JP2000295893A - 交流電動機駆動方法及びシステム - Google Patents

交流電動機駆動方法及びシステム

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JP2000295893A
JP2000295893A JP11101321A JP10132199A JP2000295893A JP 2000295893 A JP2000295893 A JP 2000295893A JP 11101321 A JP11101321 A JP 11101321A JP 10132199 A JP10132199 A JP 10132199A JP 2000295893 A JP2000295893 A JP 2000295893A
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motor
motors
acceleration
inverter device
frequency
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Shigemitsu Miyasaka
重光 宮坂
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Abstract

(57)【要約】 【課題】複数台の交流電動機を駆動する場合でも、すべ
り状態を検出することができ、且つすべりが所定値以上
になると定速運転に移行し、すべりが所定値以内になる
と再加速を行うことが可能な方法及びシステムを提供す
る。 【解決手段】交流電動機611,612, …61nとイン
バータ装置1との間に開閉器22及び電流検出器24を
設ける。電流検出器24の出力により作られる平均電流
ベクトル信号と交流電動機毎の電流ベクトル信号とを比
較する。この比較によって大きさ及び位相について電流
ベクトルが平均電流ベクトルと比べて所定値以上になっ
たとき異常と判断したときインバータ装置1の周波数を
加速から定速に移行させると共に電圧を一定量増加させ
て該当する交流電動機61の加速トルクを増加させ、ま
た異常が解消されたとき再加速を開始させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ヒステリシスモー
タ(以下「HM」と称する。)の如き交流電動機を駆動
する方法及びシステムに関し、特に、1台のインバータ
装置により複数台の交流電動機を一括駆動する交流電動
機駆動方法及びシステムに関する。
【0002】
【従来の技術】インバータ装置を用いたHMの駆動シス
テムでは、加速運転中又は定格運転中に発生するHMの
すべり状態を検出するために回転数検出器を設けてい
た。かかる回転数検出器を用いた従来の交流電動機駆動
システムを図8を参照して説明する。
【0003】図8に示すように、電源100に接続され
たインバータ装置60によって、電源100の交流電力
を所望の電圧、周波数に変換し、該変換電力で複数台の
HM611 …61nを駆動している。インバータ装置6
0の出力部には、各HMとの間に個別開閉器63,64
を設けて、制御回路71からの指令により監視すべきH
Mの個別開閉器63,64を開き、回転数検出器65,
66によりHMの逆起電圧を計測し、該計測した逆起電
圧からHMの回転数fHMを検出するようにしている。
【0004】また、インバータ装置60の出力周波数f
invを周波数検出器67から検出し、出力周波数finvと
HMの回転数fHMを周波数比較器68により比較し、す
べり周波数を求める。比較した結果が、判別回路69に
て、予め設定されたすべり周波数範囲内fs1(例え
ば:5Hz)であると判別された場合は、再び個別開閉
器63,64を投入し、運転を継続する。また、比較し
た結果が、判別回路69にて、所定のすべりfs2(例
えば:20Hz)以上の場合は、HM61,62に何ら
かの異常があると判断し、個別開閉器の再投入を中止す
ると共にHM異常表示回路70にて異常表示する。以下
同様に順次個別開閉器63,64を開き監視を行う。
【0005】また、上述した回転数検出器を用いる従来
のシステム以外に、開閉器オフによって計測した逆起電
圧から直接回転数を検出しない平均電流ベクトル差法が
