JP5240570B2 - 電力変換制御装置及びその交流電動機始動方法 - Google Patents
電力変換制御装置及びその交流電動機始動方法 Download PDFInfo
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Description
本発明は、電力変換制御装置及びその交流電動機始動方法に係わり、特に交流電動機を推定した速度での始動に関する。
従来の交流電動機の制御装置あるいはその始動方法は、交流電動機の始動時に交流電動機に流れる電流が設定した電流レベル以上の状態で所定時間継続した場合には、回転方向あるいは速度の推定値を間違えたと判断して、再度直流電流あるいは直流電圧を印加して、交流電動機の回転方向及び速度を推定し直すようにすることが開示されている（例えば特許文献１参照）。
また、インバータが停止状態から始動する際において、電動機の入力電圧を検出し、その周波数及び位相に合うようにインバータの出力周波数及び位相を合わせるようにし、その際電動機の逆起電圧の過度現象により電流値が電流制限レベルを越えると、インバータを一定期間ゲートブロックするなどして電流抑制し、過度現象から定常運転状態に速やかな移行を可能にした電力変換装置が開示されている（例えば特許文献２参照）。
特開２００４−０４０９８６号
特開２００５−２６１０５２号
また、インバータが停止状態から始動する際において、電動機の入力電圧を検出し、その周波数及び位相に合うようにインバータの出力周波数及び位相を合わせるようにし、その際電動機の逆起電圧の過度現象により電流値が電流制限レベルを越えると、インバータを一定期間ゲートブロックするなどして電流抑制し、過度現象から定常運転状態に速やかな移行を可能にした電力変換装置が開示されている（例えば特許文献２参照）。
従来の交流電動機の制御装置あるいはその始動方法は、速度推定値の誤検出を判断するのに所定時間を必要とするので、再度速度推定をやり直す前に、過電流、過電圧などの制御装置の異常でトリップしてしまうという問題があった。
また、交流電動機の入力電圧を検出する電圧検出器を有しない電力変換装置には適用できないという問題もあった。
本発明はこのような問題点を鑑みてなされたものであり、交流電動機の入力電圧を検出する電圧検出器が不要で、制御装置の異常でトリップせず、交流電動機をスムーズに始動することができる電力変換制御装置及びその交流電動機始動方法を提供することを目的とする。
また、交流電動機の入力電圧を検出する電圧検出器を有しない電力変換装置には適用できないという問題もあった。
本発明はこのような問題点を鑑みてなされたものであり、交流電動機の入力電圧を検出する電圧検出器が不要で、制御装置の異常でトリップせず、交流電動機をスムーズに始動することができる電力変換制御装置及びその交流電動機始動方法を提供することを目的とする。
上記問題を解決するため、本発明は、次のようにしたのである。
請求項１に記載の発明は、直流電圧を任意周波数、任意電圧の交流電圧に変換し、交流電動機に供給する電力変換部と、駆動中の前記交流電動機の一次電流を検出する電流検出部と、前記検出した一次電流を励磁電流分である励磁電流検出値とトルク電流分であるトルク電流検出値とに変換する座標変換部と、トルク電流指令器より与えられたトルク電流指令値と前記トルク電流検出値とが一致するように第１のｑ軸電圧指令値を演算するトルク電流制御部と、励磁電流指令器より入力可能な励磁電流指令値と前記励磁電流検出値とが一致するように、ｄ軸電圧指令値を演算する励磁電流制御部と、与えられた周波数から交流電動機の誘起電圧指令を演算するＶ／ｆ変換部と、前記第１のｑ軸電圧指令値及び前記誘起電圧指令に基づく第２のｑ軸電圧指令値と前記ｄ軸電圧指令値とから、前記交流電動機への出力電圧指令を演算し、前記電力変換部へ出力する出力電圧指令演算部と、前記トルク電流検出値の値が所定の値に近づくように所望の出力周波数を出力可能に構成された、前記電力変換部から出力される周波数を調整するための周波数調整部と、直流母線電圧を検出する直流電圧検出部とを備え、始動開始時に前記交流電動機の速度を推定して前記交流電動機を始動する電力変換制御装置の交流電動機始動方法において、前記電力変換制御装置の運転開始に際し、前記励磁電流制御部への前記励磁電流指令値に所定の励磁電流指令値を設定して、所定時間、前記交流電動機に直流電流を供給し、前記電流検出部で検出された前記交流電動機に流れる前記一次電流に基づき前記座標変換部により求められた前記トルク電流検出値の信号から、前記交流電動機の回転方向と周波数を計測して、前記交流発電機の速度及び回転方向を推定し、前記推定した回転方向と速度に相当する周波数を前記周波数調整部に設定することにより前記周波数調整部から出力される前記出力周波数を所定の値に設定するとともに、前記トルク電流指令を０に設定し、さらに前記励磁電流指令を前記Ｖ／ｆ変換部から出力される信号に設定し、前記トルク電流検出値が所定値より大きかった場合で、前記電圧検出部で検出された前記直流母線電圧の値が所定値以上であった場合には、前記周波数調整部からの前記出力周波数を上昇させ、前記トルク電流検出値が所定値より大きかった場合で、前記電圧検出部で検出された前記直流母線電圧の値が所定値未満であった場合には、前記一次電流が所定値以上になったことに基づき始動処理を中止し、所定の始動処理を最初から実行することを特徴とする。
また、請求項２に記載の発明は、直流電圧を任意周波数、任意電圧の交流電圧に変換し、交流電動機に供給する電力変換部と、駆動中の前記交流電動機の一次電流を検出する電流検出部と、前記検出した一次電流を励磁電流分である励磁電流検出値とトルク電流分であるトルク電流検出値とに変換する座標変換部と、トルク電流指令器より与えられたトルク電流指令値と前記トルク電流検出値とが一致するように第１のｑ軸電圧指令値を演算するトルク電流制御部と、励磁電流指令器より入力可能な励磁電流指令値と前記励磁電流検出値とが一致するように、ｄ軸電圧指令値を演算する励磁電流制御部と、与えられた周波数から交流電動機の誘起電圧指令を演算するＶ／ｆ変換部と、前記第１のｑ軸電圧指令値及び前記誘起電圧指令に基づく第２のｑ軸電圧指令値と前記ｄ軸電圧指令値とから、前記交流電動機への出力電圧指令を演算し、前記電力変換部へ出力する出力電圧指令演算部と、前記トルク電流検出値の値が所定の値に近づくように所望の出力周波数を出力可能に構成された、前記電力変換部から出力される周波数を調整するための周波数調整部と、直流母線電圧を検出する直流電圧検出部とを備え、始動開始時に前記交流電動機の速度を推定して前記交流電動機を始動する電力変換制御装置の交流電動機始動方法において、前記電力変換制御装置の運転開始に際し、前記励磁電流制御部への前記励磁電流指令値に所定の励磁電流指令値を設定して、所定時間、前記交流電動機に直流電流を供給し、前記電流検出部で検出された前記交流電動機に流れる前記一次電流に基づき前記座標変換部により求められた前記トルク電流検出値の信号から、前記交流電動機の回転方向と周波数を計測して、前記交流発電機の速度及び回転方向を推定し、前記推定した回転方向と速度に相当する周波数を前記周波数調整部に設定することにより前記周波数調整部から出力される前記出力周波数を所定の値に設定するとともに、前記トルク電流指令を０に設定し、さらに前記励磁電流指令を前記Ｖ／ｆ変換部から出力される信号に設定し、前記トルク電流検出値が所定値より大きかった場合で、前記電圧検出部で検出された前記直流母線電圧の値が所定値以上であるか若しくは予め定められた過電圧保護動作レベルであった場合には、始動処理を中止して、所定の始動処理を最初から実行し、前記トルク電流検出値が所定値より大きかった場合で、前記電圧検出部で検出された前記直流母線電圧の値が所定値未満であった場合には、前記一次電流が所定値以上になったことに基づき始動処理を中止して、所定の始動処理を最初から実行することを特徴とする。
また、請求項３に記載の発明は、直流電圧を任意周波数、任意電圧の交流電圧に変換し、交流電動機に供給する電力変換部と、駆動中の前記交流電動機の一次電流を検出する電流検出部と、前記検出した一次電流を励磁電流分である励磁電流検出値とトルク電流分であるトルク電流検出値とに変換する座標変換部と、トルク電流指令器より与えられたトルク電流指令値と前記トルク電流検出値とが一致するように第１のｑ軸電圧指令値を演算するトルク電流制御部と、励磁電流指令器より入力可能な励磁電流指令値と前記励磁電流検出値とが一致するように、ｄ軸電圧指令値を演算する励磁電流制御部と、与えられた周波数から交流電動機の誘起電圧指令を演算するＶ／ｆ変換部と、前記第１のｑ軸電圧指令値及び前記誘起電圧指令に基づく第２のｑ軸電圧指令値と前記ｄ軸電圧指令値とから、前記交流電動機への出力電圧指令を演算し、前記電力変換部へ出力する出力電圧指令演算部と、前記トルク電流検出値の値が所定の値に近づくように所望の出力周波数を出力可能に構成された、前記電力変換部から出力される周波数を調整するための周波数調整部と、直流母線電圧を検出する直流電圧検出部とを備え、始動開始時に前記交流電動機の速度を推定して前記交流電動機を始動する電力変換制御装置の交流電動機始動方法において、前記電力変換制御装置の運転開始に際し、前記励磁電流制御部への前記励磁電流指令値に所定の励磁電流指令値を設定して、所定時間、前記交流電動機に直流電流を供給し、前記電流検出部で検出された前記交流電動機に流れる前記一次電流に基づき前記座標変換部により求められた前記トルク電流検出値の信号から、前記交流電動機の回転方向と周波数を計測して、前記交流発電機の速度及び回転方向を推定し、前記推定した回転方向と速度に相当する周波数を前記周波数調整部に設定することにより前記周波数調整部から出力される前記出力周波数を所定の値に設定するとともに、前記トルク電流指令を０に設定し、さらに前記励磁電流指令を前記Ｖ／ｆ変換部から出力される信号に設定し、前記トルク電流検出値が所定値より大きかった場合で、前記電圧検出部で検出された前記直流母線電圧の値が所定値以上であるか若しくは予め定められた過電圧保護動作レベルであった場合には、始動処理を中止して、所定の始動処理を最初から実行し、前記トルク電流検出値が所定値より大きかった場合で、前記電圧検出部で検出された前記直流母線電圧の値が所定値未満であった場合には、前記一次電流が所定値以上になったことに基づき、若しくは、前記一次電流が予め定められた電流制限動作レベルになった場合に、若しくは、前記一次電流が予め定められた過電流保護動作レベルになった場合に、始動処理を中止して、所定の始動処理を最初から実行することを特徴とする。
