JPH0191697A - 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ｔ’ｌ殿の制御装置に係り、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機の制御装置としては、公知のご
とく電流形インバータ装買、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、１
２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装置の制御回路部
間柱に前記制御回路部の具体的説明として、２１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は前記交流電動殿の制御
装置によって駆動される交流型！１１？１である。

第３図に示す交流電動機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ロニクス」　（
電気書院発行、上山直彦編）の第４章ｐ１０３〜ｐ１４
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、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！［３
０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個の制器回路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ｆＪＪ機３０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ｖＪ改の制御
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の様能に対応する回路
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。この結果状の問題点があった。

（１）　　制御回路２２．２３．２４の制御回路出力信
号の数が、交流電動次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
別回路が複雑化し、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ｖＪは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
又は待機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。

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
、交流型８纏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ＯＩｌ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＠
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
流型ｖＪｄを制御２Ｕ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、その後侍機中の制御回路により前記交流型８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ｖＪ礪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−ウっで
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数の制御Ｉ装置が慣性をも
った交流電動機である点に肴目し、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
信頼性の交流電動機の制ｙＪ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
２３１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は待癲状態にあるように、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２２］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。

第２図にこの運転モードを図示する。第２図において、
（△）は交流型ｖＪｎ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でおり、時刻【１ま
では制御回路２２が運転されているが、制御回路２２が
時刻ｔ１に故障が発生すると、これを運転操作回路２２
１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。この結果前記主回路１゜は時
刻［１より時刻ｔ２までの短時間交流型ｏｔｉ３０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、交流型！［１０やその負荷の慣性によって回転
数変動は小さいため、その交流型ｖＪケ駆動システムと
しては運転継続が可能である。

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断する複雑な回路構成
となる制卸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、交流電動機の
制御装置は運転継続できる。

依って、回路構成が簡素で信頼性の高い交流電動機の制
（１１１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御装置は、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（社）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。

本発明の交流型８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時、交流電
動機３０の誘起電圧位相と交流電動聞の制御装置の出力
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、交流電動数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
制卸回路の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ＦＪｌな回
路構成となるゐ１部罪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
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）　　あり御回路部が簡素化できるから、小形低（
５格の交流電動機の制御２′ｌＩ装置を実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実座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（・５による交流電動機のＩＩＩ　ｔｌ
ＩＩ装置のブロック図である。 １０・・・交流電動機の制１３Ｉｌ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
電動ぼの制御装置の制御回路部、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。 出願人代理人　弁理士　鈴　江　武　彦第１　図 ｃｌ、Ｊ２　図

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、その後待機中の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。