JP2001251884A

JP2001251884A - 誘導電動機の運転制御装置

Info

Publication number: JP2001251884A
Application number: JP2000063351A
Authority: JP
Inventors: Yukio Asakawa; 征雄浅川; Takashi Yamaguchi; 隆史山口; Hirohiko Koyama; 裕彦小山
Original assignee: Hitachi Engineering and Services Co Ltd
Current assignee: Hitachi Engineering and Services Co Ltd
Priority date: 2000-03-03
Filing date: 2000-03-03
Publication date: 2001-09-14

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明の目的は、巻線型誘導電動機の二次回路
に接続された速度制御装置の過電圧保護装置に係り、安
価で信頼性の高い過電圧保護装置を供給することにあ
る。【解決手段】本発明の特長とするところは、サージアブ
ソーバ5が動作した際に流れる短絡電流で、過電流保護
フューズ3を溶断させ、抵抗器4とサージアブソーバ5と
によって、過渡過電圧を分担し、速度制御装置6を、常
にサージアブソーバ5の動作電圧で、保護するようにし
たことにある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はセルビウス運転され
る巻線型誘導電動機の運転制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ポンプ、ファンなどを駆動する
巻線型誘導電動機の速度制御装置として静止セルビウス
制御装置が広く採用されている。静止セルビウス制御装
置は交流電源に瞬時停電が発生すろと復電時に、巻線型
誘導電動機の二次回路に過渡過電圧（二次過電圧）が誘
起される。二次過電圧は誘導電動機の停止時相当の大き
さになる。

【０００３】この二次過電圧によって順変換器や逆変換
器を構成するスイッチング素子を過電圧破壊したり、誘
導電動機の絶縁破壊を起こす虞がある。このような二次
過電圧から保護するために過電圧保護装置が設けられて
いる。

【０００４】従来の過電圧保護装置は、二次過電圧の保
有する大きなエネルギを抵抗器で熱エネルギに変換して
速やかに減衰させる形態のものである。このようなこと
は、例えば、特公昭６０―７４７５号公報に記載されて
いる。過電圧保護においては、常時過電圧保護装置を動
作状態に保っておくと抵抗器による熱損失が発生し、巻
線型誘導電動機の二次動力を無駄に消費するので次のよ
うにしている。

【０００５】まず、常時は過電圧保護装置を不動作の状
態に維持しておき、瞬時停電を検出すると速やかに過電
圧保護装置を動作可能状態に移行せしめる。次に、停電
状態から復電する際に過渡過電圧が発生すれば、そのエ
ネルギを過電圧保護装置の抵抗器で消費させ、過渡過電
圧を急速減衰させる。最後に、過渡過電圧の消滅を確認
後、過電圧保護装置を再び不動作の状態に移行させ、次
の瞬時停電の発生に備えるようにしている。

【０００６】以上の機能は、次のような手段で実現して
いる。まず、瞬時停電の発生を検出した際に、過電圧保
護装置を動作状態に移行させる手段として、サイリスタ
スイッチを使用している。瞬時停電を検出した信号によ
りサイリスタスイッチのゲートを制御することでサイリ
スタスイッチを導通させ、発生された二次過電圧による
エネルギはサイリスタスイッチを通して過電圧保護装置
の抵抗器に導かれる。二次過電圧の消滅後、再びサイリ
スタスイッチを不導通状態に移行するために、サイリス
タスイッチの主回路を開閉器で断路している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来技術の過電圧保護
装置においては、経済的且つ高信頼度の装置として構築
しようとすると、以下に示す多くの問題が有している。

【０００８】第１に、二次過電圧の有する大きなエネル
ギを消費する必要上から、そのエネルギ消費量に見合っ
た大容量の抵抗器を必要とし、設備が大型化する。

【０００９】第２に、高速で動作し、且つ過電圧の下で
も正確に動作する高級サイリスタスイッチを必要とする
ことから、装置が高価になる。

【００１０】第３に、導通状態のサイリスタスイッチ
を、再び不導通状態に移行せしめるための、主回路開閉
器を必要とし、コストを増大させる。

【００１１】第４に、瞬時停電検出手段に、信頼性の高
い方式が存在せず、過電圧保護装置としての信頼性を低
下させている。

【００１２】第５に、速度制御装置は、過電圧保護装置
によって急速に減衰する過渡過電圧に対しても保護され
ねばならず、更に付加的な過電圧保護装置を必要として
いる。

【００１３】本発明は上記の点に対処してなされたもの
で、その目的とするところは信頼性の高く安価に過電圧
保護を行える誘導電動機の運転制御装置を提供すること
に有る。

【００１４】

【課題を解決する手段】本発明の特徴とするところは、
巻線型誘導電動機の二次回路に過電流保護フューズと抵
抗器の並列回路を設け、巻線型誘導電動機の二次電圧を
交流電源に回生して巻線型誘導電動機の回転数を制御す
る速度制御装置と並列回路との間にサージアブソーバを
設けたことにある。

【００１５】本発明は二次過電圧の大部分を抵抗器で分
担するように構成しているので、速度制御装置に印加さ
れる電圧をその許容値以下に維持できて、安価で信頼性
の高い過電圧保護を行える。

【００１６】

【発明の実施の形態】図１に本発明の一実施例を示す。

【００１７】図１において、巻線型誘導電動機1の一次
巻線は遮断器9を介して交流電源ライン10に接続され
る。巻線型誘導電動機1の二次巻線の二次電圧は集電環2
を介して取り出され、過電流保護フューズ3を介して速
度制御装置6に加えられる。回転検出器8は、巻線型誘導
電動機1の回転数を検出し速度制御装置6に与える。

