JPH01206894A - 交流可変速電動機制御装置 - Google Patents
交流可変速電動機制御装置Info
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- JPH01206894A JPH01206894A JP63028774A JP2877488A JPH01206894A JP H01206894 A JPH01206894 A JP H01206894A JP 63028774 A JP63028774 A JP 63028774A JP 2877488 A JP2877488 A JP 2877488A JP H01206894 A JPH01206894 A JP H01206894A
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- frequency
- control system
- control
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の目的〕
（産業上の利用分野）
本発明は、交流電源をサイリスタ群により可変電圧・周
波数電源化する交流直流変換器（以下、ＲＦＣと称す）
および直流交流変換器（以下ＩＮＶと称す）と、サイリ
スタゲートパルスとを指定された速度信号に従った位相
にて発信させる制御装置とを備えた交流誘導電動機の可
変速制御装置（以下、ＶＶＶＦと称す）に関する。
波数電源化する交流直流変換器（以下、ＲＦＣと称す）
および直流交流変換器（以下ＩＮＶと称す）と、サイリ
スタゲートパルスとを指定された速度信号に従った位相
にて発信させる制御装置とを備えた交流誘導電動機の可
変速制御装置（以下、ＶＶＶＦと称す）に関する。
（従来の技術）
第４図は、一般のＶＶＶＦの主回路及びその制御回路を
示したブロック図である。主回路は３相入力変圧器２１
の出力をＲＥＣ２２で直流化し、リップル分を平滑する
直流リアクトル２３を経由し、指定の周波数の交流に変
換するＩＮＶ２４及び転流時の電流制限機能と交流誘導
電動機の定格電圧を出力する為の３相出力変圧器２５か
ら構成されており、この出力を交流誘導電動機２６へ供
給している。
示したブロック図である。主回路は３相入力変圧器２１
の出力をＲＥＣ２２で直流化し、リップル分を平滑する
直流リアクトル２３を経由し、指定の周波数の交流に変
換するＩＮＶ２４及び転流時の電流制限機能と交流誘導
電動機の定格電圧を出力する為の３相出力変圧器２５か
ら構成されており、この出力を交流誘導電動機２６へ供
給している。
次に制御回路の構成及び機能を示す。外部制御系よりＶ
ＶＶＦへの指令値として送られる速度指令２９は、ＶＶ
ＶＦの変化率制御部３０へ入力される。
ＶＶＦへの指令値として送られる速度指令２９は、ＶＶ
ＶＦの変化率制御部３０へ入力される。
ここでは速度に相当する周波数（以下Ｆとも称す）を演
算設定すると同時に、誘導電動機２６への出力電圧（以
下Ｖとも称す）をＶとＦの比（以下Ｖ／Ｆと称す）に従
って決め、さらに誘導電動機の速度上昇率又は、下降率
及び速度を決めるためのＶ／Ｆと時間を関数にした変化
率の制御を行う。
算設定すると同時に、誘導電動機２６への出力電圧（以
下Ｖとも称す）をＶとＦの比（以下Ｖ／Ｆと称す）に従
って決め、さらに誘導電動機の速度上昇率又は、下降率
及び速度を決めるためのＶ／Ｆと時間を関数にした変化
率の制御を行う。
変化率制御部３０の出力は、電圧指令値及び周波数指令
値として、各々電圧制御部３１及び周波数制御部３６へ
伝送される。電圧制御部３１は、変化率制御部３０から
の電圧指令値と、ＩＮＶ２４の出力電圧を計器用変圧器
２８を用いて実測して得た電圧値を入力し、その偏差が
零になるよう偏差信号を次段の電流制御部３２へ出力す
る。電流制御部３２は電圧制御部３１からの信号とＲＥ
Ｃ２２の入力側に設置された計器用変流器２７からの実
際の電流値を入力し、実電流値過負荷を含む構成機器の
耐量内で運転されるように出力を次段の位相制御部３３
へ出力する。
値として、各々電圧制御部３１及び周波数制御部３６へ
伝送される。電圧制御部３１は、変化率制御部３０から
の電圧指令値と、ＩＮＶ２４の出力電圧を計器用変圧器
２８を用いて実測して得た電圧値を入力し、その偏差が
零になるよう偏差信号を次段の電流制御部３２へ出力す
る。電流制御部３２は電圧制御部３１からの信号とＲＥ
Ｃ２２の入力側に設置された計器用変流器２７からの実
際の電流値を入力し、実電流値過負荷を含む構成機器の
耐量内で運転されるように出力を次段の位相制御部３３
へ出力する。
位相制御部３３は、自身内部の発生クロックを主回路側
からの信号に同期させ、電流制御部３２からの信号の多
寡に応じた位相で、交流直流変換器２２のサイリスタ（
図示せず）のゲートにパルスを送り出す信号を作り、次
段のパルス増幅器３４へ送る。
からの信号に同期させ、電流制御部３２からの信号の多
寡に応じた位相で、交流直流変換器２２のサイリスタ（
