JPS6240953B2 - - Google Patents

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JPS6240953B2
JPS6240953B2 JP56023750A JP2375081A JPS6240953B2 JP S6240953 B2 JPS6240953 B2 JP S6240953B2 JP 56023750 A JP56023750 A JP 56023750A JP 2375081 A JP2375081 A JP 2375081A JP S6240953 B2 JPS6240953 B2 JP S6240953B2
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JP
Japan
Prior art keywords
inverter
motor
voltage
current
frequency
Prior art date
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Expired
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JP56023750A
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English (en)
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JPS57138878A (en
Inventor
Yozo Koike
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd filed Critical Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Priority to JP56023750A priority Critical patent/JPS57138878A/ja
Publication of JPS57138878A publication Critical patent/JPS57138878A/ja
Publication of JPS6240953B2 publication Critical patent/JPS6240953B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P1/00Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters
    • H02P1/16Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters for starting dynamo-electric motors or dynamo-electric converters
    • H02P1/26Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters for starting dynamo-electric motors or dynamo-electric converters for starting an individual polyphase induction motor

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Motor And Converter Starters (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電流形インバータ装置で電動機を可変
速駆動する場合の電動機の同期引込れ方法に係
り、特に同期引入れ時に際して周波数一致、位相
一致等の所定の操作を行なわずとも、運転中の電
動機の入力電源を単にインバータ側に切換えるの
みで、所定の同期引入れを行なうことができる改
良された同期引入れ方法を提供しようとするもの
である。電流形インバータで誘導機、同期機等の
電動機を可変速駆動する場合、電動機の始動時よ
りインバータで直接駆動するには、インバータに
始動電流に耐え得るだけの過電流耐量を持たせな
ければならず、設備費が高騰すると云う点で得策
ではない。かかる問題を解決する方法として、電
動機が始動を完了するまでは商用電源で電動機を
直接駆動し、始動完了後は商用電源よりインバー
タ側に切換えて所定の可変速運動を行なうことは
よく知られている所である。かかる運転方法で、
商用電源よりインバータ側へ切換える場合、電動
機速度とインバータの周波数とを一致させなけれ
ばならず、さらに電動機の誘起電圧の位相とイン
バータ周波数の位相とを一致させなければならな
い。このように位相合せ、周波数合せと云う所定
の操作を経て、周波数一致さらには位相一致と云
う条件で所定の切換えが行なわれるものであれ
ば、かかる方法であれば電動機の加速トルク不足
とか、さらには過電流等の問題を解決できスムー
ズに電源切換えを行なうことができる。しかし乍
ら周波数および位相を一致させる為には、電動機
の実速度を検出して、この実速度検出信号を基に
インバータの周波数制御系を介して出力周波数お
よび位相の制御を行なわねばならず、必然的に調
整要素なるものを付加しなければいけない。さら
に重要なことは、周波数−位相の一致の為にイン
バータを無負荷運転させ待機して置く必要があ
り、この待機運転時は、インバータは負荷電動機
と何らエネルギー授受を行なつていないので、省
エネルギーと云う時流に沿つた運転方法に逸脱す
るものであり何らかの具体的な手段が望まれてい
るものである。
