JP2003235277A - 電動機駆動システム - Google Patents
電動機駆動システムInfo
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- JP2003235277A JP2003235277A JP2002159144A JP2002159144A JP2003235277A JP 2003235277 A JP2003235277 A JP 2003235277A JP 2002159144 A JP2002159144 A JP 2002159144A JP 2002159144 A JP2002159144 A JP 2002159144A JP 2003235277 A JP2003235277 A JP 2003235277A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】始動トルクの大きな誘導電動機を駆動するのに
好適な電動機駆動システムを提供する。 【解決手段】一次巻線をデルタ接続にした誘導電動機１
０に商用電源１から給電を開始することにより、誘導電
動機１０を始動させ、この始動が完了した後に前記一次
巻線をスター接続に切り替え、次に、商用電源１の電圧
位相と同期した位相の交流電圧を出力するＶＶＶＦイン
バータ６からの給電に切り替え、その後、ＶＶＶＦイン
バータ６から誘導電動機１０が所望する電圧，周波数の
交流電圧を供給する。
好適な電動機駆動システムを提供する。 【解決手段】一次巻線をデルタ接続にした誘導電動機１
０に商用電源１から給電を開始することにより、誘導電
動機１０を始動させ、この始動が完了した後に前記一次
巻線をスター接続に切り替え、次に、商用電源１の電圧
位相と同期した位相の交流電圧を出力するＶＶＶＦイン
バータ６からの給電に切り替え、その後、ＶＶＶＦイン
バータ６から誘導電動機１０が所望する電圧，周波数の
交流電圧を供給する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、織機等の産業機
械の動力源としての誘導電動機を駆動するための電動機
駆動システムに関する。
械の動力源としての誘導電動機を駆動するための電動機
駆動システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】図３は、この種の電動機駆動システムの
従来例を示す回路構成図であり、１は商用電源、２はイ
ンバータ主回路２１とインバータ制御回路２２とからな
る可変電圧可変周波数（ＶＶＶＦ）インバータ、３は電
磁接触器、４は誘導電動機、５は誘導電動機４で駆動さ
れる負荷を示す。
従来例を示す回路構成図であり、１は商用電源、２はイ
ンバータ主回路２１とインバータ制御回路２２とからな
る可変電圧可変周波数（ＶＶＶＦ）インバータ、３は電
磁接触器、４は誘導電動機、５は誘導電動機４で駆動さ
れる負荷を示す。
【０００３】図３に示した電動機駆動システムでは、先
ず、ＶＶＶＦインバータ２を起動させ、この起動が完了
すると、電磁接触器３を投入して、誘導電動機４を始動
させる。この始動時にはＶＶＶＦインバータ２が、イン
バータ制御回路２２の制御動作により、許容最低電圧，
許容最低周波数の交流電圧を出力しており、従って、誘
導電動機４も低速で回転し始める。
ず、ＶＶＶＦインバータ２を起動させ、この起動が完了
すると、電磁接触器３を投入して、誘導電動機４を始動
させる。この始動時にはＶＶＶＦインバータ２が、イン
バータ制御回路２２の制御動作により、許容最低電圧，
許容最低周波数の交流電圧を出力しており、従って、誘
導電動機４も低速で回転し始める。
【０００４】次に、インバータ制御回路２２の制御動作
により、ＶＶＶＦインバータ２は前記許容最低電圧，許
容最低周波数の交流電圧から徐々に電圧，周波数を増大
させて、最終的には誘導電動機４が所望する電圧，周波
数の交流電圧を出力することで、誘導電動機４の所望の
回転数で回転し、負荷５が稼働状態になる。
により、ＶＶＶＦインバータ２は前記許容最低電圧，許
容最低周波数の交流電圧から徐々に電圧，周波数を増大
させて、最終的には誘導電動機４が所望する電圧，周波
数の交流電圧を出力することで、誘導電動機４の所望の
回転数で回転し、負荷５が稼働状態になる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】図３に示した従来の電
動機駆動システムによると、負荷５としての産業機械を
始動させる時に、誘導電動機４が大きな始動トルクを必
要とする場合には、ＶＶＶＦインバータ２からはこの始
動トルクに対応する出力電流を誘導電動機４に流し込む
ことで始動可能であるが、このときには、ＶＶＶＦイン
バータ２を構成するインバータ主回路２１も前記始動ト
ルクに対応する出力電流を流せる電流定格を備える必要
があり、従って、このＶＶＶＦインバータ２の定格出力
