JPH0197192A - 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、電動機の制御装置に係り、特にディジタル制
御方式のサイリスタレオナード制御装置に関する。

（従来の技術） 従来、広く用いられている直流電動機の制御方式として
、無循環電流方式によるサイリスタレオナード制御があ
る。この制御方式は電動機の必要とするトルク方向に応
じて、電機子回路に接続された正・逆のサイリスタ変換
器を切換えて制御を行なうものであり、優れた方式とし
て知られている。また近年ではマイクロコンピュータの
著しい発達により、制御装置のディジタル化が望まれる
ようになってきている。そこで、サイリスタレオナード
方式のサイリスタの位相制御にも１チツプマイコン等が
広く利用される様になってきた。

第４図は、従来の無循環電流方式のサイリスタレオナー
ド装置の一例を示すブロック図である。

図中１は、速度指令発生回路、２は速度指令発生回路１
からの速度指令信号１ａと電動機９に結合された速度検
出器１１からの速度信号１１ａとの偏差に応じて電動機
発生トルク指令に相当する電流基準信号２ａを出力する
速度制御回路、４は電流制御回路で、電流基準信号２ａ
と、交流母、１ｉｌ１２に設けられた電流検出器３から
得られる電流信号３ａの偏差に応じて、位相制御基準信
号４ａを出力する。また６は電源同期回路で、交流母線
１２に接続された交流電圧検出器５からの電圧信号５ａ
より電源同期信号６ａを出力する。７は位相制御回路で
あり、位相制御基準信号４ａと電源同期信号６ａにより
、サイリスタ変換器８の各サイリスタに点弧指令７ａを
出力する。なお前述の如く近年ではこの位相制御回路７
には１チツプマイコンが広く用いられるようになってき
ている。

この様な構成により、電動機９はサイリスタ変換器８の
整流出力により速度制御される。なお図中１０は電動機
界磁巻線であり、一定励磁あるいは用途に応じて弱め界
磁制御される。また１３は直流の電磁接触器である。

（発明が解決しようとする問題点） 第４図の様な制御装置により電動機を制御しようとする
と、電源同期回路６等の異常により、電源同期信号６ａ
が交流母線に対して同期ずれを行すと、位相制御回路７
はサイリスタ変換器８の各サイリスタを正規点弧位相で
点弧できなくなり、その結果、サイリスタ素子や電動機
に過電流が流れたり、過電圧が発生したりする制御異常
が発生する。

本発明は、電源と同期ずれが生じた場合、制御システム
全体を安全に保護できる電動機の制御装置を提供するこ
とを目的とする。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 本発明では、交流電源からの交流電力を直流電力に変換
して電動機を駆動するサイリスタ変換器と、このサイリ
スタ変換器を構成するサイリスタに点弧指令を与える位
相制御手段と、この位相制御手段に交流電源の位相と同
期した出力信号を与える同期信号出力手段と、この同期
信号出力手段の出力信号と交流電源の位相とが同期して
いるか否かを検出する同期検出手段と、この同期検出手
段により同期ずれが検出された場合にサイリスタをゲー
トブロックし、かつ電動機をサイリスタ変換器の出力側
から切離す保護手段とを有することを特徴とする。

（作　用） このように構成されたものにおいて、通常時は同期信号
出力手段の出力信号が交流電源の位相と同期しているの
で、この出力信号に基づいて位相制御手段は点弧指令を
サイリスタに与える。

同期信号出力手段の出力信号が交流電源の位相と同期ず
れを生じると、同期検出手段がこれを検出して、保護手
段がサイリスタをゲートブロックし、かつ電動機をサイ
リスタ変換器の出力側から切離す。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。第
１図は本発明の一実施例を示すブロック図である。第１
図において、第４図と同一部分には同一符号を付してそ
の説明を省略し、異なる部分について説明する。

第１図に示すように、本装置は第４図の構成に対し、電
源同期検出回路１７と、電磁接触器１３を解放する電磁
接触器励磁回路１８を付加したものである。電源同期検
出回路１７は交流電圧検出器５の出力である電圧信号５
０をもとに交流電源母線１２の相電圧の位相に対する同
期ずれを検出し、同期ずれ検出時には直流電磁接触器１
３の励磁回路１８に接触器のオフ指令信号を与え、位相
制御回路７にゲートブロック信号１７ａを与える。