特願昭56―166797号公報で提案されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、複
数台のHMを駆動するシステムにおいては、一部のHM
にすべり状態が発生した場合、そのまま加速を継続する
と、すべりは拡がり、当該機の回転子が発熱する問題が
発生する。従って、HMのすべり状態を検出し、すべり
が所定値以上に発生した場合は、同すべりをクリアする
ようにしている。
【0007】この場合、HMのすべり状態を監視し、許
容値範囲内に制御するには、全台数のHMに開閉器及び
回転数検出器が必要となる。また、インバータ装置との
信号取合点数が増加し複雑になり経済的でない。
【0008】そこで、本発明の目的は、複数台の交流電
動機を駆動する場合でも、すべり状態を検出することが
でき、且つすべりが所定値以上になると定速運転に移行
し、すべりが所定値以内になると再加速を行うことが可
能な交流電動機駆動方法及びシステムを提供することに
ある。
【0009】
【課題を解決するための手段】請求項1に係る発明は、
複数台の交流電動機夫々を1台のインバータ装置に接続
し、該1台のインバータ装置により前記複数台の交流電
動機を一括駆動する交流電動機駆動方法において、前記
複数台の交流電動機の平均電流ベクトル信号と交流電動
機毎の電流ベクトル信号とを比較し、大きさ及び位相に
ついて前記電流ベクトル信号が前記平均電流ベクトル信
号と比べて所定値以上になったとき異常と判断し、該異
常発生を判断したとき前記インバータ装置の周波数を加
速から定速に移行させると共に電圧を一定量増加させて
該当する交流電動機の加速トルクを増加させ、前記異常
が解消されたとき再加速を開始させることを特徴とす
る。
【0010】また請求項2に係る発明は、1台のインバ
ータ装置により複数台の交流電動機を一括駆動する交流
電動機駆動システムにおいて、前記複数台の交流電動機
夫々と前記1台のインバータ装置との間に電流検出器を
設けると共に、前記複数台の交流電動機の電流検出器の
出力により生成される平均電流ベクトル信号と交流電動
機毎の電流ベクトル信号とを比較する比較手段と、この
比較手段によって大きさ及び位相について前記電流ベク
トル信号が前記平均電流ベクトル信号と比べて所定値以
上になったとき異常と判断する判断手段と、この判断手
段により異常発生を判断したとき前記インバータ装置の
周波数を加速から定速に移行させると共に電圧を一定量
増加させて該当する交流電動機の加速トルクを増加さ
せ、前記異常が解消されたとき再加速を開始させる制御
手段とを具備することを特徴とする。
【0011】さらに請求項3に係る発明は、請求項2の
制御手段として、当初の電圧/周波数の比に到達するま
では周波数のみ上昇させ、電圧/周波数の比が所定値に
到達したときには該状態を維持し加速を継続させる手段
を具備することを特徴とする。
【0012】またさらに、請求項4に係る発明は、複数
台の交流電動機夫々を1台のインバータ装置に接続し、
該1台のインバータ装置により前記複数台の交流電動機
を一括駆動する交流電動機駆動方法において、前記複数
台の交流電動機のうち監視すべき交流電動機の逆起電圧
に基づき検出した該交流電動機の回転数信号と前記イン
バータ装置から検出した出力周波数信号とを比較して、
前記交流電動機のすべり周波数を算出し、該算出したす
べり周波数が所定値以上の交流電動機が所定台数以上の
とき加速から定速に移行させ、前記算出したすべり周波
数が所定値以下の交流電動機が所定台数以上のとき再加
速を開始させることを特徴とする。
【0013】さらにまた請求項5に係る発明は、複数台
の交流電動機夫々を1台のインバータ装置に接続し、該
1台のインバータ装置により前記複数台の交流電動機を
一括駆動する交流電動機駆動方法において、前記複数台
の交流電動機のうち監視すべき交流電動機の逆起電圧に
基づき該交流電動機の回転数信号を検出する回転数検出
手段と、前記インバータ装置の出力周波数信号を検出す
る出力周波数検出手段と、前記回転数検出手段からの回
転数信号と前記出力周波数検出手段からの出力周波数信
号と比較し、前記交流電動機のすべり周波数を算出し、
該算出したすべり周波数が所定以上値以上の交流電動機
が所定台数以上のとき加速から定速に移行させ、前記算
