JP2000354396A - 交流電動機駆動システム - Google Patents

交流電動機駆動システム

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JP2000354396A
JP2000354396A JP11160306A JP16030699A JP2000354396A JP 2000354396 A JP2000354396 A JP 2000354396A JP 11160306 A JP11160306 A JP 11160306A JP 16030699 A JP16030699 A JP 16030699A JP 2000354396 A JP2000354396 A JP 2000354396A
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Akio Hirata
昭生 平田
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、入力交流電源の入力交流電圧が瞬
時停電などで低下しても比較的短い瞬時停電なら運転を
継続できる交流電動機駆動システムを提供する。 【解決手段】 本発明は、入力交流電圧Ｖａｃが定格値
Ｖ０よりＶ１０まで低下しても、この範囲では直流出力
電圧Ｅｄｃはほぼ一定の直流電圧Ｅ０となるように順変
換器制御回路１６は順変換器１１を制御する。入力交流
電圧Ｖａｃが所定値Ｖ１０に低下するとこれを交流電圧
検出器２０で検出して、この検出信号によって入力交流
電圧Ｖａｃが所定値Ｖ１０より低下すると、直流出力電
圧もこれに対応して可変制御され、ほぼ一定の直流電圧
Ｅ０より低下する方向に制御される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＰＷＭ制御する順
変換器の入力交流電源が瞬時停電を発生しても、ＰＷＭ
制御するインバータで駆動される交流電動機の運転を持
続することができる交流電動機駆動システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】交流電動機を可変速運転するため、定電
圧の直流電力をインバータでＰＷＭ制御して交流電動機
を駆動システムが多く採用されている。また、インバー
タに直流電力を供給する順変換器は従来サイリスタやダ
イオードで構成される整流回路が多く採用されていた
が、装置容量の増加にともなってＰＷＭ制御のインバー
タと同一構成のＰＷＭ制御する順変換器を使用して、入
力交流電源側への高調波電流を軽減した交流電動機駆動
システムも増加しつつある。
【０００３】図１３に、１組のＰＷＭ制御する順変換器
に、ＰＷＭ制御するインバータと交流電動機を２組接続
した交流電動機駆動システムを示す。図１３において、
１１は順変換器、１２はインバータ、１３は交流電動
機、１４は入力交流電源、１５は直流フィルタコンデン
サ、１６は順変換器制御回路、１７はインバータ制御回
路、１８は交流電圧検出器、１９は直流電圧検出器であ
る。
【０００４】このように構成された交流電動機駆動シス
テムにおいては、入力交流電源１４からの入力交流電力
を順変換器１１で直流電力に変換し、これを直流フィル
タコンデンサ１５で平滑化した後、インバータ１２で直
流電力を可変周波数の交流電力に変換して、交流電動機
１３を可変速運転する。順変換器制御回路１６は、順変
換器１１がＰＷＭ制御して、ほぼ一定電圧の直流電力を
出力するように、順変換器１１を制御する。インバータ
制御回路１７は、交流電動機１３の運転速度が外部指令
などで指示された値となるようにインバータ１２をＰＷ
Ｍ制御する。
【０００５】図１４は、入力交流電源１４の入力交流電
圧Ｖａｃと、順変換器１１の直流出力電圧Ｅｄｅの制御
例を示している。図１４に示すように、入力交流電圧Ｖ
ａｃが定格値Ｖ０に対して、所定の範囲で電圧変動して
も順変換器制御回路１６は順変換器１１がほぼ一定の直
流出力電圧を発生するように制御するが、入力交流電圧
Ｖａｃが所定値Ｖ１以下に低下すると、交流電圧検出器
１８を介してこの電圧低下を検出して、順変換器制御回
路１６で順変換器１１を保護停止させる。
【０００６】入力交流電圧の所定値Ｖ１以下になって順
変換器１１が保護停止すると、インバータ１２の入力す
る直流電圧も急速に低下して来るから、直流電圧検出器
１９でこれを検出し、インバータ制御回路１７を介し
て、同様にインバータ１２も保護停止させる。インバー
タ１２が保護停止すると、交流電動機13もフリーラン停
止となる。
【０００７】入力交流電源１４の入力交流電圧Ｖａｃの
低下は、通常の電圧変動や事故などよりも落雷などの気
象条件に起因して発生するケースが多く、例えば落雷の
多い地方に設置された前述の交流電動機駆動システム
は、入力交流電源１４側の瞬時停電によって運転停止す
るケースが多かった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、従
来の交流電動機駆動システムでは、入力交流電源の入力
交流電圧が所定値以下に低下するとシステム運転を停止
するのが一般的であった。このようなシステム停止が発
生すると、交流電動機駆動システムが製造プロセスライ
ンに使用されている場合、製造中の製品は不良品となる
から、瞬時停電などによる交流電動機駆動システムの停
止は大きな経済的な損失を発生していた。
【０００９】また、図１３に示す如く、例えば２組の交
流電動機13で駆動される負荷機械間で鉄鋼の鋼板の圧廷
プロセスラインの如く製品材料が相互にまたがって関連
づけられている場合には、交流電動機駆動システムの停
止によって、負荷機械間に通されていた製品材料がたる
んで負荷機械に曲きつくなどして、負荷機械を破損させ
