JP2914301B2 - 電動機の電源回生装置の制御方法と電源回生装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電動機の電源回生
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の電源回生装置では、電動機が力行
運転から発電動作に移行した場合に直流電圧が上昇し回
路素子が破損することを防止するため、電源にエネルギ
ーを回生するようにしている。

【０００３】図４は、特開平０３ー０８９８６９号公報
に記載された従来の電源回生装置を示したものである。
交流電源１は電力回生回路２に接続されている。力行運
転時には、電力回生回路２内のダイオードＤで交流が直
流に変換される。変換された直流電圧１３はコンデンサ
３で平滑されたあと、インバータ４により交流に変換さ
れ電動機５を駆動する。電動機５が発電動作に移行した
場合、コンデンサ３の直流電圧１３が上昇し、直流電圧
指令器８の基準電圧より大きくなると、発生エネルギー
は、電力回生回路２を通して交流電源１へ回生される。

【０００４】この電源回生動作時、コンデンサ３の直流
電圧１３と直流電圧指令器８の基準電圧との偏差を電圧
調整器７で増幅して、制御回路６に入力する。制御回路
６は、電力回生回路２のトランジスタＴｒを交流電源１
の相電圧と同期して、所定の順序でオン／オフ駆動し、
インバータ４から供給される直流電力を交流電力に変換
して交流電源１に回生する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の電源回
生装置では、直流電圧指令器の基準電圧が交流電源の電
圧変動を考慮して設定されていないため、交流電源の電
圧値が変動すると、基準電圧よりも直流電圧が常時高く
なったり、低くなったりして電源回生動作が正常に動作
しないという問題があった。

【０００６】本発明の目的は、交流電源の電圧が変動し
た場合でも、その影響を受けずに電源回生動作が正常に
働くことができる電源回生装置を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の電源回生装置の制御方法は、電源回生動作
の開始を判定する基準電圧を交流電源より生成する。

【０００８】本発明は、電源回生動作の開始を検知する
基準電圧を、交流電源を整流して生成しているため、交
流電源の電圧変動に追従して基準電圧が変化する。その
ため、交流電源の電圧が変動して直流電圧が変動して
も、基準電圧もその変動に比例して変化する。

【０００９】本発明の実施態様によれば、電源回生動作
中は、基準電圧を電源回生開始前の電圧値に保持する。
これにより、電源回生動作時の交流電源の電圧増加の影
響を受けずに基準電圧を保持できる。

【００１０】また、本発明の電源回生装置は、電源回生
動作を行う電力回生回路と、交流電源を整流して基準電
圧を生成する基準電圧生成回路と、電動機減速指令を検
知すると、保持信号を出力する保持信号生成回路と、保
持信号をトリガとしてその時の基準電圧を保持する電圧
保持回路と、電圧保持回路の基準電圧と電力回生回路の
出力電圧を平滑するコンデンサの直流電圧との偏差を増
幅する電圧調整器と、コンデンサの直流電圧が基準電圧
より大きくなると、電力回生回路を制御し、回生動作を
行わせる制御回路とを有する。

【００１１】電源回生動作が開始されると、交流電源の
電圧が上昇するが、その開始前に、保持信号発生回路よ
り保持信号が出力され、電源回生動作の開始を検知する
基準電圧を電圧保持回路にて保持するため、交流電源の
電圧増加の影響を受けずに基準電圧を一定に保持する。
したがって、交流電源の電圧が変動しても安定して電源
回生動作を正常に行うことができる。

【００１２】本発明の実施態様によれば、保持信号生成
回路が、電圧調整器の出力を検知して保持信号を発生す
る。

【００１３】また、本発明の他の実施態様によれば、電
圧保持回路の代りにフィルタを有する。したがって、基
準電圧が、交流電源の電圧変動の影響を受けにくくな
る。

【００１４】なお、電源回生による交流電源の電圧増加
の影響を受けずに、電源回生動作を正常に行うことがで
きる。

【００１５】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態について
図面を参照して説明する。

【００１６】図１は本発明の第１の実施形態の電動機の
電源回生装置の構成図である。図４中と同番号は同じ構
成要素を示す。

【００１７】本実施形態の電源回生装置は、電力回生回
路２と、制御回路６と、基準電圧生成回路９と、保持信
号生成回路１１と、電圧保持回路１０と、電圧調整器７
とで構成されている。

【００１８】電力回生回路２は制御回路６によって制御
され、通常動作と回生動作を切り換えて行う。通常動作
では交流電源１を整流し、直流電圧１３を生成してい
る。回生動作時は、電動機５によって発電された電力を
交流電源１に回生する。制御回路６は、電圧調整器７か
らの信号により電力回生回路２を制御し通常動作と回生
動作を切り換えている。基準電圧生成回路９はダイオー
ドＤとコンデンサＣと抵抗Ｒで構成され、電力回生回路
２とは別に、交流電源１を整流し基準電圧１４を生成す
る。そして、基準電圧１４は電源回生動作の開始を検知
するための基準として電圧調整器７に電圧保持回路１０
を経由して出力される。保持信号生成回路１１は、電動
機５への電動機減速指令を検知し、保持信号を出力す
る。電圧保持回路１０は、保持信号生成回路１１からの
保持信号をトリガとして、その時の基準電圧生成回路９
により生成された基準電圧１４を保持する。電圧調整器
７は、コンデンサ３の直流電圧１３と、電圧保持回路１
０によって保持されている基準電圧１４との偏差を増幅
し、制御回路６に回生動作開始の信号を出力する。