図示せず）のゲートにパルスを送り出す信号を作り、次
段のパルス増幅器３４へ送る。
パルス増幅器３４及びパルス変圧器３５は、ＲＥＣ２２
を構成するサイリスタのゲートへの入力パルスを発生す
るための設備である。
を構成するサイリスタのゲートへの入力パルスを発生す
るための設備である。
一方、前述変化率制御部３０からのもう−っの出力であ
る周波数指令値は周波数制御部３６に送り出され、ここ
で位相制御部３７へ適切なＩＮＶ２４のサリイスタ（図
示せず。）のゲートへのパルス発生タイミングを出力す
る。位相制御部３７は、発振器及び分周器等（図示せず
）から構成され、指定パルスタイミングに従い、自身の
中で、時間カウントして、出力をパルス増幅器３８、パ
ルス変圧器３９を経由し、ＩＮＶ２４のサイリスタゲー
トへゲートパルスを発信する。
る周波数指令値は周波数制御部３６に送り出され、ここ
で位相制御部３７へ適切なＩＮＶ２４のサリイスタ（図
示せず。）のゲートへのパルス発生タイミングを出力す
る。位相制御部３７は、発振器及び分周器等（図示せず
）から構成され、指定パルスタイミングに従い、自身の
中で、時間カウントして、出力をパルス増幅器３８、パ
ルス変圧器３９を経由し、ＩＮＶ２４のサイリスタゲー
トへゲートパルスを発信する。
このように、ＶＶＶＦは速度指令値２９に対し、ＲＥＣ
２２側で電流制御をマイナーループとした電圧制御を行
い、ＩＮＶ２４側で周波数制御を行い。
２２側で電流制御をマイナーループとした電圧制御を行
い、ＩＮＶ２４側で周波数制御を行い。
機器の耐量内で安定した速度制御を行うことができる。
なお、以上の説明は各制御部を機能分割し、シーケンシ
ャルに制御が行えるように記したが、これは動作機能を
わかりやすくするためのものであり、実際には組み合わ
された状態になっている場合もある。また、速度制御を
精度よく行うためには、周波数制御部３６へ、誘導電動
機２６の回転数及びＩＮＶ２４出力側計器変圧器２８の
２次電圧からの周波数値を入力し、スリップ周波数を制
御するという方法もある。
ャルに制御が行えるように記したが、これは動作機能を
わかりやすくするためのものであり、実際には組み合わ
された状態になっている場合もある。また、速度制御を
精度よく行うためには、周波数制御部３６へ、誘導電動
機２６の回転数及びＩＮＶ２４出力側計器変圧器２８の
２次電圧からの周波数値を入力し、スリップ周波数を制
御するという方法もある。
第５図は、ＶＶＶＦ制御部の信頼性を向上させるために
制御系の二重化を図ったものを示す。Ａ系とＢ系のうち
一方を常用系とし、他方を待機系とする外部制御系から
の速度指令２９はＡ系、Ｂ系の各変化率制御部３０Ａ、
３０Ｂに入力される。そして電圧制御系については、
電圧制御部３ＬＡ、 ３１Ｂ、電流制御部３２Ａ、 ３
２Ｂ、位相制御部３３Ａ、 ３３Ｂ、パルス増幅器３４
Ａ、 ３４Ｂ計器用変流器２７Ａ、 ２７Ｂ、計器用変
圧器２８Ａ、 ２８ＢがそれぞれＡ系、Ｂ系の２重にな
っており、第１の切替スイッチ４１により選択された系
統のパルス増幅器３４Ａ又は３４Ｂからの出力がパルス
変圧器３５へ入力され、これによりＲＥＣ２２が制御さ
れる。ＲＦＣ２２入力端には計器用変圧器４２Ａ。
制御系の二重化を図ったものを示す。Ａ系とＢ系のうち
一方を常用系とし、他方を待機系とする外部制御系から
の速度指令２９はＡ系、Ｂ系の各変化率制御部３０Ａ、
３０Ｂに入力される。そして電圧制御系については、
電圧制御部３ＬＡ、 ３１Ｂ、電流制御部３２Ａ、 ３
２Ｂ、位相制御部３３Ａ、 ３３Ｂ、パルス増幅器３４
Ａ、 ３４Ｂ計器用変流器２７Ａ、 ２７Ｂ、計器用変
圧器２８Ａ、 ２８ＢがそれぞれＡ系、Ｂ系の２重にな
っており、第１の切替スイッチ４１により選択された系
統のパルス増幅器３４Ａ又は３４Ｂからの出力がパルス
変圧器３５へ入力され、これによりＲＥＣ２２が制御さ
れる。ＲＦＣ２２入力端には計器用変圧器４２Ａ。
４２Ｂがあって、 第２の切替スイッチ４４の選択によ
り、それぞれ、Ａ系、Ｂ系の位相制御部３３Ａ、 ３３
Ｂに電圧波形を出力する。
り、それぞれ、Ａ系、Ｂ系の位相制御部３３Ａ、 ３３
Ｂに電圧波形を出力する。
同様に、周波数制御系については、周波数制御部３６Ａ
、 ３６Ｂ、位相制御部３７Ａ、 ３７Ｂ、パルス増幅
器３８Ａ、 ３８ＢがそれぞれＡ系、Ｂ系の２重になっ
ており、第３の切替スイッチ４５により選択された系統
のパルス増幅器３８Ａ又は３８１’ｌからの出力がパル
ス変圧器３９へ入力され、これによりＩＮＶ２４が制御
される。
、 ３６Ｂ、位相制御部３７Ａ、 ３７Ｂ、パルス増幅
器３８Ａ、 ３８ＢがそれぞれＡ系、Ｂ系の２重になっ
ており、第３の切替スイッチ４５により選択された系統
のパルス増幅器３８Ａ又は３８１’ｌからの出力がパル
ス変圧器３９へ入力され、これによりＩＮＶ２４が制御
される。
Ａ系、Ｂ系は、どちらか一方を常用系と稙：して常時運
転に寄与し、残りの系は待機系と称し、常用系に異常発
生時に、−度ＶＶＶＦを除外停止した後に、待機系を位