る危険性などもある。このような場合には、不良となっ
た製品材料の除去や負荷機械の復旧に多大な費用や時間
を必要とすることがあった。
【００１０】そこで、本発明は、上記問題点を鑑み、入
力交流電源の入力交流電圧が瞬時停電などで低下しても
比較的短い瞬時停電なら交流電動機駆動システムの運転
を継続させるように制御して、瞬時停電による経済損失
や設備復旧のための費用や時間を軽減できる交流電動機
駆動システムを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に係る発明は、交流電力を直流電力に変換
する順変換器と、この順変換器から出力された直流電力
を任意の周波数を有する交流電力に変換するインバータ
とを有し、交流電動機を可変速運転する交流電動機駆動
システムにおいて、前記順変換器の入力交流電圧を検出
する電圧検出手段と、この電圧検出手段からの検出電圧
が予め設定された所定値以下に低下した時、この入力交
流電圧の低下に応じて、前記順変換器の直流出力電力電
圧を低下させる方向に制御する制御手段とを備えたこと
を特徴とする。
【００１２】従って、入力交流電源の電圧が所定値以下
に低下しても、順変換器の出力する直流電圧も低下させ
る方向に制御して順変換器の運転を持続させるから、入
力交流電源の従来より大きな電圧低下に対しても交流電
動機駆動システムを運転持続できる。
【００１３】請求項２に係る発明は、上記検出手段から
の出力に応じて、上記インバータの出力周波数を所定値
以下に制限する周波数制限手段を備えたことを特徴とす
る。従って、順変換器の入力交流電源の電圧が低下する
と、順変換器よりインバータへ供給する直流電力も制限
を受けるので、インバータの出力周波数を制限して、こ
の時供給可能な直流電力に対してインバータの出力する
交流電力も制限するもので、このようにインバータの出
力する交流電力が制限されることによって、交流電動機
駆動システムの電力バランスも所定値に制限されなが
ら、入力交流電源の電圧低下時に運転継続できる。
【００１４】また、請求項３に係る発明は、上記検出手
段からの出力に応じて、上記交流電動機の運転速度を所
定値以下に制限する速度制限手段を備したことを特徴と
する。
【００１５】従って、入力交流電源の従来より大きな電
圧低下に対して、順変換器の出力する直流電圧を低下さ
せる方向に制御して、インバータの出力周波数も制限す
るから、入力交流電源の電圧低下でも安定に交流電動機
駆動システムを運転持続させることができる。
【００１６】請求項４に係る発明は、交流電力を直流電
力に変換する順変換器と、この順変換器から出力された
直流電力を任意の周波数を有する交流電力に変換するイ
ンバータとを有し、交流電動機を可変速運転する交流電
動機駆動システムにおいて、前記順変換器の直流出力電
圧を検出する電圧検出手段と、この電圧検出手段からの
検出電圧が予め設定された所定値以下に低下した時、こ
の直流出力電圧の低下に応じて、上記インバータの出力
周波数を所定値以下に制限する周波数制限手段を備えた
ことを特徴とする。
【００１７】従って、インバータと交流電動機が複数組
設けられた交流電動機駆動システムにおいても、入力交
流電源の電圧低下時に複数組の交流電動機の速度をライ
ン速度として所定の関係で制限するから、交流電動機間
の速度が所定関係に保たれたままで、入力交流電源の電
圧低下時も交流電動機駆動システムを安定に運転持続さ
せることができる。
【００１８】また、請求項５に係る発明は、上記入力交
流電源の電圧低下に対応して上記順変換器の直流出力電
圧を制限する代りに、上記入力交流電源の電圧低下に対
応して上記順変換器の入力電流を制限することを特徴と
する。
【００１９】従って、入力交流電源の電圧が低下した
時、順変換器の直流出力電圧の代りに入力電流を電圧低
下に対応して制限して、従来よりも大きな電圧低下に対
しても運転持続できる交流電動機駆動システムとするこ
とができる。
【００２０】更に、請求項６に係る発明は、交流電力を
直流電力に変換する順変換器と、この順変換器から出力
された直流電力を任意の周波数を有する交流電力に変換
するインバータとを有し、上記インバータを介して交流
電動機が複数台駆動され、この複数台の交流電動機のそ
れぞれの駆動速度をシステムライン速度として関連づけ
て制御している交流電動機駆動システムにおいて、上記
順変換器の入力交流電圧を検出する電圧検出手段と、こ
の電圧検出手段からの検出電圧が予め設定された所定値
以下に低下した時、この入力交流電圧の低下に応じて、
上記システムライン速度を所定値に制限する制御手段と
を備えたことを特徴とする。
【００２１】従って、順変換器の出力する直流電圧が低
下した時、インバータが出力できる交流電圧も、この電
圧低下に対応して低下するから、インバータの出力電圧
制御が安定できるように、インバータの出力周波数を制
限して、直流電圧が低下しても交流電動機駆動システム
の運転を持続させることができる。
【００２２】また更に、請求項７に係る発明は、交流電
力を直流電力に変換する順変換器と、この順変換器から
出力された直流電力を任意の周波数を有する交流電力に
変換するインバータとを有し、上記インバータを介して
交流電動機が複数台駆動され、この複数台の交流電動機
のそれぞれの駆動速度をシステムライン速度として関連
づけて制御している交流電動機駆動システムにおいて、
上記順変換器の直流出力電圧を検出する電圧検出手段
と、この電圧検出手段からの検出電圧が予め設定された
所定値以下に低下した時、この直流出力電圧の低下に応
じて、上記システムライン速度を所定値に制限する制御
手段とを備えたことを特徴とする。
【００２３】従って、インバータと交流電動機が複数組
設けられた交流電動機駆動システムで、順変換器の出力
