JP2003219689A - インバータ装置 - Google Patents
インバータ装置Info
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- JP2003219689A JP2003219689A JP2002012553A JP2002012553A JP2003219689A JP 2003219689 A JP2003219689 A JP 2003219689A JP 2002012553 A JP2002012553 A JP 2002012553A JP 2002012553 A JP2002012553 A JP 2002012553A JP 2003219689 A JP2003219689 A JP 2003219689A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】瞬時停電後の電動機の運転再開時に、速度検出
器を使用せずに、突入電流の抑制と共に短時間で同期引
き込みができるようにすることにある。 【解決手段】電動機定数設定器３０の出力と電圧・電流
からトルク演算器３１が演算したトルクと、負荷ＧＤ2
設定器３５の設定値と速度−負荷トルク特性設定器３４
の設定値と電源停電時の出力周波数と時間設定器１６で
定める時間から電動機速度演算器３３が演算する電動機
速度に対応する周波数を使って、電動機の運転を再開さ
せる。または定常運転周波数領域判別器４０は、停電発
生時点の周波数と時間設定器１６で定めた時間から、再
始動周波数設定器４１が設定している複数の再始動周波
数の中から適切な値を切り換えスイッチ４２により選択
し、この選択した周波数を使って、電動機の運転を再開
させる。
器を使用せずに、突入電流の抑制と共に短時間で同期引
き込みができるようにすることにある。 【解決手段】電動機定数設定器３０の出力と電圧・電流
からトルク演算器３１が演算したトルクと、負荷ＧＤ2
設定器３５の設定値と速度−負荷トルク特性設定器３４
の設定値と電源停電時の出力周波数と時間設定器１６で
定める時間から電動機速度演算器３３が演算する電動機
速度に対応する周波数を使って、電動機の運転を再開さ
せる。または定常運転周波数領域判別器４０は、停電発
生時点の周波数と時間設定器１６で定めた時間から、再
始動周波数設定器４１が設定している複数の再始動周波
数の中から適切な値を切り換えスイッチ４２により選択
し、この選択した周波数を使って、電動機の運転を再開
させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、電動機を可変速
運転させるインバータ装置の電源が短時間停電した場合
に自動的に再始動できるインバータ装置に関する。
運転させるインバータ装置の電源が短時間停電した場合
に自動的に再始動できるインバータ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】インバータ装置は、これが出力する交流
電力の電圧や周波数を所望の値に制御することができる
から、従来は速度制御が困難であった誘導電動機を可変
速運転させることができる。よって誘導電動機でウイン
チを駆動する場合の貨物の昇降速度の変更や、ファンや
ポンプなどを駆動する場合の吐出流体の流量や圧力の変
更が容易に行えるので、インバータ装置による誘導電動
機の可変速運転が多用されている。
電力の電圧や周波数を所望の値に制御することができる
から、従来は速度制御が困難であった誘導電動機を可変
速運転させることができる。よって誘導電動機でウイン
チを駆動する場合の貨物の昇降速度の変更や、ファンや
ポンプなどを駆動する場合の吐出流体の流量や圧力の変
更が容易に行えるので、インバータ装置による誘導電動
機の可変速運転が多用されている。
【０００３】ところでこのインバータ装置は商用電源か
ら電力の供給を受けるので、この商用電源が停電した場
合は運転を停止せざるを得ないが、近年の商用電源は長
時間停電するような事故は殆ど無い。しかし送電線が長
いために、落雷や送電線路の切り換えなどにより極く短
い時間の停電（以下ではこれを瞬時停電と称する）が、
ときには生じることがある。従来のインバータ装置は、
停電が発生すると電動機をインバータ装置から切り離し
て自由回転状態にして一旦停止させた後、あらためて再
始動させていたから、瞬時停電の場合でも電動機は長時
間停止してしまう不都合があった。
ら電力の供給を受けるので、この商用電源が停電した場
合は運転を停止せざるを得ないが、近年の商用電源は長
時間停電するような事故は殆ど無い。しかし送電線が長
いために、落雷や送電線路の切り換えなどにより極く短
い時間の停電（以下ではこれを瞬時停電と称する）が、
ときには生じることがある。従来のインバータ装置は、
停電が発生すると電動機をインバータ装置から切り離し
て自由回転状態にして一旦停止させた後、あらためて再
始動させていたから、瞬時停電の場合でも電動機は長時
間停止してしまう不都合があった。
【０００４】しかしながら、冷却水ポンプや潤滑油ポン
プのように長時間の停止を避けたい負荷を駆動する電動
機は、停電が復旧すれば自由回転中であっても直ちに運
転を再開させたいが、自由回転期間中に電動機の回転速
度がどの程度低下しているかが不明である。よってイン
バータ装置が交流電力の供給を再開する際の電圧と周波
数が、その時点での誘導電動機の回転速度に対応した値
から大きく外れていると、運転再開時に過大な突入電流
が流れてアラームが発生する可能性がある。
