JPS6253187A - Multi-drive system inverter - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To compact the constitution of a device by making DC power supplies for a starting inverter and a working inverter common and changing over the starting and synchronizing of a synchronous motor by serial transmission between the starting inverter and a changeover controller. CONSTITUTION:DC power supplies for an inverter 13B for starting and a working inverter 13A are mounted in common. When a starting command for a motor 11n is inputted, an electromagnetic contactor 20nB is closed while the starting command is transmitted over a controller 14B through a serial input/ output port for a controller 21. When acceleration is completed, the controller 14B receives an output synchronous signal from a controller 14A through the input/output port, and conducts synchronous control. When a synchronous state is brought about, the controller 21 opens an electromagnetic switch 20nB and closes a switch 20nA, and changes over the driving of the motor 11n to the inverter 13A from 13B.

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ、産業上の利用分野 本発明は複数の同期モータを駆動するマルチドライブ方
式のインバータに関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION A. Field of Industrial Application The present invention relates to a multi-drive type inverter that drives a plurality of synchronous motors.

Ｂ１発明の概要 本発明は、運転インバータと始動インバータを有して複
数の同期モータを駆動するマルチドライブ方式のインバ
ータにおいて、 両インバータの直流電源を共通にし、始動インバータと
切換コントローラ間のシリアル伝送により始動及び同期
切換えを行うことにより、装置構成をコンパクト、低コ
ストにしながら制御装置も簡単な制御になるようにした
ものである。B1 Summary of the Invention The present invention provides a multi-drive inverter that has a running inverter and a starting inverter and drives a plurality of synchronous motors. By performing starting and synchronous switching, the device configuration can be made compact and low cost, and the control device can also be easily controlled.

Ｃ１従来の技術 合成繊維の製造においては、紡糸ロール駆動用モータに
同期電動機（永久磁石式）を用い、その電源装置として
静止形固定周波数電源装置を用いる方法が一般的に採用
されている。その始動方法は電源装置の出力周波数を紡
糸運転周波数に固定した状聾で直入れ始動方法が採用さ
れる。C1 Prior Art In the production of synthetic fibers, a method is generally adopted in which a synchronous motor (permanent magnet type) is used as a motor for driving a spinning roll, and a stationary fixed frequency power supply is used as its power supply. The starting method is a direct-on starting method in which the output frequency of the power supply device is fixed to the spinning operating frequency.

同期モータを直入れ始動するとき、その始動電流は定格
電流のｌＯ〜２５倍程度と大きく、電源装置の容量も始
動容量を考慮して決定しなければならない。この始動容
量の問題を解消するものとして、第４図に示すように１
台のインバータｌに電磁接触器２１〜２ｎを介してｎ台
の同期モータ３１〜３ｎを接続し、接触器２１〜２ｎを
順次投入することで各同期モータ３１〜３ｎを順次始動
するマルチドライブ方式のものがある。この方式により
、インバータｌに必要な容量を軽減して始動電流容ｌも
確保する。When starting a synchronous motor directly, the starting current is as large as 10 to 25 times the rated current, and the capacity of the power supply device must also be determined in consideration of the starting capacity. To solve this problem of starting capacity, as shown in Figure 4,
Multi-drive system in which n synchronous motors 31 to 3n are connected to one inverter l via electromagnetic contactors 21 to 2n, and each synchronous motor 31 to 3n is started sequentially by sequentially turning on the contactors 21 to 2n. There is something like that. This method reduces the capacity required for the inverter l and also secures the starting current capacity l.

Ｄ０発明が解決しようとする問題点 近年の紡糸設備の傾向は、市場要求である多品種少量生
産を反映し、１台の電源装置で駆動される負荷モータ台
数は少なくなってきており、マルチドライブ方式による
も始動容量からの要求で電源装置を効率良く利用するこ
とが難しくなってきている。Problems that the D0 invention aims to solve Recent trends in spinning equipment reflect the market demand for high-mix, low-volume production, and the number of load motors driven by one power supply device is decreasing, and multi-drive Depending on the system, it is becoming difficult to use the power supply efficiently due to the starting capacity required.

