JP4077326B2 - インバータ装置の回生電力の処理方法およびこの方法に使用するインバータ装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、並列配置された複数のインバータ装置に関わり、特に各々のインバータ装置内にあるインバータにて交流に変換される直流電圧を各インバータ装置にわたり共通に接続した方式（直流電圧部の共通母線方式）にあって、この直流電圧の回生回路内にあるスイッチング素子の駆動時間を合致させたインバータ装置（モータ制御装置を含む）の回生電力の処理方法とこの方法に使用するインバータ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１４、図１５は、インバータ装置を複数台使用しかつ各インバータ装置におけるインバータにて交流に変換される直流電圧を複数のインバータにつき共通とする接続をした場合、つまり回生および力行のエネルギ授受を効率的に行うことを目的として複数のインバータ装置の直流電圧部を共通にしたいわゆる共通母線方式のシステムブロック図を示す。
【０００３】
同じインバータ装置が複数（ここでは二つ）存在する図１４において、交流電源１に共通接続されたインバータ装置２、２ａには、交流電源１の交流電圧を直流電圧に変換するコンバータ部３、３ａ、コンバータ部３、３ａにより変換された直流電圧を平滑するコンデンサ４、４ａ、端子ＰＸにつながる制動抵抗５０、５０ａと端子ＰＲにつながるスイッチング素子５１、５１ａとから構成され端子ＰＸ、ＰＲを短絡することで制動抵抗５０、５０ａを通電させて回路を動作させ得る回生回路５、５ａ、平滑コンデンサ４、４ａにより平滑された直流電圧を交流電圧に再変換するためブリッジ接続されたスイッチング素子とダイオードで構成されたインバータ部６、６ａを有し、このインバータ装置２、２ａには誘導電動機７，７ａが接続される。
【０００４】
更に、インバータ装置２、２ａには、出力周波数、出力電圧、加速時間等を演算するためのマイコン（マイクロコンピュータ）８、８ａ、整流し平滑された直流電圧部の直流電圧を検出してその検出値をマイコン８、８ａに出力する直流電圧検出回路９、９ａ、マイコン８、８ａにて演算した結果をもとにインバータ部６，６ａを駆動するためPWM信号を作成出力するPWM信号作成装置１０、１０ａ、マイコン８、８ａからの指令を受けて回生回路５、５ａのスイッチング素子５１、５１ａを駆動するための信号を作成出力する回生回路用駆動回路１１、１１ａ、インバータ制御用のパラメータや速度指令を与える設定器１２、１２ａ、設定器１２、１２ａからマイコン８、８ａへデータを伝えるための入力インターフェース１３、１３ａ、マイコン８、８ａから設定器１２、１２ａへデータを伝えるための出力インターフェース１４、１４ａを有する。そしてここでは、インバータ装置２、２ａの直流電圧部を共通母線方式とするために、すなわち整流し平滑された直流電圧部の直流電圧をインバータ装置２、２ａ間にて共通接続するためにそれぞれの端子Ｐ、Ｎ同士が接続されている。
【０００５】
また、図１５において、インバータ装置２、２ａの外部に設置され上記端子Ｐ、Ｎに接続されて回生電力を消費させる処理を行う外付け制動装置１７には、その外付け制動装置用の制動抵抗１８１と制動ユニット１８２とを有し、制動ユニット１８２には、制動抵抗１８に通電して回路を動作させるためのスイッチング素子１９、スイッチング素子１９を動作させるか判断するための比較器２０、比較器２０に使用する直流電圧値の検出を実施するための分圧抵抗２１がそれぞれ備えられている。この場合、外付け制動装置１７が接続されている場合には、一般にインバータ装置２、２ａにそれぞれ内蔵する回生回路５、５ａは使用せず、したがって端子ＰＸ、ＰＲを短絡することなく、この外付け制動回路１７にて制動が行われる。なお、図１５においては、各インバータ装置２、２ａの直流電圧部の共通母線に外付け制動装置１７を接続し、比較器２０にて外付け制動装置１７の分圧抵抗２１による分圧値である直流電圧と基準電圧値ＶＢとを比較し、直流電圧値が基準電圧値を越えるとスイッチング素子１９が動作を開始させ、スイッチング素子１９を駆動させることで制動抵抗１８に電流が流れ回生電力を消費するようになっている。
【０００６】
このようなインバータ装置２、２ａにあってインバータ装置２を中心として動作を説明する。図１４において、コンバータ部３では交流電圧を直流電圧に変換し、コンデンサ４では変換された直流電圧を平滑する。この平滑された直流電圧は、直流電圧検出回路９にて常に検出されマイコン８へ直流電圧の値を伝える。なお、端子Ｐ、Ｎを介して一方のインバータ装置２の直流電圧は他方のインバータ装置２ａの直流電圧検出回路９ａにて検出され得る。インバータ部６では、ＰＷＭ信号作成装置１０より出力されるPWM信号に従って直流電圧を交流電圧に変換して、インバータ装置２に接続された誘導電動機７を駆動する。
【０００７】
この場合、マイコン８は、設定器１２に入力した速度指令やパラメータの値を、入力インターフェース１３を介して受け取り、設定器１２は、マイコン８に設定されている速度指令やパラメータの値を、出力インターフェース１４を介して受け取る。そして、速度指令やパラメータをもとにマイコン８にて演算を行い、演算結果をＰＷＭ信号作成装置１０に送る。ＰＷＭ信号作成装置１０ではマイコン８から送られてくる演算結果をもとにＰＷＭ信号を作成してインバータ部６へ出力する。
【０００８】
インバータ装置２で誘導電動機７を駆動する場合には、設定器１２を用いて速度指令とパラメータとして加速時間、減速時間を設定して運転を開始する。ここでは、インバータ装置２の出力周波数を変化させることにより、加速の際には設定された加速時間にて速度指令値まで加速し、運転を終了する際には速度指令値から設定された減速時間にて減速し停止する。
【０００９】
上記のインバータ装置２において、回生電力を消費しながらインバータ装置２が誘導電動機７を運転（回生運転とよぶ）する状態と、回生電力を消費しないでインバータ装置２が誘導電動機７を運転（力行運転とよぶ）する状態をもつ機械システムにおいては、インバータ装置２の直流電圧部に返される回生電力を有効利用するために、前述のように端子Ｐ、Ｎの共通母線による接続によって直流電圧部を共通とする接続をして複数のインバータ装置を運転するシステムがある。このシステムの場合、大きな回生電力が誘導電動機７より返された時は直流電圧部の電圧は上昇し、外付け制動装置１７を使用しあるいはインバータ装置２にある回生回路５を使用して回生電力を消費する必要があることも前述したとおりである。
【００１０】
この共通母線方式での電力の回生に対応して、図１４、図１５に示すように各インバータ装置２、２ａの端子Ｐ、Ｎを接続した共通母線につながる外付け制動装置１７を設置した場合、前述したように一般には各インバータ装置２、２ａに内蔵する回生回路５、５ａは動作させず端子ＰＸ、ＰＲは短絡することなく図示のとおり解放のままである。この外付け制動装置１７は、内蔵の回生回路５、５ａでは能力不足で大きな回生電力の処理が必要な場合に設置されるが、更には回生回路５、５ａによる処理をする場合でも後述のように各インバータ装置２、２ａの回生回路５、５ａの動作がばらつくことから、実際の使用では共通母線に接続されることが一般に行われている。
【００１１】
ここで、図１５に示すように外付け制動装置１７を共通母線に接続することはしないで、各インバータ装置２、２ａに内蔵する回生回路５、５ａを活かすため図１４の端子ＰＸ、ＰＲを短絡した場合について、以下に若干説明する。例えば減速時の電力回生に際し、直流電圧検出回路９により直流電圧の値が回生制動動作開始電圧至ったとマイコン８内での演算の結果判断されれば、マイコン８から回生回路用駆動回路１１に指令が出され、端子ＰＸ、ＰＲが短絡された回生回路５のスイッチング素子５１を導通して制動抵抗５０、５０ａにて回生電力が消費される。ついで直流電圧の値が回生制動動作開始電圧より高い過電圧保護レベルを越えた場合、マイコン８からＰＷＭ信号作成装置１０へ出力遮断指令が出力されて、インバータ部６を停止し保護する。
【００１２】
すなわち、上記のような回生電力を消費するに際しては、減速時などにおいて、誘導電動機７からインバータ装置２へ回生電力が返されるので、直流電圧を上昇させる運転状態となる。この場合、回生電力が大きな場合には過電圧保護レベルまで直流電圧が上昇しインバータ装置が過電圧による故障を防ぐためにインバータ部６を停止し出力遮断動作をするという過電圧保護動作をすることがあるが、この過電圧保護が動作する前に直流電圧が回生制動動作開始電圧に至ると直流電圧の上昇を抑えるために回生回路５にある制動抵抗５０にてこの回生電力を消費させている。
【００１３】
回生回路用駆動回路１１への指令の送出は、予め設定されている回生回路５を動作させる回生制動動作開始電圧値（以下制動動作開始電圧値とよぶ）と直流電圧検出回路９によりマイコン８へ伝えられた直流電圧値とを比較する。直流電圧値が制動動作開始電圧値を越えると、マイコン８より制動抵抗５０が接続されている回路を動作させるスイッチング素子５１を駆動させる制動動作信号を出力させることで制動抵抗５０に電流が流れ回生電力を消費する。
【００１４】
なお、従来の技術として別の特開２００１−１５７３０３号公報には、複数台のインバータの回生制御時にＡ／Ｄ変換器のばらつきによるコンデンサ電圧の検出誤差を考慮して最大コンデンサ電圧を基準に開始電圧を設定することが開示されるが、本発明方式とは全く相違する。
【００１５】
【特許文献】
特開２００１−１５７３０３号公報（〔０００３〕から〔０００５〕）
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
上述の従来の技術においては、インバータ装置２、２ａを複数台（ここでは二台）使用しかつそのインバータ装置２、２ａにおける直流電圧部を共通とする接続をした場合において、内蔵の回生回路５、５ａにて回生動作をさせる場合には回生動作のばらつきが生ずるという問題点がある。すなわち、各々のインバータ装置２、２ａにある直流電圧検出回路９、９ａに内蔵されるアナログ／デジタル変換回路などによる特性上のばらつきによりマイコン８、８ａに取り込まれる直流電圧値に誤差が発生し、回生回路５、５ａにおける回生制動動作開始電圧（制動動作開始電圧という）にばらつきが発生するため、各々のインバータ装置２、２ａにある回生回路５、５ａを使用した場合、制動動作開始電圧が相対的に低いインバータ装置の回生回路が動作して他のインバータ装置の回生回路の制動動作開始電圧には到達しないというばらつき、あるいは制動動作開始電圧が相対的に低いインバータ装置の回生回路が動作した後次いで他のインバータ装置の回生回路が動作したとき最初に動作したインバータ装置の回生回路の制動動作時間が長くなるというばらつき、が発生してしまうという問題があった。すなわち、図７に示すように、インバータ装置２の制動動作開始電圧とインバータ装置２ａの制動動作開始電圧が食い違っており、このためインバータ装置２の回生回路５への制動動作信号とインバータ装置２ａの回生回路５ａへの制動動作信号とがばらつき、制動動作時間Ｔ１，Ｔ２もばらつくこととなる。
【００１７】
