JPH0471392A - インバータおよびその再始動方法 - 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］ 本発明は、整流器から供給される直流電力を交流電力に
逆変換して交流電動機に給電し、電動機を駆動するイン
バータに係り、特に、停電等が生じた後にインバータを
できるだけ速やかに再始動する方法に関するものである
。

［従来の技術］ 電流型インバータの停電時の操作方法としては、（Ａ）
特公昭５８−１４１６０号公報に記載のように、整流器
を構成するサイリスタのうちで直列関係にある２つを点
弧するとともに、電動機電流等を目標値に一致させるよ
うにインバータの周波数を制御し、整流器に交流電力を
給電する外部系統に停電中もインバータの運転を継続す
る方法（Ｂ）前記公報に従来例として記載のように、停
電を検出したら直ちに整流器の運転を停止してインバー
タの運転を一旦停止し、交流電力の給電の復旧（以下、
復電という）を確認したときに再始動する方法 等がある。

方法（Ａ）については、直流電流を検出するとともに、
モータの回転数を高精度に検出する必要があり、制御が
複雑となる問題があった。

一方、方法（Ｂ）については、インバータはその構成要
素である転流コンデンサを充電した後にしか再始動でき
ないため、むだ時間を生じ、設備全体の運転に支障を来
す問題があった。

［発明が解決しようとする課題］ この方法（Ｂ）の無駄時間を少なくするために、（Ｃ）
特開昭５８−９３４７４号公報に記載のように、停止時
に転流コンデンサの電荷を残した状態で停止し、復電後
に、停止直前に点弧していたインバータのサイリスタか
ら通電を再開し、復電後の再充電を不要にする方法 （Ｄ）転流コンデンサの充電回路の充電時定数を−；３
− 従来よりも短く設定し、サイリスタスイッチ等により始
動時のみ前記充電回路を転流コンデンサに接続し、転流
コンデンサを高速に再充電する方法等が提案されている
。

この（Ｄ）の方法において、始動時以外に充電回路をサ
イリスタスイッチ等で転流コンデンサから切り離してお
くのは、運転中のサイリスタの点弧位相により転流コン
デンサの極性が常に変化しており、ある瞬間の位相をみ
ると、充電回路は転流コンデンサの電荷を減らすように
作用するからである。特に、充電回路の充電時定数を短
縮すると、転流コンデンサの電荷に与える影響を無視で
きなくなる。

方法（Ｂ）のむだ時間を少なくする（Ｃ）および（Ｄ）
の方法のうち、（Ｃ）の方法においては、停電時にイン
バータに転流失敗が生じて充電電荷が残らなかった場合
や停電直前の点弧サイリスタを把握できない場合は、正
常に再始動できない欠点があった。また、（Ｄ）の方法
においては、運転中のサイリスタスイッチの誤動作等で
、運転が不可能となる欠点があった。

すなわち、従来のいずれの方法も、信頼性についての配
慮が不足しており、停電等の後にインバタを確実に再始
動し運転を継続することができなかった。

本発明の目的は、瞬間的な停電後の復電の際に迅速に再
始動し設備全体の運転への支障を極力少なくできる手段
を備えたインバータおよびその再始動方法を提供するこ
とである。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、上記目的を達成するために、整流手段により
交流から直流に変換された電力を交流に逆変換し電動機
に供給する交流電動機駆動用インバータにおいて、交流
電力の供給停止またはインバータの制御系の切り換えが
生じた時の交流電動機の誘起電圧値を求める手段と、そ
の誘起電圧値をインバータ内の転流コンデンサの充電に
必要な電圧値と比較し、誘起電圧が高い場合はインバタ
の再始動を直ちに指令し、誘起電圧が低い場合は充電回
路による転流コンデンサの充電を待ってその後にインバ
ータの再始動を指令する手段とを備えたインバータを提
案するものである。

前記交流電動機の誘起電圧値を求める手段としては、イ
ンバータと交流電動機との接続点の電圧を直接検出する
インバータ出力電圧検出器、交流電動機の回転数と交流
電力の供給停止またはインバータの制御系の切り換えか
らの経過時間とに基づき誘起電圧値を算出する手段、交
流電動機の磁束と回転数とに基づき誘起電圧値を算出す
る手段等のいずれかを採用する。