また、多品種生産で生産コストを下げる要求からモータ
運転周波数を上げる必要があり、このため始動時間が長
くなっており、モータ側からの制約として頻繁な始動に
よる焼損防止対策が要求され、始動シーケンス制御を複
雑にする問題があった。In addition, due to the demand for lower production costs in multi-product production, it is necessary to increase the motor operating frequency, which increases the starting time.As a constraint from the motor side, measures to prevent burnout due to frequent starting are required, and the starting sequence There was a problem that made control complicated.

なお、電源装置とモータをｌ対ｌで運転する個別ドライ
ブ方式では低周波始動することで始動電流を２〜７倍程
度に抑えながら始動頻度も高くすることができる。しか
し、個別ドライブ方式ではインバータかモータの台数だ
け必要となり、電源装置スペースが大きく、また設備コ
ストも高くなる問題が残る。In addition, in the individual drive system in which the power supply device and the motor are operated in a 1:1 ratio, the starting frequency can be increased while suppressing the starting current to about 2 to 7 times by starting at a low frequency. However, the individual drive system requires as many inverters or motors as there are inverters or motors, and the problem remains that the space for the power supply is large and the equipment cost is high.

Ｅ１問題点を解決するための手段と作用本発明は上記問
題点に鑑みてなされたもので、複数の同期モータを１台
の運転インバータで駆動し、始動インバータによって始
動した同期モータを前記運転インバータの駆動に切換え
るようにしたマルチドライブ方式のインバータにおいて
、前記運転インバータと始動インバータの直流電源を共
通にし、前記始動インバータのコントローラは運転イン
バータのコントローラから出力同期信号を得て始動完了
時の同期制御手段を有し、かつ前記同期モータの始動と
同期完了を該同期モータの切換コントローラとの間でリ
モート入出力によって行ない、切換制御に始動インバー
タのコントローラと切換コントローラとの間でシリアル
伝送によって制御信号を授受し、直流電源は共通化によ
ってインバータ総容量に相当する容量から決定する。E1 Means and Function for Solving Problems The present invention has been made in view of the above problems, and includes driving a plurality of synchronous motors with one operating inverter, and inverting the synchronous motors started by a starting inverter to the operating inverter. In the multi-drive inverter, the driving inverter and the starting inverter use a common DC power supply, and the controller of the starting inverter obtains an output synchronization signal from the controller of the operating inverter to perform synchronous control when starting is completed. The synchronous motor is started and the synchronization is completed by remote input/output between the synchronous motor switching controller and the switching controller, and the switching control is performed by serially transmitting a control signal between the starting inverter controller and the switching controller. The DC power supply is decided based on the capacity equivalent to the total inverter capacity by sharing.

Ｆ、実施例 第１図は本発明の一実施例を示す装置構成図である。ｎ
台の同期モータ１１１〜ｌｌｎは切換盤１２によって運
転インバータ１３Ａと始動インバータ１３Ｂに切換えら
れて駆動される。運転インバータ１３＾はコントローラ
１４Ａによって固定周波数運転され、始動インバータ１
３Ｂはコントローラ１４Ｂによって低周波からインバー
タ１３Ａに同期した運転周波数まで可変速運転される。F. Embodiment FIG. 1 is an apparatus configuration diagram showing an embodiment of the present invention. n
The synchronous motors 111 to lln are driven by being switched between the operating inverter 13A and the starting inverter 13B by the switching board 12. The operating inverter 13^ is operated at a fixed frequency by the controller 14A, and the starting inverter 1
3B is operated at variable speed by the controller 14B from a low frequency to an operating frequency synchronized with the inverter 13A.

両インバータ１３Ａ、　１３Ｂの直流電源は、共通にし
た１台の整流器１５と、平滑用コンデンサ１６によって
並列的に供給する構成にされる。この直流電源から両イ
ンバータ１３Ａ、　１３Ｂへの配線終端（インバータの
直流入力端）には夫々コンデンサ１７Ａ、　１７Ｂが設
けられ、配線インダクタンスによる電源変動の抑制とイ
ンバータスイッチ素子のターンオフ時に配線によるサー
ジ電圧の抑制が図られる。また、両インバータ１３Ａ、
　１３Ｂの直流側にはｉｔ流ヒユーズ１８Ａ、　１８Ｂ
と過電流検出用ホールＣＴ　１９Ａ、　１９Ｂが設けら
れる。このホールＣＴ　１９Ａ。DC power for both inverters 13A and 13B is configured to be supplied in parallel by one common rectifier 15 and a smoothing capacitor 16. Capacitors 17A and 17B are provided at the wiring ends from this DC power supply to both inverters 13A and 13B (DC input terminals of the inverters), respectively, to suppress power fluctuations caused by wiring inductance and to suppress surge voltage caused by the wiring when turning off the inverter switch elements. Suppression will be attempted. In addition, both inverters 13A,
There are IT flow fuses 18A and 18B on the DC side of 13B.
Hole CTs 19A and 19B for overcurrent detection are provided. This hall CT 19A.