プのように長時間の停止を避けたい負荷を駆動する電動
機は、停電が復旧すれば自由回転中であっても直ちに運
転を再開させたいが、自由回転期間中に電動機の回転速
度がどの程度低下しているかが不明である。よってイン
バータ装置が交流電力の供給を再開する際の電圧と周波
数が、その時点での誘導電動機の回転速度に対応した値
から大きく外れていると、運転再開時に過大な突入電流
が流れてアラームが発生する可能性がある。
【０００５】ポンプやファンを駆動する際の電動機回転
速度は精密に制御する必要はないから、このような負荷
を駆動する電動機にはパルスエンコーダなどの速度検出
器は取り付けずに、オープンループでの速度制御を行う
のが一般的であるが、前述の不都合を回避するべく、電
動機に速度検出器を取り付けて運転再開時の回転速度を
検出できるようにすることがある。しかしながら、その
ために電動機の反負荷側軸端に速度検出器を取り付ける
加工を施すことになって、標準型の電動機を使用できな
いことや、ポンプ室に余分なスペースや配線が必要にな
るなどの不都合を生じてしまう。
速度は精密に制御する必要はないから、このような負荷
を駆動する電動機にはパルスエンコーダなどの速度検出
器は取り付けずに、オープンループでの速度制御を行う
のが一般的であるが、前述の不都合を回避するべく、電
動機に速度検出器を取り付けて運転再開時の回転速度を
検出できるようにすることがある。しかしながら、その
ために電動機の反負荷側軸端に速度検出器を取り付ける
加工を施すことになって、標準型の電動機を使用できな
いことや、ポンプ室に余分なスペースや配線が必要にな
るなどの不都合を生じてしまう。
【０００６】図５は再始動装置付きインバータ装置の従
来例を示したブロック回路図である。この図５におい
て、交流−直流変換器１０と直流−交流変換器６と直流
中間回路に接続した平滑コンデンサ１１とでなるインバ
ータ装置により、商用電源９からの交流電力は、可変電
圧・可変周波数の交流電力に変換されて誘導電動機７を
所望の回転速度で駆動するのであるが、この誘導電動機
７には負荷８が結合されている。
来例を示したブロック回路図である。この図５におい
て、交流−直流変換器１０と直流−交流変換器６と直流
中間回路に接続した平滑コンデンサ１１とでなるインバ
ータ装置により、商用電源９からの交流電力は、可変電
圧・可変周波数の交流電力に変換されて誘導電動機７を
所望の回転速度で駆動するのであるが、この誘導電動機
７には負荷８が結合されている。
【０００７】周波数設定器１が設定する周波数設定値は
周波数／電圧変換器３へ与えられて、これに入力する周
波数設定値に対応した電圧を出力する。これをパルス幅
変調回路４とベース駆動回路５を介して直流−交流変換
器６に与えることで、インバータ装置は周波数設定器１
で設定した周波数に対応した電圧と周波数の交流電力を
誘導電動機７へ出力する。
周波数／電圧変換器３へ与えられて、これに入力する周
波数設定値に対応した電圧を出力する。これをパルス幅
変調回路４とベース駆動回路５を介して直流−交流変換
器６に与えることで、インバータ装置は周波数設定器１
で設定した周波数に対応した電圧と周波数の交流電力を
誘導電動機７へ出力する。
【０００８】商用電源９が停電しても誘導電動機７が運
転を継続すれば、平滑コンデンサ１１の電圧が低下す
る。中間電圧検出回路１２が検出する平滑コンデンサ１
１の電圧が不足電圧設定器１３で設定した遮断値以下に
低下したことを比較器１４が検出すれば、タイマ１５が
スタートし、ベース駆動回路５を介して直流−交流変換
器６の出力を遮断して誘導電動機７を自由回転状態にす
ると共に、保持回路１７に信号を送って、この時点での
周波数値を保持させる。時間設定器１６が予め設定して
いる時間が経過すると（このとき瞬時停電は既に復旧し
ている）タイマ１５は停止してリセットされると共に、
保持回路１７に記憶されていた電力遮断時の周波数値が
周波数／電圧変換器３に与えられ、誘導電動機７は停電
直前の電圧と周波数の交流電力により運転を再開するこ
とになる。なお、時間設定器１６で設定する時間は、電
動機の残留電圧の影響が少なくなるまでの時間を目安に
設定する。
転を継続すれば、平滑コンデンサ１１の電圧が低下す
る。中間電圧検出回路１２が検出する平滑コンデンサ１
１の電圧が不足電圧設定器１３で設定した遮断値以下に
低下したことを比較器１４が検出すれば、タイマ１５が
スタートし、ベース駆動回路５を介して直流−交流変換
器６の出力を遮断して誘導電動機７を自由回転状態にす
ると共に、保持回路１７に信号を送って、この時点での
周波数値を保持させる。時間設定器１６が予め設定して
いる時間が経過すると（このとき瞬時停電は既に復旧し
ている）タイマ１５は停止してリセットされると共に、
保持回路１７に記憶されていた電力遮断時の周波数値が
周波数／電圧変換器３に与えられ、誘導電動機７は停電
直前の電圧と周波数の交流電力により運転を再開するこ
とになる。なお、時間設定器１６で設定する時間は、電
動機の残留電圧の影響が少なくなるまでの時間を目安に
設定する。
【０００９】インバータ装置が運転を再開した時点での
出力電力の周波数値と電動機回転速度と差が大きいと大
きな突入電流が流れる。この突入電流は変流器２０で検
出される。この突入電流が電流制限レベル検出回路１８
で定めた値を越えると、周波数切り換え器１９により加
減速演算器２への入力を零ヘルツにすると共にベース駆
動回路５へは直流−交流変換器６の出力を瞬時に遮断さ
せる信号を送ることにより、当該インバータ装置が一定
値以上の電流を流すのを阻止する。但し電流が常時制限
