JP2007104755A - 電動機駆動システム - Google Patents

Abstract

【課題】複数の電動機駆動装置が接続された設備機器の主電源部におけるメイン開閉器の突入電流を抑制できる電動機駆動装置を提供する。
【解決手段】各電動機駆動装置２は、アドレス番号を設定するアドレス設定手段１０と、開閉器３の駆動信号を生成する駆動信号生成手段１１と、開閉器駆動回路１２をさらに備えており、アドレス設定手段１０は、ＥＥＰＲＯＭによって異なる電動機駆動装置のアドレス番号を記憶させる。一方、駆動信号生成手段１１は、パラメータによって任意の遅れ時間をＥＥＰＲＯＭで保持するとともに、この遅れ時間をアドレス設定手段１０で設定したアドレス値（番号）に掛け、アドレス値に応じた遅れ時間を確保する。この遅れ時間を有した駆動信を開閉器駆動回路１２に出力するため所定時間遅れて開閉器３が閉じる。
【選択図】図１

Description

本発明は、各種産業用機器に使用される電動機駆動システムの主回路部における電源投入時の突入電流抑制に関する。

昨今の産業用設備は高機能化および油圧からクリーンな電動機駆動への移行もあり、複数台の電動機および駆動装置を使用した設備機器が主流となり、設備機器の主電源部における突入電流対策が重要になっている。

複数軸の電動機駆動装置を使用した際の突入電流を抑制する技術として、突入電流抑制抵抗器と並列に接続された電磁開閉器と、主回路電圧が所定電圧以上であることを検出する主回路電圧比較回路と、電磁開閉器の接点を開閉する電磁開閉器駆動回路と、複数の電動機を駆動する各ドライブユニットからのサーボＯＮ信号を入力するワイアードＯＲ回路と設け、ワイアードＯＲ回路は少なくとも１つのドライブユニットからのサーボＯＮ信号を受け付けると電磁開閉器駆動回路で電磁開閉器の接点を閉じる電動機制御装置がある（例えば、特許文献１参照）。

また、複数の電動機を効率よく制御する電動機制御装置を提供するため、直流電圧の制御ができるコンバータに複数台の電動機の回転速度制御を行うインバータを複数台接続し、各インバータの通流率やモータ負荷等から直流電圧値を変更するものが知られている（例えば、特許文献２参照）。

これらは、いずれも複数台の電動機駆動装置に対して共通のコンバータ部を備えた構成であり、システムの機能追加に伴う電動機駆動装置の追加や削除、容量アップに伴い、コンバータ部との電流容量、通信接続の変更が伴うためシステム構築の柔軟さに欠ける面があった。
特開２０００−２０６４７２号公報 特開２０００−４８９２５号公報

通常、コンデンサインプット型の電動機駆動装置を使用し、設備機器における電動機駆動装置の台数が多くなると、複数台分の加算された突入電流が主回路電源のメイン開閉器に流れるため、メイン開閉器の電流開閉能力は、使用台数（軸数）分の突入電流を加算した状態で選定する必要があるため、設備機器の定格電流とのアンマッチが生じ、結果として大型化の開閉器が必要となりシステム構築上で課題があった。

本発明は上記従来の課題を解決するものであり、複数の電動機駆動装置が接続された設備機器の主電源部におけるメイン開閉器の突入電流を抑制できる電動機駆動装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明は、システム電源入力部のメイン開閉器の出力に複数の電動機駆動装置が並列に接続された設備機器の電動機駆動システムにおいて、各電動機駆動装置は、アドレス番号を設定するアドレス設定手段と、電動機駆動装置への電源入力開閉器の駆動信号を生成する駆動信号生成手段とを備え、各アドレス番号に応じて、時間差を設けて各電動機駆動装置の開閉器を駆動する。