１９Ｂの検出信号は夫々コントローラ１４Ａ、　１４Ｂ
に取込まれて過電流保護に使用される。The detection signal of 19B is sent to controllers 14A and 14B, respectively.
It is used for overcurrent protection.

このように、運転インバータ１３Ａと始動インバータ１
３の電源を共通の整流器１５．コンデンサ１６で構成す
ることにより、直流電源を簡単化、コンパクト化する。In this way, the operating inverter 13A and the starting inverter 1
3 power supply with a common rectifier 15. By configuring the capacitor 16, the DC power supply is simplified and made compact.

すなわち、インバータ１３Ａ、　１３Ｂに個々に直流電
源を設ける独立コンバータ方式では夫々インバータ容量
に見合った平滑コンデンサ容量を必要とするが、本実施
例のように共通コンバータ方式とすることで総負荷容量
で決定できる利点があるし、コンバータ専用面積を小さ
くできる。In other words, in the independent converter system in which each inverter 13A and 13B is provided with a DC power supply, a smoothing capacitor capacity corresponding to the inverter capacity is required, but with a common converter system as in this embodiment, the smoothing capacitance is determined by the total load capacity. This has the advantage of being able to reduce the area dedicated to the converter.

切換盤１２はインバータ１３Ａと１３Ｂの夫々の共通出
力母線と同期モータ１１１〜ｌｌｎを切換えて接続でき
る電磁接触器’７Ｌ＾、　２Ｌｓ、　２０ｔ＾、　２０
ｔＢ、　−２０ｎ＾。The switching board 12 has magnetic contactors '7L^, 2Ls, 20t^, 20 that can switch and connect the common output bus of the inverters 13A and 13B to the synchronous motors 111 to lln.
tB, -20n^.

２０ｒ＋Ｂが備えられ、各電磁接触器２０．Ａ〜２０ｎ
Ｂは切換コントローラ２１によって個別に開閉制御され
る。20r+B is provided, and each electromagnetic contactor 20. A~20n
B are individually controlled to open and close by the switching controller 21.

こうした構成において、運転インバータ１３Ａはコント
ローラ１４Ａによって固定周波数制御され、モータ１１
１〜ｌｌｎのうちこのインバータ１３Ａで駆動されろモ
ータは同一周波数で運転される。そして、始動されるモ
ータはインバータ１３Ｂに接続され、該インバータ１３
Ｂにより低周波運転からインバータ１３、〜の運転周波
まで加速されてインバータ１３＾側に切換接続される。In such a configuration, the operating inverter 13A is fixed frequency controlled by the controller 14A, and the motor 11
1 to lln, the motors driven by this inverter 13A are operated at the same frequency. Then, the motor to be started is connected to the inverter 13B, and the inverter 13B is connected to the inverter 13B.
B accelerates from the low frequency operation to the operating frequency of the inverter 13, and is switched and connected to the inverter 13^ side.

このため、インバータ１３Ａの容量はモータ１１．〜ｌ
ｌｎの全運転に必要な値にされ、インバータ１３Ｂの容
量はモータ１１．〜ｌｌｎのうち最大容量を持つモータ
を低速から高速まで可変速で始動するだけの小容量にさ
れる。Therefore, the capacity of the inverter 13A is the same as that of the motor 11. ~l
The capacity of the inverter 13B is set to the value required for the entire operation of the motor 11. ~lln, the motor with the largest capacity is made small enough to start at a variable speed from low speed to high speed.

そして、運転周波数まで加速されたモータを運転インバ
ータ１３Ａに切換えるために、インバータ１３Ｂは振動
終了時にインバータ１３Ａに同期するよう制御される。Then, in order to switch the motor accelerated to the operating frequency to the operating inverter 13A, the inverter 13B is controlled to synchronize with the inverter 13A when the vibration ends.

