JP3249176B2 - インバータ制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電動機の可変速制御を
行なうようインバータ主回路を制御するインバータ制御
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のインバータ装置は、商用電源から
入力される交流を直流に変換するコンバータ部と、この
コンバータ部が出力する直流を平滑する平滑コンデンサ
と、この平滑コンデンサで平滑された直流を所定の電圧
及び周波数を有する交流に逆変換するインバータ部と、
このインバータ部が所定の電圧及び周波数を有する交流
を出力するようにインバータ部を構成するスイッチング
素子（例えば、パワートランジスタ）のスイッチングタ
イミングを制御する制御回路５から成り、電動機を可変
速制御している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記インバー
タ装置においては、自動運転中に非常停止を行なう場
合、インバータ装置本体の非常停止用入力信号を切換え
ることにより行なっており、非常停止用のスイッチを外
部に別個に設けなければならず、そのための入力線を配
線を行なう必要がある等装置の配線構造が複雑化してい
た。また、この複雑化した配線構造のため、組立や保守
時に配線ミスを発生させる要因にもなっていた。

【０００４】従って、本発明は、自動運転中に非常停止
を行なう場合でも外部に設けたスイッチによらず、簡便
かつ迅速に非常停止が行なえるインバータ制御装置を提
供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のインバータ制御装置は、パワートランジス
タ等のスイッチング素子から成るインバータ主回路を制
御するインバータ制御装置において、制御条件のデータ
の設定及び運転停止操作を行なう設定操作手段と、この
設定操作手段により設定された条件のデータ及び現在の
運転状況を表示する設定表示手段と、前記設定操作手段
からの運転停止が行なえるか否かを切換える第１の切換
手段と、この第１の切換手段からの出力信号を基に、設
定操作手段による設定操作時の表示及び処理方法を切換
える第２の切換手段と、前記設定操作手段から運転停止
が行なえない場合においても前記設定操作手段からの非
常停止が行なえるよう制御する制御手段とを備えたこと
の特徴を有する。

【０００６】

【作用】このように構成された本発明のインバータ制御
装置においては、設定操作手段からの運転停止が行なえ
るか否かを切換える第１の切換手段と、この第１の切換
手段からの出力信号を基に、設定操作手段による設定操
作時の表示及び処理方法を切換える第２の切換手段と、
設定操作手段から運転停止が行なえない場合において
も、設定操作手段から非常停止が行なえるように制御す
る制御手段とにより、インバータ装置の自動運転中にお
いても設定操作手段からの非常停止がスムーズに行なえ
る。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の一実施例につき図面を参照し
ながら説明する。先ず、図１に従って全体の構成につき
述べる。

【０００８】インバータ回路１は電源側端子２、３及び
４と負荷側端子５、６及び７とを備えており、電源側端
子２、３及び４には三相交流電源８が接続され、負荷側
端子５、６及び７には電動機例えば三相誘導電動機９が
接続されている。又、インバータ回路１は直流電源回路
10を備えている。この直流電源回路10は、交流入力端子
が電源側端子２、３及び４に接続された全波整流回路11
と、この全波整流回路11の直流出力端子間に接続された
平滑用コンデンサ12とから構成され、その平滑用コンデ
ンサ12の両端子に直流母線13、14が接続されている。更
に、直流母線13、14間には６個のスイッチング素子たる
トランジスタ15乃至20を三相ブリッジ接続してなるイン
バータ主回路21が接続され、トランジスタ15乃至17の各
エミッタは負荷側端子５、６及び７に接続されている。

【０００９】そして、インバータ主回路21の各トランジ
スタ15乃至20のベースにはベースドライブ回路22の６個
の出力端子が夫々接続されている。尚、インバータ回路
１は制御電源回路23を備えており、その入力端子は直流
母線13、14に接続されて、出力端子間に直流定電圧の制
御電源を出力するようになっている。この場合、制御電
源回路23において、Vcc は制御電源電圧を示し、Ｅはア
ース電位を示す。

【００１０】制御回路部24はマイクロコンピュータ25を
備えている。このマイクロコンピュータ25は、メモリた
る内蔵ＲＡＭ25ａを有いているとともに、入出力ポート
はメモリ例えば書換え可能な不揮発性メモリ26に接続さ
れている。この不揮発性メモリ26には運転モード及び多
数の制御項目例えば78項目の制御条件データが記憶され
ている。

