JP2010045958A - 一つのインバータで複数のモータを駆動することにより、回転子の非同期及び同期の可変周波数速度制御を実現するシステム - Google Patents

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Abstract

【課題】 一つのインバータで複数のモータを駆動することにより、回転子の非同期及び同期の可変周波数速度制御を実現できる小型で安価なシステムを提供する。
【解決手段】 この可変周波数速度制御システムは、モータグループ1、整流器グループ2、チョッパグループ3、アイソレータグループ4、電流制限器グループ5、電力コンデンサグループ6、インバータ7、速度フィードバック電圧検出器8及び電流フィードバック電圧検出器9を備えている。モータM1〜M4のオンライン制御にあたり、モータの定格出力に応じて、フルブリッジインバータ7またはハーフブリッジインバータの電圧出力をモータの付加逆起電力として取得し、チョッパIGBT1〜IGBT4をリアルタイムに作動させ、モータの非同期及び同期制御を実現する。このシステムはクレーンの上昇、起伏、旋回、走行を含む複合作業に好ましく適用できる。
【選択図】 図2

Description

この発明は、インバータによるモータ回転子の可変周波数速度制御システムに関し、特に、一つのインバータで複数のモータを駆動することにより、回転子の非同期及び同期の可変周波数速度制御を実現するシステムに関する。
モータは、クレーン、送風機、ポンプなど、各種作動機構における原動機であり、電気エネルギーを機械エネルギーに変換する。例えばクレーンでは、モータがクレーンを駆動し、上昇(または下降)、起伏、旋回、走行などの複数種の機構を動作させ、作業現場におけるクレーンの任務を成し遂げる。
図1は、複数のモータを使用して異なる作業を行うクレーンにおいて、モータの可変周波数速度制御を実現する従来のシステムを示す概略図である。この図において、従来のシステムは、送電線網から供給された定電圧で定周波数の交流電力を整流ブリッジによって直流電力に変換し、さらに中間回路を介し、直流電力をインバータブリッジによって異なる作動周波数の交流電力に逆変換し、モータを駆動して回転させる。
いま、送電線網の電源周波数をfo、モータの作動周波数をfmとすると、次式が成立する。
fm=ξ・fo
ここで、ξはスリップ率である。
通常、クレーンは現場作業中に、上昇、起伏、旋回、走行など、4つの異なる作業を行う必要がある。そのため、各作業に対応する作動機構は、異なるモータに異なる電気エネルギーを与え、異なる機械エネルギーに変換する必要がある。つまり、クレーンの複合作業期間中は、複数のモータの回転速度を相違させるために、各モータの作動周波数fmを調整する必要がある。しかし、従来の可変周波数速度制御システムでは、一つのインバータブリッジが一台のモータの作動周波数しか変換できず、当然、一台のモータの可変周波数速度制御しか実行できない。これは、所謂“一対一駆動方式”と呼ばれる技術であるが、これによると、クレーンが4種類の複合作業を行うために、4つのインバータブリッジと、“交流−直流―交流”の二度のエネルギー変換とが必要になる。そして、クレーンの現場作業期間中に、4台のモータに必要な動作周波数を与え、上昇、起伏、旋回、走行の各作業を実行させるようになっている。
この結果、従来のモータ速度制御システムは、周波数の調整範囲が広く、送電線網の周波数による制約を受けないため、強制的なエネルギー変換のみならず、負荷エネルギーの変換にも適用することができる。しかし、この種の速度制御システムによると、低速時にスリップ機能の損失が大きくなり、効率が低くなるばかりでなく、最も顕著には、4つのインバータブリッジが必要であり、これによってシステムが嵩張り、大型でコスト高を招き、実用に困難を伴うという問題点があった。
近年、周波数変換技術は急速に進展し、特に、ベクトル制御技術やダイレクトなトルク制御技術を応用することで、周波数変換技術の成熟度が増し、広い速度制御範囲、高い安定速度精度、速い動的応答性、直交4軸線方向の可逆運転性能によって、交流駆動の先導的地位を確立し、その速度制御性能は直流駆動と完全に匹敵し、それに取って代わる傾向さえもある。しかし、国外のクレーンで採用されている周波数変換技術では、まだ、一つの作業機能に対し一つの周波数変換器が使用され、一つの周波数変換器に対し一つのインバータブリッジが装備され、クレーンの通常作業に必要な4つの機能に対し4つのインバータが必要とされている。仮に、可変周波数速度制御システムにエネルギーフィードバック機能を付加しようとすると、さらに4つのインバータブリッジを増設する必要があり、これは明らかに不採算である。それにもかかわらず、国外の多くの会社の関連製品では、クレーンの通常作業を行うために、いまだ、“一対一駆動方式”を採用している。例えば、安川(日本)、シーメンス(ドイツ)、ABB(スイス)、シュナイダー(フランス)などの製品は、我が国の関連の応用分野でよく見られ、その価格も非常に高い。
