JP3367734B2 - 共通電源インバータ装置の制御装置 - Google Patents

共通電源インバータ装置の制御装置

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JP3367734B2 JP01931394A JP1931394A JP3367734B2 JP 3367734 B2 JP3367734 B2 JP 3367734B2 JP 01931394 A JP01931394 A JP 01931394A JP 1931394 A JP1931394 A JP 1931394A JP 3367734 B2 JP3367734 B2 JP 3367734B2
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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】本発明は、共通電源方式の複数イ
ンバータの減速時におけるパワーリミット回路を有する
共通電源インバータ装置の制御装置に関する。 【0002】 【従来の技術】共通電源から複数台のインバータに電力
を供給し、且つ各インバータを制御して各々の電動機を
駆動するようにした共通電源インバータ装置の制御装置
において、各インバータでそれぞれの電動機を減速制御
する場合、各々の電動機の回生パワーが大きいと、電動
機の回生パワーが共通電源の許容量を越えるため、共通
電源の許容量を大きくするか、図3に示すように共通電
源1より電力を受け、複数台の電動機3a〜3nを運転
制御する各インバータを一定値の減速レートで制御して
電動機の減速時間のレートを一律に変化させ、電動機の
回生パワーが小さくなるようにしていた。 【0003】即ち、 P≦PCCNV …… (1) P=T・ω=J・ω・dω/dt …… (2) ここで、P:電動機の回生パワー、PCCNV:共通電源の
回生許容パワー T:電動機のトルク、J:慣性モーメント、ω:電動機
の角速度 dω/dt:電動機の角速度変化率 従って、電動機の変化レートdω/dtを共通電源の回
生許容パワーPCCNV以下にする制御を行うか、共通電源
の回生許容パワーPCCNVを大きくして電動機の回生パワ
ー以下にしていた。 【0004】 【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来の共通電源インバータ装置の制御装置では、共通電源
の限られた回生パワーで電動機を減速させる場合、電動
機のトルクをリミットする方法で、全電動機の減速レー
トを一律に変化させる、つまり減速時間を大幅に伸ばす
ことが必要なため、緊急停止時には減速が遅れてしまう
という不具合があった。また、逆に緊急停止用に回生装
置を設備すると、通常は殆ど使用しない過剰設備となっ
てしまい不経済である。 【0005】本発明は上記の問題点を解消するためにな
されたもので、共通電源の限られた許容最大回生パワー
のもとで、優先順位に電動機の減速を早め、さらに全電
動機の減速停止時間を最小にできる共通電源インバータ
装置の制御装置を提供することを目的とする。 【0006】 【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するため、共通電源から複数台のインバータに電力を
供給し、且つ各インバータを制御して各々の電動機を駆
動するようにした共通電源インバータ装置の制御装置に
おいて、各々の電動機の速度検出信号からその電動機速
度に応じた負荷トルクを求める負荷トルク演算手段と、
各電動機に対して減速レートが設定され且つ電動機の減
速時に減速レートを出力する減速レート出力手段と、予
め設定された各電動機の慣性モーメントと前記電動機の
減速時に前記減速レート出力手段から出力される減速レ
ートを乗算してトルクを求め、このトルクと前記負荷ト
ルク演算手段により求められた負荷トルクから電動機ト
ルクを求める電動機トルク演算手段と、この電動機トル
ク演算手段により求められた各電動機トルクと電動機の
速度検出信号から減速電動機パワーを求め、これら減速
電動機パワーを総計して全電動機パワーを演算する全パ
ワー演算手段と、共通電源の最大回生許容量と前記全パ
