JPH11155231A - インバータ装置の保護方法 - Google Patents

インバータ装置の保護方法

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JPH11155231A
JPH11155231A JP33773997A JP33773997A JPH11155231A JP H11155231 A JPH11155231 A JP H11155231A JP 33773997 A JP33773997 A JP 33773997A JP 33773997 A JP33773997 A JP 33773997A JP H11155231 A JPH11155231 A JP H11155231A
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Shuichi Fujii
秋一 藤井
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 同期電動機が予測以上の速度で回転したり、
インバータ装置の耐電圧を越える誘起電圧の発生と、減
速する前の誘起電圧でインバータ装置の破壊や、逆突極
形の同期電動機では停電等によりインバータ装置が破壊
につながるという問題を解決する。 【解決手段】 直流電源10から受電するインバータ装
置1と、インバータ装置1によって駆動される同期電動
機2をもつインバータ装置の保護方法において、インバ
ータ装置1の出力端子を、B接点4ub,4vb,4wb をもつ電
磁開閉器4を介して同期電動機2の入力端子に接続し、
電磁開閉器4はB接点を動作させるためのB接点用励磁
コイル4cの動作電圧が、インバータ装置1の出力端子
に加わる電圧の耐電圧以下で動作し、電磁開閉器4の励
磁コイル端子4cを電動機2の入力端子に接続するイン
バータ装置の保護方法からなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、同期電動機を運転
するインバータドライブ装置の耐電圧に係る保護方法に
関する。
【0002】
【従来の技術】同期電動機では、電動機が永久磁石を有
しているため、回転によって電動機自体が持つ電機子巻
線の端子に誘起電圧を発生する。そのため、同期電動機
が高速回転しているときには、その誘起電圧がインバー
タ装置の絶縁耐圧を超え、インバータ装置の破壊に至る
ことがある。従来、同期電動機のインバータドライブで
は、同期電動機の永久磁石の誘起電圧によって、インバ
ータ装置を破壊しないように、同期電動機の絶縁協調を
図ってきた。あるいは、特開平6−178567号公報
に示されるように、同期電動機の出力端子を短絡させる
ことにより、その同期電動機の誘起電圧によりダイナミ
ックブレーキをかけて、この同期電動機を減速させる方
法を利用して、インバータ装置の保護を行っていた。
【0003】これを図3の結線図に示す。すなわち、直
流電源10[一般的には商用交流電源から受電し整流回
路と平滑回路を介してつくられる)を経由し、インバー
タ装置1より供給されるU,V,W相の3相交流電圧が
同期電動機2の電機子端子へく加わっている状態から、
インバータ装置1から供給されるU,V,W相の3相交
流電圧を遮断し、線間短絡スイッチ3を導通させると、
同期電動機2は発電機となり電動機としての回転方向と
は逆方向のダイナミックブレーキがかかり、同期電動機
2の電機子端子の誘起電圧は低下し絶縁破壊から免れ
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、これらの従来
の方法では、フアンなどのように風など外部から加わる
外力(外乱)で回転される可能性がある用途では、同期
電動機が予測していた以上の速度で回転している場合が
あり、インバータ装置の絶縁耐圧を越える誘起電圧が発
生している場合や、同期電動機が減速する前にその誘起
電圧でインバータ装置を破壊する危険があるという問題
や、そのために同期電動機のインバータ装置での駆動と
いう用途が限定されるという問題などがある。
【0005】また、逆突極形の同期電動機では、弱め界
磁電流を流すことによりその端子電圧を低く抑えること
ができるものがある。このような同期電動機では、運転
中は、電圧制御により、端子電圧は抑制されているが、
停電等によりインバータ装置が停止するなどして制御不
能になった場合には、前記端子電圧は上昇し、インバー
タ装置の破壊につながるという問題もある。本発明は上
