JP2017229141A - Speed control board and manufacturing method for speed control system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、三相誘導電動機の速度制御盤、及び速度制御システムの製造方法に関する。 The present invention relates to a speed control panel for a three-phase induction motor and a method for manufacturing a speed control system.
三相誘導電動機をスターデルタ(Y−Δ)始動方式により始動させる技術が知られている(特許文献1参照)。図9に示す電動機3は、スターデルタ(Y−Δ)切替可能な巻線3a,3b,3c(固定子巻線)を備える三相誘導電動機の一例である。三相誘導電動機の始動時の電流(始動電流)は、制御方法により定常運転時に比べ数倍に達することがある。
A technique for starting a three-phase induction motor by a star delta (Y-Δ) starting method is known (see Patent Document 1). The
例えば、電動機3を制御する動力制御盤1を図2に示すように構成する場合がある。動力制御盤1は、Y−Δ始動方式により電動機3を始動させるものであり、その構成に電動機3を制御するインバータを含まない。例えば、動力制御盤1は、結線切替部10により、電動機3の巻線3a,3b,3cの結線状態を下記のように切替える。動力制御盤1は、電動機3の始動時には、電磁スイッチ11を開状態(オフ状態)とし、電磁スイッチ12を閉状態(オン状態)とすることで、巻線3a,3b,3cをY結線状態として各巻線に印加される電圧を1/√3とし、始動電流を1/3に抑制する。その後、動力制御盤1は、電動機3の定常運転時に電磁スイッチ11をオン状態とし、電磁スイッチ12をオフ状態とすることで、巻線3a,3b,3cをΔ結線状態として各巻線に印加される電圧を上昇させ、電動機3を全電圧運転させる。動力制御盤1は、電磁スイッチ11及び電磁スイッチ12を利用して電動機3に供給する電力を制御することで、始動時の過度な電流を制限する。動力制御盤1は、電動機3を、駆動状態と停止状態の何れかに切り替えるON/OFF制御方式で駆動させることができるが、速度制御を実施することができない。
また、ON/OFF制御方式で構成した場合、インバータ制御方式で三相誘導電動機始動させ、さらに速度制御を可能とする構成に比べてエネルギーを多く消費することがある。
For example, the
In addition, when configured by the ON / OFF control method, energy may be consumed in comparison with a configuration in which the three-phase induction motor is started by the inverter control method and speed control is possible.
しかしながら、ON/OFF制御方式の動力制御盤とY−Δ切替可能な三相誘導電動機とを備える設備において、三相誘導電動機に対する制御方式を、ON/OFF制御からインバータ制御方式に変更することは容易なことではない。例えば、上記の変更を行うために、動力制御盤をインバータ制御方式のものに交換するには、動力制御盤の撤去と新設が必要になる。また、動力制御盤をインバータ制御方式に改造するには、動力制御盤内の主たる回路を変更し新たな機能を追加する改造が必要になる。上記の通り、何れの方法も容易なことではない。さらに、それに加えて、動力制御盤から三相誘導電動機までを接続するケーブルの交換工事を伴うことがある。 However, in a facility equipped with an ON / OFF control type power control panel and a Y-Δ switchable three-phase induction motor, changing the control method for the three-phase induction motor from ON / OFF control to an inverter control method is not possible. It ’s not easy. For example, in order to change the power control panel to an inverter control type in order to make the above change, it is necessary to remove and newly install the power control panel. Further, in order to remodel the power control panel to the inverter control system, it is necessary to modify the main circuit in the power control panel to add a new function. As described above, neither method is easy. In addition to this, it may be accompanied by a replacement work of a cable connecting the power control panel to the three-phase induction motor.
本発明は、上記の事情を考慮してなされたものであり、スターデルタ切替可能な三相誘導電動機を駆動停止制御するように構成された動力制御盤を利用しつつ、三相誘導電動機の速度制御を可能にする速度制御盤、及び速度制御システムの製造方法を提供することにある。 The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and the speed of the three-phase induction motor is utilized while utilizing a power control panel configured to control the driving stop of the three-phase induction motor capable of star-delta switching. It is an object of the present invention to provide a speed control panel that enables control and a method of manufacturing a speed control system.
上記課題を解決するため、本発明の一実施態様は、動力制御盤から供給される電力に基づいて、スターデルタ(Y−Δ)切替可能な三相誘導電動機を駆動させるインバータを備え、前記インバータは、前記三相誘導電動機をY−Δ始動制御により始動させるように三相交流回路の結線状態を切り替える結線切替部が入力側に設けられ、前記結線切替部を経て供給される電力に基づいて、前記三相誘導電動機の回転速度を制御する速度制御盤である。 In order to solve the above-described problem, an embodiment of the present invention includes an inverter that drives a star-delta (Y-Δ) switchable three-phase induction motor based on electric power supplied from a power control panel, and the inverter Based on the electric power supplied through the connection switching unit, a connection switching unit is provided on the input side to switch the connection state of the three-phase AC circuit so that the three-phase induction motor is started by Y-Δ start control. A speed control panel for controlling the rotational speed of the three-phase induction motor.
また、上記一実施態様の速度制御盤は、前記結線切替部の状態がΔ結線の状態にあることを検出する制御部を備える。 In addition, the speed control panel of the one embodiment includes a control unit that detects that the state of the connection switching unit is in a Δ connection state.
また、上記一実施態様の速度制御盤に係る前記結線切替部は、前記三相誘導電動機をY−Δ始動制御により始動させることを可能とする動力制御盤に含まれており、前記インバータは、前記動力制御盤の筐体の外部に設けられた筐体に収容されている。 Further, the connection switching unit according to the speed control panel of the one embodiment is included in a power control panel that enables the three-phase induction motor to be started by Y-Δ start control, and the inverter includes: The power control panel is housed in a housing provided outside the housing.