【００１９】次に、本実施形態の動作について図１を参
照して説明する。

【００２０】交流電源１の交流電圧は電力回生回路２で
整流され、コンデサ３で平滑されて直流電圧１３とな
り、インバータ４に供給される。インバータ４では供給
された直流電圧１３を交流電圧に変換し電動機５を駆動
している。また、交流電源１の交流電圧は、基準電圧生
成回路９によって整流され、電源回生動作の開始を検知
する基準電圧１４となり、電圧保持回路１０に出力され
る。電圧保持回路１０は、入力された基準電圧１４を、
保持信号生成回路１１から保持信号が出力されている時
は保持して、電圧調整器７に出力する。電圧調整器７は
電圧保持回路１０から出力された基準電圧１４とコンデ
ンサ３の直流電圧１３の偏差を増幅し、偏差が一定値以
上になると制御回路６に回生動作開始の指示を出力す
る。制御回路６は電圧調整器７から回生動作開始の指示
を受取ると電力回生回路２を回生動作に切り換える。電
動機５が力行運転のときは、基準電圧生成回路９の基準
電圧１４はコンデンサ３の直流電圧１３以上である。

【００２１】この状態で交流電源１の電圧が変動する
と、その電圧を整流して生成しているコンデンサ３の直
流電圧１３も変動する。また、同じように基準電圧生成
回路９で生成する基準電圧１４も変動する。そのため、
基準電圧１４と直流電圧１３の偏差の関係は変化しな
い。

【００２２】電動機減速指令が出され、電動機５が減速
し始めると、電動機５は発電機として動作し、直流電圧
１３は上昇する。また、保持信号生成回路１１は電動機
減速指令を検知し電圧保持回路１０に保持信号を出力す
るため、電圧保持回路１０は電動機５が減速動作を行う
前の基準電圧１４を保持する。そのため、基準電圧１４
より直流電圧１３の方が高くなり回生動作開始の指示が
電圧調整器７より制御回路６に出力される。制御回路６
はその指示を受け電力回生回路２を動作させることによ
り回生動作は正常に行われる。電源回生動作中は、電力
回生回路２により電力が回生されているため交流電源１
の電圧値は電源回生動作開始前に比べて高くなり、基準
電圧生成回路９が生成する基準電圧１４も高くなってい
る。しかし、電圧調整器７に入力される電圧は、基準電
圧保持回路１０により回生動作開始前の電圧値に保持さ
れているため変化しない。

【００２３】図２は、本発明の第２の実施形態の電動機
の電源回生装置の構成図である。

【００２４】本実施形態では、保持信号生成回路１１は
電圧調整器７の出力を検知して保持信号を生成する。こ
れにより、電動機５が電動機減速指令がなくて回生動作
を開始する場合、例えば電動機５が駆動している負荷が
重力によって下降し電動機５に対し仕事をしたような場
合においても基準電圧１４を一定の値に保持することが
できる。

【００２５】図３は、本発明の第３の実施形態の電動機
の電源回生装置の構成図である。

【００２６】本実施形態では、基準電圧生成回路９から
出力された基準電圧１４をフィルタ１２を通して電圧調
整器７に入力している。これにより、電源回生中の交流
電源１の電圧変動の影響を小さくすることができる。本
実施形態は第１の実施形態、第２の実施形態と同様の効
果を簡単な回路構成で実現するものである。なお、フィ
ルタ１２は、例えば抵抗とコンデンサの一次フィルタで
構成することができる。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、下記のよ
うな効果がある。 （１）請求項１、３の発明は、交流電源を整流して基準
電圧を生成し、これを電源回生動作の開始を検知する基
準電圧として用いているため、交流電源の電圧変動の影
響を受けずに安定して電源回生動作が行える。 （２）請求項２、３の発明は、電圧保持回路により回生
動作前の基準電圧を保持する機能を有するため、電源回
生動作による電源電圧の変動の影響を受けずに電源回生
動作を行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態の電源回生装置の構成
図である。

【図２】本発明の第２の実施形態の電源回生装置の構成
図である。

【図３】本発明の第３の実施形態の電源回生装置の構成
図である。

【図４】従来の電源回生装置の構成図である。

【符号の説明】

１ 交流電源 ２ 電力回生回路 ３ コンデンサ ４ インバータ ５ 電動機 ６ 制御回路 ７ 電圧調整器 ８ 直流電圧指令器 ９ 基準電圧生成回路 １０ 電圧保持回路 １１ 保持信号生成回路 １２ フィルタ １３ 直流電圧 １４ 基準電圧

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電源回生動作を行う電力回生回路と、交
   流電源を整流して基準電圧を生成する基準電圧生成回路
   と、電動機減速指令を検知すると、保持信号を出力する
   保持信号生成回路と、前記保持信号をトリガとしてその
   時の前記基準電圧を保持する電圧保持回路と、前記電圧
   保持回路の基準電圧と前記電力回生回路の出力電圧を平
   滑するコンデンサの直流電圧との偏差を増幅する電圧調
   整器と、前記コンデンサの直流電圧が前記基準電圧より
   大きくなると、前記電力回生回路を制御し、回生動作を
   行わせる制御回路とを有する電動機の電源回生装置。
2. 【請求項２】 前記保持信号生成回路は、前記電動機減
   速指令の代りに、前記電圧調整器の出力を検知して保持
   信号を生成する請求項１記載の電源回生装置。