JPH0352593A - 電動機駆動インバータの制御方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、はずみ車効果が大なる負荷を結合している
電動機を駆動するインバータの電源に停電を生じた場合
の電動機駆動インバータの制御方法に関する． 〔従来の技術］ 可変電圧・可変周波数の交流電力を出力するインバータ
を使用すれば、従来は速度制御が困難だった誘導電動機
の速度を自由に制御できるので、多用されるようになっ
てきた． ところで、このようなインバータは、一般に商用電源に
接続された整流器により直流電力に変換し、この直流電
力に含まれているり冫プル分を、平滑コンデンサを用い
て吸収・除去したのち、この平滑された直流電力をイン
バータに供給するようにしているのであるが、商用’ｒ
ｔ．ｓは、落雷や線路の切替えなどのために、短時間停
電することがある． 商用電源が停電すると、誘導電動機はインバータから切
離して自由回転状熊にするので、徐々にその速度は低下
しており、停電が復旧したときのこの誘導電動機の速度
は不明である．従ってこの停電復旧時点で直ちに電動機
の運転を再開させようとする場合、当該誘導電動機の速
度に対応した周波数と、インバータ出力交流の周波数と
を一致させることは不可能である． 運転再開時点で上述した両者の周波数が一致していない
場合、たとえばインバータ出力交流の周波数の方が高い
場合には、インバータから誘導電動機へ過大な突入電流
が流れ、当該インバータを過電流トリップさせてしまう
．またこれとは逆にインバータ出力交流の周波数の方が
低い場合には、誘導電動機からインバータへ電力が回生
されて、インバータの直流側と、前述の整流器直流側と
を結合している、いわゆる直流中間回路の電圧を上昇さ
せるので、当該インバータを過電圧トリップさせてしま
うことになる． それ故、商用電源が停電した場合には、その停電時間が
ごく短時間の場合でも、誘導電動機を一旦停止させたの
ち、あらためて再起動させるのであるが、この誘導電動
機で駆動する負荷のはずみ車効果が大のもの、たとえば
遠心分離機や精紡機などを駆動する場合には、停止まで
と、停止から所定速度に到達するまでに長時間を要する
ので、装置の稼動率が低下する不具合があった。

そこで、電動機に速度発信器を取付けておけば、停電復
旧時点における電動機速度を検出できるので、インバー
タ出力交流の周波数をこれに一致させることで、直ちに
運転再開させることができる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、誘導電動機に負荷と、この速度発信器と
を結合しようとすると、この電動機は両軸形が必要で標
準形式のものが使用できないことから高価になる．また
装置によっては、この速度発信器を取付ける空間の確保
が困難であったり、または、取付けても保守点検ができ
なかったりするなどの不都合もある． そこで、はずみ車効果が大なる負荷を結合している場合
は、停電時間が長くなければ、停電期間中の電動機速度
の低下も僅かであることから、あらかしめ電動機が運転
する速度の最高値を設定しておき、停電復旧時にインバ
ータ出力交流の周波数は、この最高速度設定値に対応し
た周波数を出力させる．但し、このインバータ出力交流
の周波数と電動機速度の不一敗により、インバータが過
電流トリップとなる危険は、インバータ出力交流ｔ流が
所定値（たとえば定格電流の１５０χ）を越えないよう
に制限値を設けておき、インバータ出力交流の電圧を運
転再開時に零から徐々に、電流がこの制限値を越えない
ように立上げるようにする．しかしながら、停電直前の
電動機速度が、上述した最高速度設定値よりもはるかに
低い値の場合には、停電復旧と同時に電動機速度はこの
最高速度設定値まで上昇したのち、元の速度まで低下す
るので、速度が整定するまで長時間を必要とするばかり
でなく、速度上昇中は電流制限値（通常は定格電流より
大きい値である）が長時間継続することから、インバー
タの過負荷耐量を越えてトリップしてしまうおそれもあ
る． さらに停電時間が長くなると（一般に２秒程度）、前述
した平滑．コンデンサを電源にして作動していた制御回
路は、電荷が放電してしまうために停止となり、最高速
度設定値も喪失となる。この場合は電動機を一旦停止し
たのち再起動させねばならないことになる． そこでこの発明の目的は、はずみ車効果の大なる負荷を
結合している誘導電動機を駆動しているインバータの電
源の停電が長びいた場合でも、停電が復旧すれば一旦停
止することなく、直ちに運転再開して元の速度へ円滑に
戻れるようにすることにある． 〔課題を解決するための手段〕 上記の目的を達成するために、この発明の制御方法は、
加減速度演算手段を経ることで、周波数設定手段の出力
を周波数指令信号と、これと所定の関数関係にある電圧
指令信号とに変換し、これら両指令信号に対応した電圧
と周波数の交流電力を出力するインバータを用いて、は
ずみ車効果が大なる負荷を結合している交流電動機を、
前記周波数設定手段の出力に対応した速度で運転する電
動機駆動インバータの制御方法において、前記インバー
タの電源が所定時間以上継続して停電すれば、前記交流
電動機の運転指令が発令されていることを条件にして、
前記停電が復旧する時点で、前記周波数設定手段の出力
が前記加減速度演算手段を経由せずに周波数指令信号と
なり、かつ電圧指令信号は零から徐昇する変化をさせる
ものとする。

