JPH0295196A - インバータ装置の制御装置 - 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、電動機を可変速制御するインバータ装置
の制御装置に関する。

（従来の技術） 従来、この種のインバータ装置は、交流電源を整流回路
及び平滑用コンデンサにより直流電源に変換し、この直
流電源をインバータ主回路により再び交流電源に変換し
て電動機に供給するもので、このインバータ主回路は制
御装置によりＰＷＭ方式等の制御信号が与えられて設定
された出力周波数に制御されるように構成されている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上述のような従来のものでは、通常運転
のときには良いが、例えば停電が発生したときには、そ
の制御装置への電源がなくなり、従って、電動機が惰性
回転をしている間に復電しても停止するまで再始動が行
なえないという問題があった。また、停電以外でも故障
等により電磁接触器がトリップした場合には、同様にし
て制御装置への電源が断たれ、従って、制御装置による
故障状態の表示も行なえないという問題があった。

上述の問題に対し、例えば予め非常用の電源を付設し、
停電、故障等により制御装置への電源が断たれたときに
は、この非常用の電源に切換えるようにすることが考え
られるか、このような非常用の電源を備えることは大幅
なコスト上昇になり、新たな問題となってしまうもので
あった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その
目的は、短時間の停電或いは停電以外の故障が発生した
場合でも、非常用の電源を付設することなく制御電源が
得られるインバータ装置の制御装置を提供するにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明のインバータ装置の制御装置は、交流電源から整
流回路及び平滑用コンデンサを介して直流電源を得、こ
の直流電源をインバータ主回路により交流電源に変換し
て電動機に供給するようにしたインバータ装置において
、前記交流電源の停電を検出する停電検出回路を設け、
制御電源を得るための制御電源回路を設け、この制御電
源回路に対して常には前記交流電源を接続し前記停電検
出回路が停電を検出したときには前記直流電源に切換え
て接続する電源切換回路を設け、前記制御電源回路から
制御電源を与えられ前記インバータ主回路を常には設定
された出力周波数に制御し前記停電検出回路か停電を検
出したときにはその出力周波数を低下させるように制御
するインバータ主回路を設けたところに特徴を有する。

（作用） 本発明のインバータ装置の制御装置によれば、インバー
タ制御回路は、その制御電源が、制御電源回路及び電源
切換回路を介して、常には交流電源から与えられており
、停電検出回路が停電を検出したときには、電源切換回
路の交流電源から直流電源への接続の切換により、イン
バータ装置の直流電源から与えられ、また、これと同時
にインバータ主回路の出力周波数を低下させて制御を行
なうようになり、電動機か停止するまでの間はその回生
電力により制御電源か得られる。

（実施例） 以下本発明の一実施例について図面を参照しなから説明
する。

先ず、全体の概略構成を示す第２図において、１は例え
ば三相の交流電源２に接続された主回路であり、この主
回路母線１ａ乃至ＩＣには電源側から順に遮断器３及び
電磁接触器４が介装されている。５は主回路１に接続さ
れたインバータ装置であり、この出力側には電動機たる
三相誘導電動機６が接続されている。７は制御装置であ
り、これは後述するようにインバータ装置５を制御する
もので、その制御電源入力端子７ａは主回路１の遮断器
３と電磁接触器４との間の主回路母線１ａ及びＩＣに接
続されている。８は制御装置７内に配設された故障検出
回路であり、これは、負荷側の故障発生にともない励磁
コイル９により接点部９ａがオフされるようになってい
る。１０は前記電磁接触器４及び後述の常開の接点部１
０ａに作用する励磁コイルである。１１はオンオフ回路
であり、これは常開のオンスイッチ１１ａ及び常閉のオ
フスイッチｌｌｂが直列に接続され、オンスイッチｌ’
ｌａと並列に上述の常開の接点部１０ａか接続されてな
るものである。そして、前述した制御装置７の制御電源
入力端子が接続された主回路母線１ａ、、ｌｃ間に、上
述のオンオフ回路１１゜故障検出回路８の接点部９ａ及
び励磁コイル１０が直列に介して接続されている。

次に、第１図に従って、インバータ装置５及びその制御
装置７の構成について詳述する。先ず、インバータ装置
５において、１２はダイオードをブリッジ接続してなる
全波整流回路であり、この交流入力端子には主回路母線
１ａ乃至ＩＣが接続され、直流出力端子には直流電源線
１３．１４が接続されている。１５は平滑用コンデンサ
であり、直流電源線１３．１４間に接続されている。１
６はインバータ主回路であり、この入力側は直流電源線
１３，１４に接続され、出力側は前述の三相誘導電動機
６に接続されている。このインバータ主回路１６は、例
えば６個のトランジスタをブリッジ接続してなり、各ト
ランジスタがＰＷＭ方式笠によりスイッチングされて周
波数、電圧の制御された三相交流を発生するようになっ
ている。次に、制御装置７において、１７は停電検出回
路であり、これは、入力端子がインバータ装置５と電磁
接触器４との間の主回路母線１ａ乃至ＩＣに接続され、
交流電源２の停電を検出して停電検出信号Ｓａを出力す
るものである。１８は制御電源回路であり、これは、制
御装置５内の種々の回路に接続され、その制御電源を供
給するものであり、その入力端は電源切換回路１９に接
続されている。