本発明は上記の問題点を解決するためになされたもので、インバータ装置の直流電圧部を共通として並列接続して使用する場合に、各々のインバータ装置に内蔵している回生回路において、制動動作開始電圧の動作のばらつきを最小化することで回生電力の消費処理を一部のものに片寄りなく実施可能にするインバータ装置の回生電力の処理方法およびこの方法に使用するインバータ装置を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明は、交流電圧を直流電圧に変換し、変換された直流電圧部の直流電圧をインバータ部にて交流電圧に変換し、上記直流電圧部にあって回生電力をスイッチング素子と制動抵抗が接続された回生回路にて消費し、上記直流電圧を直流電圧検出器にて検出し、この検出した直流電圧をマイコンに入力し、このマイコンの出力によって上記スイッチング素子およびインバータ部を制御するスイッチング素子を制御する機能をそれぞれに有する複数のインバータ装置の各直流電圧部を共通接続し、この共通接続された直流電圧の電圧値が回生制動開始電圧を越えると制動動作開始可能信号を出力して回生電力を上記回生回路にて消費させるインバータ装置の回生電力の処理方法において、直流電圧の電圧値が回生制動開始電圧を越えると、回生制動動作開始可能信号を一のインバータ装置から他のインバータ装置へ出力して、一のインバータ装置では他のインバータ装置の回生制動動作開始可能時間までマイコンに内蔵されているタイマを使用して遅延させる処理を行い、他のインバータ装置では一のインバータ装置から入力された回生制動動作開始可能信号を認識してその入力信号を認識した時点から一のインバータ装置と同時の回生制動動作可能時間までマイコンに内蔵されているタイマを使用して遅延する処理を行うことを特徴とする。
【００１９】
上述の発明によれば、一のインバータ装置に電力を供給する直流電圧部の電圧値が制動動作開始電圧値を越えると他のインバータ装置へ制動動作開始可能信号を出力し、その制動動作開始可能信号を出力後、ある一定時間後に回生回路にあるスイッチング素子へ導通させる信号を出力し、他のインバータ装置からの制動動作開始可能信号を入力すると、その制動動作開始可能信号を入力後ある一定時間後に回生回路にあるスイッチング素子へ導通させる信号を出力することにより、たとえ各々の制動動作開始電圧値及び各々のインバータ装置が読込む直流電圧値と実際の直流電圧値とのずれが発生しても、制動動作開始電圧点を一律とさせることができ、ある一定時間後に回生回路にあるスイッチング素子へ導通させる信号を出力することで、各々のインバータ装置自体で回生回路を動作させる時間を調整するためインバータ装置の制動動作の開始を一律にさせることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
本発明の実施の形態１を図１、図２に示す。図１において、交流電源１に共通接続されたインバータ装置２、２ａには、交流電源１の交流電圧を直流電圧に変換するコンバータ部３、３ａ、コンバータ部３、３ａにより変換された直流電圧を平滑するコンデンサ４、４ａ、端子ＰＸにつながる制動抵抗５０、５０ａと端子ＰＲにつながるスイッチング素子５１、５１ａとから構成され端子ＰＸ、ＰＲを短絡片５２、５２ａにて短絡することで制動抵抗５０、５０ａを通電可能にして回路を動作させ得る回生回路５、５ａ、平滑コンデンサ４により平滑された直流電圧を交流電圧に再変換するためブリッジ接続されたスイッチング素子とダイオードで構成されたインバータ部６、６ａを有し、このインバータ装置２、２ａには誘導電動機７，７ａが接続される。
【００２１】
更に、インバータ装置２、２ａには、出力周波数、出力電圧、加速時間等を演算するためのマイコン８、８ａ、整流し平滑された直流電圧を検出してその検出値をマイコン８、８ａに出力する直流電圧検出回路９、９ａ、マイコン８、８ａにて演算した結果をもとにインバータ部６，６ａを駆動するためPWM信号を作成出力するPWM信号作成装置１０、１０ａ、マイコン８、８ａからの指令を受けて回生回路５、５ａのスイッチング素子５１、５１ａを駆動するための信号を作成出力する回生回路用駆動回路１１、１１ａ、インバータ制御用のパラメータや速度指令を与える設定器１２、１２ａ、設定器１２、１２ａからマイコン８、８ａへデータを伝えるための入力インターフェース１３、１３ａ、マイコン８、８ａから設定器１２、１２ａへデータを伝えるための出力インターフェース１４、１４ａを有する。そしてここでは、整流し平滑された直流電圧をインバータ装置２、２ａ間にて共通接続するためにそれぞれの端子Ｐ、Ｎ同士が接続されている。
【００２２】
本実施の形態１では、インバータ装置２にあって、更に外部装置（ここではインバータ装置２ａ）からマイコン８へ信号を伝えるための入力インターフェース１５、およびマイコン８から外部装置へ信号を伝えるための出力インターフェース１６を有し、インバータ装置２ａにあって、更に外部装置（この場合インバータ装置２）からマイコン８ａへ信号を伝えるための入力インターフェース１５ａ、およびマイコン８ａから外部装置へ信号を伝えるための出力インターフェース１６ａを有している。
【００２３】
かかる図１においてインバータ装置２を中心として動作を説明するに、コンバータ部３で交流電圧を直流電圧に変換し、コンデンサ４で変換された直流電圧を平滑する。この平滑された直流電圧は、直流電圧検出回路９にて常に検出されマイコン８へ直流電圧の値を伝える。インバータ部６では、ＰＷＭ信号作成装置１０より出力されるPWM信号に従って直流電圧を交流電圧に変換して、インバータ装置２に接続された誘導電動機７を駆動する。マイコン８は、設定器１２に入力した速度指令やパラメータの値を入力インターフェース１３を介して受け取り、設定器１２はマイコン８に設定されている速度指令やパラメータの値を出力インターフェース１４を介して受け取る。そして、速度指令やパラメータをもとにマイコン８にて演算を行い、演算結果をＰＷＭ信号作成装置１０に送る。ＰＷＭ信号作成装置１０ではマイコン８から送られてくる演算結果をもとにＰＷＭ信号を作成してインバータ部６へ出力する。また、外部装置からの速度指令や始動指令などインバータ装置２を制御するための信号を、入力インターフェース１５を介してマイコン８へ送る。インバータ装置の運転状態や過負荷などの警報を外部装置へ伝える信号を、出力インターフェース１６を介して外部装置へ送る。
【００２４】
インバータ装置２で誘導電動機７を駆動する場合には、設定器１２を用いて速度指令とパラメータとして加速時間、減速時間を設定して運転を開始する。ここでは、インバータ装置２の出力周波数を変化させることにより、加速の際には設定された加速時間にて速度指令値まで加速し、運転を終了する際には速度指令値から設定された減速時間にて減速し停止する。この場合、例えば減速時の電力回生に際し、直流電圧検出回路９による直流電圧の値が制動動作開始電圧を越えたとマイコン８内での演算の結果判断されれば、マイコン８から回生回路用駆動回路１１に指令が出されて回生回路５のスイッチング素子５１を導通して回生電力が消費される。更に、この回生回路５の動作によっても回生電力処理能力が不足しあるいは急激な回生電力が瞬間的に発生した場合には、回生処理ができずに直流電圧が上昇し、マイコン８からＰＷＭ信号作成装置１０へ出力遮断指令が出力されて、インバータ部６を遮断しインバータ装置を保護する。
【００２５】
インバータ装置を複数台使用し、かつインバータ装置における直流電圧部を共通とする接続をした場合においては、インバータ装置２にあって直流電圧の電圧値が制動動作開始電圧値を越えると、回生制動動作が開始可能な信号をインバータ装置２ａへ出力させ、インバータ装置２ａの回生制動動作が開始可能な時間までマイコン８に内蔵されているタイマを使用して遅延させる処理を行い、インバータ装置２ａはインバータ装置２から入力された制動動作開始可能な信号を認識し、その入力信号を認識した時点からインバータ装置２と同時にインバータ装置２ａは回生制動動作が可能な時間までマイコン８ａに内蔵されているタイマを使用して遅延する処理を行うことで、各々のインバータ装置２、２ａにある回生回路５、５ａの制動動作開始電圧及び制動動作時間のばらつきを最小とする。
【００２６】
このばらつきを最小とする処理を説明するに、まず、インバータ装置２の入力インターフェース１５は、他のインバータ装置２ａから制動動作開始可能な信号を入力し、マイコン８へ送る機能を、出力インターフェース１６は、制動動作開始可能な信号を外部装置（ここではインバータ装置２ａ）へ出力できる機能を、オペレータが設定器１２を使用して有効にできるインバータ装置とする。
【００２７】
図１において、２台のインバータ装置２、２ａを用いてそれぞれ１台ずつ誘導電動機７、７ａを運転する場合、減速時もしくは昇降装置を駆動する場合の運転には誘導電動機７もしくは７ａからインバータ装置２もしくは２ａへエネルギが回生され、インバータ装置２もしくは２ａの直流電圧が上昇する。直流電圧は直流電圧検出回路９及び９ａにより検出し、マイコン８及び８ａに現在の直流電圧値として入力される。インバータ運転中に回生制動動作電圧を越えた場合の処理について図２にて説明する。
【００２８】
図２において、インバータ装置２は入力された現在の直流電圧値Vdcと制動動作開始電圧値VBr（＝インバータ装置２の場合VBr１）とを比較し、制動動作開始電圧を越えた場合、マイコン８から出力インターフェース１６を介し、インバータ装置２ａへ制動動作開始可能信号Br1stを出力する。この信号Br1stをインバータ装置２ａの入力インターフェース１５ａを介してマイコン８ａへ入力した後、インバータ装置２ａのマイコン８ａが回生回路５ａを動作させるためのスイッチング素子５１ａへの制動動作信号を出力できる時間を考慮した時間ｔ１（例えば、５ｍｓ）後、インバータ装置２のスイッチング素子５１へ制動動作信号Br１を、回生回路用駆動回路１１を介してマイコン８より出力させる。つまり、制動動作開始可能信号Br1stを出力後インバータ装置２ａの処理時間を加味してインバータ装置２でのタイミングを取っている。インバータ装置２ａは、制動動作開始可能信号Br1stを入力インターフェース１５ａを介してマイコン８ａに入力後、インバータ装置２の回生回路５とインバータ装置２ａの回生回路５ａを同時に動作させるための時間を考慮した時間ｔ２（例えば、３ｍｓ）後、スイッチング素子５１ａへの制動動作信号Br２をマイコン８ａより出力させる。つまり、インバータ装置２ａでの処理時間後を計ってタイミングを取っている。
【００２９】
次に、インバータ装置２、２ａにとっての図２の制動動作開始可能信号である入出力信号のマイコンでの処理を図３〜図６のフローチャートにて説明する。制動動作開始可能信号が他のインバータ装置から入力されて回生制動動作を開始する場合と、制動動作開始可能信号を自己のインバータ装置から出力して回生制動動作を開始する場合があり、図３は制動動作信号を入力信号あるいは出力信号のどちらで扱うかの判別を実施する処理である。
【００３０】
図３において、ステップＳ１００にてすでに出力信号がＯＮしている場合、他からの入力信号に関する処理は実施せず後述のステップＳ１０３へジャンプする。出力信号ＯＦＦの場合ステップＳ１０１にて、他のインバータ装置より制動動作開始可能信号が入力されているならば、入力信号ＯＮ処理へ移行する（図４）。他のインバータ装置からの入力信号がなくて、ステップＳ１０２で制動動作中に入力信号がＯＦＦした場合、入出力信号ＯＦＦ遅延処理（図６）へ移行する。ステップＳ１０３にて現在の直流電圧値Vdcが制動動作開始電圧値VBr以上の場合、出力信号ＯＮ処理（図５）へ移行する。ステップＳ１０４では制動動作中に出力信号がＯＦＦしていた場合、または出力信号をＯＮする処理中処理を中止する場合、入出力信号ＯＦＦ遅延処理（図６）へ移行する。