相制御部と主電源との位相合せ、各制御部処理値のクリ
アー等のイニシャライズを行い、待機系による再起動を
実施する６なおＡ系、Ｂ系の常用系、待機系の選択は、
初期起動時に行う。
転に寄与し、残りの系は待機系と称し、常用系に異常発
生時に、−度ＶＶＶＦを除外停止した後に、待機系を位
相制御部と主電源との位相合せ、各制御部処理値のクリ
アー等のイニシャライズを行い、待機系による再起動を
実施する６なおＡ系、Ｂ系の常用系、待機系の選択は、
初期起動時に行う。
（発明が解決しようとする課題）
Ｉ３頼性の向上を主目的とした２重化設計も万一の常用
系異常時には、待機系による運転が開始されるまで時間
を要し、この切替期間はＶＶＶＦ停止となる。この間は
負荷側の回転数は、電気トルク零の状態で、負荷側機械
トルク及び誘導電動機と負荷の所有する慣性モーメント
の大きさに依存した形で、減衰してゆくことになる。
系異常時には、待機系による運転が開始されるまで時間
を要し、この切替期間はＶＶＶＦ停止となる。この間は
負荷側の回転数は、電気トルク零の状態で、負荷側機械
トルク及び誘導電動機と負荷の所有する慣性モーメント
の大きさに依存した形で、減衰してゆくことになる。
この様子は次式にて示される。
ｄ。
１−＝ Ｔ ｅ −Ｔ ）４ ・＝
−（１）ｔ Ｔ：負荷及び誘導電動機の慣性モーメントＴｅ：誘導電
動機からの電気トルク ＴＭ：負荷側機械トルク（はゾ回転数ωの２乗に比例） ω：角速度（回転数に比例） なお、風損等の損失分は無視する。
−（１）ｔ Ｔ：負荷及び誘導電動機の慣性モーメントＴｅ：誘導電
動機からの電気トルク ＴＭ：負荷側機械トルク（はゾ回転数ωの２乗に比例） ω：角速度（回転数に比例） なお、風損等の損失分は無視する。
■式をＴｅ＝Ｏ１初速度ω。、ＴＭ＝αω２の条件で計
算する。定格トルクをＴ、とおくと、α：ＴＲ／ω。′
となるため、 で速度減衰の様子が求められる。
算する。定格トルクをＴ、とおくと、α：ＴＲ／ω。′
となるため、 で速度減衰の様子が求められる。
この減衰特性は、短時間であってもＶＶＶＦにより駆動
される誘導電動機の負荷のシステムにおける役割によっ
ては、プラント停止という極めて厳しい状態に曝される
ことになり制御系切替時のｆｆＩＩＪ御内容改善が、従
来より強く求められていた。
される誘導電動機の負荷のシステムにおける役割によっ
ては、プラント停止という極めて厳しい状態に曝される
ことになり制御系切替時のｆｆＩＩＪ御内容改善が、従
来より強く求められていた。
本発明は常用系と待機系の２重化構成したＶＶＶＦ制御
装置において、常用系の不具合発生により又は、手動操
作により待機系に切り替えた場合でも、待機系への切替
を円滑に行い切替期間中の誘導電動機の回転降下率を小
さく改善できるように制御できるＶＶＶＦを提供する事
を目的とする。
装置において、常用系の不具合発生により又は、手動操
作により待機系に切り替えた場合でも、待機系への切替
を円滑に行い切替期間中の誘導電動機の回転降下率を小
さく改善できるように制御できるＶＶＶＦを提供する事
を目的とする。
（課題を解決するための手段）
本発明は、複数のサイリスタを用いて交流を直流に変換
する交流直流交換器と、交流直流変換器から得られる直
流を交流に変換する直流交流変換器と、電動機の速度指
令償号に応じてサイリスタへ出力するゲートパルスのタ
イミングにより交流直流変換器の出力電圧をそれぞれ単
独に制御する第１、第２の電圧制御系と、速度指令に応
じて直流交流変換器の出力周波数をそれぞれ単独に制御
する第１．第２の周波数制御系と、交流直流変換器の入
力（１（ＩＩ電圧波形を第１．第２の電圧制御系に常時
入力し、その電圧波形に応じてそれぞれのゲートパルス
を出力する手段と、第１の電圧制御系と第１の周波数制
御系との組合せまたは第２の電圧制御系と第２の周波数
制御系との組合せのうちの一方の組合、せのみを選択し
、その組合せに異常が生じたときは他方の組合せに切り
替える切替え手段とを具備する交流可変速電動機制御装
置である。
する交流直流交換器と、交流直流変換器から得られる直
流を交流に変換する直流交流変換器と、電動機の速度指
令償号に応じてサイリスタへ出力するゲートパルスのタ
イミングにより交流直流変換器の出力電圧をそれぞれ単
独に制御する第１、第２の電圧制御系と、速度指令に応
じて直流交流変換器の出力周波数をそれぞれ単独に制御
する第１．第２の周波数制御系と、交流直流変換器の入
力（１（ＩＩ電圧波形を第１．第２の電圧制御系に常時
入力し、その電圧波形に応じてそれぞれのゲートパルス
を出力する手段と、第１の電圧制御系と第１の周波数制
御系との組合せまたは第２の電圧制御系と第２の周波数
制御系との組合せのうちの一方の組合、せのみを選択し
、その組合せに異常が生じたときは他方の組合せに切り
替える切替え手段とを具備する交流可変速電動機制御装
置である。
（作 用）
本発明の基本原理は、切替中又は切替複速やかに、交流
誘導電動機から負荷へ与える電気トルクを少しでも、又