前述した既存の周波数変換技術にある重要な問題点に鑑み、本発明者は、クレーンの複合作業期間中に、一つのインバータで4台のモータを駆動し、インバータの最小反転角位置において、複数のチョッパのターンオン/オフを制御することで、回転子の可変周波数速度制御を実現し、クレーンの上昇、起伏、旋回、走行の4つの作業を完遂する技術を提案した。これらの技術に関連し、本発明者は前後して特許出願をし、中華人民共和国の国家知識財産権局から実用新案型の三つの特許(特許文献1、2、3)を受け、また、今年も二つの特許出願(特許文献4、5)をした。しかし、まだ全面的な解決に至っておらず、次のような問題点が残っている。それは、どのようにして正方向と逆方向の適正な出力制御電圧を供給し、各チョッパを有効にターンオン/オフさせるかの点、どのようにして回転子相電圧と整流ブリッジの直流出力を回収し、チョッパにグリッド制御磁界を迅速に形成させ、システムの正常運転を確保するかの点、どのようにしてシステムをモータの定格出力に合わせて合理的に駆動するかの点などである。
中国特許 ZL002324369号 中国特許 ZL01212245号 中国特許 ZL2007200870857号 中国特許 出願2008100941476号 中国特許 出願2008100482526号
本発明の第1の目的は、一つのフルブリッジインバータで複数のモータを駆動することにより、回転子の非同期及び同期の可変周波数速度制御を実現できるシステムを提供することにある。つまり、複数のモータのオンライン制御に際し、一つの同じインバータの電圧出力を各機能モータの付加逆起電力として取得し、機能チョッパを駆動してリアルタイムに作動させ、これによって、複数のモータを非同期及び同期に運転することである。
本発明の第2の目的は、一つのハーフブリッジインバータで複数のモータを駆動し、回転子の非同期及び同期の可変周波数速度制御を実現できるシステムを提供することにある。つまり、複数のモータのオンライン制御に際し、一つの同じインバータの電圧出力を各機能モータの付加逆起電力として取得し、機能チョッパを駆動しリアルタイムに作動させ、これによって、複数のモータを非同期及び同期に運転することである。
本発明の第3の目的は、該システムにエネルギーフィードバック機能及びリサイクル機能を与え、エネルギー源を効率よく節約することにある。
本発明の第4の目的は、フルブリッジアクティブ逆変換またはハーフブリッジアクティブ逆変換を一つのシステムによって実現できるモータ回転子の可変周波数速度制御を提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明は、一つのインバータで複数のモータを駆動することにより、回転子の非同期及び同期の可変周波数速度制御を実現するためのシステムを提供する。
このシステムは、全体として、モータグループ1、整流器グループ2、チョッパグループ3、アイソレータグループ4、電流制限器グループ5、電力コンデンサグループ6、インバータ7、速度フィードバック電圧検出器8及び電流フィードバック電圧検出器9で構成される。
モータグループは、4台のモータM1,M2,M3,M4を含む。各モータは、クレーンの上昇、起伏、旋回、走行など、複数種の作業を非同期及び同期に行う。
整流器グループは、モータの回転子に連結された4つの整流ブリッジZ1,Z2,Z3,Z4を含む。各整流ブリッジは、回転子から供給された異なる周波数の交流信号を整流する。
電流制限器グループは、2つの電流制限器L7,L8を含む。各電流制限器は、瞬時電流を制限して、システムを正常に動作させる。
チョッパグループは、4つのチョッパIGBT1,IGBT2,IGBT3,IGBT4を含む。各チョッパは、その導通率を制御することによって、直流電流の連続調整を実現し、対応するモータの回転子から供給された異なる周波数の交流を直流に連続調整し、回転子の可変周波数速度制御の目的を達成する。なお、チョッパの導通率が100%であるとき、モータの回転速度は規定回転数である。
アイソレータグループは、8つのアイソレータD1,D2,D3,D4,D5,D6,D7,D8を含む。各アイソレータは、最小作動電流が流れている場合でも、チョッパの出力に連続性を保ち、システムの正常動作を保証する。
フルブリッジインバータは、一対3組計6つのサイリスタKP1,KP2,KP3,KP4,KP5,KP6を含む。ハーフブリッジインバータは、3つのサイリスタKP1,KP2,KP3を含む。これらのインバータは、チョッパによって整流された後の直流を商用交流電源と同じ周波数で同相の交流に変換し、交流−直流及び直流−交流の逆変換を実現し、さらに、モータまたは送電線網にエネルギーをフィードバックするように構成される。