する直流電圧が低下した時、ライン速度を制限すること
によって、最も高速で運転されていた交流電動機側のイ
ンバータ出力電圧が直流電圧の低下に対応するように制
限されるので、交流電動機駆動システムを安定に運転持
続させることができる。
【００２４】また、請求項８に係る発明は、交流電力を
直流電力に変換する順変換器と、この順変換器から出力
された直流電力を任意の周波数を有する交流電力に変換
するインバータとを有し、交流電動機を定出力容量相当
で所定の速度範囲内で可変速運転する交流電動機駆動シ
ステムにおいて、上記順変換器の入力交流電圧を検出す
る電圧検出手段と、この電圧検出手段からの検出電圧が
予め設定された所定値以下に低下した時、上記交流電動
機の運転速度を定出力容量相当の運転範囲のベース速度
相当となるように前記インバータの出力周波数を制限す
る制御手段とを備えたことを特徴とする。
【００２５】従って、インバータによって駆動される交
流電動機が、所定の速度範囲で定出力容量で運転される
場合に、この定出力容量相当の運転範囲で、ベース速度
とトップ速度はほぼ同一のインバータ出力電圧に制限す
る。よって、入力交流電源の電圧の電圧が所定値まで低
下したら、定出力容量相当の下限の速度であるベース速
度相当に交流電動機の運転速度を制限することによっ
て、入力交流電源のこれ以上の電圧低下に対しても運転
を持続する交流電動機駆動システムとすることができ
る。
【００２６】更に、請求項９に係る発明は、交流電力を
直流電力に変換する順変換器と、この順変換器から出力
された直流電力を任意の周波数を有する交流電力に変換
するインバータとを有し、交流電動機を定出力容量相当
で所定の速度範囲内で可変速運転する交流電動機駆動シ
ステムにおいて、上記順変換器の入力交流電圧を検出す
る電圧検出手段と、この電圧検出手段からの検出電圧が
予め設定された所定値まで低下した時、上記交流電動機
の運転速度をベース速度に制限した後、上記電圧検出手
段からの検出電圧が更に前記所定値以下に低下した時
に、上記交流電動機の運転速度をベース速度以下に低下
させる制御手段とを備えたことを特徴とする。
【００２７】従って、入力交流電源の所定の電圧低下で
ベース速度相当に交流電動機の運転速度が制限されてい
る状況で、入力交流電源の電圧が低下した時、この電圧
低下に対応して交流電動機の運転速度をベース速度以下
に低下させて、運転を持続する交流電動機駆動システム
とすることができる。
【００２８】また、請求項１０に係る発明は、交流電力
を直流電力に変換する順変換器と、この順変換器から出
力された直流電力を任意の周波数を有する交流電力に変
換するインバータとを有し、交流電動機を定出力容量相
当で所定の速度範囲内で可変速運転する交流電動機駆動
システムにおいて、上記順変換器の入力交流電圧を検出
する交流電圧検出手段と、上記順変換器の直流出力電圧
を検出する直流電圧検出手段と、上記交流電圧検出手段
からの検出電圧が予め設定された所定値まで低下した
時、上記交流電動機の運転速度をベース速度に制限した
後、上記直流電圧検出手段からの検出電圧が予め設定さ
れた所定値以下に低下した時に、上記交流電動機の運転
速度をベース速度以下に低下させる制御手段とを備えた
ことを特徴とする。
【００２９】従って、入力交流電源の所定の電圧低下で
ベース速度相当に交流電動機の運転速度が制限されてい
る状況で、直流電圧が低下した時、この電圧低下に対応
して交流電動機の運転速度をベース速度以下に低下させ
て、運転を持続する交流電動機駆動システムとすること
ができる。
【００３０】請求項１１に係る発明は、交流電力を直流
電力に変換する順変換器と、この順変換器から出力され
た直流電力を任意の周波数を有する交流電力に変換する
複数のインバータとを有し、上記複数のインバータを介
して交流電動機が複数台駆動され、この複数台の交流電
動機がシステムライン速度に関連づけて運転されている
交流電動機駆動システムにおいて、上記順変換器の入力
交流電圧を検出する電圧検出手段と、この電圧検出手段
からの検出電圧が予め設定された所定値まで低下したら
上記システムライン速度をベース速度相当までに制限す
る制御手段とを備えたことを特徴とする。
【００３１】従って、インバータと交流電動機が複数組
で構成される交流電動機駆動システムにおいて、入力交
流電源の電圧が所定値まで低下したら、複数台の交流電
動機の運転速度を決めるライン速度をベース速度相当に
制限する事によって、複数台の交流電動機で構成される
交流電動機駆動システムを安定に運転持続させることが
できる。
【００３２】また、請求項１２に係る発明は、交流電力
を直流電力に変換する順変換器と、この順変換器から出
力された直流電力を任意の周波数を有する交流電力に変
換する複数のインバータとを有し、上記複数のインバー
タを介して交流電動機が複数台駆動され、この複数台の
交流電動機がシステムライン速度に関連づけて運転され
ている交流電動機駆動システムにおいて、上記順変換器
の入力交流電圧を検出する電圧検出手段と、この電圧検
出手段からの検出電圧が予め設定された所定値以下に低
下した時、前記システムライン速度をこの電圧低下に対
応してベース速度以下に低下させる制御手段とを備えた
ことを特徴とする。
【００３３】従って、インバータと交流電動機が複数組
で構成されていても、入力交流電源の電圧の低下に低応
して、ライン速度をベース速度以下に低下させることに
よって、交流電動機駆動システムの運転を持続すること
ができる。
【００３４】更に、請求項１３に係る発明は、交流電力
を直流電力に変換する順変換器と、この順変換器から出
力された直流電力を任意の周波数を有する交流電力に変
換する複数のインバータとを有し、上記複数のインバー
タを介して交流電動機が複数台駆動され、この複数台の
