JP2761375B2 - 誘導電動機の運転制御装置 - Google Patents

誘導電動機の運転制御装置

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JP2761375B2
JP2761375B2 JP8161846A JP16184696A JP2761375B2 JP 2761375 B2 JP2761375 B2 JP 2761375B2 JP 8161846 A JP8161846 A JP 8161846A JP 16184696 A JP16184696 A JP 16184696A JP 2761375 B2 JP2761375 B2 JP 2761375B2
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敏 井堀
忠夫 下津
雅智 籔
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Hitachi Keiyo Engineering Co Ltd
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Hitachi Keiyo Engineering Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は誘導電動機の運転制
装置に係り、特に、電力の供給が中断した後の誘導電
動機の再起動に好適な誘導電動機の運転制御装置に関す
る。 【0002】 【従来の技術】誘導電動機の運転中に発生した電源瞬停
後の運転再開を、誘導電動機の再起動と云う。従来の再
起動方法に、特開昭54−50812号公報及び特開昭
55−8250号公報記載のものがある。 【0003】この従来の再起動方法を以下に述べる。電
源瞬停が発生すると、誘導電動機の回転数は慣性に従っ
て減少する。この回転数の減少は、誘導電動機の残留電
圧として反映される。従って、この残留電圧を監視して
おき、電源回復後、所定の回転数になるように電源制御
を行って再起動を行う。 【0004】この従来の再起動方法は、回転数の監視を
速度発電機を用いずに可能とした点に利点がある。 【0005】然るに、瞬停であるにもかかわらず、且つ
回転数が零になっていないにもかかわらず、残留電圧が
零になってしまうことがある。これは主として負荷の影
響によるものと考えられる。以下、考察する。 【0006】誘導電動機の一次側を開放(即ち電源断と
等価)した場合、その端子には電圧が残留する。この残
留電圧v1は、 【0007】 【数1】 【0008】ここで、 M:一次と二次間の相互インダクタンス T2=L2/r2:二次時定数 ω:回転子角速度 i20:二次電流の第2種初期値 である。 【0009】上記の数1で、回転子角速度ωが急激に下
降しないという条件下(負荷:小、GD2:大)では、 【0010】 【数2】 【0011】となる。この時の残留電圧の波形を図1
(イ)に示す。この図は減衰振動波形図であり、その周
期は、二次時定数T2に大きく依存し、ほぼ等周期で減
衰してゆく。 【0012】一方、回転子角速度が急激に下降するとい
う条件(負荷:大、GD2:小)のもとでは、残留電圧
1は、 【0013】 【数3】 【0014】となる。この時の波形は図1(ロ)とな
る。即ち、周期も振幅も急激に変化する。 【0015】 【発明が解決しようとする課題】残留電圧は負荷の条件
(負荷、GD2の大小)に大きく依存する。このため仮
に負荷が小さく、GD2が大きい場合でも、二次時定数
が短ければ、瞬停の時間によっては残留電圧を検出する
ことは不可能となる。このような状態(回転角周波数不
明)で、電源を構成する電力変換装置をオンすれば、過
大電流が流れたり、回生状態となり変換装置が過電流あ
るいは過電圧保護による出力遮断を行い、制御不能とな
る。このため、残留電圧無のときにいきなり電力変換装
置をオンすることはできない。 【0016】また、負荷が大きく、GD2が小さい場合
には、図1(ロ)に示したように急激な減衰をするた
め、瞬停の時間幅によっては、残留電圧を検出すること
ができないことになる。この結果、前述と同様な問題が
生ずる。 【0017】本発明の目的は、ハードウェアの大幅
加なしに、誘導電動機の状態に関わらず常に迅速且つ円
滑に再起動を行うことができる誘導電動機の運転制御
を提供することにある。 【0018】 【課題を解決するための手段】上記目的は、交流電源か
交流電力を受電し任意の可変周波数の交流電力に変換
する電力変換装置を制御して誘導電動機を運転すると共
に前記交流電源に瞬停が生じた場合に該誘導電動機の運