出したすべり周波数が所定値以下の交流電動機が所定台
数以上のとき再加速を開始させる制御手段とを具備する
ことを特徴とする。
【0014】かかる本発明によれば、所定値以上のすべ
りが所定値台数以上になると運転を加速から定速に移行
させ、またすべりが所定値以内になるものが所定値台数
以内になると異常信号がクリアされて、再加速を開始さ
せるようにした、駆動方法及びシステムを提供すること
ができる。
【0015】
【発明の実施の形態】図1は本発明の一実施形態のブロ
ック構成図である。図1においては、図8と同一部分に
は同一符号を付してその説明は省略する。
【0016】図1に示すように、本実施形態のシステム
は、電源100を受けるインバータ装置1と、出力フィ
ルタ回路10と、HMの異常を監視する分電ユニット2
0と、分電ユニット20の制御を司る分電ユニット制御
回路20Aと、交流電動機群であるHM群611,6
2, …61nとから構成される。
【0017】分電ユニット20は、MCCB21と開閉
器22とが直列接続され、これに計測端子23及び電流
検出器24が設けられて構成される。MCCB21は、
分電ユニット単位での過電流保護のために設けられてい
る。開閉器22は、脱調,停止等のHM異常の発生時に
当該開閉器22をOFFし、HMの逆起電圧により回転
数を検出するためのものである。なお、HMに異常があ
る場合は、開閉器22により、HM群611,612
…61nは駆動システム(電源装置)から切り離され
る。計測端子23は、前述したHMの逆起電圧より回転
数を測定する際に図示しない計測器を接続するためのも
のである。
【0018】図2は図1の分電ユニット制御回路20A
のブロック図である。図2において、脱調,停止等のH
Mの異常を検出するために、各HMのフィーダに電流検
出器24を設けて、各HM電流を検出し、各HM毎に設
けた電流検出器の出力を抵抗器25を介し電圧信号に変
換するようにしている。電流検出器24からの信号は、
各機毎に設けた増幅器回路26を経由し、各機毎に設け
た平均電流ベクトル合成回路27及び各機毎に設けた平
均電流ベクトル差検出回路28へ出力される。
【0019】各機毎に設けた平均電流ベクトル合成回路
27によって平均電流ベクトル信号が作られ、同信号に
対して個別のHM電流とを各機毎に設けたベクトル差検
出回路29にて大きさと位相を比較する。その電流ベク
トルが平均電流ベクトルと比べて、検出レベル設定回路
31で設定した所定値以上の電流ベクトルになると、各
機毎に設けた判別回路30によりHM異常と判断する。
【0020】HM異常発生時には、異常表示する異常表
示回路32とそのHM異常機が所定値台数以内か判別す
る判別回路33とHM異常信号を出力する出力信号回路
34から構成される。
【0021】図3は図1のインバータ装置1の制御ブロ
ック図である。図1は低周波から高周波まで、例えば商
用周波数(50Hz)から1000Hz以上まで連続的
に可変して電圧/周波数の比(V/f比)を一定にする
駆動方式に適した回路である。商用電源を直流に変換す
るため、ダイオード整流器41と、この出力を任意の直
流に降圧するための降圧チョッパ回路42と、この出力
を平滑するための直流リアクトル43とコンデンサ44
からなる平滑回路と、減速運転時のパワーバックを消費
させる半導体スイッチ46と抵抗器47からなる制動抵
回路と、直流を任意の周波数の交流に変換するためのイ
ンバータ回路48とにより、主回路が構成される。
【0022】一方、制御回路は、電圧・周波数の基準発
生器50と、発振器51と、リングカウンタ52とパル
スアンプ53と、電圧制御回路54と、パルスアンプ5
5と、運転・停止制御回路56とから構成され、図1の
インバータ装置1をV/f比一定にて駆動制御する。
【0023】このように構成された本実施形態の動作を
説明する。すなわち、複数台のHMをインバータ装置1
にて加速運転中、図2の分電ユニット20にて各HMの
電流ベクトルを監視し、判別回路33により所定値台数
以上のHMにHM異常を検出した場合、出力信号回路3
4により、HM異常信号35がインバータ装置1へ出力
される。インバータ装置1は同信号35により、運転・
停止制御回路56に出力され、同回路56にて運転を加
速から定速に切替える(加速指令をブロック)とともに
電圧制御回路54へ出力電圧を一定量増加させる動作指