容量は定格出力電圧と前記始動トルクに対応する出力電
流との積に基づく値となり、前記産業機械が稼働状態に
なったときのＶＶＶＦインバータ２の出力容量に比し
て、例えば数倍以上になり、その結果、この電動機駆動
システム、すなわち、ＶＶＶＦインバータ２が大型化，
コストアップするという問題があった。
動機駆動システムによると、負荷５としての産業機械を
始動させる時に、誘導電動機４が大きな始動トルクを必
要とする場合には、ＶＶＶＦインバータ２からはこの始
動トルクに対応する出力電流を誘導電動機４に流し込む
ことで始動可能であるが、このときには、ＶＶＶＦイン
バータ２を構成するインバータ主回路２１も前記始動ト
ルクに対応する出力電流を流せる電流定格を備える必要
があり、従って、このＶＶＶＦインバータ２の定格出力
容量は定格出力電圧と前記始動トルクに対応する出力電
流との積に基づく値となり、前記産業機械が稼働状態に
なったときのＶＶＶＦインバータ２の出力容量に比し
て、例えば数倍以上になり、その結果、この電動機駆動
システム、すなわち、ＶＶＶＦインバータ２が大型化，
コストアップするという問題があった。
【０００６】この発明の目的は上記問題点を解決し、特
に、ＶＶＶＦインバータを小型，安価にできる電動機駆
動システムを提供することにある。
に、ＶＶＶＦインバータを小型，安価にできる電動機駆
動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】この第１の発明の電動機
駆動システムでは、先ず、一次巻線がデルタ接続の誘導
電動機に商用電源から給電を開始して該誘導電動機を始
動させ、前記誘導電動機が始動完了後、前記商用電源か
ら給電しつつ該誘導電動機の一次巻線の接続をデルタ接
続からスター接続に切り替え、次に、前記商用電源から
給電され一次巻線がスター接続の前記誘導電動機を、予
め前記商用電源の電圧位相と同期した位相の交流電圧を
出力している可変電圧可変周波数インバータからの給電
に切り替え、その後、前記可変電圧可変周波数インバー
タから所望の電圧，周波数の交流電力を供給しつつ一次
巻線がスター接続の前記誘導電動機を駆動することを特
徴とする。
駆動システムでは、先ず、一次巻線がデルタ接続の誘導
電動機に商用電源から給電を開始して該誘導電動機を始
動させ、前記誘導電動機が始動完了後、前記商用電源か
ら給電しつつ該誘導電動機の一次巻線の接続をデルタ接
続からスター接続に切り替え、次に、前記商用電源から
給電され一次巻線がスター接続の前記誘導電動機を、予
め前記商用電源の電圧位相と同期した位相の交流電圧を
出力している可変電圧可変周波数インバータからの給電
に切り替え、その後、前記可変電圧可変周波数インバー
タから所望の電圧，周波数の交流電力を供給しつつ一次
巻線がスター接続の前記誘導電動機を駆動することを特
徴とする。
【０００８】また、第２の発明は前記第１の発明の電動
機駆動システムにおいて、前記誘導電動機への給電を前
記商用電源から前記インバータへ切り替えるときの該イ
ンバータの出力電圧を、該誘導電動機の商用周波数での
定格電圧より所定の値だけ低く設定したことを特徴とす
る。
機駆動システムにおいて、前記誘導電動機への給電を前
記商用電源から前記インバータへ切り替えるときの該イ
ンバータの出力電圧を、該誘導電動機の商用周波数での
定格電圧より所定の値だけ低く設定したことを特徴とす
る。
【０００９】さらに第３の発明の電動機駆動システムで
は、先ず、一次巻線がデルタ接続で速度センサ付きの誘
導電動機に商用電源から給電を開始して該誘導電動機を
始動させると共に、該商用電源から給電される可変電圧
可変周波数インバータは予め定めた周波数設定値に対応
した出力周波数の交流電圧を出力させ、前記速度センサ
からの検出信号に基づいて前記誘導電動機が前記周波数
設定値に対応する回転速度に到達する時刻を推定し、前
記推定した時刻になった時に、前記誘導電動機への給電
を前記商用電源から前記可変電圧可変周波数インバータ
に切り替えると共に、該誘導電動機の一次巻線の接続を
デルタ接続からスター接続に切り替え、その後、前記可
変電圧可変周波数インバータからは前記周波数設定値に
対応する出力周波数または所望の出力周波数の交流電力
を供給しつつ一次巻線がスター接続の前記誘導電動機を
駆動することを特徴とする。
は、先ず、一次巻線がデルタ接続で速度センサ付きの誘
導電動機に商用電源から給電を開始して該誘導電動機を
始動させると共に、該商用電源から給電される可変電圧
可変周波数インバータは予め定めた周波数設定値に対応
した出力周波数の交流電圧を出力させ、前記速度センサ
からの検出信号に基づいて前記誘導電動機が前記周波数
設定値に対応する回転速度に到達する時刻を推定し、前
記推定した時刻になった時に、前記誘導電動機への給電
を前記商用電源から前記可変電圧可変周波数インバータ
に切り替えると共に、該誘導電動機の一次巻線の接続を