【００３１】
図４は例えばインバータ装置２ａが制動動作開始可能信号Br1stを入力した場合の処理である。信号を出力した側のインバータ装置２と同時に制動動作を実施させるために遅延時間を設けて制動動作を開始させる処理を実施する。すなわち、ステップＳ１１０にてすでに入力信号がＯＮしている場合、本処理をする必要がないためステップＳ１１７までジャンプして終了するが、入力信号ＯＦＦの場合ステップＳ１１１において本処理が最初の処理である１回目の場合は、１回目のための処理（ステップＳ１１２、ステップＳ１１３）を実施する。つまり、ステップＳ１１２にて遅延時間処理タイマ開始のフラグをセットし、ステップＳ１１３にて制動動作開始可能信号が入力された場合の遅延時間B（３ｍｓ）をセットする。２回目以降の処理の場合はステップＳ１１４にて遅延時間のタイマ加算を実施し、ステップＳ１１５にて遅延時間を経過していれば、ステップＳ１１６にて回生回路５ａのスイッチング素子５１ａを動作させるため制動動作信号Br２を出力させる。
【００３２】
図５は制動動作開始可能信号Br1stを出力した場合の処理である。この信号を入力した側のインバータ装置２ａと同時にインバータ装置２が制動動作を実施させるために遅延時間を設けて制動動作を開始させる処理を実施する。すなわち、ステップＳ１２０にて出力信号が既にＯＮしている場合は、処理する必要がないためステップＳ１２７までジャンプして終了するが、出力信号ＯＦＦの場合ステップＳ１２１において本処理が最初の処理である１回目の場合は、１回目のための処理（ステップＳ１２２、ステップＳ１２３）を実施する。つまり、ステップＳ１２２にて遅延時間処理タイマ開始のフラグをセットし、ステップＳ１２３にて制動動作信号が出力された場合の遅延時間A（５ｍｓ）をセットする。２回目以降の処理の場合はステップＳ１２４にて遅延時間のタイマ加算を実施し、ステップＳ１２５にて遅延時間を経過していれば、ステップＳ１２６にて回生回路５のスイッチング素子５１ａを動作させるため制動動作信号Br１を出力させる。
【００３３】
図６は制動動作開始可能信号がＯＦＦした場合の処理である。制動動作開始可能信号がＯＦＦした場合、各インバータ装置の回生回路動作の停止を一律にするために遅延時間を設けて制動動作を停止させる処理を実施する。すなわち、ステップＳ１３１において制動動作開始可能信号が入力もしくは出力され、制動動作開始前の遅延時間処理を実施している途中にて信号がＯＦＦとなった場合は、遅延時間処理を強制終了するための処理（ステップＳ１３２、ステップＳ１３３）を実施する。すなわち、ステップＳ１３２で遅延時間処理タイマ開始のフラグをクリアし、ステップＳ１３３で遅延時間処理中のタイマ加算値をクリアして遅延時間処理を強制終了する。
【００３４】
次いで、制動動作開始可能信号の終了時、ステップＳ１３４にて入力信号である制動動作開始可能信号か出力信号である制動動作開始可能信号かのどちらの信号がＯＦＦとなっているかを判断し、入力信号ＯＦＦの場合はステップＳ１３５へ、出力信号ＯＦＦの場合はステップＳ１４１へ分岐する。
【００３５】
入力信号ＯＦＦの場合はステップＳ１３５において本処理が最初の処理である１回目の場合は、１回目のための処理（ステップＳ１３６、ステップＳ１３７）を実施する。つまり、ステップＳ１３６にて遅延時間処理タイマ開始のフラグをセットし、ステップＳ１３７にて制動動作信号がＯＦＦされた場合の遅延時間B（３ｍｓ）をセットする。２回目以降の処理の場合はステップＳ１３８にて遅延時間のタイマ加算を実施し、ステップＳ１３９にて遅延時間を経過していれば、ステップＳ１４０にて回生回路５ａを動作させるスイッチング素子５１ａの動作を終了するため制動動作信号Br２をＯＦＦする。
【００３６】
出力信号ＯＦＦの場合はステップＳ１４１において本処理が最初の処理である１回目の場合は、１回目のための処理（ステップＳ１４２、ステップＳ１４３）を実施する。つまり、ステップＳ１４２にて遅延時間処理開始のフラグをセットし、ステップＳ１４３にて制動動作信号がＯＦＦされた場合の遅延時間A（５ｍｓ）をセットする。２回目以降の処理の場合はステップＳ１４４にて遅延時間のタイマ加算を実施し、ステップＳ１４５にて遅延時間を経過していれば、ステップＳ１４６にて回生回路５を動作させるスイッチング素子５１の動作を終了するため制動動作信号Br１をＯＦＦする。
【００３７】
以上のような処理を行うことにより、各々のインバータ装置の制動動作開始電圧VBr１ 、VBr２にばらつきが発生しても、ある特定のインバータ装置の回生回路だけに責務（回生処理）が集中することを妨げることができる。
【００３８】
実施の形態２．
実施の形態１においては、二台のインバータ装置２、２ａについて説明したのであるが、この実施の形態２では図８、図９のように３台のインバータ装置２、２ａ、２ｂを接続した場合について述べる。この実施の形態２においても、各インバータ装置２、２ａ、２ｂの内部構造は同じである。そして、各インバータ装置２、２ａ、２ｂの直流電圧部の端子Ｐ、Ｎはそれぞれ共通接続され、各インバータ装置２、２ａ、２ｂの各出力インターフェース１６、１６ａ、または１６ｂは他のインバータ装置の各入力インターフェース（１５ａ、１５ｂ）、（１５、１５ｂ）、または（１５、１５ａ）に接続されている。すなわち、各々のインバータ装置２、２ａ、２ｂに制動動作開始可能信号を出力する一個のインターフェースと、制動動作開始可能信号を入力する二個のインターフェースとを割付けており、実施の形態１と同様に各々のインバータ装置による制動動作開始可能信号を出力後スイッチング素子へ制動動作信号を出力させるまでの遅延時間と、制動動作開始可能信号を入力後スイッチング素子へ制動動作信号を出力させるまでの遅延時間を設けることで（図１０参照）、実施の形態１同様各々のインバータ装置の制動動作開始電圧にばらつきが発生しても、ある特定のインバータ装置の回生回路だけに責務が集中することを妨げることができる。図１０では、３台のインバータ装置での制動動作開始電圧VBr１ VBr２ VBr３、制動動作開始可能信号Br1st、制動動作信号Br１、Br２、Br３をそれぞれ示す。
【００３９】
実施の形態３．
実施の形態１、２においては、制動動作開始電圧VBr１、VBr２のばらつきを前提としてそれぞれのインバータ装置での制動動作信号の合致につき説明したのであるが、この実施の形態３ではこの制動動作開始電圧を調整することでこのばらつきを最小化する。ここでは、実際の直流電圧値に対して直流電圧検出回路９を介してマイコン８でＡＤ変換されたアナログデジタル値を補正するものであり、基準の直流電圧値に対する設計値として決められたアナログデジタル値の補正を行うものである。
【００４０】
実施の形態１記載のインバータ装置２において、インバータ動作前の停止状態の直流電圧値を直流電圧検出回路９により検出し、マイコン８に現在の直流電圧値として入力する。その検出した値と同値となる直流電圧値V０（例：３００V）をオペレータは設定器１２へ書き込むことで現在の直流電圧値V０としてインバータ装置へ入力インターフェース１３を介してマイコン８に入力する。またこの時に直流電圧検出回路９にて検出した値に基づくアナログデジタル値（以下、AD値とする）Vdcをマイコン８にて記憶させる。インバータ装置自体で、現在の直流電圧相当の補正したAD値Vdc´（例：６２０相当）を算出し、このＡＤ値Vdc´と補正前のＡＤ値Vdcと比較した差分ΔVdcをずれとする。このずれを制動動作開始電圧に加味することで新しい制動動作開始電圧の調整をしている。
【００４１】
この差分を予め設定されている制動動作開始電圧値３７０V相当のAD値VBr（例：７６０相当）を補正値（AD値は７６５相当）とすることで新しい制動動作開始電圧値として更新する。現在の直流電圧値が新しい制動動作開始電圧値（例：AD値７６５）を越えた場合、制動動作を開始させることとなる。
【００４２】
この制動動作開始電圧算出処理を図１１のフローチャートで説明する。オペレータが設定した現在直流電圧値とその時のAD値をマイコン８にて取り込み、この値とインバータ装置にて算出された現在直流電圧値のAD値とを比較する。そのAD値の差分を制動動作電圧値のAD値の補正値として算出する処理である。
【００４３】
すなわち、ステップＳ２０１ではオペレータが実際に設定した現在直流電圧値V０を読出す。ついで、ステップＳ２０２ではオペレータが実際に設定した現在直流電圧値V０時のAD値Vdcを読出す。ステップＳ２０３では、インバータ装置が電圧検出回路９にて検出されるAD値の基準として予め記憶している最小２１５V時のAD値V１と、最大４００V時のAD値V２を読出す。ステップＳ２０４にてステップＳ２０３にて読出したAD値をもとに、つまりインバータが記憶しているＶ１、Ｖ２をもとに現在直流電圧値V０相当のAD値Vdc´を算出する。ここでは、基準の直流電圧値の差分に対するＡＤ値の差分をとり単位直流電圧値に対するＡＤ値を得てこのＡＤ値を（V０−２１５）の差分だけ算出し、２１５Ｖ時のＡＤ値に加算することによって、現在直流電圧値V０相当のAD値Vdc´を得る。ついで、ステップＳ２０５にてオペレータが実際に設定した現在直流電圧値V０時のAD値Vdcと現在直流電圧値V０相当のAD値Vdc´をもとに差分ΔVdcを算出する。ステップＳ２０６にて予め設定されている制動動作電圧のAD値VBrを読出し、ステップＳ２０７にてステップＳ２０５で算出された差分ΔVdcを補正値として新しい制動動作電圧のAD値VBr´を算出して制動動作電圧値として更新する。
【００４４】
図１２は、直流電圧値に対するインバータ装置のＡＤ値を示すもので、３００Ｖの直流電圧値に対する制動動作開始電圧の基準ＡＤ値に対して、オペレータが実際に設定した現在直流電圧値V０時のAD値Vdcと現在直流電圧値V０相当のAD値Vdc´をもとにした差分ΔVdcを示している。そして、実施の形態４に関係するのであるが、直流電圧値が３７０Ｖに上昇すれば並行して制動動作開始電圧値ならびに差分ΔVdcの特性も移動することを表している。
【００４５】
このようにオペレータが各々のインバータ装置について上記と同様の操作を行うことで、各々のインバータ装置の制動動作開始電圧値が調整されることとなり、各々のインバータ装置の制動動作開始電圧値のばらつきを最小化でき、ある特定のインバータ装置の回生回路だけに責務が集中することを妨げることができる。
【００４６】
実施の形態４．
実施の形態１、２においては、それぞれのインバータ装置での制動動作信号の一致につき説明したのであるが、ここでの制動動作開始電圧VBr１、VBr２を得るに当たって直流電圧部の充電時間と駆動可能な電圧値（ここでは例えば２３０Ｖ相当のＡＤ値）に到った後を条件として確実な制動動作開始電圧値を得るものである。
【００４７】