値以上になって、インバータ装置の出力が長時間継続し
て遮断となることはない。この状態が継続することによ
り、インバータ装置の出力周波数と誘導電動機７の回転
速度とがほぼ一致すれば、電流制限レベル検出回路１８
の出力は零となり、加減速演算器２の出力は、周波数設
定器１で設定した周波数値，すなわち定常運転速度へ復
帰するべく加速していく。
出力電力の周波数値と電動機回転速度と差が大きいと大
きな突入電流が流れる。この突入電流は変流器２０で検
出される。この突入電流が電流制限レベル検出回路１８
で定めた値を越えると、周波数切り換え器１９により加
減速演算器２への入力を零ヘルツにすると共にベース駆
動回路５へは直流−交流変換器６の出力を瞬時に遮断さ
せる信号を送ることにより、当該インバータ装置が一定
値以上の電流を流すのを阻止する。但し電流が常時制限
値以上になって、インバータ装置の出力が長時間継続し
て遮断となることはない。この状態が継続することによ
り、インバータ装置の出力周波数と誘導電動機７の回転
速度とがほぼ一致すれば、電流制限レベル検出回路１８
の出力は零となり、加減速演算器２の出力は、周波数設
定器１で設定した周波数値，すなわち定常運転速度へ復
帰するべく加速していく。
【００１０】図６は図５で既述の従来例回路が停電復旧
時にインバータ装置から出力する交流電力の周波数値を
停電直前と同じ値にした場合の動作を示したタイムチャ
ートであって、図６は商用電源９の電圧状態の変化を
示し、図６は誘導電動機７の回転速度の変化（破線）
とインバータ装置の出力周波数（実線）の変化を示して
いる。この図６において、Ｔ1 は瞬時停電期間，Ｔ2 は
停電中の運転継続期間，Ｔ3 はインバータ装置の出力遮
断期間，Ｔ4 は同期引き込み動作期間，Ｔ5 は再加速期
間であって、Ｔ6 は定常運転期間を示している。
時にインバータ装置から出力する交流電力の周波数値を
停電直前と同じ値にした場合の動作を示したタイムチャ
ートであって、図６は商用電源９の電圧状態の変化を
示し、図６は誘導電動機７の回転速度の変化（破線）
とインバータ装置の出力周波数（実線）の変化を示して
いる。この図６において、Ｔ1 は瞬時停電期間，Ｔ2 は
停電中の運転継続期間，Ｔ3 はインバータ装置の出力遮
断期間，Ｔ4 は同期引き込み動作期間，Ｔ5 は再加速期
間であって、Ｔ6 は定常運転期間を示している。
【００１１】図７は停電復旧時にインバータ装置が出力
する交流電力の周波数値を零から徐々に上昇させた場合
の動作を示したタイムチャートであって、図７は商用
電源９の電圧状態の変化を示し、図７は誘導電動機７
の回転速度の変化（破線）とインバータ装置の出力周波
数（実線）の変化を示している。この図７において、Ｔ
1 は瞬時停電期間，Ｔ2 は停電中の運転継続期間，Ｔ3
はインバータ装置の出力遮断期間，Ｔ14は同期引き込み
動作期間，Ｔ15は再加速期間であってＴ16は定常運転期
間を示している。
する交流電力の周波数値を零から徐々に上昇させた場合
の動作を示したタイムチャートであって、図７は商用
電源９の電圧状態の変化を示し、図７は誘導電動機７
の回転速度の変化（破線）とインバータ装置の出力周波
数（実線）の変化を示している。この図７において、Ｔ
1 は瞬時停電期間，Ｔ2 は停電中の運転継続期間，Ｔ3
はインバータ装置の出力遮断期間，Ｔ14は同期引き込み
動作期間，Ｔ15は再加速期間であってＴ16は定常運転期
間を示している。
【００１２】図８は自由回転中の誘導電動機７に直流を
流すことで得られる電流の周波数から電動機の回転速度
（すなわち周波数値）を推定し、この推定周波数値で運
転を再開させるサーチ方式の動作を示したタイムチャー
トであって、図８は商用電源９の電圧状態の変化を示
し、図８は誘導電動機７の回転速度の変化（破線）と
インバータ装置の出力周波数（実線）の変化を示してい
る。この図８において、Ｔ1 は瞬時停電期間，Ｔ2 は停
電中の運転継続期間，Ｔ23はインバータ装置の出力遮断
期間，Ｔ24は速度推定（サーチ）動作期間，Ｔ25は再加
速期間を示している。
流すことで得られる電流の周波数から電動機の回転速度
（すなわち周波数値）を推定し、この推定周波数値で運
転を再開させるサーチ方式の動作を示したタイムチャー
トであって、図８は商用電源９の電圧状態の変化を示
し、図８は誘導電動機７の回転速度の変化（破線）と
インバータ装置の出力周波数（実線）の変化を示してい
る。この図８において、Ｔ1 は瞬時停電期間，Ｔ2 は停
電中の運転継続期間，Ｔ23はインバータ装置の出力遮断
期間，Ｔ24は速度推定（サーチ）動作期間，Ｔ25は再加
速期間を示している。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】前述した各タイムチャ
ートから明らかなように、誘導電動機７に速度検出器を
取り付けないで運転する場合において、瞬時停電後に電
動機を停止させることなく再始動をさせた場合に、電動
機速度が低下しているにもかかわらずインバータ装置が
出力する交流電力の周波数値を停電直前の値にすると、
図６に示すように、同期引き込みに長い時間（図６のＴ
4 ）が必要になる。またインバータ装置が出力する交流
電力の周波数値を零からスタートさせた場合も、図７に
示すように同期引き込みに長い時間（図７のＴ14）が必
要になるし、サーチ方式は残留電圧の影響を受けないよ
うにするために、図８に示すようにインバータ装置の出
力遮断期間（図８のＴ23）が長くなって、サーチ開始時
期が遅くなる。よっていずれの方法でも同期引き込みに
長い時間が必要になる欠点があった。
