JP3767728B2

JP3767728B2 - 誘導電動機の制御装置

Info

Publication number: JP3767728B2
Application number: JP26015599A
Authority: JP
Inventors: 裕之米澤
Original assignee: Fuji Electric FA Components and Systems Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric FA Components and Systems Co Ltd
Priority date: 1999-09-14
Filing date: 1999-09-14
Publication date: 2006-04-19
Anticipated expiration: 2019-09-14
Also published as: JP2001086796A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電圧形インバータにより給電される誘導電動機の制御装置に関し、特に、該誘導電動機を駆動源とする昇降装置の操作性の向上が図れる誘導電動機の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の誘導電動機の制御装置においては、例えば、電圧形インバータの出力電流が該インバータの供給能力を超える状態に陥ったときには、この電圧形インバータのインバータ出力を遮断し、該インバータが破損するのを防止している。この遮断状態から運転を再開するためには、外部より前記遮断状態を解除するリセット信号を送出するか、または、一旦この電圧形インバータの電源の供給を停止し、再度該電源を供給することが行われていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述の如き従来の誘導電動機の制御装置においては、電圧形インバータのインバータ出力遮断状態から運転を再開するための解除操作が煩わしかった。特に、該誘導電動機を駆動源とする昇降装置の操作性を阻害する要因となっていた。
【０００４】
この発明の目的は上記問題点を解決し、特に昇降装置に使用するときにその操作性を改善した誘導電動機の制御装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この第１の発明は、電圧形インバータにより給電される誘導電動機の制御装置において、前記制御装置には、電圧形インバータの出力電流を検出する電流検出手段と、検出した前記出力電流が予め設定した過負荷レベルを超えたときに動作し、前記インバータのインバータ出力を遮断する過負荷保護手段と、該過負荷保護手段が動作したときに、この過負荷保護手段が動作する直前の指令値から得た前記誘導電動機の回転方向とこのとき以降に指令される該誘導電動機の回転方向とに基づいて過負荷保護動作を継続するか否かを判定する継続判定手段とを備えたことを特徴とする。
【０００６】
また第２の発明は、電圧形インバータにより給電される誘導電動機の制御装置において、前記制御装置には、前記誘導電動機の発生トルクを演算するトルク演算手段と、演算した前記発生トルクが予め設定した過負荷レベルを超えたときに動作し、前記誘導電動機を減速停止させる減速停止手段と、該減速停止手段が動作を完了して前記誘導電動機が停止したときに、この停止状態を継続するか、又は前記インバータのインバータ出力を遮断する過負荷保護手段と、該過負荷保護手段が動作したときに、前記減速停止手段が動作する直前の指令値から得た前記誘導電動機の回転方向とこのとき以降に指令される該誘導電動機の回転方向とに基づいて過負荷保護動作を継続するか否かを判定する継続判定手段とを備えたことを特徴とする。
【０００７】
さらに第３の発明は、前記第１又は第２の発明において、前記継続判定手段は、前記過負荷保護手段又は減速停止手段が動作する直前の前記誘導電動機の回転方向と、このとき以降に前記制御装置に指令される該誘導電動機の回転方向とが一致しているときには、前記過負荷保護手段の動作を継続させ、該双方の回転方向が互いに異なっているときには、前記過負荷保護手段の動作を解除することを特徴とする。
【０００８】
この発明は、特に昇降装置に使用される誘導電動機の制御装置において、前記継続判定手段により過負荷保護手段の動作を継続させるか否かによって、後述の如く、この昇降装置の操作性が改善されることに着目してなされたものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１は、この発明の第１の実施例を示す誘導電動機の制御装置のブロック構成図であり、１は商用電源などの交流電源、２は半導体電力変換回路などから形成される電圧形インバータ、３は誘導電動機、４は電圧形インバータ２から誘導電動機３へ供給される電流を検出する電流検出器、１１は外部から指令される周波数設定値（ｆ_S）と正転方向運転指令（ＦＷＤ）又は逆転方向運転指令（ＲＥＶ）のいずれかにより誘導電動機３が回転すべき方向の周波数設定値（ｆ_S ^*）を演算して出力する設定周波数演算回路、１２は周波数設定値（ｆ_S ^*）が変更されたときに、予め設定された単位時間当りの加速量または減速量に基づき最終的にはｆ_S ^*＝ｆ^*なる周波数指令値（ｆ^*）を演算して電圧形インバータ２へ出力する加減速演算器、１３は周波数指令値（ｆ^*）に対応する誘導電動機３の一次電圧指令値（ｖ^*）に変換して電圧形インバータ２へ出力する周波数・電圧変換器である。
【００１０】
すなわち、電圧形インバータ２は交流電源１から供給される電力を、周波数指令値（ｆ^*）と一次電圧指令値（ｖ^*）に対応した交流電力に変換し、この変換した電力を誘導電動機３に供給することにより、誘導電動機３は所望の回転方向でほぼ周波数指令値（ｆ^*）に対応した回転数で運転される。
【００１１】
上述の電圧形インバータ２，電流検出器４，設定周波数演算回路１１，加減速演算器１２，周波数・電圧変換器１３それぞれと、過負荷保護手段２１と、継続判定手段２２とで構成される誘導電動機３の制御装置を昇降装置に適用した例について以下に説明する。
【００１２】
過負荷保護手段２１では先述の周波数指令値（ｆ^*）と一次電圧指令値（ｖ^*）に基づき運転中の誘導電動機３の電流を電流検出器４の検出値（ｉ）で監視し、この検出値（ｉ）が予め設定した過負荷レベルを超えたときに、電圧形インバータ２のベース信号オフなどによりインバータ出力遮断を行い、一旦、この遮断状態を保持しつつ、外部へトリップ信号を出力する。