請求項１に記載の発明は、直流電圧を任意周波数、任意電圧の交流電圧に変換し、交流電動機に供給する電力変換部と、駆動中の前記交流電動機の一次電流を検出する電流検出部と、前記検出した一次電流を励磁電流分である励磁電流検出値とトルク電流分であるトルク電流検出値とに変換する座標変換部と、トルク電流指令器より与えられたトルク電流指令値と前記トルク電流検出値とが一致するように第１のｑ軸電圧指令値を演算するトルク電流制御部と、励磁電流指令器より入力可能な励磁電流指令値と前記励磁電流検出値とが一致するように、ｄ軸電圧指令値を演算する励磁電流制御部と、与えられた周波数から交流電動機の誘起電圧指令を演算するＶ／ｆ変換部と、前記第１のｑ軸電圧指令値及び前記誘起電圧指令に基づく第２のｑ軸電圧指令値と前記ｄ軸電圧指令値とから、前記交流電動機への出力電圧指令を演算し、前記電力変換部へ出力する出力電圧指令演算部と、前記トルク電流検出値の値が所定の値に近づくように所望の出力周波数を出力可能に構成された、前記電力変換部から出力される周波数を調整するための周波数調整部と、直流母線電圧を検出する直流電圧検出部とを備え、始動開始時に前記交流電動機の速度を推定して前記交流電動機を始動する電力変換制御装置の交流電動機始動方法において、前記電力変換制御装置の運転開始に際し、前記励磁電流制御部への前記励磁電流指令値に所定の励磁電流指令値を設定して、所定時間、前記交流電動機に直流電流を供給し、前記電流検出部で検出された前記交流電動機に流れる前記一次電流に基づき前記座標変換部により求められた前記トルク電流検出値の信号から、前記交流電動機の回転方向と周波数を計測して、前記交流発電機の速度及び回転方向を推定し、前記推定した回転方向と速度に相当する周波数を前記周波数調整部に設定することにより前記周波数調整部から出力される前記出力周波数を所定の値に設定するとともに、前記トルク電流指令を０に設定し、さらに前記励磁電流指令を前記Ｖ／ｆ変換部から出力される信号に設定し、前記トルク電流検出値が所定値より大きかった場合で、前記電圧検出部で検出された前記直流母線電圧の値が所定値以上であった場合には、前記周波数調整部からの前記出力周波数を上昇させ、前記トルク電流検出値が所定値より大きかった場合で、前記電圧検出部で検出された前記直流母線電圧の値が所定値未満であった場合には、前記一次電流が所定値以上になったことに基づき始動処理を中止し、所定の始動処理を最初から実行することを特徴とする。
また、請求項２に記載の発明は、直流電圧を任意周波数、任意電圧の交流電圧に変換し、交流電動機に供給する電力変換部と、駆動中の前記交流電動機の一次電流を検出する電流検出部と、前記検出した一次電流を励磁電流分である励磁電流検出値とトルク電流分であるトルク電流検出値とに変換する座標変換部と、トルク電流指令器より与えられたトルク電流指令値と前記トルク電流検出値とが一致するように第１のｑ軸電圧指令値を演算するトルク電流制御部と、励磁電流指令器より入力可能な励磁電流指令値と前記励磁電流検出値とが一致するように、ｄ軸電圧指令値を演算する励磁電流制御部と、与えられた周波数から交流電動機の誘起電圧指令を演算するＶ／ｆ変換部と、前記第１のｑ軸電圧指令値及び前記誘起電圧指令に基づく第２のｑ軸電圧指令値と前記ｄ軸電圧指令値とから、前記交流電動機への出力電圧指令を演算し、前記電力変換部へ出力する出力電圧指令演算部と、前記トルク電流検出値の値が所定の値に近づくように所望の出力周波数を出力可能に構成された、前記電力変換部から出力される周波数を調整するための周波数調整部と、直流母線電圧を検出する直流電圧検出部とを備え、始動開始時に前記交流電動機の速度を推定して前記交流電動機を始動する電力変換制御装置の交流電動機始動方法において、前記電力変換制御装置の運転開始に際し、前記励磁電流制御部への前記励磁電流指令値に所定の励磁電流指令値を設定して、所定時間、前記交流電動機に直流電流を供給し、前記電流検出部で検出された前記交流電動機に流れる前記一次電流に基づき前記座標変換部により求められた前記トルク電流検出値の信号から、前記交流電動機の回転方向と周波数を計測して、前記交流発電機の速度及び回転方向を推定し、前記推定した回転方向と速度に相当する周波数を前記周波数調整部に設定することにより前記周波数調整部から出力される前記出力周波数を所定の値に設定するとともに、前記トルク電流指令を０に設定し、さらに前記励磁電流指令を前記Ｖ／ｆ変換部から出力される信号に設定し、前記トルク電流検出値が所定値より大きかった場合で、前記電圧検出部で検出された前記直流母線電圧の値が所定値以上であるか若しくは予め定められた過電圧保護動作レベルであった場合には、始動処理を中止して、所定の始動処理を最初から実行し、前記トルク電流検出値が所定値より大きかった場合で、前記電圧検出部で検出された前記直流母線電圧の値が所定値未満であった場合には、前記一次電流が所定値以上になったことに基づき始動処理を中止して、所定の始動処理を最初から実行することを特徴とする。
また、請求項３に記載の発明は、直流電圧を任意周波数、任意電圧の交流電圧に変換し、交流電動機に供給する電力変換部と、駆動中の前記交流電動機の一次電流を検出する電流検出部と、前記検出した一次電流を励磁電流分である励磁電流検出値とトルク電流分であるトルク電流検出値とに変換する座標変換部と、トルク電流指令器より与えられたトルク電流指令値と前記トルク電流検出値とが一致するように第１のｑ軸電圧指令値を演算するトルク電流制御部と、励磁電流指令器より入力可能な励磁電流指令値と前記励磁電流検出値とが一致するように、ｄ軸電圧指令値を演算する励磁電流制御部と、与えられた周波数から交流電動機の誘起電圧指令を演算するＶ／ｆ変換部と、前記第１のｑ軸電圧指令値及び前記誘起電圧指令に基づく第２のｑ軸電圧指令値と前記ｄ軸電圧指令値とから、前記交流電動機への出力電圧指令を演算し、前記電力変換部へ出力する出力電圧指令演算部と、前記トルク電流検出値の値が所定の値に近づくように所望の出力周波数を出力可能に構成された、前記電力変換部から出力される周波数を調整するための周波数調整部と、直流母線電圧を検出する直流電圧検出部とを備え、始動開始時に前記交流電動機の速度を推定して前記交流電動機を始動する電力変換制御装置の交流電動機始動方法において、前記電力変換制御装置の運転開始に際し、前記励磁電流制御部への前記励磁電流指令値に所定の励磁電流指令値を設定して、所定時間、前記交流電動機に直流電流を供給し、前記電流検出部で検出された前記交流電動機に流れる前記一次電流に基づき前記座標変換部により求められた前記トルク電流検出値の信号から、前記交流電動機の回転方向と周波数を計測して、前記交流発電機の速度及び回転方向を推定し、前記推定した回転方向と速度に相当する周波数を前記周波数調整部に設定することにより前記周波数調整部から出力される前記出力周波数を所定の値に設定するとともに、前記トルク電流指令を０に設定し、さらに前記励磁電流指令を前記Ｖ／ｆ変換部から出力される信号に設定し、前記トルク電流検出値が所定値より大きかった場合で、前記電圧検出部で検出された前記直流母線電圧の値が所定値以上であるか若しくは予め定められた過電圧保護動作レベルであった場合には、始動処理を中止して、所定の始動処理を最初から実行し、前記トルク電流検出値が所定値より大きかった場合で、前記電圧検出部で検出された前記直流母線電圧の値が所定値未満であった場合には、前記一次電流が所定値以上になったことに基づき、若しくは、前記一次電流が予め定められた電流制限動作レベルになった場合に、若しくは、前記一次電流が予め定められた過電流保護動作レベルになった場合に、始動処理を中止して、所定の始動処理を最初から実行することを特徴とする。
また、請求項４に記載の発明は、直流電圧を任意周波数、任意電圧の交流電圧に変換し、交流電動機に供給する電力変換部と、駆動中の前記交流電動機の一次電流を検出する電流検出部と、前記検出した一次電流を励磁電流分である励磁電流検出値とトルク電流分であるトルク電流検出値とに変換する座標変換部と、トルク電流指令器より与えられたトルク電流指令値と前記トルク電流検出値とが一致するように第１のｑ軸電圧指令値を演算するトルク電流制御部と、励磁電流指令器より入力可能な励磁電流指令値と前記励磁電流検出値とが一致するように、ｄ軸電圧指令値を演算する励磁電流制御部と、与えられた周波数から交流電動機の誘起電圧指令を演算するＶ／ｆ変換部と、前記第１のｑ軸電圧指令値及び前記誘起電圧指令に基づく第２のｑ軸電圧指令値と前記ｄ軸電圧指令値とから、前記交流電動機への出力電圧指令とその電圧位相をそれぞれ演算し、前記電力変換部へ出力する出力電圧指令演算部と、前記トルク電流検出値の値が所定の値に近づくように所望の出力周波数を出力可能に構成された、前記電力変換部から出力される周波数を調整するための周波数調整部と、直流母線電圧を検出する直流電圧検出部と、前記出力電圧演算部で演算された前記電圧位相を微分することにより、交流電動機の周波数及び回転方向を推定する速度推定部と、を備え、始動開始時に前記交流電動機の速度を推定して前記交流電動機を始動する電力変換制御装置の交流電動機始動方法において、前記電力変換制御装置の運転開始に際し、前記励磁電流制御部への前記励磁電流指令値を０に設定し、前記Ｖ／ｆ変換部へ与える前記周波数を０に設定し、前記トルク電流制御部へ与える前記トルク電流指令値を０に設定した、ゼロ電流制御により、前記交流電動機を制御し、前記ゼロ電流制御による前記交流電動機の制御開始後、前記電圧検出部で検出された前記直流母線電圧の値が予め定められた電流制限動作レベルであったか若しくは予め定められた過電圧保護動作レベルであったか若しくは前記一次電流が予め定められた過電流保護動作レベルであった場合には、始動処理を中止して、所定の始動処理を最初から実行し、前記ゼロ電流制御による前記交流電動機の制御開始後、前記電圧検出部で検出された前記直流母線電圧の値が前記電流制限動作レベルでなくかつ前記過電圧保護動作レベルでなくかつ前記一次電流が前記過電流保護動作レベルでなかった場合には前記速度推定部により、前記交流電動機の速度及び回転方向を推定し、前記推定した回転方向と速度に相当する周波数を前記周波数調整部に設定することにより前記周波数調整部から出力される前記出力周波数を所定の値に設定するとともに、前記トルク電流指令を０に設定し、さらに前記励磁電流指令を前記Ｖ／ｆ変換部から出力される信号に設定し、その後、前記電圧検出部で検出された前記直流母線電圧の値が前記電流制限動作レベルであったか若しくは前記過電圧保護動作レベルであったか若しくは前記一次電流が前記過電流保護動作レベルであった場合には、始動処理を中止して、所定の始動処理を最初から実行することを特徴とする。