また、上記一実施態様の速度制御盤は、前記三相誘導電動機に対する給電経路を、前記インバータからの給電経路と前記動力制御盤からの給電経路の何れかに切り替える駆動モード切替部を備える。 The speed control panel according to the above-described embodiment includes a drive mode switching unit that switches a power supply path for the three-phase induction motor to either a power supply path from the inverter or a power supply path from the power control panel.
また、上記一実施態様の速度制御盤における前記駆動モード切替部は、前記インバータが前記三相誘導電動機に電力を供給できない状態にある場合に、前記動力制御盤から前記三相誘導電動機に電力を供給するように、前記三相誘導電動機に対する給電経路を切り替える。 In addition, the drive mode switching unit in the speed control panel of the one embodiment supplies power from the power control panel to the three-phase induction motor when the inverter cannot supply power to the three-phase induction motor. The power supply path for the three-phase induction motor is switched so as to be supplied.
また、上記一実施態様の速度制御盤は、前記結線切替部の状態に対応するように、前記結線切替部と前記インバータとの間の給電経路を切り替える入力側給電経路切替部を備える。 In addition, the speed control panel according to the embodiment includes an input-side power supply path switching unit that switches a power supply path between the connection switching unit and the inverter so as to correspond to the state of the connection switching unit.
また、上記一実施態様の速度制御盤は、前記結線切替部を含む動力制御盤から電力が供給される第1端子部と、前記動力制御盤から電力が供給される第2端子部と、を備え、前記第1端子部と前記第2端子部の何れか一方の端子部は、前記結線切替部の状態がY結線の状態にある場合に、前記端子部に含まれる三相交流用の端子が互いに接続される。 Further, the speed control panel of the one embodiment includes a first terminal unit to which power is supplied from a power control panel including the connection switching unit, and a second terminal unit to which power is supplied from the power control panel. One of the first terminal portion and the second terminal portion is a three-phase alternating current terminal included in the terminal portion when the connection switching portion is in a Y-connection state. Are connected to each other.
また、本発明の一実施態様の速度制御システムの製造方法は、三相誘導電動機をY−Δ始動制御により始動させるための結線切替部を含む動力制御盤と、前記結線切替部を経て供給される電力を変換し前記変換した電力により前記三相誘導電動機の速度を調整する速度制御盤と、を電気的に接続するステップと、前記速度制御盤の出力側に前記三相誘導電動機を電気的に接続するステップと、を含むものである。 The speed control system manufacturing method according to one embodiment of the present invention is supplied via a power control panel including a connection switching unit for starting a three-phase induction motor by Y-Δ start control, and the connection switching unit. A step of electrically connecting a speed control panel for converting the power to be converted and adjusting the speed of the three-phase induction motor by the converted power; and electrically connecting the three-phase induction motor to the output side of the speed control panel Connecting to.
本発明は、三相誘導電動機を駆動停止制御するように構成された動力制御盤を利用しつつ、三相誘導電動機の速度制御を可能にする速度制御盤、及び速度制御システムの製造方法を提供することができる。 The present invention provides a speed control panel that enables speed control of a three-phase induction motor and a method for manufacturing the speed control system, while using a power control panel configured to stop and drive the three-phase induction motor. can do.
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図1は、速度制御盤を含めて構成された、電動機の速度制御システムを示す構成図である。
図1に示す速度制御システム5は、動力制御盤1と、速度制御盤2と、電動機3とを含む。中央制御装置8は、速度制御システム5の制御状態を管理する。中央制御装置8は、動力制御盤1と、速度制御盤2などの装置から、それぞれの制御状態を収集し、また、動力制御盤1と、速度制御盤2に対して、電動機3に対する制御を指令する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a configuration diagram showing an electric motor speed control system including a speed control panel.
A
電動機3は、図9に示すような、巻線3a,3b,3c(固定子巻線)をスターデルタ(Y−Δ)切替可能な三相誘導電動機である。例えば、符号Pは、電動機3の軸力により駆動される負荷である圧縮機、ポンプ又はファンを示す。例えば、圧縮機Pは、冷凍機(空気調和装置)の一部を構成してもよい。図示を省略するが圧縮機Pには、熱媒体を循環させる管路が接続され、その管路に熱交換器、膨張弁などが設けられていてもよい。電動機3は、圧縮機Pを稼働させることにより熱媒体を循環させる。
The