転を制御する運転制御装置において、前記交流電源が停
電した後に復電したとき復電電力に基づいて前記電力変
換装置を制御し前記誘導電動機を所定電圧,所定周波数
の交流電力で再励磁する第1手段と、該再励磁による該
誘導電動機の回転数に応じた周波数を求める第2手段
と、前記電力変換装置に過電流が発生しないように前記
第2手段で求めた周波数の設定のもとに該電力変換装置
の出力電圧を所定の値になるまで徐々に増加させ該値に
達した後は前記電力変換装置の出力電圧,出力周波数を
共に徐々に変化させる第3手段とを備えることで、達成
される。 【0019】停電した後に復電したとき、まず、誘導電
動機の惰性回転に基づく周波数を求め、この周波数の設
定のもとに電力変換装置の出力電圧を徐々に増加させて
所定の値になるまで即ち電圧と周波数の比が所定比とな
るまで増加させ、その後に電力変換装置の出力電圧,出
力周波数を共に徐々に変化させるため、瞬停後の再起動
を常に迅速且つ円滑に行うことができる。 【0020】 【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図面を
参照して説明する。図2は、本発明の一実施例に係る運
転制御装置の構成図であり、図3はその動作処理手順を
示すフローチャート、図4は動作タイムチャートであ
る。 【0021】図2において、順変換器1は、交流3相電
源を取込み整流を行う。逆変換器2は、順変換器1の出
力(平滑コンデンサ4を介して)を取込み交流変換を行
う。逆変換器2の点弧角制御は主スイッチング素子駆動
回路15が行う。順変換器1と逆変換器2とは電源の一
部を構成する電力変換装置である。逆変換器2の出力が
誘導電動機3を駆動回転させる。 【0022】制御回路14は、主スイッチング素子駆動
回路15の点弧角制御のための指令回路であり、主スイ
ッチング素子駆動回路15はこの指令を受けて必要なサ
イリスタへ必要な点弧パルスを送出し、点弧駆動させ
る。以上の構成は、誘導電動機制御の一般的系統であ
る。 【0023】本実施例で採用した構成要素は以下とな
る。瞬停検出回路13は、制御用トランス12を介して
交流3相電源が瞬停したか否かを検出する。トランス5
は、誘導電動機3の一次側残留電圧取込み用のトランス
であり、残留電圧は残留電圧検出回路6が行う。 【0024】周波数検出回路7は、残留電圧検出回路6
の検出残留電圧を取込み対応する周波数の算出を行う。
この算出周波数は、誘導電動機3の現在の周波数であ
る。 【0025】周波数設定回路8は、算出回路7で算出し
た誘導電動機の回転周波数に逆変換器2の出力周波数を
可及的に一致させる。 【0026】ソフトスタート回路9は、誘導電動機3を
再起動する際、電力変換装置に過電流等が発生しないよ
うに出力電圧を所定値から徐々に増加させるための出力
電圧のソフトスタートを行う。 【0027】再励磁指令回路10は、残留電圧検出回路
6で検出した残留電圧が所定値以下の場合、あるいは残
留電圧により検出した周期が所定以上の場合、再励磁の
指令を行う。 【0028】残留電圧再誘起指令回路11は、誘導電動
機に所定出力電圧、所定周波数を所定時間印加し、残留
電圧を再誘起させるべく指令を行う。この指令先は、制
御回路14である。 【0029】次に、図3,図4をもとに動作の流れを説
明する。瞬停発生前の定常運転下では、回路6、7、
8、9、10、11、13は作動しない。従って、制御
回路14の指令のもとに主スイッチング素子駆動回路1
5から逆変換器2のスイッチング制御を行い、定常運転
を行う。 【0030】瞬停が発生すると、検出回路13がこれを
検出し、制御回路14に知らせる。制御回路14は、こ
の知らせににより交流3相電源の印加がなくなったこと
を知り、逆変換器2に対する駆動回路15の出力を遮断
させる。 【0031】瞬停発生から若干の時間遅れ(τ1)を経
て、誘導電動機3の回転数は、低下し始める(B)。回
転数の低下に伴って残留電圧も低下し始める(C)。こ
の低下は、減衰振動特性となる。 【0032】瞬停回復時に残留電圧が存在していれば、
回路6、7、8、9を通じて再起動を行う。即ち、周波
数算出、周波数設定を行い、ソフトスタートさせる。 【0033】かかる瞬停回復時に残留電圧の存在する場
合については、図4のタイムチャートでは開示していな
い。 【0034】さて、瞬停回復時に残留電圧が存在せず零
になっている(C)と、回路10,11が作動し、誘導
電動機3を所定の条件で運転させる。所定の条件とは、
先ず出力遮断の解除を行い、所定電圧、所定周波数にな
るように運転させることである。この運転は、零になっ
