JPH02223396A - 三相誘導電動機駆動用電源装置 - Google Patents

三相誘導電動機駆動用電源装置

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JPH02223396A
JPH02223396A JP4218589A JP4218589A JPH02223396A JP H02223396 A JPH02223396 A JP H02223396A JP 4218589 A JP4218589 A JP 4218589A JP 4218589 A JP4218589 A JP 4218589A JP H02223396 A JPH02223396 A JP H02223396A
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JP
Japan
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induction motor
phase induction
circuit
braking
power supply
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JP4218589A
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English (en)
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Hiroyuki Chino
宏之 千野
Toshiharu Nakazawa
敏治 中澤
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Ebara Corp
Original Assignee
Ebara Corp
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は三相誘導電動機駆動用電源装置に関し、特にタ
ーボ分子ポンプ駆動用三相誘導電動機の減速停止に好適
な電源装置に関するものである。
〔従来技術〕
従来、三相誘導電動機駆動用電源装置には第6図に示す
ような構成のPAM(パルス振幅変調)方式と、第7図
に示すような構成のPWM(パルス幅変調)方式がある
PAM方式は第6図に示すように、整流回路51、チョ
ッパ回路52、インバータ回路53、チョッパ駆動回路
54、電圧監視回路55、回生電力放電回路56、位相
発生器57、インバータ制御・警報回路58及び発振器
59等を具備し、整流回路51の出力をチョッパ回路5
2を通して所定の電圧に制御し、インバータ回路53に
供給し、該インバータ回路53において位相発生器57
からの信号によりスイッチング素子Q、−Q、を0°N
−0FF制御し、所定電圧及び周波数の交流に変換し、
三相誘導電動機60に供給′し、該三相誘導電動機60
を駆動している。
PWM方式は第7図に示すように構成される、同図にお
いて、第6図と同一符号を付した部分は同−又は相当部
分を示す、61はパルス幅変調/位相発生器である。整
流回路51の出力はインバータ回路53に供給し、該イ
ンバータ回路53においてパルス幅変調/位相発生器6
1からの信号によりスイッチング素子Q、−Q、をON
・OFF制御し、所定電圧及び周波数の交流に変換し、
三相誘導電動機60に供給し、該三相誘導電動機60を
駆動している。
上記構成の三相誘導電動機駆動用電源装置において、三
相誘導電動機60を減速する場合、第8図(a)に示す
ように時刻t、で減速指令Bが出力されると、インバー
タ回路53の出力周波数f、出力電圧Vは第8図(b)
、(c)に示すように定格値より徐々に減少する。これ
により三相誘導電動機60のロータの回転数は第8VI
A(e)に示すように、時刻t、から徐々に減少してい
く、この減少は慣性の大小により図示するように変化す
る。三相誘導電動機60の減速に従い電動機の発電作用
により、発電された交流はダイオードD t ”’ D
 aを通りコンデンサC1に蓄電される。
このコンデンサC3の電圧を電圧を親回路55で監視し
、所定値を越すとスイッチング素子Q、をONし、抵抗
器Rにより消費させる。このように三相誘導電動機60
の発電電力を吸収することにより三相誘導電動機60に
制動がかかり減速する。この種の電源装置においてはそ
の周波数範囲は0.02f’−f’(但し、fは最高周
波数)となるため周波数が下限周波数になる点、即ち時
刻t、においてインバータの出力は零となり回生制動が
かからなくなり、三相誘導電動機60のロータはフリー
ラン状態となる。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、上記構成の三相誘導電動機駆動用電源装
置において、ロータのフリーラン状態から停止までの間
に長い時間を必要とするという問題があった。特に三相
誘導電動機をターボ分子ポンプの駆動用に用いる場合、
高真空状態ではロータが停止するまでに長い時間を必要
とする。
本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、上記問題点
を除去し、上記三相誘導電動機駆動用電源装置の構成部
分の一部を利用し、低中速回転から完全停止まで制動を
かけ減速が可能となるように構成した三相誘導電動機駆
動用電源装置を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
上記課題を解決するため本発明は、インバータ回路及び
回生制動回路を具備1、該インバータ回路からの三相交
