JPH0191693A - 交流電動機の制御装置 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本光明は交流電動機の制御装置に係り、特にＩＭ御装置
の制御回路の少なくとも１部を冗長化してシステム信頼
性を向上させた交流電動機の制御装置に関するものであ
る。

（従来の技術） 本発明が係る交流電動様の制御装置としては、公知のご
とく電流形インバータ装置、サイリスク装置、サイクロ
コンバータ装置など種々の方式が実用化されている。こ
こでは第３図に電流形インバータ装置を代表例として引
用した交流電動機の制ｍ＋装置で、従来の技術を以下説
明する。

第３図において、１０は交流Ｎ動様の制御装置の主回路
、前記主回路の具体的説明として１１は入力しゃ断器、
１２は整流器、１３は直流リアクトル、１４はインバー
タである。２０は前記交流電動様の制御装置の制御回路
部同様に前記制御回路部の具体的説明として、２１はＷ
！準、２２は制御回路、２３は制御回路、２４は制御回
路、２５は副部回路判別回路、３０は前記交流電ｖＪ磯
の制御装置によって駆動される交流電動機である。

第３図に示す交流電動機の制御装置の基本的勤作につい
ては、例えば「ニュードライブエレクトロニクス」　（
電気書院発行、上山直彦編）の第４章ｐ１０３〜ｐゴ４
４に詳細に述べられているので、ここでは要点のみを以
下述べる。前記主回路１０では、入力しゃ断器１１を介
して入力される交流電力を整流器１２により直流電力に
変換し、これを直流リアクトル１３で平滑化してインバ
ータ１４で可変周波数の交流電力に変換して、交流電動
償３０を駆動する。前記制御回路２０では、基ｆ＄２１
より与えられた指令に基づき、同一機能のｉｌ　ｌ［回
路２２．２３．２４が設けられ、これらの出力信号を制
御回路判別回路２５に入力し、３個の制御回路２２，２
３．２４の出力を多数決方式で制御回路判別回路２５が
判別し、判別された正常な制御出力信号を前記主回路１
０に与えて、交流電動機３０が駆動されている。

以上の説明のように、第３図の構成においては、制御回
路２２，２３．２４を合計３組設けた冗長システムとし
、３組の制御回路２２，２３．２４がそれぞれ運転され
ながら出力信号を制御回路判別回路２５に与え、制御回
路判別回！ｎ４２５が正常な制御回路出力信号を判別し
て制御出力信号を出力するため、制御回路２２．２３．
２４中どれか１組が故障してもシステムとして運転継続
が可能であり、このように冗長システムとすることによ
って、システム信頼性が大幅に向上されることが公知で
ある。

従来交流電動機の制御装置では制御回路の１部を冗長シ
ステムとして構成する例は少なかったが、適用分野が重
要プラントに拡大するとともに、−層のシステム信頼性
の向上が要求され、この結果第３図に示すような制御回
路の少なくとも１部を冗長構成した交流電動機の制御装
置が製作されるようになってきた。第３図にはこれらシ
ステムの代表例を引用して従来技術を説明したが、他に
も種々の方式が存在する。しかし従来技術において共通
的な点は、制御回路判別回路２５の礪能に対応する回路
が設けられ、複数組設けられた制御回路の制御回路出力
信号を判別して出力する点である。

（発明が解決しようとする問題点） 第３図に示す従来技術に基づく交Ｒ電動機の制御１１８
ｆｆｉは、その制御部２０内に制御回路判別回路２５を
有している。この結果法の問題点があった。

（１）制御回路２２，２３．２４の制御回路出力信号の
数が、交流電動機の制御装置のように多くなると、それ
ぞれの信号レベルを判定する必要性より制御回路判別回
路が？！錐化し、この結果制御回路判別回路の部品数も
大幅に増加することになり、制御回路部２０の信頼性も
総合的にはｗＪ待値まで向上しない問題がある。

（２前記の点から制御回路部２０の大形化、価格上昇の
問題点が交流電動機の制御装置では発生する。

（３）　　制御回路２２，２３．２４を複数組運転して
いる又は侍殿運転していることから、制御回路の電力損
失も増加する問題がある。

（４）制御回路２２．２３．２４の何れかの制御回路出
力信号によって運転されている時、健全な制御回路出力
信号を制御回路判別回路で選択するにしても、前記制御
回路の故障内容によっては前述の主回路１０側まで影響
を受けることがあり、故障保護が単にＩＩＩ　ｗＪ回路
判別回路での健全な制御回路出力信号の選択のみでは充
分でないケースも生じる。