ワー演算手段で求められた全パワーを比較する比較手段
と、各々の電動機に対して減速順の優先順位が設定され
た優先順位設定手段と、前記比較手段により共通電源の
最大回生許容量より前記全電動機パワーが大きいとき前
記優先順位設定手段に設定された優先順位に基いて該当
する電動機の前記減速レート出力手段に減速レート下げ
指令を出力し、また前記最大回生許容量より前記全電動
機パワーが小さいとき前記優先順位に基いて該当する電
動機の減速レート出力手段に減速レート上げ指令を出力
する下げ上げ指令手段と、前記共通電源の最大回生許容
量より全電動機パワーが小さいとき各インバータに対し
てトルク制限値を分配して制御する制御手段とを備えた
ものである。 【0007】 【作用】このような構成の共通電源インバータ装置の制
御装置にあっては、各電動機を減速する場合、減速中の
電動機の速度検出信号から負荷トルクを求め、この負荷
トルクと予め設定された電動機の慣性モーメントに減速
レートを乗算して得られるトルクとから電動機負荷トル
クを演算する。そして、この電動機負荷トルクと電動機
の速度検出信号から減速電動機パワーを求め、これら減
速電動機パワーを総計して全電動機パワーを演算する。 【0008】この全電動機パワーは共通電源の最大回生
許容量と比較され、共通電源の最大回生許容量より全電
動機パワーが大きいとき各々の電動機に設定された優先
順位に基いて該当する電動機に対して減速レート下げ指
令を出力し、また最大回生許容量より全電動機パワーが
小さいとき優先順位に基いて該当する電動機に対して減
速レート上げ指令を出力し、共通電源の最大回生許容量
より全電動機パワーが小さいとき各インバータに対して
トルク制限値を分配して制御している。 【0009】従って、減速の優先順位の高い電動機には
トルクのリミットを大きな値とし、優先順位の低い電動
機のトルクのリミットを小さな値とすることにより、優
先順位の高い電動機の減速を早くでき、その後優先順位
の低い電動機も早く減速できるようになる。 【0010】 【実施例】以下本発明の一実施例を図面を参照して説明
する。図1は本発明による共通電源インバータ装置の制
御装置の構成例を示す回路図である。図1において、1
は共通電源、2a〜2nは共通電源1より電力がそれぞ
れ供給される複数台のインバータ、3a〜3nはインバ
ータ2a〜2nによりそれぞれ運転制御される電動機で
ある。 【0011】また、4a〜4nは電動機3a〜3nの速
度を検出する速度検出器、5a〜5nは速度検出器4a
〜4nにより検出された速度より各々の電動機の負荷ト
ルクを演算する演算回路である。 【0012】一方、6a〜6nは予め電動機3a〜3n
の負荷J、つまり慣性モーメントが設定された負荷設定
器、7a〜7nはレート上げ、下げ指令に応じて設定さ
れるレート幅の減速レートを出力する減速レート設定
器、8a〜8nは負荷設定器6a〜6nで設定された負
荷Jと減速レート設定器7a〜7nより出力される減速
レートとを乗算する乗算回路、9a〜9nは演算回路5
a〜5nで求められた電動機の負荷トルクTL1〜TLn
乗算回路8a〜8nで求められたトルクT1 〜Tn との
偏差を求め、これを電動機の負荷トルクTM1〜TMnとし
て出力する負荷トルク演算回路である。 【0013】また、10a〜10nは負荷トルク演算回
路9a〜9nで求められた負荷トルクTM1〜TMnと速度
検出器4a〜4nにより検出された電動機3a〜3nの
速度より電動機のパワーP1 〜Pn を演算するパワー演
算回路、11はパワー演算回路10a〜10nで求めら
れたパワーP1 〜Pn から全電動機のパワーPx を求め
る全パワー演算回路、12は全パワー演算回路11で求
められた全電動機のパワーPx と共通電源1の最大回生
許容量PCONVとを比較し、Px >PCONVであれば下げ指
令、Px <PCONVであれば上げ指令を出力する比較回路
である。 【0014】さらに、13は各電動機3a〜3nの中で
早い減速を必要とする電動機の順に優先順位が設定され
た優先順位設定回路、14は比較回路12によりPx
CONVであると判定されて上げ指令が入力されると、優
先順位設定回路13で設定された優先順位に基いて各電
動機のレート上げ指令を出力し、またPx >PCONVであ