ートから明らかなように、誘導電動機７に速度検出器を
取り付けないで運転する場合において、瞬時停電後に電
動機を停止させることなく再始動をさせた場合に、電動
機速度が低下しているにもかかわらずインバータ装置が
出力する交流電力の周波数値を停電直前の値にすると、
図６に示すように、同期引き込みに長い時間（図６のＴ
4 ）が必要になる。またインバータ装置が出力する交流
電力の周波数値を零からスタートさせた場合も、図７に
示すように同期引き込みに長い時間（図７のＴ14）が必
要になるし、サーチ方式は残留電圧の影響を受けないよ
うにするために、図８に示すようにインバータ装置の出
力遮断期間（図８のＴ23）が長くなって、サーチ開始時
期が遅くなる。よっていずれの方法でも同期引き込みに
長い時間が必要になる欠点があった。
【００１４】そこでこの発明の目的は、瞬時停電後の電
動機の運転再開時に、速度検出器を使用せずに、突入電
流を抑制すると共に短時間で同期引き込みができるよう
にすることにある。
動機の運転再開時に、速度検出器を使用せずに、突入電
流を抑制すると共に短時間で同期引き込みができるよう
にすることにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、この発明のインバータ装置は、所望の電圧と周波
数の交流電力を出力して電動機を可変速運転させ、電源
が停電すれば電動機を自由回転にするインバータ装置
に、電動機と負荷との合計のはずみ車効果を設定するは
ずみ車効果設定器と、回転速度と負荷トルクとの関係を
設定するトルク特性設定器と、電動機の各種定数を設定
する電動機定数設定器と、インバータ装置から検出する
出力電圧指令値または検出値および電流検出値と前記電
動機定数設定値から前記負荷のトルクを演算するトルク
演算器と、前記電源の停電発生時点の前記インバータ装
置の出力周波数を記憶する周波数記憶回路と、前記電源
の停電発生時点から予め定めた時間の経過を計測するタ
イマと、前記はずみ車効果設定器の出力と、前記トルク
特性設定器の出力と、前記トルク演算器の演算値および
前記周波数記憶回路の記憶値とを入力して前記タイマが
計測する時間が経過した時点での前記電動機の回転速度
を演算する電動機速度演算器とを備え、前記インバータ
装置が出力する交流電力の電圧と周波数を前記電動機速
度演算器が演算する回転速度に対応する値にして前記電
動機の運転を再開させる。
めに、この発明のインバータ装置は、所望の電圧と周波
数の交流電力を出力して電動機を可変速運転させ、電源
が停電すれば電動機を自由回転にするインバータ装置
に、電動機と負荷との合計のはずみ車効果を設定するは
ずみ車効果設定器と、回転速度と負荷トルクとの関係を
設定するトルク特性設定器と、電動機の各種定数を設定
する電動機定数設定器と、インバータ装置から検出する
出力電圧指令値または検出値および電流検出値と前記電
動機定数設定値から前記負荷のトルクを演算するトルク
演算器と、前記電源の停電発生時点の前記インバータ装
置の出力周波数を記憶する周波数記憶回路と、前記電源
の停電発生時点から予め定めた時間の経過を計測するタ
イマと、前記はずみ車効果設定器の出力と、前記トルク
特性設定器の出力と、前記トルク演算器の演算値および
前記周波数記憶回路の記憶値とを入力して前記タイマが
計測する時間が経過した時点での前記電動機の回転速度
を演算する電動機速度演算器とを備え、前記インバータ
装置が出力する交流電力の電圧と周波数を前記電動機速
度演算器が演算する回転速度に対応する値にして前記電
動機の運転を再開させる。
【００１６】または、前記電源の停電発生時点から予め
定めた時間の経過を計測するタイマと、予め設定された
複数の再始動周波数値を備えた周波数設定器と、前記周
波数記憶回路の記憶値を入力して前記タイマが計測する
時間経過後の前記電動機の回転速度に対応する周波数を
前記周波数設定器から選択する再始動周波数選択回路と
を備え、前記インバータ装置が出力する交流電力の電圧
と周波数を、前記再始動周波数選択回路からの選択値に
対応する値にして前記電動機の運転を再開させる。
定めた時間の経過を計測するタイマと、予め設定された
複数の再始動周波数値を備えた周波数設定器と、前記周
波数記憶回路の記憶値を入力して前記タイマが計測する
時間経過後の前記電動機の回転速度に対応する周波数を
前記周波数設定器から選択する再始動周波数選択回路と
を備え、前記インバータ装置が出力する交流電力の電圧
と周波数を、前記再始動周波数選択回路からの選択値に
対応する値にして前記電動機の運転を再開させる。
【００１７】
【発明の実施の形態】図１は本発明の第１実施例を表し
たブロック回路図であるが、この図１の第１実施例回路
は、図５で既述の従来例回路に、一点鎖線で囲んだ部
分，すなわち電動機定数設定器３０，トルク演算器３
１，スイッチ３２，電動機速度演算器３３，速度−負荷
トルク特性設定器３４および負荷ＧＤ2 設定器３５を追
加して構成しているが、この追加部分以外の動作は図５
で既述の従来例回路と同じである。よってここでは追加
部分の動作のみを説明する。
たブロック回路図であるが、この図１の第１実施例回路
は、図５で既述の従来例回路に、一点鎖線で囲んだ部
分，すなわち電動機定数設定器３０，トルク演算器３
１，スイッチ３２，電動機速度演算器３３，速度−負荷
トルク特性設定器３４および負荷ＧＤ2 設定器３５を追
加して構成しているが、この追加部分以外の動作は図５
で既述の従来例回路と同じである。よってここでは追加
部分の動作のみを説明する。
【００１８】定常運転時にインバータ装置の出力電圧の