交流電動機がシステムライン速度に関連づけて運転され
ている交流電動機駆動システムにおいて、上記順変換器
の直流出力電圧を検出する電圧検出手段と、この電圧検
出手段からの検出電圧が予め設定された所定値以下に低
下した時、上記システムライン速度をこの電圧低下に対
応してベース速度以下に低下させる制御手段とを備えた
ことを特徴とする。
【００３５】従って、インバータと交流電動機が複数組
で構成されていても、直流電圧の低下に低応して、ライ
ン速度をベース速度以下に低下させることによって、交
流電動機駆動システムの運転を持続することができる。
【００３６】また、請求項１４に係る発明は、交流電力
を直流電力に変換する複数の順変換器と、この順変換器
から出力された直流電力を任意の周波数を有する交流電
力に変換する複数のインバータとを有し、上記複数のイ
ンバータを介して交流電動機が複数台駆動され、この複
数台の交流電動機がシステムライン速度に関連づけて運
転されている交流電動機駆動システムにおいて、上記順
変換器の入力交流電圧の低下あるいは上記順変換器の直
流出力電圧の低下を検出する検出手段と、この検出手段
からの検出結果に基づいて、上記システムライン速度の
ベース速度までの制限またはベース速度以下への上記シ
ステムライン速度の低下を行なう制御手段とを備えたこ
とを特徴とする。
【００３７】従って、交流電動機駆動システムが大形化
して、複数組のインバータと交流電動機に対して、順変
換器が数台に分割されている時、入力交流電源の電圧検
出や直流電圧検出を特定の順変換器部分で代表して検出
して、交流電動機駆動システムの運転を持続させること
ができる。
【００３８】また更に、請求項１５に係る発明は、交流
電力を直流電力に変換する順変換器と、この順変換器か
ら出力された直流電力を任意の周波数を有する交流電力
に変換するインバータとを有し、交流電動機を可変速運
転する交流電動機駆動システムにおいて、上記順変換器
の入力交流電圧あるいは上記順変換器の直流出力電圧の
いずれかが所定値以下に低下したことを検出する検出手
段と、この検出手段が電圧低下を検出した時、上記交流
電動機の出力トルクを所定値に制限する制御手段とを備
えたことを特徴とする。
【００３９】従って、入力交流電源の電圧低下、あるい
は直流電圧の電圧低下に対応して、交流電動機の出力ト
ルクを制限して、電圧低下に伴なう直流電力不足を出力
トルクの制限で補って、電圧低下中も運転を持続できる
交流電動機駆動システムとすることができる。
【００４０】請求項１６に係る発明は、前記制御手段
は、複数台のインバータと交流電動機の構成の場合に、
少なくとも正トルクを発生している交流電動機の出力ト
ルクのみを所定値に制限することを特徴とする従って、
複数台の交流電動機が運転されている時、これらの交流
電動機の中には、インバータに電力を帰還している負ト
ルクで運転されている交流電動機も存在するので、イン
バータから電力を供給している正トルクを発生中の交流
電動機についてのみ出力トルクの制限を行なって、電圧
低下中も運転を持続できる交流電動機駆動システムとす
ることができる。
【００４１】また、請求項１７に係る発明は、前記順変
換器の入力交流電圧あるいは前記順変換器の直流出力電
圧のいずれかが所定値以下に低下した時、交流電動機発
生トルクまたは電流もあわせて所定値に制限することを
特徴とする。従って、出力トルクの制限機能も付加し
て、電圧低下時も運転を持続できる交流電動機駆動シス
テムとすることができる。
【００４２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を用いて説明する。
【００４３】（第１の実施の形態）本発明の第１の実施
の形態について、図１を用いて説明する。尚、図１にお
いて、図１３と同一番号を付した構成要素とそれぞれ同
一機能の構成要素である。
【００４４】図１において、順変換器１１は入力交流電
源１４より入力した交流電力を直流電力に変換して、イ
ンバータ１２を介して交流電動機１３を駆動する。順変
換器制御回路１６は順変換器１１の直流出力電圧を制御
し、インバータ制御回路１７は交流電動機１３の運転速
度が外部指令などで指示された値となるようにインバー
タ１２をＰＷＭ制御している。
【００４５】図２は、入力交流電源１４の入力交流電圧
Ｖａｃを順変換器１１の直流出力電圧Ｅｄｃの関係を示
している。入力交流電圧Ｖａｃが定格値Ｖ０よりＶ１０
まで低下しても、この範囲では直流出力電圧Ｅｄｃはほ
ぼ一定の直流電圧Ｅ０となるように順変換器制御回路１
６は順変換器１１を制御する。入力交流電圧Ｖａｃが所
定値Ｖ１０に低下するとこれを交流電圧検出器２０で検
出して、この検出信号によって入力交流電圧Ｖａｃが所
定値Ｖ１０より低下すると、直流出力電圧もこれに対応
して可変制御され、ほぼ一定の直流電圧Ｅ０より低下す
る方向に制御される。
【００４６】入力交流電圧Ｖａｃの電圧低下に対して順
変換器１１を運転継続する入力交流電圧Ｖ２０として、
この所定の電圧Ｖ２０以上では、図２の如く、順変換器
１１の直流出力電圧Ｅｄｃを制御し、所定の電圧Ｖ２０
以下では順変換器１１の運転を停止しても良い。この時
所定の電圧Ｖ２０の電圧レベルを特に限定するものでは
なく、交流電動機駆動システムの負荷特性などによって
選定できる。
【００４７】以上の如く、交流電圧検出器２０を設け
て、順変換器制御回路１６を介して順変換器１１の直流
出力電圧を制御すると、入力交流電源１４が瞬時停電や
瞬時電圧低下を発生しても、入力交流電圧Ｖａｃの広い
範囲の電圧変動に対して順変換器１１は直流電力を供給
でき、インバータ１２を介して交流電動機１３を運転継
続できる。尚、図１では、インバータ１２と交流電動機
１３を複数組図示しているが、この台数を特に限定する
