JP2013247749A

JP2013247749A - バイパスサステインシステム（バイパス維持装置）

Info

Publication number: JP2013247749A
Application number: JP2012119111A
Authority: JP
Inventors: Hisakata Shiraishi; 尚賢白石
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-05-25
Filing date: 2012-05-25
Publication date: 2013-12-09

Abstract

【課題】本発明の課題、ソフトスターターによる始動器において駆動されていく高圧電動機ラインは、
主に重要ラインに使用される。この重要ラインは、故障が発生するとそれに付随する全ての
ラインが停止することにより施設全体に多大な損害を発生させる。
既存の設計では、運転中のソフトスターター内部の故障により電動機が停止すると運転が
不可能な状態となることから、この現象の回避を課題とする。
【解決手段】新規設計により、運転中のサージ保護機能、サイリスタの停止、及びコントローラーの故障
などによるソフトスターター内部故障時の運転方法切替えスイッチの選択で、バイパスモード
を選択することにより、運転中にソフトスターター内部が故障してもバイパス回路で運転を続け
る事を可能とする。
【選択図】図１

Description

本発明は電動機の始動にサイリスタを使用して始動電圧を０〜１００％まで制御し,最適な始動を行う装置に緊急バイパス用開閉器を設けたことを特徴とする。

三相誘導電動機直入れのトラブルを避けるために、一般的にスターデルタ方式が用
いられるが、スターデルタ始動方式は、電動機の始動電流を制限する最も簡単な
減電圧始動法であり、始動時だけ電動機の固定子巻線を、スター(Y)結線とし、各相
に電源電圧（定格電圧）の１／√３を印加し、電動機が加速し、始動電流が減少した後、
素早くデルタ(Δ)結線に切り替えて、直接電源電圧を印加して運転に入る方式となる。
その際、スターからデルタに回路を切り替えるとき、電動機は電源から切り離され再接続
され、この時、電動機は回転しているのため残留電圧を持ち、逆位相の場合は、過電圧
で直入れ始動したのに相当し、大きな突入電流を発生させる為、ブレーカがトリップして
始動できなくなる場合も想定される。

平滑な始動、省電力の観点から、インバーター方式による始動器の展開が成されている。
駆動周波数が低く、大電流大電力である。駆動対象は三相誘導電動機がほとんどであり、
スイッチング素子6個を用いた三相出力インバータが用いられる。直入れ始動と比べて
インバータ方式では電動機の回転速度調整や出力トルクの調整が容易になることにより、
効率を大幅に改善することができる。

サイリスタによる始動に於いては、サイリスタの導通位相を制御することにより、モータへの
印加電圧を零電圧から全電圧へ数秒から数十秒の範囲で連続的に上昇させる始動を
実現させ、モータは負荷に見合ったトルクが発生する電圧から始動を開始し、全電圧まで
徐々に回転速度を上昇させていくことが可能である。このサイリスタ方式には、逆導通サイ
リスタ、ゲート補助ターンオフサイリスタ、ゲート転流型ターンオフサイリスタ、光トリガサイリ
スタなどが上げられ、使用用途に応じてPNPトランジスタとNPNトランジスタを組み合わせた
複合回路により設計されている。これらはバイパス回路の併設によりインバーターの欠点を
補うと同時に高周波の低減を実現している。

（特許文献１）特許第３２７９１７３号公報（特許文献２）特開２００３−４７２８９号公報特許文献１、三相交流電源から三相電動機に至る３相の給電回路の全てに位相制御可能なサイリスタやトライアック等のスイッチング素子を介装し、交流電源のゼロクロスポイントに同期した三角波信号を生成する三角波生成手段と、時系列に沿って変化する指令信号を生成する指令信号生成手段と、前記三角波信号と前記指令信号とのレベル比較に基づいた位相制御によるスイッチング素子の導通制御を行う構成のソフトスタート制御装置。特許文献２、三相交流電源から三相電動機に至る３相の給電回路の２相にスイッチング素子を介装、これらの２相のスイッチング素子を位相制御してソフトスタート制御を行う三相二線位相制御方式の制御装置。