動力制御盤1は、結線切替部10と、制御論理部15と、MCCB16とを備える。動力制御盤1のTB110には、電源PSから3相交流電力が供給される。
The
結線切替部10は、電磁スイッチ11と電磁スイッチ12とY回路13とを備える。結線切替部10は、電磁スイッチ11と電磁スイッチ12の状態が切り換えられることにより、電動機3の固定子巻線仕様をスター結線(Y結線)又はデルタ結線(Δ結線)にする。「電磁スイッチ11がオフ状態且つ電磁スイッチ12がオン状態」にある場合、電磁スイッチ12により電動機3がY回路13に接続されてY結線になる。Y回路13は、各相を互いに接続して中点化する。逆に、「電磁スイッチ11がオン状態且つ電磁スイッチ12がオフ状態」にある場合、電磁スイッチ11により電動機3が電源に接続されてΔ結線になる。
The
制御論理部15は、Y結線又はΔ結線に切り替えるための切替信号を結線切替部10に送り、電磁スイッチ11と電磁スイッチ12の状態を切り替える。制御論理部15は、制御状態を、中央制御装置8に出力し、中央制御装置8から、電動機3の駆動に関する制御の指令を受ける。MCCB16は、動力制御盤1から供給される電力を遮断する。なお、制御論理部15は、制御リレーの組み合わせにより構成されてもよく、或いは、プログラムを実行することにより制御可能なDSP(digital signal processor)やCPU(Central Processing Unit)などのプロセッサ、I/O(Input/Output)ポート、A/D(Analog /Digital)変換器などを有して構成されてもよい。
The
ここで、図2参照して、実施形態に関連する比較例について、動力制御盤1と電動機3を適用した場合の説明を補足する。図2は、比較例の構成について説明するための図である。図2に示すように、動力制御盤1と電動機3は、ケーブルで互いに接続されることにより、動力制御盤1は、電動機3を駆動させることができる。その際、動力制御盤1は、Y−Δ始動方式により電動機3を始動させて、電動機3の運転制御を行うことができる。
Here, with reference to FIG. 2, the description at the time of applying the
速度制御盤2の構成例について説明する。図3は、速度制御盤2の正面図である。
速度制御盤2は、扉DRと、扉DRを指示する筐体本体部BDとを備える。筐体本体部BDは、インバータ20と、電磁スイッチ21と、電磁スイッチ22と、電磁スイッチ23と、電磁スイッチ24と、電磁スイッチ25と、電磁スイッチ26と、制御部29などの各部を収納する。例えば、筐体本体部BDは、その底部に設けられたチャネルベースにネジで締結され、自立状態で設置される。さらに、筐体本体部BDの上部などが、上部支持体等に支持されてもよい。また、これに代えて、壁面などに沿って筐体本体部BDの背面が配置され、壁面に設けられたアンカーボルトに、筐体本体部BDの背面がナットなどにより締結されてもよい。扉DRには、速度制御盤2の制御状態を示す表示部DISPと、速度制御盤2を冷却するように通風口VE、排気口EPなどが設けられている。扉DRの排気口EPの位置であって、扉DRの背面側に冷却ファン(不図示)が設けられていてもよい。
A configuration example of the
The
図4は、速度制御盤2の構成例を示す外観図である。図4に示す速度制御盤2は、扉DRを開いた状態を正面視したものである。
筐体本体部BD内の背面寄りに取付部材Fが設けられている。取付部材Fには、端子部の他、インバータ20と、MCCB27と、MCCB28と、操作部OPと、リアクトルLと、電磁スイッチ21から電磁スイッチ26と、制御部29などが設けられている。取付部材Fには、その上から下に向かって、インバータ20と、MCCB27と、MCCB28と、操作部OPと、リアクトルLと、電磁スイッチ21から電磁スイッチ26と、制御部29などが配置されている。なお、取付部材Fには、端子部が纏めて設けられており、その位置は、筐体本体部BDに対するケーブルの引き込み口に応じて決定される。
端子部には、後述するTB211、TB212、TB213、TB214、TB221、TB222などが含まれる。図に示す各部の位置は、筐体本体部BDの底部からケーブルを引き込む場合の一例である。図に示す各部を配置した位置は、その一例を示すものであり、これに制限されるものではない。
FIG. 4 is an external view showing a configuration example of the
An attachment member F is provided near the back surface in the housing body BD. In addition to the terminal portion, the attachment member F is provided with an
The terminal portion includes TB211, TB212, TB213, TB214, TB221, TB222 and the like which will be described later. The position of each part shown in the drawing is an example when a cable is drawn from the bottom of the housing body BD. The position where each part shown in the figure is arranged shows an example, and is not limited to this.
速度制御盤2は、インバータ20と、電磁スイッチ21と、電磁スイッチ22と、電磁スイッチ24と、電磁スイッチ25と、電磁スイッチ26と、MCCB27と、MCCB28と、制御部29とを備える。MCCB27とMCCB28は、動力制御盤1を介して速度制御盤2に供給される電力を遮断する。
The
電磁スイッチ21から電磁スイッチ26のそれぞれは、電気的に制御可能な接触器(開閉器)であり、三相交流用の3つの接点と、それらの接点に連動する補助接点を有する。
Each of the
インバータ20は、変換部201と、制御部202とを含む。
変換部201は、制御部202からの制御信号を受け、動力制御盤1から供給される電力をもとに、電動機3に供給する電力を調整する。例えば、変換部201は、順変換回路2011、平滑回路2012、逆変換回路2013と、を備える。順変換回路2011は、交流を整流し直流化する。平滑回路2012は、順変換回路2011により出力される直流を平滑化する。逆変換回路2013は、平滑化された直流から、制御部202からの制御により決定される周波数の交流を生成して出力する。
制御部202は、制御部29からの制御を受け、中央制御装置8から速度制御信号を受け、それらに基づいて、逆変換回路2013の駆動信号を生成して、逆変換回路2013を制御する。速度制御信号が示す値は、連続値であってもよく、離散値であってもよい。速度制御信号は、例えば、所謂4−20mA信号に準じたものであってもよい。なお、制御部202は、I/Oポート、A/D変換器を有し、プログラムを実行することにより制御可能なDSPやCPU等で構成されてもよい。
The
The
制御部29は、動力制御盤1から結線状態信号を受け、それに基づいて、インバータ20を制御する。なお、制御部29は、I/Oポート、A/D変換器を有し、プログラムを実行することにより制御可能なDSPやCPU等で構成されてもよい。
The
(電気的接続について)
図1を参照して、速度制御盤2の電気的接続構成について説明する。図1は単線結線図である。
速度制御盤2は、次の外部機器に接続される。動力制御盤1からのケーブルCBL1がTB211に、動力制御盤1からのケーブルCBL2がTB212に、動力制御盤1からのケーブルCBL3がTB213に、接続される。電動機3のUVW極側がTB221に、電動機3のXYZ極側がTB222に接続される。中央制御装置8からのケーブルCBL4がTB214に接続される。
(About electrical connection)
The electrical connection configuration of the