デルタ接続からスター接続に切り替え、その後、前記可
変電圧可変周波数インバータからは前記周波数設定値に
対応する出力周波数または所望の出力周波数の交流電力
を供給しつつ一次巻線がスター接続の前記誘導電動機を
駆動することを特徴とする。
【００１０】この発明によれば、一次巻線がデルタ接続
の誘導電動機に商用電源から給電することにより、より
大きな一次電流、すなわち、より大きな始動トルクで前
記誘導電動機を始動させ、この始動が完了し、前記誘導
電動機の一次電流が小さくなった時点で前記誘導電動機
の一次巻線の接続をスター接続に切り替え、その後、可
変電圧可変周波数（ＶＶＶＦ）インバータから給電する
ことにより、前記誘導電動機の負荷が大きな始動トルク
を必要とする電動機駆動システムでも、前記ＶＶＶＦイ
ンバータの出力容量をより小さくすることが可能にな
る。
の誘導電動機に商用電源から給電することにより、より
大きな一次電流、すなわち、より大きな始動トルクで前
記誘導電動機を始動させ、この始動が完了し、前記誘導
電動機の一次電流が小さくなった時点で前記誘導電動機
の一次巻線の接続をスター接続に切り替え、その後、可
変電圧可変周波数（ＶＶＶＦ）インバータから給電する
ことにより、前記誘導電動機の負荷が大きな始動トルク
を必要とする電動機駆動システムでも、前記ＶＶＶＦイ
ンバータの出力容量をより小さくすることが可能にな
る。
【００１１】
【発明の実施の形態】図１は、この発明の第１の実施例
を示す電動機駆動システムの回路構成図であり、図３の
従来例回路と同一機能を有するものには同一符号を付し
ている。
を示す電動機駆動システムの回路構成図であり、図３の
従来例回路と同一機能を有するものには同一符号を付し
ている。
【００１２】すなわち、図１に示した実施例の回路構成
では商用電源１，負荷５の他に、インバータ主回路６１
とインバータ制御回路６２とからなり、このインバータ
制御回路６２の制御動作により商用電源１の電圧位相と
同期した位相の交流電圧が出力可能な可変電圧可変周波
数（ＶＶＶＦ）インバータ６、交流リアクトル７、ＭＣ
１，ＭＣ２の電磁接触器からなる主スイッチ回路８、デ
ルタ−スター（Δ−Ｙ）切替器９、一次巻線がオープン
で製作された誘導電動機１０、シーケンス制御回路１１
を備えている。
では商用電源１，負荷５の他に、インバータ主回路６１
とインバータ制御回路６２とからなり、このインバータ
制御回路６２の制御動作により商用電源１の電圧位相と
同期した位相の交流電圧が出力可能な可変電圧可変周波
数（ＶＶＶＦ）インバータ６、交流リアクトル７、ＭＣ
１，ＭＣ２の電磁接触器からなる主スイッチ回路８、デ
ルタ−スター（Δ−Ｙ）切替器９、一次巻線がオープン
で製作された誘導電動機１０、シーケンス制御回路１１
を備えている。
【００１３】図１に示した電動機駆動システムの動作
を、図２に示す波形図を参照しつつ、以下に説明する。
を、図２に示す波形図を参照しつつ、以下に説明する。
【００１４】先ず、商用電源１が確立している状態の時
刻Ｔ０で、シーケンス制御回路１１からの切替信号が発
せられ、この切替信号により、誘導電動機１０の一次巻
線はΔ−Ｙ切替器９によりデルタ（Δ）接続となり、こ
の接続を保持する。
刻Ｔ０で、シーケンス制御回路１１からの切替信号が発
せられ、この切替信号により、誘導電動機１０の一次巻
線はΔ−Ｙ切替器９によりデルタ（Δ）接続となり、こ
の接続を保持する。
【００１５】次に、時刻Ｔ１でシーケンス制御回路１１
から投入信号が発せられ、この投入信号により、主スイ
ッチ回路８の電磁接触器ＭＣ１を閉路させ、これを保持
すると、商用電源１からの給電が開始された一次巻線が
デルタ接続の誘導電動機１０が負荷５と共に始動する。
から投入信号が発せられ、この投入信号により、主スイ
ッチ回路８の電磁接触器ＭＣ１を閉路させ、これを保持
すると、商用電源１からの給電が開始された一次巻線が
デルタ接続の誘導電動機１０が負荷５と共に始動する。
【００１６】また、この時刻Ｔ１でシーケンス制御回路
１１から投入完了信号がインバータ制御回路６２へ発せ
られ、この投入完了信号により、ＶＶＶＦインバータ６
が起動し、このＶＶＶＦインバータ６は許容最低電圧，
許容最低周波数の交流電圧から徐々に電圧，周波数を増
大させ、最終的には誘導電動機１０の商用周波数での定
格電圧より後述の所定の値ΔＶだけ低い電圧、および商
用周波数の交流電圧を出力しつつ、無負荷状態で待機す
る。
１１から投入完了信号がインバータ制御回路６２へ発せ
られ、この投入完了信号により、ＶＶＶＦインバータ６
が起動し、このＶＶＶＦインバータ６は許容最低電圧，
許容最低周波数の交流電圧から徐々に電圧，周波数を増
大させ、最終的には誘導電動機１０の商用周波数での定
格電圧より後述の所定の値ΔＶだけ低い電圧、および商
用周波数の交流電圧を出力しつつ、無負荷状態で待機す
る。
【００１７】誘導電動機１０が始動完了後の時刻Ｔ２