電流フィードバック電圧検出器グループは、4つの電圧検出器U11、U12、U13、U14を含む。各電圧検出器は、対応する整流ブリッジから流れた電流フィードバック信号が通過する抵抗R7,R8,R9,R10と並列に設けられ、その電流フィードバック信号を検出し、直流電圧に変換し、対応する信号プロセッサの入力端子に送信する。
速度フィードバック電圧検出器グループは、4つの電圧検出器Uv1、Uv2、Uv3、Uv4を含む。各電圧検出器は、対応するモータにおける回転子の任意の二線間に位置し、二線間の異なる周波数の交流電圧を検出し、直流電圧に変換し、対応する信号プロセッサの入力端子に送信する。
本発明の可変周波数速度制御システムによれば、複数のモータのオンライン制御にあたり、逆変換制御理論に基づく技術を採用し、各モータの定格出力に応じて、フルブリッジインバータまたはハーフブリッジインバータの電圧出力を各機能モータの付加逆起電力として取得できる。そして、対応するチョッパをリアルタイムに作動させることで、各機能モータの非同期及び同期制御を実現し、システムをクレーンの上昇、起伏、旋回、走行などの複合作業に適用することができる。
また、本発明のシステムによれば、モータがアクティブ逆変換システムに接続されているので、クレーンの荷揚げ作業期間中は、余剰の電気エネルギーがインバータを経由してモータまたは送電線網にフィードバックされる。一方、クレーンの荷下げ作業期間中は、モータ固定子の二相に直流励起が入力され、モータが実際に発電機となり、モータの電力発生状態において、電気エネルギーがインバータを経由して再びモータまたは送電線網にフィードバックされ、エネルギーの回収が実現し、エネルギーの節約が計られる。
本発明を大出力システムに適用するとき、フルブリッジインバータが複数のモータの駆動に用いられ、回転子の非同期及び同期の可変周波数速度制御を実現する。本発明を中出力システムまたは小出力システムに適用するとき、ハーフブリッジインバータが複数のモータの駆動に用いられ、回転子の非同期及び同期の可変周波数速度制御を実現する。インバータの動作状態を転換するために、外部マイクロプロセッサ制御センターは、そのメインプログラム制御のもとで、各モータ回転子の相電圧の収集、整流ブリッジの直流出力、及びオペレータの運転指令電圧を包括的かつリアルタイムに処理する。そして、各チョッパのターンオン/オフを有効に制御し、モータ回転子の可変周波数速度制御を実現する。また、マイクロプロセッサは、付属の補助回路と適当なソフトウェア支援とを組み合わせ、自動保護、状態表示、人対機械の対話、クレーンの過負荷制限、故障監視、過速度制御、位相不良に伴う位置規制、電圧不足、過電流監視、風速測定など、各種の付帯処理を行い、これにより、高知能でリアルタイムな制御を実現し、システムを安定した稼動状態に維持することができる。
また、本発明のシステムは、全体的な観点から、回路が簡単で、サイズが小さく、コストが安価で、安全性能が高く、さらにエネルギーを節約できるなど、種々の利点を備えている。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図2は、本発明の実施例1と実施例2のシステムを原理的に示す概略図である。このシステムは、複数のモータをインバータで駆動することにより、回転子の非同期及び同期の可変周波数速度制御を実現するように構成されている。インバータとして、実施例1ではフルブリッジインバータが用いられ、実施例2ではハーフブリッジインバータが用いられている。
図2に示すように、実施例1のシステムは、全体として、モータグループ1と、整流器グループ2と、チョッパグループ3と、アイソレータグループ4と、電流制限器グループ5と、電力コンデンサグループ6と、インバータ7と、速度フィードバック電圧検出器8と、電流フィードバック電圧検出器9とから構成されている。
モータグループ1における4台のモータM1,M2,M3,M4の回転子は、整流器グループ2における4個の整流ブリッジZ1,Z2,Z3,Z4の入力端子に別々に接続されている。
チョッパグループ3における4個のチョッパIGBT1,IGBT2,IGBT3,IGBT4のエミッタEは、それぞれ、対応する整流ブリッジZ1,Z2,Z3,Z4における3個の整流ダイオードのアノードと一点Dで交わっている。
インバータ7は、フルブリッジインバータであり、一対3組計6個のサイリスタKP1,KP2,KP3,KP4,KP5,KP6からなっている。各組における一対のサイリスタの接続点、つまり、サイリスタKP1とサイリスタKP4の接続点a、サイリスタKP2とサイリスタKP5の接続点b、サイリスタKP3とサイリスタKP6の接続点cは、それぞれ、商用三相交流電源(交流380V)の3本の給電線A,B,Cに別々に接続されたのち、給電線A,B,Cを介して4台のモータM1,M2,M3,M4の固定子に接続されている。