れると判定されて下げ指令が入力されると、優先順位に
基いて各電動機のレート下げ指令を出力する上げ下げ指
令回路である。 【0015】また、15は負荷トルク演算回路9a〜9
nから入力される負荷トルクTM1〜TMnとなるように各
インバータ2a〜2nを制御する制御回路である。ここ
で、上記下げ上げ指令回路14は図2に示すように比較
回路12より上げ指令を受けると、優先順位設定回路1
3で設定された優先順位に基いて該当する電動機の最大
パワーPMAX (i)と現在のパワーP(i)とを比較
し、現在のパワーの方が最大パワーより小さいときに
は、i番目の電動機のパワーを増大させるべく該当する
電動機にレート上げ幅を指令する。また、比較回路12
より下げ指令を受けると、優先順位設定回路13で設定
された優先順位に基いて該当する電動機の最小パワーP
min (i)と現在のパワーP(i)とを比較し、現在の
パワーの方が最小パワーより大きいときには、i番目の
電動機のパワーを減少させるべく該当する電動機にレー
ト下げ幅を指令する。 【0016】次に上記のように構成された共通電源イン
バータ装置の制御装置の作用について述べる。いま、共
通電源1より電力がそれぞれ入力される複数台のインバ
ータ2a〜2nにより各々電動機3a〜3nが運転制御
されている状態から減速させるには、速度検出器4a〜
4nにより検出された減速中の電動機3a〜3nの速度
検出信号が負荷トルク演算回路5a〜5nに入力され、
ここで負荷トルクTL1〜TLnが演算される。また、この
とき各電動機に設定された負荷J1 〜Jn と減速レート
設定器7a〜7nより出力される減速レートとが乗算器
8a〜8nにより乗算されてトルクT1 〜Tn が求めら
れ、このトルクT1 〜Tn と負荷トルク演算回路5a〜
5nで求められた電動機負荷トルクTL1〜TLnとの偏差
から電動機負荷トルクTM1〜TMnが求められる。 【0017】この電動機負荷トルクTM1〜TMnは制御回
路15に入力される一方、パワー演算回路10a〜10
nにより速度検出器4a〜4nで検出された各電動機3
a〜3nの速度とを乗算して電動機パワーP1 〜Pn
求め、これらは全電動機パワー演算回路11に入力され
る。 【0018】この全電動機パワー演算回路11では、電
動機パワーP1 〜Pn を加算して全電動機パワーPX
求め、比較回路12に入力する。この比較回路12で
は、共通電源1の最大回生許容量PCONVと全電動機パワ
ーPX とを比較し、Px >PCONVであれば下げ指令、P
x <PCONVであれば上げ指令をそれぞれ下げ上げ指令回
路14に与える。 【0019】この下げ上げ指令回路14では、比較回路
12より上げ指令を受けると図2に示すように優先順位
設定回路13に予め設定された早い減速を必要とする電
動機の優先順位の高い方から順に電動機のパワーを増大
させるべく該当する電動機にレート上げ幅を減速レート
設定回路7a〜7nに指令し、また下げ指令を受けると
優先順位の低い方から順に電動機のパワーを減少させる
べく該当する電動機にレート下げ幅を減速レート設定回
路7a〜7nに指令する。 【0020】この減速レート設定回路7a〜7nでは、
レート上げ幅、レート下げ幅に応じて減速レートを設定
し、この減速レートを乗算器8a〜8nにより負荷設定
器6a〜6nに設定された負荷J1 〜Jn と乗算してト
ルクT1 〜Tn を求める。さらに、負荷トルク演算回路
9a〜9nによりトルクT1 〜Tn と負荷トルク演算回
路5a〜5nで求められた電動機負荷トルクTL1〜TLn
との偏差から負荷トルクTM1〜TMnを求め、これらを制
御回路15に与えてインバータ2a〜2nを制御する。 【0021】従って、優先順位設定回路13に共通電源
1の回生許容量を越えないように各々の電動機に対して
減速順の優先順位順を設定し、さらに優先順位に対して
パワーリミットを設定することにより、優先順位の高い
電動機の減速を早めることが可能となる。 【0022】即ち、 ΣPi(但しi=1からnまで)≦PCONV …… (3) Pi=Ti・ωi=Ji・dωi/dt・ωi ……(4) ここで、Piは各々の電動機のパワーであり、トルクリ
ミットPCONVは共通電源の回生許容パワー、Tiは各電
動機のトルク、Jiは各電動機の負荷(慣性モーメン