で、シーケンス制御回路１１から新たな切替信号が発せ
られ、この切替信号により、Δ−Ｙ切替器９はΔ接続か
ら若干のデッドタイムΔｔ１を置いて、スター（Ｙ）接
続に切り替わることで、誘導電動機１０の一次巻線の接
続もデルタ接続からスター接続に切り替わりつつ、この
誘導電動機１０に対して商用電源１からの給電が続けら
れる。
で、シーケンス制御回路１１から新たな切替信号が発せ
られ、この切替信号により、Δ−Ｙ切替器９はΔ接続か
ら若干のデッドタイムΔｔ１を置いて、スター（Ｙ）接
続に切り替わることで、誘導電動機１０の一次巻線の接
続もデルタ接続からスター接続に切り替わりつつ、この
誘導電動機１０に対して商用電源１からの給電が続けら
れる。
【００１８】また、この時刻Ｔ２でシーケンス制御回路
１１から新たな投入完了信号がインバータ制御回路６２
へ発せられ、この投入完了信号により、インバータ制御
回路６２では商用電源１の何れか一相の電圧位相と、Ｖ
ＶＶＦインバータ６の出力電圧の前記商用電源１の対応
する相の電圧位相とを監視し、両者の位相が数サイクル
一致した時点で同期完了信号をシーケンス制御回路１１
へ送信する。
１１から新たな投入完了信号がインバータ制御回路６２
へ発せられ、この投入完了信号により、インバータ制御
回路６２では商用電源１の何れか一相の電圧位相と、Ｖ
ＶＶＦインバータ６の出力電圧の前記商用電源１の対応
する相の電圧位相とを監視し、両者の位相が数サイクル
一致した時点で同期完了信号をシーケンス制御回路１１
へ送信する。
【００１９】この同期完了信号を受信したシーケンス制
御回路１１では新たな投入信号を発し、この投入信号に
より、主スイッチ回路８は電磁接触器ＭＣ１を開路する
と共に、若干のデッドタイムΔｔ２（約１０ｍＳ〜２０
ｍＳ）を置いた時刻Ｔ３で、電磁接触器ＭＣ２を閉路
し、これを保持する。
御回路１１では新たな投入信号を発し、この投入信号に
より、主スイッチ回路８は電磁接触器ＭＣ１を開路する
と共に、若干のデッドタイムΔｔ２（約１０ｍＳ〜２０
ｍＳ）を置いた時刻Ｔ３で、電磁接触器ＭＣ２を閉路
し、これを保持する。
【００２０】なお、上述のデッドタイムΔｔ２の期間で
は誘導電動機１０がフリーラン状態にあり、従って、誘
導電動機１０は該電動機の２次時定数と負荷５とによる
残留電圧を発生している。この時、ＶＶＶＦインバータ
６の出力電圧を商用周波数での「定格電圧−ΔＶ」とし
て、この出力電圧を前記残留電圧に合わせるための前記
ΔＶは、予め実験等により求めておく。
は誘導電動機１０がフリーラン状態にあり、従って、誘
導電動機１０は該電動機の２次時定数と負荷５とによる
残留電圧を発生している。この時、ＶＶＶＦインバータ
６の出力電圧を商用周波数での「定格電圧−ΔＶ」とし
て、この出力電圧を前記残留電圧に合わせるための前記
ΔＶは、予め実験等により求めておく。
【００２１】前述のＭＣ２の閉路により、誘導電動機１
０への給電が商用電源１からＶＶＶＦインバータ６に切
り替わるが、ＶＶＶＦインバータ６から誘導電動機１０
への給電経路に交流リアクトル７が設置されているこ
と、および、ＶＶＶＦインバータ６の出力電圧の位相が
商用電源１の電圧の位相と同期した状態で、上述の如く
ΔＶだけ低い出力電圧に設定していることから、この切
替直後にＶＶＶＦインバータ６から一次巻線がスター接
続の誘導電動機１０へ流れる突入電流が抑制される。な
お、図示の交流リアクトル７は、誘導電動機１０の一次
巻線のインダクタンス成分などで代用することにより、
省略が可能である。
０への給電が商用電源１からＶＶＶＦインバータ６に切
り替わるが、ＶＶＶＦインバータ６から誘導電動機１０
への給電経路に交流リアクトル７が設置されているこ
と、および、ＶＶＶＦインバータ６の出力電圧の位相が
商用電源１の電圧の位相と同期した状態で、上述の如く
ΔＶだけ低い出力電圧に設定していることから、この切
替直後にＶＶＶＦインバータ６から一次巻線がスター接
続の誘導電動機１０へ流れる突入電流が抑制される。な
お、図示の交流リアクトル７は、誘導電動機１０の一次
巻線のインダクタンス成分などで代用することにより、
省略が可能である。
【００２２】また、上述の時刻Ｔ３で、シーケンス制御
回路１１より新たな投入完了信号がインバータ制御回路
６２に発せられ、この完了信号を起点に、誘導電動機１
０への給電を開始したＶＶＶＦインバータ６の出力電圧
を商用周波数での前述の「定格電圧−ΔＶ」から「定格
電圧」まで、徐々に増大させる。
回路１１より新たな投入完了信号がインバータ制御回路
６２に発せられ、この完了信号を起点に、誘導電動機１
０への給電を開始したＶＶＶＦインバータ６の出力電圧
を商用周波数での前述の「定格電圧−ΔＶ」から「定格
電圧」まで、徐々に増大させる。
【００２３】さらに時刻Ｔ４からは、インバータ制御回
路６２により、負荷５を駆動する一次巻線がスター接続
の誘導電動機１０が要求する電圧，周波数の交流電圧に