この電源切換回路１９は、切換可能な二組の入力端子ａ
、ｂ及び停電検出回路１７に接続された制御入力端子Ｃ
を備えており、入力端子ａは整流回路２０を介して前述
の制御電源入力端子７ａに接続され、入力端子すはイン
バータ装置５の直流電源線１３．１４間に接続されてい
る。この場合、電源切換回路１９は、出力側即ち制御電
源回路１８に対して、常には入力端子ａ側が接続され、
制御入力端子Ｃに前述の停電検出信号Ｓａが与えられた
時には入力端子す側か接続されるようになっている。２
１はインバータ制御回路であり、これは以下に述べるよ
うに構成されている。即ち、２２は可変抵抗器からなる
周波数設定回路であり、これはインバータ装置５の出力
周波数を設定するもので、設定値を電圧値とした周波数
設定信号Ｓｂを出力するようになっている。２３は加減
速制御回路であり、これは、二つの入力端子ａ、ｂを有
し、常には入力端子ａに接続された周波数設定回路２２
からの周波数設定信号ｓｂに応じて加減速の時間調整を
する信号を出力し、入力端子すに接続された停電検出回
路１７からの停電検出信号Ｓａが与えられるとインバー
タ主回路１６の出力周波数を低下させるべく信号を出力
するようになっている。２４は電圧・周波数制御回路で
あり、これは、入力端が上述の加減速制御回路２３に接
続され、出力側がベースドライブ回路２５を介してイン
バータ主回路１６に接続されており、加減速度制御回路
２３からの信号に基いてインバータ主回路１６をスイッ
チング動作させるためのＰＷＭ信号Ｓｃを出力するよう
になっている。

次に、本実施例の作用について述べる。

先ず、三相誘導電動機６の運転を開始すべく、オンオフ
回路１１のオンスイッチＩｌａがオン操作されると、遮
断器３及び主回路母線１ａ、ｌｃを介した交流電源２か
らの電源電圧は制御装置７の制御電源入力端子７ａに与
えられると共に、オンオフ回路１１．故障検出回路８の
常閉の接点部９ａ及び励磁コイル１０の直列回路に与え
られる。

そして、この励磁コイル１０の通電により、オンオフ回
路１１の常開の接点部１０ａがオンされて励磁コイル１
０への通電が保持されると共に電磁接触器４がオンされ
てインバータ装置５は交流電源２の電源電圧が与えられ
る。

以上のようにしてインバータ装置５及び制御装置７に電
源が与えられると、インバータ装置５においては、交流
電源２からの三相の電源電圧は全波整流回路１２及び平
滑用コンデンサー５によって直流電源に変換され、この
直流電源が直流電源線１３．１４を介してインバータ主
回路１６に与えられる。一方、制御装置７においては、
制御型源入力端子７ａに与えられた交流電源２からの単
相の電源電圧は、整流回路２０を介して直流電源に変換
された後電源切換回路１９及び制御電源回路１８を介し
て制御電源となりインバータ制御回路２１及びその他の
回路に与えられる。これによって、インバータ制御回路
２１は次に述べるようにしてインバータ主回路１６に制
御信号を与えるようになる。即ち、加減速制御回路２３
は、周波数設定回路２２から与えられる周波数設定信号
Ｓｂに基き、その設定出力周波数まで所定の割合で上昇
させるように電圧信号を出力する。この電圧信号に応じ
て、電圧・周波数制御回路２４は、電圧及び周波数の指
令値をＰＷＭ信号Ｓｃとして合成し、これをベースドラ
イブ回路２５を介してインバータ主回路１６に与えるよ
うになる。この結果、インバータ主回路１６からは設定
された出力周波数に制御された三相交流が出力され、三
相誘導電動機６は、回転を始め、設定出力周波数に対応
した回転速度で回転する定常運転の状態となる。

次に、負荷側において故障が発生し定常運転か継続でき
なくなり場合について述べる。即ち、この故障により、
故障検出回路８の常閉の接点部９ａが励磁コイル９によ
ってオフされると、励磁コイル１０は断電され、これに
よって電磁接触器４及びオンオフ回路１１の常開の接点
部１０ａが共にオフされる。この結果、インバータ装置
５は交流電源２の電源が断たれるが、制御装置７は制御
電源入力端子７ａへの交流電源２からの電源電圧が継続
して与えられており、これによって図示しない表示装置
に故障表示を行なうようになる。