上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したのである。
請求項５に記載の発明は、直流電圧を任意周波数、任意電圧の交流電圧に変換し、交流電動機に供給する電力変換部と、駆動中の前記交流電動機の一次電流を検出する電流検出部と、前記検出した一次電流を励磁電流分である励磁電流検出値とトルク電流分であるトルク電流検出値とに変換する座標変換部と、トルク電流指令器より与えられたトルク電流指令値と前記トルク電流検出値とが一致するように第１のｑ軸電圧指令値を演算するトルク電流制御部と、励磁電流指令器より入力可能な励磁電流指令値と前記励磁電流検出値とが一致するように、ｄ軸電圧指令値を演算する励磁電流制御部と、与えられた周波数から交流電動機の誘起電圧指令を演算するＶ／ｆ変換部と、前記第１のｑ軸電圧指令値及び前記誘起電圧指令に基づく第２のｑ軸電圧指令値と前記ｄ軸電圧指令値とから、前記交流電動機への出力電圧指令を演算し、前記電力変換部へ出力する出力電圧指令演算部と、前記トルク電流検出値の値が所定の値に近づくように所望の出力周波数を出力可能に構成された、前記電力変換部から出力される周波数を調整するための周波数調整部と、直流母線電圧を検出する直流電圧検出部とを備えた、始動開始時に前記交流電動機の速度を推定して前記交流電動機を始動する電力変換制御装置において、前記電力変換制御装置の運転開始に際し、前記励磁電流制御部への前記励磁電流指令値に所定の励磁電流指令値を設定して、所定時間、前記交流電動機に直流電流を供給し、前記電流検出部で検出された前記交流電動機に流れる前記一次電流に基づき前記座標変換部により求められた前記トルク電流検出値の信号から、前記交流電動機の回転方向と周波数を計測して、前記交流発電機の速度及び回転方向を推定し、前記推定した回転方向と速度に相当する周波数を前記周波数調整部に設定することにより前記周波数調整部から出力される前記出力周波数を所定の値に設定するとともに、前記トルク電流指令を０に設定し、さらに前記励磁電流指令を前記Ｖ／ｆ変換部から出力される信号に設定し、前記トルク電流検出値が所定値より大きかった場合で、前記電圧検出部で検出された前記直流母線電圧の値が所定値以上であった場合には、前記周波数調整部からの前記出力周波数を上昇させ、前記トルク電流検出値が所定値より大きかった場合で、前記電圧検出部で検出された前記直流母線電圧の値が所定値未満であった場合には、前記一次電流が所定値以上になったことに基づき始動処理を中止し、所定の始動処理を最初から実行する、速度推定処理部を備えたことを特徴とする。
また、請求項６に記載の発明は、直流電圧を任意周波数、任意電圧の交流電圧に変換し、交流電動機に供給する電力変換部と、駆動中の前記交流電動機の一次電流を検出する電流検出部と、前記検出した一次電流を励磁電流分である励磁電流検出値とトルク電流分であるトルク電流検出値とに変換する座標変換部と、トルク電流指令器より与えられたトルク電流指令値と前記トルク電流検出値とが一致するように第１のｑ軸電圧指令値を演算するトルク電流制御部と、励磁電流指令器より入力可能な励磁電流指令値と前記励磁電流検出値とが一致するように、ｄ軸電圧指令値を演算する励磁電流制御部と、与えられた周波数から交流電動機の誘起電圧指令を演算するＶ／ｆ変換部と、前記第１のｑ軸電圧指令値及び前記誘起電圧指令に基づく第２のｑ軸電圧指令値と前記ｄ軸電圧指令値とから、前記交流電動機への出力電圧指令を演算し、前記電力変換部へ出力する出力電圧指令演算部と、前記トルク電流検出値の値が所定の値に近づくように所望の出力周波数を出力可能に構成された、前記電力変換部から出力される周波数を調整するための周波数調整部と、直流母線電圧を検出する直流電圧検出部とを備えた、始動開始時に前記交流電動機の速度を推定して前記交流電動機を始動する電力変換制御装置において、前記電力変換制御装置の運転開始に際し、前記励磁電流制御部への前記励磁電流指令値に所定の励磁電流指令値を設定して、所定時間、前記交流電動機に直流電流を供給し、前記電流検出部で検出された前記交流電動機に流れる前記一次電流に基づき前記座標変換部により求められた前記トルク電流検出値の信号から、前記交流電動機の回転方向と周波数を計測して、前記交流発電機の速度及び回転方向を推定し、前記推定した回転方向と速度に相当する周波数を前記周波数調整部に設定することにより前記周波数調整部から出力される前記出力周波数を所定の値に設定するとともに、前記トルク電流指令を０に設定し、さらに前記励磁電流指令を前記Ｖ／ｆ変換部から出力される信号に設定し、前記トルク電流検出値が所定値より大きかった場合で、前記電圧検出部で検出された前記直流母線電圧の値が所定値以上であるか若しくは予め定められた過電圧保護動作レベルであった場合には、始動処理を中止して、所定の始動処理を最初から実行し、前記トルク電流検出値が所定値より大きかった場合で、前記電圧検出部で検出された前記直流母線電圧の値が所定値未満であった場合には、前記一次電流が所定値以上になったことに基づき始動処理を中止して、所定の始動処理を最初から実行する、速度推定処理部を備えたことを特徴とする。
また、請求項７に記載の発明は、直流電圧を任意周波数、任意電圧の交流電圧に変換し、交流電動機に供給する電力変換部と、駆動中の前記交流電動機の一次電流を検出する電流検出部と、前記検出した一次電流を励磁電流分である励磁電流検出値とトルク電流分であるトルク電流検出値とに変換する座標変換部と、トルク電流指令器より与えられたトルク電流指令値と前記トルク電流検出値とが一致するように第１のｑ軸電圧指令値を演算するトルク電流制御部と、励磁電流指令器より入力可能な励磁電流指令値と前記励磁電流検出値とが一致するように、ｄ軸電圧指令値を演算する励磁電流制御部と、与えられた周波数から交流電動機の誘起電圧指令を演算するＶ／ｆ変換部と、前記第１のｑ軸電圧指令値及び前記誘起電圧指令に基づく第２のｑ軸電圧指令値と前記ｄ軸電圧指令値とから、前記交流電動機への出力電圧指令を演算し、前記電力変換部へ出力する出力電圧指令演算部と、前記トルク電流検出値の値が所定の値に近づくように所望の出力周波数を出力可能に構成された、前記電力変換部から出力される周波数を調整するための周波数調整部と、直流母線電圧を検出する直流電圧検出部とを備えた、始動開始時に前記交流電動機の速度を推定して前記交流電動機を始動する電力変換制御装置において、前記電力変換制御装置の運転開始に際し、前記励磁電流制御部への前記励磁電流指令値に所定の励磁電流指令値を設定して、所定時間、前記交流電動機に直流電流を供給し、前記電流検出部で検出された前記交流電動機に流れる前記一次電流に基づき前記座標変換部により求められた前記トルク電流検出値の信号から、前記交流電動機の回転方向と周波数を計測して、前記交流発電機の速度及び回転方向を推定し、前記推定した回転方向と速度に相当する周波数を前記周波数調整部に設定することにより前記周波数調整部から出力される前記出力周波数を所定の値に設定するとともに、前記トルク電流指令を０に設定し、さらに前記励磁電流指令を前記Ｖ／ｆ変換部から出力される信号に設定し、前記トルク電流検出値が所定値より大きかった場合で、前記電圧検出部で検出された前記直流母線電圧の値が所定値以上であるか若しくは予め定められた過電圧保護動作レベルであった場合には、始動処理を中止して、所定の始動処理を最初から実行し、前記トルク電流検出値が所定値より大きかった場合で、前記電圧検出部で検出された前記直流母線電圧の値が所定値未満であった場合には、前記一次電流が所定値以上になったことに基づき、若しくは、前記一次電流が予め定められた電流制限動作レベルになった場合に、若しくは、前記一次電流が予め定められた過電流保護動作レベルになった場合に、始動処理を中止して、所定の始動処理を最初から実行する、速度推定処理部を備えたことを特徴とする。
請求項５に記載の発明は、直流電圧を任意周波数、任意電圧の交流電圧に変換し、交流電動機に供給する電力変換部と、駆動中の前記交流電動機の一次電流を検出する電流検出部と、前記検出した一次電流を励磁電流分である励磁電流検出値とトルク電流分であるトルク電流検出値とに変換する座標変換部と、トルク電流指令器より与えられたトルク電流指令値と前記トルク電流検出値とが一致するように第１のｑ軸電圧指令値を演算するトルク電流制御部と、励磁電流指令器より入力可能な励磁電流指令値と前記励磁電流検出値とが一致するように、ｄ軸電圧指令値を演算する励磁電流制御部と、与えられた周波数から交流電動機の誘起電圧指令を演算するＶ／ｆ変換部と、前記第１のｑ軸電圧指令値及び前記誘起電圧指令に基づく第２のｑ軸電圧指令値と前記ｄ軸電圧指令値とから、前記交流電動機への出力電圧指令を演算し、前記電力変換部へ出力する出力電圧指令演算部と、前記トルク電流検出値の値が所定の値に近づくように所望の出力周波数を出力可能に構成された、前記電力変換部から出力される周波数を調整するための周波数調整部と、直流母線電圧を検出する直流電圧検出部とを備えた、始動開始時に前記交流電動機の速度を推定して前記交流電動機を始動する電力変換制御装置において、前記電力変換制御装置の運転開始に際し、前記励磁電流制御部への前記励磁電流指令値に所定の励磁電流指令値を設定して、所定時間、前記交流電動機に直流電流を供給し、前記電流検出部で検出された前記交流電動機に流れる前記一次電流に基づき前記座標変換部により求められた前記トルク電流検出値の信号から、前記交流電動機の回転方向と周波数を計測して、前記交流発電機の速度及び回転方向を推定し、前記推定した回転方向と速度に相当する周波数を前記周波数調整部に設定することにより前記周波数調整部から出力される前記出力周波数を所定の値に設定するとともに、前記トルク電流指令を０に設定し、さらに前記励磁電流指令を前記Ｖ／ｆ変換部から出力される信号に設定し、前記トルク電流検出値が所定値より大きかった場合で、前記電圧検出部で検出された前記直流母線電圧の値が所定値以上であった場合には、前記周波数調整部からの前記出力周波数を上昇させ、前記トルク電流検出値が所定値より大きかった場合で、前記電圧検出部で検出された前記直流母線電圧の値が所定値未満であった場合には、前記一次電流が所定値以上になったことに基づき始動処理を中止し、所定の始動処理を最初から実行する、速度推定処理部を備えたことを特徴とする。