実施の形態１記載のインバータ装置２において、インバータ装置を複数台使用し、かつそのインバータ装置における直流電圧部を共通とする接続をした場合において、一斉にインバータ装置の電源を投入後、直流電圧部の充電が終了（例：９００ｍｓ）してからインバータ動作開始（例：１ｓ）直前の間に、直流電圧値を直流電圧検出回路９により検出し、その検出値を制動動作開始電圧の基準値としてマイコン８によりそのAD値を記憶する。ついで、インバータが動作できる最小基準直流電圧値（２３０Ｖ）に到っているかどうか判断し、その条件を充足していることを前提として制動動作開始電圧の算出処理に入る。すなわち、制動動作開始電圧の基準値Vdcとし、この基準値（例：３００Ｖ相当のAD値）よりある一定電圧上昇分（例：７０Ｖ相当のAD値）を図１２に示すように制動動作開始電圧値とする。これは制動動作開始電圧も基準値の上昇と同様に上昇することによる。この場合、各々のインバータ装置の直流電圧部は共通とし並列接続しているため、同時刻で測定したインバータ動作直前の実際の直流電圧部は各々同値といえる。
【００４８】
図１３は制動動作開始電圧算出処理のフローチャートを示したものである。電源投入後、制動動作開始電圧値の基準となる直流電圧値を直流電圧検出回路９より検出し、制動動作開始電圧値をマイコン８へ記憶する処理を説明する。
【００４９】
インバータ装置の電源投入後、約１秒経過後に直流電圧部の充電が完了し、リセット処理を終了する。リセット処理終了直前には直流電圧部の充電が完了することを踏まえ、９００ｍｓ後の直流電圧検出回路９より検出されたAD値を制動動作開始電圧の基準値とし、その基準値から＋７０V相当のAD値を加算した値を制動動作開始電圧値とする処理を実施するものである。
【００５０】
すなわち、ステップＳ３０１において、マイコン８のタイマが電源投入後動作を開始して９００ｍｓ後のタイマのデータをセットする。ステップＳ３０２において、現在時刻を読み出し、ステップＳ３０３にて９００ms経過しているかどうか判別する。９００ｍｓ未満の場合は処理を終了し、９００ｍｓ経過している場合は、ステップＳ３０４へ分岐する。ステップＳ３０４において、インバータ動作可能な電圧である直流電圧２３０V相当のAD値V１０を読出し、ステップＳ３０５にて現在の直流電圧のAD値Vdcを読出し、ステップＳ３０６にて現在の直流電圧値が２３０V以上であるかどうか判別する。２３０V未満の場合、処理を終了し、２３０V以上の場合はステップＳ３０７に分岐する。ステップＳ３０７にてVdcを制動動作開始電圧値の基準値(Vdcb)とする。ステップＳ３０８において、直流電圧＋７０V相当のAD値(ΔV)を読出しもしくは算出し、ステップＳ３０９にてVdcbとΔVを加算した値を制動動作開始電圧値VBrとして、マイコン８に記憶する。
【００５１】
上記の処理にて各々のインバータ装置の基準値のばらつきは最小化され、その基準値を用いた制動動作開始電圧を決定することで各々のインバータ装置の制動動作開始電圧値のばらつきも最小化でき、ある特定のインバータ装置の回生回路だけに責務が集中することを妨げることができる。
【００５２】
実施の形態１、２、３、４においては、三相インバータ装置を用いたが、単相または他の多相のインバータ装置であってもよく、また、誘導電動機７は同期電動機であっても同様の効果がある。
【００５３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、交流電圧を直流電圧に変換し、変換された直流電圧部の直流電圧をインバータ部にて交流電圧に変換し、上記直流電圧部にあって回生電力をスイッチング素子と制動抵抗が接続された回生回路にて消費し、上記直流電圧を直流電圧検出器にて検出し、この検出した直流電圧をマイコンに入力し、このマイコンの出力によって上記スイッチング素子およびインバータ部を制御するスイッチング素子を制御する機能をそれぞれに有する複数のインバータ装置の各直流電圧部を共通接続し、この共通接続された直流電圧の電圧値が回生制動開始電圧を越えると制動動作開始可能信号を出力して回生電力を上記回生回路にて消費させるインバータ装置の回生電力の処理方法において、直流電圧の電圧値が回生制動開始電圧を越えると、回生制動動作開始可能信号を一のインバータ装置から他のインバータ装置へ出力して、一のインバータ装置では他のインバータ装置の回生制動動作開始可能時間までマイコンに内蔵されているタイマを使用して遅延させる処理を行い、他のインバータ装置では一のインバータ装置から入力された回生制動動作開始可能信号を認識してその入力信号を認識した時点から一のインバータ装置と同時の回生制動動作可能時間までマイコンに内蔵されているタイマを使用して遅延する処理を行うことにより、一のインバータ装置に回生電力を供給する直流電圧部の電圧値が制動動作開始電圧値を越えると他のインバータ装置へ制動動作開始可能信号を出力し、その制動動作開始可能信号を出力後、ある一定時間後に回生回路にあるスイッチング素子へ導通させる信号を出力し、他のインバータ装置からの制動動作開始可能信号を入力すると、その制動動作開始可能信号を入力後ある一定時間後に回生回路にあるスイッチング素子へ導通させる信号を出力することで、たとえ各々の制動動作開始電圧値及び各々のインバータ装置が読込む直流電圧値と実際の直流電圧値とのずれが発生しても、制動動作開始電圧点を一律とさせることができ、ある一定時間後に回生回路にあるスイッチング素子へ導通させる信号を出力することで、各々のインバータ装置自体で回生回路を動作させる時間を調整するためインバータ装置の制動動作の開始を一律にさせることができる。第１の発明によって、各々のインバータ装置の制動動作開始電圧に誤差が発生しても、特定のスイッチング素子及び制動抵抗に責務が集中することを防止することが可能となる。
【００５４】
以上より、いずれの発明においても大きな回生電力を必要としないシステムにおいては、インバータ装置に内蔵されている回生回路のみで回生電力処理が実施可能となり、装置の小型化及び装置の簡素化が図れることとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による実施の形態１におけるシステムの構成を示すブロック図である。
【図２】 実施の形態１におけるインバータ装置の回生制動動作を説明する図である。
【図３】 実施の形態１におけるインバータ装置の制動動作を実施させるためのマイコンにおける制動動作入出力信号の処理についてのフローチャートである。
【図４】 実施の形態１におけるインバータ装置の制動動作を実施させるためのマイコンにおける制動動作入出力信号の処理についてのフローチャートである。
【図５】 実施の形態１におけるインバータ装置の制動動作を実施させるためのマイコンにおける制動動作入出力信号の処理についてのフローチャートである。
【図６】 実施の形態１におけるインバータ装置の制動動作を実施させるためのマイコンにおける制動動作入出力信号の処理についてのフローチャートである。
【図７】 従来のインバータ装置における回生制動動作を説明する図である。
【図８】 実施の形態２におけるシステムの一部構成を示すブロック図である。
【図９】 実施の形態２におけるシステムの残部構成を示すブロック図である。
【図１０】 実施の形態２におけるインバータ装置の回生制動動作を説明する図である。
【図１１】 実施の形態３におけるインバータ装置の制動動作開始電圧値を算出するためのマイコンにおける処理についてのフローチャートである。
【図１２】 実施の形態３、４におけるインバータ装置が認識する直流電圧と実際の直流電圧との関係を表わす図である。
【図１３】 実施の形態４におけるインバータ装置の制動動作開始電圧値を算出するためのマイコンにおける処理についてのフローチャートである。
【図１４】 従来のインバータ装置の一例を示す一部ブロック図である。
【図１５】 従来のインバータ装置の一例を示す残部ブロック図である。
【符号の説明】
１ 交流電源、２，２ａ，２ｂ インバータ装置、３，３ａ，３ｂ コンバータ部、４，４ａ，４ｂ 平滑コンデンサ、５，５ａ，５ｂ 回生回路、６，６ａ，６ｂ インバータ部、７，７ａ，７ｂ 誘導電動機、８，８ａ，８ｂ マイコン、９，９ａ，９ｂ 直流電圧検出回路、１０，１０ａ，１０ｂ ＰＷＭ信号作成装置、１１，１１ａ，１１ｂ 回生回路用駆動回路、 １２，１２ａ，１２ｂ設定器、１３，１３ａ，１３ｂ 入力インターフェース、１４，１４ａ，１４ｂ 出力インターフェース、１５，１５ａ，１５ｂ 入力インターフェース、１６，１６ａ，１６ｂ 出力インターフェース、１７ 外付け制動装置、５０，５０ａ，５０ｂ，１８１ 制動抵抗、５１，５１ａ，５１ｂ スイッチング素子、５２，５２ａ 短絡片、１８２ 制動ユニット。
【発明の属する技術分野】
本発明は、並列配置された複数のインバータ装置に関わり、特に各々のインバータ装置内にあるインバータにて交流に変換される直流電圧を各インバータ装置にわたり共通に接続した方式（直流電圧部の共通母線方式）にあって、この直流電圧の回生回路内にあるスイッチング素子の駆動時間を合致させたインバータ装置（モータ制御装置を含む）の回生電力の処理方法とこの方法に使用するインバータ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１４、図１５は、インバータ装置を複数台使用しかつ各インバータ装置におけるインバータにて交流に変換される直流電圧を複数のインバータにつき共通とする接続をした場合、つまり回生および力行のエネルギ授受を効率的に行うことを目的として複数のインバータ装置の直流電圧部を共通にしたいわゆる共通母線方式のシステムブロック図を示す。
【０００３】
同じインバータ装置が複数（ここでは二つ）存在する図１４において、交流電源１に共通接続されたインバータ装置２、２ａには、交流電源１の交流電圧を直流電圧に変換するコンバータ部３、３ａ、コンバータ部３、３ａにより変換された直流電圧を平滑するコンデンサ４、４ａ、端子ＰＸにつながる制動抵抗５０、５０ａと端子ＰＲにつながるスイッチング素子５１、５１ａとから構成され端子ＰＸ、ＰＲを短絡することで制動抵抗５０、５０ａを通電させて回路を動作させ得る回生回路５、５ａ、平滑コンデンサ４、４ａにより平滑された直流電圧を交流電圧に再変換するためブリッジ接続されたスイッチング素子とダイオードで構成されたインバータ部６、６ａを有し、このインバータ装置２、２ａには誘導電動機７，７ａが接続される。
【０００４】
更に、インバータ装置２、２ａには、出力周波数、出力電圧、加速時間等を演算するためのマイコン（マイクロコンピュータ）８、８ａ、整流し平滑された直流電圧部の直流電圧を検出してその検出値をマイコン８、８ａに出力する直流電圧検出回路９、９ａ、マイコン８、８ａにて演算した結果をもとにインバータ部６，６ａを駆動するためPWM信号を作成出力するPWM信号作成装置１０、１０ａ、マイコン８、８ａからの指令を受けて回生回路５、５ａのスイッチング素子５１、５１ａを駆動するための信号を作成出力する回生回路用駆動回路１１、１１ａ、インバータ制御用のパラメータや速度指令を与える設定器１２、１２ａ、設定器１２、１２ａからマイコン８、８ａへデータを伝えるための入力インターフェース１３、１３ａ、マイコン８、８ａから設定器１２、１２ａへデータを伝えるための出力インターフェース１４、１４ａを有する。そしてここでは、インバータ装置２、２ａの直流電圧部を共通母線方式とするために、すなわち整流し平滑された直流電圧部の直流電圧をインバータ装置２、２ａ間にて共通接続するためにそれぞれの端子Ｐ、Ｎ同士が接続されている。
【０００５】