本発明は前記の従来技術の欠点に鑑みてなされたもので
、交流電動機の制御装置において、その制御回路の１部
を冗長システムとして構成する場合、その出力状態を識
別する判別回路を冗長構成部の後段側に設けないことに
より、冗長システムとしての信頼性向上を計った交ＦＲ
電０１ＦＩの制御装置を提供することを目的としている
。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 本発明は前述目的を達成するために、交流電動機の制御
装置を構成する制御回路の少なくとも１部を少なくとも
２組の回路で冗長システム構成し、冗長システム構成し
た前記制御回路のうち、いずれか一方を選択して前記交
流電動機を制御する手段と、該選択された前記制御回路
が故障した際に、故障した制御回路の動作を停止させ、
この後、待機中の制御回路により前記故障を検出して故
障保護動作を行なわせる手段と、故障保護動作完了後肢
ろＩＩ　ｔｆＯ回路により、前記交流電動機の制御を継
続させる手段を具備し従来技術の如く制御回路判別回路
（第３図の２５相当）を設けないシステム構成とするこ
とにより、冗長システム構成の簡素化を計り、システム
信頼性を総合的に向上させることができる交流電動機の
制御装置を実現するものである。

（作　用） このように構成された交流電動機の制御装置においては
、冗長システム構成とした制御回路２２と２３の中で一
方が異常となり、他方へ切換える時、制御回路部２０の
出力は瞬時停止する期間が発生する。この結果交流電動
機の制御装置の主回路１０の出力も瞬時停止することに
なるが、駆動されている交流電動機３０及びその負荷は
慣性を持っており、このような短時間の出力停止では回
転数の変動は発生することはあっても停止することはな
いから、前記制御回路２２と２３相互切換えをやっても
システム停止は生じない。

本発明はこのように交流電動懇の制御装置が債性をもっ
た交流電動機である点に着目し、このように慣性を持っ
た負荷を駆動する装置特有の技術として簡素化され、高
信頼性化した制御回路部の冗長システムを応用した高信
頼性の交流゛氾勤搬の制ｔｘｓｉｅを実現するものであ
る。

前記故障した制御回路より健全な待機中の制御回路へ切
換える時、その故障内容によっては、故障した前記制御
回路では前記主回路１０を含めたシステム保護が可′能
なケースも発生するが、本発明の如く切換えた健全な制
御回路側で保護動作を行なってから運転を再開すれば保
護信頼性を一層向上させることができる。

（実加ＰＡ＞ 以下図面に示した実施例にもとづいて本発明の詳細な説
明する。

第１図は本発明の一実施例を示す交流電動機の制御装置
である。この図において、前記の従来技術の第３図と同
一番号を符した構成要素は同一機能の構成要素であり、
説明を省く。また制御回路２２に１部が含まれる運転操
作回路２２１．同様に制御回路２３用の運転操作回路２
３１を本発明の作用を理解しやすくするために特に第１
図に追加して図示する。

第１図において、制御回路部２０内部では、冗長システ
ム構成された制御回路２２と２３の一方が交流電動機の
制！Ｉｌ装置の運転時に使用されており、他方の制御回
路２２または２３は待濾状態にあるように、運転操作回
路２２１および２３１により制御回路２２と２３が制御
されている。このような状態で運転中の制御回路２２ま
たは２３に故障が発生すると、これを運転操作回路２２
１または２３１で検出し、運転中の制御回路２２または
２３を停止させ、他方の運転操作回路２２１または２３
１を介して他方の制御回路２２または２３を運転開始す
る。

第２図にこの運転モードを図示する。第２図において、
（Ａ）は交流電動機の制御装置の主回路１０の出力を、
（Ｂ）は制御回路２２の出力制御信号を、（Ｃ）は制御
回路２３の出力制御信号を図示しており、時刻ｔ１まで
は副葬回路２２が運転されているが、副葬回路２２が時
刻ｔ１に故障が発生すると、これを運転操作回路２２１
で検出し、運転操作回路２３１を介して時刻ｔ２より制
御回路２３を運転する。この時、時刻【ｌより時刻ｔ２
までは、時刻で１まで待機中であった制御回路２３によ
り、前記主回路１０の保護動作を行ない、この後時刻ｔ
２より制御回路２３を正常運転に入らせる。