ＶＶＶＦインバータ６の出力電圧に徐々に変更していく
ことで、負荷５が稼働状態に入る。
路６２により、負荷５を駆動する一次巻線がスター接続
の誘導電動機１０が要求する電圧，周波数の交流電圧に
ＶＶＶＦインバータ６の出力電圧に徐々に変更していく
ことで、負荷５が稼働状態に入る。
【００２４】なお、ＶＶＶＦインバータ６としては、商
用電源１の交流電圧をタイオード整流器と平滑コンデン
サで直流電圧に変換し、この直流電圧を交流電圧に変換
するトランジスタとダイオードとの逆並列回路をブリッ
ジ接続してなるインバータ主回路６１と、前記トランジ
スタを、例えば、ＰＷＭ制御によりオン・オフ制御する
ことでインバータ主回路６１から所望の電圧，周波数の
交流電圧を出力させるインバータ制御回路６２とから構
成されている。また、インバータ制御回路６２の制御動
作により商用電源１の電圧位相と同期した位相の交流電
圧がインバータ主回路６１から出力可能である。
用電源１の交流電圧をタイオード整流器と平滑コンデン
サで直流電圧に変換し、この直流電圧を交流電圧に変換
するトランジスタとダイオードとの逆並列回路をブリッ
ジ接続してなるインバータ主回路６１と、前記トランジ
スタを、例えば、ＰＷＭ制御によりオン・オフ制御する
ことでインバータ主回路６１から所望の電圧，周波数の
交流電圧を出力させるインバータ制御回路６２とから構
成されている。また、インバータ制御回路６２の制御動
作により商用電源１の電圧位相と同期した位相の交流電
圧がインバータ主回路６１から出力可能である。
【００２５】図４は、この発明の第２の実施例を示す電
動機駆動システムの回路構成図であり、図１の実施例回
路と同一機能を有するものには同一符号を付している。
動機駆動システムの回路構成図であり、図１の実施例回
路と同一機能を有するものには同一符号を付している。
【００２６】すなわち図４に示した回路構成では、誘導
電動機１０には負荷５と共に速度センサ１０ａが連結さ
れ、また、シーケンス制御回路１１に代えてシーケンス
制御回路１２を備え、さらに、ＶＶＶＦインバータ６に
代えてインバータ主回路６１と、インバータ主回路６１
の出力電流を検出するシャント抵抗などの電流検出器６
１ａと、予め設定される周波数設定値（≦商用電源１の
周波数）と電流検出器６１ａの検出値などに基づきイン
バータ主回路６１から所望の周波数，電圧の交流電圧を
出力するためにインバータ主回路６１を構成するそれぞ
れのトランジスタをオン・オフ制御する機能と、速度セ
ンサ１０ａから得られる検出値などに基づきシーケンス
制御回路１２に投入・切替信号を送出する機能とを備え
たインバータ制御回路６３とからなるＶＶＶＦインバー
タ６ａを備えている。
電動機１０には負荷５と共に速度センサ１０ａが連結さ
れ、また、シーケンス制御回路１１に代えてシーケンス
制御回路１２を備え、さらに、ＶＶＶＦインバータ６に
代えてインバータ主回路６１と、インバータ主回路６１
の出力電流を検出するシャント抵抗などの電流検出器６
１ａと、予め設定される周波数設定値（≦商用電源１の
周波数）と電流検出器６１ａの検出値などに基づきイン
バータ主回路６１から所望の周波数，電圧の交流電圧を
出力するためにインバータ主回路６１を構成するそれぞ
れのトランジスタをオン・オフ制御する機能と、速度セ
ンサ１０ａから得られる検出値などに基づきシーケンス
制御回路１２に投入・切替信号を送出する機能とを備え
たインバータ制御回路６３とからなるＶＶＶＦインバー
タ６ａを備えている。
【００２７】図４に示した電動機駆動システムの動作
を、図５に示す波形図を参照しつつ、以下に説明する。
を、図５に示す波形図を参照しつつ、以下に説明する。
【００２８】先ず、商用電源１が確立している状態の時
刻Ｔ０で、シーケンス制御回路１２からの切替信号が発
せられ、この切替信号により、誘導電動機１０の一次巻
線はΔ−Ｙ切替器９によりデルタ（Δ）接続となり、こ
の接続を保持する。
刻Ｔ０で、シーケンス制御回路１２からの切替信号が発
せられ、この切替信号により、誘導電動機１０の一次巻
線はΔ−Ｙ切替器９によりデルタ（Δ）接続となり、こ
の接続を保持する。
【００２９】次に、時刻Ｔ１でＶＶＶＦインバータ６ａ
を始動させ、このＶＶＶＦインバータ６ａはインバータ
制御回路６３の制御動作により、予め定めた電圧／周波
数（Ｖ／ｆ）比に従いつつ、その出力周波数を予め設定
される周波数設定値（≦商用電源１の周波数）に対応し
た交流電圧を速やかに出力すると共に、このインバータ
制御回路６３からの投入・切替信号に基づきシーケンス
制御回路１２から投入信号が発せられ、この投入信号に
より、主スイッチ回路８の電磁接触器ＭＣ１を閉路さ
せ、これを保持することにより、商用電源１からの給電
が開始された一次巻線がデルタ接続の誘導電動機１０が
負荷５と共に始動する。
を始動させ、このＶＶＶＦインバータ６ａはインバータ
制御回路６３の制御動作により、予め定めた電圧／周波