第２図は上記電源同期検出回路１７の構成の詳細を示し
た回路構成図である。図中１９Ａ〜１９Ｇは電圧検出器
５からの各相電圧信号を６０°遅らせて出力する６０°
位相遅れ回路（尚、ここで交流器ｍａ源が３相の場合を
想定している）　、２０Ａ〜２０Ｇは各６０゜位相遅れ
回路１９Ａ〜ＩＯＣに対応して設けられ、その対応する
回路の出力する６０°位相遅れ電圧信号をそのレベルに
より論理“Ｈｎまたは“Ｌ”に変換してロジック信号２
０ａ〜２０ｃとして出力するロジック検出回路、２１は
ヒユーズＲＯＭ　（読出し専用メモリ）であり、上記ロ
ジック信号２０ａ〜２０ｃがその下位アドレス（ＡＯ〜
Ａ２）に、また後述する分周回路２５からの分周信号２
５ａ〜２５ｄが上位アドレス（Ａ３〜Ａ６）に接続され
ており、そのアドレス信号に対応するアドレスに記憶し
である電圧情報及び同期ずれ情報をそれぞれ電圧信号２
１ａ〜２１ｃ及び、同期ずれ検出信号１７ａとして出力
する（なおここでＡＯ〜八６へＡＯが最下位アドレスを
八６が最上位アドレスを示す）、また信号２１ｄは電圧
角１８００を１２分周にとどめる為の分周期クリア出力
であり、ＲＯＭ２１のデータ出力端子Ｄ４の出力信号で
ある。２２は電圧信号２１ａ〜２１ｃを加算する加算器
、２３はその加算信号２２ａを平滑する電圧平滑回路、
２４はこの平滑電圧信号２３ａを受けて、　そ九を電圧
に見合うパルス周波数の信号２４ａに変換する電圧発振
回路（Ｖ、Ｃ。

８’　４’　２の分周信号２５ａ〜２５ｄを発生する分
周回路である。

また、第３図は電圧検出信号が電源母線電圧の位相に同
期している場合の、第２図の各要素の出力状態を示すタ
イミング図である。

上記のＲＯＭ２１には電源母線の位相に対して電圧異常
や同期ずれのない場合におけるしかも電気角１８０°を
１２等分した場合でのＵ、Ｖ、Ｗ各相の電圧レベルを２
値化したデータとしてこのときとり得るｔｙ、　ｖ、　
ｗの各相の２値化データをアドレスの下位３ビツトに対
応させ、且つ、上記の電圧異常や同期ずれのない場合に
おける一定電圧の入力下において発生させたＶ、Ｃ，Ｏ
回路２４のパルス信号２４ａを分周回路２５で分周した
出力で上位の４ビット分Ａ３〜Ａ６のアドレスを指定し
た場合での各指定可能アドレスに対し、上記Ｕ、Ｖ、Ｗ
各相の電圧レベルの２値化データの上記１２等分した各
区間毎に対応するものを格納しである。このときＵ。

■、Ｗ各相は下位の３ビット分のデータビット位置のそ
れぞれ一つに対応させて格納する。また下位から５番目
のデータビット（Ｄ４）には上記１２等分の最後の区間
対応アドレスにおいて分周回路２５にリセット信号を与
えるためのリセットデータ“Ｈ′ｙが格納され、これに
よって分周回路２５は電源母線の異常や同期ずれのない
限り（正常な限り）１２分周でリセット操作されてそれ
以上の分局が進まないようにしである。

また、異常時に対処するために上記の正常時に指定可能
なアドレス以外のアドレスにおいては下位より４ビツト
目のデータビット（Ｄ３）に異常報知データ″Ｈ”を格
納して、正常なアドレス領域以外のアドレスの指定とな
ったときに異常報知データ“Ｈ”がＤ３より出力される
ようにしである。

次に上記構成の本装置の作用について説明する。

第１図に示す本装置において、特に本実施例に係る電源
同期検出装置１７の作用を第２図、第３図を用いて説明
する。なお第１図において、他の要素についての作用の
説明はすでに詳しく述べているので、ここでは省略する
。