は瞬時に確保する事により、減速率を少なくしようとの
観点に立つものである。
誘導電動機から負荷へ与える電気トルクを少しでも、又
は瞬時に確保する事により、減速率を少なくしようとの
観点に立つものである。
第６図に原理図を示す。通常ＶＶＶＦは、Ｖ／Ｆ制御を
行い、回転数制御を行うことは前述した通りであるが、
この概要を第６図をもとに説明する。誘導電動機の電気
トルク特性は、第６図中に示したように、最大トルク点
をピークにし、同期速度での電気トルク零点に向った右
下すの特性を有しており、負荷トルク曲線との交点（Ｘ
）で同期速度よりわずかに小さい速度（この差をスリッ
プ速度と称する。）にて安定運転される。すなねち、電
源の周波数が定まると、誘導電動機の回転数は負荷トル
ク特性を関係した一義的な回転数に定まる。一方、回転
電気機械は、磁気回路の飽和の影響を避けるため、磁束
を一定値以下に抑えて運転する事が好ましい。この磁束
量（φ）は、端子電圧（Ｖ）に比例し、周波数（Ｆ）に
反比例する量となる。
行い、回転数制御を行うことは前述した通りであるが、
この概要を第６図をもとに説明する。誘導電動機の電気
トルク特性は、第６図中に示したように、最大トルク点
をピークにし、同期速度での電気トルク零点に向った右
下すの特性を有しており、負荷トルク曲線との交点（Ｘ
）で同期速度よりわずかに小さい速度（この差をスリッ
プ速度と称する。）にて安定運転される。すなねち、電
源の周波数が定まると、誘導電動機の回転数は負荷トル
ク特性を関係した一義的な回転数に定まる。一方、回転
電気機械は、磁気回路の飽和の影響を避けるため、磁束
を一定値以下に抑えて運転する事が好ましい。この磁束
量（φ）は、端子電圧（Ｖ）に比例し、周波数（Ｆ）に
反比例する量となる。
すなわち、φ国Ｖ／Ｆ ・・・・・・
■で表わされ、φ（ファイ）を一定値以下で運転するこ
とが好ましい。
■で表わされ、φ（ファイ）を一定値以下で運転するこ
とが好ましい。
一方最大トルク（Ｔｍａｘ）は大略ＴｍａＸ” （Ｖ／
Ｆ） ・Ｖであり、電圧を低下した分だけ最大トルク値
は下がり、第６図中、破線Ａに示す傾向となる６また、
誘導電動機の出力（Ｐ）に着目すると、ｐｃｃｖ・工
・・・・・・ （イ）■＝端子
電圧、Ｉ：電流で表わされ、 一方、Ｖ／Ｆ＝一定ということで考えると、に）式は Ｐｃｘ：Ｆ・工 ・・・・・・
■となる。また。
Ｆ） ・Ｖであり、電圧を低下した分だけ最大トルク値
は下がり、第６図中、破線Ａに示す傾向となる６また、
誘導電動機の出力（Ｐ）に着目すると、ｐｃｃｖ・工
・・・・・・ （イ）■＝端子
電圧、Ｉ：電流で表わされ、 一方、Ｖ／Ｆ＝一定ということで考えると、に）式は Ｐｃｘ：Ｆ・工 ・・・・・・
■となる。また。
ＰＯＣＦ−Ｔ −・・・・・
０で表わさ゛れるため、第０式と第０式を比較すると、
’ｌ”ｃｃ■ ・・・・
・・ ■となり、本ＶＶＶＦではＶ／Ｆ制御をメインル
ープ制御とし、トルクを制限するため、電流信号を帰還
していることが理解できる。
０で表わさ゛れるため、第０式と第０式を比較すると、
’ｌ”ｃｃ■ ・・・・
・・ ■となり、本ＶＶＶＦではＶ／Ｆ制御をメインル
ープ制御とし、トルクを制限するため、電流信号を帰還
していることが理解できる。
これらの誘導電動機及びＶＶＶＦ制御の特性において、
入力電圧が零、又は入力電圧が低下することによりＶＶ
ＶＦを運転停止すると、電気トルクは零となり、第６図
の負荷トルク曲線が、すべて減速トルクとして働くこと
になる。
入力電圧が零、又は入力電圧が低下することによりＶＶ
ＶＦを運転停止すると、電気トルクは零となり、第６図
の負荷トルク曲線が、すべて減速トルクとして働くこと
になる。
しかし、切替中においても電源電圧は正常であり、前述
した手段で切替時又は切替中ＶＶＶＦが切替前制御指令
状態を保持するが又は切替後を想定した制御指令状態を
準備しておくことにより、切替時間の短縮化及び切替後
の十分な電気トルクの供給を行なえるため、切替による
誘導電動機の減速率の低減が可能となる。
した手段で切替時又は切替中ＶＶＶＦが切替前制御指令
状態を保持するが又は切替後を想定した制御指令状態を
準備しておくことにより、切替時間の短縮化及び切替後
の十分な電気トルクの供給を行なえるため、切替による
誘導電動機の減速率の低減が可能となる。
（実 施 例）
第１図は１本発明を適用した時のＶＶＶＦの一構成例を
ブロックにて示したものである。第５図に示した従来技
術と共通の部分には同一符号を付して説明を省略する。
ブロックにて示したものである。第５図に示した従来技
術と共通の部分には同一符号を付して説明を省略する。
ＩＮＶ２４の出方側に設置された計器用変圧器２８Ａ、
２８Ｂの２次側には周波数検出器５０Ａ、５０Ｂが設
置さ九１周波数検出器５０Ａ 、 ５０Ｂの出力は周波
数制御部３６Ａ、 ３６Ｂに常時入力され、この周波数
に従った周波数指令値が位相制御部３７Ａ。
２８Ｂの２次側には周波数検出器５０Ａ、５０Ｂが設
置さ九１周波数検出器５０Ａ 、 ５０Ｂの出力は周波
