JP2001037295A

JP2001037295A - 誘導機の制御方法

Info

Publication number: JP2001037295A
Application number: JP11201301A
Authority: JP
Inventors: Seiji Ishida; 誠司石田; Kenichi Onda; 謙一恩田; Toshiaki Okuyama; 俊昭奥山; Hiroshi Fujii; 洋藤井; Hiroyuki Tomita; 浩之富田; Junji Kato; 淳司加藤
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1999-07-15
Filing date: 1999-07-15
Publication date: 2001-02-09

Abstract

(57)【要約】【課題】温度変化による誘導機の１次抵抗の変化により
過電流が発生し保護が働いた場合、運転を再開する際に
再度過電流が発生しない誘導機の制御装置を提供する。【解決手段】保護が働いた後、再度運転を開始する前に
誘導機に直流電圧を加え、このとき流れる直流電流との
比から１次抵抗を測定した後、制御に用いる１次抵抗の
値を測定した値で更新する。【効果】温度変化により変化した１次抵抗の値を用いて
誘導機を制御するため、再度過電流が発生しない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は誘導機の制御方法及
び誘導機システムに関し、特に制御で用いる電動機定数
の測定方法を利用するものに関する。

【０００２】

【従来の技術】誘導電動機を可変速制御する制御方法の
中には、速度センサを用いることなく誘導機の回転速度
を高精度に制御する制御方法がある。このような制御方
法として例えば特開平8−317698 号（従来技術１）があ
る。従来技術１では、誘導電動機の特性を格納し、この
特性を利用して制御を行っている。具体的には、誘導電
動機の磁束の大きさを一定に制御すると共にトルク電流
と誘導電動機のすべりが比例することを用いて速度推定
を行い、高精度な速度制御を実現している。また、磁束
の大きさを一定に制御するため、誘導電動機の特性の一
つである１次インピーダンスを補償し誘起電圧が一定に
なるように電圧を制御している。

【０００３】このため、制御装置を用いて誘導電動機の
１次抵抗を測定する方法がある。このような１次抵抗測
定方法として例えば特開平6−59000号（従来技術２）が
ある。従来技術２によれば、誘導電動機に直流電圧をか
けて誘導電動機に流れる電流を測定し、直流電圧の大き
さと電流の比から１次抵抗を測定する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来技術１に示す制御
方法では、特に低速では誘起電圧が周波数に比例して小
さくなるため、１次インピーダンスの補償を精度よく行
う必要がある。１次インピーダンスの補償を精度よく行
うためには高い精度の誘導電動機の１次抵抗値が必要で
ある。また、実際の誘導電動機の１次抵抗と制御装置に
設定された１次抵抗の値が異なる場合には、速度推定に
誤差が生じたり、過電流が発生する。そして、最悪の場
合には制御装置を保護するため運転の中止を余儀なくさ
れる。この場合、復帰操作を行い、再始動を試みても１
次抵抗の設定が異なることに代わりがないため、速度推
定に誤差が生じたり、過電流が発生してしまう。

【０００５】一方、従来技術２で示した１次抵抗の測定
方法によれば、１次抵抗を高精度に測定することがで
き、上記のような速度推定の誤差や過電流を抑制するの
に効果がある。しかしながら、１次抵抗は誘導電動機の
周囲温度や運転条件により変化するため、１次抵抗が変
化した場合には再度測定を行う必要がある。このため、
再測定するタイミングが重要である。

【０００６】本発明の目的は、誘導電動機の定数変化が
原因とする過電流や速度異常の保護が働いた場合におい
ても、安定して再始動する方法およびシステムを提供す
ることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】誘導電動機を可変速駆動
する誘導電動機の制御方法において、誘導電動機に流れ
る電流が予め定められた値より大きくなった場合、誘導
電動機の速度と推定した速度の偏差が予め定められた値
より大きくなった場合、及び誘導電動機の速度が予め定
められた値より大きくなった場合のすくなくとも１つに
該当する場合、始めに電流を遮断し、次に誘導機に直流
電圧を加え１次抵抗を測定し制御で用いる１次抵抗を更
新し、その後に誘導機を再始動することを特徴とするも
のである。

【０００８】また、本発明は、以上の目的に好適な電動
機システムを提供するものである。電動機としては誘導
機が望ましい。誘導機とは、誘導電動機とも称すること
ができる。本発明については、以下により、さらに説明
される。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１に本発明の一実施例を示す。