【００１３】
このとき、継続判定手段２２では過負荷保護手段２１が動作する直前の誘導電動機３の回転方向を前記周波数指令値（ｆ^*）によりその都度検知記憶し、この記憶した回転方向と、このとき以降に指令される誘導電動機３の回転方向（ＦＷＤまたはＲＥＶのうち、指令されている回転方向）とが一致しているときには、前記遮断状態を継続し、該双方の回転方向が互いに異なっているときには、前記遮断状態の動作を解除するようにしている。
【００１４】
すなわち、例えばワークを吊り上げるための昇降装置において、上昇中に電圧形インバータ２が過負荷によりインバータ出力遮断状態に陥っているときに、さらに上昇方向の動作を行わせるのは危険であるため運転を再開しないが、下降方向の動作は許可すべきである。このとき従来の如く、外部より前記遮断状態を解除するリセット信号を送出するか、または、一旦この電圧形インバータ２の電源の供給を停止し、再度該電源を供給するなどの煩わしい操作を必要としない。
【００１５】
図２は、この発明の第２の実施例を示す誘導電動機の制御装置のブロック構成図であり、図１に示した実施例ブロック図と同一機能を有するものには同一符号を付してここではその説明を省略する。
【００１６】
すなわち図２に示した制御装置においては電圧形インバータ２，電流検出器４，設定周波数演算回路１１，加減速演算器１２，周波数・電圧変換器１３の他に、トルク演算手段３１と、減速停止手段３２と、過負荷保護手段３３と、継続判定手段３４とを備えている。
【００１７】
トルク演算手段３１では、例えば、先述の周波数指令値（ｆ^*）と一次電圧指令値（ｖ^*）と検出値（ｉ）と、予め設定される誘導電動機３の一次巻線の抵抗値（Ｒ₁）とに基づき、下記式（１）の演算を行い誘導電動機３の発生トルク（τ）を求めている。
【００１８】
【数１】
τ＝（ｖ^*・ｉ−Ｒ₁・ｉ²）／ｆ^* …（１）
減速停止手段３２ではトルク演算手段３１の出力である前記発生トルク（τ）が予め設定した過負荷レベルを超えたときに、設定周波数演算回路１１に対して減速停止指令を送信し、設定周波数演算回路１１では誘導電動機３が減速停止すべき方向の周波数設定値（ｆ_S ^*）を演算して出力し、加減速演算器１２では周波数設定値（ｆ_S ^*）の変更に伴い予め設定された単位時間当りの減速量に基づき最終的にはｆ_S ^*＝ｆ^*なる周波数指令値（ｆ^*）を演算して電圧形インバータ２へ出力することにより、誘導電動機３は減速して停止する。
【００１９】
過負荷保護手段３３では、減速停止手段３２が動作を開始して前記周波数指令値（ｆ^*）が誘導電動機３の停止周波数になったときに、予め設定される誘導電動機３の停止状態の保持、又は電圧形インバータ２のインバータ出力遮断の設定条件によりいずれかの動作を一旦行わせる。このとき、インバータ出力遮断の場合には外部へトリップ信号を出力する。
【００２０】
継続判定手段３４では、減速停止手段３２が動作する直前の誘導電動機３の回転方向を前記周波数指令値（ｆ^*）によりその都度検知記憶し、この記憶した回転方向と、過負荷保護手段３３が動作中に指令される誘導電動機３の回転方向（ＦＷＤまたはＲＥＶのうち、指令されている回転方向）とが一致しているときには、過負荷保護手段３３の動作を継続し、該双方の回転方向が互いに異なっているときには、過負荷保護手段３３の動作を解除するようにしている。
【００２１】
すなわち、例えばワークを吊り上げるための昇降装置において、上昇中に誘導電動機３に過負荷が発生すると誘導電動機３を減速停止させ、その後、誘導電動機３の停止状態又は電圧形インバータ２のインバータ出力遮断状態に陥っているときに、さらに上昇方向の動作を行わせるのは危険であるため運転を再開しないが、下降方向の動作は許可すべきである。このとき従来の如く、外部より前記遮断状態などを解除するリセット信号を送出するか、または、一旦この電圧形インバータ２の電源の供給を停止し、再度該電源を供給するなどの煩わしい操作を必要としない。
【００２２】
図３は、この発明の第３の実施例を示す誘導電動機の制御装置のブロック構成図であり、図１，図２に示した実施例ブロック図と同一機能を有するものには同一符号を付してここではその説明を省略する。
【００２３】
すなわち図３に示した制御装置においては電圧形インバータ２，電流検出器４，設定周波数演算回路１１，加減速演算器１２，周波数・電圧変換器１３，トルク演算手段３１，減速停止手段３２の他に、過負荷保護手段４１と、継続判定手段４２とを備えている。
【００２４】
この過負荷保護手段４１は前述の過負荷保護手段２１の機能と過負荷保護手段３３の機能とを備え、また、継続判定手段４２は前述の継続判定手段２２の機能と継続判定手段３４の機能とを備えている。
【００２５】
すなわち、例えばワークを吊り上げるための昇降装置に使用される図３に示した制御装置において、上昇中に電圧形インバータ２が過負荷によりインバータ出力遮断状態に陥っているときに、さらに上昇方向の動作を行わせるのは危険であるため運転を再開しないが、下降方向の動作は許可すべきであり、また、上昇中に誘導電動機３に過負荷が発生すると誘導電動機３を減速停止させ、その後、誘導電動機３の停止状態又は電圧形インバータ２のインバータ出力遮断状態に陥っているときに、さらに上昇方向の動作を行わせるのは危険であるため運転を再開しないが、下降方向の動作は許可すべきである。
【００２６】
いずれの場合でも従来の如く、外部より前記遮断状態などを解除するリセット信号を送出するか、または、一旦この電圧形インバータ２の電源の供給を停止し、再度該電源を供給するなどの煩わしい操作を必要としない。
【００２７】
【発明の効果】
この発明は、例えば誘導電動機を駆動源とする昇降装置において、該誘導電動機に給電する電圧形インバータや該誘導電動機が過負荷になったときの構成機器の損傷が防止され、最小限の運転を再開するための特別な部品を必要とせず、且つ、煩わしい操作も必要としない。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施例を示すブロック構成図
【図２】この発明の第２の実施例を示すブロック構成図
【図３】この発明の第３の実施例を示すブロック構成図
【符号の説明】
１…交流電源、２…電圧形インバータ、３…誘導電動機、４…電流検出器、１１…設定周波数演算回路、１２…加減速演算器、１３…周波数・電圧変換器、２１，３３，４１…過負荷保護手段、２２，３４，４２…継続判定手段、３１…トルク演算手段、３２…減速停止手段。