そこで、コントローラ１４Ｂはコントローラ１４＾から
運転周波数の同期信号１ｆを入出力ボートを介して受付
ける。また、コントローラ１４Ｂは同期切換えのために
切換コントロー°う２１との間でシリアル伝送で切換制
御信号を授受する。Therefore, the controller 14B receives the synchronization signal 1f of the operating frequency from the controller 14^ via the input/output port. Further, the controller 14B sends and receives a switching control signal to and from the switching controller 21 by serial transmission for synchronous switching.

第２図はコントローラ１４Ａ、　１４Ｂ、　２１間の結
合回路図を示す。コントローラ１４Ｂとコントローラ１
４Ａとの間に同期信号１ｒの授受のために夫々のコント
ローラに入出力ボート１４Ａ、、１４Ｂ、を備え、その
他にコントローラ１４Ｂと切換コントローラ２１とはそ
の間の信号授受のためにシリアル伝送構成の入出力ボー
ト１４Ｂ、、　２１＋を備える。切換コントローラ２１
は各モータの運転、停止のための運転指令等を入力する
入力ボート２１．と、電磁接触器２０．八〜２０ｎＢの
各開閉制御のための出力ポート２１．と、各入出力ボー
トの信号授受コントロールをするＣＰＵ２１４とを備え
る。FIG. 2 shows a coupling circuit diagram between controllers 14A, 14B, and 21. Controller 14B and controller 1
4A, each controller is provided with an input/output port 14A, , 14B for transmitting and receiving a synchronization signal 1r, and in addition, the controller 14B and the switching controller 21 are provided with an input/output port of a serial transmission configuration for transmitting and receiving signals between them. It is equipped with output boats 14B, 21+. Switching controller 21
is an input board 21 for inputting operation commands for starting and stopping each motor. and an electromagnetic contactor 20. Output port 21 for each opening/closing control of 8-20nB. and a CPU 214 that controls signal exchange between each input/output boat.

第３図は始動制御のタイムチャートを示す。モータ１１
．〜ｌｌｎのうちの１つのモータＩＩＫの始動指令がコ
ントローラ２１の入力ボート２１．に入力されると、Ｃ
Ｉ’Ｕ２１．で始動モータ１１Ｋを判読し、シリアル入
出力ポート２１１を通してコントローラ１４Ｂに始動運
転を指令し、該コントローラ１４Ｂがインバータ１３Ｂ
の出力周波数ｆを０から徐々に上昇させる制御を開始す
る。これと同時に、コントローラ２１のＣＰＵ２１．は
出力ボート２１．を通してモータＩＩＫとインバータ１
３Ｂを結合するための電磁接触器２０ＫＢを閉状態（Ｏ
Ｎ）にする。この後、インバータ１３Ｂの運転周波数上
昇と共にモータｌｂｃの加速がなされ、この加速がイン
バータ１３の運転周波数まで達したとき（加速完了）、
コントローラ１４Ｂはコントローラ１４Ａからの出力同
期信号Ｉｆに同期制御を行ない、同期状態となったとき
（同期完了）、ノリアル伝送によりコントローラ２１の
ＣＰＵ２１．に同期一致を伝送する。これにより、ＣＰ
Ｕ２１．は電磁接触器２０ＫＢを開。FIG. 3 shows a time chart of starting control. Motor 11
．． A starting command for one motor IIK among motors IIK of . When input to C
I'U21. reads the starting motor 11K and instructs the controller 14B to start operation through the serial input/output port 211, and the controller 14B
Control is started to gradually increase the output frequency f from 0. At the same time, the CPU 21 of the controller 21. is the output boat 21. Through motor IIK and inverter 1
The electromagnetic contactor 20KB for connecting 3B is in the closed state (O
N). After this, the motor lbc is accelerated as the operating frequency of the inverter 13B increases, and when this acceleration reaches the operating frequency of the inverter 13 (acceleration complete),
The controller 14B performs synchronization control on the output synchronization signal If from the controller 14A, and when the synchronization state is reached (synchronization complete), the CPU 21. Transmit a synchronous match to. As a result, C.P.
U21. Open the magnetic contactor 20KB.