また、請求項６に記載の発明は、直流電圧を任意周波数、任意電圧の交流電圧に変換し、交流電動機に供給する電力変換部と、駆動中の前記交流電動機の一次電流を検出する電流検出部と、前記検出した一次電流を励磁電流分である励磁電流検出値とトルク電流分であるトルク電流検出値とに変換する座標変換部と、トルク電流指令器より与えられたトルク電流指令値と前記トルク電流検出値とが一致するように第１のｑ軸電圧指令値を演算するトルク電流制御部と、励磁電流指令器より入力可能な励磁電流指令値と前記励磁電流検出値とが一致するように、ｄ軸電圧指令値を演算する励磁電流制御部と、与えられた周波数から交流電動機の誘起電圧指令を演算するＶ／ｆ変換部と、前記第１のｑ軸電圧指令値及び前記誘起電圧指令に基づく第２のｑ軸電圧指令値と前記ｄ軸電圧指令値とから、前記交流電動機への出力電圧指令を演算し、前記電力変換部へ出力する出力電圧指令演算部と、前記トルク電流検出値の値が所定の値に近づくように所望の出力周波数を出力可能に構成された、前記電力変換部から出力される周波数を調整するための周波数調整部と、直流母線電圧を検出する直流電圧検出部とを備えた、始動開始時に前記交流電動機の速度を推定して前記交流電動機を始動する電力変換制御装置において、前記電力変換制御装置の運転開始に際し、前記励磁電流制御部への前記励磁電流指令値に所定の励磁電流指令値を設定して、所定時間、前記交流電動機に直流電流を供給し、前記電流検出部で検出された前記交流電動機に流れる前記一次電流に基づき前記座標変換部により求められた前記トルク電流検出値の信号から、前記交流電動機の回転方向と周波数を計測して、前記交流発電機の速度及び回転方向を推定し、前記推定した回転方向と速度に相当する周波数を前記周波数調整部に設定することにより前記周波数調整部から出力される前記出力周波数を所定の値に設定するとともに、前記トルク電流指令を０に設定し、さらに前記励磁電流指令を前記Ｖ／ｆ変換部から出力される信号に設定し、前記トルク電流検出値が所定値より大きかった場合で、前記電圧検出部で検出された前記直流母線電圧の値が所定値以上であるか若しくは予め定められた過電圧保護動作レベルであった場合には、始動処理を中止して、所定の始動処理を最初から実行し、前記トルク電流検出値が所定値より大きかった場合で、前記電圧検出部で検出された前記直流母線電圧の値が所定値未満であった場合には、前記一次電流が所定値以上になったことに基づき始動処理を中止して、所定の始動処理を最初から実行する、速度推定処理部を備えたことを特徴とする。
また、請求項７に記載の発明は、直流電圧を任意周波数、任意電圧の交流電圧に変換し、交流電動機に供給する電力変換部と、駆動中の前記交流電動機の一次電流を検出する電流検出部と、前記検出した一次電流を励磁電流分である励磁電流検出値とトルク電流分であるトルク電流検出値とに変換する座標変換部と、トルク電流指令器より与えられたトルク電流指令値と前記トルク電流検出値とが一致するように第１のｑ軸電圧指令値を演算するトルク電流制御部と、励磁電流指令器より入力可能な励磁電流指令値と前記励磁電流検出値とが一致するように、ｄ軸電圧指令値を演算する励磁電流制御部と、与えられた周波数から交流電動機の誘起電圧指令を演算するＶ／ｆ変換部と、前記第１のｑ軸電圧指令値及び前記誘起電圧指令に基づく第２のｑ軸電圧指令値と前記ｄ軸電圧指令値とから、前記交流電動機への出力電圧指令を演算し、前記電力変換部へ出力する出力電圧指令演算部と、前記トルク電流検出値の値が所定の値に近づくように所望の出力周波数を出力可能に構成された、前記電力変換部から出力される周波数を調整するための周波数調整部と、直流母線電圧を検出する直流電圧検出部とを備えた、始動開始時に前記交流電動機の速度を推定して前記交流電動機を始動する電力変換制御装置において、前記電力変換制御装置の運転開始に際し、前記励磁電流制御部への前記励磁電流指令値に所定の励磁電流指令値を設定して、所定時間、前記交流電動機に直流電流を供給し、前記電流検出部で検出された前記交流電動機に流れる前記一次電流に基づき前記座標変換部により求められた前記トルク電流検出値の信号から、前記交流電動機の回転方向と周波数を計測して、前記交流発電機の速度及び回転方向を推定し、前記推定した回転方向と速度に相当する周波数を前記周波数調整部に設定することにより前記周波数調整部から出力される前記出力周波数を所定の値に設定するとともに、前記トルク電流指令を０に設定し、さらに前記励磁電流指令を前記Ｖ／ｆ変換部から出力される信号に設定し、前記トルク電流検出値が所定値より大きかった場合で、前記電圧検出部で検出された前記直流母線電圧の値が所定値以上であるか若しくは予め定められた過電圧保護動作レベルであった場合には、始動処理を中止して、所定の始動処理を最初から実行し、前記トルク電流検出値が所定値より大きかった場合で、前記電圧検出部で検出された前記直流母線電圧の値が所定値未満であった場合には、前記一次電流が所定値以上になったことに基づき、若しくは、前記一次電流が予め定められた電流制限動作レベルになった場合に、若しくは、前記一次電流が予め定められた過電流保護動作レベルになった場合に、始動処理を中止して、所定の始動処理を最初から実行する、速度推定処理部を備えたことを特徴とする。
また、請求項８に記載の発明は、直流電圧を任意周波数、任意電圧の交流電圧に変換し、交流電動機に供給する電力変換部と、駆動中の前記交流電動機の一次電流を検出する電流検出部と、前記検出した一次電流を励磁電流分である励磁電流検出値とトルク電流分であるトルク電流検出値とに変換する座標変換部と、トルク電流指令器より与えられたトルク電流指令値と前記トルク電流検出値とが一致するように第１のｑ軸電圧指令値を演算するトルク電流制御部と、励磁電流指令器より入力可能な励磁電流指令値と前記励磁電流検出値とが一致するように、ｄ軸電圧指令値を演算する励磁電流制御部と、与えられた周波数から交流電動機の誘起電圧指令を演算するＶ／ｆ変換部と、前記第１のｑ軸電圧指令値及び前記誘起電圧指令に基づく第２のｑ軸電圧指令値と前記ｄ軸電圧指令値とから、前記交流電動機への出力電圧指令とその電圧位相をそれぞれ演算し、前記電力変換部へ出力する出力電圧指令演算部と、前記トルク電流検出値の値が所定の値に近づくように所望の出力周波数を出力可能に構成された、前記電力変換部から出力される周波数を調整するための周波数調整部と、直流母線電圧を検出する直流電圧検出部と、前記出力電圧演算部で演算された前記電圧位相を微分することにより、交流電動機の周波数及び回転方向を推定する速度推定部と、を備えた、始動開始時に前記交流電動機の速度を推定して前記交流電動機を始動する電力変換制御装置において、前記電力変換制御装置の運転開始に際し、前記励磁電流制御部への前記励磁電流指令値を０に設定し、前記Ｖ／ｆ変換部へ与える前記周波数を０に設定し、前記トルク電流制御部へ与える前記トルク電流指令値を０に設定した、ゼロ電流制御により、前記交流電動機を制御し、前記ゼロ電流制御による前記交流電動機の制御開始後、前記電圧検出部で検出された前記直流母線電圧の値が予め定められた電流制限動作レベルであったか若しくは予め定められた過電圧保護動作レベルであったか若しくは前記一次電流が予め定められた過電流保護動作レベルであった場合には、始動処理を中止して、所定の始動処理を最初から実行し、前記ゼロ電流制御による前記交流電動機の制御開始後、前記電圧検出部で検出された前記直流母線電圧の値が前記電流制限動作レベルでなくかつ前記過電圧保護動作レベルでなくかつ前記一次電流が前記過電流保護動作レベルでなかった場合には前記速度推定部により、前記交流電動機の速度及び回転方向を推定し、前記推定した回転方向と速度に相当する周波数を前記周波数調整部に設定することにより前記周波数調整部から出力される前記出力周波数を所定の値に設定するとともに、前記トルク電流指令を０に設定し、さらに前記励磁電流指令を前記Ｖ／ｆ変換部から出力される信号に設定し、その後、前記電圧検出部で検出された前記直流母線電圧の値が前記電流制限動作レベルであったか若しくは前記過電圧保護動作レベルであったか若しくは前記一次電流が前記過電流保護動作レベルであった場合には、始動処理を中止して、所定の始動処理を最初から実行する、速度推定処理部を備えたことを特徴とする。
制御装置が異常でトリップすることがないので信頼性が向上し、スムーズに交流電動機を始動することができるので安定性が増し、始動開始時の速度推定値がたまに大きな誤差を有することがある制御装置であっても、交流電動機の始動を確実に行えるようになるので、電流検出の精度、変換時間が劣る安価な電流検出器を用いることが可能となり低コストとなる。
１ 電力変換部
２ 交流電動機
３ 電流検出部
４ 座標変換部
５ トルク電流制御部
６ 励磁電流制御部
７ 位相演算部
８ Ｖ／ｆ変換部
９、１１ 加算部
１０ 出力電圧演算部
１２ ＰＷＭ演算部
１３ 周波数調整部
１４ 直流平滑部
１５ 電圧検出部
１６ 速度推定部
１７、１７’、１８、１９、２０、２１ スイッチ
３０、３０’ 速度推定処理部
１００、１００’ 電力変換制御装置
２ 交流電動機
３ 電流検出部
４ 座標変換部
５ トルク電流制御部
６ 励磁電流制御部
７ 位相演算部
８ Ｖ／ｆ変換部
９、１１ 加算部
１０ 出力電圧演算部
１２ ＰＷＭ演算部
１３ 周波数調整部
１４ 直流平滑部
１５ 電圧検出部
１６ 速度推定部
１７、１７’、１８、１９、２０、２１ スイッチ
３０、３０’ 速度推定処理部
１００、１００’ 電力変換制御装置
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。