数（Ｖ／ｆ）比に従いつつ、その出力周波数を予め設定
される周波数設定値（≦商用電源１の周波数）に対応し
た交流電圧を速やかに出力すると共に、このインバータ
制御回路６３からの投入・切替信号に基づきシーケンス
制御回路１２から投入信号が発せられ、この投入信号に
より、主スイッチ回路８の電磁接触器ＭＣ１を閉路さ
せ、これを保持することにより、商用電源１からの給電
が開始された一次巻線がデルタ接続の誘導電動機１０が
負荷５と共に始動する。
【００３０】上述の如く時刻Ｔ１で始動した誘導電動機
１０に対して、速度センサ１０ａを介したインバータ制
御回路６３がその都度の回転速度および加速度を演算
し、これらの演算結果に基づき誘導電動機１０が前記周
波数設定値（≦商用電源１の周波数）に対応する回転速
度に誘導電動機１０が到達する時刻Ｔ２を推定する。
１０に対して、速度センサ１０ａを介したインバータ制
御回路６３がその都度の回転速度および加速度を演算
し、これらの演算結果に基づき誘導電動機１０が前記周
波数設定値（≦商用電源１の周波数）に対応する回転速
度に誘導電動機１０が到達する時刻Ｔ２を推定する。
【００３１】前記時刻Ｔ２になった時に、インバータ制
御回路６３より投入・切替信号がシーケンス制御回路１
２に発せられ、主スイッチ回路８の電磁接触器ＭＣ１を
開路させると共に、Δ−Ｙ切替器９は誘導電動機１０の
一次巻線の接続をデルタ接続からスター接続に切り替え
る。さらに若干の時限Δｔ１を置いた後、主スイッチ回
路８の電磁接触器ＭＣ２を閉路させることにより、誘導
電動機１０への給電は商用電源１から可変電圧可変周波
数インバータ６ａに切り替わる。
御回路６３より投入・切替信号がシーケンス制御回路１
２に発せられ、主スイッチ回路８の電磁接触器ＭＣ１を
開路させると共に、Δ−Ｙ切替器９は誘導電動機１０の
一次巻線の接続をデルタ接続からスター接続に切り替え
る。さらに若干の時限Δｔ１を置いた後、主スイッチ回
路８の電磁接触器ＭＣ２を閉路させることにより、誘導
電動機１０への給電は商用電源１から可変電圧可変周波
数インバータ６ａに切り替わる。
【００３２】この誘導電動機１０への給電が可変電圧可
変周波数インバータ６ａに切り替わった直後の一次巻線
がスター接続の誘導電動機１０への突入電流は、交流リ
アクトル７と、電流検出器６１ａを介したインバータ制
御回路６３の電流制限動作（インバータ主回路６１の定
格出力電流値の１５０％程度に制限）とにより抑制する
ようにしている。なお、図示の交流リアクトル７は、誘
導電動機１０の一次巻線のインダクタンス成分などで代
用することにより、省略が可能である。
変周波数インバータ６ａに切り替わった直後の一次巻線
がスター接続の誘導電動機１０への突入電流は、交流リ
アクトル７と、電流検出器６１ａを介したインバータ制
御回路６３の電流制限動作（インバータ主回路６１の定
格出力電流値の１５０％程度に制限）とにより抑制する
ようにしている。なお、図示の交流リアクトル７は、誘
導電動機１０の一次巻線のインダクタンス成分などで代
用することにより、省略が可能である。
【００３３】時刻Ｔ３では、上述の動作説明から明らか
なように、誘導電動機１０の回転速度は商用電源１の周
波数に対応する値以下のときでは前記周波数設定値に対
応した値になっているが、要求される誘導電動機１０の
回転速度が商用電源１の周波数以上に対応する値のとき
には、さらに時刻Ｔ３から、インバータ制御回路６３に
より、負荷５を駆動する一次巻線がスター接続の誘導電
動機１０が要求する電圧，周波数の交流電圧にＶＶＶＦ
インバータ６ａの出力電圧に徐々に変更していくこと
で、負荷５が稼働状態に入る。
なように、誘導電動機１０の回転速度は商用電源１の周
波数に対応する値以下のときでは前記周波数設定値に対
応した値になっているが、要求される誘導電動機１０の
回転速度が商用電源１の周波数以上に対応する値のとき
には、さらに時刻Ｔ３から、インバータ制御回路６３に
より、負荷５を駆動する一次巻線がスター接続の誘導電
動機１０が要求する電圧，周波数の交流電圧にＶＶＶＦ
インバータ６ａの出力電圧に徐々に変更していくこと
で、負荷５が稼働状態に入る。
【００３４】商用電源１による始動時の加速特性（速度
の傾き）は負荷条件により異なるが、この第２の実施例
によれば、速度センサ１０ａから検出された回転速度お
よび加速度から誘導電動機１０が周波数設定値に対応す
る回転速度に到達する時間を推定することにより、商用
電源１からＶＶＶＦインバータへの切り替えを自動的に
行うことができる。また、第１の実施例によると、周波
数設定値が商用電源１の周波数以下の場合であっても、
誘導電動機１０を一旦商用周波数まで加速した後に周波
数設定値まで減速させる必要があるが、第２の実施例に
よれば、周波数設定値が商用電源１の周波数以下の場
合、その周波数設定値に直接到達させることができるの
