JPS6237096A - インバ−タ駆動電動機の過電流保護装置 - Google Patents
インバ−タ駆動電動機の過電流保護装置Info
- Publication number
- JPS6237096A JPS6237096A JP60172174A JP17217485A JPS6237096A JP S6237096 A JPS6237096 A JP S6237096A JP 60172174 A JP60172174 A JP 60172174A JP 17217485 A JP17217485 A JP 17217485A JP S6237096 A JPS6237096 A JP S6237096A
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- JP
- Japan
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- motor
- current
- integrator
- speed
- allowable
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- Pending
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- Control Of Ac Motors In General (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の属する技術分野〕
この発明は、可変電圧、可変周波数の交流電力を出力す
るインバータによｐ可変速駆動される自冷式交流電動機
の過電流保護装置に関する。
るインバータによｐ可変速駆動される自冷式交流電動機
の過電流保護装置に関する。
交流電動機として、例えば誘導電動機は構造が簡単で丈
夫であシ、保守をほとんど必要としない電動機であるが
、速度制御が容易に行なえないのが欠点であった。しか
し近年では半導体制御装置の進歩により、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
、誘導電動機を容易に可変速運転できるようになったの
で、点検整備が常時必景な直流電動機の代シに多用され
るようになってきた。
夫であシ、保守をほとんど必要としない電動機であるが
、速度制御が容易に行なえないのが欠点であった。しか
し近年では半導体制御装置の進歩により、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
、誘導電動機を容易に可変速運転できるようになったの
で、点検整備が常時必景な直流電動機の代シに多用され
るようになってきた。
ところで通常の誘導電動機は、運転中に当該電動機内部
に発生する熱を自冷式と称される方法により除去するよ
うにしている。すなわち誘導電動機の回転子にはファン
が取シ付けられておシ、電動機運転時にこのファンが回
転することによシ生ずる空気の流れが当該電動機の回転
子と固足子から熱を奪って、この電動機の温度が異常に
高くなるのを防いでいる。回転子に取シ付けられている
自冷用のファンは一般に２乗トルク特性であるから、回
転速度が僅かに変化しても電動機を冷却するための空気
流量が大幅に変化する。すなわち、速度の変化に対して
自冷式電動機は冷却効果が大幅に変動することになる。
に発生する熱を自冷式と称される方法により除去するよ
うにしている。すなわち誘導電動機の回転子にはファン
が取シ付けられておシ、電動機運転時にこのファンが回
転することによシ生ずる空気の流れが当該電動機の回転
子と固足子から熱を奪って、この電動機の温度が異常に
高くなるのを防いでいる。回転子に取シ付けられている
自冷用のファンは一般に２乗トルク特性であるから、回
転速度が僅かに変化しても電動機を冷却するための空気
流量が大幅に変化する。すなわち、速度の変化に対して
自冷式電動機は冷却効果が大幅に変動することになる。
一方、誘導電動機の過電流はサーマルリレーにより保護
する方式が一般的である。よってこの誘導電動機が基底
速度よりもはるかに低い速度で定格トルクを出力してい
るような場合、電動機に流れるｊ！ｔ＃、はほぼ定格値
であって当然サーマルリレーが動作するような過電流に
はなっていない。しかしながら上述したように、自冷式
誘導電動機では、低速運転時に自己のファンによる冷却
効果は僅かしか期待できないので、電流の発熱作用によ