本発明はこの点に鑑みて発明されたものであつ
て、特に本願は所定の電源切換え時に位相合せ、
周波数合せ等の所定の操作を行なうことなく、駆
動中の電動機に単にインバータを接続するのみで
所定の同期引入れを行なわせることを一大特徴と
し、以下実施例に基づき詳述する。
図は本実施例の具体的な構成図を示し、同図で
1はサイリスタを純ブリツジ接続して構成した順
変換部で、2は直流電力を平滑化する直流中間回
路の直流リアクトルで、3は一般に直列ダイオー
ド方式のインバータと呼称されている逆変換部
で、4は直流中間回路の直流電圧に関連する信号
を取り出しその極性を判別する為の電圧検出−判
別回路で、5は交流入力電源側の電流を取出す変
流器で、6は取出された電流を検出する電流検出
回路で、7はインバータの交流出力電圧を検出す
る電圧検出回路で、8は誘導機、同期機等の電動
機で、9は電磁接触器で、10は所要の電圧指令
を与える電圧設定器で、11は電圧設定指令量と
バイアス量とを付き合せる比較回路で、この場合
のバイアス量とは、例えば駆動運転中の電動機が
力行運転時にあると確認されれば常開接点Bを閉
路して所要のバイアスを与え、これとは反対に回
生運転時にあると確認されれば他方の常開接点A
を閉路して所要のバイアスを与えるように予じめ
前以つて規定してある。12は所要の電圧指令量
を与える設定アンプで、13は時間の経緯に応じ
て図示特性の電圧パターンで所要の電圧指令信号
を与える時間関数発生回路で、14は周波数制御
部で図示はしないがV/F変換回路とリングカウ
ンタ等で構成される。15は電圧指令信号と電圧
検出信号とを比較する比較回路で、16は電圧制
御用アンプで、このアンプの常開接点Cは電動機
を目標送度で駆動する場合に開路するように考慮
されている。17は電流指令量と電流検出信号と
を比較する比較回路で、この比較回路の入力側に
ある一方の常開接点Dは、電動機を目標速度で駆
動する場合に閉路するように考慮されており、
又、他方の常開接点Eは無負荷励磁電流I0の指令
量を与える場合に閉路するように考慮されてあつ
て、この常開接点Eは運転全域に渡つて閉路して
もよいし、さらには電動機速度とバイアス量を付
加した場合のインバータ周波数とが一致するまで
閉路して、その後の目標速度で追従制御する場合
は開路してもよい。18は電流制御用アンプで、
このアンプの常開接点Fはインバータの始動と同
時に開路するように考慮されている。19は自動
パルス移相回路でゲートパルス信号を適宜移相す
ることによつて順変換部1を制御するものであ
る。
さて以上のように構成される本実施例の動作を
述べるに、電動機8は他の電源、例えば商用周波
電源で直接駆動され電源周波数に依存した速度で
回転しているものとする。かかる状態で電源を商
用電源よりインバータ側へ切換える場合、インバ
ータ側は先ず各常開接点A−B−D−Eがそれぞ
れ開路状態にあつて、他方の常開接点C−Fはそ
れぞれ閉路状態にあり、任意の周波数でインバー
タは動作している。この状態で負荷投入用の電磁
接触器9が投入されインバータに電動機8が接続
されると、これと同時にEの接点が閉路しFの接
点が開路してマイナーループの電流制御系に無負
荷励磁電流I0に相当する電流指令を与えることに
よつて、インバータの交流入力電流値を無負荷励
磁電流の指令値通りに保持すべく、順変換部1の
直流出力電圧を制御する。しかして電動機がイン
バータ側へ切換えられた過渡期は、目標速度に相
当する任意の周波数で且つ無負荷励磁電流に相当
するパワーが電動機に供給される。
このようにインバータより所望の目標速度に相
当する任意の周波数で、且つ無負荷励磁電流に相
当する電流が8の電動機に供給され始めると、イ
ンバータの出力パワーと電動機8の駆動パワーと
の相互関係で期制される電流が、インバータの直
流中間回路の直流リアクトル2を通して流れるよ
うになる。即ち、電動機速度がインバータの出力
周波数より小さく電動機8が力行運転時の状態に
あるものとすれば、よく知られているように直流
中間回路の電圧極性は図示極性の関係にあり、こ
の直流電圧の極性を4の電圧検出−判別回路で常
時監視していて、この回路で電動機8が力行運転
時にある旨を判別すると、メジヤーループに挿入
してあるBの常開接点を閉路してある所要のバイ
アスを11の比較回路に与える。比較回路11で
は目標速度に相応する電圧設定信号と接点Bを介
して与えられるバイアス量bとが付き合され、バ
イアス量bに相応する分だけ電圧設定指令量を等
価的に減少させる動作を行なうものであるが、か
かる場合、バイアス量bの値が目標速度に相当す
る電圧設定指令量より大なるように、予じめ前以
つて電圧設定指令量とバイアス量との対応関係を
規定しているので、この結果12の設定アンプよ
り最低レベルの電圧指令信号が13の時間関数発
生回路に与えられるようになる。従つて13の時
間関数発生回路では、定められた電圧−時間パタ
ーンに基づき電圧指令を時間関数的に減少して行
つて、14の周波数制御部を介してインバータの
出力周波数を時間関数で逓減して行く所定の制御
が行なわれ、このように所要の無負荷励磁電流を
維持しつつインバータ周波数を逓減して行くと、
遂には電動機速度とインバータ周波数とが一致
し、直流中間回路の直流電圧が零となつて、4の
電圧検出−判別回路の出力を以つて今まで閉路し
ている接点Bを開路すると同時に、メジヤールー
プの接点Cを開路し、さらに他方の接点Dを閉
路、接点Eを開路する。かかる所定の操作を以つ
てメジヤーループの電圧制御系とマイナーループ
の電流制御系とが結合され、メジヤーループには
インバータの交流出力電圧に関連する信号がフイ
ードバツクされるので、その後は電圧制御系およ
び電流制御系を介して順変換部のサイリスタ群を