アイソレータグループ4は、一対4組計8個のアイソレータD1,D2,D3,D4,D5,D6,D7,D8からなっている。モータM1を含む回路では、一対のアイソレータD1,D5が相互に直列に接続され、一方のアイソレータD1のアノードが抵抗器R7の出力端子と、チョッパIGBT1のコレクタCとに接続され、他方のアイソレータD5のカソードが電流制限器グループ5における第1電流制限器L7の入力端子に接続されている。モータM2を含む回路では、一対のアイソレータD2,D6が相互に直列に接続され、一方のアイソレータD2のアノードが抵抗器R8の出力端子と、チョッパIGBT2のコレクタCとに接続され、他方のアイソレータD6のカソードが第1電流制限器L7の入力端子に接続されている。
モータM3を含む回路では、一対のアイソレータD3,D7が相互に直列に接続され、一方のアイソレータD3のアノードが抵抗器R9の出力端子と、チョッパIGBT3のコレクタCとに接続され、他方のアイソレータD7のカソードが電流制限器グループ5における第2電流制限器L8の入力端子に接続されている。モータM4を含む回路では、一対のアイソレータD4,D8が相互に直列に接続され、一方のアイソレータD4のアノードが抵抗器R10の出力端子と、チョッパIGBT4のコレクタCとに接続され、他方のアイソレータD8のカソードが第2電流制限器L8の入力端子に接続されている。
電力コンデンサグループ6は、各モータM1〜M4に対応する4個のコンデンサC13,C14,C15,C16からなっている。モータM1に対応するコンデンサC13は、一端がアイソレータD1,D5の接続点にT形接続され、他端がチョッパIGBT1のエミッタEと一点Dで交わっている。モータM2に対応するコンデンサC14は、一端がアイソレータD2,D6の接続点にT形接続され、他端がチョッパIGBT2のエミッタEと一点Dで交わっている。モータM3に対応するコンデンサC15は、一端がアイソレータD3,D7の接続点にT形接続され、他端がチョッパIGBT3のエミッタEと一点Dで交わっている。モータM4に対応するコンデンサC16は、一端がアイソレータD4,D8の接続点にT形接続され、他端がチョッパIGBT4のエミッタEと一点Dで交わっている。
電流制限器グループ5は、第1電流制限器L7と第2電流制限器L8とからなっている。第1電流制限器L7の出力端子は、商用三相交流電源の零相線Nに接続されている。第2電流制限器L8の出力端子は、インバータ7における3個のインダクタL4,L5,L6の一端に接続されている。そして、インダクタL4の他端がヒューズFU4を介してサイリスタKP4のアノードに接続され、インダクタL5の他端がヒューズFU5を介してサイリスタKP5のアノードに接続され、インダクタL6の他端がヒューズFU6を介してサイリスタKP6のアノードに接続されている。
図2に示すように、実施例2のシステムは、全体として、モータグループ1と、整流器グループ2と、チョッパグループ3と、アイソレータグループ4と、電流制限器グループ5と、電力コンデンサグループ6と、インバータ7と、速度フィードバック電圧検出器8と、電流フィードバック電圧検出器9とから構成されている。
モータグループ1における4台のモータM1,M2,M3,M4の回転子は、整流器グループ2における4個の整流ブリッジZ1,Z2,Z3,Z4の入力端子に別々に接続されている。
チョッパグループ3における4個のチョッパIGBT1,IGBT2,IGBT3,IGBT4のエミッタEは、それぞれ、対応する整流ブリッジZ1,Z2,Z3,Z4における3個の整流ダイオードのアノードと一点Dで交わっている。
実施例2のインバータ7は、ハーフブリッジインバータであり、3個のサイリスタKP1,KP2,KP3を備えている。サイリスタKP1のカソードはヒューズFU1とインダクタL1を含む直列回路の一端に接続され、サイリスタKP2のカソードはヒューズFU2とインダクタL2を含む直列回路の一端に接続され、サイリスタKP3のカソードはヒューズFU3とインダクタL3を含む直列回路の一端に接続されている。そして、これら3つの直列回路の他端が、4個のチョッパIGBT1〜IGBT4のエミッタEと、4個のコンデンサC13〜C16の他端とに一点Dで交わっている。
また、実施例2のハーフブリッジインバータでは、3個のサイリスタKP1,KP2,KP3のアノードが接続点a,b,cを介して商用三相交流電源の3本の給電線A,B,Cに別々に接続されたのち、給電線A,B,Cを介して4台のモータM1〜M4の固定子に接続されている。そして、商用三相交流電源の零相線Nに第1電流制限器L7の出力端子が接続され、これにより、インバータ7に三相零相型アクティブ逆変換ブリッジ構造が形成されている。