本発明は、また、上記目的を達成するために、整流手段
により交流から直流に変換された電力を交流に逆変換し
電動機に供給する交流電動機駆動用インバータの再始動
方法において、交流電力の供給停止またはインバータの
制御系の切り換えが生じた後の再始動時に交流電動機の
誘起電圧が所定値以上の場合は速やかにインバータの運
転を再開し、所定値以下の場合はインバータの転流コン
デンサを充電する回路からの充電を完了した後にインバ
ータの運転を再開するインバータの再始動方法を提案す
るものである。

［作用］ 本発明は、転流コンデンサと電動機とが並列接続状態に
あるので、電動機に誘起電圧があれば、インバータのサ
イリスタを点弧し電動機に電流を流すことにより、その
誘起電圧値までは転流コンデンサを充電できることに注
目してなされたものである。

本発明においては、電動機の誘起電圧を検出しまたは他
のパラメータから算出し、その値を転流コンデンサの充
電に必要な電圧値と比較し、再始動をすぐに実行できる
か充電回路による充電を待ってその後に再始動するかを
判断する機能を備えている。

したがって、電動機の誘起電圧が転流コンデンサの充電
に必要な電圧よりも低下しないような短時間の停電後の
復電時には、インバータを直ちに再始動でき、設備全体
への支障が少なくなる。

［実施例コ 次に、図面を参照して、本発明によるインバータおよび
その再始動方法の実施例を説明する。

第１同は、本発明による再始動手段を備えたインバータ
の一実施例の系統構成を示すブロック図である。図にお
いて、３相ブリツジ結線したサイリスタ整流器２を３相
交流電源１に接続しである。

整流器２の直流出力側には、平滑リアクトル３を介して
、３相ブリツジ形自励インバータ４を接続しである。自
励インバータ４の交流出力側には、例えば３相誘導電動
機５の固定子巻線を接続する。

自励インバータ４の個々のサイリスタの点弧パルスは、
リングカウンタ６から与えられる。リングカウンタ６に
はＶ／Ｆ（電圧／周波数）変換器７からのパルス列が入
力される。Ｖ／Ｆ変換器７は周波数を指令する電圧をこ
れにに対応した周波数を有するパルス列に変換する。イ
ンバータのための周波数指令電圧は指令変換器８から与
えられる。指令変換器８は速度指令に従って、周波数指
令電圧を作成するが、その出力電圧は、電圧制御器９に
も与えられている。電圧制御器９は、出力電圧検出器１
０からの電圧検出値を指令変換器８からの値に合せるよ
うに作用し、その出力は電流制御器１１に与えられる。

電流制御器１１は、電流検出器１２からの電流検出値を
電圧制御器９からの値に合せるように作用し、その出力
は位相調整器１３に与えられる。位相調整器１３は、こ
の指令に応じた点弧角で調整器２内の個々のサイリスタ
のための点弧パルスを発生する。

さて、交流電源１の電圧は、入力電圧検出器１４を介し
て瞬停（瞬間停電）検出回路１５により監視され、その
出力が運転指令装置１６に導かれる。瞬停検出回路１５
は、電源電圧が所定値以下となったときに交流電源側の
停電と判定する。その判定結果に応じて、運転指令装置
１６は、位相調整器１３やリングカウンタ６のパルス出
力を停止させる。次に電源電圧が所定１１１以上になっ
た時、瞬停検出回路１５は復電と判定する。瞬停検出回
路１５の復電判定と出力判定回路１７の判定結果とに従
い、運転指令装置１６は、自励インバータ４内の転流コ
ンデンサの充電の有無にかかわりなく位相調整器１３や
リングカウンタ６のパルス出力を直ちに再開させるか、
初充電回路１８による転流コンデンサへの充電完了を待
って前記パルス出力を再開させるかを決定する。

第２図は再始動時の転流コンデンサの充電ルートを示す
。本実施例の自励インバータ４は、３相ブリツジ結線さ
れたサイリスタ２１と、各サイリスタのそれぞれに直列
に接続されたダイオード２３と、６つの転流コンデンサ
２２とからなる直列ダイオード形３相インバータである
。このような自励インバータ４の例えばサイリスタ２１
ａと２１ｂとを点弧し、整流器２から電流を流すと、電
流は実線のルートで電動機５に流れる。この電動機５が
回転していてしかも誘起電圧があれば、電動機５の回転
により、転流コンデンサ２２には前記誘起電圧のピーク
値が印加されるため、転流コンデンサ２２には、破線の
ルートで電流が流れ、充電が行なわれる。この充電電圧
で、サイリスタは転流が可能となり、次のサイリスタを
点弧できる。