ものではない。
【００４８】（第２の実施の形態）本発明の第２の実施
の形態について、図３を用いて説明する。図３におい
て、入力交流電源１４の交流電力を順変換器１１及びイ
ンバータ１２を介して電力変換して交流電動機１３を運
転するのは、第１の実施の形態と同様であるが、入力交
流電源１４の入力交流電圧Ｖａｃが電圧低下した時、交
流電圧検出器２０でこれを検出して、この検出信号によ
って指令器２１を介してインバータ制御回路１７でイン
バータ１４の出力周波数を制御する。
【００４９】次に、本実施の形態での入力交流電圧Ｖａ
ｃとインバータ１４の出力周波数Ｆの関係を図４を用い
て説明する。図４に示すように、入力交流電圧Ｖａｃが
所定値Ｖ１１まではインバータ１４の出力周波数Ｆは周
波数Ｆ０で制限される。入力交流電圧Ｖａｃが所定値Ｖ
１１より低下すると出力周波数Ｆの制限値も可変され、
入力交流電圧Ｖ３１で周波数Ｆ１となる関係で出力周波
数Ｆが制限される。
【００５０】一般に、交流電動機１３の電圧と周波数は
所定の関係で制御されるから、入力交流電圧Ｖａｃの電
圧変動に対して、図４の如くインバータ１２の出力周波
数を制限すると、交流電動機１３の電圧と周波数を所定
の関係に維持して、交流電動機１３の運転を継続するこ
とができる。
【００５１】（第３の実施の形態）本発明の第３の実施
の形態について説明する。本実施の形態では、入力交流
電圧Ｖａｃの電圧変動に対して、図２に示した順変換器
１１の直流出力電圧Ｖａｃの可変制御と、図４に示した
インバータ１２の出力周波数Ｆの制限を併せて実施す
る。このように制御すると同様に交流電動機１３の電圧
と周波数を所定の関係に維持して交流電動機１３の運転
を入力交流電圧Ｖａｃの変動が生じても安定に運転を継
続させることができる。
【００５２】（第４の実施の形態）本発明の第４の実施
の形態について、図５及び図６を用いて説明する。図５
に示すように、本実施の形態は、インバータ１２と交流
電動機１３が構成要素として複数組で構成される。指令
器２１は複数組の交流電動機１３の速度をシステムライ
ン速度として、所定の速度関係を保つように指令器２１
より複数組のインバータ制御回路１７を介して交流電動
機１３を制御する。この時、入力交流電源１４の入力交
流電圧Ｖａｃと指令器２１より複数組の交流電動機１３
を制御するシステムライン速度Ｎの関係を図６の如く制
限する。
【００５３】図６に示すように、入力交流電圧Ｖａｃが
所定値Ｖ１２以下になると、システムライン速度Ｎは速
度Ｎ０以下になるように制限される。このように、シス
テムライン速度Ｎを入力交流電圧Ｖａｃの変動に応じて
制限することによって、複数台の交流電動機１３の速度
関係は所定値に保たれる。複数台の交流電動機１３の速
度関係を所定値に保つと、例えばこれらの交流電動機１
３間で適切な張力を与えて製品を作るような機械を駆動
する交流電動機駆動システムの場合などでは、製品の張
力も所定値に保ったまま交流電動機駆動システムの運転
を継続することができる。
【００５４】従って、入力交流電圧Ｖａｃの電圧変動が
生じても、複数台の交流電動機13が駆動される交流電動
機駆動システムのシステムライン速度を制限することに
よって、交流電動機駆動システムは安定に運転を継続す
ることができる。
【００５５】（第５の実施の形態）本発明の第５の実施
の形態について、図７及び図８を用いて説明する。図７
に示すように、順変換器１１の直流出力電圧Ｅｄｃを直
流電圧検出器２３で検出して、この検出信号によって指
令器２１を介してインバータ制御回路１７でインバータ
１２の出力周波数Ｆを制限する。
【００５６】図８は、この関係を図示したもので、直流
出力電圧Ｅｄｃが所定値Ｅ１１に低下すると、インバー
タ１２の出力周波数Ｆも周波数Ｆ０以下に制限する。こ
のように出力周波数Ｆを制限することによって、図４と
同様に、直流出力電圧Ｅｄｃが低下しても、交流電動機
１３の運転を安定に継続することができる。
【００５７】また、直流電圧検出器２３の検出信号に応
じて、複数組のインバータ１２と交流電動機１３で構成
される交流電動機駆動システムのシステムライン速度
を、指令器２１を介して、図６と同様に制限することが
できる。このようにシステムライン速度を制限すると、
直流出力電圧Ｅｄｃが変動しても、複数組のインバータ
１２と交流電動機１３で構成される交流電動機駆動シス
テムの運転を安定に継続することができる。
【００５８】（第６の実施の形態）本発明の第６の実施
の形態について、図９及び図１０を用いて説明する。図
９に示すように、インバータ１２の出力周波数Ｆの所定
の範囲ＦＢからＦｔの間を、図１０に示すように、交流
電動機１３の電圧Ｖｍをほぼ一定の交流電圧に制御して
交流電動機１３を運転し、出力周波数ＦＢからＦｔの速
度領域で交流電動機１３を定出力容量相当で運転する場
合も多い。
【００５９】また、入力交流電源１４の入力交流電圧Ｖ
ａｃが所定値に低下したのを交流電圧検出器２０で検出
した時、交流電動機１３の定出力容量相当の運転領域の
最低速度であるベース速度ＦＢ相当に制限する。
【００６０】更に、インバータ１２の出力周波数Ｆを制
限する。入力交流電圧Ｖａｃが所定値以下に低下した
時、インバータ１２の出力周波数Ｆをベ−ス速度相当の
出力周波数ＦＢ以下に制限する。このように運転領域に
定出力容量相当の領域を持つ交流電動機駆動システムで
あっても、入力交流電源１４の電圧変動に対応して運転
領域が制限されるから、安定な交流電動機駆動システム
を提供することができる。
【００６１】また、複数組のインバータ１２と交流電動
機１３とで構成される交流電動機駆動システムであって
も、同様に入力交流電源１４の電圧変動に応じて、シス
テムライン速度を制限することができる。
【００６２】（第７の実施の形態）本発明の第７の実施