数制御部３６Ａ、 ３６Ｂに常時入力され、この周波数
に従った周波数指令値が位相制御部３７Ａ。
３７Ｂへ出力される。位相制御部３７Ａ 、 ３７Ｂは
、この周波数指令値に従ったパルス発生タイミングを保
持できる回路になっている。又、ＲＥＣ２２側位相制御
部（３３Ａ、 ３３Ｂ）は計器用変圧器４２Ａ、 ４２
Ｂからの電圧波形が常時入力される。従来の第２の切替
スイッチ４４が削除されているので、電源電圧位相と位
相制御部３３Ａ、 ３３Ｂからのパルス発生タイミング
を常時同期をとることができる。なお、変化率制御部３
０Ａ、 ３０Ｂからの信号を電圧制御部３１Ａ、 ３１
Ｂおよび周波数制御部３６Ａ、 ３６Ｂへ入力する途中
には第４のスイッチ５１があって、Ａ系、Ｂ系のうち一
方が選択されるようになっている。
、この周波数指令値に従ったパルス発生タイミングを保
持できる回路になっている。又、ＲＥＣ２２側位相制御
部（３３Ａ、 ３３Ｂ）は計器用変圧器４２Ａ、 ４２
Ｂからの電圧波形が常時入力される。従来の第２の切替
スイッチ４４が削除されているので、電源電圧位相と位
相制御部３３Ａ、 ３３Ｂからのパルス発生タイミング
を常時同期をとることができる。なお、変化率制御部３
０Ａ、 ３０Ｂからの信号を電圧制御部３１Ａ、 ３１
Ｂおよび周波数制御部３６Ａ、 ３６Ｂへ入力する途中
には第４のスイッチ５１があって、Ａ系、Ｂ系のうち一
方が選択されるようになっている。
以下、第１図および第２図に従い、Ａ系が常用系として
運転されている状態で、Ａ系に不具合が発生し待機系で
あるＢ系に切替−た場合番加定しその制御の内容を説明
する。
運転されている状態で、Ａ系に不具合が発生し待機系で
あるＢ系に切替−た場合番加定しその制御の内容を説明
する。
第１図において、第１の切替スイッチ４１、第３の切替
スイッチ４５．第４の切替スイッチ５１は、上述不具合
発生前は添字Ａのついた、Ａ系側が閉路され、Ｂ系側は
開路されている。
スイッチ４５．第４の切替スイッチ５１は、上述不具合
発生前は添字Ａのついた、Ａ系側が閉路され、Ｂ系側は
開路されている。
第２図において、−点鎖線の左側は常用系のＶＶＶＦの
運転状態（（）で示す。）及び運転又は制御内容（四角
枠で示す。）を示している。Ａ系運転中、Ａ系異常発生
の運転状態、引続＜ＶＶＶＦ運転停止、Ｂ系への制御切
替指令、これに伴う−っの制御内容である外部制御系か
らの速度指令値のＢ系への入力、Ｂ系によるＶＶＶＦ運
転再開という運転の流れとなっている。又は、ＶＶＶＦ
運転停止に伴い、ＶＶＶＦへ給電している電源系におい
てはＶＶＶＦ負荷の脱落に伴う電源変動があり。
運転状態（（）で示す。）及び運転又は制御内容（四角
枠で示す。）を示している。Ａ系運転中、Ａ系異常発生
の運転状態、引続＜ＶＶＶＦ運転停止、Ｂ系への制御切
替指令、これに伴う−っの制御内容である外部制御系か
らの速度指令値のＢ系への入力、Ｂ系によるＶＶＶＦ運
転再開という運転の流れとなっている。又は、ＶＶＶＦ
運転停止に伴い、ＶＶＶＦへ給電している電源系におい
てはＶＶＶＦ負荷の脱落に伴う電源変動があり。
ＶＶＶＦ負荷である誘導電動機２６は電源がなくなるた
めに回転数が減衰し、同時に誘導電動機２６の残留電圧
に従った電圧・周波数の低下現象が発生することも同時
に示している。
めに回転数が減衰し、同時に誘導電動機２６の残留電圧
に従った電圧・周波数の低下現象が発生することも同時
に示している。
一方、第２図の一点鎖線の左側は、上述のＶＶＶＦの動
きに応じた、待機系の制御内容を示したものである。Ａ
系運転中すなわちＢ系待機中の期間、 Ｂ系ＲＥＣ側位
相制御部３２Ｂは、自身に内蔵したクロック及びパルス
発振タイミングをＲＦＣ２２入力端電圧からの位相に常
に同期させておき、電流制御部３２Ｂからの位相指令が
発生した時、すぐ応動できる様に待機している。又、Ｂ
系ＩＮＶ側はＩＮＶ２４出力電圧を常に周波数制御部３
６Ｂへフィードバックしておき、誘導電動機２６の印加
電圧の周波数に追従するよう、位相制御部３７Ｂの出力
を保持して待機している。
きに応じた、待機系の制御内容を示したものである。Ａ
系運転中すなわちＢ系待機中の期間、 Ｂ系ＲＥＣ側位
相制御部３２Ｂは、自身に内蔵したクロック及びパルス
発振タイミングをＲＦＣ２２入力端電圧からの位相に常
に同期させておき、電流制御部３２Ｂからの位相指令が
発生した時、すぐ応動できる様に待機している。又、Ｂ
系ＩＮＶ側はＩＮＶ２４出力電圧を常に周波数制御部３
６Ｂへフィードバックしておき、誘導電動機２６の印加
電圧の周波数に追従するよう、位相制御部３７Ｂの出力
を保持して待機している。
この状態でＡ系に異常が発生すると、−度Ａ系制御不良
のためにＶＶＶＦ運転は停止し、Ｂ糸切替指令が出る。
のためにＶＶＶＦ運転は停止し、Ｂ糸切替指令が出る。
この間に発生するＶＶＶＦ負荷しゃ断に伴うＲＦＣ入力
側電圧変動および誘導電動機２Ｇの回転数減少、これに
伴うＩＮＶ２４出力電圧の周波数低下は各々Ｂ系ＲＥＣ