電動機駆動装置は、交流電源を入力し直流電源に整流するダイオードブリッジの出力電圧を平滑する電解コンデンサと、前記ダイオードブリッジと電解コンデンサの間に接続されたＤＣリアクトルと、前記交流電源部の入力部に接続された電源入力開閉器の接点を開閉する開閉器駆動回路と、アドレス番号を設定するアドレス設定手段と、前記開閉器駆動回路の駆動信号を生成する駆動信号生成手段とを備え、前記駆動信号生成手段は、アドレス番号に係数をかけた遅れ時間を有する駆動信号を開閉器駆動回路に出力して開閉器を駆動する。

本発明の電動機駆動システムによれば、複数の電動機駆動装置は、アドレス番号に応じて設定した時間差を有して駆動させるため、設備機器の主電源部に流れる突入電流のピークは複数台数分の加算ではなく、電動機駆動装置１台分のピーク値に抑制できる。このためメイン開閉器が必要以上に大型化するのを防止できる。

さらに、各電動機駆動装置は、パラメータによって遅れ時間を容易に設定することができ、電動機駆動装置の追加や削減などシステムの変更に容易に対応することができる。

各電動機駆動装置は、アドレス番号を設定するアドレス設定手段と、開閉器の駆動信号を生成する駆動信号生成手段とを備え、電動機駆動装置のアドレス番号に応じて時間差を設けて順次駆動する。また、電動機駆動装置は、交流電源部の入力部に接続された電源入力開閉器の接点を開閉する開閉器駆動回路と、アドレス番号を設定するアドレス設定手段と、前記開閉器駆動回路の駆動信号を生成する駆動信号生成手段とを備え、前記駆動信号生成手段は、アドレス番号に係数をかけた遅れ時間を有する駆動信号を開閉器駆動回路に出力して開閉器を駆動する。

図１において、電源入力部のメイン開閉器１の出力には、複数台の電動機駆動装置２が並列に接続されて電動機駆動システムを構成している。各電動機駆動装置２は、交流電源の入力部に接続された開閉器３、交流を直流に整流する整流ダイオード４、突入電流と電源高調波を抑制するＤＣリアクトル５、整流後の直流電圧を平滑する電解コンデンサ６、インバータ回路７、およびインバータ回路７のスイッチング素子を駆動するインバータ駆動回路８を従来の電動機駆動装置と同様に備え、各電動機９を駆動する。

本発明の電動機駆動装置２は、上記の構成に加えて、各電動機駆動装置２のアドレス番号を設定するアドレス設定手段１０と、開閉器３の駆動信号を生成する駆動信号生成手段１１と、開閉器駆動回路１２をさらに備えており、このアドレス設定手段１０は、ＥＥＰＲＯＭによって異なる電動機駆動装置のアドレス番号（軸番号）を記憶させる。また、ロータリスイッチやディップスイッチなどの切替えスイッチによってアドレス設定してもよい。

一方、駆動信号生成手段１１は、パラメータによって任意の遅れ時間をＥＥＰＲＯＭで保持する。この遅れ時間をアドレス設定手段１０で設定したアドレス値（番号）に掛けて、アドレス値に応じた遅れ時間を確保する。この駆動信号を開閉器駆動回路１２に出力するため所定時間遅れて開閉器３が閉じる（ＯＮする）。

この遅れ時間は、突入電流の発生状況などを考慮して決定するが、商用電源の周波数から、例えば５０Ｈｚの場合は２０ｍｓ程度に設定する。以下、任意の遅れ時間を２０ｍｓとして説明する。

例えば、メイン開閉器１が閉じて、電動機駆動装置の開閉器３が閉じると接点には、ＤＣリアクトル５で抑制された突入電流Ｒが２０ｍｓ程度流れた後に定常電流となる。従来の電動機駆動システムであれば、図２（ｂ）に示すように複数の電動機駆動装置２が一気に駆動するため複数台分の突入電流Ｒを加算した電流開閉能力のメイン開閉器１が必要となる。本発明では各電動機駆動装置の開閉器を固有の遅れ時間を設けて駆動するため、メイン開閉器１の電流開閉電流を小さくすることができる。