さて第２図において、交流電圧検出器５により検出され
たＵ、Ｖ、Ｗ各相の電圧信号Ｕ、Ｖ、Ｗが６０°位相遅
れ回路１９Ａ〜１９Ｃに入力されると、ここで６０°１
位相が遅らされ、その信号はロジック検出回路２０Ａ〜
２０Ｇに与えられてレベルにより論理“Ｈ”信号か１ｇ
　Ｌ　＃＃倍信号変換されて出力信号２０ａ〜２０ｃと
なる。　この状態を示すのが第３図（０〜■の図である
。ロジック検出回路２０Ａ〜２０Ｇの出力信号２０ａ〜
２０ｃはＲＯＭ　２１の下位アドレスの指定に用いられ
、またＲＯＭ２１の上位アドレスは分周回路２５の出力
により指定されていてこの指定アドレスの記憶データが
読出されると、加算器２２はＲＯＭ２１からのデータの
うち、データ出力端子ＤＯ〜Ｄ２の出力データ（電圧信
号）２１８〜２１ｃを加算しその信号２２ａを電圧平滑
回路２３に与える。電圧平滑回路２３は上記信号２２ａ
を平滑し、電圧発振回路（以下、ｖ。

Ｃ，Ｏと称する）２４に信号２３ａを与える。Ｖ、Ｃ。

０２４は、　その電圧２３ａに見合った周波数の方形波
パルスを出力する。ここで、Ｖ、Ｃ，０２４はその入力
電圧に対応した周波数のパルス（第３図の）を発生する
もので入力電圧が一定ならば一定の周波数のパルスを出
力する。すなわち電圧平滑回路２３からの出力が一定に
落ち付くと、Ｖ、Ｃ，０２４からの出力パルス信号２４
ａは一定の周波数のパルスになる０分周回路２５はこの
パルス信号２４ａを受けてこれを分周し、分周信号２５
ａ〜２５ｄを発生する。

すなわち、パルス信号２４ａが一定の周波数に落ち着く
とパルス信号２４ａに付し、第３図■〜０のような１１
１１−の分周した分周信号を発生ず２’４’８’１６ る、ところで、前記ロジック信号２０ａ〜２０ｃ及び分
周信号２５ａ〜２５ｄはＲＯＭ２１のアドレスラインに
接続されており、このアドレス信号により電圧信号２１
ａ〜２１ｃを出力する。すなわち、　ＲＯＭは前記分周
信号２５ａ〜２５ｄ及び分周器クリア出力２５ｄで決定
されるアドレスモード“０”〜“１１″に対して、ＲＯ
Ｍ２１の下位アドレスにセットされた２０ａのデータが
ｒＬＪかｒＨＪによって、ＤＯのデータライン、すなわ
ち。

信号２１ａには第３図（１０）のような信号を出力する
様にＲＯＭはセットされている。第３図（１０）の図に
おいて実線は上記各モードにおいて、信号２０ａがｒＬ
Ｊの時１点線は信号２０ａが「Ｈ」の時の出力状態を示
すものである。また同様に、前記各アドレスモードによ
り２０ｂ、　２０ｃのデータがｒＬＪかｒ　ＨＪによっ
て信号２１ｂ、　２１ｃには第３図（１１）及び（１２
）のような信号を出力する様ＲＯＭはセットされている
。さて、上記アドレスモードＩｔ　ＯＦｌ〜“１１”に
おいて、電圧信号Ｕ、Ｖ、Ｗが第３図■の様な状態にあ
るとすると（すなわち、ロジック信号２０ａ〜２０ｃが
第３図■〜０のような状態にあるとすると）、前述の如
＜　ＲＯＭ２１はセットされているので、出力信号２１
ａ〜２１ｃは第３図（１４）　〜（１６）のような出力
波形となる。また加算器２２で加算された信号２２ａは
第３図（１７）のようになる、そして、その信号２２ａ
は電圧平滑回路２３を通して、一定の電圧２３ａとして
Ｖ、Ｃ，０２４に与えられ、Ｖ、Ｃ，０２４より一定の
周波数の出力信号２４ａが出力されて分周回路２５に与
えられる結果、前述の如き分周信号２５ａ〜２５ｄが出
力されることになり、アドレスモードは“Ｏ”１１”ま
で進むと“０″に戻る。この状態は、電圧検出信号が交
流電源母線の相電圧の位相差に同期していることを意味
している。従って、異常時のアドレス領域の指定は成さ
れないのでＲＯＭ２１のＤ３のデータは“Ｌ”であり、
このデータを信号１７ａとして受ける電磁接触器励磁回
路１８はオフのままで電磁接触器３は開かない。