側位相制御部３７Ｂ及びＩＮＶ側周波数制御部３６Ｂに
入力され続け、Ｂ系は異常発生後の状態に追従した形で
待機を続ける。Ｂ Ｔ、切替指令と同時に待機系速度指
令が入力されると、ＲＥＣ側電圧制御部３１Ｂへは、電
圧指令が発信され、電流制御部３２Ｂを経由してサイリ
スタゲートパルス発生位相値の指示が位相制御部３３８
へ送られる。位相制御部３３Ｂは既に電源側との同期は
完了しているため、位相指令に対応したパルス発生時間
をシフトするのみの制御を行い、パルスを発生すること
ができる。一方、ＩＮＶ２４側へは１周波数指令が入っ
てくるが、電）機２６の残留電圧の周波数に追従した運
転を行っていたためにこの値が切替時の初期となり、こ
れの速度に従った周波数パルスが位相制御部３７Ｂより
発生され、最終的には変化率制御部３０Ｂからの周波数
指令に従った周波数に従ったパルスが発信されるように
なる。この後、第３の切替スイッチ４５の切替によって
パルス増幅器３８Ｂへの回路を閉路することにより、Ｖ
ＶＶＦは、Ｂ系により運転再開することができる。
側電圧変動および誘導電動機２Ｇの回転数減少、これに
伴うＩＮＶ２４出力電圧の周波数低下は各々Ｂ系ＲＥＣ
側位相制御部３７Ｂ及びＩＮＶ側周波数制御部３６Ｂに
入力され続け、Ｂ系は異常発生後の状態に追従した形で
待機を続ける。Ｂ Ｔ、切替指令と同時に待機系速度指
令が入力されると、ＲＥＣ側電圧制御部３１Ｂへは、電
圧指令が発信され、電流制御部３２Ｂを経由してサイリ
スタゲートパルス発生位相値の指示が位相制御部３３８
へ送られる。位相制御部３３Ｂは既に電源側との同期は
完了しているため、位相指令に対応したパルス発生時間
をシフトするのみの制御を行い、パルスを発生すること
ができる。一方、ＩＮＶ２４側へは１周波数指令が入っ
てくるが、電）機２６の残留電圧の周波数に追従した運
転を行っていたためにこの値が切替時の初期となり、こ
れの速度に従った周波数パルスが位相制御部３７Ｂより
発生され、最終的には変化率制御部３０Ｂからの周波数
指令に従った周波数に従ったパルスが発信されるように
なる。この後、第３の切替スイッチ４５の切替によって
パルス増幅器３８Ｂへの回路を閉路することにより、Ｖ
ＶＶＦは、Ｂ系により運転再開することができる。
上記の動作を従来方式と比較して示したものが。
第３図である。本図より明らかなように、従来方式では
ＶＶＶＦ停止から待機系起動するための位相同期及びこ
の確認に時間を要し、この間、回転数の低下も大きくな
り、従って加速完了までの時間もその分大きなものとな
っていた。これに対して本実施例による方式では、ＲＥ
Ｃ側位相同期が常時、保持されており、又、ＶＶＶＦ起
動時の電動機側周波数も判明しているため、再起動後の
過電流等による制限も問題とならなくなり、ｖｖｖＦ起
動までの時間短縮及び起動後の加速率のいずれも向上す
る。
ＶＶＶＦ停止から待機系起動するための位相同期及びこ
の確認に時間を要し、この間、回転数の低下も大きくな
り、従って加速完了までの時間もその分大きなものとな
っていた。これに対して本実施例による方式では、ＲＥ
Ｃ側位相同期が常時、保持されており、又、ＶＶＶＦ起
動時の電動機側周波数も判明しているため、再起動後の
過電流等による制限も問題とならなくなり、ｖｖｖＦ起
動までの時間短縮及び起動後の加速率のいずれも向上す
る。
第１図の実施例では、待機系周波数制御部へのＩＮＶ２
４の出力周波数入力をＩＮＶ出力側計器用変圧器２８Ａ
、 ２８Ｂの２次より行っているが、この信号のかわり
に誘導電動機２６の回転軸の回転数を検出し、周波数指
令としてもよい。この場合、誘動電動機２６の残留電圧
の多寡に依存しない実回転数を得ることができ、例え残
留電圧が零になっても、回転継続している限り、周波数
制御部へ指令を与える事ができ、再起動時の周波数指令
値がショックレスに与えられるという利点がある。
４の出力周波数入力をＩＮＶ出力側計器用変圧器２８Ａ
、 ２８Ｂの２次より行っているが、この信号のかわり
に誘導電動機２６の回転軸の回転数を検出し、周波数指
令としてもよい。この場合、誘動電動機２６の残留電圧
の多寡に依存しない実回転数を得ることができ、例え残
留電圧が零になっても、回転継続している限り、周波数
制御部へ指令を与える事ができ、再起動時の周波数指令
値がショックレスに与えられるという利点がある。
さらに、誘導電動機２６の回転数と、ＩＮＶ出力側計器
用変圧器２８Ａ、 ２８Ｂの出力を組み合わせて周波数
指令としてもよい。電圧信号を入力することの利点は、
誘導電動機２６の電圧の位相と周波数を読み取れる点で
ある。周波数のみでなく位相も併せた待機状態を保って
おくことにより、再起動時の瞬時の擾乱を少なく抑える
ことができる。しかしながら、変換器の安定動作の面か
らは、電圧値があまり低下すると機能しなくなり、実際
に入力しても、その信号の信頼性は小さいものとなる。
用変圧器２８Ａ、 ２８Ｂの出力を組み合わせて周波数
指令としてもよい。電圧信号を入力することの利点は、
誘導電動機２６の電圧の位相と周波数を読み取れる点で