さて、次に、上述とは異なり定常運転の状態で交流電源
２に停電が発生した場合について述べる。

即ち、停電が発生すると、先ず、停電検出回路１７がこ
れを検出し、停電検出信号Ｓａを電源切換回路１９及び
加減速制御回路２３に与える。これにより、電源切換回
路１９は、出力側の制御電源回路１８に対して入力端子
す側に切換えて接続し、直流電源線１３．１４間に残留
している平滑用コンデンサ１５の端子電圧を電源として
供給するようになる。一方、この切換わった電源により
制御電源を与えられたインバータ制御回路２１において
は、停電検出信号Ｓａの入力に応じて、加減速制御回路
２３は設定出力周波数よりも低い出力周波数となるよう
に電圧信号を低下させて電圧・周波数制御回路２４に与
える。この結果、インバータ主回路１６は、その出力周
波数か低下され、三相誘導電動機６は回転速度が急速に
低下するように制御される。これにより、三相誘導電動
機６は回生制動状態となるので、その回生電力がインバ
ータ主回路１６を介して平滑用コンデンサ１５に充電さ
れるようになる。従って、このように三相誘導電動機６
による回生電力が得られている間は制御装置７への制御
電源が確保されるので、これによりインバータ制御回路
２１は再び出力周波数を低下させながら三相誘導電動機
６の制御が継続できる。そして、このような状態におい
て、復電した場合には、停電検出回路１７の停電検出信
号Ｓａは消失し、電源切換回路１９は制御電源回路１８
に対して再び入力端子ａ側に切換えて接続し、交流電源
２からの電源電圧を供給するようになり、インバータ制
御回路２１は、その出力周波数を復電前の出力周波数か
ら再び設定出力周波数まで上昇させて三相誘導電動機６
の回転速度を上昇させ、定常運転の状態に制御するよう
になる。

尚、停電時間が長く三相誘導電動機６の回転が停止した
後に復電した場合には、始動時と同様にして再始動を行
なう。

このように、本実施例は、電源切換回路１９が、制御電
源回路１８に対して、常には交流電源２からの電源を供
給するように接続し、停電検出回路１７から停電検出信
号Ｓａを与えられたときには直流電源線１３．１４を介
して平滑用コンデンサ１５からの電源を供給するように
接続し、一方、このときインバータ制御回路２１はイン
バータ主回路１６に対して、その出力周波数を停電検出
信号Ｓａに応じて低下させるように制御する構成とした
。これにより、インバータ装置５の負荷側に故障が発生
して電磁接触器３がオフとなった場合でも、制御装置７
は交流電源２からの電源が得られるため、その電源によ
って故障の表示をすることができる。また、交流電源２
が停電した場合には、三相゛誘導電動機６の回生電力を
利用して制御電源が得られ、瞬時停電であれば復電した
ときに三相誘導電動機６の停止を待たずに、復電時の状
態から定常運転の状態に制御できるようになる。

従って、従来と異なり、非常用の電源を付設することな
く、即ち、コストを上昇させることなく、故障時及び瞬
時停電時の制御電源が得られるものである。

尚、本発明は、上記し且つ図面に示した実施例に限定さ
れるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変形
して実施し得ることは勿論である。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明のインバータ装置の制御装
置によれば、次のような効果が得られる。

即ち、インバータ制御回路は、その制御電源が制御電源
回路及び電源切換回路を介して、常には交流電源から与
えられ、停電検出回路の停電検出に基いてインバータ装
置の直流電源から与えられるようにすると共にインバー
タ主回路の出力周波数を低下させるように制御する構成
とした。これにより、インバータ制御回路は、負荷側に
故障が発生した場合でも制御電源か断たれることなく故
障の表示が行なえる。また、停電か発生した場合には、
電動機の回生電力により制御電力を得ながらインバータ
主回路を制御できるので、電動機の停止前に復電したと
きにはその状態から再始動が行なえる。従って、従来と
異なり、非常用の電源を付設することなく、即ち、コス
トを上昇させることなく、故障及び短時間の停電時の制
御電源が得られる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示し、第１図はインバータ装
置及び制御装置の詳細を示す電気的構成図、第２図は全
体の概略を示す電気的構成図である。 図面中、２は交流電源、４は電磁接触器、５はインバー
タ装置、６は三相誘導電動機（電動機）、７は制御装置
、８は故障検出回路、１０は励磁コイル、１１はオンオ
フ回路、１２は整流回路、１３．１−４−は直流電源線
、１５は平滑用コンデンサ、１６はインバータ主回路、
１７は停電検出回路、１８は制御電源回路、１９は電源
切換回路、２１はインバータ制御回路を示す。 出願人　　株式会社　　東　　芝

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、交流電源から整流回路及び平滑用コンデンサを介し
   て直流電源を得、この直流電源をインバータ主回路によ
   り交流電源に変換して電動機に供給するようにしたイン
   バータ装置において、前記交流電源の停電を検出する停
   電検出回路と、制御電源を得るための制御電源回路と、
   この制御電源回路に対して常には前記交流電源を接続し
   前記停電検出回路が停電を検出したときには前記直流電
   源に切換えて接続する電源切換回路と、前記制御電源回
   路から制御電源を与えられ前記インバータ主回路を常に
   は設定された出力周波数に制御し前記停電検出回路が停
   電を検出したときにはその出力周波数を低下させるよう
   に制御するインバータ制御回路とを具備してなるインバ
   ータ装置の制御装置。