JP2006325341A - 永久磁石モータの再始動方法及びインバータ装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 電圧指令演算手段4とPWM演算手段5と電流検出手段104と電圧検出手段3とを有し、電圧指令演算手段3は予め与えられた電圧指令と周波数指令に基づいて電圧検出手段3で検出した直流中間電圧検出値と電流検出手段04で検出した出力電流値により電圧指令値を演算しするインバータ制御装置による永久磁石モータ2の再始動方法において、フリーラン状態にある永久磁石モータ2を再始動させるとき、電圧指令演算手段4で前記電圧指令値を0にするようにした。
【選択図】図1
Description
ここで言う「フリーラン」とは、モータが停電等により無制御状態で慣性により惰走している状態をさしている。
従来技術の永久磁石モータの始動方法では、零電流制御により、永久磁石モータの誘起電圧の大きさ及び位相及び速度を推定することにより、磁極の位置を推定し、インバータの出力周波数及び位相及び電圧の大きさを設定し始動するものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、演算速度の遅い安価なCPUを用いていても過電圧・過電流異常を発生することなしに、高速でフリーランしている永久磁石モータを再始動することができる制御方法及びインバータ装置を提供することを目的としている。
請求項1に記載の発明は、インバータ制御装置による永久磁石モータの再始動方法に係り、三相交流をパワー素子により直流電圧に変換するコンバータ部と該コンバータ部で変換した電圧を平滑する平滑コンデンサと該平滑コンデンサによって平滑された直流中間電圧をパルス幅変調(PWM)制御方式により任意の周波数と電圧の交流に変換するインバータ部と該インバータ部から出力される出力電流値を検出するための電流検出手段を有して永久磁石モータに電力を供給するインバータ装置を制御するためのインバータ制御装置であって、電圧指令演算手段とPWM演算手段と直流電圧検出手段とを有し、前記電圧指令演算手段は予め与えられた電圧指令と周波数指令に基づいて前記電圧検出手段で検出した直流中間電圧検出値と前記電流検出手段で検出した出力電流値により電圧指令値を演算し、前記PWM演算手段は前記電圧指令演算手段の演算結果と前記周波数指令が入力されてインバータ部のスイッチングパターンを決定するインバータ制御装置による永久磁石モータの再始動方法において、フリーラン状態にある前記永久磁石モータを再始動させるとき、前記電圧指令演算手段で前記電圧指令値を0にすることを特徴としている。
請求項2に記載の発明は、請求項1記載の永久磁石モータの再始動方法において、前記電圧指令演算手段にて検出した永久磁石モータに流れる電流が、前記電圧指令演算手段にて所定値以上であれば再始動を中断することを特徴としている。
請求項3に記載の発明は、請求項1記載の永久磁石モータの再始動方法において、前記直流電圧検出手段にて検出したインバータの直流電圧が、前記電圧指令演算手段にて所定値以上であれば再始動を中断することを特徴としている。
請求項4に記載の発明は、請求項1記載の永久磁石モータの再始動方法において、検出した前記出力電流値が所定値以下になった場合、永久磁石モータが所定速度まで下がったと推定し、出力周波数を所定値に設定し始動することを特徴としている。
フリーラン状態にある前記永久磁石モータを再始動させるとき、前記電圧指令演算手段で前記電圧指令値を0にすることを特徴としている。。
請求項6に記載の発明は、請求項5記載のインバータ装置において、前記電圧指令演算手段にて検出した永久磁石モータに流れる電流が、前記電圧指令演算手段にて所定値以上であれば再始動を中断することを特徴としている。
請求項7に記載の発明は、請求項5記載のインバータ装置において、前記直流電圧検出手段にて検出したインバータの直流電圧が、前記電圧指令演算手段にて所定値以上であれば再始動を中断することを特徴としている。
請求項8に記載の発明は、請求項5記載のインバータ装置において、検出した前記出力電流値が所定値以下になった場合、永久磁石モータが所定速度まで下がったと推定し、出力周波数を所定値に設定し始動することを特徴としている。