ある。周波数のみでなく位相も併せた待機状態を保って
おくことにより、再起動時の瞬時の擾乱を少なく抑える
ことができる。しかしながら、変換器の安定動作の面か
らは、電圧値があまり低下すると機能しなくなり、実際
に入力しても、その信号の信頼性は小さいものとなる。
一方、前述したように、回転数を入力することにより、
電圧信号が少なくなっても、回転数信号によって動作す
ることができ、回転数の低い状態まで適切な待機状態が
確昏できるという利点が生じる。
電圧信号が少なくなっても、回転数信号によって動作す
ることができ、回転数の低い状態まで適切な待機状態が
確昏できるという利点が生じる。
本発明によれば、常用系および待機系からなる２重化構
成をしたＶＶＶＦ制御装置において、常用系に異常発生
し、待機系に切替った場合でも、誘導電動機の回転降下
値を低減できると同時に、異常発生前の運転状態へ早く
復帰させることができ、特に回転数降下に厳しいシステ
ムにおけるＶＶＶＦ機能をさらに高めることができる。
成をしたＶＶＶＦ制御装置において、常用系に異常発生
し、待機系に切替った場合でも、誘導電動機の回転降下
値を低減できると同時に、異常発生前の運転状態へ早く
復帰させることができ、特に回転数降下に厳しいシステ
ムにおけるＶＶＶＦ機能をさらに高めることができる。
第１図は本発明によるＶＶＶＦの一実施例を示すブロッ
ク図、第２図は第１図に示したＶＶＶＦの運転内容を示
すチャート図、第３図は第１図に示したＶＶＶＦによる
制御と従来制御の差を制御内容及び回転数−時間の関係
で示した図、第４図は従来のＶＶＶＦの概略ブロック図
、第５図は従来の２重化されたＶＶＶＦの詳細ブロック
図、第６図は誘導電動機のトルク特性図である。 ２１・・・３相入力変圧器 ２２・・・交流直流変換器（ＲＦＣ） ２３・・・直流リアクトル ２４・・・直流交流変換器（ＩＮＶ） ２５・・・３相出力変圧器 ２６・・・交流誘導電動
機２７Ａ、 ２７Ｂ・・・計器用変流器 ２８Ａ、 ２８Ｂ、 ４２Ａ、 ４２Ｂ・・・計器用変
圧器２９・・・速度指令 ３０Ａ、 ３０Ｂ・・・変化率制御部 ３１ａ、 ３１Ｂ・・・電圧制御部 ３２Ａ、 ３２Ｂ
・・・電流制御部３３Ａ、 ３３Ｂ、 ３７Ａ、 ３７
Ｂ・・・位相制御部３４Ａ、 ３４Ｂ、 ３８Ａ、 ３
８Ｂ・・・パルス増幅器３５、３９・・・パルス変圧器 ３６Ａ、 ３６Ｂ・・・周波数制御部 ４１・・・第１の切替スイッチ ４５・・・第３の切替スイッチ 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 同 第子丸 健 第１図 第 ２ 図 第３図 第４図 第５図 第６図
ク図、第２図は第１図に示したＶＶＶＦの運転内容を示
すチャート図、第３図は第１図に示したＶＶＶＦによる
制御と従来制御の差を制御内容及び回転数−時間の関係
で示した図、第４図は従来のＶＶＶＦの概略ブロック図
、第５図は従来の２重化されたＶＶＶＦの詳細ブロック
図、第６図は誘導電動機のトルク特性図である。 ２１・・・３相入力変圧器 ２２・・・交流直流変換器（ＲＦＣ） ２３・・・直流リアクトル ２４・・・直流交流変換器（ＩＮＶ） ２５・・・３相出力変圧器 ２６・・・交流誘導電動
機２７Ａ、 ２７Ｂ・・・計器用変流器 ２８Ａ、 ２８Ｂ、 ４２Ａ、 ４２Ｂ・・・計器用変
圧器２９・・・速度指令 ３０Ａ、 ３０Ｂ・・・変化率制御部 ３１ａ、 ３１Ｂ・・・電圧制御部 ３２Ａ、 ３２Ｂ
・・・電流制御部３３Ａ、 ３３Ｂ、 ３７Ａ、 ３７
Ｂ・・・位相制御部３４Ａ、 ３４Ｂ、 ３８Ａ、 ３
８Ｂ・・・パルス増幅器３５、３９・・・パルス変圧器 ３６Ａ、 ３６Ｂ・・・周波数制御部 ４１・・・第１の切替スイッチ ４５・・・第３の切替スイッチ 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 同 第子丸 健 第１図 第 ２ 図 第３図 第４図 第５図 第６図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （ａ）複数のサイリスタを用いて交流を直流に変換する
交流直流交換器と、 （ｂ）該交流直流変換器から得られる直流を交流に変換
する直流交流変換器と、 （ｃ）電動機の速度指令信号に応じて上記サイリスタへ
出力するゲートパルスのタイミングにより上記交流直流
変換器の出力電圧をそれぞれ単独に制御する第１、第２
の電圧制御系と、 （ｄ）上記速度指令に応じて上記直流交流変換器の出力
周波数をそれぞれ単独に制御する第１、第２の周波数制
御系と、 （ｅ）上記交流直流変換器の入力側電圧波形を上記第１
、第２の電圧制御系に常時入力し、その電圧波形に応じ
てそれぞれの上記ゲートパルスを出力する手段と、 （ｆ）上記第１の電圧制御系と第１の周波数制御系との
組合せまたは第２の電圧制御系と第２の周波数制御系と
の組合せのうちの一方の組合せのみを選択し、その組合
せに異常が生じたときは他方の組合せに切り替える切替