The
TB211、TB212、TB221、及びTB222のそれぞれは、3相交流用のケーブルを接続する端子である。TB213とTB214のそれぞれは、制御信号用の端子である。LN11からLN14、LN21からLN24、LN31からLN35は、ケーブルなどの導体を示す。
Each of TB211, TB212, TB221, and TB222 is a terminal for connecting a three-phase AC cable. Each of
TB211には、LN11を介してMCCB27の一次側が接続される。MCCB27の2次側には、LN12を介して電磁スイッチ21の一次側と、LN31を介して電磁スイッチ26の1次側と、LN33を介してインバータ20の入力端子とが接続される。
インバータ20の入力端子には、LN34を介して電磁スイッチ25の1次側と、LN35を介して電磁スイッチ24の一次側とが接続される。図示を省略するがインバータ20には、リアクトルLが接続されている。
電磁スイッチ21の2次側には、LN13を介して電磁スイッチ24の二次側と、更にLN14を介してTB221が接続される。
The primary side of the
The primary side of the
The secondary side of the
TB212には、LN21を介してMCCB28の一次側が接続される。MCCB28の2次側には、LN22を介して電磁スイッチ22の一次側と、LN32を介して電磁スイッチ26の2次側とが接続される。電磁スイッチ22の2次側には、LN23を介して電磁スイッチ25の二次側と、更にLN24を介してTB222が接続される。
The primary side of the
上記のLN31、LN32、LN33、及びLN34の経路と、LN35、LN14、及びLN24の経路は、インバータ20を機能させる場合に利用するものであって、動力制御盤1が供給する電力をインバータ20にて変換して電動機3に供給するものである。
これに対し、上記のLN12、LN13、LN14及びLN15の経路は、インバータ20を機能させることができない場合などに利用する経路であって、動力制御盤1が供給する電力をインバータ20にて変換することなく電動機3に供給するものである。
The paths of LN31, LN32, LN33, and LN34 and the paths of LN35, LN14, and LN24 are used when the
On the other hand, the paths of LN12, LN13, LN14, and LN15 described above are paths used when the
(電動機3に速度制御盤2を接続するまでの手順)
図2に示す構成から、図1に示す構成に変更して、電動機3に速度制御盤2を接続するまでの手順について説明する。図5は、電動機3に速度制御盤2を接続するまでの手順を説明するための図である。
(Procedure until the
The procedure from the configuration shown in FIG. 2 to the configuration shown in FIG. 1 until the
まず、動力制御盤1と電動機3の電気的な接続を解き(S11)、動力制御盤1と速度制御盤2をケーブルCBL1とケーブルCBL2とケーブルCBL3により接続する(S12)。速度制御盤2と中央制御装置8とをケーブルCBL4により接続する(S13)。速度制御盤2の出力側の端子であるTB221とTB222とに電動機3からのケーブルをそれぞれ接続する(S14)。
First, the electrical connection between the
上記により、電動機3に速度制御盤2を接続することができる。なお、動力制御盤1と速度制御盤2の間を接続するケーブルCBL1とケーブルCBL2、又は、速度制御盤2と電動機3の間を接続するケーブルについては、動力制御盤1と電動機3とを接続していたケーブルを流用してもよい。
As described above, the
(電動機3を速度制御するまでの手順)
電動機3を速度制御するまでの手順について説明する。図6は、電動機3を速度制御するまでの手順を説明するための図である。
(Procedure until speed control of the motor 3)
A procedure until speed control of the
まず、動力制御盤1と速度制御盤2とを電気的に接続する(S21)。例えば、動力制御盤1は、結線切替部10をY−Δ始動制御による手順により電力を供給可能にする(S21A)。速度制御盤2は、インバータ20によって、動力制御盤1から結線切替部10を経て供給される電力を変換する(S21B)。
First, the
速度制御盤2は、動力制御盤1の結線状態を示す結線状態信号に基づいて電磁スイッチ24と電磁スイッチ25をオン状態にして、速度制御盤2の出力側に電動機3を電気的に接続する(S22)。速度制御盤2は、変換した電力により電動機3の速度を調整する(S23)。
上記の手順により、電動機3は、速度制御される。
The
The speed of the
(電動機3を速度制御する場合の速度制御盤の動作)
上記の手順に従って、速度制御盤2によって、電動機3を速度制御する場合の動作について説明する。
図7は、電動機3を速度制御する場合のタイミングチャートである。図7に示す(a)から(i)は、それぞれが下記の信号の状態を示す。(a)が中央制御装置8から発せられる運転指令を示す。(b)と(c)が動力制御盤1から出力される電力と結線状態信号を示す。(d)から(f)が速度制御盤2における電磁スイッチの状態を示す。(g)と(h)がインバータ20の制御状態と自己診断の結果を示す。(i)が電動機3の回転状態を示す。
(Operation of the speed control panel when the speed of the
The operation when the speed of the
FIG. 7 is a timing chart when the speed of the
(停止状態)
t0において、制御論理部15は、電動機3を停止させる状態にある。つまり、制御論理部15は、結線切替部10によって、動力制御盤1からの電力の供給を遮断した状態にする。制御論理部15は、併せて、結線状態信号により、動力制御盤1内の結線状態がΔ結線になっていないこと出力する。なお、結線状態信号は、後述する動力制御盤1内の結線状態がY結線にある場合も、電力を供給しない状態にある場合と同じ状態になる。
速度制御盤2の制御部29は、結線状態信号から、動力制御盤1内の結線状態がY結線の状態、又は、動力制御盤1が電力を供給しない状態にあることを検出する。制御部29は、これを受け、電磁スイッチ21から電磁スイッチ26の全てをオフ状態にするとともに、インバータ20に対しては、変換動作を停止させるように制御する。
(State of standstill)
At t0, the
The
(停止・低速回転時からの始動)
t1において、制御論理部15は、電動機3を始動させるための指令を、中央制御装置8から受ける。制御論理部15は、上記の指令を検出し、結線切替部10を切り替えて、動力制御盤1内の結線をY結線にする。動力制御盤1は、電力の供給が可能な状態になる。動力制御盤1内の結線状態がY結線に変化するが、制御論理部15は、結線状態信号の状態は変化させない。
(Stop and start from low-speed rotation)
At t <b> 1, the
速度制御盤2の制御部29は、結線状態信号により制御されるが、信号の状態が、動力制御盤1が電力を供給しない状態から変化しないことから、その制御状態を変化させない。つまり、制御部29は、動力制御盤1内の結線状態がY結線の状態、又は、動力制御盤1が電力を供給しない状態にあることを検出する。制御部29は、電磁スイッチ21から電磁スイッチ26の全てをオフ状態にして、インバータ20に対しては、変換動作を停止させる制御状態を維持する。