で、周波数設定値への到達時間の短縮が可能となる。
の傾き）は負荷条件により異なるが、この第２の実施例
によれば、速度センサ１０ａから検出された回転速度お
よび加速度から誘導電動機１０が周波数設定値に対応す
る回転速度に到達する時間を推定することにより、商用
電源１からＶＶＶＦインバータへの切り替えを自動的に
行うことができる。また、第１の実施例によると、周波
数設定値が商用電源１の周波数以下の場合であっても、
誘導電動機１０を一旦商用周波数まで加速した後に周波
数設定値まで減速させる必要があるが、第２の実施例に
よれば、周波数設定値が商用電源１の周波数以下の場
合、その周波数設定値に直接到達させることができるの
で、周波数設定値への到達時間の短縮が可能となる。
【００３５】なお、上述の第１，第２の実施例の動作説
明から明らかなように、誘導電動機１０の連続定格値は
一次巻線がスター接続で、且つ、負荷５が稼働時の値か
ら設定すればよく、また、デルタ接続時に必要とする始
動トルクは誘導電動機１０の短時間定格値として設定す
ればよい。
明から明らかなように、誘導電動機１０の連続定格値は
一次巻線がスター接続で、且つ、負荷５が稼働時の値か
ら設定すればよく、また、デルタ接続時に必要とする始
動トルクは誘導電動機１０の短時間定格値として設定す
ればよい。
【００３６】
【発明の効果】この発明によれば、一次巻線がデルタ接
続の誘導電動機に商用電源から給電することにより、よ
り大きな一次電流、すなわち、より大きな始動トルク
（具体的にはスター接続の約３倍）で前記誘導電動機を
始動させ、この始動が完了し、前記誘導電動機の一次電
流が小さくなった時点で前記誘導電動機の一次巻線の接
続をスター接続に切り替え、その後、ＶＶＶＦインバー
タから給電することにより、誘導電動機の負荷が大きな
始動トルクを必要とする電動機駆動システムでも、ＶＶ
ＶＦインバータの出力容量をより小さくでき、この電動
機駆動システム全体を小型化，低価格にすることが可能
になる。
続の誘導電動機に商用電源から給電することにより、よ
り大きな一次電流、すなわち、より大きな始動トルク
（具体的にはスター接続の約３倍）で前記誘導電動機を
始動させ、この始動が完了し、前記誘導電動機の一次電
流が小さくなった時点で前記誘導電動機の一次巻線の接
続をスター接続に切り替え、その後、ＶＶＶＦインバー
タから給電することにより、誘導電動機の負荷が大きな
始動トルクを必要とする電動機駆動システムでも、ＶＶ
ＶＦインバータの出力容量をより小さくでき、この電動
機駆動システム全体を小型化，低価格にすることが可能
になる。
【図１】この発明の第１の実施例を示す電動機駆動シス
テムの回路構成図
テムの回路構成図
【図２】図１の動作を説明する波形図
【図３】従来例を示す電動機駆動システムの回路構成図
【図４】この発明の第２の実施例を示す電動機駆動シス
テムの回路構成図
テムの回路構成図
【図５】図４の動作を説明する波形図
１…商用電源、２…ＶＶＶＦインバータ、３…電磁接触
器、４…誘導電動機、５…負荷、６，６ａ…ＶＶＶＦイ
ンバータ、７…交流リアクトル、８…主スイッチ回路、
９…Δ−Ｙ切替器、１０…誘導電動機、１０ａ…速度セ
ンサ、１１，１２…シーケンス制御回路、２１…インバ
ータ主回路、２２…インバータ制御回路、６１…インバ
ータ主回路、６１ａ…電流検出器、６２，６３…インバ
ータ制御回路、ＭＣ１，ＭＣ２…電磁接触器。
器、４…誘導電動機、５…負荷、６，６ａ…ＶＶＶＦイ
ンバータ、７…交流リアクトル、８…主スイッチ回路、
９…Δ−Ｙ切替器、１０…誘導電動機、１０ａ…速度セ
ンサ、１１，１２…シーケンス制御回路、２１…インバ
ータ主回路、２２…インバータ制御回路、６１…インバ
ータ主回路、６１ａ…電流検出器、６２，６３…インバ
ータ制御回路、ＭＣ１，ＭＣ２…電磁接触器。
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フロントページの続き
Ｆターム(参考） 5H001 AA02 AB02 AB04 AC01 AD01
AE01
5H576 AA02 BB03 CC05 DD04 EE04
FF01 GG03 HA02 HB02 LL03
Claims (3)
- 【請求項１】 先ず、一次巻線がデルタ接続の誘導電動
機に商用電源から給電を開始して該誘導電動機を始動さ
せ、 前記誘導電動機が始動完了後、前記商用電源から給電し
つつ該誘導電動機の一次巻線の接続をデルタ接続からス
ター接続に切り替え、 次に、前記商用電源から給電され一次巻線がスター接続
の前記誘導電動機を、予め前記商用電源の電圧位相と同
期した位相の交流電圧を出力している可変電圧可変周波
数インバータからの給電に切り替え、 その後、前記可変電圧可変周波数インバータから所望の
電圧，周波数の交流電力を供給しつつ一次巻線がスター
接続の前記誘導電動機を駆動することを特徴とする電動
機駆動システム。 - 【請求項２】 請求項１に記載の電動機駆動システムに