え手段とを具備する交流可変速電動機制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63028774A JPH01206894A (ja) | 1988-02-12 | 1988-02-12 | 交流可変速電動機制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63028774A JPH01206894A (ja) | 1988-02-12 | 1988-02-12 | 交流可変速電動機制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01206894A true JPH01206894A (ja) | 1989-08-21 |
Family
ID=12257755
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63028774A Pending JPH01206894A (ja) | 1988-02-12 | 1988-02-12 | 交流可変速電動機制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01206894A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008261763A (ja) * | 2007-04-13 | 2008-10-30 | Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd | 電力変換装置 |
| WO2010064318A1 (ja) * | 2008-12-05 | 2010-06-10 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 同期機起動装置 |
| JP2011257416A (ja) * | 2011-07-22 | 2011-12-22 | Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd | 電力変換装置 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5720189A (en) * | 1980-07-09 | 1982-02-02 | Hitachi Ltd | Controller for induction motor |
| JPS6013606A (ja) * | 1983-07-04 | 1985-01-24 | 株式会社トパック | 自動包装用充填方法およびその装置 |
| JPS60138606A (ja) * | 1983-12-27 | 1985-07-23 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 制御システム |
-
1988
- 1988-02-12 JP JP63028774A patent/JPH01206894A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5720189A (en) * | 1980-07-09 | 1982-02-02 | Hitachi Ltd | Controller for induction motor |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2008261763A (ja) * | 2007-04-13 | 2008-10-30 | Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd | 電力変換装置 |
| WO2010064318A1 (ja) * | 2008-12-05 | 2010-06-10 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 同期機起動装置 |
| US8362730B2 (en) | 2008-12-05 | 2013-01-29 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial Systems Corporation | Synchronous machine starting device |
| JP5427189B2 (ja) * | 2008-12-05 | 2014-02-26 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 同期機起動装置 |
| JP2011257416A (ja) * | 2011-07-22 | 2011-12-22 | Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd | 電力変換装置 |
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