図１は、本発明を適用する電力変換制御装置のブロック図である。図において、電力変換制御装置１００は以下のように構成される。１は直流電圧を任意周波数、任意電圧の交流電圧に変換し、負荷に供給する電力変換部、２は電力変換部の負荷である交流電動機、３は交流電動機２に流れる電流を検出する電流検出部、４は電流検出部３により検出された電流をトルク電流検出値iqfbと励磁電流検出値idfbに変換する座標変換部、５は図示していないトルク電流指令器より与えられたトルク電流指令値iqrefとトルク電流検出値iqfbとが一致するように第１のｑ軸電圧指令値Vqref1を演算するトルク電流制御部、６は図示していない励磁電流指令器より与えられた励磁電流指令値idrefと前記励磁電流検出値idfbとが一致するようにｄ軸電圧指令値Vdrefを演算する励磁電流制御部、７は図示していない周波数指令器から与えられた周波数f1を積分して位相θを演算する位相演算部、８は与えられた周波数f1から交流電動機２の誘起電圧指令erefを演算するＶ／ｆ変換部、９はトルク電流制御部５の出力である第１のｑ軸電圧指令値Vqref1と誘起電圧指令erefを加算し、第２のｑ軸電圧指令値Vqrefを演算する加算部、１０は第２のｑ軸電圧指令値Vqrefとｄ軸電圧指令値Vdrefとから出力電圧指令V1refとその電圧位相θVをそれぞれ（１）、（２）式のように演算する出力電圧演算部である。
V1ref＝√（Vqref 2＋Vdref 2） ・・・（１）
θV＝tan-1（Vqref／Vdref） ・・・（２）
θV＝tan-1（Vqref／Vdref） ・・・（２）
１１は位相θと電圧位相θVを加算し、位相指令θrefを出力する加算部、１２は出力電圧指令V1ref及び位相指令θrefをから、電力変換部１のスイッチングパターンを決定するＰＷＭ演算部、１３はフリーラン状態の交流電動機２を始動する場合に、電力変換部１から出力される周波数を調整することによりスムーズに始動できるようにする周波数調整部、１４は電力変換部１の直流電圧VDCを平滑する直流平滑部、１５は直流平滑部１４の直流電圧VDCを検出する電圧検出部、１７、１８、１９はそれぞれ通常運転動作と始動動作を切替えるスイッチである。
３０は、３０を除く電力変換制御装置１００に対し後述する交流電動機２の始動方法の処理を実施するために交流電動機２に所定の指令信号を出力したり、制御状態信号を読み込み、交流電動機２の速度推定を行い、推定した速度を周波数調整部１３へ設定したり、スイッチ１７、１８、１９を切替えたり、始動処理を中止して再度始動処理をやり直す指令を出力する速度推定処理部である。
なお、電力変換制御装置１００は、電圧検出部１５で検出された直流電圧検出値VDCが予め定められた保護レベルになると制御装置が過電圧異常でトリップするようになっている。同様に電流検出部３で検出された電流が予め定められた保護レベルになると制御装置が過電流異常でトリップするようになっている。
図２は、図１の電力変換制御装置１００に適用した交流電動機の始動方法の処理手順を示すフローチャートである。この図を用いて本発明の方法を順を追って説明する。なお、この処理は速度推定処理部３０でコントロールしている。
はじめにステップ１で、電力変換制御装置１００の運転開始に際し、励磁電流指令値に所定の励磁電流指令値idrefを設定して、所定時間、交流電動機２に直流電流を供給する。
次にステップ２で、交流電動機２に流れる電流を検出し、トルク電流検出値iqfbを求め、トルク電流検出値iqfbの信号から交流電動機２の回転方向と周波数を計測して、速度及び回転方向を推定する。
次にステップ２で、交流電動機２に流れる電流を検出し、トルク電流検出値iqfbを求め、トルク電流検出値iqfbの信号から交流電動機２の回転方向と周波数を計測して、速度及び回転方向を推定する。
次にステップ３で、推定した回転方向と速度に相当する周波数を周波数調整部１３に設定する。
次にステップ４で、スイッチ１７、１８、１９をＡ側からＢ側に変更し、通常運転動作から始動動作に切替える。これにより、周波数調整部１３から出力される信号を出力周波数f1に、０をトルク電流指令iqrefに、Ｖ／ｆ変換部８から出力される信号を励磁電流指令idrefに設定する。
Ｖ／ｆ変換部８は、二次回路時定数に応じた時間で漸増するように誘起電圧指令erefを演算し出力すると共に、予め設定された交流電動機２の基準となる定格電圧／定格周波数周波数と出力周波数f1から演算される基準誘起電圧e0と前記交流電動機の基準となる定格電圧／定格周波数周波数で運転時の励磁電流id0から励磁電流指令idrefを（３）式のように演算する。
次にステップ４で、スイッチ１７、１８、１９をＡ側からＢ側に変更し、通常運転動作から始動動作に切替える。これにより、周波数調整部１３から出力される信号を出力周波数f1に、０をトルク電流指令iqrefに、Ｖ／ｆ変換部８から出力される信号を励磁電流指令idrefに設定する。
Ｖ／ｆ変換部８は、二次回路時定数に応じた時間で漸増するように誘起電圧指令erefを演算し出力すると共に、予め設定された交流電動機２の基準となる定格電圧／定格周波数周波数と出力周波数f1から演算される基準誘起電圧e0と前記交流電動機の基準となる定格電圧／定格周波数周波数で運転時の励磁電流id0から励磁電流指令idrefを（３）式のように演算する。
idref＝eref／e0・id0 ・・・（３）
周波数調整部１３は、トルク電流検出値iqfbが０に近づくようにトルク電流検出値iqfbが正であれば出力周波数f1を減らし、負であれば出力周波数f1を増やすように調整する。
次にステップ５で、誘起電圧指令erefが基準誘起電圧e0と一致すると、トルク電流検出値iqfbが所定値以下かどうかを判断する。
トルク電流検出値iqfbが所定値以下になると、正常に推定できたと判断してステップ６へ、トルク電流検出値iqfbが所定値以下とならないときは、ステップ７に進む。
トルク電流検出値iqfbが所定値以下になると、正常に推定できたと判断してステップ６へ、トルク電流検出値iqfbが所定値以下とならないときは、ステップ７に進む。
次にステップ６で、スイッチ１７、１８、１９をＢ側からＡ側に変更し、通常制御に移行する。
次にステップ７で、電圧検出部１５で検出した直流電圧検出値VDCが所定値以上かどうかを判断する。直流電圧検出値VDCが所定値以上であればステップ８へ、所定値未満であれば、ステップ９に進む。
次にステップ７で、電圧検出部１５で検出した直流電圧検出値VDCが所定値以上かどうかを判断する。直流電圧検出値VDCが所定値以上であればステップ８へ、所定値未満であれば、ステップ９に進む。
次にステップ８で、交流電動機２の周波数を実際よりも低く推定したと判断して、加算する周波数を演算し、これを用いて周波数調整部１３で出力する周波数を調整してステップ４に戻る。
次にステップ９で、交流電動機２に流れる電流が所定値以上の状態が所定時間継続されているかどうかを判断する。交流電動機２に流れる電流が所定値未満、あるいは所定時間経過前の場合は、周波数調整部１３で出力する周波数を調整して、ステップ４に戻る。
交流電動機２に流れる電流が所定値以上で所定時間継続した場合は、推定速度が許容される値より大きいか、あるいは回転方向を間違えたと判断してステップ１０へ進む。
次にステップ９で、交流電動機２に流れる電流が所定値以上の状態が所定時間継続されているかどうかを判断する。交流電動機２に流れる電流が所定値未満、あるいは所定時間経過前の場合は、周波数調整部１３で出力する周波数を調整して、ステップ４に戻る。
交流電動機２に流れる電流が所定値以上で所定時間継続した場合は、推定速度が許容される値より大きいか、あるいは回転方向を間違えたと判断してステップ１０へ進む。
次にステップ１０で、始動処理を中止してステップ１に戻ってやり直す。
このようにして、直流電圧検出値VDCとトルク電流検出値ｉqfbに応じて出力する周波数を交流電動機の速度に一致するように調整し、調整不可と判断される場合はやり直すので、交流電動機をスムーズに始動することができる。
このようにして、直流電圧検出値VDCとトルク電流検出値ｉqfbに応じて出力する周波数を交流電動機の速度に一致するように調整し、調整不可と判断される場合はやり直すので、交流電動機をスムーズに始動することができる。
図３は、図１の電力変換制御装置１００に適用した交流電動機の始動方法の、第２の処理手順を示すフローチャートである。この図を用いて本発明の方法を、順を追って説明する。
なお、ステップ１からステップ６は、実施例１と全く同一であり、実施例１におけるステップ７に対応するステップは実施例２ではステップ７’であるので、ここではステップ１からステップ６の説明を省略し、ステップ７’から説明する。また、ステップ８は欠番である。
なお、ステップ１からステップ６は、実施例１と全く同一であり、実施例１におけるステップ７に対応するステップは実施例２ではステップ７’であるので、ここではステップ１からステップ６の説明を省略し、ステップ７’から説明する。また、ステップ８は欠番である。
ステップ７’で、電圧検出部１５で検出した直流電圧検出値VDCが所定値以上か、または過電圧保護動作レベルかどうかを判断する。直流電圧検出値VDCが所定値以上か過電圧保護動作レベルであればステップ１０に進み、始動を中止して、ステップ１に戻って始動処理をやり直す。直流電圧検出値VDCが所定値未満あるいは過電圧異常が発生していなければ、ステップ９に進む。
次にステップ９で、交流電動機２に流れる電流が所定値以上の状態が所定時間継続されているかどうかを判断する。交流電動機２に流れる電流が所定値未満、あるいは所定時間経過前の場合は、周波数調整部１３で出力する周波数を調整して、ステップ４に戻る。
交流電動機２に流れる電流が所定値以上で所定時間継続した場合は、推定速度が許容される値より大きいか、あるいは回転方向を間違えたと判断してステップ１０へ進む。
次にステップ９で、交流電動機２に流れる電流が所定値以上の状態が所定時間継続されているかどうかを判断する。交流電動機２に流れる電流が所定値未満、あるいは所定時間経過前の場合は、周波数調整部１３で出力する周波数を調整して、ステップ４に戻る。
交流電動機２に流れる電流が所定値以上で所定時間継続した場合は、推定速度が許容される値より大きいか、あるいは回転方向を間違えたと判断してステップ１０へ進む。
次にステップ１０で、始動処理を中止してステップ１に戻ってやり直す。