の形態について、図１１及び図１２を用いて説明する。
図１１に示すように、入力交流電源１４の電圧変動に対
して交流電圧検出器２０、または順変換器１１の直流出
力電圧を検出する直流電圧検出器２２の検出信号に応じ
て、指令器２１を介して、システムライン速度を制限す
る。
【００６３】交流電動機駆動システムのシステムライン
速度Ｎと交流電動機１３の電圧Ｖｍの関係を図１２に示
す。入力交流電圧Ｖａｃが所定値以下となった時、ある
いは直流出力電圧Ｅｄが所定値より低下しようとした
時、これを検出して指令器２１によってシステムライン
速度を定出力容量相当のベース速度ＮＢ相当に制限す
る。また、入力交流電圧Ｖａｃが所定値以下に更に低下
した時や、直流出力電圧Ｅｄｃが所定値以下に低下した
時は、これを検出して指令器２１によってシステムライ
ン速度をベース速度ＮＢ以下に図１２の如く制限する。
【００６４】このように、システムライン速度を交流電
圧検出器２０あるいは直流電圧検出器２２の検出信号に
対応して制限することによって、定出力容量相当の運転
領域を有する交流電動機駆動システムであっても、入力
交流電源１４の電圧変動などの外乱要因に対して安定に
運転を継続することができる。
【００６５】尚、複数組のインバータ１２と交流電動機
１３を有する交流電動機駆動システムにおいては、入力
交流電源１４や順変換器１１をシステム容量の都合で分
割して複数台設ける場合もあるが、交流電圧検出器２０
または直流電圧器２２の設け方を特に制限するものでは
なく、特定の順変換器部分で検出信号を得ることができ
る。
【００６６】更に、交流電圧検出器２０または直流電圧
検出器２２の検出信号に対応して、インバータ制御回路
１７によって交流電動機１３の出力トルクを制限するこ
ともできる。
【００６７】このように交流電動機１３の出力トルクを
制限すると、例えば入力交流電源１４の電圧変動が生じ
ても、出力トルクの制限によって交流電動機の所要電力
も制限されるから、交流電動機駆動システムの運転を継
続することができる。
【００６８】また、複数組の交流電動機１３が運転され
ている時、正トルクを発生している交流電動機１３のみ
が入力交流電源１４より所要電力を得ているから、正ト
ルクを発生している交流電動機１３の出力トルクのみを
制限しても同様の効果を得ることができる。
【００６９】また、交流電動機１３の発生トルクを所定
値に制限したり、交流電動機１３の電流をインバータ制
御回路１７によって制限する機能を追加した交流電動機
駆動システムを構成できる。このような機能を追加する
ことによっても交流電動機駆動システムは、入力交流電
源１４の変動に対しても安全に運転を継続できる。
【００７０】更に、入力交流電圧Ｖａｃの電圧低下に対
応して順変換器１１の直流出力電圧を制限する代りに、
順変換器１１の出力電力を制限する同一主旨より、順変
換器１１の入力電流を入力交流電圧Ｖａｃの変動に対応
して制限することができ、同様に交流電動機駆動システ
ムを安定に運転継続することができる。その他本発明の
要旨を変更しない範囲において、種々の変形実施例を構
成できる事は明らかである。
【００７１】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、入
力交流電源の入力交流電圧が、通常の電圧変動以上に落
雷などで大きく変動する瞬時電圧降下や瞬時停電があっ
ても、交流電圧または直流電圧を検出して、直流出力電
圧、インバータ出力周波数システムライン速度などのい
ずれかを制限して、交流電動機駆動システムの運転を継
続させることができる。
【００７２】尚、入力交流電源の電圧変動に対して、交
流電動機駆動システムの運転を継続できる結果として、
次の二次的効果が得られる。 （１）製造プロセスラインに使用される交流電動機駆動
システムか瞬時停電などによって突然故障停止すること
による大きな経済的損失を未然に防止できる。 （２）突然の故障停止による負荷機械側への損害拡大も
防ぐことができ、製造プロセスラインの生産性を大幅に
向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施の形態を示す概要構成
図。
【図２】 本発明の第１の実施の形態における入力交
流電圧Ｖａｃと直流出力電圧Ｅｄｃの関係を示す図。
【図３】 本発明の第２の実施の形態を示す概要構成
図。
【図４】 本発明の第２の実施の形態における交流電
圧Ｖａｃと出力周波数Ｆの関係を示す図。
【図５】 本発明の第３の実施の形態を示す概要構成
図。
【図６】 本発明の第３の実施の形態における交流電
圧Ｖａｃとシステムライン速度Ｎの関係を示す図。
【図７】 本発明の第４の実施の形態を示す概要構成
図。
【図８】 本発明の第４の実施の形態における直流出
力電圧Ｅｄｃと出力周波数Ｆの関係を示す図。
【図９】 本発明の第５の実施の形態を示す概要構成
図。
【図１０】 本発明の第５の実施の形態における出力
周波数Ｆと交流電動機の電圧Ｖｍの関係を示す図。
【図１１】 本発明の第６の実施の形態を示す概要構
成図。
【図１２】 本発明の第６の実施の形態におけるシス
テムライン速度Ｎと交流電動機の電圧Ｖｍの関係を示す
図。
【図１３】 従来の交流電動機駆動システムを示す概
要構成図。
【図１４】 従来の交流電動機駆動システムにおける
交流入力電圧Ｖａｃと直流出力電圧Ｅｄｃの関係を示す
図。
【符号の説明】
１１…順変換器、１２…インバータ、１３…交流電動
機、１４…入力交流電源、１５…直流フィルタコンデン
サ、１６…順変換器制御回路、１７…インバータ制御回
路、１８…交流電圧検出器、１９…直流電圧検出器、２
０…交流電圧検出器、２１…指令器、２２…直流電圧検
出器、Ｖａｃ…入力交流電圧、Ｅｄｃ…直流出力電圧、