流を三相誘導電動機に供給する三相誘導電動機駆動用電
源装置において、インバータ回路に三相誘導電動機を停
止する際、回生制動回路により制動をかけ該回生制動回
路の制動作用が停止或いは小きくなった後フリーラン状
態から完全停止まで直流制動をかける直流切り替え回路
を設けると共に、該直流制動時に過大電流が流れること
を防止する電流制限回路を設けたことを特徴とする。
また、直流制動の直流電源をPAM方式の場合はチョッ
パ回路により構成し、そしてPWM方式の場合はインバ
ータ回路とパルス幅変調回路とにより構成すると共に、
三相誘導電動機への交流の供紗と直流の供給の切り替え
を前記インバータを構成するスイッチグ素子のON・O
FFにより行なうことを特徴とする。
〔作用〕
三相誘導電動機駆動用電源装置を上記の如く構成するこ
とにより、回生制動回路の制動作用が停止或いは小さく
なった後フリーラン状態から完全停止まで直流制動をか
けるので、フリーラン状態から完全停止までが極めて短
時間となる。
〔実施例〕
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
第1図は本発明に係るPAM方式を用いた三相誘導電動
機駆動用電源装置の構成を示す図である。図示するよう
に、電源装置は整流回路11、チョッパ回路12、イン
バータ回路13、チョッパ駆動回路14、電圧監視回路
15、回生電力放電回路16、位相発生器17、電圧切
替回路18、発振器19、インバータ制御・警報回路2
0及び直流切替回路21を具備する。
整流回路11の出力をチョッパ回路12を通して所定の
電圧に制御し、インバータ回路13に供給し、該インバ
ータ回路13において位相発生器17からの信号により
スイッチング素子Q 、 −Q。
をON・OFF制御し、所定電圧及び周波数の交流に変
換し、三相誘導電動機22に供給し、該三相誘導電動機
22を駆動している。なお、C0゜C1は平滑コンデン
サ、Lは平滑コイル、Rは抵抗器、Q、はスイッチング
素子である。
上記構成の三相誘導電動機駆動用電源装置において、三
相誘導電動機22の回転数を制御するためにインバータ
回路13の出力周波数と出力電圧を変化させて昇速運転
や減速運転を行なう、そして減速運転時において、電源
装置の出力周波数を下げると三相誘導電動機22の発電
作用により、端子c −e及びダイオードD、〜D、を
経てコンデンサC2に流れ込み、端子a−b間の電圧が
上昇するため電圧監視回路15がこれを検出し回生電力
放電回路16とスイッチング素子Q、を動作させ抵抗器
Rにより消費させ、三相誘導電動機22に発電制動をか
ける点は上記第6図の電源装置と同じである。
このように、三相誘導電動機22の発電電力を吸収する
ことでロータに制動力が働き減速するが低速、中速回転
になると発電電力が低下し、ロータ制動力も低下するの
で特にすべりが大きい場合は先にインバータの出力が零
になりフリーランとなってしまう。そこでインバータ制
御・警報回路20は、直流切替回路21に直流切り替え
指令を出力し、直流切替回路21はスイッチング素子Q
1〜Q、の内いずれか、例えばスイッチング素子Q1、
Q4を導通させこれを保持することにより、三相誘導電
動機22のU、V間に直流電流を流し、そのフィル部を
電磁制動部として作動させる。この直流電磁制動力は中
速、低速域で増大する特徴を有しているからロータに強
い制動力が作用する。また、この直流制動時に三相誘導
電動機22に過大電流が流れ込むのを防止するため、イ
ンバータ制御・警報回路20は直流切替回路21に直流
切り替え指令を出力すると同時に電圧切替回路18にも
この指令を出力し、電圧切替回路18はチョッパ駆動回
路14に電圧切り替え指令を出力し、チョッパ回路12
の出力電圧を三相誘導電動機22に過大電流が流れ込ま
ない範囲の所定電圧に制御する。
第2図は上記構成の三相誘導電動機駆動用電源装置の減
速動作を説明するタイミングチャートである。三相誘導
電動機22を減速する場合、第2図(a)に示すように
時刻t、で減速指令Sが出力されると、インバータ回路
13の出力周波数r、出力電圧Vは第2図(b)、(C
)に示すよように定格値より徐々に減少する。三相誘導
電動機22の減速に従い電動機の発電作用により、発電
された交流はダイオードD I”’ D sを通りコン
デンサC1に流れ込む。このコンデンサC1の電圧を電
圧監視回路15で監視し、所定値を越すと回生電力放電
回路16から第2図(d)に示すように回生制動指令が
出力される。この回生制動指令によりスイッチング素子
QyがONとなる。これより三相誘導電動機22の発電
電力が抵抗器Rにより消費され三相誘導電動機22に回
生制動がかかりロータの回転数が第2図(f’)に示す
ように減速する。ロータの速度が所定以下に減速きれ回
生制動による制動作用が停止又は制動力がノドさくなり
、ロータがフリーラン状態になる時点t、で直流切替回
路21かも位相発生器17に直流切り替え信号、即ち、
第2図(e)に示す直流制動指令が出力され、インバー
タ回路13を構成するスイッチング素子Q1〜Q、の内
いずれか、例えばスイッチング素子Q、、Q、を導通さ
せこれを保持することにより三相誘導電動機22に直流
電流を流し直流制動をかける。これにより三相誘導電動
機22のロータは第2図(f’)に示すように時刻t、
から急激に減速許せ、短時間の間に停止する。
上記実施例によれば、三相誘導電動機22が減速し、電
動機の発電作用による回生制動が作用しなくなり、ロー
タがフリーラン状態に′なったら、直流制動を既存のチ
ョッパ回路12及びインバータ回路13により実現する
ので、中速、低速の制動を他の制動手段を設けることな