り当該電動機温度が異常に上昇して焼損するおそれがあ
る。すなわち自冷式電動機はその速度とともに許容され
る電流容量が変化するので、単純にｔＲ，のみを検出し
て動作するサーマルリレーでは保護できない。
する方式が一般的である。よってこの誘導電動機が基底
速度よりもはるかに低い速度で定格トルクを出力してい
るような場合、電動機に流れるｊ！ｔ＃、はほぼ定格値
であって当然サーマルリレーが動作するような過電流に
はなっていない。しかしながら上述したように、自冷式
誘導電動機では、低速運転時に自己のファンによる冷却
効果は僅かしか期待できないので、電流の発熱作用によ
り当該電動機温度が異常に上昇して焼損するおそれがあ
る。すなわち自冷式電動機はその速度とともに許容され
る電流容量が変化するので、単純にｔＲ，のみを検出し
て動作するサーマルリレーでは保護できない。
それ故、可変速運転をする自冷式の誘導１１Ｌ動機では
、サーマルリレーの他に、巻線温度を検出できるサーモ
スタットあるいはサーミスタなどを固だ子巻線とともに
溝に埋込むなどの方法によシ、電流のみではなく、温度
をも監視して焼損事故の発生を防いでいる。しかしなが
ら、このような方法は、巻線温度監視手段を余分に備え
なければならないので高価になるばかシでなく、巻線絶
縁の弱点になる不都合もあわせて有する。
、サーマルリレーの他に、巻線温度を検出できるサーモ
スタットあるいはサーミスタなどを固だ子巻線とともに
溝に埋込むなどの方法によシ、電流のみではなく、温度
をも監視して焼損事故の発生を防いでいる。しかしなが
ら、このような方法は、巻線温度監視手段を余分に備え
なければならないので高価になるばかシでなく、巻線絶
縁の弱点になる不都合もあわせて有する。
この発明は、インバータが出力する可変電圧。
可変周波数の交流電力によシ町変速運転できる自冷式の
交流電動機が広い速度範囲で運転しているときでもその
速度に対応する過電流を確実に防止できるインバータ駆
動電動機の過電流保護装置を提供することを目的とする
。
交流電動機が広い速度範囲で運転しているときでもその
速度に対応する過電流を確実に防止できるインバータ駆
動電動機の過電流保護装置を提供することを目的とする
。
この発明は、インバータに駆動されて可変速運転する自
冷式交流電動機の冷却効果は、当該電動機の速度により
変化することから、交流電動機の速度と許容電流との関
係パターンを定め、この電動機に流れる実際電流と上記
の許容電流とを比較し、実際電流の方が大であるならば
、その偏差量を積分器に入力させることによシ、入力偏
差量の大小に対応する時間が経過したのちにトリップ信
号を出力して当該電動機を停止させることによシ、反限
時特性の過電流保護を行なおうとするものである。
冷式交流電動機の冷却効果は、当該電動機の速度により
変化することから、交流電動機の速度と許容電流との関
係パターンを定め、この電動機に流れる実際電流と上記
の許容電流とを比較し、実際電流の方が大であるならば
、その偏差量を積分器に入力させることによシ、入力偏
差量の大小に対応する時間が経過したのちにトリップ信
号を出力して当該電動機を停止させることによシ、反限
時特性の過電流保護を行なおうとするものである。
第１図は本発明の実施例を示すブロック図である。この
第１図において、トランジスタと、これに逆並列接続さ
れたダイオードとで形成されるアームをブリッジ接続す
ることでインバータを構成するのであるが、直流電源２
からの直流電力は、このインバータを構成している各ト
ランジスタを順次オン、オフ動作させることで所望の電
圧と周波数の交流電力に変換される。この可変電圧、可
変周波数の交流電力を出力するインバータ（以下ではＶ
ＶＶＦインバータと略記する）３により交流電動機とし
ての誘導ｔＩｔｈ機５は所望の速度で運転される。なお
変流器４はこの誘導電動機５に流れる電流を絶縁して検
出する。
第１図において、トランジスタと、これに逆並列接続さ
れたダイオードとで形成されるアームをブリッジ接続す
ることでインバータを構成するのであるが、直流電源２
からの直流電力は、このインバータを構成している各ト
ランジスタを順次オン、オフ動作させることで所望の電
圧と周波数の交流電力に変換される。この可変電圧、可
変周波数の交流電力を出力するインバータ（以下ではＶ
ＶＶＦインバータと略記する）３により交流電動機とし
ての誘導ｔＩｔｈ機５は所望の速度で運転される。なお
変流器４はこの誘導電動機５に流れる電流を絶縁して検
出する。