以上の実施例は、単に本発明の技術特徴や実施可能性を説明しているにすぎない。本発明は、クレーンにおいて上昇、起伏、旋回、走行など複数種の機構を動作させ、現場での複合作業を完遂する用途で使用できるほか、複数のモータを非同期及び同期に駆動する各種の複合作業に適用することも可能である。例えば、紡織工場における複数の作業場所の温度や湿度の制御、水力発電所における複数個所の流量や流速の制御、造船工場における鋼板の吊り上げ、組み立て、部材のリベット締め、船体の走行、旋回、重量物の空中溶接、あるいは、大型建造物全体の吊り上げ、組み立て、石油化学設備の据付などの分野に適用可能である。それ故、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、周知技術の各種回路または制御方法を採用することができる。本発明の特徴は、添付した特許請求の範囲及びそれと均等の技術思想によって定義される。
従来技術を示す可変周波数速度制御システムの回路図である。 本発明の実施形態を示す可変周波数速度制御システムの回路図である。
符号の説明
1 モータグループ:モータM1〜M4
2 整流器グループ:整流ブリッジZ1〜Z4
3 チョッパグループ:チョッパIGBT1〜IGBT4
4 アイソレータグループ:アイソレータD1〜D8
5 電流制限器グループ:第1電流制限器L7、第2電流制限器L8
6 電力コンデンサグループ:C13〜C16
7 フルブリッジインバータ:サイリスタKP1〜KP6
7 ハーフブリッジインバータ:サイリスタKP1〜KP3
8 速度フィードバック電圧検出器グループ:電圧検出器Uv1〜Uv4
9 電流フィードバック電圧検出器グループ:電圧検出器U11〜U14

Claims (8)

  1. 一つのインバータで複数のモータを駆動することにより、回転子の非同期及び同期の可変周波数速度制御を実現するシステムであって、
    前記システムは、全体として、モータグループ(1)、整流器グループ(2)、チョッパグループ(3)、アイソレータグループ(4)、電流制限器グループ(5)、電力コンデンサグループ(6)、インバータ(7)、速度フィードバック電圧検出器(8)及び電流フィードバック電圧検出器(9)で構成され、
    前記モータグループ(1)における4台のモータ(M1〜M4)の回転子は、整流器グループ(2)における4個の整流ブリッジ(Z1〜Z4)の入力端子に別々に接続され、
    前記チョッパグループ(3)における4個のチョッパ(IGBT1〜IGBT4)のエミッタ(E)は、対応する整流ブリッジ(Z1〜Z4)における3個の整流ダイオードのアノードと一点(D)で交わり、
    前記インバータ(7)は、一対3組のサイリスタ(KP1〜KP6)からなるフルブリッジインバータであり、各組における一対のサイリスタの接続点(a,b,c)が商用三相交流電源の3本の給電線(A,B,C)に別々に接続されたのち、各給電線(A,B,C)を介して4台のモータ(M1〜M4)の固定子に接続されている
    ことを特徴とするインバータによるモータ回転子の可変周波数速度制御システム。
  2. 前記アイソレータグループ(4)は、一対4組のアイソレータ(D1〜D8)を含み、一対のアイソレータが相互に直列に接続され、4組のアイソレータにおいて、一方のアイソレータ(D1,D2,D3,D4)のアノードが4個の抵抗器(R7〜R10)の内の一つに接続されるとともに、前記チョッパグループ(3)における対応する一つのチョッパのコレクタ(C)に接続され、2組のアイソレータにおいて、他方のアイソレータ(D5,D6)のカソードが前記電流制限器グループ(5)における第1電流制限器(L7)の入力端子に接続され、残り2組のアイソレータにおいて、他方のアイソレータ(D7,D8)のカソードが電流制限器グループ(5)における第2電流制限器(L8)の入力端子に接続されている
    ことを特徴とする請求項1記載のインバータによるモータ回転子の可変周波数速度制御システム。
  3. 前記アイソレータグループ(4)において、相互に直列接続された一対のアイソレータの接続点は、前記電力コンデンサグループ(6)における4個のコンデンサ(C13〜C16)のうち対応する一つにT形接続されている
    ことを特徴とする請求項2記載のインバータによるモータ回転子の可変周波数速度制御システム。
  4. 前記電力コンデンサグループ(6)は、4個のコンデンサ(C13〜C16)を含み、各コンデンサが前記チョッパグループ(3)における対応する一つのチョッパのエミッタ(E)と前記一点(D)で交わっている
    ことを特徴とする請求項1記載のインバータによるモータ回転子の可変周波数速度制御システム。
  5. 前記電流制限器グループ5は、第1電流制限器(L7)と第2電流制限器(L8)とを含み、第1電流制限器(L7)の出力端子が前記商用三相交流電源の零相線(N)に接続され、第2電流制限器(L8)の出力端子が前記インバータ(7)における3個のインダクタ(L4,L5,L6)の一端に接続されている