おいて、 前記誘導電動機への給電を前記商用電源から前記インバ
ータへ切り替えるときの該インバータの出力電圧を、該
誘導電動機の商用周波数での定格電圧より所定の値だけ
低く設定したことを特徴とする電動機駆動システム。 - 【請求項３】 先ず、一次巻線がデルタ接続で速度セン
サ付きの誘導電動機に商用電源から給電を開始して該誘
導電動機を始動させると共に、該商用電源から給電され
る可変電圧可変周波数インバータは予め定めた周波数設
定値に対応した出力周波数の交流電圧を出力させ、 前記速度センサからの検出信号に基づいて前記誘導電動
機が前記周波数設定値に対応する回転速度に到達する時
刻を推定し、 前記推定した時刻になった時に、前記誘導電動機への給
電を前記商用電源から前記可変電圧可変周波数インバー
タに切り替えると共に、該誘導電動機の一次巻線の接続
をデルタ接続からスター接続に切り替え、 その後、前記可変電圧可変周波数インバータからは前記
周波数設定値に対応する出力周波数または所望の出力周
波数の交流電力を供給しつつ一次巻線がスター接続の前
記誘導電動機を駆動することを特徴とする電動機駆動シ
ステム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002159144A JP2003235277A (ja) | 2001-12-07 | 2002-05-31 | 電動機駆動システム |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001-373921 | 2001-12-07 | ||
| JP2001373921 | 2001-12-07 | ||
| JP2002159144A JP2003235277A (ja) | 2001-12-07 | 2002-05-31 | 電動機駆動システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003235277A true JP2003235277A (ja) | 2003-08-22 |
Family
ID=27790586
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002159144A Pending JP2003235277A (ja) | 2001-12-07 | 2002-05-31 | 電動機駆動システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003235277A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009531015A (ja) * | 2006-03-24 | 2009-08-27 | ジーイー・アビエイション・システムズ・エルエルシー | 航空機エンジンスタータ／発電機およびコントローラ |
| KR101422905B1 (ko) * | 2012-01-30 | 2014-07-23 | 엘에스산전 주식회사 | 고압인버터 제어장치 및 고압인버터 시스템 |
| KR101529824B1 (ko) * | 2014-05-29 | 2015-06-17 | 엘에스산전 주식회사 | 고압인버터 시스템 |
-
2002
- 2002-05-31 JP JP2002159144A patent/JP2003235277A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009531015A (ja) * | 2006-03-24 | 2009-08-27 | ジーイー・アビエイション・システムズ・エルエルシー | 航空機エンジンスタータ／発電機およびコントローラ |
| KR101422905B1 (ko) * | 2012-01-30 | 2014-07-23 | 엘에스산전 주식회사 | 고압인버터 제어장치 및 고압인버터 시스템 |
| US9065352B2 (en) | 2012-01-30 | 2015-06-23 | Lsis Co., Ltd. | Medium voltage inverter control apparatus and medium voltage inverter system |
| KR101529824B1 (ko) * | 2014-05-29 | 2015-06-17 | 엘에스산전 주식회사 | 고압인버터 시스템 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050215 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060727 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20070111 |