電動機駆動装置２の相互間の遅れ時間の確保についてもう少し説明する。本実施例の電動機駆動システムでは、複数の電動機駆動装置２は個別に設定されたアドレス値に所定の遅れ時間を掛けた固有の駆動信号（遅れ時間）で時間差が確保された状態で開閉器３を順次閉じる。

例えば、図２（ａ）に示すように、アドレス番号３の駆動信号生成手段１１では、アドレス番号１に対して、２０ｍｓの２倍の４０ｍｓ遅れた駆動信号が生成され、４０ｍｓ後に開閉器３が閉じて１台分の電動機の突入電流がメイン開閉器１に流れる。同様に、アドレス番号４の開閉器３は、アドレス番号１から２０ｍｓの３倍の６０ｍｓ後に閉じて１台分の電動機の突入電流がメイン開閉器１に流れる。

このように、相互のアドレス値との差分に応じた遅れ時間を有する駆動信号で各電動機駆動装置の開閉器３が順次閉じるため、電動機駆動システムのメイン開閉器１を閉じても（電源投入しても）、図２（ｂ）に示したようにメイン開閉器１には複数台の電動機駆動装置２の突入電流が一気に加算されて流れることはなく、メイン開閉器１の電流開閉能力を大きくする必要がなく、システムアップのための電動機とその駆動装置の追加の場合でも突入電流に対する開閉器の能力アップの必要がない。

実施例１から明らかなように、各アドレス値に応じた遅れ時間を確保して開閉器を閉じるため、コンデンサインプット型のコンバータを有する電動機駆動装置を複数接続しても電動機駆動システムのメイン開閉器の突入電流を抑制することが可能となる。

なお、アドレス設定手段および駆動信号生成手段をＥＥＰＲＯＭで構成する場合、同じＥＥＰＲＯＭで処理することができる。そして、任意の遅れ時間を固定（例えば、２０ｍｓ）すれば、アドレス値のみを書込み（更新）するだけで、容易に遅れ時間を確保することが可能となる。

本発明の電動機駆動システムは、機能追加や仕様変更で電動機駆動装置の追加が発生する電動機駆動システムに有用である。

本発明の実施例１における電動機駆動装置システムの要部ブロック図 （ａ）複数台の電動機駆動装置間における遅れ時間の確保と突入電流の説明図（ｂ）従来の電動機駆動システムでの突入電流の説明図

符号の説明

１ メイン開閉器（電動機駆動システム）
２ 電動機駆動装置
３ 開閉器（電動機駆動装置）
４ 整流ダイオード
５ ＤＣリアクトル
６ 電解コンデンサ
７ インバータ回路
８ インバータ駆動回路
９ 電動機
１０ アドレス設定手段
１１ 駆動信号生成手段
１２ 開閉器駆動回路

Claims (3)

1. システム電源入力部のメイン開閉器の出力に複数の電動機駆動装置が並列に接続された設備機器の電動機駆動システムにおいて、各電動機駆動装置は、アドレス番号を設定するアドレス設定手段と、電動機駆動装置への電源入力開閉器の駆動信号を生成する駆動信号生成手段とを備え、各アドレス番号に応じて、時間差を設けて各電動機駆動装置の開閉器を駆動することを特徴とする電動機駆動システム。
2. 請求項１に記載の電動機駆動システムにおいて、交流電源を入力し直流電源に整流するダイオードブリッジの出力電圧を平滑する電解コンデンサと、前記ダイオードブリッジと電解コンデンサの間に接続されたＤＣリアクトルと、前記交流電源部の入力部に接続された電源入力開閉器の接点を開閉する開閉器駆動回路と、アドレス番号を設定するアドレス設定手段と、前記開閉器駆動回路の駆動信号を生成する駆動信号生成手段とを備え、前記駆動信号生成手段は、アドレス番号に係数をかけた遅れ時間を有する駆動信号を開閉器駆動回路に出力して開閉器を駆動する電動機駆動装置。
3. 駆動信号生成手段は、遅れ時間をパラメータにて任意設定して駆動信号を出力させる請求項２に記載の電動機駆動装置。