相当値と変流器２０が検出する出力電流と電動機定数設
定器３０が設定する電動機定数を用いて、トルク演算器
３１は負荷トルクを演算している。ここで、インバータ
装置の出力電圧の相当値とは、図１の周波数／電圧変換
器３の出力の如く電圧指令値であっても良く、別途に出
力電圧を検出している場合などは実際値でも良い。
相当値と変流器２０が検出する出力電流と電動機定数設
定器３０が設定する電動機定数を用いて、トルク演算器
３１は負荷トルクを演算している。ここで、インバータ
装置の出力電圧の相当値とは、図１の周波数／電圧変換
器３の出力の如く電圧指令値であっても良く、別途に出
力電圧を検出している場合などは実際値でも良い。
【００１９】瞬時停電が発生して比較器１４の動作によ
りタイマ１５が動作すると、保持回路１７とスイッチ３
２により瞬時停電発生時の加減速演算器２が出力する周
波数値とトルク演算器３１が演算する負荷トルクがホー
ルドされる。更にインバータ装置の出力が遮断されてい
る期間（すなわちタイマ１５の動作中）に、速度−負荷
トルク特性設定器３４の出力と時間設定器１６の設定値
と負荷ＧＤ2 設定器３５で得られるはずみ車効果および
ホールドされている前記の負荷トルクと運転周波数とを
用いて、電動機速度演算器３３は再始動開始時の電動機
速度とその周波数換算値とを演算しておく。
りタイマ１５が動作すると、保持回路１７とスイッチ３
２により瞬時停電発生時の加減速演算器２が出力する周
波数値とトルク演算器３１が演算する負荷トルクがホー
ルドされる。更にインバータ装置の出力が遮断されてい
る期間（すなわちタイマ１５の動作中）に、速度−負荷
トルク特性設定器３４の出力と時間設定器１６の設定値
と負荷ＧＤ2 設定器３５で得られるはずみ車効果および
ホールドされている前記の負荷トルクと運転周波数とを
用いて、電動機速度演算器３３は再始動開始時の電動機
速度とその周波数換算値とを演算しておく。
【００２０】ここで、電動機の自由回転（空転）時の速
度Ｎ2 （単位 r/min）と，経過時間（単位 s），負荷ト
ルクＴL （単位 N・m ），全慣性モーメントＪ（単位 k
g ・m 2 ），自由回転開始時（瞬時停電発生時）の電動
機速度Ｎ1 （単位 r/min）との関係は、次の数式１で表
される。
度Ｎ2 （単位 r/min）と，経過時間（単位 s），負荷ト
ルクＴL （単位 N・m ），全慣性モーメントＪ（単位 k
g ・m 2 ），自由回転開始時（瞬時停電発生時）の電動
機速度Ｎ1 （単位 r/min）との関係は、次の数式１で表
される。
【００２１】
【数１】
数式１において、経過時間ｔ（単位 s）はタイマ１５の
出力，Ｊは負荷ＧＤ2設定器３５の出力，Ｎ1 は速度指
令値によりそれぞれ既知の値であり、負荷トルクＴL は
トルク演算器３１の出力を用いれば良い。また、負荷ト
ルクを電動機速度の関数としても良い。なお、負荷ＧＤ
2 と全慣性モーメントＪとは、ＧＤ2 ＝４・Ｊの関係に
ある。
出力，Ｊは負荷ＧＤ2設定器３５の出力，Ｎ1 は速度指
令値によりそれぞれ既知の値であり、負荷トルクＴL は
トルク演算器３１の出力を用いれば良い。また、負荷ト
ルクを電動機速度の関数としても良い。なお、負荷ＧＤ
2 と全慣性モーメントＪとは、ＧＤ2 ＝４・Ｊの関係に
ある。
【００２２】タイマ１５がタイムアップしてインバータ
装置が出力を再開する際に、前記電動機速度演算器３３
で演算した電動機速度の周波数換算値を加減速演算器２
の出力へワンショットで代入する。その結果、誘導電動
機７の空転回転速度に近い周波数値での再始動がなされ
る。図２は図１に図示の第１実施例回路の動作を表した
タイムチャートであって、図２は商用電源９の電圧状
態の変化を示し、図２は誘導電動機７の回転速度の変
化（破線）とインバータ装置の出力周波数（実線）の変
化を示している。この図２において、Ｔ1 は瞬時停電期
間，Ｔ2 は停電中の運転継続期間，Ｔ3 はインバータ装
置の出力遮断期間，Ｔ34は同期引き込み動作期間，Ｔ35
は再加速期間であってＴ36は定常運転期間を示してい
る。
装置が出力を再開する際に、前記電動機速度演算器３３
で演算した電動機速度の周波数換算値を加減速演算器２
の出力へワンショットで代入する。その結果、誘導電動
機７の空転回転速度に近い周波数値での再始動がなされ
る。図２は図１に図示の第１実施例回路の動作を表した
タイムチャートであって、図２は商用電源９の電圧状
態の変化を示し、図２は誘導電動機７の回転速度の変
化（破線）とインバータ装置の出力周波数（実線）の変
化を示している。この図２において、Ｔ1 は瞬時停電期
間，Ｔ2 は停電中の運転継続期間，Ｔ3 はインバータ装
置の出力遮断期間，Ｔ34は同期引き込み動作期間，Ｔ35
は再加速期間であってＴ36は定常運転期間を示してい
る。
【００２３】この図２で明らかなように、本発明による
同期引き込み動作期間Ｔ34は、図６に図示の従来例回路
での同期引き込み動作期間Ｔ4 よりも大幅に短縮されて
いることが分かる。なお、電動機速度演算器３３などで
実施される演算にマイクロ・コンピュータなどの高速演
算装置を使用するならば、その計算時間は電動機二次時
定数などで定まる待ち時間よりもはるかに短い。
同期引き込み動作期間Ｔ34は、図６に図示の従来例回路
での同期引き込み動作期間Ｔ4 よりも大幅に短縮されて
いることが分かる。なお、電動機速度演算器３３などで
実施される演算にマイクロ・コンピュータなどの高速演
算装置を使用するならば、その計算時間は電動機二次時
定数などで定まる待ち時間よりもはるかに短い。
