JP2003204696A - 誘導電動機の制御装置 - Google Patents

誘導電動機の制御装置

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JP2003204696A
JP2003204696A JP2003031836A JP2003031836A JP2003204696A JP 2003204696 A JP2003204696 A JP 2003204696A JP 2003031836 A JP2003031836 A JP 2003031836A JP 2003031836 A JP2003031836 A JP 2003031836A JP 2003204696 A JP2003204696 A JP 2003204696A
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JP
Japan
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control
inverter
induction motor
inverter device
circuit
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JP2003031836A
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Osamu Matsumoto
修 松本
Kunihiko Fuji
邦彦 冨士
Akio Imai
翠男 今井
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Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd
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Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】異なる制御方式のインバータ装置であっても、
インバータ装置を共用化することによりシステムの小型
化と低価格化を図り、信頼性を向上させる。さらにイン
バータ装置の融通性を上げることでシステム全体の信頼
性強化を図る。 【解決手段】インバータ装置2に、各制御方法(フィ−
ドバック制御14とセンサレスベクトル制御13とV/
F制御12)とそれぞれに必要な制御定数を複数個記憶
させ、インバータ装置2の内部信号または外部信号によ
り上記制御方法と制御定数を選択できるようにした。ま
たこの選択は外部の制御回路19でも行え、直接インバ
ータ装置2に書き込みできるようにした。これにより、
制御方法が異なっていてもインバータ装置の容量として
問題のない場合(使用率の変更も含む)にインバータ装
置の共用化を図ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は誘導電動機の可変速
制御装置およびその運転方法に係り、特に1台または複
数台の誘導電動機を1台または複数台のインバータ装置
で運転する場合で、複数の種類の制御方式が混在する場
合の可変速制御装置およびその運転方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のインバータ装置の出力電圧Vと出
力周波数Fの比を所定の値にして誘導電動機を可変速制
御するいわゆるV/F制御(以下V/F制御という)に
よる運転は、1台のインバータ装置で1台または複数台
の誘導電動機を選択運転する場合に、V/F特性の設定
はインバータ装置に準備されたV/F特性の中から1種
類のみを選択して、停止中に固定設定していた。すなわ
ちこの場合のV/F特性の設定は、インバータ装置が停
止中にインバータ装置に準備されたV/F特性の中から
各々の誘導電動機に応じV/F特性を1種類のみ選択設
定し、誘導電動機は運転指令に基づきインバータ装置と
誘導電動機間のコンタクタ等の接点をON−OFFして
切り替え、交互運転していた。
【0003】また速度フィードバックしてベクトル制御
により誘導電動機を可変速制御する従来のベクトル制御
(以下FB制御という)のインバータ装置を用いたシス
テムは、1台のインバータ装置で1台の誘導電動機のみ
運転可能で、インバータ装置の誘導電動機定数等の内部
設定は1種類のみ固定設定していた。従って複数台の誘
導電動機を使用する場合同数のインバータ装置が必要で
ある。またモートルを切り替えることを考慮していない
ため回路定数の異なるモートルを複数個使用する場合は
複数個のインバータを必要とする等融通性に欠け、経済
的にも問題があった。
【0004】このように従来は複数台の特性の異なる誘
導電動機を異なった制御方式で駆動する場合それぞれの