た残留電圧を再び生じさせる目的のためである。この運
転継続区間は、τ2である(D)。一定時間τ2経過後、
再び出力遮断を行い、更に一定時間τ3を経過させる。
然る後、残留電圧を検出し、零でなければ回路6、7、
8、9を介して周波数設定のもとに出力電圧しぼりによ
るソフトスタートを行う。図2でEは出力周波数指令、
Fは出力電圧指定である。 【0035】ソフトスタート後、任意の時刻でV/f一
致となり、以降、規定の回転数となるように制御回路1
4が制御を行う。 【0036】尚、再励磁を行っても、残留電圧が零であ
れば、誘導電動機停止と判断し、零ソフトスタートを行
う。 【0037】本実施例によれば、瞬停回復時に残留電圧
が零になっても、再励磁する操作を行うので、これによ
って発生する残留電圧をもとにその時の回転数を算出で
きる。この算出回転数をもとに再起動運転を行うので、
負荷の条件に関係なく、円滑に誘導電動機の自動再起動
が実行できる。 【0038】尚、再励磁の条件として残留電圧を零とし
たが、検出精度の関係から零である必要はない。回路
6、7、8、9、10、11、13、14は、マイコン
におきかえることも可能である。 【0039】更に、瞬停と同様な状態となる場合にも適
用できる。例えば、商用電源から電力変換装置へ切換え
る場合にも適用できる。更に、残留電圧の振幅値と共に
位相を検出し、同期投入(再起動)も可能である。 【0040】 【発明の効果】本発明によれば、ハードウェアの大幅な
増加なしに、電源復帰時における誘導電動機の状態に関
わらず常に迅速且つ円滑に誘導電動機を再起動すること
ができる。
【図面の簡単な説明】 【図1】残留電圧の説明図である。 【図2】本発明の一実施例に係る運転制御装置の構成図
である。 【図3】図2に示す運転制御装置の動作手順を示すフロ
ーチャートである。 【図4】図2に示す運転制御装置の動作を示すタイムチ
ャートである。 【符号の説明】 1…順変換器、2…逆変換器、3…誘導電動機、4…平
滑コンデンサ、5…電圧検出トランス、6…残留電圧検
出回路、7…周波数検出回路、8…周波数設定回路、9
…出力電力ソフトスタート回路、10…再励磁指令回
路、11…指令回路、12…制御用トランス、13…瞬
停検出回路、14…制御回路、15…主スイッチング素
子駆動回路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 籔 雅智 千葉県習志野市東習志野7丁目1番1号 日立京葉エンジニアリング 株式会社 内 (56)参考文献 特開 昭61−69395(JP,A) 特開 昭57−208888(JP,A) 特開 昭59−148585(JP,A) 特開 昭58−151897(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H02P 5/408 - 5/412 H02P 7/628 - 7/632 H02P 21/00

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 1.交流電源から交流電力を受電し任意の可変周波数の
    交流電力に変換する電力変換装置を制御して誘導電動機
    を運転すると共に前記交流電源に瞬停が生じた場合に該
    誘導電動機の運転を制御する運転制御装置において、前
    記交流電源が停電した後に復電したとき復電電力に基づ
    いて前記電力変換装置を制御し前記誘導電動機を所定電
    圧,所定周波数の交流電力で再励磁する第1手段と、該
    再励磁により該誘導電動機の回転数に応じた周波数を求
    める第2手段と、前記電力変換装置に過電流が発生しな
    いように前記第2手段で求めた周波数の設定のもとに該
    電力変換装置の出力電圧を所定の値になるまで徐々に増
    加させ該値に達した後は前記電力変換装置の出力電圧,
    出力周波数を共に徐々に変化させる第3手段とを備える
    ことを特徴とする誘導電動機の運転制御装置
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KR102213786B1 (ko) * 2014-10-15 2021-02-08 엘에스일렉트릭(주) 고압인버터 재기동 장치

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JP2976774B2 (ja) * 1993-09-30 1999-11-10 凸版印刷株式会社 回折格子パターンを有するディスプレイ

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