制御することによつて、与えられる電圧設定指令
量通りに電動機一次電流の振幅値を制御すると共
に、周波数制御系を介して逆変換部のサイリスタ
群を制御することによつて、与えられる目標速度
に相当する電圧設定指令量通りにインバータの出
力周波数を時間関数で逓昇して行つて、電動機速
度を加速する定常時の制御へと移行させる。
以上の動作とは反対に、例えばインバータ側に
電源が切換つた場合に電動機速度がインバータ周
波数より高く回生運転時にあるような場合、かか
る回生運転時にあつては、直流中間回路の直流電
圧の極性が図示極性とは逆極性の状態となつてい
るので、この旨を4の電圧検出−判別回路で検出
し且つ判別して、この判定結果を基にメジヤール
ープの常開接点Aを閉路して所要のバイアス量a
を比較回路11に与え、この場合にaなるバイア
ス量と目標速度に相当する電圧設定指令信号とは
同極性にあるので、12の設定アンプより最高レ
ベルの電圧指令が時間関数発生回路13を通して
14の周波数制御部に与えられ、インバータの出
力周波数を時間関数で逓昇して行き電動機速度に
追従させる。なお以上の操作過程で、順変換部1
は無負荷励磁電流に相当するパワーだけが入力電
源側へ回生されるように、電流制限をかけつつ所
定の制御が行なわれることは申す迄もなく、電動
機速度とインバータ周波数とが一致して直流中間
回路の直流電圧が零となつたことを判定される
と、印加しているバイアス量αを落しメジヤール
ープとマイナーループとを結合して、所定の定常
運転へと移行させる。
以上のように、本発明に於ては商用電源など他
の電源で直接駆動されている電動機をインバータ
電源側へ切換えて所定の可変速運転を行なう場
合、従来装置でみられるようにインバータを無負
荷運転させ所定の位相合せ、周波数合せを行なつ
て、位相一致と周波数一致の条件で所定の電源切
換えを行なうものではなく、任意の周波数で動作
しているインバータを駆動運転時にある電動機に
直線接続して、インバータのパワーと電動機のパ
ワーとの対応関係で電動機が力行運転時か回生運
転時かを判定し、この判定結果を基にインバータ
を制御し所定の同期引入れを行なうものであるか
ら、以下に示すように種々の効果を奏するもので
ある。
所定の位相合せ、周波数合せの操作を行なう
必要がないので回路構成を簡素化でき、非常に
経済的な電流形インバータを提供することがで
きる。
電源切換え時に、インバータは任意の周波数
で無負荷運転し待機状態にあると云つても、極
く短時間だけインバータを無負荷運転すればよ
く、位相合せ等の操作に要するパワーだけエネ
ルギーを節約でき省エネルギーと云う時流に沿
つた運転法を実現できる。
電源切換え時は無負荷電流に相当するパワー
のみ電動機に与えるか、或は無負荷電流に相応
する電動機のバツクパワーを電源側へ回生する
ようにしているので、突入電流等の過電流を充
分に抑制できスムーズに電源切換えを行なうこ
とができる。
オープンループの制御であるので、短時間に
所定の同期引入れを行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
図は本発明による一実施例を示す具体的なイン
バータのブロツク構成図。 1は順変換部、3は逆変換部、4は直流電圧検
出−判別回路、10は電圧設定器、12は設定ア
ンプ、13は時間関数発生回路、14は周波数制
御部、16は電圧制御用アンプ、18は電流制御
用アンプ、19は自動パルス移相回路。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 商用電源などの他の電源で駆動された電動機
    を電流形インバータ側に切換えて、所定の同期引
    入れを行ない且つ可変速制御するようにしたもの
    に於て、任意の周波数でインバータを動作してい
    る状態で電動機の入力電源をインバータ側へ切換
    えると同時にこのインバータより無負荷励磁電流
    に相当するパワーを電動機に与えるようにし、か
    かる状態で直流中間回路の直流電圧の極性を以つ
    て電動機が力行運転時か回生運転時の判定を行な
    い、この判定結果を基にオープンループでインバ
    ータの出力周波数を制御して電動機速度に追従さ
    せ、直流電圧が零になつたことを条件にマイナー
    ループの電流制御系とメジヤーループの電圧制御
    系とを結合させ、定常時の制御へと移行するよう
    にしたことを特徴とする電流形インバータによる
    電動機の同期引入れ方法。
JP56023750A 1981-02-20 1981-02-20 Motor synchronizing pull-in method by current inverter Granted JPS57138878A (en)

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JPS57138878A JPS57138878A (en) 1982-08-27
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0171531U (ja) * 1987-10-30 1989-05-12

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0171531U (ja) * 1987-10-30 1989-05-12

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JPS57138878A (en) 1982-08-27

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