JPS61189192A - インバ−タ周波数と誘導電動機速度の同期化方法 - 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、速度検出器を装備していない誘導電動機をイ
ンバータで駆動する場合、電動機が回転（惰走）中でも
、その回転速度に合わせた後に始動させる方法に関する
。

〔従来技術と問題点〕

従来、インバータ駆動の誘導電動機が任意の回転速度Ｎ
１　（インバータ周波数ｆｓの同期速度相当）で回転中
に、誘導電動機への周波数を変えたときのトルクおよび
電流特性を第５図に表わす。

この状態で通常の始動のように最低周波数で電源を投入
し、ソフトスタータで周波数を上昇させて行くと、同期
周波数ｆ　付近に達するまでは大電流が流れる。この領
域は制動（発電）動作をしているので、そのエネルギの
処理機能を有していないインバータでは、過電圧トリッ
プなどの不具合を生じる。

また、制動トルクにより回転速度を下げることになるの
で、省エネルギの点からも好ましくない。

この対策として、さきに本出願人から特願昭５１！１．
−　’１１．，４９５０号が提案されている。それは、
第６図のようにインバータの電流制限値を誘導電動機の
無負荷電流（励磁電流）よりわずかに高いレベルに設定
しておき、周波数を走査して電流制限が解けた時点を、
Ｍ導電動機速度に周波数が同期した点と判断する手段で
あり、実用に供されそれなりの効果を上げている。

しかしながら、この手段では、誘導電動機の特性や電源
電圧変動にＪ：って励！ｆ電流の値が変るので設定上の
わずられしさがある。

〔発明の目的〕

ここにおいて本発明は、従来手段の動点を克服し、未知
゛の速喰で回転中の誘導電動機に、その駆動用可変周波
数電源であるインバータの周波数を、速度を直接検出す
ることなくまた設定が容易Ｃ外部条件の影響を受けにく
いインバータ周波数と誘導電動機速度の同期化方法を提
供することを、その目的とする。

〔発明の概要〕

本発明は、 一定速度で運転中のインバータ駆動の誘導電動機が瞬停
などで惰走状態になり、 瞬停復帰のときにもとの運転中の正規のインバータ出力
電圧Ｖ／インバータ出力周波数ｆ（一定）の値を、一旦
下げて、 いかなるｆでも誘導電動機の電流値が制限レベルを越え
ないようにし、 ｆを走査してその電流値を逐次比較し、最小となるｆを
探してそれを同期点とし、 その同期点のｆにインバータをレットシた後に、もとの
正規のＶ／ｆに復帰させてから、誘導電動機を運転する インバータ周波数と誘導電動機速度の同期化方法である
。

〔実施例〕

本発明の一実施例における回路構成を表わすブロック図
を第１図に示す。

商用電源１０から交流電力が順変換部１に加えられ、直
流に変換して平滑後、逆変換部をなすインバータ２へ送
られ、ここで所要周波数の交流へ逆変換して誘導電動機
３を駆動する。

周波数指令９とＶ（インバータ出力電圧）／ｆ（インバ
ータ出力周波数）゛設定信号６がＶ／ｆ設定器６へ与え
られ、それらから導出された信号と電流制限設定信号７
と電流制限ループ（誘導電動機電流検出）信号がＰＷＭ
　（パルス幅変調）制御回路５に導入され、これらに基
づいてＰ　Ｗ　Ｍ　ｍ１ｌｌ　１１１回路はインバータ
２の出力周波数ｆを制御する。

そして、本発明に利用する誘導電動機の電流−周波数特
性図を第２図に表わし、また、切替を行なうＶ／ｆ特性
の説明図を第３図に示す。

第２図に表わす一定速度で運転中の誘導電動機３の電流
−周波数特性において、Ａは正規のＶ／ｆの場合で、第
６図の曲ｍＡと同一である。インバータで駆動するとき
は、その電流制限のためＡ′のような特性になるのが普
通である。

ところで、本発明においては、まずＶ／ｆを下げて第２
図Ｂのように、いかなる周波数のときでも電流値が制限
レベルにかがらないようにしておく。

この状態で給電を開始し、周波数を ｆ６−＞ｔｌ−Ｓｒ２・・・・・・ と走査して行く。　　・ 走査は高い周波数から始めても低い方から始めても構わ
ないが、低い方から始める場合は、誘導電動機が発電機
として動作するので、その発電エネルギの処理、例えば
放電抵抗で放熱または電源に回生が必要である。