令を与える。
【0024】インバータ装置1は、V/f比を上げた運
転モードとなり、HMは加速トルクが大きくなることに
より、すべり状態は解消される。
【0025】なお、HM異常が判別回路33の所定値台
数以内になった段階で、HM異常信号35はクリアさ
れ、運転・停止制御回路56で加速指令のブロックを解
消し再加速を開始させる。
【0026】再加速の際、当初のV/fに到達するまで
は周波数のみ上昇させ、V/fが所定値に到達した段階
でその関係を維持し加速を継続させる。
【0027】図4に、平均電流ベクトルと正常な範囲を
示す検出円と検出円外にあるHM異常の電流ベクトル
(×点部)を示す。
【0028】図5に、HM異常信号が出力された場合の
インバータ装置の加速→定速へ移行したV/f比の動作
を示す。
【0029】図6に、HM異常信号が出力された場合に
おけるインバータ装置の加速→定速への移行、及び電圧
を一定量増加させ、すべりが所定値内に入り、HM異常
がクリアされ、再加速の際に当初のV/fに到達するま
では周波数のみ上昇させ、V/fが所定値に到達した段
階で、その関係を維持し加速を継続させるV/fの動作
を示す。
【0030】本実施の形態によれば、各HM電流を監視
することで、平均電流ベクトル差法により、同HMの異
常(すべり)を検出し、すべりが発生するとそのすべり
を解消すべく定速運転及びV/f比を上げて運転を行い
すべりがなくなるまで同運転を行うことで、当該機のす
べり発生による回転子の発熱を防止する運転方法を提供
できる。
【0031】次に、図7を参照して本発明の他の実施形
態を説明する。すなわち、インバータ装置60によっ
て、所望の電圧、周波数に変換し、その電力で複数台の
HM61,62を駆動している。インバータ装置60の
出力部には、各HMとの間に個別開閉器63,64を設
け、各HMへの給電をON/OFFする制御回路71か
らの指令により監視すべきHMの個別開閉器63,64
を開き、HMの逆起電圧から回転数検出器65,66に
よりHMの回転数fHMを検出する。
【0032】この時、インバータ装置60の出力周波数
を周波数検出器67から検出し、finvとfHMを周波数
比較器68により比較し、すべり周波数を求める。比較
した結果を判別回路69にて予め設定されたすべり周波
数範囲内fs1(例えば:5Hz)であるか判別すると
共に、その台数が所定値台数以内かを判別する。
【0033】その結果、所定値以上のすべりが所定値台
数以上になるとHM異常信号を運転制御回路72へ出力
し、運転を加速から定速に移行させる。すべりが所定値
以内になるものが所定値台数以内になるとHM異常信号
がクリアされ、運転制御回路72により再加速を開始さ
せる。
【0034】
【発明の効果】本発明によれば、各HMの回転数を直接
検出することなく、各HM電流を監視することで正常な
HMより、平均電流ベクトルを求め同ベクトルに対し
て、所定値以上の電流ベクトル差のあるHMはすべりが
発生していると判断することが可能となり、またすべり
発生時は、同すべりを解消するためにV/f比を上げる
ようにした、駆動方法及びシステムを提供することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態のシステム構成図。
【図2】本実施形態の制御動作を説明する分電ユニット
制御ブロック図。
【図3】本実施形態の制御動作を説明するインバータ制
御ブロック図。
【図4】本発明の動作を説明する平均電流ベクトル図。
【図5】本発明の動作を説明するV/f比の動作図。
【図6】本発明の動作を説明するV/f比の動作図。
【図7】本発明の他の実施形態のシステム構成図。
【図8】従来のシステム構成図。
【符号の説明】
1,60…インバータ装置 10…出力フィルタ回路 20…分電ユニット 20A…分電ユニット制御回路 22…開閉器 24…電流検出器 26…増幅回路 27…平均ベクトル合成回路 28…増幅回路 29…ベクトル差検出回路 30…判別回路 31…検出レベル設定回路 32…異常表示回路、 33…判別回路 34…出力信号回路 611,612, …61n…ヒステリシスモータ(交流電
動機) 72…運転制御回路

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数台の交流電動機夫々を1台のインバ