    ことを特徴とする請求項1記載のインバータによるモータ回転子の可変周波数速度制御システム。
  6. 一つのインバータで複数のモータを駆動することにより、回転子の非同期及び同期の可変周波数速度制御を実現するシステムであって、
    前記システムは、全体として、モータグループ(1)、整流器グループ(2)、チョッパグループ(3)、アイソレータグループ(4)、電流制限器グループ(5)、電力コンデンサグループ(6)、インバータ(7)、速度フィードバック電圧検出器(8)及び電流フィードバック電圧検出器(9)で構成され、
    前記モータグループ(1)における4台のモータ(M1〜M4)の回転子は、整流器グループ(2)における4個の整流ブリッジ(Z1〜Z4)の入力端子に別々に接続され、
    前記チョッパグループ(3)における4個のチョッパ(IGBT1〜IGBT4)のエミッタ(E)は、対応する整流ブリッジ(Z1〜Z4)における3個の整流ダイオードのアノードと一点(D)で交わり、
    前記インバータ(7)は、3個のサイリスタ(KP1,KP2,KP3)を含むハーフブリッジインバータであり、各サイリスタのカソードがヒューズ(FU1,FU2,FU3)とインダクタ(L1,L2,L3)を含む3つの直列回路の一端に接続され、該直列回路の他端が前記チョッパグループ(3)における4個のチョッパ(IGBT1〜IGBT4)のエミッタ(E)及び前記電力コンデンサグループ(6)における4個のコンデンサ(C13〜C16)の他端と前記一点(D)で交わる
    ことを特徴とするインバータによるモータ回転子の可変周波数速度制御システム。
  7. 前記サイリスタ(KP1,KP2,KP3)のアノードは、商用三相交流電源の3本の給電線(A,B,C)に別々に接続されたのち、各給電線(A,B,C)を介して4台のモータ(M1〜M4)の固定子に接続されている
    ことを特徴とする請求項6記載のインバータによるモータ回転子の可変周波数速度制御システム。
  8. 前記電流制限器グループ(5)における電流制限器(L7)の出力端子は商用三相交流電源の零相線(N)に接続され、これにより、三相零相型アクティブ逆変換ブリッジ構造が構成されている
    ことを特徴とする請求項6記載のインバータによるモータ回転子の可変周波数速度制御システム。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014522220A (ja) * 2011-08-11 2014-08-28 順新 周 一つブリッジインバータにより複数のモータを駆動することで入力電力を同時に負荷及び回転速度の変化に応じて変化させる制御システム

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101643181B (zh) * 2009-08-19 2013-09-18 宋贵生 起重机回转控制器
CN102142799B (zh) * 2011-03-30 2012-12-05 太原重工股份有限公司 一种可控硅定子调压调速并联运行电气控制系统
CN102530730B (zh) * 2012-01-30 2013-02-13 中联重科股份有限公司 一种回转机构的控制系统及塔式起重机
RU2525294C1 (ru) * 2013-02-07 2014-08-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" Устройство управления и обеспечения живучести двигателя двойного питания
CN104635526B (zh) * 2014-12-01 2017-11-24 国网上海市电力公司 一种起重机电磁隔离控制开关系统
CN104467012A (zh) * 2014-12-03 2015-03-25 无锡中鼎物流设备有限公司 一种堆垛机能量转换装置及包括该装置的堆垛机
WO2018038301A1 (en) 2016-08-26 2018-03-01 Hugel Inc. Stabilized liquid formulation of botulinum toxin and preparation method thereof

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5651497U (ja) * 1979-09-26 1981-05-07
JP2001178192A (ja) * 1999-12-22 2001-06-29 Hitachi Ltd 誘導機の速度制御装置

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5846957B2 (ja) * 1979-02-21 1983-10-19 株式会社東芝 転流角制御装置