く達成できる。
第3図は本発明に係るPWM方式を用いた三相誘導電動
機駆動用電源装置の構成を示す図である。同図において
、第1図と同一符号を付した部分は同−又は相当部分を
示す。23はパルス幅変調/位相発生器である。
上記構成の三相誘導電動機駆動用電源装置において、三
相誘導電動機22の回転数を制御するためにインバータ
回路13の出力周波数と出力電圧を変化させて昇速運転
や減速運転を行なう。そして減速運転時において、電源
装置の出力周波数を下げると三相誘導電動機22の発電
作用により、端子c −e及びダイオードD I” D
 sを経てコンデンサC2に流れ込み、端子a−b間の
電圧が上昇するため電圧監視回路15がこれを検出し回
生電力放電回路16とスイッチング素子Q、を動作させ
抵抗器Rにより消費許せ、三相誘導電動機22に回生制
動をかける点は上記第1図の電源装置と同じである。
ロータに制動力が働き減速し、ロータが低速、中速回転
になると発w、を力が低下し、ロータ制動力も低下する
ので特にすべりが大きい場合は先にインバータの出力が
零になり、フリーランとなってしまう。そこでインバー
タ制御・警報回路20は、直流切替回路21に直流切り
替え指令を出力し、直流切替回路21はパルス幅変調/
位相発生器を介してスイッチング素子Q、−Q、の内い
ずれか、例えばQ、、Q、のみを所定の出力電圧が出力
するよう同時にON−OFFさせ、三相誘導電動機22
のU、V間に直流電流を流し、そのコイル部を電磁制動
部として作動させる。また、この時三相誘導電動機22
に過大電流が流れ込むのを防止するため、パルス幅変調
/位相発生器23によりスイッチング素子の導通時間を
パルス幅で制御し、三相誘導電動機22に供給する直流
電流が過大を流とならないように抑制する。
なお、第1図及び第3図の例では、AC4AC変換用電
源装置を例に説明したが、こ′れに限定されるものでは
なく、第4図及び第5図に示すようにDC4AC変換用
電源装置としてもよいことは当然である。
〔発明の効果〕
以上、説明したように本発明によれば、従来−般的な三
相誘導電動機駆動用電源装置では他の機械的制動装置や
電磁制動装置を用いないとロータをフリーラン状態から
短時間で完全停止させることが不可能であったものを、
これらの機械的制動装置、電磁制動装置及び直流電磁制
動用電源を用いることなく、三相誘導電動機駆動用電源
装置のみで実現きせることができる等優れた効果が得ら
れる。
また、本発明は三相誘導電動機のロータ部分の質量が大
きい、例えばはずみ車等が連結されている場合やロータ
軸の摩擦が非常に小さい場合に利用すると極めて効果的
となるという優れた効果もある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係るPAM方式を用いた三相誘導電動
機駆動用電源装置の構成を示す図、第2図は上記構成の
三相誘導電動機駆動用電源装置の減速動作を説明するタ
イミングチャート、第3図は本発明に係るPWM方式を
用いた三相誘導電動機駆動用電源装置の構成を示す図、
第4図及び第5図はそれぞれ本発明に係る他の三相誘導
電動機駆動用電源装置の構成を示す図、第6図は従来の
PAM方式を用いた三相誘導電動機駆動用電源装置の構
成を示す図、第7図は従来のPWM方式を用いた三相誘
導電動機駆動用電源装置の構成を示す図、第8図は、従
来の三相誘導電動機駆動用T源装置の減速動作を説明す
るタイミングチャートである。 図中、11・・・・整流回路、12・・・・チョッパ回
路、13・・・・インバータ回路、14・・・・チョッ
パ駆動回路、15・・・・電圧監視回路、16・・・・
回生電力放電回路、17・・・・位相発生器、18・・
・・電圧切替回路、19・・・・発振器、20・・・・
インバータ制御・警報回路、21・・・・直流切替回路
、22・・・・三相誘導電動機、23・・・・パルス幅
変調/位相発生器。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)インバータ回路及び回生制動回路を具備し、該イ
    ンバータ回路からの三相交流を三相誘導電動機に供給す
    る三相誘導電動機駆動用電源装置において、前記インバ
    ータ回路に前記三相誘導電動機を停止する際前記回生制
    動回路により制動をかけ該回生制動回路の制動作用が停
    止或いは小さくなった後フリーラン状態から完全停止ま
    で直流制動をかける直流切り替え回路を設けると共に、
    該直流制動時に過大電流が流れることを防止する電流制
    限回路を設けたことを特徴とする三相誘導電動機駆動用
    電源装置。
  2. (2)前記直流制動の直流電源をチョッパ回路により構
    成すると共に、前記三相誘導電動機への交流の供給と直
    流の供給の切り替えを前記インバータを構成するスイッ
    チング素子のON・OFFにより行なうことを特徴とす
    る請求項(1)記載の三相誘導電動機駆動用電源装置。
  3. (3)前記直流制動の直流電源を前記インバータ回路と
    パルス幅変調回路とにより構成すると共に、前記三相誘
    導電動機への交流の供給と直流の供給の切り替えを前記
    インバータを構成するスイッチング素子のON・OFF
    により行なうことを特徴とする請求項(1)記載の三相
    誘導電動機駆動用電源装置。
JP4218589A 1989-02-21 1989-02-21 三相誘導電動機駆動用電源装置 Pending JPH02223396A (ja)

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