第３図は運転指令装置１６の復電後の動作を示すフロー
チャートである６瞬停検出回路１−５が復電を検出した
ときに、出力電圧判定回路１７が電動機電圧を所定値以
上であると判定した場合には、直ちにインバータを再始
動させ、電動機電圧を所定値よりも低いと判定した場合
には、初充電回路１８による充電完了後にインバータを
再始動させる。なお、直ちにインバータを再始動させる
場合は、第２図で既に説明したように、電動機５の誘起
電圧で転流コンデンサ２２を再充電する。

出力電圧判定回路１７の誘起電圧値の判定は、電動機５
の電圧を直接検出する方法の他に、電動機の回転数と瞬
停からの時間とに基づき算出する方法、電動機の磁束と
回転数とから算出する方法等が考えられる。

また、本発明の適用事象は、交流電源１側の瞬停に限ら
ず、設備全体の信頼性を高めるために、例えば第１図に
点線で示したインバータ制御系を複数設置し、いわゆる
多重化したシステムにおいて、このインバータ制御系を
切り換える場合の電動機５への供給電力の短時間の喪失
のような事象も含んでいる。

［発明の効果］ 本発明によれば、電動機の誘起電圧が比較的高い場合す
なわち電動機が高い回転数にあり、しかも比較的短い停
電またはインバータ制御系の切り換え後の復電時に、正
常運転への速やかな復帰が可能となるので、設備全体の
運転への支障を少なくできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による再始動手段を備えたインバータの
系統構成を示す図、第２図は再始動時の転流コンデンサ
の充電ルートを示す図、第３図は運転指令装置周辺の復
電時の動作を示す図である。 １・・・交流電源、２・・・整流器、３・・・平滑リア
クトル。 ４・・・自励インバータ、５・・・電動機、６・・・リ
ングカウンタ、７・・・Ｖ／Ｆ変換器、８・・・指令変
換器、９・・・電圧制御器、１０・・・出力電圧検出器
、１１・・・電流制御器、１２・・・電流検出器、１８
・・位相調整器、１４・・・入力電圧検出器、１５・・
・瞬停検出回路、１６・・・運転指令装置、１７・・・
出力電圧判定回路、１８・・・初充電回路、２１・・・
サイリスタ、２２・・・転流コンデンサ、２３・・・ダ
イオード。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、整流手段により交流から直流に変換された電力を交
   流に逆変換し電動機に供給する交流電動機駆動用インバ
   ータにおいて、 交流電力の供給停止または前記インバータの制御系の切
   り換えが生じた時の前記交流電動機の誘起電圧値を求め
   る手段と、 当該誘起電圧値を前記インバータ内の転流コンデンサの
   充電に必要な電圧値と比較し、前記誘起電圧が高い場合
   はインバータの再始動を直ちに指令し、前記誘起電圧が
   低い場合は充電回路による前記転流コンデンサの充電を
   待ってその後にインバータの再始動を指令する手段とを
   備えたことを特徴とするインバータ。 ２、請求項１に記載のインバータにおいて、前記交流電
   動機の誘起電圧値を求める手段が前記インバータと交流
   電動機との接続点の電圧を直接検出するインバータ出力
   電圧検出器であることを特徴とするインバータ。 ３、請求項１に記載のインバータにおいて、前記交流電
   動機の誘起電圧値を求める手段が、前記交流電動機の回
   転数と交流電力の供給停止または前記インバータの制御
   系の切り換えからの経過時間とに基づき前記誘起電圧値
   を算出する手段からなることを特徴とするインバータ。 ４、請求項１に記載のインバータにおいて、前記交流電
   動機の誘起電圧値を求める手段が、前記交流電動機の磁
   束と回転数とに基づき前記誘起電圧値を算出する手段か
   らなることを特徴とするインバータ。 ５、整流手段により交流から直流に変換された電力を交
   流に逆変換し電動機に供給する交流電動機駆動用インバ
   ータの再始動方法において、交流電力の供給停止または
   前記インバータの制御系の切り換えが生じた後の再始動
   時に前記交流電動機の誘起電圧が所定値以上の場合は速
   やかにインバータの運転を再開し、所定値以下の場合は
   前記インバータの転流コンデンサを充電する回路からの
   充電を完了した後にインバータの運転を再開することを
   特徴とするインバータの再始動方法。