また、図１５において、インバータ装置２、２ａの外部に設置され上記端子Ｐ、Ｎに接続されて回生電力を消費させる処理を行う外付け制動装置１７には、その外付け制動装置用の制動抵抗１８１と制動ユニット１８２とを有し、制動ユニット１８２には、制動抵抗１８に通電して回路を動作させるためのスイッチング素子１９、スイッチング素子１９を動作させるか判断するための比較器２０、比較器２０に使用する直流電圧値の検出を実施するための分圧抵抗２１がそれぞれ備えられている。この場合、外付け制動装置１７が接続されている場合には、一般にインバータ装置２、２ａにそれぞれ内蔵する回生回路５、５ａは使用せず、したがって端子ＰＸ、ＰＲを短絡することなく、この外付け制動回路１７にて制動が行われる。なお、図１５においては、各インバータ装置２、２ａの直流電圧部の共通母線に外付け制動装置１７を接続し、比較器２０にて外付け制動装置１７の分圧抵抗２１による分圧値である直流電圧と基準電圧値ＶＢとを比較し、直流電圧値が基準電圧値を越えるとスイッチング素子１９が動作を開始させ、スイッチング素子１９を駆動させることで制動抵抗１８に電流が流れ回生電力を消費するようになっている。
【０００６】
このようなインバータ装置２、２ａにあってインバータ装置２を中心として動作を説明する。図１４において、コンバータ部３では交流電圧を直流電圧に変換し、コンデンサ４では変換された直流電圧を平滑する。この平滑された直流電圧は、直流電圧検出回路９にて常に検出されマイコン８へ直流電圧の値を伝える。なお、端子Ｐ、Ｎを介して一方のインバータ装置２の直流電圧は他方のインバータ装置２ａの直流電圧検出回路９ａにて検出され得る。インバータ部６では、ＰＷＭ信号作成装置１０より出力されるPWM信号に従って直流電圧を交流電圧に変換して、インバータ装置２に接続された誘導電動機７を駆動する。
【０００７】
この場合、マイコン８は、設定器１２に入力した速度指令やパラメータの値を、入力インターフェース１３を介して受け取り、設定器１２は、マイコン８に設定されている速度指令やパラメータの値を、出力インターフェース１４を介して受け取る。そして、速度指令やパラメータをもとにマイコン８にて演算を行い、演算結果をＰＷＭ信号作成装置１０に送る。ＰＷＭ信号作成装置１０ではマイコン８から送られてくる演算結果をもとにＰＷＭ信号を作成してインバータ部６へ出力する。
【０００８】
インバータ装置２で誘導電動機７を駆動する場合には、設定器１２を用いて速度指令とパラメータとして加速時間、減速時間を設定して運転を開始する。ここでは、インバータ装置２の出力周波数を変化させることにより、加速の際には設定された加速時間にて速度指令値まで加速し、運転を終了する際には速度指令値から設定された減速時間にて減速し停止する。
【０００９】
上記のインバータ装置２において、回生電力を消費しながらインバータ装置２が誘導電動機７を運転（回生運転とよぶ）する状態と、回生電力を消費しないでインバータ装置２が誘導電動機７を運転（力行運転とよぶ）する状態をもつ機械システムにおいては、インバータ装置２の直流電圧部に返される回生電力を有効利用するために、前述のように端子Ｐ、Ｎの共通母線による接続によって直流電圧部を共通とする接続をして複数のインバータ装置を運転するシステムがある。このシステムの場合、大きな回生電力が誘導電動機７より返された時は直流電圧部の電圧は上昇し、外付け制動装置１７を使用しあるいはインバータ装置２にある回生回路５を使用して回生電力を消費する必要があることも前述したとおりである。
【００１０】
この共通母線方式での電力の回生に対応して、図１４、図１５に示すように各インバータ装置２、２ａの端子Ｐ、Ｎを接続した共通母線につながる外付け制動装置１７を設置した場合、前述したように一般には各インバータ装置２、２ａに内蔵する回生回路５、５ａは動作させず端子ＰＸ、ＰＲは短絡することなく図示のとおり解放のままである。この外付け制動装置１７は、内蔵の回生回路５、５ａでは能力不足で大きな回生電力の処理が必要な場合に設置されるが、更には回生回路５、５ａによる処理をする場合でも後述のように各インバータ装置２、２ａの回生回路５、５ａの動作がばらつくことから、実際の使用では共通母線に接続されることが一般に行われている。
【００１１】
ここで、図１５に示すように外付け制動装置１７を共通母線に接続することはしないで、各インバータ装置２、２ａに内蔵する回生回路５、５ａを活かすため図１４の端子ＰＸ、ＰＲを短絡した場合について、以下に若干説明する。例えば減速時の電力回生に際し、直流電圧検出回路９により直流電圧の値が回生制動動作開始電圧至ったとマイコン８内での演算の結果判断されれば、マイコン８から回生回路用駆動回路１１に指令が出され、端子ＰＸ、ＰＲが短絡された回生回路５のスイッチング素子５１を導通して制動抵抗５０、５０ａにて回生電力が消費される。ついで直流電圧の値が回生制動動作開始電圧より高い過電圧保護レベルを越えた場合、マイコン８からＰＷＭ信号作成装置１０へ出力遮断指令が出力されて、インバータ部６を停止し保護する。
【００１２】
すなわち、上記のような回生電力を消費するに際しては、減速時などにおいて、誘導電動機７からインバータ装置２へ回生電力が返されるので、直流電圧を上昇させる運転状態となる。この場合、回生電力が大きな場合には過電圧保護レベルまで直流電圧が上昇しインバータ装置が過電圧による故障を防ぐためにインバータ部６を停止し出力遮断動作をするという過電圧保護動作をすることがあるが、この過電圧保護が動作する前に直流電圧が回生制動動作開始電圧に至ると直流電圧の上昇を抑えるために回生回路５にある制動抵抗５０にてこの回生電力を消費させている。
【００１３】
回生回路用駆動回路１１への指令の送出は、予め設定されている回生回路５を動作させる回生制動動作開始電圧値（以下制動動作開始電圧値とよぶ）と直流電圧検出回路９によりマイコン８へ伝えられた直流電圧値とを比較する。直流電圧値が制動動作開始電圧値を越えると、マイコン８より制動抵抗５０が接続されている回路を動作させるスイッチング素子５１を駆動させる制動動作信号を出力させることで制動抵抗５０に電流が流れ回生電力を消費する。
【００１４】
なお、従来の技術として別の特開２００１−１５７３０３号公報には、複数台のインバータの回生制御時にＡ／Ｄ変換器のばらつきによるコンデンサ電圧の検出誤差を考慮して最大コンデンサ電圧を基準に開始電圧を設定することが開示されるが、本発明方式とは全く相違する。
【００１５】
【特許文献】
特開２００１−１５７３０３号公報（〔０００３〕から〔０００５〕）
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
上述の従来の技術においては、インバータ装置２、２ａを複数台（ここでは二台）使用しかつそのインバータ装置２、２ａにおける直流電圧部を共通とする接続をした場合において、内蔵の回生回路５、５ａにて回生動作をさせる場合には回生動作のばらつきが生ずるという問題点がある。すなわち、各々のインバータ装置２、２ａにある直流電圧検出回路９、９ａに内蔵されるアナログ／デジタル変換回路などによる特性上のばらつきによりマイコン８、８ａに取り込まれる直流電圧値に誤差が発生し、回生回路５、５ａにおける回生制動動作開始電圧（制動動作開始電圧という）にばらつきが発生するため、各々のインバータ装置２、２ａにある回生回路５、５ａを使用した場合、制動動作開始電圧が相対的に低いインバータ装置の回生回路が動作して他のインバータ装置の回生回路の制動動作開始電圧には到達しないというばらつき、あるいは制動動作開始電圧が相対的に低いインバータ装置の回生回路が動作した後次いで他のインバータ装置の回生回路が動作したとき最初に動作したインバータ装置の回生回路の制動動作時間が長くなるというばらつき、が発生してしまうという問題があった。すなわち、図７に示すように、インバータ装置２の制動動作開始電圧とインバータ装置２ａの制動動作開始電圧が食い違っており、このためインバータ装置２の回生回路５への制動動作信号とインバータ装置２ａの回生回路５ａへの制動動作信号とがばらつき、制動動作時間Ｔ１，Ｔ２もばらつくこととなる。
【００１７】
本発明は上記の問題点を解決するためになされたもので、インバータ装置の直流電圧部を共通として並列接続して使用する場合に、各々のインバータ装置に内蔵している回生回路において、制動動作開始電圧の動作のばらつきを最小化することで回生電力の消費処理を一部のものに片寄りなく実施可能にするインバータ装置の回生電力の処理方法およびこの方法に使用するインバータ装置を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明は、交流電圧を直流電圧に変換し、変換された直流電圧部の直流電圧をインバータ部にて交流電圧に変換し、上記直流電圧部にあって回生電力をスイッチング素子と制動抵抗が接続された回生回路にて消費し、上記直流電圧を直流電圧検出器にて検出し、この検出した直流電圧をマイコンに入力し、このマイコンの出力によって上記スイッチング素子およびインバータ部を制御するスイッチング素子を制御する機能をそれぞれに有する複数のインバータ装置の各直流電圧部を共通接続し、この共通接続された直流電圧の電圧値が回生制動開始電圧を越えると制動動作開始可能信号を出力して回生電力を上記回生回路にて消費させるインバータ装置の回生電力の処理方法において、直流電圧の電圧値が回生制動開始電圧を越えると、回生制動動作開始可能信号を一のインバータ装置から他のインバータ装置へ出力して、一のインバータ装置では他のインバータ装置の回生制動動作開始可能時間までマイコンに内蔵されているタイマを使用して遅延させる処理を行い、他のインバータ装置では一のインバータ装置から入力された回生制動動作開始可能信号を認識してその入力信号を認識した時点から一のインバータ装置と同時の回生制動動作可能時間までマイコンに内蔵されているタイマを使用して遅延する処理を行うことを特徴とする。
【００１９】
上述の発明によれば、一のインバータ装置に電力を供給する直流電圧部の電圧値が制動動作開始電圧値を越えると他のインバータ装置へ制動動作開始可能信号を出力し、その制動動作開始可能信号を出力後、ある一定時間後に回生回路にあるスイッチング素子へ導通させる信号を出力し、他のインバータ装置からの制動動作開始可能信号を入力すると、その制動動作開始可能信号を入力後ある一定時間後に回生回路にあるスイッチング素子へ導通させる信号を出力することにより、たとえ各々の制動動作開始電圧値及び各々のインバータ装置が読込む直流電圧値と実際の直流電圧値とのずれが発生しても、制動動作開始電圧点を一律とさせることができ、ある一定時間後に回生回路にあるスイッチング素子へ導通させる信号を出力することで、各々のインバータ装置自体で回生回路を動作させる時間を調整するためインバータ装置の制動動作の開始を一律にさせることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
本発明の実施の形態１を図１、図２に示す。図１において、交流電源１に共通接続されたインバータ装置２、２ａには、交流電源１の交流電圧を直流電圧に変換するコンバータ部３、３ａ、コンバータ部３、３ａにより変換された直流電圧を平滑するコンデンサ４、４ａ、端子ＰＸにつながる制動抵抗５０、５０ａと端子ＰＲにつながるスイッチング素子５１、５１ａとから構成され端子ＰＸ、ＰＲを短絡片５２、５２ａにて短絡することで制動抵抗５０、５０ａを通電可能にして回路を動作させ得る回生回路５、５ａ、平滑コンデンサ４により平滑された直流電圧を交流電圧に再変換するためブリッジ接続されたスイッチング素子とダイオードで構成されたインバータ部６、６ａを有し、このインバータ装置２、２ａには誘導電動機７，７ａが接続される。