本発明の課題、ソフトスターターによる始動器において駆動されていく高圧電動機ラインは、
主に重要ラインに使用される。この重要ラインは、故障が発生するとそれに付随する全ての
ラインが停止することにより施設全体に多大な損害を発生させるものを言う。攪拌機、紙の
ロール巻取り機、ポンプ、ファン、圧延機、電炉などがこれに該当。
既存の設計では、運転中のソフトスターター内部の故障により電動機が停止すると運転が
不可能な状態となることから、この現象の回避を課題とする。

新規設計により、運転中のサージ保護機能、サイリスタの停止、及びコントローラーの故障
などによるソフトスターター内部故障時の運転方法切替えスイッチの選択で、バイパスモード
を選択することにより、運転中にソフトスターター内部が故障してもバイパス回路で運転を続け
る事を可能とする。

請求項１に係る発明にから、ソフトスターター内部故障時のバイパス回路確保により、高圧電動機ラインの緊急停止回避を行うと同時に、危惧される付随ラインの駆動確保を行なうことで、想定される損害の回避を実現していく。

図1は、本発明に係る制御装置により制御する三相電動機を示す配線図である。図2は、本発明に係るソフトスターターの基本制御回路である。図3は、本発明に係る新規回路である。

本発明に係る実施の形態を添付図面を参照して説明する。運転中は、図１、A1のコントローラーが運転状態を監視しているが、これが故障すると図２、B1の回路が働き運転を停止。図３、C1の回路を設けることにより,これが故障しても、図１、３、D1のVCSを使用して電動機の運転が継続可能な設計とし、運転の信頼性を向上させている事を特徴とする。
運転中は、図１、E1のサイリスタの故障、サージ保護機能、及び図１、A1のコントローラーが故障しても運転を継続できる設計としている為、電子機器の故障による運転停止を避ける事が可能となり、電動機の運転の信頼性が向上する。又、運転員は、図３、F1のスイッチでコントローラーの故障によって、電動機を停止するか、運転を継続するかの選択を行う事ができる。

本発明の回路を追加することにより、CAM3スイッチを選択した場合、運転中にSoft Starter本体のエラーやSCRが故障した場合でもバイパス運転を続けることが可能となることから、重要ラインの故障に付随する全てのライン停止を回避することが可能となるため、想定される重大な損害の発生を未然に防ぐことが可能となり、多くの重要ラインを抱えた電動機の駆動保証が構成されていく。

Aー１、ソフトスターターコントローラー
Bー１、
Cー１、
Dー１、
Eー１、
Fー１、

Claims

本発明は電動機の始動にサイリスタを使用して始動電圧を０〜１００％まで制御し,最適な始動を行う装置にバイパス用開閉器を設けたと同時に、サージ保護機能によるサイリスタの停止、及びコントローラーが故障事などが生じても、電動機の停止を回避することを特徴とする三相電動機の制御装置。
電動機が始動し、始動器によって設定された運転状態になると、始動器とバイパス用開閉器は並列運転し、並列運転が完了すると制御装置の指令でサイリスタは停止する。運転中は外部サージからの保護機能を付加している事とサイリスタを停止している事で、電気的な悪影響を受けにくく、故障しにくい事を特徴とする。又、サイリスタを停止させる為に、サイリスタに流れる電流による発熱を防ぎ省エネルギ−を実現させていくことを特徴とする請求項１に記載の三相電動機の制御装置。
運転と停止は、運転又は停止信号でサイリスタが運転状態に入りバイパス用開閉器と並列運転してからバイパス用開閉器を閉又は開とする。電路の遮断はサイリスタにより各相の零電位で行う為、バイパス用開閉器は運転電流を遮断しないので開閉器の接点の磨耗を防ぐ事を特徴とする請求項１に記載の三相電動機の制御装置。