記課題を解決するため、インバータ装置の運転状態にか
かわらず、同期電動機の端子電圧が過剰に上昇した場
合、自動的にインバータ装置と同期電動機の接続を切り
離すことにより、インバータ装置の破壊を防止するイン
バータ装置の保護方法を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】以上の目的を達成するた
め、本発明の請求項1の発明は、直流電源から受電する
インバータ装置と、該インバータ装置によって駆動され
る同期電動機を持つインバータ装置の保護方法におい
て、前記インバータ装置の出力端子を、B接点をもつ電
磁開閉器を介して前記同期電動機の入力端子に接続し、
前記電磁開閉器は前記B接点を動作させるためのB接点
用励磁コイルの動作電圧が、前記インバータ装置の出力
端子に加わる電圧の耐電圧以下で動作し、前記電磁開閉
器の前記励磁コイル端子を前記電動機の前記入力端子に
接続することを特徴とするインバータ装置の保護方法で
ある。
【0007】従ってこの本発明は、インバータ駆動され
る同期電動機において、インバータ装置の出力端子と同
期電動機の入力端子の間に、自己の励磁コイルに電圧が
印加されている場合には遮断状態になり、自己の励磁コ
イルに電圧が印加されていない場合は導通状態となるB
接点を有し、かつ自己の接点を動作させるための自己の
励磁コイルの動作電圧が、インバータ装置の出力端子に
加わる電圧の耐電圧以下で動作する電磁開閉器を備える
と共に、その電磁開閉器の励磁電流を同期電動機の入力
端子から導入するようにしているから、インバータ装置
の運転状態に関わらず、同期電動機の端子電圧が過剰に
上昇した場合、自動的にインバータ装置と同期電動機を
切り離すことにより、過電圧によるインバータ装置の絶
縁破壊を防ぐことができるという特段の効果を奏する。
【0008】本発明の請求項2の発明は、前記同期電動
機に逆突極形の同期電動機を適用することを特徴とする
請求項1に記載のインバータ装置の保護方法であり、こ
れによって逆突極形の同期電動機を適用することでイン
バータ装置の保護が確実になり、設備の信頼性の向上に
資するという顕著な効果を発揮できる。
【0009】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図に示
して説明する。全ての図面において、同一符号は同一若
しくは相当部材とする。図1は、本発明の一実施の形態
における回路構成を示すブロック図である。インバータ
装置1の出力端子U,V,Wと同期電動機2の入力端子
2a,2b,2c を接続する各ラインの中間に、電磁開閉器
4を挿入接続する。
【0010】この電磁開閉器4の接点は各相B接点4Ub,
4Vb,4wb から成り、その電磁開閉器励磁コイル4cは励
磁電圧が印加され励磁されている場合は、各相B接点4U
b,4Vb,4wb は遮断(開放・オフ)状態になり、励磁コイ
ル4cに励磁電圧が印加されず励磁されていない場合
は、導通(短絡・オン)状態になる。そして、この電磁
開閉器4の励磁コイル4cは同期電動機2の入力端子に
接続されており、然も電磁開閉器4の励磁コイル4cの
動作電圧は、インバータ装置の絶縁破壊に至る前、つま
り耐電圧を越えないある一定電圧に設定している。
【0011】図2は、この実施の形態における電磁開閉
器B接点の動作を経時的に説明した変遷図である。図2
(a) は同期電動機の速度変化図, 図2(b) は弱め界磁電
流の推移図, 図2(c) はインバータ装置の出力端子電圧
の変化図, 図2(b) は同期電動機 (入力)端子電圧の変
化図である。
【0012】この実施の形態では逆突極形の同期電動機
をインバータドライブする場合を取り挙げて説明する。
インバータ装置1で同期電動機2の運転を開始すると
(時点t0)、同期電動機2は次第に速度を上げていく
(時点t0 →t2)。それに応じて、インバータ装置1の
出力電圧すなわちインバータ装置1の端子電圧が上昇す
る(時点t0 →t1)。そうして、図2に示すようにイン
バータ装置1の端子電圧があるレベル(e2)に達すると
(時点t1)、弱め界磁電流 (−id)を同期電動機2に流
すことにより、同期電動機2の(入力)端子電圧を一定
(e1)に制限している。これは、逆突極形同期電動機の
特性を利用したものである。
【0013】この状態で運転中に、停電などによりイン
バータ装置1が停電し(時点t3)、ベースブロック状態
となると、インバータ装置1の出力(端子電圧)が遮断
されるため、弱め界磁電流が零 (−id =0) となり、