【００２１】
更に、インバータ装置２、２ａには、出力周波数、出力電圧、加速時間等を演算するためのマイコン８、８ａ、整流し平滑された直流電圧を検出してその検出値をマイコン８、８ａに出力する直流電圧検出回路９、９ａ、マイコン８、８ａにて演算した結果をもとにインバータ部６，６ａを駆動するためPWM信号を作成出力するPWM信号作成装置１０、１０ａ、マイコン８、８ａからの指令を受けて回生回路５、５ａのスイッチング素子５１、５１ａを駆動するための信号を作成出力する回生回路用駆動回路１１、１１ａ、インバータ制御用のパラメータや速度指令を与える設定器１２、１２ａ、設定器１２、１２ａからマイコン８、８ａへデータを伝えるための入力インターフェース１３、１３ａ、マイコン８、８ａから設定器１２、１２ａへデータを伝えるための出力インターフェース１４、１４ａを有する。そしてここでは、整流し平滑された直流電圧をインバータ装置２、２ａ間にて共通接続するためにそれぞれの端子Ｐ、Ｎ同士が接続されている。
【００２２】
本実施の形態１では、インバータ装置２にあって、更に外部装置（ここではインバータ装置２ａ）からマイコン８へ信号を伝えるための入力インターフェース１５、およびマイコン８から外部装置へ信号を伝えるための出力インターフェース１６を有し、インバータ装置２ａにあって、更に外部装置（この場合インバータ装置２）からマイコン８ａへ信号を伝えるための入力インターフェース１５ａ、およびマイコン８ａから外部装置へ信号を伝えるための出力インターフェース１６ａを有している。
【００２３】
かかる図１においてインバータ装置２を中心として動作を説明するに、コンバータ部３で交流電圧を直流電圧に変換し、コンデンサ４で変換された直流電圧を平滑する。この平滑された直流電圧は、直流電圧検出回路９にて常に検出されマイコン８へ直流電圧の値を伝える。インバータ部６では、ＰＷＭ信号作成装置１０より出力されるPWM信号に従って直流電圧を交流電圧に変換して、インバータ装置２に接続された誘導電動機７を駆動する。マイコン８は、設定器１２に入力した速度指令やパラメータの値を入力インターフェース１３を介して受け取り、設定器１２はマイコン８に設定されている速度指令やパラメータの値を出力インターフェース１４を介して受け取る。そして、速度指令やパラメータをもとにマイコン８にて演算を行い、演算結果をＰＷＭ信号作成装置１０に送る。ＰＷＭ信号作成装置１０ではマイコン８から送られてくる演算結果をもとにＰＷＭ信号を作成してインバータ部６へ出力する。また、外部装置からの速度指令や始動指令などインバータ装置２を制御するための信号を、入力インターフェース１５を介してマイコン８へ送る。インバータ装置の運転状態や過負荷などの警報を外部装置へ伝える信号を、出力インターフェース１６を介して外部装置へ送る。
【００２４】
インバータ装置２で誘導電動機７を駆動する場合には、設定器１２を用いて速度指令とパラメータとして加速時間、減速時間を設定して運転を開始する。ここでは、インバータ装置２の出力周波数を変化させることにより、加速の際には設定された加速時間にて速度指令値まで加速し、運転を終了する際には速度指令値から設定された減速時間にて減速し停止する。この場合、例えば減速時の電力回生に際し、直流電圧検出回路９による直流電圧の値が制動動作開始電圧を越えたとマイコン８内での演算の結果判断されれば、マイコン８から回生回路用駆動回路１１に指令が出されて回生回路５のスイッチング素子５１を導通して回生電力が消費される。更に、この回生回路５の動作によっても回生電力処理能力が不足しあるいは急激な回生電力が瞬間的に発生した場合には、回生処理ができずに直流電圧が上昇し、マイコン８からＰＷＭ信号作成装置１０へ出力遮断指令が出力されて、インバータ部６を遮断しインバータ装置を保護する。
【００２５】
インバータ装置を複数台使用し、かつインバータ装置における直流電圧部を共通とする接続をした場合においては、インバータ装置２にあって直流電圧の電圧値が制動動作開始電圧値を越えると、回生制動動作が開始可能な信号をインバータ装置２ａへ出力させ、インバータ装置２ａの回生制動動作が開始可能な時間までマイコン８に内蔵されているタイマを使用して遅延させる処理を行い、インバータ装置２ａはインバータ装置２から入力された制動動作開始可能な信号を認識し、その入力信号を認識した時点からインバータ装置２と同時にインバータ装置２ａは回生制動動作が可能な時間までマイコン８ａに内蔵されているタイマを使用して遅延する処理を行うことで、各々のインバータ装置２、２ａにある回生回路５、５ａの制動動作開始電圧及び制動動作時間のばらつきを最小とする。
【００２６】
このばらつきを最小とする処理を説明するに、まず、インバータ装置２の入力インターフェース１５は、他のインバータ装置２ａから制動動作開始可能な信号を入力し、マイコン８へ送る機能を、出力インターフェース１６は、制動動作開始可能な信号を外部装置（ここではインバータ装置２ａ）へ出力できる機能を、オペレータが設定器１２を使用して有効にできるインバータ装置とする。
【００２７】
図１において、２台のインバータ装置２、２ａを用いてそれぞれ１台ずつ誘導電動機７、７ａを運転する場合、減速時もしくは昇降装置を駆動する場合の運転には誘導電動機７もしくは７ａからインバータ装置２もしくは２ａへエネルギが回生され、インバータ装置２もしくは２ａの直流電圧が上昇する。直流電圧は直流電圧検出回路９及び９ａにより検出し、マイコン８及び８ａに現在の直流電圧値として入力される。インバータ運転中に回生制動動作電圧を越えた場合の処理について図２にて説明する。
【００２８】
図２において、インバータ装置２は入力された現在の直流電圧値Vdcと制動動作開始電圧値VBr（＝インバータ装置２の場合VBr１）とを比較し、制動動作開始電圧を越えた場合、マイコン８から出力インターフェース１６を介し、インバータ装置２ａへ制動動作開始可能信号Br1stを出力する。この信号Br1stをインバータ装置２ａの入力インターフェース１５ａを介してマイコン８ａへ入力した後、インバータ装置２ａのマイコン８ａが回生回路５ａを動作させるためのスイッチング素子５１ａへの制動動作信号を出力できる時間を考慮した時間ｔ１（例えば、５ｍｓ）後、インバータ装置２のスイッチング素子５１へ制動動作信号Br１を、回生回路用駆動回路１１を介してマイコン８より出力させる。つまり、制動動作開始可能信号Br1stを出力後インバータ装置２ａの処理時間を加味してインバータ装置２でのタイミングを取っている。インバータ装置２ａは、制動動作開始可能信号Br1stを入力インターフェース１５ａを介してマイコン８ａに入力後、インバータ装置２の回生回路５とインバータ装置２ａの回生回路５ａを同時に動作させるための時間を考慮した時間ｔ２（例えば、３ｍｓ）後、スイッチング素子５１ａへの制動動作信号Br２をマイコン８ａより出力させる。つまり、インバータ装置２ａでの処理時間後を計ってタイミングを取っている。
【００２９】
次に、インバータ装置２、２ａにとっての図２の制動動作開始可能信号である入出力信号のマイコンでの処理を図３〜図６のフローチャートにて説明する。制動動作開始可能信号が他のインバータ装置から入力されて回生制動動作を開始する場合と、制動動作開始可能信号を自己のインバータ装置から出力して回生制動動作を開始する場合があり、図３は制動動作信号を入力信号あるいは出力信号のどちらで扱うかの判別を実施する処理である。
【００３０】
図３において、ステップＳ１００にてすでに出力信号がＯＮしている場合、他からの入力信号に関する処理は実施せず後述のステップＳ１０３へジャンプする。出力信号ＯＦＦの場合ステップＳ１０１にて、他のインバータ装置より制動動作開始可能信号が入力されているならば、入力信号ＯＮ処理へ移行する（図４）。他のインバータ装置からの入力信号がなくて、ステップＳ１０２で制動動作中に入力信号がＯＦＦした場合、入出力信号ＯＦＦ遅延処理（図６）へ移行する。ステップＳ１０３にて現在の直流電圧値Vdcが制動動作開始電圧値VBr以上の場合、出力信号ＯＮ処理（図５）へ移行する。ステップＳ１０４では制動動作中に出力信号がＯＦＦしていた場合、または出力信号をＯＮする処理中処理を中止する場合、入出力信号ＯＦＦ遅延処理（図６）へ移行する。
【００３１】
図４は例えばインバータ装置２ａが制動動作開始可能信号Br1stを入力した場合の処理である。信号を出力した側のインバータ装置２と同時に制動動作を実施させるために遅延時間を設けて制動動作を開始させる処理を実施する。すなわち、ステップＳ１１０にてすでに入力信号がＯＮしている場合、本処理をする必要がないためステップＳ１１７までジャンプして終了するが、入力信号ＯＦＦの場合ステップＳ１１１において本処理が最初の処理である１回目の場合は、１回目のための処理（ステップＳ１１２、ステップＳ１１３）を実施する。つまり、ステップＳ１１２にて遅延時間処理タイマ開始のフラグをセットし、ステップＳ１１３にて制動動作開始可能信号が入力された場合の遅延時間B（３ｍｓ）をセットする。２回目以降の処理の場合はステップＳ１１４にて遅延時間のタイマ加算を実施し、ステップＳ１１５にて遅延時間を経過していれば、ステップＳ１１６にて回生回路５ａのスイッチング素子５１ａを動作させるため制動動作信号Br２を出力させる。
【００３２】
図５は制動動作開始可能信号Br1stを出力した場合の処理である。この信号を入力した側のインバータ装置２ａと同時にインバータ装置２が制動動作を実施させるために遅延時間を設けて制動動作を開始させる処理を実施する。すなわち、ステップＳ１２０にて出力信号が既にＯＮしている場合は、処理する必要がないためステップＳ１２７までジャンプして終了するが、出力信号ＯＦＦの場合ステップＳ１２１において本処理が最初の処理である１回目の場合は、１回目のための処理（ステップＳ１２２、ステップＳ１２３）を実施する。つまり、ステップＳ１２２にて遅延時間処理タイマ開始のフラグをセットし、ステップＳ１２３にて制動動作信号が出力された場合の遅延時間A（５ｍｓ）をセットする。２回目以降の処理の場合はステップＳ１２４にて遅延時間のタイマ加算を実施し、ステップＳ１２５にて遅延時間を経過していれば、ステップＳ１２６にて回生回路５のスイッチング素子５１ａを動作させるため制動動作信号Br１を出力させる。
【００３３】
図６は制動動作開始可能信号がＯＦＦした場合の処理である。制動動作開始可能信号がＯＦＦした場合、各インバータ装置の回生回路動作の停止を一律にするために遅延時間を設けて制動動作を停止させる処理を実施する。すなわち、ステップＳ１３１において制動動作開始可能信号が入力もしくは出力され、制動動作開始前の遅延時間処理を実施している途中にて信号がＯＦＦとなった場合は、遅延時間処理を強制終了するための処理（ステップＳ１３２、ステップＳ１３３）を実施する。すなわち、ステップＳ１３２で遅延時間処理タイマ開始のフラグをクリアし、ステップＳ１３３で遅延時間処理中のタイマ加算値をクリアして遅延時間処理を強制終了する。
【００３４】