Ｆ…出力周波数、Ｎ…システムライン速度、Ｖｍ…交流
電動機１３の電圧。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H572 AA05 BB07 BB10 CC05 DD03 EE07 FF10 HA08 HB09 HC07 HC10 JJ28 JJ30 LL24 MM13 MM14 5H576 AA03 BB06 BB10 CC05 DD02 DD04 EE04 EE11 HA02 HB02 HB05 JJ28 KK10 LL24 MM13 MM14

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 交流電力を直流電力に変換する順変換
    器と、この順変換器から出力された直流電力を任意の周
    波数を有する交流電力に変換するインバータとを有し、
    交流電動機を可変速運転する交流電動機駆動システムに
    おいて、前記順変換器への入力交流電圧を検出する電圧
    検出手段と、この電圧検出手段からの検出電圧が予め設
    定された所定値以下に低下した時、この入力交流電圧の
    低下に応じて、前記順変換器の直流出力電圧を低下させ
    る方向に制御する制御手段とを具備したことを特徴とす
    る交流電動機駆動システム。
  2. 【請求項２】 前記順変換器の入力交流電圧の低下に
    応じて、前記インバータの出力周波数を所定値以下に制
    限する周波数制限手段を具備したことを特徴とする請求
    項１記載の交流電動機駆動システム。
  3. 【請求項３】 前記順変換器の入力交流電圧の低下に
    応じて、前記交流電動機の運転速度を所定値以下に制限
    する速度制限手段を具備した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】 交流電力を直流電力に変換する順変換
    器と、この順変換器から出力された直流電力を任意の周
    波数を有する交流電力に変換するインバータとを有し、
    交流電動機を可変速運転する交流電動機駆動システムに
    おいて、前記順変換器への直流出力電圧を検出する電圧
    検出手段と、この電圧検出手段からの検出電圧が予め設
    定された所定値以下に低下した時、この直流出力電圧の
    低下に応じて、前記インバータの出力周波数を所定値以
    下に制限する周波数制限手段を具備したことを特徴とす
    る交流電動機駆動システム。
  5. 【請求項５】 前記入力交流電源の電圧低下に対応し
    て前記順変換器の直流出力電圧を制限する代りに、前記
    入力交流電源の電圧低下に対応して前記順変換器の入力
    電流を制限することを特徴とする請求項１、請求項３、
    請求項４のいずれかに記載の交流電動機駆動システム。
  6. 【請求項６】 交流電力を直流電力に変換する順変換
    器と、この順変換器から出力された直流電力を任意の周
    波数を有する交流電力に変換するインバータとを有し、
    前記インバータを介して交流電動機が複数台駆動され、
    この複数台の交流電動機のそれぞれの駆動速度をシステ
    ムライン速度として関連づけて制御している交流電動機
    駆動システムにおいて、前記順変換器への入力交流電圧
    を検出する電圧検出手段と、この電圧検出手段からの検
    出電圧が予め設定された所定値以下に低下した時、この
    入力交流電圧の低下に応じて、前記システムライン速度
    を所定値に制限する制御手段とを具備したことを特徴と
    する交流電動機駆動システム。
  7. 【請求項７】 交流電力を直流電力に変換する順変換
    器と、この順変換器から出力された直流電力を任意の周
    波数を有する交流電力に変換するインバータとを有し、
    前記インバータを介して交流電動機が複数台駆動され、
    この複数台の交流電動機のそれぞれの駆動速度をシステ
    ムライン速度として関連づけて制御している交流電動機
    駆動システムにおいて、前記順変換器の直流出力電圧を
    検出する電圧検出手段と、この電圧検出手段からの検出
    電圧が予め設定された所定値以下に低下した時、この直
    流出力電圧の低下に応じて、前記システムライン速度を
    所定値に制限する制御手段とを具備したことを特徴とす
    る交流電動機駆動システム。
  8. 【請求項８】 交流電力を直流電力に変換する順変換
    器と、この順変換器から出力された直流電力を任意の周
    波数を有する交流電力に変換するインバータとを有し、
    交流電動機を定出力容量相当で所定の速度範囲内で可変
    速運転する交流電動機駆動システムにおいて、前記順変
    換器への入力交流電圧を検出する電圧検出手段と、この
    電圧検出手段からの検出電圧が予め設定された所定値以
    下に低下した時、前記交流電動機の運転速度を定出力容
    量相当の運転範囲のベース速度相当となるように前記イ
    ンバータの出力周波数を制限する制御手段とを具備した
    ことを特徴とする交流電動機駆動システム。
  9. 【請求項９】 交流電力を直流電力に変換する順変換
    器と、この順変換器から出力された直流電力を任意の周
    波数を有する交流電力に変換するインバータとを有し、
    交流電動機を定出力容量相当で所定の速度範囲内で可変
    速運転する交流電動機駆動システムにおいて、前記順変
    換器への入力交流電圧を検出する電圧検出手段と、この
    電圧検出手段からの検出電圧が予め設定された所定値ま
    で低下した時、前記交流電動機の運転速度をベース速度
    に制限した後、前記電圧検出手段からの検出電圧が更に