また、請求項2に記載の発明によると、電圧指令演算手段で電圧指令を0にした時のインバータ出力電流値が所定値以上になると電圧指令演算手段で電圧指令を0にすることを中止することで、過電流異常発生を防ぐことができる。
また、請求項3に記載の発明によると、電圧指令演算手段で電圧指令を0にした時のインバータの直流母線電圧が所定値以上になると電圧指令演算手段で電圧指令を0にすることを中止することで、過電圧異常発生を防ぐことができる。
また、請求項4に記載の発明によると、検出した前記出力電流値が所定値以下になった場合、永久磁石モータが所定速度まで下がったと推定し、出力周波数を所定値に設定し始動することにより、スムーズな再始動運転ができる。
請求項5記載の発明によると、永久磁石モータを所定の速度まで減速することができ、運転継続することができる。
また、請求項6記載の発明によると、電圧指令演算手段で電圧指令を0にした時のインバータ出力電流値が所定値以上になると電圧指令演算手段で電圧指令を0にすることを中止することで、過電流異常発生を防ぐことができる。
また、請求項7記載の発明によると、電圧指令演算手段で電圧指令を0にした時のインバータの直流母線電圧が所定値以上になると電圧指令演算手段で電圧指令を0にすることを中止することで、過電圧異常発生を防ぐことができる。
また、請求項8記載の発明によると、検出した前記出力電流値が所定値以下になった場合、永久磁石モータが所定速度まで下がったと推定し、出力周波数を所定値に設定し始動することにより、スムーズな再始動運転ができる。
図1は本発明における永久磁石モータの再始動方法の実施形態の構成を示すブロック図、図2はフリーラン中の永久磁石モータを再始動する為の電圧指令演算手段の動作を示すフローチャートである。
図1において、本実施形態における永久磁石モータの再始動方法を搭載したインバータ装置はコンバータ部101、コンデンサ102、インバータ部103、電流検出手段104からなるインバータ装置1、永久磁石モータ2、電圧検出手段3、電圧指令演算手段4、PWM演算手段5を備えている。
インバータ装置1は、三相交流をパワー素子により直流電圧に変換するコンバータ部101と変換した電圧を平滑するための平滑コンデンサ102と直流中間電圧をPWM(Pulse Width Modulation:パルス幅変調)制御方式により任意の周波数と電圧の交流に変換するインバータ部103と出力電流値を検出するための電流検出手段104から構成され、永久磁石モータ2に電力を供給する。
電圧検出手段3は前記平滑コンデンサ102の電圧である直流中間電圧検出値Vpnを検出する。
電圧指令演算手段4は予め与えられた電圧指令Vrefと周波数指令frefに基づいて前記電圧検出手段3で検出した直流中間電圧検出値Vpnと前記電流検出手段104で検出した出力電流値Iacにより電圧指令値を可変し出力する。
PWM演算手段5は、前記電圧指令演算手段4から出力される前記電圧指令と出力周波数指令frefから前記インバータ部103のスイッチングパターンを決定する。
フリーランから再始動までの処理はステップS1から開始する。
ステップS2ではインバータの運転準備時間として所定時間の待ち時間を設け、ステップS3で電圧指令を0、周波数指令を0にすることで、50%デューティーでP側3相ON、N側3相ONさせるPWM信号を出力することにより、永久磁石モータの3相を短絡させ永久磁石モータが減速する。
ステップS4では前記電流検出手段104から検出された出力電流Iacと出力電流警報レベルIac1を比較し、出力電流Iacが出力電流警報レベルIac1を越えた場合、インバータが過電流状態となる可能性があるため、一旦運転を停止するようにステップ3に戻る。そして再度運転停止状態でステップS2の待ち時間経過後、電圧指令0、周波数指令0で運転再開する。
一方、出力電流Iacが出力電流警報レベルIac1以下の場合、ステップS5に分岐する。
ステップS5では前記平滑コンデンサ102の電圧である直流中間電圧検出値Vpnと直流中間電圧警報レベルVpn1を比較し、直流中間電圧検出値Vpnが直流中間電圧警報レベルVpn1を越えた場合、インバータが過電圧状態となる可能性があるため、一旦運転を停止するようにステップ3に戻る。
そして再度運転停止状態でステップS2の待ち時間経過後、電圧指令0、周波数指令0で運転再開する。
一方、直流中間電圧検出値Vpnが直流中間電圧異常レベルVpn1以下の場合、ステップS6に分岐する。