この結果前記主回路１０は時刻ｔ１より時刻ｔ２までの
短時間交流電動［３０に供給する出力が瞬断するが、こ
の期間は一般に短かい時刻であり、交流電動機１０やそ
の負荷の慣性によって回転数変動は小さいため、その交
流電動機駆動システムとしては運転継続が可能である。

また健全な待機中の制御回路２３で故障保護を行なった
後運転を開始するから、交流電動機駆動システムとして
の信頼性の高い保護を行なうことができる。

第１図に示す本発明の実施例によれば、制御回路部２０
の１部の制御回路２２と２３を冗長システム構成として
も、その出力制御信号の良否を判別する複雑な回路構成
となる制御回路判別回路などを設けなくても、前記制御
回路２２または２３の一方が故障しても、交流電動様の
制御装置は運転継続できる。

また健全な待機中の制御回路で故ＰＪ保護を行なってか
ら運転開始することによって、前記制御回路個数による
事故拡大を防止できる。

依って、回路構成が簡素で信頼性の高い交流電ｖＪ機の
制御Ｉ装置を本発明によって実現できる。

本発明の交流電動機の制ｙ５装置は、その回路方式を特
に限定するのではなく、少なくともその制御回路の１部
を冗長システム構成としたものであれば、種々の方式の
交流電動機の制御装置に適用できることが明らかである
。

本発明の交流電動機の制御装置では、冗長システム構成
する制御回路の数を２個のみ図示したが、この制御回路
数を特に限定するものではない。

本発明の交流電動機の制御装置において、第２図の時刻
ｔ２に他方の健全な制御回路を運転開始する詩、交ｉ電
動機３ｏの誘起電圧位相と交流電動機のみＩＩ　Ｉｌｌ
装置の出力電圧位相を近づけて運転開始しても良い。こ
のように制御すれば、交流電動Ｉｆｉ３０の回転数変動
はさらに小さくできる。

［発明の効果］ 本発明によれば、交流電動機の制御装置において、その
制御回路の１部を冗長システム構成する時、駆動される
交流電動機及びその負荷の慣性を利用することによって
、冗長システム構成したそれぞれの制御回路の出力制御
信号の良否を判断する制御回路判別回路を必要としない
。この結果、本発明によって次の効果利点を有する交流
電動機の制御回路を実現できる。

（１）＃配出力制御信号の数が多くても複雑な回路構成
となる制御回路判別回路が不要なため、制御回路部の回
路部品数が大幅に減少し、制御回路部の簡素化、高信頼
化が実現し総合的に高信頼化された交流電動別の制御装
置を実現できる。

（２冗長システム構成する制御回路個数は最小個数であ
っても従来の冗長システム構成と同様に冗長運転するこ
とができ、また持重中の制御回路は出力制御信号を停止
しており、制御回路判別回路も不要のため制御回路の電
力損失も少ない。

（３）　　制御回路部が簡素化できるから、小形低価格
の交流電動機の制御装置を実現できる。

（４）　　待機中の健全な制御回路側で保ｒ！！動作を
行なった上で運転を再開するから交流電動機の制御装置
としての保護信頼性も大幅に向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
第１図の本発明の実施例による運転モードを示した図、
第３図は従来技術による交流電動別の制御装置のブロッ
ク図である。 １０・・・交流電動機の制御装置の主回路、１１・・・
入力しゃ断器、１２・・・整流器、１３・・・直流リア
クトル、１４・・・インバータ、２０・・・交流電動機
の制ｔｉｌ＋装置の制御回路部、２１・・・基準、２２
・・・制御回路、２３・・・制御回路、２４・・・制御
回路、２２１・・・運転操作回路、２３１・・・運転操
作回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 慣性を有する負荷を駆動する交流電動機の制御装置にお
   いて、該制御装置を構成する制御回路の少なくとも１部
   を少なくとも２組の回路で冗長システム構成し、冗長シ
   ステム構成した前記制御回路のうち、いずれか一方を選
   択して前記交流電動機を制御する手段と、該選択された
   前記制御回路が故障した際に、故障した制御回路の動作
   を停止させ、待機中の制御回路により前記故障を検出し
   て故障保護動作を行なわせる手段と、故障保護動作完了
   後該制御回路により、前記交流電動機の制御を継続させ
   る手段を具備した交流電動機の制御装置。