速度設定器１１で設足される電動機の速度指令信号は速
度制御器１２．３相台形波発生器１３を経て変流器４か
らの電動機実際電流信号とともに電流制御器１４に入力
され、この電流制御器１４の出力信号と３角波発生器１
５が出力する搬送波とは比較器ユ６において両人力信号
の大小関係を比較することでパルス幅変調されてペース
信号発生器１フに入力される。ＶＶＶＦインバータ３を
構成するトランジスタはペース信号発生器１７からの信
号によシそれぞれが適宜にオン、オフ動作する。その結
果速度設定器１１からの速度指令信号に対応する周波数
と、この周波数と一定の関係にある電圧の交流電力がこ
のＶＶＶＦインバータ３から出力されるのであるが、こ
のＶＶＶＦインバータ３の動作は周矧であシ、かつ本発
明と直接的な関係はないので、動作についての詳細説明
は省略する。
度制御器１２．３相台形波発生器１３を経て変流器４か
らの電動機実際電流信号とともに電流制御器１４に入力
され、この電流制御器１４の出力信号と３角波発生器１
５が出力する搬送波とは比較器ユ６において両人力信号
の大小関係を比較することでパルス幅変調されてペース
信号発生器１フに入力される。ＶＶＶＦインバータ３を
構成するトランジスタはペース信号発生器１７からの信
号によシそれぞれが適宜にオン、オフ動作する。その結
果速度設定器１１からの速度指令信号に対応する周波数
と、この周波数と一定の関係にある電圧の交流電力がこ
のＶＶＶＦインバータ３から出力されるのであるが、こ
のＶＶＶＦインバータ３の動作は周矧であシ、かつ本発
明と直接的な関係はないので、動作についての詳細説明
は省略する。
本発明においては、変流器４で検出された電動機の実際
電流信号は、ピーク実際電流検出手段としての整流器２
２により実際電流のピーク値工Ｐが得られる。一方速度
制御器１２からは速度指令信号に対応した周波数信号Ｆ
が得られるので、この周波数信号Ｆを許容電流パターン
発生器２１に導き、誘導１を動機５の速度変化とともに
変化する冷却効果に見合った許容電流工Ｔをこの許容′
ＩＬ流パターン発生器２１から出力させる。例えば当該
電動機５が基底速就に対応するＦＯなる周波数で運転す
るときの許容電流が定格電流の１００ ％であるとする
ならば、このＰＯよりも低い周ａ故で運転するときの許
容電流値は１００チよシも小であシ、逆にＦＯよりも高
速で運転するならば１００チ以上の電流が許容されるの
であって、この許容電流パターンは、各電動機ごとくそ
の特性に対応して定められるようになっている。
電流信号は、ピーク実際電流検出手段としての整流器２
２により実際電流のピーク値工Ｐが得られる。一方速度
制御器１２からは速度指令信号に対応した周波数信号Ｆ
が得られるので、この周波数信号Ｆを許容電流パターン
発生器２１に導き、誘導１を動機５の速度変化とともに
変化する冷却効果に見合った許容電流工Ｔをこの許容′
ＩＬ流パターン発生器２１から出力させる。例えば当該
電動機５が基底速就に対応するＦＯなる周波数で運転す
るときの許容電流が定格電流の１００ ％であるとする
ならば、このＰＯよりも低い周ａ故で運転するときの許
容電流値は１００チよシも小であシ、逆にＦＯよりも高
速で運転するならば１００チ以上の電流が許容されるの
であって、この許容電流パターンは、各電動機ごとくそ
の特性に対応して定められるようになっている。
加減算器２３は上述のようにして得られるピーク実際電
流工ｐと許容電流工Ｔとの偏差を演算して積分器２４に
入力させ、この積分器２４の出力が比較器１６に入力さ
れるようになっている。
流工ｐと許容電流工Ｔとの偏差を演算して積分器２４に
入力させ、この積分器２４の出力が比較器１６に入力さ
れるようになっている。
牙２図は第１図に示す実施例回路における過電流保護の
部分を示している部分ブロック図であシ、この第２図に
よシ本発明にもとづく過電流保護動作を説明する。
部分を示している部分ブロック図であシ、この第２図に
よシ本発明にもとづく過電流保護動作を説明する。
いま誘導電動機５が基底速度でかつ過負荷で運転してい
るとすると、許容電流パターン発生器２１に入力する周
波数信号Ｆの値は基底速度に対応するＦＯであるから、
出力される許容電流信号工Ｔの値は定格電流値（すなわ
ち定格電流の１００チ）である。一方整流器２２から出
力されるピーク実際電流信号工ｐは、１！動機５が過負
荷運転していることから大きな値が検出される。加減算
器２３はこのピーク実際電流信号ｒｐと許容電流信号工
Ｔとの偏差を演算して積分器２４へ入力する。