２０ＫＡを閉にし、モータＩＩＫの駆動をインバータ１
３Ｂから１３Ａに同期切換えを行う。切換完了はノリア
ル伝送によりコントローラ１４Ｂに通知され、コントロ
ーラ１４Ｂはインバータ１３Ｂの運転を停止し、次の始
動指令を待つ。このように、シリアル伝送手段により切
換コントローラ２１と始動インバータのコントローラ１
４Ｂとの間を結合することにより、シリアル入出力ボー
トの追加のみで接続線数を低減しながら電磁接触器の切
換のためのシーケンス制御の簡単化を図る。20KA is closed and motor IIK is driven by inverter 1.
Perform synchronous switching from 3B to 13A. The completion of switching is notified to the controller 14B by Norial transmission, and the controller 14B stops the operation of the inverter 13B and waits for the next start command. In this way, the switching controller 21 and the starting inverter controller 1 are connected by serial transmission means.
4B, it is possible to simplify the sequence control for switching the electromagnetic contactors while reducing the number of connection lines by simply adding a serial input/output board.

Ｇ６発明の効果 以上のとおり、本発明によれば、始動インバータと運転
インバータの直流電源を共通にし、始動インバータのコ
ントローラと切換コントローラとの間にリモートシリア
ル伝送で始動と同期切換えを行うようにしたため、装置
構成をコンパクト。G6 Effects of the Invention As described above, according to the present invention, the starting inverter and the running inverter use a common DC power supply, and the starting and synchronous switching is performed by remote serial transmission between the starting inverter controller and the switching controller. , compact device configuration.

低コストにしながら始動と同期切換えのシーケンス制御
を簡単にする効果がある。This has the effect of simplifying the sequence control of starting and synchronous switching while reducing costs.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第１図は本発明の一実施例を示す装置構成図、第２図は
第１図のコントローラ間の結合回路図、第３図は第１図
における始動と同期切換えの制御タイムチャート、第４
図は従来のマルチドライブ方式の構成図である。 １１、、　ｌｌｎ・・・同期モータ、１２・・・切換盤
、１３Ａ・・・運転インバータ、１３Ｂ・・・始動イン
バータ、１４＾、１４Ｂ・・・コントローラ、１５・・
・整流器、１６・・・平滑コンデンサ、２０．Ａ、　２
０１１８・・・電磁接触器、２１・切換コントローラ。 第２図 コントローラ間ｉ＃台回路図 第３図 ＃Ｉ１１＃タイムせイーヒ マル千ドライブ力弐〇桝八四Fig. 1 is a device configuration diagram showing an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a coupling circuit diagram between the controllers shown in Fig. 1, Fig. 3 is a control time chart for starting and synchronization switching in Fig. 1, and Fig. 4
The figure is a configuration diagram of a conventional multi-drive system. 11, lln...Synchronous motor, 12...Switching panel, 13A...Operating inverter, 13B...Starting inverter, 14^, 14B...Controller, 15...
- Rectifier, 16... Smoothing capacitor, 20. A, 2
0118...Magnetic contactor, 21/Switching controller. Fig. 2 Circuit diagram between controllers Fig. 3 #I11# Time setting

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 複数の同期モータを１台の運転インバータで駆動し、始
動インバータによつて始動した同期モータを前記運転イ
ンバータの駆動に切換えるようにしたマルチドライブ方
式のインバータにおいて、前記運転インバータと始動イ
ンバータの直流電源を共通にし、前記始動インバータの
コントローラは運転インバータのコントローラから出力
同期信号を得て始動完了時の同期制御手段を有し、かつ
前記同期モータの始動と同期完了を該同期モータの切換
コントローラとの間でリモート入出力によつて行なうこ
とを特徴とするマルチドライブ方式のインバータ。In a multi-drive inverter in which a plurality of synchronous motors are driven by one operating inverter, and the synchronous motor started by a starting inverter is switched to drive the operating inverter, a DC power source for the operating inverter and the starting inverter; The controller of the starting inverter obtains an output synchronizing signal from the controller of the operating inverter and has means for synchronizing control at the time of completion of starting, and controls the starting of the synchronous motor and the completion of synchronization with the switching controller of the synchronous motor. A multi-drive inverter characterized by remote input/output between the two.