上記の通り、この段階までは、速度制御盤2は、電動機3を駆動するための電力を出力しない。電動機3は、電力が供給されない状態に維持される。
The
As described above, until this stage, the
(電動機3を始動させるための指令から所定時間が経過した段階)
制御論理部15は、t1から予め定められた時間が経過してt2になると、結線切替部10を切り替えて、動力制御盤1内の結線をΔ結線にする。例えば、上記の予め定められた時間(t2−t1)は、Y−Δ始動制御により電動機3を始動したと仮定して、電動機3の回転速度が所定の回転速度に達するまでに掛かる時間に基づいて決定されている。動力制御盤1は、Δ結線で電動機3を駆動するための電力の供給が可能な状態になる。制御論理部15は、併せて、結線状態信号により、動力制御盤1内の結線状態がΔ結線にあることを出力する。なお、制御論理部15が上記のとおり結線切替部10を切り替えるまでは、電動機3は、停止状態のままにある。電動機3の回転速度が所定の回転速度に達すると見込んだタイミングにおける電動機3の実際の回転速度は、上記で見込んだ回転送度とは異なる。
(The stage when a predetermined time has elapsed from the command for starting the electric motor 3)
When a predetermined time elapses from t1 and reaches t2, the
速度制御盤2の制御部29は、結線状態信号を受け、動力制御盤1内の結線状態がΔ結線にあることを検出する。制御部29は、これを受け、電磁スイッチ24と、電磁スイッチ25と、電磁スイッチ26とをオン状態にする。制御部29は、電磁スイッチ21と、電磁スイッチ22とをオフ状態に保つ。制御部29は、インバータ20に対しては、変換部201による変換動作を開始させるように制御する。なお、インバータ20は、変換部201による変換動作を開始させるように制御の指令を受ける。また、インバータ20は、電動機3の回転速度を調整する。例えば、インバータ20は、中央制御装置8からの制御を受け、指示される回転速度になるように電動機3を制御する。その結果、電動機3は、上記の制御により、回転速度が徐々に高まるよう駆動される。
The
(電動機3を速度制御しない場合の速度制御盤の動作)
次に、速度制御盤2によって、電動機3の速度制御を行わずに単にON/OFF制御により駆動させる場合について説明する。
(Operation of speed control panel when
Next, the case where the
電動機3の速度制御を行わずに駆動させる場合、つまりインバータ20による速度調整機能を機能させずに電動機3をON/OFF制御する場合として、下記の場合が挙げられる。
(1)インバータ20が自己診断機能で、正常な出力を得られない状態(異常状態)を検出した場合。
(2)外部の装置などから、速度調整装置が、インバータ20の出力の停止を指示された場合。
(3)インバータ20の故障、保守、点検などにより、インバータ20を利用できない状態にある場合。
The following cases can be cited as cases where the
(1) When the
(2) When the speed adjusting device is instructed to stop the output of the
(3) The
上記の場合には、インバータ20の出力を利用することができないことから、例えば、下記する方法によりインバータ20の出力を利用せずに電動機3を駆動できるようにする。以下の説明では、上記(1)の場合を例に挙げて説明する。上記(2)と(3)の場合についても、同様にインバータ20の出力を利用せずに電動機3を駆動できる。
In the above case, since the output of the
図8は、電動機3を速度制御せずにON/OFF制御する場合のタイミングチャートである。
FIG. 8 is a timing chart when the
インバータ20は、自己診断機能を有している。t10において、制御部202が、変換部201から電力を供給することができない機能停止状態を検出し、その情報を制御部29に出力する。
The
速度制御盤2の制御部29は、インバータ20の機能停止状態を示す信号を受け、インバータ20が機能停止状態にあることを検出する。制御部29は、これを受け、電磁スイッチ24と、電磁スイッチ25と、電磁スイッチ26とをオフ状態にする。制御部29は、電磁スイッチ21と、電磁スイッチ22とをオン状態にする。なお、電磁スイッチ21から電磁スイッチ26が上記の状態に遷移された後に、制御論理部15が、電動機3の駆動を許可するようにしてもよい。
The
(停止・低速回転時からの始動)
t11において、制御論理部15は、電動機3を始動させるための指令を、中央制御装置8から受ける。制御論理部15は、上記の指令を検出し、結線切替部10を切り替えて、動力制御盤1内の結線をY結線にする。動力制御盤1は、電力の供給が可能な状態になる。
(Stop and start from low-speed rotation)
At t <b> 11, the
なお、制御論理部15は、併せて、結線状態信号により、動力制御盤1内の結線状態がY結線にあることを出力してもよい。同信号が出力されても、制御部29は、同信号に対応する制御は行わない。
In addition, the
速度制御盤2において、電磁スイッチ21と、電磁スイッチ22とがオン状態になり、電磁スイッチ24と、電磁スイッチ25と、電磁スイッチ26とがオフ状態になっている。速度制御盤2は、動力制御盤1から供給される電力を中継し、電動機3に供給する。電動機3は、その結線がY結線になって始動される。
In the
(電動機3を始動させるための指令から所定時間が経過した段階)
t12において、制御論理部15は、電動機3の回転速度が所定の回転速度に達すると見込んだタイミングに合せて、結線切替部10を切り替えて、動力制御盤1内の結線をΔ結線にする。動力制御盤1は、電動機3をΔ結線にして、速度制御盤2を介して、電動機3に電力を供給する。電動機3の回転速度は、Y−Δ始動方法による回転送度に調整される。つまり、電動機3は、動力制御盤1によるY−Δ始動制御により始動される。
(The stage when a predetermined time has elapsed from the command for starting the electric motor 3)
At t12, the
実施形態によれば、動力制御盤1から供給される電力に基づいて、Y−Δ切替可能な電動機3を駆動させるインバータ20を備える。インバータ20は、電動機3をY−Δ始動制御により始動させるように三相交流回路の結線状態を切り替える結線切替部10が入力側に設けられている。インバータ20は、結線切替部10を経て供給される電力に基づいて、電動機3の回転速度を制御することにより、三相誘導電動機を駆動停止制御するように構成された動力制御盤を利用しつつ、三相誘導電動機の速度制御を可能にする。
According to the embodiment, the
また、制御部29は、結線切替部10の状態がΔ結線の状態にあることを検出するようにしたことにより、動力制御盤1側の制御状態に連動して、速度制御盤2側の制御状態を制御することが可能になる。これにより、速度制御盤2は、動力制御盤1がΔ結線の状態にある場合に電動機3を駆動させることができる。
Further, the
また、動力制御盤1は、電動機をY−Δ始動制御により始動させることを可能とする。
結線切替部10は、上記のような動力制御盤1に含まれる。インバータ20は、動力制御盤1の筐体の外部に設けられた筐体に収容されていてもよい。これによれば、結線切替部10とインバータ20を別の筐体に収容するように構成することができる。
Moreover, the
The