US4443748A (en) * 1981-03-16 1984-04-17 Boev Vladimir S Method of controlling speed of at least one induction motor and device therefor
JPS6356183A (ja) * 1986-08-22 1988-03-10 Nippon Oochisu Elevator Kk エレベ−タ駆動用インバ−タ
SU1601731A1 (ru) * 1988-09-16 1990-10-23 Н.И.Джус Многодвигательный электропривод переменного тока поточных линий
US5142468A (en) * 1991-05-16 1992-08-25 General Atomics Power conditioning system for use with two PWM inverters and at least one other load
JP3248218B2 (ja) * 1992-03-16 2002-01-21 勲 高橋 電動機駆動用インバータ装置
FI933811A7 (fi) * 1993-08-31 1995-03-01 Abb Industry Oy Tehonsyöttöjärjestely useita sähkömoottoreita käsittävää linjakäyttöä varten
CN2324369Y (zh) 1998-01-06 1999-06-16 张文兵 一种管道活动接头
JP2000224860A (ja) * 1999-01-28 2000-08-11 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電源装置及び電源システム
JP3749658B2 (ja) * 2000-10-04 2006-03-01 住友重機械工業株式会社 電源電圧保持装置
CN2453611Y (zh) * 2000-11-17 2001-10-10 周顺新 一种带有多台电动机的转子变频调速装置
CN2464014Y (zh) * 2001-01-09 2001-12-05 周顺新 一种带有多台不同功能的电动机转子变频调速装置
JP2002354844A (ja) * 2001-05-25 2002-12-06 Meidensha Corp 回生電力貯蔵・放出機能と高調波抑制機能とを備えたインバータ装置
RU2248660C1 (ru) * 2003-10-10 2005-03-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский энергетический институт (технический университет)" (ГОУВПО "МЭИ(ТУ)") Система электропитания гистерезисных электродвигателей
US7193826B2 (en) * 2004-02-27 2007-03-20 York International Corporation Motor disconnect arrangement for a variable speed drive
KR20080005073A (ko) * 2006-07-06 2008-01-10 마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤 동기 모터 구동 시스템
CN201063583Y (zh) * 2007-09-21 2008-05-21 周顺新 带有多台功能各异的电动机转子变频调速装置
CN100589318C (zh) 2008-05-06 2010-02-10 周顺新 一个逆变器拖动四台电机异步同时实现转子变频调速系统
CN101320958B (zh) * 2008-07-02 2011-04-20 周顺新 半桥逆变器拖动多台电机异步同时实现转子变频调速系统

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5651497U (ja) * 1979-09-26 1981-05-07
JP2001178192A (ja) * 1999-12-22 2001-06-29 Hitachi Ltd 誘導機の速度制御装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014522220A (ja) * 2011-08-11 2014-08-28 順新 周 一つブリッジインバータにより複数のモータを駆動することで入力電力を同時に負荷及び回転速度の変化に応じて変化させる制御システム

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