    前記所定値以下に低下した時に、前記交流電動機の運転
    速度をベース速度以下に低下させる制御手段とを具備し
    たことを特徴とする交流電動機駆動システム。
  10. 【請求項１０】 交流電力を直流電力に変換する順変
    換器と、この順変換器から出力された直流電力を任意の
    周波数を有する交流電力に変換するインバータとを有
    し、交流電動機を定出力容量相当で所定の速度範囲内で
    可変速運転する交流電動機駆動システムにおいて、前記
    順変換器への入力交流電圧を検出する交流電圧検出手段
    と、前記順変換器の直流出力電圧を検出する直流電圧検
    出手段と、前記交流電圧検出手段からの検出電圧が予め
    設定された所定値まで低下した時、前記交流電動機の運
    転速度をベース速度に制限した後、前記直流電圧検出手
    段からの検出電圧が予め設定された所定値以下に低下し
    た時に、前記交流電動機の運転速度をベース速度以下に
    低下させる制御手段とを具備したことを特徴とする交流
    電動機駆動システム。
  11. 【請求項１１】 交流電力を直流電力に変換する順変
    換器と、この順変換器から出力された直流電力を任意の
    周波数を有する交流電力に変換する複数のインバータと
    を有し、前記複数のインバータを介して交流電動機が複
    数台駆動され、この複数台の交流電動機がシステムライ
    ン速度に関連づけて運転されている交流電動機駆動シス
    テムにおいて、前記順変換器への入力交流電圧を検出す
    る電圧検出手段と、この電圧検出手段からの検出電圧が
    予め設定された所定値まで低下したら前記システムライ
    ン速度をベース速度相当までに制限する制御手段とを具
    備したことを特徴とする交流電動機駆動システム。
  12. 【請求項１２】 交流電力を直流電力に変換する順変
    換器と、この順変換器から出力された直流電力を任意の
    周波数を有する交流電力に変換する複数のインバータと
    を有し、前記複数のインバータを介して交流電動機が複
    数台駆動され、この複数台の交流電動機がシステムライ
    ン速度に関連づけて運転されている交流電動機駆動シス
    テムにおいて、前記順変換器への入力交流電圧を検出す
    る電圧検出手段と、この電圧検出手段からの検出電圧が
    予め設定された所定値以下に低下した時、前記システム
    ライン速度をこの電圧低下に対応してベース速度以下に
    低下させる制御手段とを具備したことを特徴とする交流
    電動機駆動システム。
  13. 【請求項１３】 交流電力を直流電力に変換する順変
    換器と、この順変換器から出力された直流電力を任意の
    周波数を有する交流電力に変換する複数のインバータと
    を有し、前記複数のインバータを介して交流電動機が複
    数台駆動され、この複数台の交流電動機がシステムライ
    ン速度に関連づけて運転されている交流電動機駆動シス
    テムにおいて、前記順変換器の直流出力電圧を検出する
    電圧検出手段と、この電圧検出手段からの検出電圧が予
    め設定された所定値以下に低下した時、前記システムラ
    イン速度をこの電圧低下に対応してベース速度以下に低
    下させる制御手段とを具備したことを特徴とする交流電
    動機駆動システム。
  14. 【請求項１４】 交流電力を直流電力に変換する複数
    の順変換器と、この順変換器から出力された直流電力を
    任意の周波数を有する交流電力に変換する複数のインバ
    ータとを有し、前記複数のインバータを介して交流電動
    機が複数台駆動され、この複数台の交流電動機がシステ
    ムライン速度に関連づけて運転されている交流電動機駆
    動システムにおいて、前記順変換器への入力交流電圧の
    低下あるいは前記順変換器の直流出力電圧の低下を検出
    する検出手段と、この検出手段からの検出結果に基づい
    て、前記システムライン速度のベース速度までの制限ま
    たはベース速度以下への前記システムライン速度の低下
    を行なう制御手段とを具備したことを特徴とする交流電
    動機駆動システム。
  15. 【請求項１５】 交流電力を直流電力に変換する順変
    換器と、この順変換器から出力された直流電力を任意の
    周波数を有する交流電力に変換するインバータとを有
    し、交流電動機を可変速運転する交流電動機駆動システ
    ムにおいて、前記順変換器への入力交流電圧あるいは前
    記順変換器の直流出力電圧のいずれかが所定値以下に低
    下したことを検出する検出手段と、この検出手段が電圧
    低下を検出した時、前記交流電動機の出力トルクを所定
    値に制限する制御手段とを具備したことを特徴とする交
    流電動機駆動システム。
  16. 【請求項１６】 前記制御手段は、複数台のインバー
    タと交流電動機の構成の場合に、少なくとも正トルクを
    発生している交流電動機の出力トルクのみを所定値に制
    限することを特徴とする請求項１４記載の交流電動機駆
    動システム。
  17. 【請求項１７】 前記順変換器への入力交流電圧ある
    いは前記順変換器の直流出力電圧のいずれかが所定値以
    下に低下した時、交流電動機発生トルクまたは電流もあ
    わせて所定値に制限することを特徴とする請求項２乃至
    請求項４、請求項６乃至請求項１３のいずれかに記載の
    交流電動機駆動システム。
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