誘導電動機用に1:1に対応した制御方式および内部定
数が設定されたインバータ装置であった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
V/F制御、FB制御、あるいは速度フィードバックし
ないでベクトル制御により誘導電動機を可変速制御する
センサレスベクトル制御(例えば特開平2−32788
参照。以下この制御方式をSLV制御という)等の複数
の運転方法を運転状況及び運転パターン等に応じて選択
できるようにして、インバータ装置を任意の電動機と運
転方法に共用化して使用できる経済的なシステムを実現
することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】この問題を解決するため
に、1台のインバータ装置にそれぞれの誘導電動機の各
制御方式に対する内部定数の記憶領域が設けられ、イン
バータ装置の内部信号または外部信号により内部定数お
よび制御方式が選択される。この選択信号は運転パター
ン及び運転状況に応じて、インバータの制御回路または
システム制御回路から発せられる。
【0007】運転パターン及び運転状況に応じて、制御
方式とそれに合った内部定数が切り替えられ、また対応
する誘導電動機がインバータ装置の出力に選択接続され
る。これにより複数の誘導電動機と複数の制御方式から
所望の誘導電動機と制御方式を選択して駆動することが
可能となる。
【0008】
【発明の実施の形態】図1に本発明によるインバータの
回路構成の一例を示す。電源1より供給された電源はイ
ンバータ2内の整流回路3により整流され、突入防止回
路4を通って平滑回路5に蓄えられる。その後逆変換回
路6により任意の電圧と任意の周波数に変換されモート
ル8を駆動する。発信器9はモートル8の回転数を検出
しインバータにフィードバックする。電流検出回路7お
よびその他の検出回路11の信号はインバータの制御回
路17に伝えられる。このインバータ2は切替回路15
によりV/F制御回路12およびFB制御回路14およ
びSLV制御回路13の切り替えが可能であり、上記そ
の他の検出回路11の信号から制御回路17により切り
替える場合と、システムの制御回路19よりの信号で切
り替える場合がある。それぞれに必要な制御定数はオペ
レータ18より記憶回路16に記憶された定数を選択す
るか、システム制御回路19より直接入力する。以上に
より制御されたものは波形合成回路10を通して逆変換
回路6を駆動する。 図2にインバータ装置内部に用意
される内部定数のテーブルを示す。各誘導電動機(図2
の例ではA,B,Cなど)に対しFB制御、SLV制御
及びV/F制御のそれぞれで制御する場合の制御定数
(例えば、FB信号、誘導電動機定数、V/F特性、保
護レベル、運転条件、制御の為のその他の定数など)を
モード番号と関係させてインバータ装置の記憶回路16
あるいはシステム制御回路19に記憶する。インバータ
は選択された制御方式と定数により運転する。
【0009】図3に本発明のインバータ装置を含む自動
倉庫制御システムの具体的な一実施例を示す。電源21
よりインバータ装置22に電力を供給して電磁接触器2
3を通じて昇降用誘導電動機26を駆動し、誘導電動機
26の回転数は発信器27よりインバータ装置22にフ
ィードバックされる。インバータ装置37は電磁接触器
36を通じフォーク用誘導電動機33、または電磁接触
器35を通じて走行用誘導電動機34を駆動する。38
はシーケンスコントローラ等を用いたシステム制御回路
である。なお、電磁接触器24及び電磁接触器25はイ
ンバータ装置37が故障した場合、インバータ装置22
でフォーク用誘導電動機33及び走行用誘導電動機34
を駆動するための緊急用の回路である。このシステムの
可動部は、走行用誘導電動機34で駆動される走行体2
9と、昇降用誘導電動機26で駆動される昇降体30
と、フォーク用誘導電動機33で駆動されるフォーク3
2より成り立っている。荷物31はフォーク32の上に
あり、格納棚28の指定された番地まで走行体29と昇
降体30で移動しフォーク32により格納または搬出を
行う。
【0010】従来の技術では昇降用及び走行用及びフォ
ーク用それぞれ個別で三台のインバータ装置を必要とし
ていたが、本実施例ではインバータ装置37がSLV制
御で走行用誘導電動機34を、V/F制御でフォーク用
誘導電動機33を切り替えて制御するため、誘導電動機
26をFB制御しているインバータ装置22と合わせて
全部で二台のインバータ装置を使用している。システム
として搬送時間をできるだけ短くするため走行用誘導電
動機34と昇降用誘導電動機26が同時に起動すること
があり、これらには個別のインバータ装置を設けるのが
よい。もちろん搬送時間をあまり問題としないシステム
では順次起動として全部でインバータ装置一台としても
よい。