【００２４】図３は本発明の第２実施例を表したブロッ
ク回路図であるが、この図３の第２実施例回路は、図１
で既述の第１実施例回路における一点鎖線で囲んだ部分
を、定常運転周波数領域判別器４０と再始動周波数設定
器４１および切り換えスイッチ４２に置換して構成して
いるが、この置換部分以外の動作は図５で既述の従来例
回路と同じである。よってここでは置換部分の動作のみ
を説明する。
ク回路図であるが、この図３の第２実施例回路は、図１
で既述の第１実施例回路における一点鎖線で囲んだ部分
を、定常運転周波数領域判別器４０と再始動周波数設定
器４１および切り換えスイッチ４２に置換して構成して
いるが、この置換部分以外の動作は図５で既述の従来例
回路と同じである。よってここでは置換部分の動作のみ
を説明する。
【００２５】図３に図示の第２実施例回路では、電動機
定数と負荷トルク特性が予め分かっていれば、時間設定
器１６で定めた時間が経過した後の誘導電動機７の回転
速度がどの程度低下しているかを予め算出することが可
能である。よってこの第２実施例回路では、複雑な電動
機定数の設定や速度−負荷トルク特性の設定は行わな
い。すなわち再始動周波数設定器４１で予め複数の再始
動周波数を設定しておき、タイマ１５の動作開始時での
運転周波数を定常運転周波数領域判別器４０で判別し、
これに対応した再始動周波数を切り換えスイッチ４２に
より再始動周波数設定器４１から選択する。
定数と負荷トルク特性が予め分かっていれば、時間設定
器１６で定めた時間が経過した後の誘導電動機７の回転
速度がどの程度低下しているかを予め算出することが可
能である。よってこの第２実施例回路では、複雑な電動
機定数の設定や速度−負荷トルク特性の設定は行わな
い。すなわち再始動周波数設定器４１で予め複数の再始
動周波数を設定しておき、タイマ１５の動作開始時での
運転周波数を定常運転周波数領域判別器４０で判別し、
これに対応した再始動周波数を切り換えスイッチ４２に
より再始動周波数設定器４１から選択する。
【００２６】図４は図３に図示の第２実施例回路の動作
を表したタイムチャートであって、図４は商用電源９
の電圧状態の変化を示し、図４は定常運転周波数が高
い場合の誘導電動機７の回転速度の変化（破線）とイン
バータ装置の出力周波数（実線）の変化を示し、図４
は定常運転周波数が低い場合の誘導電動機７の回転速度
の変化（破線）とインバータ装置の出力周波数（実線）
の変化を示しているが、この図４において、Ｔ1 は瞬時
停電期間，Ｔ2 は停電中の運転継続期間，Ｔ3はインバ
ータ装置の出力遮断期間，Ｔ44は同期引き込み動作期
間，Ｔ45は再加速期間であってＴ46は定常運転期間を示
している。
を表したタイムチャートであって、図４は商用電源９
の電圧状態の変化を示し、図４は定常運転周波数が高
い場合の誘導電動機７の回転速度の変化（破線）とイン
バータ装置の出力周波数（実線）の変化を示し、図４
は定常運転周波数が低い場合の誘導電動機７の回転速度
の変化（破線）とインバータ装置の出力周波数（実線）
の変化を示しているが、この図４において、Ｔ1 は瞬時
停電期間，Ｔ2 は停電中の運転継続期間，Ｔ3はインバ
ータ装置の出力遮断期間，Ｔ44は同期引き込み動作期
間，Ｔ45は再加速期間であってＴ46は定常運転期間を示
している。
【００２７】この第２実施例回路では、定常運転周波数
の大小に対応して再始動周波数を切り換えるが、周波数
を細かく分割してその設定数を多くすれば、同期引き込
み時間をより一層短縮できる。
の大小に対応して再始動周波数を切り換えるが、周波数
を細かく分割してその設定数を多くすれば、同期引き込
み時間をより一層短縮できる。
【００２８】
【発明の効果】従来のインバータ装置では、負荷である
電動機に速度検出器を取り付けていない場合に電源に瞬
時停電が発生すると、再始動の際の同期引き込み時に過
大な突入電流が発生すると共に、同期引き込み時間が長
くなる不具合があったが、本発明では、再始動時の電動
機回転速度に近い周波数の交流電力をインバータ装置か
ら出力させる回路構成にしているので、再始動時の突入
電流を抑制することができるし、電動機を同期状態へ引
き込むまでの時間が従来に比べて大幅に短縮できる効果
が得られる。更に第２の発明では、負荷トルクの演算や
自由回転中の電動機回転速度の演算が不要になるので、
この演算に要する時間を節約できるし、これらの計算に
必要な回路を省略できる効果も合わせて得られる。
電動機に速度検出器を取り付けていない場合に電源に瞬
時停電が発生すると、再始動の際の同期引き込み時に過
大な突入電流が発生すると共に、同期引き込み時間が長
くなる不具合があったが、本発明では、再始動時の電動
機回転速度に近い周波数の交流電力をインバータ装置か
ら出力させる回路構成にしているので、再始動時の突入
電流を抑制することができるし、電動機を同期状態へ引
き込むまでの時間が従来に比べて大幅に短縮できる効果
が得られる。更に第２の発明では、負荷トルクの演算や
自由回転中の電動機回転速度の演算が不要になるので、
この演算に要する時間を節約できるし、これらの計算に
必要な回路を省略できる効果も合わせて得られる。
【図１】本発明の第１実施例を表したブロック回路図
【図２】図１に図示の第１実施例回路の動作を表したタ
イムチャート
イムチャート
【図３】本発明の第２実施例を表したブロック回路図
【図４】図３に図示の第２実施例回路の動作を表したタ
イムチャート
イムチャート
【図５】再始動装置付きインバータ装置の従来例を示し
たブロック回路図
たブロック回路図
【図６】図５で既述の従来例回路が停電復旧時にインバ