ステップS6では出力電流Iacと出力電流レベルIac2を比較し、出力電流Iacが出力電流レベルIac2を越えている場合、前記永久磁石モータが減速中と判断し、ステップ4に戻り電圧指令0の状態を維持する。
一方、出力電流Iacが出力電流レベルIac2未満になると、永久磁石モータが所定周波数fref1まで減速したと判断し、零電圧指令を止め周波数指令frefにfref1を設定し、通常運転を開始するのである。
以上のステップにより、インバータ装置が異常で停止することなく、フリーラン中の永久磁石モータを再始動することができる。
2 永久磁石モータ
3 電圧検出手段
4 電圧指令演算手段
5 PWM演算手段
101 コンバータ部
102 コンデンサ
103 インバータ部
104 電流検出手段
Claims (8)
- 三相交流をパワー素子により直流電圧に変換するコンバータ部と該コンバータ部で変換した電圧を平滑する平滑コンデンサと該平滑コンデンサによって平滑された直流中間電圧をパルス幅変調(PWM)制御方式により任意の周波数と電圧の交流に変換するインバータ部と該インバータ部から出力される出力電流値を検出するための電流検出手段を有して永久磁石モータに電力を供給するインバータ装置を制御するためのインバータ制御装置であって、電圧指令演算手段とPWM演算手段と直流電圧検出手段とを有し、前記電圧指令演算手段は予め与えられた電圧指令と周波数指令に基づいて前記電圧検出手段で検出した直流中間電圧検出値と前記電流検出手段で検出した出力電流値により電圧指令値を演算し、前記PWM演算手段は前記電圧指令演算手段の演算結果と前記周波数指令が入力されてインバータ部のスイッチングパターンを決定するインバータ制御装置による永久磁石モータの再始動方法において、
フリーラン状態にある前記永久磁石モータを再始動させるとき、前記電圧指令演算手段で前記電圧指令値を0にすることを特徴とするインバータ制御装置による永久磁石モータの再始動方法。 - 前記電流検出手段にて検出した永久磁石モータに流れる電流が、前記電圧指令演算手段にて所定値以上であれば再始動を中断することを特徴とする請求項1記載の永久磁石モータの再始動方法。
- 前記直流電圧検出手段にて検出したインバータの直流電圧が、前記電圧指令演算手段にて所定値以上であれば再始動を中断することを特徴とする請求項1記載の永久磁石モータの再始動方法。
- 検出した前記出力電流値が所定値以下になった場合、永久磁石モータが所定速度まで下がったと推定し、出力周波数を所定値に設定し始動することを特徴とする請求項1記載の永久磁石モータの再始動方法。
- 三相交流をパワー素子により直流電圧に変換するコンバータ部と該コンバータ部で変換した電圧を平滑する平滑コンデンサと該平滑コンデンサによって平滑された直流中間電圧をパルス幅変調(PWM)制御方式により任意の周波数と電圧の交流に変換するインバータ部と該インバータ部から出力される出力電流値を検出するための電流検出手段を有して永久磁石モータに電力を供給するインバータ装置において、
電圧指令演算手段とPWM演算手段と直流電圧検出手段とを有し、前記電圧指令演算手段は予め与えられた電圧指令と周波数指令に基づいて前記電圧検出手段で検出した直流中間電圧検出値と前記電流検出手段で検出した出力電流値により電圧指令値を演算し、前記PWM演算手段は前記電圧指令演算手段の演算結果と前記周波数指令が入力されてインバータ部のスイッチングパターンを決定するインバータ制御装置を有し、
フリーラン状態にある前記永久磁石モータを再始動させるとき、前記電圧指令演算手段で前記電圧指令値を0にすることを特徴とするインバータ制御装置。 - 前記電流検出手段にて検出した永久磁石モータに流れる電流が、前記電圧指令演算手段にて所定値以上であれば再始動を中断することを特徴とする請求項5記載のインバータ装置。
- 前記直流電圧検出手段にて検出したインバータの直流電圧が、前記電圧指令演算手段にて所定値以上であれば再始動を中断することを特徴とする請求項5記載のインバータ装置。
- 検出した前記出力電流値が所定値以下になった場合、モータが所定速度まで下がったと推定し、出力周波数を所定値に設定し、始動することを特徴とする請求項5記載のインバータ装置。
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