〔作用〕

この発明は、インバータ制御回路の電源となる平滑コン
デンサの電荷が、商用電源の停電時間の経過とともに放
電してしまうために、停電復旧時点での最高速度設定値
が喪失しても、キープリレーなどの働きにより、インバ
ータ出力交流の周波数値を設定している周波数設定手段
の出力を、加減速度演算手段をバイパスして制ｉｎ回路
に周波数指令として与え、かつ電圧指令は零から徐々に
立上げることにより、停電時間が長びいても、停電直前
の周波数設定値へ電動機速度が回復するようにして、一
旦停止後に再起動する手間を省略している。

〔実施例〕

第１図は本発明の実施例をあらわした回路図である． この第１図において、商用電源１からの交流電力は遮断
器２を経てインバータ装置３に入力する。

このインバータ装置３は、詳細な図示は省略しているけ
れども、商用電ａｌｌからの交流を直流に変換する整流
器と、この整流器の直流出力を平滑する平滑コンデンサ
と、平滑された直流を可変電圧・可変周波数の交流に変
換するインバータと、これらの制御装置と、この制御装
置の一部として図示している停電回復時制御回路６とで
構成されており、このインバータ装置３が出力する交流
で、誘導電動機５を可変速駆動できるようになっている
． 誘導電動機５を駆動する際には、まず遮断器２を閉路し
て商用電ｉ！ｌｌからの交流電力をインバータ装置３に
与え、ついで運転指令接点４を閉路すると、運転指令信
号がインバータ装Ｎ３とキープリレー７とに与えられる
．このとき、論理積素子８には、キープリレー７から論
理Ｈ信号が入力するが、所定停電時間超過信号は論理Ｌ
信号のままであることから、この論理積素子８の出力を
受ける周波数読込み接点ｌＯは図示の状態のままである
．その結果、周波数設定器９で設定した周波数設定信号
が、加減速度演算器を介して周波数指令値として制御回
路に与えられるので、このインバータ装置３から誘導電
動機５への交流電力の電圧と周波数とは徐々に増加して
所定値に達し、運転状態となる． ここで商用電源１が停電すると、誘導電動ｌｌ５は自由
回転状態となる．この停電時間が短かければ、誘導電動
機５は直ちに運転再開できるのは前述したとおりである
が、所定時間を越えて停電が継続すると、平滑コンデン
サが放電して、制御装置の１ｉ源は喪失となり、運転再
開時の最高速度設定値が消えてしまう。

しかしながら本発明においては、キープリレー７が運転
指令信号発令中であることを記憶している．そこで所定
停電時間が経遇すると、論理積素子８への２つの人力信
号がともに論理Ｈ信号となって、周波数読込み接点ＩＯ
が図示とは切換わった状態となる。すなわち周波数設定
器９からの周波数設定値は、停電回復時制御回路６へ入
力することとなる． この停電回復時制御回路６は、人力した周波数設定値を
そのまま（すなわち加減達度演算器を経由することなく
）周波数指令値として制御回路へ与えるとともに、この
周波数指令値とは所定の関数関係にある電圧指令値のみ
は、零から徐々に立上げるような回路構或になっている
． その結果、停電時間が長くても、周波数指令値が直ちに
制御回路に与えられると共に、電圧指令値は零から徐々
に上昇し、インバータ装置３がら誘導電動機５への電流
は、制限値を越えるおそれがない．したがって、停電復
旧時に、誘導電動機５は円滑に元の速度へ回復して運転
を継続できる．〔発明の効果〕 この発明によれば、インバータで駆動される誘導電動機
は、電源停電と同時に自由回転状態になってその速度を
減少させるのであるが、この停電が長びいても、停電回
復時点で運転指令信号が発令されていれば、停電直前の
周波数設定器の設定値が、加減速度演算器を経由するこ
となく、直接、周波数指令値として与えられるようにす
るとともに、電圧指令値は零から徐昇するように回路を
構戒している．その結果、電動機は停電直前の周波数設
定値に対応した速度に戻るのであるが、電圧が徐昇する
ので、その際に過電流を生じることなく、円滑に、かつ
最短時間で元の速度に戻ることができる．

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例をあらわした回路図である。 １・・・交流電源、２・・・遮断器、３・・・インバー
タ装置、４・・・運転指令接点、５・・・誘導電動機、
６・・・停電回復時制御回路、７・・・キーブリレー　
８・・・論理積素子、９・・・周波数設定器、ｌＯ・・
・周波数読込み接彩 １ 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）加減速度演算手段を経ることで、周波数設定手段の
   出力を周波数指令信号と、これと所定の関数関係にある
   電圧指令信号とに変換し、これら両指令信号に対応した
   電圧と周波数の交流電力を出力するインバータを用いて
   、はずみ車効果が大なる負荷を結合している交流電動機
   を、前記周波数設定手段の出力に対応した速度で運転す
   る電動機駆動インバータの制御方法において、前記イン
   バータの電源が所定時間以上継続して停電すれば、前記
   交流電動機の運転指令が発令されていることを条件にし
   て、前記停電が復旧する時点で、前記周波数設定手段の
   出力が前記加減速度演算手段を経由せずに周波数指令信
   号となり、かつ電圧指令信号は零から徐昇する変化をさ
   せることを特徴とする電動機駆動インバータの制御方法
   。