【００１１】そして、マイクロコンピュータ25は、その
複数ビットの出力ポートがベースドライブ回路22の入力
端子に接続されていて、その内蔵ＲＡＭ25ａに記憶され
た指令及び設定データをベースドライブ回路22に与える
ようになっている。

【００１２】更に、マイクロコンピュータ25の入力ポー
ト及び出力ポートは伝送データ波形整形用のバッファ27
を介してコネクタ28の端子に接続されている。制御回路
部24は更に電源監視回路29を備えている。この電源監視
回路29は、入力端子が制御電源回路23の出力端子に接続
され且つ出力端子がマイクロコンピュータ25の入力ポー
トに接続されていて、制御電源回路23からの制御電源電
圧Vcc が設定レベルに達するまではマイクロコンピュー
タ25をリセット（パワーオンリセット）状態にするよう
になっている。

【００１３】そして、制御回路部24は端子台30を備えて
いる。この端子台30は、複数の端子がバッファ31を介し
てマイクロコンピュータ25の入力ポートに接続されてい
るとともに、その複数の端子が図示しない外部操作器に
接続されているものである。

【００１４】設定操作部32はユニット化されたものであ
る。この設定操作部32はメモリたる内蔵ＲＡＭ33ａを有
するマイクロコンピュータ33を備えている。マイクロコ
ンピュータ33の入力ポート及び出力ポートは伝送波形整
形用のバッファ34を介してバッファ27と対応するコネク
タ28の端子に接続されており、以て、マイクロコンピュ
ータ25、33間においてバッファ27、コネクタ28及びバッ
ファ34を介してデータの伝送が行なわれるようになって
いる。尚、設定操作部32にはコネクタ28の端子を介して
制御電源回路23からの制御電源が与えられるようになっ
ている。

【００１５】そして、コネクタ28は周知のように抜き差
し可能になっていて、これにより設定操作部32は制御回
路部24に対して電気的及び機械的に分離可能になってい
る。更に、設定操作部32は運転関連スイッチ手段たる運
転関連キーマトリックス回路35と制御条件データ設定ス
イッチ手段たる制御条件データ設定キーマトリックス回
路36とを備えており、これらの入、出力端子はマイクロ
コンピュータ33の入、出力ポートに接続されている。

【００１６】又、設定操作部32は、各種状態、データ表
示用の４桁のセグメント形の表示器37、周波数（Ｈｚ）
単位表示用のＬＥＤ38、パーセント（％）単位表示用の
ＬＥＤ39、秒（sec ）単位表示用のＬＥＤ40及びパネル
運転表示用のＬＥＤ41を備えており、これらはドライバ
回路42、43を介してマイクロコンピュータ33の所定の出
力ポートに接続されている。そして、設定操作部32は電
源監視回路44を備えている。この電源監視回路44は、入
力端子がコネクタ28の制御電源側の端子に接続されてい
るとともに、出力端子がマイクロコンピュータ33の入力
ポートに接続されていて、制御電源電圧Vcc が設定レベ
ルに達するまでマイクロコンピュータ33をリセットさせ
るようになっている。

【００１７】さて、設定操作部32について図２に従って
更に説明する。運転関連キーマトリックス回路35は、
「運転」キー35ａ、「停止」キー35ｂ、「△（周波数ア
ップ設定）」キー35ｃ、「▽（周波数ダウン設定）」キ
ー35ｄ及び「運転モード」キー35ｅを有している。ま
た、制御条件データ設定キーマトリックス回路36は、
「９・セレクト」キー36ａ、「８・端子」キー36ｂ、
「７・ジャンプ」キー36ｃ、「６・多段速」キー36ｄ、
「５・外部Ｆ」キー36ｅ、「４・過負荷」キー36ｆ、
「３・リミット」キー36ｇ、「２・加減速」キー36ｈ、
「１・Ｖ／Ｆ」キー36ｉ、「０・最高Ｆ」キー36ｊ、
「・（小数点）・読出」キー36ｋ、「書込」キー36ｌ、
「設定表示」キー36ｍ、「第２機能」キー36ｎ、「クリ
ア」キー36ｏ及び「シフト」キー36ｐを有している。こ
の様に構成されたインバータ装置の動作について説明す
る。