【００１０】図１における制御装置は、交流電圧を発生
する電源１，電源１の交流電圧を直流電圧に変換するコ
ンバータ２，変換された直流電圧を平滑化するコンデン
サ３，平滑化された直流電圧を可変電圧，可変周波数の
交流に変換するインバータ４，インバータ４により駆動
される誘導電動機５，誘導電動機５に流れる電流を検出
する電流検出器６，電流検出器６で検出された電流と誘
導電動機５の特性と運転指令に基づき運転中の周波数と
電圧を指令する速度センサレス制御部７，速度センサレ
ス制御部７で用いる誘導電動機５の特性の一つである１
次抵抗を測定する１次抵抗測定部８，速度センサレス制
御部７及び１次抵抗測定部８の出力によりインバータ４
のスイッチング素子を駆動するゲート回路９，電流検出
器６の出力が予め設定された過電流レベルを超えたとき
にゲート回路９の制御を行い、インバータ４のすべての
スイッチング素子をオフして電流を遮断することによ
り、制御装置を保護する保護部１０から構成される。

【００１１】保護部１０では、過電流を検出しインバー
タ４のスイッチング素子をオフした後、復帰信号により
誘導電動機５の運転を再開する。このとき、通常の運転
状態に移る前に１次抵抗測定部により、誘導電動機５の
１次抵抗を測定し、速度センサレス制御で用いる１次抵
抗の値を更新する。

【００１２】実際の動作の一例を図２により説明する。
誘導電動機５の運転中、時刻ｔ１において誘導電動機５
の１次抵抗の値が温度変化により変化したことに起因し
て過電流が発生する。過電流が発生すると電流検出器６
で検出した電流から保護部１０で過電流が検出される。
過電流を検出すると、保護部１０はゲート回路９に指令
を送りインバータ４のスイッチング素子をオフし、誘導
電動機５の運転を中断する。

【００１３】時刻ｔ２において、復帰信号が入力される
と、保護部１１は運転を再開するのに先立ち、１次抵抗
測定部８に指令を送る。指令を受け取った１次電流測定
部８では、誘導電動機５に直流電圧を加え、直流電流を
流す。このときの直流電圧と直流電流の比から１次抵抗
を測定することができる。測定した１次抵抗の値により
速度センサレス制御部７で用いる１次抵抗の値を更新す
る。

【００１４】時刻ｔ３において、運転指令がオンになる
と運転が再開される。このとき、センサレス制御部７に
設定された１次抵抗の値が更新されているため、再度過
電流となることはない。また、運転指令がオンになった
後、１次抵抗を測定するための時間が必要ないため、す
ぐに運転を開始することができる。

【００１５】このときの誘導電動機に流れる電流は、通
常の可変周波数の交流電流が流れている状態で保護が働
き、その後に少なくとも１次抵抗を測定するための直流
電流が流れた後、再度通常の可変周波数の交流電流が流
れる。

【００１６】図３に本発明の別の実施例を示す。図１に
示す実施例との相違は、誘導電動機５の速度を検出する
速度センサ２０が追加され、速度センサ２０の出力は保
護部１０に入力されることである。

【００１７】本実施例では、速度センサ２０で検出した
速度と速度センサレス制御で推定した速度の偏差が予め
定められた値を超えた場合、及び速度センサ２０で検出
した速度が予め定められた値を超えた場合のいずれか一
方に該当するとき、保護部１０ではインバータ４のスイ
ッチング素子をオフして、誘導電動機５に流れる電流を
遮断する。その後、復帰信号により誘導電動機５の制御
を再開する。このとき、通常の運転状態に入る前に１次
抵抗測定部により、誘導電動機５の１次抵抗を測定し、
速度センサレス制御で用いる１次抵抗の値を更新する。

【００１８】本実施例においても、再始動時に１次抵抗
が更新されるため、安定して再始動を行うことができ
る。また、運転指令がオンになった後、１次抵抗を測定
するための時間が必要ないため、すぐに運転を開始する
ことができることも同様である。尚、速度センサ２０は
誘導電動機５の回転数の異常を検出することが目的であ
るため、誘導電動機の制御で用いられるような高い分解
能を必要としない。

【００１９】上記、図１と図３に示される実施例では、
復帰信号は外部から与えられているが、保護が働いた後
一定時間後に自動的に復帰信号が与えられる構成をとる
こともできる。このような構成とすることにより、自動
的に運転を継続することができる。