このようにして、直流電圧検出値VDCが所定値以上となるか、過電圧保護動作レベルになると始動処理を中止し、再度最初から始動処理をやり直すので、交流電動機をスムーズに始動することができる。
このようにして、直流電圧検出値VDCが所定値以上となるか、過電圧保護動作レベルになると始動処理を中止し、再度最初から始動処理をやり直すので、交流電動機をスムーズに始動することができる。
図４は、図１の電力変換制御装置１００に適用した交流電動機の始動方法の、第３の処理手順を示すフローチャートである。この図を用いて本発明の方法を、順を追って説明する。
なお、ステップ１からステップ７’は、実施例２と全く同一であるのでその説明を省略し、ステップ９’から説明する。また、ステップ８は実施例２と同様に欠番である。
なお、ステップ１からステップ７’は、実施例２と全く同一であるのでその説明を省略し、ステップ９’から説明する。また、ステップ８は実施例２と同様に欠番である。
ステップ９’で、交流電動機２に流れる電流が所定値以上でかつ所定時間継続されているかどうか、あるいは電流制限動作レベル、過電流保護動作レベルと判断される時は、推定速度が許容される値より大きいか、あるいは回転方向を間違えたと判断してステップ１０へ進む。そうでない場合はステップ４に戻る。
次にステップ１０で、始動処理を中止してステップ１に戻ってやり直す。
このようにして、直流電圧検出値VDCが所定値以上であったり、過電圧保護動作レベルであったり、電流が所定値以上の状態が所定時間経過したり、電流制限動作レベル、過電流保護動作レベルであっても、始動処理を中止し、再度最初から始動処理をやり直すので、交流電動機をスムーズに始動することができる。
次にステップ１０で、始動処理を中止してステップ１に戻ってやり直す。
このようにして、直流電圧検出値VDCが所定値以上であったり、過電圧保護動作レベルであったり、電流が所定値以上の状態が所定時間経過したり、電流制限動作レベル、過電流保護動作レベルであっても、始動処理を中止し、再度最初から始動処理をやり直すので、交流電動機をスムーズに始動することができる。
図５は、本発明の第４の実施形態を適用した電力変換制御装置のブロック図である。図において、第１実施例で示したブロック図（図１）に対して、電力変換制御装置１００を１００’に変更し、速度推定部１６、スイッチ２０、２１を追加し、スイッチ１７は１７’に、速度推定処理部は３０から３０’に変更している。図１と同一構成には、同一符号を付して重複する説明は省略する。
速度推定部１６は出力電圧演算部１０で演算される電圧位相θVを微分することにより、交流電動機２の周波数及び回転方向を推定し、スイッチ１７’２０，２１はそれぞれ通常運転動作と速度推定動作を切替える。スイッチ１７’は通常運転動作と始動動作を切替える役目も兼ねている。速度推定処理部３０’は、主として速度推定処理部３０から交流電動機２の速度推定の機能が削除され、後述するコントロールする交流電動機２の始動方法の処理が変更されている。
図６は、図５の電力変換制御装置１００’において、交流電動機の始動方法の、第４の処理手順を示すフローチャートである。この図を用いて本発明の方法を、順を追って説明する。なお、この処理は速度推定処理部３０’でコントロールしている。
はじめにステップ１１で、スイッチ１７’、２０、２１をＡ側からＢ側に変更し、通常運転動作から速度推定動作に切替える。但し、スイッチ１８及びスイッチ１９はＡ側のままとする。これにより、０をトルク電流指令iqref、励磁電流指令idref及び周波数f1に設定する。その後、交流電動機２を電流制御するように電力変換制御装置１００’を運転開始する。
次にステップ１２で、所定時間経過したかどうか判断し、経過していないとステップ１３に、経過しているとステップ１５に進む。
次にステップ１２で、所定時間経過したかどうか判断し、経過していないとステップ１３に、経過しているとステップ１５に進む。
次にステップ１３で、検出された電流が電流制限動作レベル、あるいは過電流保護動作レベルか、あるいは電圧検出部１５で検出した直流電圧検出値VDCが過電圧保護動作レベルかどうか判断し、動作レベル以下の場合はステップ１２に戻り、動作レベルに達していればステップ１４に進む。
次にステップ１４で、始動を中止し、ステップ１１に戻る。
次にステップ１４で、始動を中止し、ステップ１１に戻る。
次にステップ１５で、速度推定部１６は出力電圧演算部１０で演算された電圧位相θVを微分して、フリーラン中の前記交流電動機の周波数及び回転方向を推定し、スイッチ１７’、２０、２１をＢ側からＡ側に変更し、速度推定動作を終わり、ステップ１６に進む。
次にステップ１６で、推定した回転方向及び速度推定値に相当する周波数を周波数調整部１３に設定して、ステップ１７に進む。
次にステップ１６で、推定した回転方向及び速度推定値に相当する周波数を周波数調整部１３に設定して、ステップ１７に進む。
次にステップ１７で、スイッチ２０、２１は通常運転動作のＡ側を保持し、スイッチ１７’、１８、１９はＡ側からＢ側に変更され、通常運転動作から始動動作に切替える。これにより、周波数調整部１３から出力される信号を出力周波数f1に、０をトルク電流指令iqrefに、Ｖ／ｆ変換部８から出力される信号を励磁電流指令idrefに設定する。
Ｖ／ｆ変換部８は、二次回路時定数に応じた時間で漸増するように誘起電圧指令erefを演算し出力すると共に、予め設定された交流電動機２の基準となる定格電圧／定格周波数周波数と出力周波数f1から演算される基準誘起電圧e0と交流電動機２の基準となる定格電圧／定格周波数周波数で運転時の励磁電流id0から励磁電流指令idrefを上記（３）式のように演算する。
次にステップ１８で、電流が電流制限動作レベル、あるいは過電流保護動作レベルか、あるいは電圧検出部１５で検出した直流電圧検出値VDCが過電圧保護動作レベルかどうか判断し、動作レベル以下の場合は、ステップ１９に進む。
電流が電流制限動作レベル、あるいは過電流保護動作レベルか、あるいは電圧検出部１５で検出した直流電圧検出値VDCが過電圧保護動作レベルに達した場合は、ステップ１４に進み、始動を中止し、ステップ１１に戻る。
Ｖ／ｆ変換部８は、二次回路時定数に応じた時間で漸増するように誘起電圧指令erefを演算し出力すると共に、予め設定された交流電動機２の基準となる定格電圧／定格周波数周波数と出力周波数f1から演算される基準誘起電圧e0と交流電動機２の基準となる定格電圧／定格周波数周波数で運転時の励磁電流id0から励磁電流指令idrefを上記（３）式のように演算する。
次にステップ１８で、電流が電流制限動作レベル、あるいは過電流保護動作レベルか、あるいは電圧検出部１５で検出した直流電圧検出値VDCが過電圧保護動作レベルかどうか判断し、動作レベル以下の場合は、ステップ１９に進む。
電流が電流制限動作レベル、あるいは過電流保護動作レベルか、あるいは電圧検出部１５で検出した直流電圧検出値VDCが過電圧保護動作レベルに達した場合は、ステップ１４に進み、始動を中止し、ステップ１１に戻る。
次にステップ１９で、誘起電圧指令erefが基準誘起電圧e0と一致すると、トルク電流検出値iqfbが所定値以下かどうか判断する。
トルク電流検出値iqfbが所定値以下になると、正常推定できたと判断して、ステップ２０に進む。所定値以下にならないときは、ステップ１７に戻る。
次にステップ２０で、スイッチ１７’、１８、１９がＡ側に切替え、通常制御に移行する。
このようにして、電流が電流制限動作レベル、あるいは過電流保護動作レベルか、あるいは電圧検出部１５で検出した直流電圧検出値VDCが過電圧保護動作レベルに達した場合であっても、始動処理を中止し、再度最初から始動処理をやり直すので、交流電動機をスムーズに始動することができる。
トルク電流検出値iqfbが所定値以下になると、正常推定できたと判断して、ステップ２０に進む。所定値以下にならないときは、ステップ１７に戻る。
次にステップ２０で、スイッチ１７’、１８、１９がＡ側に切替え、通常制御に移行する。
このようにして、電流が電流制限動作レベル、あるいは過電流保護動作レベルか、あるいは電圧検出部１５で検出した直流電圧検出値VDCが過電圧保護動作レベルに達した場合であっても、始動処理を中止し、再度最初から始動処理をやり直すので、交流電動機をスムーズに始動することができる。
以上の説明では、始動時に行う速度推定方法を、始動時に交流電動機２に直流電流を印加し、その際の検出電流から交流電動機２の速度を推定する方法と、始動時に交流電動機２の励磁電流分及びトルク電流分が所定値になるように電流制御し、その際に出力される電圧指令信号に基づいて交流電動機２の速度を推定する方法を用いて説明したが、上記の印加する信号が直流電圧であってもよいし、交流電動機２の回転角周波数に等しい回転磁界と誘起電圧を発生させたり、擬似雑音信号を制御信号に重畳して交流電動機２の回転角周波数に等しい回転磁界と誘起電圧を発生させたり、交流電動機２の誘起電圧を測定して速度を推定したり、あるいは交流電動機２に流れる電流をポジティブフィードバックして交流電動機の速度を推定する方法であっても、本発明を実施することができ、同様の効果を得ることができる。
本発明は、交流電動機を推定した速度で始動する電動機駆動用のインバータ制御装置とその運転方法に適用可能である。
Claims (8)
- 直流電圧を任意周波数、任意電圧の交流電圧に変換し、交流電動機に供給する電力変換部と、
駆動中の前記交流電動機の一次電流を検出する電流検出部と、
前記検出した一次電流を励磁電流分である励磁電流検出値とトルク電流分であるトルク電流検出値とに変換する座標変換部と、
トルク電流指令器より与えられたトルク電流指令値と前記トルク電流検出値とが一致するように第１のｑ軸電圧指令値を演算するトルク電流制御部と、
励磁電流指令器より入力可能な励磁電流指令値と前記励磁電流検出値とが一致するように、ｄ軸電圧指令値を演算する励磁電流制御部と、
与えられた周波数から交流電動機の誘起電圧指令を演算するＶ／ｆ変換部と、
前記第１のｑ軸電圧指令値及び前記誘起電圧指令に基づく第２のｑ軸電圧指令値と前記ｄ軸電圧指令値とから、前記交流電動機への出力電圧指令を演算し、前記電力変換部へ出力する出力電圧指令演算部と、
前記トルク電流検出値の値が所定の値に近づくように所望の出力周波数を出力可能に構成された、前記電力変換部から出力される周波数を調整するための周波数調整部と、
直流母線電圧を検出する直流電圧検出部と