走査中の各周波数での電流値を逐次比較して、電流が最
小となる点を探し、そのときの周波数をもって同期点と
判断する。

すなわち、 ■　≦Ｉ　　　かつ　ｉ　　〈■ｎ＋１ｎ　　　ｎ−１
ｎ であれば、■　に対応する周波数ｆ。が同期点である。

以上のようにして、同期周波数を探し当てた後に、Ｖ／
ｆ特性を第２図のＢからＡに戻す。第３図で言えばサー
チ中のＶ、、／ｆ特性は８曲線を使い、同期後の運転中
のＶ／ｆ特性はへ曲線に戻る。

これで同期化が完了するので、所定の運転速度まで加速
あるいは減速する。

第４図に、ある一定速度で運転中の誘導電動機が、瞬時
停電で惰走した後、電源復帰のときに再運転をするた゛
めに、本発明を適用した場合のタイムチャートを示す。

第４図において、区間Ｔ１は停電期間であり、誘導電動
機３は減速する。

区間Ｔ２では、瞬停復帰後インバータ２の出力電圧を第
２図の曲線Ｂになるように零からたち上げる。このとき
の出力周波数ｆは瞬停時の出力周波数である。

区間Ｔ　で出力電圧、出力周波数をホールドしたまま電
流が安定するのを待つ（例えば、ホールド時間６０Ｉｌ
ｌＳ程度）。

区間Ｔ４で、瞬停時の出力周波数から ｆｏ→ｆ１−＋ｆ２・・・・・・ と出力周波数を下げながら、各周波数にお【プる電流値
を逐次比較し、電流が最小どなる出力周波数を検出する
。

この出力周波数を同期周波数とする。

すなわち、第２図において、 ■　≦１　　　かつ　Ｉ＜Ｉｏ＋１ ｎ　　　ｎ−１ｎ であれば、電流■　に対応する出力周波数ｆ。を同期周
波数と判断する。

ここで電流検出のフィルタなどによる遅れがあれば、そ
の分だけ予め設定した伯で周波数を補正する。

第４図の区間Ｔ４で同期周波数を検出した後、区間Ｔ５
で出力周波数を同期周波数にホールドしたまま、第２図
の曲線Ｂから曲線ΔになるようにＶ／ｆを正規の値に戻
す。

これで同期化が完了する。

区間Ｔ５で同期化が完了した後、区間Ｔ６で所定の運転
周波数に出力周波数を戻す。

なお、区間Ｔ４で同期周波数を検出する前に出力周波数
が零となったときには、区間■４から区間Ｔ６に移り、
所定の運転周波数まで出力周波数を戻す。

〔発明の効果〕

かくして本発明によれば、次に掲げる特段の効果が得ら
れ、当該分野に寄与するところ著しい。

ア）　誘導電動機の速度を直接検出することなく、給電
周波数を誘導電動機速度に同期化Ｊ−ることができる。

イ）　電流の絶対値比較ではなく、逐次比較による最小
値検出であるので、誘導電動機特性、外部条件による影
響が小さい。

つ）　下記のような場合に有用である。

ａ、　瞬時停電後の運転の継続 す、　商用電源運転からインバータ運転への切替え Ｃ０惰走中の機械の始動。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における回路構成を表わすブ
ロック図、第２図は本発明に利用する誘導電動機の電流
−周波数特性図、第３図は本発明で自動的に切替えるＶ
／’ｆ設定信号特性図、第４図はこの実施例の動作を示
すタイムチャート、第５図、第６図は従来例の説明図で
ある。 １・・・順変換部、２・・・逆変換部（インバータ）、
３・・・誘導電動機、４・・・Ｖ／ｆ設定器、５・・・
ＰＷＭ制御回路、６・・・Ｖ／ｆ設定信号、７・・・電
流制限設定信号、８・・・電流制限ループ、９・・・周
波数指令、１０・・・商用電源。 出願人代理人　　猪　　股　　　　清 ド ＋４０し叫〉 −需寸←本壓−イ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、インバータで駆動される誘導電動機が一定速度で運
   転中に電源が遮断され惰走状態になったときに、 運転中一定に保持されている インバータ出力電圧Ｖ／インバータ出力周波数ｆ の値を一旦下げて、 いかなるインバータ出力周波数でも誘導電動機の電流値
   が制限レベルを越えないようにするとともに、 その下げたＶ／ｆを一定に保ちながらインバータ出力周
   波数を低い方からあるいは高い方から走査し、 各インバータ出力周波数での誘導電動機の電流値を逐次
   比較してその電流値が最小となる点を探し、このときの
   インバータ出力周波数を同期点と判断し、 その同期点のインバータ出力周波数にインバータをセッ
   トした後に、 もとの運転中のＶ／ｆの値に復帰させて誘導電動機を運
   転することを特徴とするインバータ周波数と誘導電動機
   速度の同期化方法。