JPS6013400B2

JPS6013400B2 - 交流電動機の制御装置

Info

Publication number: JPS6013400B2
Application number: JP53128116A
Authority: JP
Inventors: 涼夫斎藤; 康裕安東
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1978-10-18
Filing date: 1978-10-18
Publication date: 1985-04-06
Also published as: JPS5556495A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は交流電動機の制御装置の改良に係り、特に交流
電動機の失速を直ちに検出して必要な制御を行なえるよ
うにした装置に関する。

交流電動機の制御装置としては、入力電力を霧圧形ィン
バータや電流形ィンバータで所望の可変周波数に変換し
、この可変周波数を調節して交流電動機を駆動運転する
ようにした制御装道が多用されている。

第１図は電流型ィンバータを用いて可変周波数電源を構
成した交流電動機の制御装置の一例を示している。

同図において、入力電源１１からの商用周波電力は整流
器１２により整流され、直流リアクトル１３を通してィ
ンバータ回路１４にインプットされる。このィンバータ
回路では後述する制御回路からの信号を受けて入力電力
を方形波の交流電力に変換する。この場合、交流出力電
力の周波数ｆと電圧Ｖは第２図のように両者の比が一定
となるよう制御され、開閉器１５を介して交流電動機１
６を起動加速する。加速が進行し、交流電動機１６が最
大周波数運転に達すると、開閉器１７を閉じ、開閉器１
５を開いて、入力電源１１からの商用周波電力に切換え
る。上記において、整流器１２の位相制御系統は次のよ
うに構成されている。即ち、速度設定用可変抵抗器１８
から入力制限器１９を通して得られた電圧基準値信号は
、ィンバータ回路１４の出力電圧を検出する電圧検出器
２０の出力と共に比較器２１に導かれ、比較される。こ
の比較器の出力は電圧制御回路２２を経た後、電流基準
値信号として比較器２３の一方の入力端子にインプット
される。比較器２３の他方の入力端子には、変流器２４
、過負荷継電器２５および電流検出器２６によつて得ら
れた入力電源１１の出力電流検出値信号がインプットさ
れる。これら両信号の比較出力は電流制御回路２７を経
て整流器位相制御回路２８に導かれ、整流器１２の導通
角を制御する。また、ィンバータ回路１４の周波数制御
系統は次のように構成されている。即ち、前述の入力制
限器１９を通して得られた電圧基準値信号は発振器２９
に導かれてその発振周波数を制御する。この発振出力は
リングカウンタ３０でゲ−トパルスに変換され、パルス
増中回路３１を介してインバーター４の制御端子にイン
プットされ、その出力周波数を制御する。上述のように
構成した交流電動機の制御装置におおし、て、交流電動
機１６が何らかの原因により失速した場合、その出力電
流１は第３図に示すように、失速点Ｐ以降急増し、電流
制限値Ｌに達した後は、その値のまま流れ続ける。

なお、同図中、Ｎは電動機１６の速度変化の様子を例示
している。このような状態が継続するとやがて過負荷継
電器２５が動作し、その接点回路より電源回路を開路し
、あるいは整流器１２のゲート回路をしや断して電動機
を失速による焼損等から保護する。しかしがら、上述の
過負荷継電器や、その代替として多用されているアンプ
サーママルと呼ばれる積分回路は、いずれも電動機の失
速後、作動開始までにかなりの時間を必要とし、その間
、大軍流が流れ続けるため、電力損失が大きくなり、ま
た、可変周波数電源も大容量のものが必要となる。また
、可変周波数電源から商用電源に切換えて交流電動機を
運転する場合、失速状態で切換えが行なわれると〜交流
電動機には直入れ起動と同程度の大きな電流が流れ込み
、電源系統を騒乱したり、交流電動機に大きな熱損失が
発生してその寿命を縮める等の欠点がある。本発明は従
来装置における上述の如き欠点を除去すべくなされたも
のである。

即ち、本発明は電圧検出値と電圧基準値を比較し、その
誤差信号に塞いて失速を検出する失速検出回路を用いる
ことにより、述の如き不都合にない交流電動機の制御装
置を提供することを目的とする。４以下、
図示の実施例につき、本発明の詳細を説明する。第４図
は本発明における失速検出部の一例を示している。

同図において、端子ＦＢＫおよびＲＥＦにインプットさ
れた電圧検出値信号と電圧基準値信号は、第１図の場合
と同じように比較器２１に導かれ、更に電圧制御回路２
２に導かれるが、それと同時に失速検出回路３２にイン
プットされる。この失速検出回路３２では、電圧基準値
号と電圧出値信号はそれぞれ抵抗３３，３４ををを通し
て増中器３５にインプットされる。

この増中器３５の利得は帰還用抵抗器３６と抵抗器３３
，３４とで決まるので、増中器３５の出力には電圧基準
値信号と電圧検出値信号の僅かな誤差を大中に増中して
現わすことができる。この誤差信号は抵抗３７を通して
増中器３９にインプットされる。４０は誤差基準値設定
用の可変抵抗器を示し、その出力は抵抗４１を通して増
中器３９にインプットされる。

この増中器３９はこれに並列接続した電圧ダィオ−ド４
２と共にスイッチング回路を構成しており、増中器３５
の出力の方が誤差基準値よりも大きくなるとトランジス
タ４３を導通させる。これによりリレー４４のコイルが
励磁され、その接点回路が作動して失速検出信号を発生
する。このように構成した失速検出器３２は第５図に示
すように、２つの入力端子をそれぞれ電圧検出器２０と
、入力制限器１９の出力側に接続たれ、また、リレー４
４の接点４５を速度設定用可変抵抗器１８と入力制限器
１９の間に介挿される。