を備え、
始動開始時に前記交流電動機の速度を推定して前記交流電動機を始動する電力変換制御装置の交流電動機始動方法において、
前記電力変換制御装置の運転開始に際し、前記励磁電流制御部への前記励磁電流指令値に所定の励磁電流指令値を設定して、所定時間、前記交流電動機に直流電流を供給し、
前記電流検出部で検出された前記交流電動機に流れる前記一次電流に基づき前記座標変換部により求められた前記トルク電流検出値の信号から、前記交流電動機の回転方向と周波数を計測して、前記交流発電機の速度及び回転方向を推定し、
前記推定した回転方向と速度に相当する周波数を前記周波数調整部に設定することにより前記周波数調整部から出力される前記出力周波数を所定の値に設定するとともに、前記トルク電流指令を０に設定し、さらに前記励磁電流指令を前記Ｖ／ｆ変換部から出力される信号に設定し、
前記トルク電流検出値が所定値より大きかった場合で、前記電圧検出部で検出された前記直流母線電圧の値が所定値以上であった場合には、前記周波数調整部からの前記出力周波数を上昇させ、
前記トルク電流検出値が所定値より大きかった場合で、前記電圧検出部で検出された前記直流母線電圧の値が所定値未満であった場合には、前記一次電流が所定値以上になったことに基づき始動処理を中止し、所定の始動処理を最初から実行する
ことを特徴とする電力変換制御装置の交流電動機始動方法。 - 直流電圧を任意周波数、任意電圧の交流電圧に変換し、交流電動機に供給する電力変換部と、
駆動中の前記交流電動機の一次電流を検出する電流検出部と、
前記検出した一次電流を励磁電流分である励磁電流検出値とトルク電流分であるトルク電流検出値とに変換する座標変換部と、
トルク電流指令器より与えられたトルク電流指令値と前記トルク電流検出値とが一致するように第１のｑ軸電圧指令値を演算するトルク電流制御部と、
励磁電流指令器より入力可能な励磁電流指令値と前記励磁電流検出値とが一致するように、ｄ軸電圧指令値を演算する励磁電流制御部と、
与えられた周波数から交流電動機の誘起電圧指令を演算するＶ／ｆ変換部と、
前記第１のｑ軸電圧指令値及び前記誘起電圧指令に基づく第２のｑ軸電圧指令値と前記ｄ軸電圧指令値とから、前記交流電動機への出力電圧指令を演算し、前記電力変換部へ出力する出力電圧指令演算部と、
前記トルク電流検出値の値が所定の値に近づくように所望の出力周波数を出力可能に構成された、前記電力変換部から出力される周波数を調整するための周波数調整部と、
直流母線電圧を検出する直流電圧検出部と
を備え、
始動開始時に前記交流電動機の速度を推定して前記交流電動機を始動する電力変換制御装置の交流電動機始動方法において、
前記電力変換制御装置の運転開始に際し、前記励磁電流制御部への前記励磁電流指令値に所定の励磁電流指令値を設定して、所定時間、前記交流電動機に直流電流を供給し、
前記電流検出部で検出された前記交流電動機に流れる前記一次電流に基づき前記座標変換部により求められた前記トルク電流検出値の信号から、前記交流電動機の回転方向と周波数を計測して、前記交流発電機の速度及び回転方向を推定し、
前記推定した回転方向と速度に相当する周波数を前記周波数調整部に設定することにより前記周波数調整部から出力される前記出力周波数を所定の値に設定するとともに、前記トルク電流指令を０に設定し、さらに前記励磁電流指令を前記Ｖ／ｆ変換部から出力される信号に設定し、
前記トルク電流検出値が所定値より大きかった場合で、前記電圧検出部で検出された前記直流母線電圧の値が所定値以上であるか若しくは予め定められた過電圧保護動作レベルであった場合には、始動処理を中止して、所定の始動処理を最初から実行し、
前記トルク電流検出値が所定値より大きかった場合で、前記電圧検出部で検出された前記直流母線電圧の値が所定値未満であった場合には、前記一次電流が所定値以上になったことに基づき始動処理を中止して、所定の始動処理を最初から実行する
ことを特徴とする電力変換制御装置の交流電動機始動方法。 - 直流電圧を任意周波数、任意電圧の交流電圧に変換し、交流電動機に供給する電力変換部と、
駆動中の前記交流電動機の一次電流を検出する電流検出部と、
前記検出した一次電流を励磁電流分である励磁電流検出値とトルク電流分であるトルク電流検出値とに変換する座標変換部と、
トルク電流指令器より与えられたトルク電流指令値と前記トルク電流検出値とが一致するように第１のｑ軸電圧指令値を演算するトルク電流制御部と、
励磁電流指令器より入力可能な励磁電流指令値と前記励磁電流検出値とが一致するように、ｄ軸電圧指令値を演算する励磁電流制御部と、
与えられた周波数から交流電動機の誘起電圧指令を演算するＶ／ｆ変換部と、
前記第１のｑ軸電圧指令値及び前記誘起電圧指令に基づく第２のｑ軸電圧指令値と前記ｄ軸電圧指令値とから、前記交流電動機への出力電圧指令を演算し、前記電力変換部へ出力する出力電圧指令演算部と、
前記トルク電流検出値の値が所定の値に近づくように所望の出力周波数を出力可能に構成された、前記電力変換部から出力される周波数を調整するための周波数調整部と、
直流母線電圧を検出する直流電圧検出部と
を備え、
始動開始時に前記交流電動機の速度を推定して前記交流電動機を始動する電力変換制御装置の交流電動機始動方法において、
前記電力変換制御装置の運転開始に際し、前記励磁電流制御部への前記励磁電流指令値に所定の励磁電流指令値を設定して、所定時間、前記交流電動機に直流電流を供給し、
前記電流検出部で検出された前記交流電動機に流れる前記一次電流に基づき前記座標変換部により求められた前記トルク電流検出値の信号から、前記交流電動機の回転方向と周波数を計測して、前記交流発電機の速度及び回転方向を推定し、
前記推定した回転方向と速度に相当する周波数を前記周波数調整部に設定することにより前記周波数調整部から出力される前記出力周波数を所定の値に設定するとともに、前記トルク電流指令を０に設定し、さらに前記励磁電流指令を前記Ｖ／ｆ変換部から出力される信号に設定し、
前記トルク電流検出値が所定値より大きかった場合で、前記電圧検出部で検出された前記直流母線電圧の値が所定値以上であるか若しくは予め定められた過電圧保護動作レベルであった場合には、始動処理を中止して、所定の始動処理を最初から実行し、
前記トルク電流検出値が所定値より大きかった場合で、前記電圧検出部で検出された前記直流母線電圧の値が所定値未満であった場合には、前記一次電流が所定値以上になったことに基づき、若しくは、前記一次電流が予め定められた電流制限動作レベルになった場合に、若しくは、前記一次電流が予め定められた過電流保護動作レベルになった場合に、始動処理を中止して、所定の始動処理を最初から実行する
ことを特徴とする電力変換制御装置の交流電動機始動方法。 - 直流電圧を任意周波数、任意電圧の交流電圧に変換し、交流電動機に供給する電力変換部と、
駆動中の前記交流電動機の一次電流を検出する電流検出部と、
前記検出した一次電流を励磁電流分である励磁電流検出値とトルク電流分であるトルク電流検出値とに変換する座標変換部と、
トルク電流指令器より与えられたトルク電流指令値と前記トルク電流検出値とが一致するように第１のｑ軸電圧指令値を演算するトルク電流制御部と、
励磁電流指令器より入力可能な励磁電流指令値と前記励磁電流検出値とが一致するように、ｄ軸電圧指令値を演算する励磁電流制御部と、
与えられた周波数から交流電動機の誘起電圧指令を演算するＶ／ｆ変換部と、
前記第１のｑ軸電圧指令値及び前記誘起電圧指令に基づく第２のｑ軸電圧指令値と前記ｄ軸電圧指令値とから、前記交流電動機への出力電圧指令とその電圧位相をそれぞれ演算し、前記電力変換部へ出力する出力電圧指令演算部と、
前記トルク電流検出値の値が所定の値に近づくように所望の出力周波数を出力可能に構成された、前記電力変換部から出力される周波数を調整するための周波数調整部と、
直流母線電圧を検出する直流電圧検出部と、
前記出力電圧演算部で演算された前記電圧位相を微分することにより、交流電動機の周波数及び回転方向を推定する速度推定部と、
を備え、
始動開始時に前記交流電動機の速度を推定して前記交流電動機を始動する電力変換制御装置の交流電動機始動方法において、
前記電力変換制御装置の運転開始に際し、前記励磁電流制御部への前記励磁電流指令値を０に設定し、前記Ｖ／ｆ変換部へ与える前記周波数を０に設定し、前記トルク電流制御部へ与える前記トルク電流指令値を０に設定した、ゼロ電流制御により、前記交流電動機を制御し、
前記ゼロ電流制御による前記交流電動機の制御開始後、前記電圧検出部で検出された前記直流母線電圧の値が予め定められた電流制限動作レベルであったか若しくは予め定められた過電圧保護動作レベルであったか若しくは前記一次電流が予め定められた過電流保護動作レベルであった場合には、始動処理を中止して、所定の始動処理を最初から実行し、
前記ゼロ電流制御による前記交流電動機の制御開始後、前記電圧検出部で検出された前記直流母線電圧の値が前記電流制限動作レベルでなくかつ前記過電圧保護動作レベルでなくかつ前記一次電流が前記過電流保護動作レベルでなかった場合には前記速度推定部により、前記交流電動機の速度及び回転方向を推定し、
前記推定した回転方向と速度に相当する周波数を前記周波数調整部に設定することにより前記周波数調整部から出力される前記出力周波数を所定の値に設定するとともに、前記トルク電流指令を０に設定し、さらに前記励磁電流指令を前記Ｖ／ｆ変換部から出力される信号に設定し、
その後、前記電圧検出部で検出された前記直流母線電圧の値が前記電流制限動作レベルであったか若しくは前記過電圧保護動作レベルであったか若しくは前記一次電流が前記過電流保護動作レベルであった場合には、始動処理を中止して、所定の始動処理を最初から実行する
ことを特徴とする電力変換制御装置の交流電動機始動方法。 - 直流電圧を任意周波数、任意電圧の交流電圧に変換し、交流電動機に供給する電力変換部と、
駆動中の前記交流電動機の一次電流を検出する電流検出部と、
前記検出した一次電流を励磁電流分である励磁電流検出値とトルク電流分であるトルク電流検出値とに変換する座標変換部と、
トルク電流指令器より与えられたトルク電流指令値と前記トルク電流検出値とが一致するように第１のｑ軸電圧指令値を演算するトルク電流制御部と、
励磁電流指令器より入力可能な励磁電流指令値と前記励磁電流検出値とが一致するように、ｄ軸電圧指令値を演算する励磁電流制御部と、