Claims

電圧形インバータにより給電される誘導電動機の制御装置において、
前記制御装置には、
電圧形インバータの出力電流を検出する電流検出手段と、
検出した前記出力電流が予め設定した過負荷レベルを超えたときに動作し、前記インバータのインバータ出力を遮断する過負荷保護手段と、
該過負荷保護手段が動作したときに、この過負荷保護手段が動作する直前の指令値から得た前記誘導電動機の回転方向とこのとき以降に指令される該誘導電動機の回転方向とに基づいて過負荷保護動作を継続するか否かを判定する継続判定手段とを備えたことを特徴とする誘導電動機の制御装置。
電圧形インバータにより給電される誘導電動機の制御装置において、
前記制御装置には、
前記誘導電動機の発生トルクを演算するトルク演算手段と、
演算した前記発生トルクが予め設定した過負荷レベルを超えたときに動作し、前記誘導電動機を減速停止させる減速停止手段と、
該減速停止手段が動作を完了して前記誘導電動機が停止したときに、この停止状態を継続するか、又は前記インバータのインバータ出力を遮断する過負荷保護手段と、
該過負荷保護手段が動作したときに、前記減速停止手段が動作する直前の指令値から得た前記誘導電動機の回転方向とこのとき以降に指令される該誘導電動機の回転方向とに基づいて過負荷保護動作を継続するか否かを判定する継続判定手段とを備えたことを特徴とする誘導電動機の制御装置。
請求項１又は２に記載の誘導電動機の制御装置において、
前記継続判定手段は、
前記過負荷保護手段又は減速停止手段が動作する直前の前記誘導電動機の回転方向と、このとき以降に前記制御装置に指令される該誘導電動機の回転方向とが一致しているときには、前記過負荷保護手段の動作を継続させ、
該双方の回転方向が互いに異なっているときには、前記過負荷保護手段の動作を解除することを特徴とする誘導電動機の制御装置。