るとすると、許容電流パターン発生器２１に入力する周
波数信号Ｆの値は基底速度に対応するＦＯであるから、
出力される許容電流信号工Ｔの値は定格電流値（すなわ
ち定格電流の１００チ）である。一方整流器２２から出
力されるピーク実際電流信号工ｐは、１！動機５が過負
荷運転していることから大きな値が検出される。加減算
器２３はこのピーク実際電流信号ｒｐと許容電流信号工
Ｔとの偏差を演算して積分器２４へ入力する。
この積分器２４からの出力信号と設定器２６で設定され
る値との大小関係が逆転するのを比較器１６が検出する
と、例えば比較器１６の出力は論理零信号が論理１信号
となってフリップフロップ回路２５からトリップ信号を
出力して誘導電動機５を停止させる。電動機５が停止す
ればフリップフロップ回路２５にはリセット信号が与え
られてリセット状態となる。
る値との大小関係が逆転するのを比較器１６が検出する
と、例えば比較器１６の出力は論理零信号が論理１信号
となってフリップフロップ回路２５からトリップ信号を
出力して誘導電動機５を停止させる。電動機５が停止す
ればフリップフロップ回路２５にはリセット信号が与え
られてリセット状態となる。
積分器２４に入力される偏差値が大であるほど（すなわ
ちピーク実際電流工、の方が許容電流Ｉ？よりも犬であ
るほど）積分器２４の出力が設定器２６で設定される値
に到達するまでの時間が短かくなるので、いわゆる反限
時特性が実現できるので、過電流保護に好適であること
はもちろんである。
ちピーク実際電流工、の方が許容電流Ｉ？よりも犬であ
るほど）積分器２４の出力が設定器２６で設定される値
に到達するまでの時間が短かくなるので、いわゆる反限
時特性が実現できるので、過電流保護に好適であること
はもちろんである。
この発明によれば、可変電圧、可変周波数の交流電力を
出力するインバータによシ駆動されて可変速運転をする
自冷式の交流電動機は、その運転速度の変化に伴って冷
却効果も変化するのであるが、この冷却効果の変化に対
応して許容電流値を変化させるようにしている許容電流
パターン発生手段を備え、さらに電動機に流れる実際電
流のピーク値とこの許容電流との偏差値を積分するよう
にしている。それ故当該電動機のすべての速度範囲にお
いて反限時特性の過電流保護を行うことができるという
大きな効果を発揮できる。さらに従来方式のように電動
機の巻線温度を検出する必要がなくなるので、電動機過
電流保護装置が簡素化されてコストが低下するばかりで
なく、巻線絶縁の弱点もなくなるので信頼性が向上する
効果も合わせて有することとなる。
出力するインバータによシ駆動されて可変速運転をする
自冷式の交流電動機は、その運転速度の変化に伴って冷
却効果も変化するのであるが、この冷却効果の変化に対
応して許容電流値を変化させるようにしている許容電流
パターン発生手段を備え、さらに電動機に流れる実際電
流のピーク値とこの許容電流との偏差値を積分するよう
にしている。それ故当該電動機のすべての速度範囲にお
いて反限時特性の過電流保護を行うことができるという
大きな効果を発揮できる。さらに従来方式のように電動
機の巻線温度を検出する必要がなくなるので、電動機過
電流保護装置が簡素化されてコストが低下するばかりで
なく、巻線絶縁の弱点もなくなるので信頼性が向上する
効果も合わせて有することとなる。
第１図は本発明の実施例を示すブロック図であシ、第２
図は第１図に示す実施例回路における過電流保護の部分
を示している部分ブロック図である。 ２・・・直流電源、３・・・ＶＶＶＦインバータ、４・
・・変流器、５・・・交流電動機としての誘導電動機、
１１・・・速度設定器、１２・・・速度制御器、１３・
・・３相台形波発生器、１４・・・電流制御器、１５・
・・３角波発生器、１６・・・比較器、１７・・・ベー
ス信号発生器、２１・・・許容電流パターン発生器、２
２・・・ピーク実際電流検出手段としての整流器、２３
・・・加減算器、２４・・・積分器、２５・・・フリッ
プフロップ回路、２６・・・設定器。
図は第１図に示す実施例回路における過電流保護の部分
を示している部分ブロック図である。 ２・・・直流電源、３・・・ＶＶＶＦインバータ、４・
・・変流器、５・・・交流電動機としての誘導電動機、
１１・・・速度設定器、１２・・・速度制御器、１３・
・・３相台形波発生器、１４・・・電流制御器、１５・
・・３角波発生器、１６・・・比較器、１７・・・ベー
ス信号発生器、２１・・・許容電流パターン発生器、２