なお、第５図中上記以外の部分の構成は第１図と様であ
る。第５図の回路において交流電動機１１が失速すると
失速検出回路３２により失速が検出され、鞍点４５が開
いて電圧基準値を下げる。

第６図に示すように、交流電動機の加速中の時亥比，に
接点が開いた場合、ィンバータ１４の出力電圧Ｖと周波
数ｆは次第に低下する。時刻ら電圧基準値が電圧検出値
としベルになったとすると、交流電動機１６の失速状態
が解除されたとして接点４５が閉じ、再び交流電動機の
加速が行なわれる。第７図に示す実施例では、失速検出
回路３２の出力信号は入力制限器１９の制御端子にイン
プットされると共にに、電圧制御回路２２の制御端子に
インプットされている。

なお、第７図中、上記以外の部分の構成は第１図と同機
である。第７図の回路において、交流電動機１１が失速
すると、失速検出回路３２により失速が検出され、入力
制限器１９と電圧制御回路２２に制御信号が発せられる
。

第８図に示すように、交流電動機の加速中の時刻ｔ３に
失速が検出された場合、失速検出回路からの信号を受信
した入力制限器１９夕は以後、別の制御信号が到来す
るまでの間、電圧Ｖと周波数ｆを一定に保つ。同時に電
圧制御に付随する電流制限値山を第９図に示すように１
・かちりこ上げ、交流電動機の速度を上昇させる。これ
により交流電動機の速度が規定値に達すると、時Ｚ刻し
で再び入力制限器１９により電圧Ｖと周波数ｆをコント
ロールすると共に電流基準値信号ＩＬを元のレベル１，
まで低減させる。以上、いくつかの実施例につき説明し
たところから明らかなように、本発は交流電動機にィン
プＺットされる電圧検出値と電圧基準値とを比較して両
者の誤差を求め、それが設定値以上となった場合にはこ
れを失速と判別して入力制限器の入力端子や制御端子に
制御信号を送り込み可変周波数電源の動作を停止または
抑制し、また電流制限値を２上昇させる等のことによっ
て失速を回復せるもである。

従って、本発明によれば、交流電動機の失速時に流れる
過電流による電力損失を減少させることができ、可変波
数電源の設備容量がいたずらに増大するのを防止できる
。また、交流電動機が２失速している状態の時に入力電
源が可変周波数鷺源から商用周波数電源に切換ることが
ないので交流電動機の寿命を縮めるようなこともなく、
更には、失速が発生した時には遅滞なくこれを検出して
対応策を講ずることができるので安定な運転を３持続す
ることができる。なお、以上の説明では交流電動機が失
速した場合、電圧検出値と基準値との誤差を入力制限器
等で制御し、両者の値を同レベルとして再び交流動機の
起動や加速を開始する例につき述べたが、本発明はこの
ような例に限定されるものではなく、交流電動機の主回
路を直接開閉して運転を制御するようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】第１図は従釆の交流電動機の制御装置の一例を示す回路
図、第２図は第１図の装置における電圧Ｖおよび周波数
ｆの特性曲線図、第３図は第１図の装置で失速が生じた
場合の交流電動機の回転速度と電流の特性曲線図、第４
図は本発明における失速検出部の一実施例を示す回路図
、第５図は第４図に示す回路の適用例を示す回路図、第
６図は第５図の回路の作動説明図、第７図は第４図に示
す回路の他の適用例を示す回路図、第８図と第９図は第
５図の回路の作動説明図である。１１・・・入力電源、１２・・・整流器、１３・・・直
流リアクトル、１４…インバータ、１５，１７…開閉器
、１６・・・交流電動機、亀８…速度設定用可変抵抗器
、１９・・・入力制限器、２０・・・電圧検出回路、２
１，２３・・・比較器、２２・・・電圧制限器、２４・
・・変流器、２５・・・過負荷継電器、２６・・・電流
検出回路、２７・・・電流制御回路、２８・・・整流器
位相制御回路、２９・・・発振器、３０・・・リングカ
ウンタ、３１…パルス増中回路、３２…失速検出回路、
３３，３４，３６，３７，４１・・・抵抗、３５，３９
・・・増中器、４０・・・誤差設定用可変抵抗、４２・
・・定電圧ダイオード、４３・・・トランジスタ、４４
．．・ＩＪＯレー。第２図溝３図鰐６図発ー図鰐４図発８図第９図第５図第７図

Claims

【特許請求の範囲】１可変周波数電源を用いて交流電動機を起動加速する
制御装置において、前記可変周波数電源の出力電圧を検
出する電圧検出回路と、この電圧検出回路の電圧検出値
信号と電圧基準値信号とを比較し、両信号の誤差を求め
る比較器と、前記誤差が設定値を超えた場合に前記交流
電動機の失速と判別する回路とを有する失速検出回路を
設け、この失速検出回路の出力により前記可変周波数電
源の動作を停止または抑制することを特徴とする交流電
動機の制御装置。２失速検出回路の出力により電圧基準値信号のレベル
を下げて可変周波数電源の周波数を低下させて交流電動
機の運転を持続させ、電圧検出値信号が電圧基準値信号
と同レベルになつた際に失速解除と判別し、再び交流電
動機の加速を行うことを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の交流電動機の制御装置。３失速検出回路の出力により可変周波数電源の周波数
を一定に抑え、可変周波数電源の出力電流の制限値を上
げることにより交流電動機の加速を持続させることを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の交流電動機の制御
装置。