また、本実施形態の速度制御盤2は、電動機3に対する給電経路を、インバータ20からの給電経路と動力制御盤1からの給電経路の何れかに切り替えるようにしてもよい。さらに、速度制御盤2は、インバータ20が電動機3に電力を供給できない状態にある場合に、動力制御盤1から電動機3に電力を供給するように、電動機3に対する給電経路を切り替えることが可能になる。これにより、速度制御盤2は、インバータ20を機能させることができない場合であっても、動力制御盤1からの給電経路を利用して、電動機3を駆動することができる。なお、電磁スイッチ21、電磁スイッチ22、電磁スイッチ24、及び、電磁スイッチ25は、駆動モード切替部の一例である。
Further, the
また、本実施形態の速度制御盤2は、結線切替部10の状態に対応するように、結線切替部10とインバータ20との間の給電経路を切り替えることにより、インバータ20を機能させる際には、結線切替部10の状態がΔ結線の状態にある時の電力を利用することができ、インバータ20を機能させずに電動機3を駆動する際には、Y−Δ始動制御により電動機3を始動させることが可能になる。なお、電磁スイッチ26は、入力側給電経路切替部の一例である。
Further, when the
また、本実施形態の速度制御盤2は、結線切替部10を含む動力制御盤1から電力が供給される第1端子部と、同様に動力制御盤1から電力が供給される第2端子部と、を備える。
In addition, the
第1端子部と第2端子部の何れか一方の端子部は、結線切替部10の状態がY結線の状態にある場合に、当該端子部に含まれる三相交流用の端子が互いに接続されるようにしてもよい。TB211とTB212は、第1端子部と第2端子部の一例である。
このように、第1端子部と第2端子部とを分けて設けたことにより、それぞれを動力制御盤1に接続することが可能になり、動力制御盤1における結線切替部10によるY−Δ始動による電力を利用することが可能になる。
When one of the first terminal portion and the second terminal portion is in the Y-connection state, the three-phase AC terminals included in the terminal portion are connected to each other. You may make it do. TB211 and TB212 are examples of the first terminal portion and the second terminal portion.
Thus, by providing the first terminal portion and the second terminal portion separately, each can be connected to the
(第1の実施形態の変形例)
第1の実施形態の変形例について説明する。図10は、電磁スイッチを配置した部分の拡大図である。電磁スイッチ21、電磁スイッチ24、電磁スイッチ25、及び電磁スイッチ22のそれぞれは、順に水平方向に並べて配置されている。例えば、図に示すように左から右に向かって、電磁スイッチ21、電磁スイッチ24、電磁スイッチ25、電磁スイッチ22の順に並べて配置する。なお、電磁スイッチ26を、上記の並びに沿って、その並びの外側に配置してもよい。
(Modification of the first embodiment)
A modification of the first embodiment will be described. FIG. 10 is an enlarged view of a portion where the electromagnetic switch is arranged. Each of the
つまり、インバータ20の出力に接続される電磁スイッチ24と電磁スイッチ25は、上記の4つの電磁スイッチを並べた列の中央側に配置される。動力制御盤1から電動機3に供給される電力を遮断するための電磁スイッチ21と電磁スイッチ22は、上記の列の中央側に配置した電磁スイッチ24と電磁スイッチ25の外側にそれぞれ配置される。
That is, the
例えば、電磁スイッチ21と電磁スイッチ24とを接続するLN13、及び、電磁スイッチ25と電磁スイッチ22とを接続するLN23は、各電磁スイッチの下側に、電磁スイッチ24と電磁スイッチ25とを接続するLN35は、各電磁スイッチの上側に設けられる。電磁スイッチ21、電磁スイッチ24、電磁スイッチ25、及び、電磁スイッチ22の配置の間隔を互いに揃えることにより、LN13、LN23、及びLN35をケーブルによる接続に代えて、板状又は棒状の導体を利用することができる。板状又は棒状の導体は、端部以外が互いに接触しないように保持されるか、それぞれが樹脂等により被覆された形成されたものであってもよい。
なお、上記に例示した水平方向に並べた4つの電磁スイッチを並べる順序は、左右が反転してもよい。4つの電磁スイッチのうち、電磁スイッチ24と電磁スイッチ25は、配置される左右の位置が入れ替わっていてもよい。
また、電磁スイッチ21と電磁スイッチ24とを接続するLN13、及び、電磁スイッチ25と電磁スイッチ22とを接続するLN23は、各電磁スイッチの上側に、電磁スイッチ24と電磁スイッチ25とを接続するLN35は、各電磁スイッチの下側に設けられるようにしてもよい。
For example, the
Note that the order of arranging the four electromagnetic switches arranged in the horizontal direction as exemplified above may be reversed left and right. Among the four electromagnetic switches, the left and right positions of the
The
本変形例によれば、上記の実施形態と同様の効果を得ることができる。これに加えて、速度制御盤2内の電磁スイッチ21、電磁スイッチ24、電磁スイッチ25、及び電磁スイッチ22間の電気的な接続を容易に行うことができる。さらには、電磁スイッチ21、電磁スイッチ24、電磁スイッチ25、及び電磁スイッチ22を配置するピッチを短縮することができ、速度制御盤2の筐体を小型化することが可能になる。これにより、Y−Δ切替可能な三相誘導電動機を駆動停止制御するように構成された動力制御盤を利用しつつ、三相誘導電動機の速度制御を可能にする速度制御盤の配置することが容易になる。
According to this modification, it is possible to obtain the same effect as the above embodiment. In addition to this, electrical connection among the
(第2の実施形態)
第2の実施形態について説明する。インバータ20は、自己診断機能によって検出されたインバータ20の異常状態の検出信号を継続して出力しないものである。そこで、第1の実施形態の制御部29は、インバータ20の自己診断機能によって検出されたインバータ20の異常状態の検出履歴を保持するように構成されている。これに代えて、本実施形態は、インバータ20が異常状態の検出信号を継続して出力するように制御するものである。
(Second Embodiment)
A second embodiment will be described. The
図11は、本実施形態の速度制御盤を含めて構成された、電動機の速度制御システムを示す構成図である。図1に示した構成と同じ構成には同じ符号を附し、図1に示す構成との相違点を中心に説明する。 FIG. 11 is a configuration diagram showing a motor speed control system including the speed control panel of the present embodiment. The same components as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and differences from the configuration shown in FIG. 1 will be mainly described.