２・・・ピーク実際電流検出手段としての整流器、２３
・・・加減算器、２４・・・積分器、２５・・・フリッ
プフロップ回路、２６・・・設定器。
Claims (1)
- １）速度指令信号に対応する周波数の交流電力を出力し
て、自冷式交流電動機を前記指令通りの速度で運転させ
るインバータにおいて、前記自冷式交流電動機の速度に
対応して当該交流電動機に許容される電流信号を出力す
る許容電流パターン発生手段と、当該交流電動機に流れ
る電流のピーク値を検出するピーク実際電流検出手段と
、このピーク実際電流から前記の許容電流を差引く演算
をする加減算器と、当該加減算器出力信号を積分する積
分器と、該積分器出力信号が所定値以上になると過電流
警報を発する比較器とを備えていることを特徴とするイ
ンバータ駆動電動機の過電流保護装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60172174A JPS6237096A (ja) | 1985-08-05 | 1985-08-05 | インバ−タ駆動電動機の過電流保護装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60172174A JPS6237096A (ja) | 1985-08-05 | 1985-08-05 | インバ−タ駆動電動機の過電流保護装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6237096A true JPS6237096A (ja) | 1987-02-18 |
Family
ID=15936941
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60172174A Pending JPS6237096A (ja) | 1985-08-05 | 1985-08-05 | インバ−タ駆動電動機の過電流保護装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6237096A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104808046A (zh) * | 2014-01-24 | 2015-07-29 | Ls产电株式会社 | 用于检测逆变器中的过电流的设备和方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5577323A (en) * | 1978-12-06 | 1980-06-11 | Tokyo Shibaura Electric Co | Ac motor protector |
| JPS5649692A (en) * | 1979-09-28 | 1981-05-06 | Hitachi Ltd | Variable voltage and variable frequency power supply |
| JPS5886872A (ja) * | 1981-11-18 | 1983-05-24 | Toshiba Corp | 可変電圧可変周波数電源装置 |
-
1985
- 1985-08-05 JP JP60172174A patent/JPS6237096A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5577323A (en) * | 1978-12-06 | 1980-06-11 | Tokyo Shibaura Electric Co | Ac motor protector |
| JPS5649692A (en) * | 1979-09-28 | 1981-05-06 | Hitachi Ltd | Variable voltage and variable frequency power supply |
| JPS5886872A (ja) * | 1981-11-18 | 1983-05-24 | Toshiba Corp | 可変電圧可変周波数電源装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104808046A (zh) * | 2014-01-24 | 2015-07-29 | Ls产电株式会社 | 用于检测逆变器中的过电流的设备和方法 |
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