【００１８】先ず、インバータ回路１に三相交流電源８
を投入すると、直流電源回路10が直流電源電圧を出力
し、これに応じて制御電源回路23が制御電源電圧Vcc を
出力してインバータ回路１及び制御回路部24に供給す
る。これにより、制御回路部24のマイクロコンピュータ
25が動作を開始して内蔵ＲＡＭ25ａの記憶内容をクリア
し、初期化を行なう。この初期化後、マイクロコンピュ
ータ25は不揮発性メモリ２６に記憶されている制御項目
及びその制御条件データを読出して内蔵ＲＡＭ２５ａに
書き込む。又、制御電源回路23からの制御電源電圧Vcc
はコネクタ28を介して設定操作部32にも供給されるの
で、マイクロコンピュータ33が動作を開始して内蔵ＲＡ
Ｍ33ａの記憶内容をクリアし、初期化を行なう。この初
期化後、マイクロコンピュータ33はバッファ34、コネク
タ28及びバッファ27を介してマイクロコンピュータ25に
データリード命令を送り、これにより、マイクロコンピ
ュータ25は内蔵ＲＡＭ25ａ若しくは不揮発性メモリ26か
ら必要なデータを読出してバッファ27、コネクタ28及び
バッファ34を介してマイクロコンピュータ33に送る。従
って、マイクロコンピュータ33は以上のようにして送ら
れてきたデータを内蔵ＲＡＭ33ａに書き込むようにな
る。次に、設定操作部32による運転操作及びデータ設定
操作について述べる。

【００１９】マイクロコンピュータ25、33は初期セット
を完了した時には、運転指令、停止指令及び周波数設定
の入力の受付けモードになっている。この場合、インバ
ータ回路１の運転指令、停止指令及び周波数設定の入力
は、設定操作部32の操作による他、制御回路部24の端子
台30に接続された外部操作器（図示せず）の操作若しく
はオプション上位通信によっても与えられるようになっ
ている。そして、マイクロコンピュータ25、33の初期セ
ット時には、不揮発性メモリ26内のコマンドモードの選
択のデータに従って、端子台コマンドモード、設定操作
部コマンドモード若しくはオプション上位通信コマンド
モードのいずれかに設定される。従って、設定操作部32
からの運転指令、停止指令及び周波数設定の入力を有効
にするためには、設定操作部コマンドモードにする必要
がある。この場合には、運転関連キーマトリックス回路
35の「運転モード」キー35ｅを押圧操作すると、その押
圧操作する毎にモードが切換わり設定されて、これが表
示器37に順次表示される。このようにして、設定操作部
コマンドモードに設定されると、マイクロコンピュータ
33はパネル運転表示用のＬＥＤ41に通電して発光させ
る。このような状態で、「運転」キー35ａを押圧操作す
ると、マイクロコンピュータ33は運転コマンドをバッフ
ァ34、コネクタ28及びバッファ27を介してマイクロコン
ピュータ25に送るようになり、マイクロコンピュータ25
はその運転コマンドを内蔵ＲＡＭ25ａに記憶させる。

【００２０】その後、「停止」キー35ｂが押圧操作され
た場合には、マイクロコンピュータ33は運転コマンドを
クリアする信号をバッファ34、コネクタ28及びバッファ
27を介してマイクロコンピュータ25に送るようになり、
これに応じて、マイクロコンピュータ25は、内蔵ＲＡＭ
25ａに記憶された運転コマンドをクリアする。次に、制
御回路部24の動作について述べる。

【００２１】マイクロコンピュータ25は、予め定められ
た周期で端子台30からの入力をチェックして、その指令
を内蔵ＲＡＭ25ａに記憶させ、又、同様に予め定められ
た周期でマイクロコンピュータ35と交信した内蔵ＲＡＭ
25ａに対する読出し、書込みを行なう。同じく、マイク
ロコンピュータ25は、予め定められた周期で内蔵ＲＡＭ
25ａの運転コマンドをチェツクし、運転コマンドが記憶
されている場合には、内蔵ＲＡＭ25ａの周波数指令値デ
ータ及び各制御項目の制御条件データに基づいてインバ
ータ回路１を制御して、以て、三相誘導電動機９の周波
数及び電圧制御を行なう。

【００２２】尚、以上のような三相誘導電動機９の運転
状態において、設定操作部32における運転関連キーマト
リックス回路35の「停止」キー35ｂが押圧操作された場
合には、これに応じて、マイクロコンピュータ25の内蔵
ＲＡＭ25ａに記憶された運転コマンドをクリアするよう
になり、マイクロコンピュータ25は内蔵ＲＡＭ25ａの運
転コマンドのチェック時に運転コマンドなしと判定して
インバータ回路１の制御を停止し、以て、三相誘導電動
機９の運転を停止させる。次に設定操作部からの運転停
止が行えないインバータ装置自動運転中における非常停
止について説明する。