次いで、制動動作開始可能信号の終了時、ステップＳ１３４にて入力信号である制動動作開始可能信号か出力信号である制動動作開始可能信号かのどちらの信号がＯＦＦとなっているかを判断し、入力信号ＯＦＦの場合はステップＳ１３５へ、出力信号ＯＦＦの場合はステップＳ１４１へ分岐する。
【００３５】
入力信号ＯＦＦの場合はステップＳ１３５において本処理が最初の処理である１回目の場合は、１回目のための処理（ステップＳ１３６、ステップＳ１３７）を実施する。つまり、ステップＳ１３６にて遅延時間処理タイマ開始のフラグをセットし、ステップＳ１３７にて制動動作信号がＯＦＦされた場合の遅延時間B（３ｍｓ）をセットする。２回目以降の処理の場合はステップＳ１３８にて遅延時間のタイマ加算を実施し、ステップＳ１３９にて遅延時間を経過していれば、ステップＳ１４０にて回生回路５ａを動作させるスイッチング素子５１ａの動作を終了するため制動動作信号Br２をＯＦＦする。
【００３６】
出力信号ＯＦＦの場合はステップＳ１４１において本処理が最初の処理である１回目の場合は、１回目のための処理（ステップＳ１４２、ステップＳ１４３）を実施する。つまり、ステップＳ１４２にて遅延時間処理開始のフラグをセットし、ステップＳ１４３にて制動動作信号がＯＦＦされた場合の遅延時間A（５ｍｓ）をセットする。２回目以降の処理の場合はステップＳ１４４にて遅延時間のタイマ加算を実施し、ステップＳ１４５にて遅延時間を経過していれば、ステップＳ１４６にて回生回路５を動作させるスイッチング素子５１の動作を終了するため制動動作信号Br１をＯＦＦする。
【００３７】
以上のような処理を行うことにより、各々のインバータ装置の制動動作開始電圧VBr１ 、VBr２にばらつきが発生しても、ある特定のインバータ装置の回生回路だけに責務（回生処理）が集中することを妨げることができる。
【００３８】
実施の形態２．
実施の形態１においては、二台のインバータ装置２、２ａについて説明したのであるが、この実施の形態２では図８、図９のように３台のインバータ装置２、２ａ、２ｂを接続した場合について述べる。この実施の形態２においても、各インバータ装置２、２ａ、２ｂの内部構造は同じである。そして、各インバータ装置２、２ａ、２ｂの直流電圧部の端子Ｐ、Ｎはそれぞれ共通接続され、各インバータ装置２、２ａ、２ｂの各出力インターフェース１６、１６ａ、または１６ｂは他のインバータ装置の各入力インターフェース（１５ａ、１５ｂ）、（１５、１５ｂ）、または（１５、１５ａ）に接続されている。すなわち、各々のインバータ装置２、２ａ、２ｂに制動動作開始可能信号を出力する一個のインターフェースと、制動動作開始可能信号を入力する二個のインターフェースとを割付けており、実施の形態１と同様に各々のインバータ装置による制動動作開始可能信号を出力後スイッチング素子へ制動動作信号を出力させるまでの遅延時間と、制動動作開始可能信号を入力後スイッチング素子へ制動動作信号を出力させるまでの遅延時間を設けることで（図１０参照）、実施の形態１同様各々のインバータ装置の制動動作開始電圧にばらつきが発生しても、ある特定のインバータ装置の回生回路だけに責務が集中することを妨げることができる。図１０では、３台のインバータ装置での制動動作開始電圧VBr１ VBr２ VBr３、制動動作開始可能信号Br1st、制動動作信号Br１、Br２、Br３をそれぞれ示す。
【００３９】
実施の形態３．
実施の形態１、２においては、制動動作開始電圧VBr１、VBr２のばらつきを前提としてそれぞれのインバータ装置での制動動作信号の合致につき説明したのであるが、この実施の形態３ではこの制動動作開始電圧を調整することでこのばらつきを最小化する。ここでは、実際の直流電圧値に対して直流電圧検出回路９を介してマイコン８でＡＤ変換されたアナログデジタル値を補正するものであり、基準の直流電圧値に対する設計値として決められたアナログデジタル値の補正を行うものである。
【００４０】
実施の形態１記載のインバータ装置２において、インバータ動作前の停止状態の直流電圧値を直流電圧検出回路９により検出し、マイコン８に現在の直流電圧値として入力する。その検出した値と同値となる直流電圧値V０（例：３００V）をオペレータは設定器１２へ書き込むことで現在の直流電圧値V０としてインバータ装置へ入力インターフェース１３を介してマイコン８に入力する。またこの時に直流電圧検出回路９にて検出した値に基づくアナログデジタル値（以下、AD値とする）Vdcをマイコン８にて記憶させる。インバータ装置自体で、現在の直流電圧相当の補正したAD値Vdc´（例：６２０相当）を算出し、このＡＤ値Vdc´と補正前のＡＤ値Vdcと比較した差分ΔVdcをずれとする。このずれを制動動作開始電圧に加味することで新しい制動動作開始電圧の調整をしている。
【００４１】
この差分を予め設定されている制動動作開始電圧値３７０V相当のAD値VBr（例：７６０相当）を補正値（AD値は７６５相当）とすることで新しい制動動作開始電圧値として更新する。現在の直流電圧値が新しい制動動作開始電圧値（例：AD値７６５）を越えた場合、制動動作を開始させることとなる。
【００４２】
この制動動作開始電圧算出処理を図１１のフローチャートで説明する。オペレータが設定した現在直流電圧値とその時のAD値をマイコン８にて取り込み、この値とインバータ装置にて算出された現在直流電圧値のAD値とを比較する。そのAD値の差分を制動動作電圧値のAD値の補正値として算出する処理である。
【００４３】
すなわち、ステップＳ２０１ではオペレータが実際に設定した現在直流電圧値V０を読出す。ついで、ステップＳ２０２ではオペレータが実際に設定した現在直流電圧値V０時のAD値Vdcを読出す。ステップＳ２０３では、インバータ装置が電圧検出回路９にて検出されるAD値の基準として予め記憶している最小２１５V時のAD値V１と、最大４００V時のAD値V２を読出す。ステップＳ２０４にてステップＳ２０３にて読出したAD値をもとに、つまりインバータが記憶しているＶ１、Ｖ２をもとに現在直流電圧値V０相当のAD値Vdc´を算出する。ここでは、基準の直流電圧値の差分に対するＡＤ値の差分をとり単位直流電圧値に対するＡＤ値を得てこのＡＤ値を（V０−２１５）の差分だけ算出し、２１５Ｖ時のＡＤ値に加算することによって、現在直流電圧値V０相当のAD値Vdc´を得る。ついで、ステップＳ２０５にてオペレータが実際に設定した現在直流電圧値V０時のAD値Vdcと現在直流電圧値V０相当のAD値Vdc´をもとに差分ΔVdcを算出する。ステップＳ２０６にて予め設定されている制動動作電圧のAD値VBrを読出し、ステップＳ２０７にてステップＳ２０５で算出された差分ΔVdcを補正値として新しい制動動作電圧のAD値VBr´を算出して制動動作電圧値として更新する。
【００４４】
図１２は、直流電圧値に対するインバータ装置のＡＤ値を示すもので、３００Ｖの直流電圧値に対する制動動作開始電圧の基準ＡＤ値に対して、オペレータが実際に設定した現在直流電圧値V０時のAD値Vdcと現在直流電圧値V０相当のAD値Vdc´をもとにした差分ΔVdcを示している。そして、実施の形態４に関係するのであるが、直流電圧値が３７０Ｖに上昇すれば並行して制動動作開始電圧値ならびに差分ΔVdcの特性も移動することを表している。
【００４５】
このようにオペレータが各々のインバータ装置について上記と同様の操作を行うことで、各々のインバータ装置の制動動作開始電圧値が調整されることとなり、各々のインバータ装置の制動動作開始電圧値のばらつきを最小化でき、ある特定のインバータ装置の回生回路だけに責務が集中することを妨げることができる。
【００４６】
実施の形態４．
実施の形態１、２においては、それぞれのインバータ装置での制動動作信号の一致につき説明したのであるが、ここでの制動動作開始電圧VBr１、VBr２を得るに当たって直流電圧部の充電時間と駆動可能な電圧値（ここでは例えば２３０Ｖ相当のＡＤ値）に到った後を条件として確実な制動動作開始電圧値を得るものである。
【００４７】
実施の形態１記載のインバータ装置２において、インバータ装置を複数台使用し、かつそのインバータ装置における直流電圧部を共通とする接続をした場合において、一斉にインバータ装置の電源を投入後、直流電圧部の充電が終了（例：９００ｍｓ）してからインバータ動作開始（例：１ｓ）直前の間に、直流電圧値を直流電圧検出回路９により検出し、その検出値を制動動作開始電圧の基準値としてマイコン８によりそのAD値を記憶する。ついで、インバータが動作できる最小基準直流電圧値（２３０Ｖ）に到っているかどうか判断し、その条件を充足していることを前提として制動動作開始電圧の算出処理に入る。すなわち、制動動作開始電圧の基準値Vdcとし、この基準値（例：３００Ｖ相当のAD値）よりある一定電圧上昇分（例：７０Ｖ相当のAD値）を図１２に示すように制動動作開始電圧値とする。これは制動動作開始電圧も基準値の上昇と同様に上昇することによる。この場合、各々のインバータ装置の直流電圧部は共通とし並列接続しているため、同時刻で測定したインバータ動作直前の実際の直流電圧部は各々同値といえる。
【００４８】
図１３は制動動作開始電圧算出処理のフローチャートを示したものである。電源投入後、制動動作開始電圧値の基準となる直流電圧値を直流電圧検出回路９より検出し、制動動作開始電圧値をマイコン８へ記憶する処理を説明する。
【００４９】
インバータ装置の電源投入後、約１秒経過後に直流電圧部の充電が完了し、リセット処理を終了する。リセット処理終了直前には直流電圧部の充電が完了することを踏まえ、９００ｍｓ後の直流電圧検出回路９より検出されたAD値を制動動作開始電圧の基準値とし、その基準値から＋７０V相当のAD値を加算した値を制動動作開始電圧値とする処理を実施するものである。
【００５０】
すなわち、ステップＳ３０１において、マイコン８のタイマが電源投入後動作を開始して９００ｍｓ後のタイマのデータをセットする。ステップＳ３０２において、現在時刻を読み出し、ステップＳ３０３にて９００ms経過しているかどうか判別する。９００ｍｓ未満の場合は処理を終了し、９００ｍｓ経過している場合は、ステップＳ３０４へ分岐する。ステップＳ３０４において、インバータ動作可能な電圧である直流電圧２３０V相当のAD値V１０を読出し、ステップＳ３０５にて現在の直流電圧のAD値Vdcを読出し、ステップＳ３０６にて現在の直流電圧値が２３０V以上であるかどうか判別する。２３０V未満の場合、処理を終了し、２３０V以上の場合はステップＳ３０７に分岐する。ステップＳ３０７にてVdcを制動動作開始電圧値の基準値(Vdcb)とする。ステップＳ３０８において、直流電圧＋７０V相当のAD値(ΔV)を読出しもしくは算出し、ステップＳ３０９にてVdcbとΔVを加算した値を制動動作開始電圧値VBrとして、マイコン８に記憶する。
【００５１】
上記の処理にて各々のインバータ装置の基準値のばらつきは最小化され、その基準値を用いた制動動作開始電圧を決定することで各々のインバータ装置の制動動作開始電圧値のばらつきも最小化でき、ある特定のインバータ装置の回生回路だけに責務が集中することを妨げることができる。
【００５２】
実施の形態１、２、３、４においては、三相インバータ装置を用いたが、単相または他の多相のインバータ装置であってもよく、また、誘導電動機７は同期電動機であっても同様の効果がある。