速度制御盤2は、インバータ20と、電磁スイッチ21と、電磁スイッチ22と、電磁スイッチ24と、電磁スイッチ25と、電磁スイッチ26と、電磁スイッチ26Bと、MCCB27と、MCCB28と、制御部29とを備える。速度制御盤2は、電磁スイッチ26Bが追加されている点が第1の実施形態と異なる。
The
本実施形態のインバータ20は、下記の構成をさらに有するものである。インバータ20は、インバータ20に制御用の電源が供給されて続けていて、インバータ20の入力に供給される変換用の電力が回復しなければ、インバータ20の異常状態の発生を示す接点信号を継続して出力する。
The
電磁スイッチ26Bは、前述の電磁スイッチ21から電磁スイッチ26と同様に、電気的に制御可能な接触器(開閉器)であり、三相交流用の3つの接点と、それらの接点に連動する補助接点を有する。電磁スイッチ26Bは、制御部29等からの制御により、電磁スイッチ26と同様に、その状態が切り替えられる。
The
MCCB27の2次側には、LN12を介して電磁スイッチ21の一次側と、LN31を介して電磁スイッチ26Bの1次側と、LN33を介してインバータ20の入力端子とが接続される。電磁スイッチ26Bの2次側には、LN31Bを介して電磁スイッチ26の一次側が接続される。
The secondary side of the
本実施形態のインバータ20は、制御部202を稼働させるための制御用の電源が供給されている状態で、インバータ20の入力に供給される変換用の電力が途絶えると、それに連動して、インバータ20の異常状態の発生を示す異常状態信号を出力する。これを第1の状態とする。
In the
インバータ20の自己診断機能によってインバータ20の異常状態が検出されると、インバータ20の異常状態の発生を示す異常状態信号を出力する。これを第2の状態とする。
第1の状態に先立ち、第2の状態が発生すると、インバータ20から異常状態信号が出力される。制御部29は、これを検知して、インバータ20の入力に供給される変換用の電力の供給を遮断する。この段階で、インバータ20が出力する異常状態信号は、第1の状態に対応するものであるが、第2の状態の発生により出力が開始された異常状態信号が継続して出力されることになる。
制御部29による制御により、異常状態信号が示す状態が、第2の状態の発生によるものから第1の状態の発生によるものに遷移している。異常状態信号が示す状態を検出する制御部29は、その要因が第2の状態の発生によるものか、第1の状態の発生によるものかを区別することはできないが、あたかも第2の状態の発生による異常状態信号が継続して出力されたものとして利用することができる。
When an abnormal state of the
Prior to the first state, when the second state occurs, the
Due to the control by the
上記のように制御することにより、インバータ20の入力に供給される変換用の電力が途絶えた状態になる。上記の制御によれば、インバータ20の動作を停止させるように作用する。インバータ20は、自己診断機能により異常が検出される状態にあることから、
動作を停止させるように作用させる制御により安全側に導かれる。
By controlling as described above, the power for conversion supplied to the input of the
It is guided to the safe side by the control that acts to stop the operation.
(第3の実施形態)
第3の実施形態について説明する。
図12は、本実施形態の速度制御盤を含めて構成された、電動機の速度制御システムを示す構成図である。図1に示した構成と同じ構成には同じ符号を附し、図1に示す構成との相違点を中心に説明する。
(Third embodiment)
A third embodiment will be described.
FIG. 12 is a block diagram showing a motor speed control system including the speed control panel of the present embodiment. The same components as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and differences from the configuration shown in FIG. 1 will be mainly described.