【0011】図4に走行用及びフォーク用インバータ装
置37の運転フローチャートを示す。システム制御回路
38により走行運転またはフォーク運転の判断をする
(ステップ40)。走行運転の場合電磁接触器36をO
FFし電磁接触器35をONすることで、インバータ装
置37と誘導電動機34を接続する(ステップ41)。
この場合本実施例では誘導電動機34のSLV制御であ
るモード8の内部定数を選択するモード選択信号をイン
バータ装置37に送りインバータ装置に記憶された制御
定数を選択設定するようにするか、または制御回路38
がインバータ装置37に直接内部定数を書き込みに行く
(ステップ42)。その後走行動作を行う(ステップ4
3)。フォーク運転の場合電磁接触器35をOFFし電
磁接触器36をONすることで、インバータ装置37と
誘導電動機33を接続する(ステップ44)。この場合
誘導電動機33のV/F制御であるモード6の内部定数
を選択する信号をインバータ装置37に送りインバータ
装置に記憶された制御定数を選択設定するようにする
か、または制御回路38がインバータ装置37に直接内
部定数を書き込みに行く(ステップ45)。その後フォ
ーク動作を行う(ステップ46)。
【0012】図5にインバータ装置22のFB信号が異
常になった場合のフローチャートを示す。FB信号の異
常を検出した場合(ステップ50)、インバータ装置制
御回路22からシステム制御回路38にFB信号の異常
を知らせる(ステップ51)。この時、インバータ装置
22が自ら、またはシステム制御回路38がインバータ
装置の内部定数をモード1からモード2へ切り替え切り
替えるモード切り替え信号をインバータ装置22へ送り
インバータをFB制御からSLV制御に切り替える為
(ステップ52)。その後SLV制御を行う(ステップ
53)。また、インバータ装置37が故障した場合、電
磁接触器24または電磁接触器25を切り替えそれに伴
いインバータ装置のモード変更を行うことで、運転効率
は悪くなるがシステムの完全停止を避けるように運転す
ることができる。
【0013】以上、一台のインバータ装置がインバータ
装置内部の信号または外部の制御回路からの信号により
V/F制御やFB制御やSLV制御を選択できる。この
時に必要な定数はインバータ装置内部に必要モード分記
憶させて内部信号または外部信号により選択できるよう
にした。また、必要な定数は外部の制御回路より直接イ
ンバータ装置に設定するようにもできる。なお、インバ
ータ装置内部の定数はオペレータで容易に設定および変
更できる。
【0014】
【発明の効果】インバータ装置の各制御方式とそれぞれ
の制御方式に合った定数を複数個記憶し任意に選択また
は直接設定できることにより、制御方法が異なっていて
もインバータ装置の共用化を図ることができ、システム
の小型化と低価格化、更には部品点数の低減により信頼
性を向上できる。また、他のインバータ装置が故障ある
いはFB信号の異常があった場合に、他のインバータ装
置の代行あるいは制御方式の変更により運転可能となり
システムの強化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例であるインバ−タのシステム
構成図を示す。
【図2】本発明の一実施例であるインバータ装置の記憶
内容を示す。
【図3】本発明の一実施例である搬送装置の構成図を示
す。
【図4】本発明の一実施例に供する通常時のフローチャ
ートの一例を示す。
【図5】本発明の一実施例に供する異常時のフローチャ
ートの一例を示す。
【略号の説明】
1…電源、 2…インバータ装置、 3…整流回路、 4…突入防止回路、 5…平滑回路、 6…逆変換回路、 7…電流検出回路、 8…モ−トル、 9…発信器、 10…波形合成回路、 11…検出回路、 12…V/F制御回路、 13…SLV制御回路、 14…FB制御回路、 15…制御切り替え回路、 16…記憶回路、 17…インバ−タ制御回路、 18…オペレ−タ、 19…システム制御回路、 21…電源、 22…昇降用インバータ装置、 23…昇降用電磁接触器、 24…異常時フォーク用電磁接触器、 25…異常時走行用電磁接触器、 26…昇降用誘導電動機、 27…発信器、 28…格納棚、 29…走行体、 30…昇降体、 31…荷物、 32…フォーク、 33…フォーク用誘導電動機 34…走行用誘導電動機、 35…走行用電磁接触器、 36…フォーク用電磁接触器、 37…走行用及びフォーク用インバータ装置、 38…システム制御回路。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成15年3月12日(2003.3.1
2)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正内容】
【発明の名称】誘導電動機の制御装置