【００１８】速度制御装置6は、巻線型誘導電動機1の回
転数を設定値に保つように、集電環2から取り出された
二次電圧を交流電源１０に回生して制御する。巻線型誘
導電動機1の二次回路に発生する余剰電力は、速度制御
装置6から変圧器7を介して、巻線型誘導電動機1の一次
回路に回生される。

【００１９】以上は、巻線型誘導電動機の速度制御装置
に関する極めて一般的な構成例で良く知られているので
詳細説明を省略する。

【００２０】さて、本発明は、過電流保護フューズ3と
並列に抵抗器4を接続し、過電流保護フューズ3と抵抗器
4の並列回路と、速度制御装置6との間にサージアブソー
バ5を設けている。サージアブソーバ5の結線は、デルタ
(Δ)結線としているが、スター(Y)結線であってもかま
わないし、複数台のサージアブソーバを直列ないしは並
列に接続することも出来る。又、過電流保護フューズ3
と抵抗器4の組み合わせの並列回路は３相全てに設けて
いるが２相だけにもうけてもよい。

【００２１】この構成において過電圧保護は次のように
して行われる。

【００２２】サージアブソーバ5は、その端子電圧が一
定値を超えると短絡電流を流すような特性を有する。こ
のような特性を有するサージアブソーバとしては、酸化
亜鉛を主成分とするものが、広く市販されているものが
用いられる。

【００２３】巻線型誘導電動機1の二次回路に、瞬時停
電から復電する際の二次過電圧が発生し、その電圧値が
サージアブソーバ5の動作電圧を超えるものであるとき
には、サージアブソーバ5の動作によって発生する短絡
電流は過電流保護フューズ3を通して流れる。この際、
過電流保護フューズ3の過電流溶断特性に対して、サー
ジアブソーバ5の過電流耐量を適切に選べば、サージア
ブソーバ5の短絡電流によって、サージアブソーバ5を熱
破壊すること無く、過電流保護フューズ3を溶断させる
ことが出来る。

【００２４】過電流保護フューズ3が溶断すると、サー
ジアブソーバ5の短絡電流は、過電流保護フューズ3と並
列に接続された抵抗器4に移り、急激に限流される結
果、サージアブソーバ5の熱破壊は防止される。このと
き、巻線型誘導電動機1の二次回路と速度制御装置6の間
は抵抗器4を介して接続される。抵抗器4とサージアブソ
ーバ5は、二次過電圧を分担する。従って、速度制御装
置６には、サージアブソーバ5の動作電圧以上の過大電
圧は印加されない。サージアブソーバ5の動作電圧を、
速度制御装置6が許容する電圧値に選ぶことにより速度
制御装置６の過電圧保護を行えることになる。

【００２５】なお、サージアブソーバ5に過渡過電圧の
全エネルギを消費するだけの熱容量があれば、サージア
ブソーバ5だけで過電圧保護装置を構成できるが、この
条件を満足するようなサージアブソーバ5は、市販され
ていないので、この方式を経済的に実現することは、極
めて困難である。

【００２６】このようにして瞬時停電の復電時に発生す
る二次過電圧の保護をおこなうのであるが、二次過電圧
の大部分を抵抗器で分担するように構成しているので、
速度制御装置に印加される電圧をその許容値以下に維持
できて、安価で信頼性の高い過電圧保護を行える。

【００２７】

【発明の効果】本発明は二次過電圧の大部分を抵抗器で
分担するように構成しているので、速度制御装置に印加
される電圧をその許容値以下に維持できて、安価で信頼
性の高い過電圧保護を行える。

【図面の簡単な説明】

【図1】本発明の実施例を示す構成図である。

【符号の説明】

１・・・巻線型誘導電動機、2・・・集電環、３・・・
過電流保護フューズ、４・・・抵抗器、５・・・サージアブソ
ーバ、６・・・速度制御装置、７・・・変圧器、８・・・
速度検出器、９・・・遮断器、１０・・・交流電源ライ
ン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者小山裕彦茨城県日立市幸町三丁目２番２号株式会社日立エンジニアリングサービス内Ｆターム(参考） 5H550 AA05 AA08 BB08 CC06 DD03 GG03 HB05 LL01 MM03 MM13 5H575 AA01 AA04 BB06 DD05 GG02 HB07 LL01 MM03 MM14

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一次巻線を交流電源に接続された巻線型誘
導電動機と、前記巻線型誘導電動機の二次電圧を前記交
流電源に回生して前記巻線型誘導電動機の回転数を制御
する速度制御装置と、前記巻線型誘導電動機の二次回路
に設けられた過電流保護フューズと抵抗器の並列回路
と、前記並列回路と前記速度制御装置との間に設けられ
たサージアブソーバとを具備することを特徴とする誘導
電動機の運転制御装置。
【請求項２】一次巻線を交流電源に接続された巻線型誘
導電動機と、前記巻線型誘導電動機の二次電圧を前記交
流電源に回生して前記巻線型誘導電動機の回転数を制御
する電力変換装置を含む速度制御装置と、前記巻線型誘
導電動機の二次回路の各相に設けられたフューズと抵抗
器の並列回路と、前記並列回路と前記速度制御装置との
間に設けられたサージアブソーバとを具備することを特
徴とする誘導電動機の運転制御装置。