【００２０】

【発明の効果】本発明によれば、誘導電動機の定数変化
が原因とする過電流や速度異常の保護が働いた場合にお
いても、安定して再始動時することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における電動機の制御装置の
構成。

【図２】本発明の制御装置の動作を説明するための波
形。

【図３】本発明の他の実施例における誘導機の制御装置
の構成。

【符号の説明】

５…誘導電動機、６…電流検出器、７…速度センサレス
制御部、８…１次抵抗測定部、１０…保護部、２０…速
度センサ。

フロントページの続き (72)発明者奥山俊昭茨城県日立市大みか町七丁目１番１号株式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者藤井洋千葉県習志野市東習志野七丁目１番１号株式会社日立製作所産業機器事業部内 (72)発明者富田浩之千葉県習志野市東習志野七丁目１番１号株式会社日立製作所産業機器事業部内 (72)発明者加藤淳司千葉県習志野市東習志野七丁目１番１号株式会社日立製作所産業機器事業部内Ｆターム(参考） 5H576 BB06 BB07 CC05 DD02 DD04 EE01 FF05 LL01 LL12 LL22 LL40 LL55 MM01 MM02 MM05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】誘導機に流れる電流が予め定められた値よ
り大きくなったことを検出し電流を遮断する保護手段
と、前記保護手段が働いた時に復帰させる復帰手段と、
前記誘導機の特性を測定する測定手段と、該測定手段に
より測定された特性に基づき出力周波数と出力電圧を制
御する制御手段を有する誘導機の制御方法であって、前
記測定手段は、前記保護手段が働いた後に復帰する際に
モータ特性を測定することを特徴とする誘導機の制御方
法。
【請求項２】誘導機の速度と推定された速度の偏差が予
め定められた値より大きくなったことを検出し電流を遮
断する保護手段と、前記保護手段が働いた時に復帰させ
る復帰手段と、前記誘導機の特性を測定する測定手段
と、該測定手段により測定された特性に基づき出力周波
数と出力電圧を制御すると共に前記誘導機の速度を推定
する制御手段を有する誘導機の制御方法であって、前記
測定手段は、前記保護手段が働いた後に復帰する際にモ
ータ特性を測定することを特徴とする誘導機の制御方
法。
【請求項３】誘導機の速度が予め定められた値よりも大
きくなったことを検出し電流を遮断する保護手段と、前
記保護手段が働いた時に復帰させる復帰手段と、前記誘
導機の特性を測定する測定手段と、該測定手段により測
定された特性に基づき出力周波数と出力電圧を制御する
と共に前記誘導機の速度を推定する制御手段を有する誘
導機の制御方法であって、前記測定手段は、前記保護手
段が働いた後に復帰する際にモータ特性を測定すること
を特徴とする誘導機の制御方法。
【請求項４】請求項１，請求項２および請求項３のいず
れかにおいて、前記復帰手段は、前記保護手段が働いた
のち予め定められた時間を経過した後に復帰させること
を特徴とする誘導機の制御方法。
【請求項５】誘導機を可変速駆動する誘導電動機の制御
方法において、該誘導機に流れる電流が予め定められた
値より大きくなった場合、始めに電流を遮断し、次に前
記誘導機に直流電圧を加え、その後に前記誘導機を再始
動することを特徴とする誘導機の制御方法。
【請求項６】誘導機を可変速駆動する誘導電動機の制御
方法において、該誘導機の速度と推定された速度の偏差
が予め定められた値より大きくなった場合、始めに電流
を遮断し、次に誘導機に直流電圧を加え、その後に誘導
機を再始動することを特徴とする誘導機の制御方法。
【請求項７】誘導機を可変速駆動する誘導電動機の制御
方法において、該誘導機の速度が予め定められた値より
も大きくなった場合、始めに電流を遮断し、次に誘導機
に直流電圧を加え、その後に誘導機を再始動することを
特徴とする誘導機の制御方法。
【請求項８】誘導機と、誘導機に流れる電流が予め定め
られた値より大きくなったことを検出し電流を遮断する
保護手段と、前記保護手段が働いた時に復帰させる復帰
手段と、前記誘導機の特性を測定する測定手段と、該測
定手段により測定された特性に基づき出力周波数と出力
電圧を制御する制御手段とを有する誘導機システム。