ータ装置から出力する交流電力の周波数値を停電直前と
同じ値にした場合の動作を示したタイムチャート
ータ装置から出力する交流電力の周波数値を停電直前と
同じ値にした場合の動作を示したタイムチャート
【図７】停電復旧時にインバータ装置が出力する交流電
力の周波数値を零から徐々に上昇させた場合の動作を示
したタイムチャート
力の周波数値を零から徐々に上昇させた場合の動作を示
したタイムチャート
【図８】自由回転中の誘導電動機７に直流を流すことで
得られる電流の周波数から電動機の回転速度（すなわち
周波数値）を推定し、この推定周波数値で運転を再開さ
せるサーチ方式の動作を示したタイムチャート
得られる電流の周波数から電動機の回転速度（すなわち
周波数値）を推定し、この推定周波数値で運転を再開さ
せるサーチ方式の動作を示したタイムチャート
１ 周波数設定器
２ 加減速演算器
３ 周波数／電圧変換器
４ パルス幅変調回路
５ ベース駆動回路
６ 直流−交流変換器
７ 誘導電動機
９ 商用電源
１２ 中間電圧検出回路
１３ 不足電圧設定器
１４ 比較器
１５ タイマ
１６ 時間設定器
１７ 保持回路
１８ 電流制限レベル検出回路
１９ 周波数切り換え器
２０ 変流器
３０ 電動機定数設定器
３１ トルク演算器
３２ スイッチ
３３ 電動機速度演算器
３４ 速度−負荷トルク特性設定器
３５ 負荷ＧＤ2 設定器
４０ 定常運転周波数領域判別器
４１ 再始動周波数設定器
４２ 切り換えスイッチ
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 5H007 BB06 CA01 CB02 CB05 CC03
DB01 DC02 DC05 FA03 FA14
FA18 FA19 GA05
5H576 AA05 AA06 AA08 BB02 CC05
DD04 EE04 EE11 EE22 HA02
HB02 JJ03 JJ15 JJ18 JJ28
KK05 LL22 LL24 LL38 MM02
MM13
Claims (2)
- 【請求項１】所望の電圧と周波数の交流電力を出力して
電動機を可変速運転させるインバータ装置の電源停電時
には前記電動機を自由回転とし、該停電の復旧後に該電
動機を再始動させるインバータ装置において、 前記電動機とその負荷との合計のはずみ車効果を設定す
るはずみ車効果設定器と、 回転速度と前記負荷のトルクとの関係を設定するトルク
特性設定器と、 前記電動機の各種定数を設定する電動機定数設定器と、 前記インバータ装置の出力電圧指令値または検出値およ
び電流検出値と前記電動機定数設定値から前記負荷のト
ルクを演算するトルク演算器と、 前記電源の停電発生時点の前記インバータ装置の出力周
波数を記憶する周波数記憶回路と、 前記電源の停電発生時点から予め定めた時間の経過を計
測するタイマと、 前記はずみ車効果設定器の出力と、前記トルク特性設定
器の出力と、前記トルク演算器の演算値および前記周波
数記憶回路の記憶値とを入力して前記タイマが計測する
時間が経過した時点での前記電動機の回転速度を演算す
る電動機速度演算器とを備え、 前記インバータ装置が出力する交流電力の電圧と周波数
を前記電動機速度演算器が演算する回転速度に対応する
値にして前記電動機の運転を再開させることを特徴とす
るインバータ装置。 - 【請求項２】所望の電圧と周波数の交流電力を出力して
電動機を可変速運転させるインバータ装置の電源停電時
には前記電動機を自由回転とし、該停電の復旧後に該電
動機を再始動させるインバータ装置において、 前記電源の停電発生時点の前記インバータ装置の出力周
波数を記憶する周波数記憶回路と、 前記電源の停電発生時点から予め定めた時間の経過を計
測するタイマと、 予め設定された複数の再始動周波数値を備えた周波数設
定器と、 前記周波数記憶回路の記憶値を入力して前記タイマが計
測する時間経過後の前記電動機の回転速度に対応する周
波数を前記周波数設定器から選択する再始動周波数選択
回路とを備え、 前記インバータ装置が出力する交流電力の電圧と周波数
を、前記再始動周波数選択回路からの選択値に対応する
値にして前記電動機の運転を再開させることを特徴とす
るインバータ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002012553A JP2003219689A (ja) | 2002-01-22 | 2002-01-22 | インバータ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002012553A JP2003219689A (ja) | 2002-01-22 | 2002-01-22 | インバータ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003219689A true JP2003219689A (ja) | 2003-07-31 |
Family
ID=27649736
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002012553A Pending JP2003219689A (ja) | 2002-01-22 | 2002-01-22 | インバータ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003219689A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005039035A2 (ja) * | 2003-10-17 | 2005-04-28 | Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki | 交流電動機の制御方法及び制御装置 |