【００５３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、交流電圧を直流電圧に変換し、変換された直流電圧部の直流電圧をインバータ部にて交流電圧に変換し、上記直流電圧部にあって回生電力をスイッチング素子と制動抵抗が接続された回生回路にて消費し、上記直流電圧を直流電圧検出器にて検出し、この検出した直流電圧をマイコンに入力し、このマイコンの出力によって上記スイッチング素子およびインバータ部を制御するスイッチング素子を制御する機能をそれぞれに有する複数のインバータ装置の各直流電圧部を共通接続し、この共通接続された直流電圧の電圧値が回生制動開始電圧を越えると制動動作開始可能信号を出力して回生電力を上記回生回路にて消費させるインバータ装置の回生電力の処理方法において、直流電圧の電圧値が回生制動開始電圧を越えると、回生制動動作開始可能信号を一のインバータ装置から他のインバータ装置へ出力して、一のインバータ装置では他のインバータ装置の回生制動動作開始可能時間までマイコンに内蔵されているタイマを使用して遅延させる処理を行い、他のインバータ装置では一のインバータ装置から入力された回生制動動作開始可能信号を認識してその入力信号を認識した時点から一のインバータ装置と同時の回生制動動作可能時間までマイコンに内蔵されているタイマを使用して遅延する処理を行うことにより、一のインバータ装置に回生電力を供給する直流電圧部の電圧値が制動動作開始電圧値を越えると他のインバータ装置へ制動動作開始可能信号を出力し、その制動動作開始可能信号を出力後、ある一定時間後に回生回路にあるスイッチング素子へ導通させる信号を出力し、他のインバータ装置からの制動動作開始可能信号を入力すると、その制動動作開始可能信号を入力後ある一定時間後に回生回路にあるスイッチング素子へ導通させる信号を出力することで、たとえ各々の制動動作開始電圧値及び各々のインバータ装置が読込む直流電圧値と実際の直流電圧値とのずれが発生しても、制動動作開始電圧点を一律とさせることができ、ある一定時間後に回生回路にあるスイッチング素子へ導通させる信号を出力することで、各々のインバータ装置自体で回生回路を動作させる時間を調整するためインバータ装置の制動動作の開始を一律にさせることができる。第１の発明によって、各々のインバータ装置の制動動作開始電圧に誤差が発生しても、特定のスイッチング素子及び制動抵抗に責務が集中することを防止することが可能となる。
【００５４】
以上より、いずれの発明においても大きな回生電力を必要としないシステムにおいては、インバータ装置に内蔵されている回生回路のみで回生電力処理が実施可能となり、装置の小型化及び装置の簡素化が図れることとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による実施の形態１におけるシステムの構成を示すブロック図である。
【図２】 実施の形態１におけるインバータ装置の回生制動動作を説明する図である。
【図３】 実施の形態１におけるインバータ装置の制動動作を実施させるためのマイコンにおける制動動作入出力信号の処理についてのフローチャートである。
【図４】 実施の形態１におけるインバータ装置の制動動作を実施させるためのマイコンにおける制動動作入出力信号の処理についてのフローチャートである。
【図５】 実施の形態１におけるインバータ装置の制動動作を実施させるためのマイコンにおける制動動作入出力信号の処理についてのフローチャートである。
【図６】 実施の形態１におけるインバータ装置の制動動作を実施させるためのマイコンにおける制動動作入出力信号の処理についてのフローチャートである。
【図７】 従来のインバータ装置における回生制動動作を説明する図である。
【図８】 実施の形態２におけるシステムの一部構成を示すブロック図である。
【図９】 実施の形態２におけるシステムの残部構成を示すブロック図である。
【図１０】 実施の形態２におけるインバータ装置の回生制動動作を説明する図である。
【図１１】 実施の形態３におけるインバータ装置の制動動作開始電圧値を算出するためのマイコンにおける処理についてのフローチャートである。
【図１２】 実施の形態３、４におけるインバータ装置が認識する直流電圧と実際の直流電圧との関係を表わす図である。
【図１３】 実施の形態４におけるインバータ装置の制動動作開始電圧値を算出するためのマイコンにおける処理についてのフローチャートである。
【図１４】 従来のインバータ装置の一例を示す一部ブロック図である。
【図１５】 従来のインバータ装置の一例を示す残部ブロック図である。
【符号の説明】
１ 交流電源、２，２ａ，２ｂ インバータ装置、３，３ａ，３ｂ コンバータ部、４，４ａ，４ｂ 平滑コンデンサ、５，５ａ，５ｂ 回生回路、６，６ａ，６ｂ インバータ部、７，７ａ，７ｂ 誘導電動機、８，８ａ，８ｂ マイコン、９，９ａ，９ｂ 直流電圧検出回路、１０，１０ａ，１０ｂ ＰＷＭ信号作成装置、１１，１１ａ，１１ｂ 回生回路用駆動回路、 １２，１２ａ，１２ｂ設定器、１３，１３ａ，１３ｂ 入力インターフェース、１４，１４ａ，１４ｂ 出力インターフェース、１５，１５ａ，１５ｂ 入力インターフェース、１６，１６ａ，１６ｂ 出力インターフェース、１７ 外付け制動装置、５０，５０ａ，５０ｂ，１８１ 制動抵抗、５１，５１ａ，５１ｂ スイッチング素子、５２，５２ａ 短絡片、１８２ 制動ユニット。
Claims (4)
- 交流電圧を直流電圧に変換し、変換された直流電圧部の直流電圧をインバータ部にて交流電圧に変換し、前記直流電圧部にあって回生電力をスイッチング素子と制動抵抗が接続された回生回路にて消費し、前記直流電圧を直流電圧検出器にて検出し、この検出した直流電圧をマイコンに入力し、このマイコンの出力によって前記スイッチング素子および前記インバータ部を制御する機能をそれぞれに有する複数のインバータ装置の各直流電圧部を共通接続し、この共通接続された直流電圧の電圧値が回生制動開始電圧を越えると制動動作開始可能信号を出力して回生電力を前記回生回路にて消費させ、直流電圧の電圧値が回生制動開始電圧を越えると、回生制動動作開始可能信号を一のインバータ装置から他のインバータ装置へ出力して、一のインバータ装置では他のインバータ装置の回生制動動作開始可能時間までマイコンに内蔵されているタイマを使用して遅延させる処理を行い、他のインバータ装置では一のインバータ装置から入力された回生制動動作可能信号を認識してその入力信号を認識した時点から一のインバータ装置と同時の回生制動動作可能時間までマイコンに内蔵されているタイマを使用して遅延する処理を行うインバータ装置の回生電力の処理方法であって、
インバータ装置のある運転状態における直流電圧値を基準として算出される回生制動動作を開始させる電圧点を用意し、マイコンに入力された補正値をもとにインバータ装置自体で算出した値を新しい制動動作開始電圧値とした回生制動動作を実施することを特徴とするインバータ装置の回生電力の処理方法。 - 交流電圧を直流電圧に変換し、変換された直流電圧部の直流電圧をインバータ部にて交流電圧に変換し、前記直流電圧部にあって回生電力をスイッチング素子と制動抵抗が接続された回生回路にて消費し、前記直流電圧を直流電圧検出器にて検出し、この検出した直流電圧をマイコンに入力し、このマイコンの出力によって前記スイッチング素子および前記インバータ部を制御する機能をそれぞれに有する複数のインバータ装置の各直流電圧部を共通接続し、この共通接続された直流電圧の電圧値が回生制動開始電圧を越えると制動動作開始可能信号を出力して回生電力を前記回生回路にて消費させ、直流電圧の電圧値が回生制動開始電圧を越えると、回生制動動作開始可能信号を一のインバータ装置から他のインバータ装置へ出力して、一のインバータ装置では他のインバータ装置の回生制動動作開始可能時間までマイコンに内蔵されているタイマを使用して遅延させる処理を行い、他のインバータ装置では一のインバータ装置から入力された回生制動動作可能信号を認識してその入力信号を認識した時点から一のインバータ装置と同時の回生制動動作可能時間までマイコンに内蔵されているタイマを使用して遅延する処理を行うインバータ装置の回生電力の処理方法であって、
インバータ装置のある運転状態における直流電圧値を基準として算出される回生制動動作を開始させる電圧点を用意し、インバータ装置の電源投入時からインバータ動作開始直前の間に直流電圧値をインバータ装置自体で検出し、その検出した電圧値を回生制動動作が開始できる電圧点の基準値とした回生制動動作を実施することを特徴とするインバータ装置の回生電力の処理方法。 - 交流電圧を直流電圧に変換するコンバータ部と、このコンバータ部にて変換された直流電圧部の直流電圧を交流電圧に変換するインバータ部と、前記直流電圧部にあって回生電力を消費するスイッチング素子と制動抵抗が接続された回生回路と、前記直流電圧を検出する直流電圧検出器と、この検出した直流電圧が入力され、前記インバータ部および前記スイッチング素子を制御するマイコンと、を具備する構成をそれぞれに有する複数のインバータ装置と、を備え、
各インバータ装置の各直流電圧部を共通接続し、この共通接続された直流電圧の電圧値が回生制動開始電圧を越えると回生制動動作開始可能信号を出力して回生電力を前記回生回路にて消費させるインバータ装置において、
前記各インバータ装置には、
一のインバータ装置のマイコンから他のインバータ装置のマイコンに回生制動動作開始可能信号を出力する出力インターフェースと、
他のインバータ装置のマイコンから一のインバータ装置のマイコンに回生制動動作開始可能信号を入力する入力インターフェースと、
が備えられ、
前記一または他のインバータ装置のある運転状態における直流電圧値を基準として算出される回生制動動作を開始させる電圧点が用意され、マイコンに入力された補正値をもとにインバータ装置自体で算出された値を新たな制動動作開始電圧値とした回生制動動作を実施することを特徴とするインバータ装置。 - 交流電圧を直流電圧に変換するコンバータ部と、このコンバータ部にて変換された直流電圧部の直流電圧を交流電圧に変換するインバータ部と、前記直流電圧部にあって回生電力を消費するスイッチング素子と制動抵抗が接続された回生回路と、前記直流電圧を検出する直流電圧検出器と、この検出した直流電圧が入力され、前記インバータ部および前記スイッチング素子を制御するマイコンと、を具備する構成をそれぞれに有する複数のインバータ装置と、を備え、
各インバータ装置の各直流電圧部を共通接続し、この共通接続された直流電圧の電圧値が回生制動開始電圧を越えると回生制動動作開始可能信号を出力して回生電力を前記回生回路にて消費させるインバータ装置において、
前記各インバータ装置には、
一のインバータ装置のマイコンから他のインバータ装置のマイコンに回生制動動作開始可能信号を出力する出力インターフェースと、
他のインバータ装置のマイコンから一のインバータ装置のマイコンに回生制動動作開始可能信号を入力する入力インターフェースと、
が備えられ、
前記一または他のインバータ装置のある運転状態における直流電圧値を基準として算出される回生制動動作を開始させる電圧点が用意され、インバータ装置の電源投入時からインバータ動作開始直前の間に直流電圧値をインバータ装置自体で検出し、その検出した直流電圧値を回生制動動作が開始できる電圧点の基準値とした回生制動動作を実施することを特徴とするインバータ装置。
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