速度制御盤2は、少なくとも電磁スイッチ21と電磁スイッチ22とを備えるものではない。本実施形態の速度制御盤2は、上記の電磁スイッチを備えていないことにより、インバータ20が電動機3に電力を供給できない状態にある場合にも、動力制御盤1から電動機3に電力を供給することはできない。
The
図に示すインバータ20の入力側には、結線切替部10が設けられている。上記の通り、結線切替部10は、電動機3をY−Δ始動制御により始動させるように三相交流回路の結線状態を切り替えるものである。本実施形態のインバータ20も、結線切替部10を経て供給される電力に基づいて、電動機3の回転速度を制御することができる。
A
上記の実施形態によれば、上記の実施形態に示したインバータ20を機能させることができない場合に電動機3を駆動できるという効果を除き、上記の実施形態に示した効果と同様の効果を得ることができる。これに加えて、速度制御盤2の構成を簡素にすることができ、速度制御盤2の筐体をさらに小型化することが可能になる。これにより、Y−Δ切替可能な三相誘導電動機を駆動停止制御するように構成された動力制御盤を利用しつつ、三相誘導電動機の速度制御を可能にする速度制御盤の配置することが容易になる。
According to said embodiment, except the effect that the
以上に示した実施形態によれば、速度制御盤2は、動力制御盤1から供給される電力に基づいて、Y−Δ切替可能な電動機3を駆動させるインバータを備える。インバータ20は、電動機3をY−Δ始動制御により始動させるように三相交流回路の結線状態を切り替える結線切替部10が入力側に設けられている。インバータ20は、結線切替部10を経て供給される電力に基づいて、電動機3の回転速度を制御することにより、Y−Δ切替可能な電動機を駆動停止制御するように構成された動力制御盤1を利用しつつ、電動機3の速度制御を可能にする。
According to the embodiment described above, the
なお、速度制御システム5を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより各種処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータシステム」は、ホームページ提供環境(あるいは表示環境)を備えたWWWシステムも含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ(RAM)のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
A program for realizing the
また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク(通信網)や電話回線等の通信回線(通信線)のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル(差分プログラム)であっても良い。 The program may be transmitted from a computer system storing the program in a storage device or the like to another computer system via a transmission medium or by a transmission wave in the transmission medium. Here, the “transmission medium” for transmitting the program refers to a medium having a function of transmitting information, such as a network (communication network) such as the Internet or a communication line (communication line) such as a telephone line. The program may be for realizing a part of the functions described above. Furthermore, what can implement | achieve the function mentioned above in combination with the program already recorded on the computer system, and what is called a difference file (difference program) may be sufficient.
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。例えば、上記の変形例として、前述の実施形態の構成や機能の配置を合理的に変更したり、何れか複数の構成や機能を任意に組み合わせて一体のものとして構成したりしてもよい。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. For example, as the above-described modification, the arrangement of the above-described embodiment and the arrangement of functions may be rationally changed, or any one of a plurality of structures and functions may be arbitrarily combined and configured as an integrated unit. These embodiments and their modifications are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
1…動力制御盤、2…速度制御盤、3…電動機、5…速度制御システム、8…中央制御装置、10…結線切替部、20…インバータ、29…制御部、21、22、24、25、26、26B…電磁スイッチ。
DESCRIPTION OF
Claims (8)
を備え、
前記インバータは、
前記三相誘導電動機をY−Δ始動制御により始動させるように三相交流回路の結線状態を切り替える結線切替部が入力側に設けられ、前記結線切替部を経て供給される電力に基づいて、前記三相誘導電動機の回転速度を制御する、
速度制御盤。 An inverter for driving a three-phase induction motor capable of switching star delta (hereinafter referred to as “Y-Δ”) based on electric power supplied from a power control panel;
The inverter is
A connection switching unit that switches the connection state of the three-phase AC circuit so as to start the three-phase induction motor by Y-Δ start control is provided on the input side, and based on the electric power supplied through the connection switching unit, Control the rotational speed of the three-phase induction motor,
Speed control panel.
を備える請求項1に記載の速度制御盤。 The speed control panel according to claim 1, further comprising: a control unit that detects that the state of the connection switching unit is in a Δ connection state.
前記インバータは、
前記動力制御盤の筐体の外部に設けられた筐体に収容されている、
請求項1又は請求項2に記載の速度制御盤。 The connection switching unit is included in a power control panel that enables the three-phase induction motor to be started by Y-Δ start control,
The inverter is
Housed in a housing provided outside the housing of the power control panel,
The speed control panel according to claim 1 or 2.
を備える請求項3に記載の速度制御盤。 The speed control panel according to claim 3, further comprising a drive mode switching unit that switches a power supply path to the three-phase induction motor to any one of a power supply path from the inverter and a power supply path from the power control panel.
前記インバータが前記三相誘導電動機に電力を供給できない状態にある場合に、前記動力制御盤から前記三相誘導電動機に電力を供給するように、前記三相誘導電動機に対する給電経路を切り替える、
請求項4に記載の速度制御盤。 The drive mode switching unit
When the inverter cannot supply power to the three-phase induction motor, the power supply path to the three-phase induction motor is switched so as to supply power to the three-phase induction motor from the power control panel.
The speed control panel according to claim 4.
を備える請求項1から請求項5の何れか1項に記載の速度制御盤。 The input-side power supply path switching unit that switches a power supply path between the connection switching unit and the inverter so as to correspond to the state of the connection switching unit. Speed control panel.
前記動力制御盤から電力が供給される第2端子部と、
を備え、
前記第1端子部と前記第2端子部の何れか一方の端子部は、
前記結線切替部の状態がY結線の状態にある場合に、前記端子部に含まれる三相交流用の端子が互いに接続される、
請求項1から請求項5の何れか1項に記載の速度制御盤。 A first terminal unit to which electric power is supplied from a power control panel including the connection switching unit;
A second terminal portion to which electric power is supplied from the power control panel;
With
Either one of the first terminal portion and the second terminal portion is
When the state of the connection switching unit is in the state of Y connection, the terminals for three-phase AC included in the terminal unit are connected to each other.
The speed control board according to any one of claims 1 to 5.
前記速度制御盤の出力側に前記三相誘導電動機を電気的に接続するステップと、
を含む速度制御システムの製造方法。 A power control panel including a connection switching unit for starting the three-phase induction motor by Y-Δ start control, and converting the power supplied via the connection switching unit, and the speed of the three-phase induction motor by the converted power Adjusting the speed control panel, electrically connecting the step,
Electrically connecting the three-phase induction motor to the output side of the speed control panel;
A method for manufacturing a speed control system.
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CN109301965A (en) * | 2018-10-25 | 2019-02-01 | 北京精密机电控制设备研究所 | A kind of electric motor and controller method that electromagnetic structure is variable |
-
2016
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