| JP2006087154A (ja) * | 2004-09-14 | 2006-03-30 | Toshiba Corp | インバータ駆動ブロワ制御装置 |
| JP2006254624A (ja) * | 2005-03-11 | 2006-09-21 | Fuji Electric Holdings Co Ltd | 交流交流変換器の制御装置 |
| JP2007070823A (ja) * | 2005-09-05 | 2007-03-22 | Chem Grouting Co Ltd | 固結材注入工法 |
| AT505561B1 (de) * | 2007-12-18 | 2009-02-15 | Seebacher Theodor Ernst | Vorrichtung zum ansteuern einer umwälzpumpe |
| KR100951505B1 (ko) | 2008-03-20 | 2010-04-07 | 엘에스산전 주식회사 | 인버터 제어장치 |
| JP2017139904A (ja) * | 2016-02-04 | 2017-08-10 | 三浦工業株式会社 | ボイラ |
| JP2020080644A (ja) * | 2013-12-20 | 2020-05-28 | ヴァレオ システム ドゥ コントロール モトゥール | 回転駆動システム、インバータを制御するための方法および関連するコンピュータプログラム |
-
2002
- 2002-01-22 JP JP2002012553A patent/JP2003219689A/ja active Pending
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2423423B (en) * | 2003-10-17 | 2007-08-15 | Yaskawa Denki Seisakusho Kk | AC Motor control method and control device |
| JP2005124336A (ja) * | 2003-10-17 | 2005-05-12 | Yaskawa Electric Corp | 交流電動機の制御方法及び制御装置 |
| WO2005039035A3 (ja) * | 2003-10-17 | 2005-07-14 | Yaskawa Denki Seisakusho Kk | 交流電動機の制御方法及び制御装置 |
| WO2005039035A2 (ja) * | 2003-10-17 | 2005-04-28 | Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki | 交流電動機の制御方法及び制御装置 |
| CN100433540C (zh) * | 2003-10-17 | 2008-11-12 | 株式会社安川电机 | 交流电动机的控制方法及控制装置 |
| US7317292B2 (en) | 2003-10-17 | 2008-01-08 | Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki | AC motor control method and control device |
| JP2006087154A (ja) * | 2004-09-14 | 2006-03-30 | Toshiba Corp | インバータ駆動ブロワ制御装置 |
| JP4733948B2 (ja) * | 2004-09-14 | 2011-07-27 | 株式会社東芝 | インバータ駆動ブロワ制御装置 |
| JP2006254624A (ja) * | 2005-03-11 | 2006-09-21 | Fuji Electric Holdings Co Ltd | 交流交流変換器の制御装置 |
| JP2007070823A (ja) * | 2005-09-05 | 2007-03-22 | Chem Grouting Co Ltd | 固結材注入工法 |
| AT505561B1 (de) * | 2007-12-18 | 2009-02-15 | Seebacher Theodor Ernst | Vorrichtung zum ansteuern einer umwälzpumpe |
| KR100951505B1 (ko) | 2008-03-20 | 2010-04-07 | 엘에스산전 주식회사 | 인버터 제어장치 |
| JP2020080644A (ja) * | 2013-12-20 | 2020-05-28 | ヴァレオ システム ドゥ コントロール モトゥール | 回転駆動システム、インバータを制御するための方法および関連するコンピュータプログラム |
| JP7017592B2 (ja) | 2013-12-20 | 2022-02-08 | ヴァレオ システム ドゥ コントロール モトゥール | 回転駆動システム、インバータを制御するための方法および関連するコンピュータプログラム |
| JP2017139904A (ja) * | 2016-02-04 | 2017-08-10 | 三浦工業株式会社 | ボイラ |
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