同期電動機2の(入力)端子電圧が急激に上昇する(e
1 →e5)。この端子電圧(e5)が電磁開閉器4の励磁コ
イル4cの動作電圧(e3)を越えると、電磁開閉器4の
B接点が開き(オフ・回路遮断)、インバータ装置1が
同期電動機2との接続回路から開放される。
【0014】従って、この時点(t3)でインバータ装置
1の(出力)端子電圧は零となるので、インバータ装置
1の(出力)端子に耐圧電圧(e4)以上の電圧がかかる
ことを防止できるから、同期電動機2の(入力)端子電
圧に発生する過電圧からインバータ装置1を保護するこ
とが可能となる。その後(時点t3 以後) 、同期電動機
2の速度が遅くなり、同期電動機2の(入力)端子電圧
が電磁開閉器4の励磁コイル4cの動作電圧(e3)より
も降下すると(時点t4 以後) 、再び電磁開閉器4のB
接点が導通状態(オン・短絡)となり、インバータ装置
1の出力端子から同期電動機2の入力端子への駆動回路
が接続される。なお、電磁開閉器4の励磁コイル4cの
動作電圧(e3)の電源としては、同期電動機2の入力端
子のうちの任意の2相からとればよい。
【0015】このようにして本発明は、直流電源から受
電するインバータ装置と、インバータ装置によって駆動
される同期電動機をもつインバータ装置の保護方法にお
いて、インバータ装置の出力端子を、B接点をもつ電磁
開閉器を介して同期電動機の入力端子に接続し、電磁開
閉器はB接点を動作させるためのB接点用励磁コイルの
動作電圧が、インバータ装置の出力端子に加わる電圧の
耐電圧以下で動作し、電磁開閉器の励磁コイル端子を電
動機の入力端子に接続するインバータ装置の保護方法か
らなり、従って簡単な方策に基づき、不慮の停電事故に
おける高価なインバータ装置の同期電動機駆動時の絶縁
破壊から、完全で確実な回避が可能になる。
【0016】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、イン
バータ駆動される同期電動機において、インバータ装置
の出力端子と同期電動機の入力端子の間に、自己の励磁
コイルに電圧が印加されている場合には遮断状態にな
り、自己の励磁コイルに電圧が印加されていない場合は
導通状態となるB接点を有し、かつ自己の接点を動作さ
せるための自己の励磁コイルの動作電圧が、インバータ
装置の出力端子に加わる電圧の耐電圧以下で動作する電
磁開閉器を備えると共に、その電磁開閉器の励磁電流を
同期電動機の入力端子から導入するようにしているか
ら、インバータ装置の運転状態に関わらず、同期電動機
の端子電圧が過剰に上昇した場合、自動的にインバータ
装置と同期電動機を切り離すことにより、過電圧による
インバータ装置の絶縁破壊を防ぐことができるという顕
著な効果を持つ。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態における回路構成を示す
ブロック図
【図2】本発明の一実施の形態における電磁開閉器B接
点の動作を経時的に説明した変遷図で、(a) は同期電動
機の速度変化図 (b) は弱め界磁電流の推移図 (c) はインバータ装置の出力端子電圧の変化図 (d) は同期電動機 (入力) 端子電圧の変化図
【図3】従来技術のダイナミックブレーキ手段を利用し
た同期電動機駆動のインバータ装置の結線図
【符号の説明】
1 インバータ装置 2 同期電動機 3 線間短絡スイッチ 4 電磁開閉器 4c 励磁コイル 4Ub,4Vb,4wb 各相B接点 10 直流電源

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 直流電源から受電するインバータ装置
    と、該インバータ装置によって駆動される同期電動機を
    もつインバータ装置の保護方法において、 前記インバータ装置の出力端子を、B接点をもつ電磁開
    閉器を介して前記同期電動機の入力端子に接続し、 前記電磁開閉器は前記B接点を動作させるためのB接点
    用励磁コイルの動作電圧が、前記インバータ装置の出力
    端子に加わる電圧の耐電圧以下で動作し、 前記電磁開閉器の前記励磁コイル端子を前記電動機の前
    記入力端子に接続することを特徴とするインバータ装置
    の保護方法。
  2. 【請求項2】 前記同期電動機に逆突極形の同期電動機
    を適用することを特徴とする請求項1に記載のインバー
    タ装置の保護方法。
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