ト)、ωiは各電動機の角速度、dωi/dtは各電動
機の角速度変化率である。 【0023】上記(3),(4)式において、各電動機
のパワーの総和ΣPiが共通電源1の回生許容パワーを
越えないようにするには電動機のトルクTiのリミット
を減少させればよい。従って、早く減速される順に設定
された優先順位の高い電動機にはトルクTiのリミット
を小さな値とすることにより、電動機の減速を早くでき
る。 【0024】 【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、共通
電源の限られた許容最大回生パワーのもとで、優先順位
に電動機の減速を早め、さらに全電動機の減速停止時間
を最小にできる共通電源インバータ装置の制御装置を提
供することができる。
【図面の簡単な説明】 【図1】本発明による共通電源インバータ装置の制御装
置の一実施例を示す回路図。 【図2】同実施例における下げ上げ指令回路の説明図。 【図3】従来の共通電源インバータ装置の制御装置にお
いて、複数台の電動機を減速する場合の説明図。 【符号の説明】 1……共通電源、2a〜2n……インバータ,3a〜3
n……電動機、4a〜4n……速度検出器、5a〜5n
……負荷トルク演算回路、6a〜6n……負荷設定器、
7a〜7n……減速レート設定器、8a〜8n……乗算
器、9a〜9n……電動機負荷トルク演算回路、10a
〜10n……電動機パワー演算回路、11千電動機パワ
ー演算回路、12……比較回路、13……優先順位設定
回路、14……下げ上げ指令回路、15……制御回路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−312373(JP,A) 特開 平2−261093(JP,A) 特開 昭63−110987(JP,A) 特開 昭62−37076(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02P 3/00 H02P 7/74

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 共通電源から複数台のインバータに電力
    を供給し、且つ各インバータを制御して各々の電動機を
    駆動するようにした共通電源インバータ装置の制御装置
    において、各々の電動機の速度検出信号からその電動機
    速度に応じた負荷トルクを求める負荷トルク演算手段
    と、各電動機に対して減速レートが設定され且つ電動機
    の減速時に減速レートを出力する減速レート設定手段
    と、予め設定された各電動機の慣性モーメントと前記電
    動機の減速時に前記減速レート出力手段から出力される
    減速レートを乗算してトルクを求め、このトルクと前記
    負荷トルク演算手段により求められた負荷トルクから電
    動機トルクを求める電動機トルク演算手段と、この電動
    機トルク演算手段により求められた各電動機トルクと電
    動機の速度検出信号から減速電動機パワーを求め、これ
    ら減速電動機パワーを総計して全電動機パワーを演算す
    る全パワー演算手段と、共通電源の最大回生許容量と前
    記全パワー演算手段で求められた全パワーを比較する比
    較手段と、各々の電動機に対して減速順の優先順位が設
    定された優先順位設定手段と、前記比較手段により共通
    電源の最大回生許容量より前記全電動機パワーが大きい
    とき前記優先順位設定手段に設定された優先順位に基い
    て該当する電動機の前記減速レート設定手段に減速レー
    ト下げ指令を出力し、また前記最大回生許容量より前記
    全電動機パワーが小さいとき前記優先順位に基いて該当
    する電動機の減速レート設定手段に減速レート上げ指令
    を出力する下げ上げ指令手段と、前記共通電源の最大回
    生許容量より全電動機パワーが小さいとき各インバータ
    に対してトルク制限値を分配して制御する制御手段とを
    備えたことを特徴とする共通電源インバータ装置の制御
    装置。
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