・電圧調節器、
１７・・・パルス幅変調回路、２２・・・停電検出回路
、２３・・・タイマ、２４・・・設定切換器、２６・・
・変流器、２７・・・データ演算回路、２８・・・加速
時筒１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）可変速運転する交流電動機の速度設定信号を所望の
   加減速時間で変化させ、この速度設定信号に対応した電
   圧指令信号と周波数指令信号をインバータに与えること
   により、当該インバータから前記交流電動機駆動用に出
   力される交流電力の電圧と周波数を制御する方法におい
   て、前記インバータの電源が停電すると同時に前記交流
   電動機を自由回転にし、停電開始から一定時間経過後に
   停電が復旧していれば自由回転中の前記交流電動機の残
   留電圧から検出される周波数信号を前記速度設定信号の
   代りに用いて前記インバータに周波数指令信号を与えて
   前記交流電動機の運転を再開させるとともに、当該イン
   バータに与える電圧指令信号の加速時間と前記速度設定
   信号の加減速時間とを電動機電流に対応して変化させる
   ことを特徴とする電動機駆動インバータの制御方法。