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
請求項1】出力電圧Vと出力周波数Fの比を所定の値
にして可変速制御するV/F制御、速度フィ−ドバック
制御により可変速制御するFB制御、 速度フィ−ドバックしないでベクトル制御により可変速
制御するセンサレスベクトル制御(以下、SLV制御)の
制御方法から、接続される誘導電動機に応じて、制御方
法を切り替えて速度制御する誘導電動機の制御装置であ
って、 複数のモートル毎に対応した制御定数を記憶する記憶手
段と、 前記記憶手段から制御定数を選択する選択手段とを備
え、 接続される誘導電動機に対応した制御定数を前記記憶手
段に記憶された制御定数から、上記選択手段によって選
択して、接続された誘導電動機を可変速制御することを
特徴とする誘導電動機の制御装置。
請求項2】前記制御定数は、モートル毎に対応したモ
ートル定数であることを特徴とする請求項1記載の誘導
電動機の制御装置。
請求項3】前記記憶手段に記憶される制御定数は、識
別子と対応させて記憶されることを特徴とする請求項1
記載の誘導電動機の制御装置。
請求項4】前記記憶手段に記憶された制御定数の選択
は、識別子の選択によって行われることを特徴とする請
求項1記載の誘導電動機の制御装置。
請求項5】前記制御定数を設定、または変更する手段
を設けたことを特徴とする請求項1記載の誘導電動機の
制御装置。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0001
【補正方法】変更
【補正内容】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は誘導電動機可変速
制御する技術に関する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 今井 翠男 千葉県習志野市東習志野7丁目1番1号 株式会社日立製作所習志野工場内 Fターム(参考) 5H572 AA02 AA09 BB07 DD03 EE04 GG02 GG07 HA05 HB07 HB08 HB18 HC01 HC06 HC08 MM09 5H576 AA01 AA02 AA07 BB06 DD02 DD04 EE01 EE04 EE19 EE24 GG02 GG07 HB01 LL01 LL55 MM01 MM10

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】インバータ装置(2〜17,22,37)
    の出力電圧Vと出力周波数Fの比を所定の値として運転
    するV/F制御運転、インバータ装置を速度フィ−ドバ
    ック制御により運転するFB制御運転、インバータ装置
    を速度フィ−ドバック信号なしでベクトル制御するSL
    V制御運転の複数の制御方式うち少なくとも2種類の制
    御方式を切り替え、1台のインバータ装置で2台以上の
    複数の誘導電動機(26、33,34)から運転すべき
    誘導電動機を切り替えて速度制御する誘導電動機の駆動
    装置。
  2. 【請求項2】前記制御方式に対応した所定の制御定数の
    組を設定する設定手段(18又は19)と、前記設定手
    段により設定された制御定数に基づいて前記インバータ
    装置に接続された前記誘導電動機を速度制御する制御手
    段(7〜17)を備えたことを特徴とする請求項1記載
    の誘導電動機の制御装置。
  3. 【請求項3】前記複数の制御方式に対応した所定の複数
    の制御定数の組を前記インバータ装置内に記憶する記憶
    手段(16)と、前記制御方式に対応して前記記憶手段
    に記憶された複数の制御定数の組から選択する選択手段
    (18又は19)と、前記切換手段により切り替えた制
    御方式に対応して制御回路(12,13,14)を切り
    替える切替手段(15及び11、17、又は15及び1
    9)と、前記選択手段により選択された制御定数と前記
    切替手段によって切り替えられた制御回路に基づいて前
    記インバータ装置に接続された前記誘導電動機を速度制
    御する制御手段(7〜17)を備えたことを特徴とする
    請求項1記載の誘導電動機の制御装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105634338A (zh) * 2014-11-07 2016-06-01 湖南南车时代电动汽车股份有限公司 双电机控制系统、双电机控制器及其协调控制方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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