    ータ装置に接続し、該1台のインバータ装置により前記
    複数台の交流電動機を一括駆動する交流電動機駆動方法
    において、前記複数台の交流電動機の平均電流ベクトル
    信号と交流電動機毎の電流ベクトル信号とを比較し、大
    きさ及び位相について前記電流ベクトル信号が前記平均
    電流ベクトル信号と比べて所定値以上になったとき異常
    と判断し、該異常発生を判断したとき前記インバータ装
    置の周波数を加速から定速に移行させると共に電圧を一
    定量増加させて該当する交流電動機の加速トルクを増加
    させ、前記異常が解消されたとき再加速を開始させるこ
    とを特徴とする交流電動機駆動方法。
  2. 【請求項2】 1台のインバータ装置により複数台の交
    流電動機を一括駆動する交流電動機駆動システムにおい
    て、前記複数台の交流電動機夫々と前記1台のインバー
    タ装置との間に電流検出器を設けると共に、前記複数台
    の交流電動機の電流検出器の出力により生成される平均
    電流ベクトル信号と交流電動機毎の電流ベクトル信号と
    を比較する比較手段と、この比較手段によって大きさ及
    び位相について前記電流ベクトル信号が前記平均電流ベ
    クトル信号と比べて所定値以上になったとき異常と判断
    する判断手段と、この判断手段により異常発生を判断し
    たとき前記インバータ装置の周波数を加速から定速に移
    行させると共に電圧を一定量増加させて該当する交流電
    動機の加速トルクを増加させ、前記異常が解消されたと
    き再加速を開始させる制御手段とを具備することを特徴
    とする交流電動機駆動システム。
  3. 【請求項3】 前記制御手段は、当初の電圧/周波数の
    比に到達するまでは周波数のみ上昇させ、電圧/周波数
    の比が所定値に到達したときには該状態を維持し加速を
    継続させる手段を具備することを特徴とする請求項2記
    載の交流電動機駆動システム。
  4. 【請求項4】 複数台の交流電動機夫々を1台のインバ
    ータ装置に接続し、該1台のインバータ装置により前記
    複数台の交流電動機を一括駆動する交流電動機駆動方法
    において、 前記複数台の交流電動機のうち監視すべき交流電動機の
    逆起電圧に基づき検出した該交流電動機の回転数信号と
    前記インバータ装置から検出した出力周波数信号とを比
    較して、前記交流電動機のすべり周波数を算出し、該算
    出したすべり周波数が所定値以上の交流電動機が所定台
    数以上のとき加速から定速に移行させ、前記算出したす
    べり周波数が所定値以下の交流電動機が所定台数以上の
    とき再加速を開始させることを特徴とする交流電動機駆
    動方法。
  5. 【請求項5】 複数台の交流電動機夫々を1台のインバ
    ータ装置に接続し、該1台のインバータ装置により前記
    複数台の交流電動機を一括駆動する交流電動機駆動方法
    において、 前記複数台の交流電動機のうち監視すべき交流電動機の
    逆起電圧に基づき該交流電動機の回転数信号を検出する
    回転数検出手段と、 前記インバータ装置の出力周波数信号を検出する出力周
    波数検出手段と、 前記回転数検出手段からの回転数信号と前記出力周波数
    検出手段からの出力周波数信号と比較し、前記交流電動
    機のすべり周波数を算出し、該算出したすべり周波数が
    所定以上値以上の交流電動機が所定台数以上のとき加速
    から定速に移行させ、前記算出したすべり周波数が所定
    値以下の交流電動機が所定台数以上のとき再加速を開始
    させる制御手段とを具備することを特徴とする交流電動
    機駆動システム。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010022184A (ja) * 2008-07-14 2010-01-28 Kamimura Kogyo:Kk 複数のpmsm(永久磁石同期電動機)の制御装置および制御方法
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