【００２３】設定操作部コマンドモードにおいて、運転
関連キーマトリックス回路35の「運転モード」キー35ｅ
を押圧操作すると、モードが切り替わり設定されて、端
子台コマンドモードに設定される。インバータ装置の運
転停止は端子台30からの信号指令により実行される。こ
の時設定操作部からの「運転」キー35ｅを押圧操作する
と、マイクロコンピュータ33は運転モードをチェック
し、設定操作部コマンドモードでないのを判断し、マイ
クロコンピュータ25には信号を送らず、表示器37に非常
停止を行なうかの確認用の表示、例えばＥＯＦＦ（Emer
gency OFF ）の点滅表示を行なう。

【００２４】この表示装置において、再度「運転」キー
35ｅを押圧操作すると、マイクロコンピュータ33は非常
停止を行なう信号をバッファ34、コネクタ27を介してマ
イクロコンピュータ25に送り、これに応じてマイクロコ
ンピュータ25は非常停止を実行する。またＥＯＦＦの点
滅表示の状態において、「運転」キー35ｅ以外のキーの
押圧操作があった時は、誤入力と判断し通常の表示及び
状態に戻る。

【００２５】以上のように構成された本実施例によれ
ば、設定操作部からの「運転」キー35ｅを押圧操作する
と、マイクロコンピュータ33は運転モードをチェック
し、設定操作部コマンドモードの時は、マイクロコンピ
ュータ25に運転コマンドをクリアするコマンドを送り、
これに応じてマイクロコンピュータ25はインバータ装置
の停止を実行するが、設定操作部コマンドモードでない
時は、マイクロコンピュータ25には信号を送らず、表示
器37に非常停止を行なうかの確認用の表示、例えばＥＯ
ＦＦ（Emergency OFF ）の点滅表示を行ない、この表示
状態において、再度「運転」キー35ｅを押圧操作する
と、マイクロコンピュータ33は非常停止を行なう信号を
マイクロコンピュータ25に送り、これに応じてマイクロ
コンピュータ25はインバータ装置の非常停止を実行し、
設定操作部からの運転停止が行えないインバータ装置自
動運転中においても設定操作部からの非常停止が行え
る。

【００２６】また、ＥＯＦＦの点滅表示の状態において
「運転」キー35ｅ以外のキーの押圧操作があった時、誤
入力と判断し通常の表示及び状態に戻るため、自動運転
中に誤ってインバータ装置を停止させることもない。ま
た、本発明の他の実施例としては、図３に示すように、
設定操作部の制御も制御回路部のマイクロコンピュータ
が行なう構成のインバータ装置がある。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
設定操作手段からの運転停止が行えないインバータ装置
自動運転中においても、設定操作手段からの非常停止が
行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す電気的構成説明図。

【図２】図１に示した設定操作部の上面図。

【図３】本発明の他の実施例を示す電気的構成説明図。

【符号の説明】

１…インバータ回路、 ９…三相誘導電動機、 21…インバータ主回路、 24…制御回路部、 25…マイクロコンピュータ、 25ａ…内蔵ＲＡＭ、 26…不揮発性メモリ、 32…設定操作部、 33…マイクロコンピュータ、 33ａ…内蔵メモリ、 35…運転関連キーマトリックス回路、 36…制御条件設定キーマトリックス回路、 37…表示器。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H02M 7/48 H02M 1/00 H02P 5/41 H02P 7/63

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 パワートランジスタ等のスイッチング素
   子から成るインバータ主回路を制御するインバータ制御
   装置において、制御条件のデータの設定及び運転停止操
   作を行なう設定操作手段と、この設定操作手段により設
   定された条件のデータ及び現在の運転状況を表示する設
   定表示手段と、前記設定操作手段からの運転停止が行な
   えるか否かを切換える第１の切換手段と、この第１の切
   換手段からの出力信号を基に、設定操作手段による設定
   操作時の表示及び処理方法を切換える第２の切換手段
   と、前記設定操作手段から運転停止が行なえない場合に
   おいても前記設定操作手段からの非常停止が行なえるよ
   う制御する制御手段とを具備したことを特徴とするイン
   バータ制御装置。