またこの信号１７ａを受ける位相制御回路７は、サイリ
スタ変換器８の各サイリスタにはゲートブロック信号を
発生しない。

さて、たとえば第１図の装置において、サイリスタ変換
器８の運転中に電圧検出器等の異常により第２図の電圧
信号Ｕ、Ｖ、Ｗが異常となったり。

その信号が交流電源母線の相電圧の位相に対して同期状
態がずれて各相の電圧値のロジック回路２０Ａ〜２０Ｇ
の通過後の出力が正常な場合のデータパターンとならな
くなった際、例えば、２０ａ〜２０ｃがすべて“Ｈ”と
かすべて“Ｌ”となるとＲＯＭ２１の指定可能アドレス
が正常時緯外の領域に対応することになり、この領域に
はＤ３のデータが“Ｈ”としであるのでＲＯＭのＤ３の
出力である信号１７ａは“Ｈ”となる。すなわち、前述
の如（ＲＯＭ２１は各アドレスモードに対して、電圧信
号Ｕ、Ｖ、Ｗ　（これは、ロジック検出回路２０Ａ〜２
０Ｃを通してＲＯＭ２１の下位側アドレスＡＯ〜Ａ２の
指定に用いられる。）がどのような状態にあるかにより
、その信号が母線電源に同期しているか認識できるかた
ちとなるので、この場合すなわち、信号２０ａ〜２０ｃ
が第３図■〜■よりずれた時は、　　ＲＯＭ２１のＤ３
のデータ出力ラインよりの出力信号１７ａがｒＨＪとな
る。そして、この信号１７ａが第１図の位相制御回路７
及び電磁接触器励磁回路１８に与えられ、その結果サイ
リスタ変換装置８にゲートブロックをかけるとともに、
電磁接触器３をオフさせ、電動機を直流母線より切り離
す。

以上の結果、交流母線の各相電圧の位相に対して同期状
態がずれたり、電圧異常等が生じたときサイリスタ変換
器８にはゲートブロックがかけられ、電動機は直流母線
より切離されるので、変換器の保護、ひいてはシステム
全体の保護を図ることができる。

以上述べたように本実施例によれば、ａ源装置に電動機
の必要とするトルク方向に応じて、切換可能な電機子回
路に接続された正・逆のサイリスタ変換器８を配置し、
交流電源母線の相電圧に同期した信号を得て変換器のサ
イリスタを位相制御するサイリスタレオナード装置にお
いて、制御中、電源同期信号６ａが電源の位相に対して
同期ずれを起した場合でも、また電源に異常が生じた場
合でも制御異常とみなし、サイリスタ変換器８にゲート
ブロックをかけるとともに、直流母線の電磁接触器１３
をオフさせ電動機９を切離すことができ。

変換器およびシステム全体の制御装置を適切に保護する
ことができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、電源と同期ずれが生じた場合、制御シ
ステム全体を安全に保護することが可能な電動機の制御
装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成を示すブロック図、第
２図は第１図中の電源同期検出回路の一例を示す構成図
、第３図は第２図の電源同期検出回路の動作を示すタイ
ミング図、第４図は従来のサイリスタレオナード装置の
構成図である。 ６・・・電源同期回路、　　　７・・・位相制御回路、
８・・・サイリスタ変換器、　９・・・電動機。 １２・・・　交流電源母線、　　１３・・・電磁接触器
、１７・・・電源同期検出回路、　　１８・・・電磁接
触器励磁回路。 代理人　弁理士　　則　近　憲　倍 量　　　　　第子丸　　　健

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 交流電源からの交流電力を直流電力に変換して電動機を
   駆動するサイリスタ変換器と、 このサイリスタ変換器を構成するサイリスタに点弧指令
   を与える位相制御手段と、 この位相制御手段に前記交流電源の位相と同期した出力
   信号を与える同期信号出力手段と、この同期信号出力手
   段の出力信号と前記交流電源の位相とが同期しているか
   否かを検出する同期検出手段と、 この同期検出手段により同期ずれが検出された場合に前
   記サイリスタをゲートブロックし、かつ前記電動機を前
   記サイリスタ変換器の出力側から切離す保護手段とを 有する電動機の制御装置。