JPH0191694A - 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） 本発明は交流電動別の制御装置に係り、特に制御装置の
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
を向上させた交流型ｏｎ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機の制御ｌＩＩ装置としては、公
知のごとく電流形インバータ装置、サイリスタモータ装
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御装置で、従来の技
術を以下説明する。

第３図において、１０は交流電動機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は前記交流電動機の制御ｊｌｌ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、２
１は基準、２２は制御回路、２３は制御回路、２４は制
御回路、２５は制御回路判別回路、３０は前記交流電動
波の制御装置によって駆動される交流電動機である。

第３図に示す交流型ｖＪ償の制御装置の基本的動作につ
いては、例えば「ニュードライブエレクト０二りス」（
電気書院発行、上山直彦編）の第４章１）１０３〜ｐ１
４４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、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、交流型ｌ］
敗３０を駆動する。前記制御回路２０では、基準２１よ
り与えられた指令に基づき、同一機能の制御回路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２２．２３．２４
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１０に与え
て、交流電ｅ　Ｆ！ｌｉ３０が駆動されている。

以上説明するように、第３図の構成においては、制引回
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
路判別回路２５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別の制御装
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の機能に対応する回路
が設けられ、複数組設けられた制御回路の制−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流電動機の制御装置は
、その制御部２０内に制御回路判別回路２５を有してい
る。この結果次の問題点があった。

（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
別回路が複離化し、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２ｏの信頼性
も総合的には期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
問題点が交流型ｅ橢の制ｙＡ装勇では発生する。

（３）　　制御回路２２．２３．２４を複数組運転して
いる又は待磯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）　　従来システムでは一度故障を検出するとシス
テム停止するが、故障原因によっては運転継続できるも
のもあり、特に特性を持つ負荷に対しては、システム停
止を防止する手段が要求されていた。

本発明は前記の従来技術の欠点に鑑みてなき・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流
電動機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
流電動ぼを制御する手段と、該選択された前記制御回路
が故障した際に、故障した制御回路待機中の制御回路へ
の切換運転を繰り返す手段と、この繰り返し運転中に同
一種別の故障が所定回数以上発生したことを判別し前記
制御装置の運転を停止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副ｌＩＩ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Ｎ動磯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
方が異常または他の要因で制御装置が故障となり、他方
へ切換える時、制計回路部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Ｗ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３
０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。

また前記制’ａ装置の故障原因を、その制御回路２２ま
たは２３のみの要因によるものかどうか判別することが
大変難かしく、また故障原因には一過性のものもあるの
で、同一種別の故障が所定回数発生したかどうかを故障
判別回路２２２で判別して、そうでない場合には前記制
御装置の運転を継続するようにすれば、一過性の故障原
因によるシステムダウンを大幅に防止できる。

本発明はこのように交流電動機の制御装置が慣性をもっ
た交流電動機である点に看目し、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
頼性の交流電ｆｊ　１１の制ｍ＋装置を実現するもので
ある。

（実施例） 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−別面の構成要素であり、
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。更に制御回路２２及び２３の故
障状況を判別する故障判別回路２２２を示す。

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の一方が交流電動様の
制御装置の運転時に使用されており、他方の制御回路２
２または２３は待機状態にあるように、運転操作回路２
２１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に故障が発生した場合や前記制御装置に故障が発生
すると、これを運転操作回路２２１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２３１を介して他方の制御
回路２２または２３を運転開始する。この時故障判別回
路２２２は発生した故障要因を記憶して、同様に次の故
障が発生した時、その故障が類似の故障要因かどうかを
判別する。

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′ａ￥Ａ蹟の主回路１０の出力
を、＜８）は制御回路２２の出力ＩＭＪ　ｌ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までは制御回路２２が運転されているが、制御回
路２２で運転中の前記制御装置が時刻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。

この時刻で１で発生した故障要因は故障判別回路２２２
に入力され、記憶されていた前に発生した故障要因と比
較され、同一種別の故障かどうかを判別して、同一種別
の故障要因であっても所定回数以下なら時刻ｔ２より制
御回路２３により前記制御装置の運転を再開する。

この結果前記主回路１０は時刻ｔ１より時刻ｔ２までの
短時間交流電動機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リ、交流電動機１ｏ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。

時刻［３で発生した前記制御装置の故障についても同様
に故障判別回路２２２が別面し、時刻ｔ４より運転を再
開する。

以上のように同一種別の故障要因が所定回数検出される
まで前記制御装置は運転を継続するから、一過性の故障
要因によるシステムダウンを防止でき、システム信頼性
を大幅に向上できる。

（実施例の効果） 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２５の一方が故障しても、交流電り様の
制御装置は運転継続できる。

また制御回路の故障を区分けして判別することは一般に
難かしいが、本発明ではこの必要もな（、また一過性の
故障要因によって交流電０機の制御装置を停止させる事
がない。

依って、回路構成が簡素で信頼性の高い交流電動機の制
ｔｌｌｌ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１ＩＩＩＩＩ２Ｉｌ装置は、その
回路方式を特に限定するものではなく、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で他方の健全な制御回路を運転開始する時、交流電
動機３０の誘起電圧位相と交流電動機の制御装置の出力
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、交流電動機３０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
御信号の良否を判別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）　　前記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Ｉ７Ｊ機
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ｍ＋装置を実現できる。

（４）冗長システム構成した制御回路部分の故障かど゛
うかを判別することは非常に難かしいが、本発明ではそ
の必要もなく、更に一過性の他の故障要因による前記制
御装置の故障停止を防止できる。

【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図の本発明の実流例による運転モードを示す図、第
３図は従来技術による交流電動機の制御装置のブロック
図である。 １０・・・交流電ｖＪ磯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１．１４・・・インバータ、２０・・・交流電
動機の制ｔｌｌ装置の制御回路部、２１・・・基準、２
２・・・制御回路、２３・・・制御回路、２４・・・制
御回路、２２１・・・運転操作回路、２２２・・・故障
判別回路、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、故障した制御回路待機中
   の制御回路への切換運転を繰り返す手段と、この繰り返
   し運転中に同一種別の故障が所定回数以上発生したこと
   を判別し前記制御装置の運転を停止させる手段を具備し
   た交流電動機の制御装置。