与えられた周波数から交流電動機の誘起電圧指令を演算するＶ／ｆ変換部と、
前記第１のｑ軸電圧指令値及び前記誘起電圧指令に基づく第２のｑ軸電圧指令値と前記ｄ軸電圧指令値とから、前記交流電動機への出力電圧指令を演算し、前記電力変換部へ出力する出力電圧指令演算部と、
前記トルク電流検出値の値が所定の値に近づくように所望の出力周波数を出力可能に構成された、前記電力変換部から出力される周波数を調整するための周波数調整部と、
直流母線電圧を検出する直流電圧検出部と
を備えた、
始動開始時に前記交流電動機の速度を推定して前記交流電動機を始動する電力変換制御装置において、
前記電力変換制御装置の運転開始に際し、前記励磁電流制御部への前記励磁電流指令値に所定の励磁電流指令値を設定して、所定時間、前記交流電動機に直流電流を供給し、
前記電流検出部で検出された前記交流電動機に流れる前記一次電流に基づき前記座標変換部により求められた前記トルク電流検出値の信号から、前記交流電動機の回転方向と周波数を計測して、前記交流発電機の速度及び回転方向を推定し、
前記推定した回転方向と速度に相当する周波数を前記周波数調整部に設定することにより前記周波数調整部から出力される前記出力周波数を所定の値に設定するとともに、前記トルク電流指令を０に設定し、さらに前記励磁電流指令を前記Ｖ／ｆ変換部から出力される信号に設定し、
前記トルク電流検出値が所定値より大きかった場合で、前記電圧検出部で検出された前記直流母線電圧の値が所定値以上であった場合には、前記周波数調整部からの前記出力周波数を上昇させ、
前記トルク電流検出値が所定値より大きかった場合で、前記電圧検出部で検出された前記直流母線電圧の値が所定値未満であった場合には、前記一次電流が所定値以上になったことに基づき始動処理を中止し、所定の始動処理を最初から実行する、
速度推定処理部を備えたことを特徴とする電力変換制御装置。 - 直流電圧を任意周波数、任意電圧の交流電圧に変換し、交流電動機に供給する電力変換部と、
駆動中の前記交流電動機の一次電流を検出する電流検出部と、
前記検出した一次電流を励磁電流分である励磁電流検出値とトルク電流分であるトルク電流検出値とに変換する座標変換部と、
トルク電流指令器より与えられたトルク電流指令値と前記トルク電流検出値とが一致するように第１のｑ軸電圧指令値を演算するトルク電流制御部と、
励磁電流指令器より入力可能な励磁電流指令値と前記励磁電流検出値とが一致するように、ｄ軸電圧指令値を演算する励磁電流制御部と、
与えられた周波数から交流電動機の誘起電圧指令を演算するＶ／ｆ変換部と、
前記第１のｑ軸電圧指令値及び前記誘起電圧指令に基づく第２のｑ軸電圧指令値と前記ｄ軸電圧指令値とから、前記交流電動機への出力電圧指令を演算し、前記電力変換部へ出力する出力電圧指令演算部と、
前記トルク電流検出値の値が所定の値に近づくように所望の出力周波数を出力可能に構成された、前記電力変換部から出力される周波数を調整するための周波数調整部と、
直流母線電圧を検出する直流電圧検出部と
を備えた、
始動開始時に前記交流電動機の速度を推定して前記交流電動機を始動する電力変換制御装置において、
前記電力変換制御装置の運転開始に際し、前記励磁電流制御部への前記励磁電流指令値に所定の励磁電流指令値を設定して、所定時間、前記交流電動機に直流電流を供給し、
前記電流検出部で検出された前記交流電動機に流れる前記一次電流に基づき前記座標変換部により求められた前記トルク電流検出値の信号から、前記交流電動機の回転方向と周波数を計測して、前記交流発電機の速度及び回転方向を推定し、
前記推定した回転方向と速度に相当する周波数を前記周波数調整部に設定することにより前記周波数調整部から出力される前記出力周波数を所定の値に設定するとともに、前記トルク電流指令を０に設定し、さらに前記励磁電流指令を前記Ｖ／ｆ変換部から出力される信号に設定し、
前記トルク電流検出値が所定値より大きかった場合で、前記電圧検出部で検出された前記直流母線電圧の値が所定値以上であるか若しくは予め定められた過電圧保護動作レベルであった場合には、始動処理を中止して、所定の始動処理を最初から実行し、
前記トルク電流検出値が所定値より大きかった場合で、前記電圧検出部で検出された前記直流母線電圧の値が所定値未満であった場合には、前記一次電流が所定値以上になったことに基づき始動処理を中止して、所定の始動処理を最初から実行する、
速度推定処理部を備えたことを特徴とする電力変換制御装置。 - 直流電圧を任意周波数、任意電圧の交流電圧に変換し、交流電動機に供給する電力変換部と、
駆動中の前記交流電動機の一次電流を検出する電流検出部と、
前記検出した一次電流を励磁電流分である励磁電流検出値とトルク電流分であるトルク電流検出値とに変換する座標変換部と、
トルク電流指令器より与えられたトルク電流指令値と前記トルク電流検出値とが一致するように第１のｑ軸電圧指令値を演算するトルク電流制御部と、
励磁電流指令器より入力可能な励磁電流指令値と前記励磁電流検出値とが一致するように、ｄ軸電圧指令値を演算する励磁電流制御部と、
与えられた周波数から交流電動機の誘起電圧指令を演算するＶ／ｆ変換部と、
前記第１のｑ軸電圧指令値及び前記誘起電圧指令に基づく第２のｑ軸電圧指令値と前記ｄ軸電圧指令値とから、前記交流電動機への出力電圧指令を演算し、前記電力変換部へ出力する出力電圧指令演算部と、
前記トルク電流検出値の値が所定の値に近づくように所望の出力周波数を出力可能に構成された、前記電力変換部から出力される周波数を調整するための周波数調整部と、
直流母線電圧を検出する直流電圧検出部と
を備えた、
始動開始時に前記交流電動機の速度を推定して前記交流電動機を始動する電力変換制御装置において、
前記電力変換制御装置の運転開始に際し、前記励磁電流制御部への前記励磁電流指令値に所定の励磁電流指令値を設定して、所定時間、前記交流電動機に直流電流を供給し、
前記電流検出部で検出された前記交流電動機に流れる前記一次電流に基づき前記座標変換部により求められた前記トルク電流検出値の信号から、前記交流電動機の回転方向と周波数を計測して、前記交流発電機の速度及び回転方向を推定し、
前記推定した回転方向と速度に相当する周波数を前記周波数調整部に設定することにより前記周波数調整部から出力される前記出力周波数を所定の値に設定するとともに、前記トルク電流指令を０に設定し、さらに前記励磁電流指令を前記Ｖ／ｆ変換部から出力される信号に設定し、
前記トルク電流検出値が所定値より大きかった場合で、前記電圧検出部で検出された前記直流母線電圧の値が所定値以上であるか若しくは予め定められた過電圧保護動作レベルであった場合には、始動処理を中止して、所定の始動処理を最初から実行し、
前記トルク電流検出値が所定値より大きかった場合で、前記電圧検出部で検出された前記直流母線電圧の値が所定値未満であった場合には、前記一次電流が所定値以上になったことに基づき、若しくは、前記一次電流が予め定められた電流制限動作レベルになった場合に、若しくは、前記一次電流が予め定められた過電流保護動作レベルになった場合に、始動処理を中止して、所定の始動処理を最初から実行する、
速度推定処理部を備えたことを特徴とする電力変換制御装置。 - 直流電圧を任意周波数、任意電圧の交流電圧に変換し、交流電動機に供給する電力変換部と、
駆動中の前記交流電動機の一次電流を検出する電流検出部と、
前記検出した一次電流を励磁電流分である励磁電流検出値とトルク電流分であるトルク電流検出値とに変換する座標変換部と、
トルク電流指令器より与えられたトルク電流指令値と前記トルク電流検出値とが一致するように第１のｑ軸電圧指令値を演算するトルク電流制御部と、
励磁電流指令器より入力可能な励磁電流指令値と前記励磁電流検出値とが一致するように、ｄ軸電圧指令値を演算する励磁電流制御部と、
与えられた周波数から交流電動機の誘起電圧指令を演算するＶ／ｆ変換部と、
前記第１のｑ軸電圧指令値及び前記誘起電圧指令に基づく第２のｑ軸電圧指令値と前記ｄ軸電圧指令値とから、前記交流電動機への出力電圧指令とその電圧位相をそれぞれ演算し、前記電力変換部へ出力する出力電圧指令演算部と、
前記トルク電流検出値の値が所定の値に近づくように所望の出力周波数を出力可能に構成された、前記電力変換部から出力される周波数を調整するための周波数調整部と、
直流母線電圧を検出する直流電圧検出部と、
前記出力電圧演算部で演算された前記電圧位相を微分することにより、交流電動機の周波数及び回転方向を推定する速度推定部と、
を備えた、
始動開始時に前記交流電動機の速度を推定して前記交流電動機を始動する電力変換制御装置において、
前記電力変換制御装置の運転開始に際し、前記励磁電流制御部への前記励磁電流指令値を０に設定し、前記Ｖ／ｆ変換部へ与える前記周波数を０に設定し、前記トルク電流制御部へ与える前記トルク電流指令値を０に設定した、ゼロ電流制御により、前記交流電動機を制御し、
前記ゼロ電流制御による前記交流電動機の制御開始後、前記電圧検出部で検出された前記直流母線電圧の値が予め定められた電流制限動作レベルであったか若しくは予め定められた過電圧保護動作レベルであったか若しくは前記一次電流が予め定められた過電流保護動作レベルであった場合には、始動処理を中止して、所定の始動処理を最初から実行し、
前記ゼロ電流制御による前記交流電動機の制御開始後、前記電圧検出部で検出された前記直流母線電圧の値が前記電流制限動作レベルでなくかつ前記過電圧保護動作レベルでなくかつ前記一次電流が前記過電流保護動作レベルでなかった場合には前記速度推定部により、前記交流電動機の速度及び回転方向を推定し、
前記推定した回転方向と速度に相当する周波数を前記周波数調整部に設定することにより前記周波数調整部から出力される前記出力周波数を所定の値に設定するとともに、前記トルク電流指令を０に設定し、さらに前記励磁電流指令を前記Ｖ／ｆ変換部から出力される信号に設定し、
その後、前記電圧検出部で検出された前記直流母線電圧の値が前記電流制限動作レベルであったか若しくは前記過電圧保護動作レベルであったか若しくは前記一次電流が前記過電流保護動作レベルであった場合には、始動処理を中止して、所定の始動処理を最初から実行する、
速度推定処理部を備えた
ことを特徴とする電力変換制御装置。
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