JP6320343B2 - Drive device for hysteresis motor - Google Patents

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Description

この発明は、複数台のヒステリシス電動機並列駆動するヒステリシス電動機用ドライブ装置に関し、特に、比較的長時間の停電再起動が可能なヒステリシス電動機用ドライブ装置に関する。   The present invention relates to a drive device for a hysteresis motor that drives a plurality of hysteresis motors in parallel, and particularly relates to a drive device for a hysteresis motor that can restart a power failure for a relatively long time.

複数台のヒステリシス電動機を負荷として駆動するヒステリシス電動機用ドライブ装置においては、停電が発生した場合,一度負荷はフリーラン状態となる。フリーラン中の負荷をドライブ装置で再接続する場合、異常発生前の周波数で再起動して,全ての負荷の接続を行うと、ドライブ装置に必要な容量が大きくなり,装置が巨大化する。そのため,複数の起動グループに分けて,負荷の接続を決められたシーケンスで順次投入する方式が取り入られている(例えば特許文献1参照。)。また、発明者は、グループ間で異なった回転速度でフリーランしている交流電動機を適切に再接続し、できるだけ短時間で定常状態に復帰させることが可能な電動機用ドライブ装置を提案した(例えば特許文献2参照。)。   In a hysteresis motor drive device that drives a plurality of hysteresis motors as a load, when a power failure occurs, the load once enters a free-run state. When reconnecting a free-running load with a drive device, restarting at the frequency before the occurrence of an abnormality and connecting all loads, the capacity required for the drive device increases and the device becomes huge. For this reason, a method is introduced in which load connections are made sequentially in a predetermined sequence divided into a plurality of activation groups (see, for example, Patent Document 1). Further, the inventor has proposed a motor drive device that can appropriately reconnect AC motors that are free-running at different rotational speeds between groups and return to a steady state in as short a time as possible (for example, (See Patent Document 2).

特開2002−204554号公報(第4−5頁、図1)JP 2002-204554 A (page 4-5, FIG. 1) 特開2013−237833号公報(全体)JP2013-237833A (Overall)

特許文献1、及び特許文献2に示されたヒステリシス電動機用ドライブ装置においては、ドライブ装置(インバータ装置)に故障が発生したときのバックアップ用のドライブ装置を持たない、あるいは持っていても再起動時にこれを使用しないで再接続(再起動)する手法が記述されている。しかるに、実際のプラントにおいては、例えば、複数台の同一容量のドライブ装置で負荷となるヒステリシス電動機を電動機グループ毎に分担して駆動し、1台のドライブ装置が故障したとき、バックアップ用ドライブ装置に切り替えて運転を継続するようにしている。このようなシステムにおいては、停電再起動時にバックアップ用ドライブ装置を有効に活用すれば復電後、定常状態に復帰する時間を短縮することが可能と考えられる。本発明は上記課題に鑑みて為されたもので、バックアップ用のドライブ装置を有するシステムにおいて、できるだけ短時間で定常状態に復帰させることが可能な停電再起動機能を備えたヒステリシス電動機用ドライブ装置を提供することを目的とする。   In the drive device for hysteresis motor shown in Patent Literature 1 and Patent Literature 2, the drive device (inverter device) does not have or does not have a backup drive device when a failure occurs. A method of reconnecting (restarting) without using this is described. However, in an actual plant, for example, a plurality of drive devices having the same capacity share a hysteresis motor that serves as a load for each motor group, and when one drive device fails, it becomes a backup drive device. The operation is continued by switching. In such a system, it is considered possible to shorten the time for returning to the steady state after power recovery if the backup drive device is effectively used at the time of restart of a power failure. The present invention has been made in view of the above problems, and in a system having a backup drive device, a hysteresis motor drive device having a power failure restarting function capable of returning to a steady state in as short a time as possible. The purpose is to provide.

上記目的を達成するために、本発明のヒステリシス電動機用ドライブ装置は、複数台のヒステリシス電動機を1乃至複数個の電動機グループ単位に設けられた定常用の分岐スイッチを介して駆動するための複数台の定常インバータ装置と、前記定常インバータ装置のうち1台が故障したときに、電動機グループ単位に設けられたバックアップ用の分岐スイッチを介して前記電動機グループを駆動するための1台のバックアップインバータ装置と、前記定常インバータ装置及びバックアップインバータ装置への給電が停電によって一旦停止し、復電したあとの再起動手順を停電時間に応じて決定して前記定常インバータ装置、バックアップインバータ装置、定常用の分岐スイッチ及びバックアップ用の分岐スイッチの動作を制御する停電制御器とを具備し、前記停電制御器は、前記停電時間が所定の第1の時間以内であれば、全ての電動機グループを、対応する定常インバータ装置のみで再起動するようにし、前記停電時間が、どのように再起動しても一部の電動機グループの回転周波数が所定のシステム不適合周波数以下になるような第2の時間を越えたとき、停電再起動を行わないようにし、前記停電時間が前記第1の時間を超え、前記第2の時間未満のとき、前記電動機グループの多くとも一部を定格周波数で運転されている前記定常インバータ装置で再起動すると共に、前記電動機グループの残りの部分を順次前記バックアップインバータ装置で再起動し、対応する定常インバータ装置に乗せ換えていくようにすると共に、前記第1の時間は、前記ヒステリシス電動機の負荷すべり特性、すべりトルク特性、及び前記定常インバータ装置の過負荷耐量から演算によって求め、前記第2の時間は、前記ヒステリシス電動機の負荷すべり特性、すべりトルク特性、前記定常インバータ装置の過負荷耐量、及び前記バックアップインバータ装置の過負荷耐量から演算によって求めるようにしたことを特徴としている。 In order to achieve the above object, a drive device for a hysteresis motor according to the present invention includes a plurality of hysteresis motors for driving a plurality of hysteresis motors via a steady branch switch provided in one to a plurality of motor group units. A stationary inverter device, and one backup inverter device for driving the motor group via a backup branch switch provided for each motor group when one of the stationary inverter devices fails. The power supply to the stationary inverter device and the backup inverter device is temporarily stopped due to a power failure, and the restart procedure after the power recovery is determined according to the power failure time to determine the stationary inverter device, the backup inverter device, and the steady state branch switch And power failure controller for controlling operation of branch switch for backup Comprising a said power failure the controller, if the power failure time is within a predetermined first time, all of the motor group, so as to restart only with the corresponding stationary inverter device, the power failure time is, which when the rotational frequency of restarting of some motor group exceeds a second time such that below a predetermined system incompatible frequency so, so as not to perform a power failure restart, the power failure time is the first When the time exceeds 1 and is less than the second time , at least a part of the motor group is restarted by the stationary inverter device operated at a rated frequency, and the remaining parts of the motor group are sequentially restart in said backup inverter device, as well as to go instead put on the corresponding steady inverter, the first time, the load of the hysteresis motor The second time is calculated from a slip characteristic, a slip torque characteristic, and an overload tolerance of the stationary inverter device, and the second time is a load slip characteristic of the hysteresis motor, a slip torque characteristic, an overload tolerance of the stationary inverter device, and It is characterized in that it is obtained by calculation from the overload capability of the backup inverter device .

この発明によれば、バックアップ用のドライブ装置を有するシステムにおいて、できるだけ短時間で定常状態に復帰させることが可能な停電再起動機能を備えたヒステリシス電動機用ドライブ装置を提供することが可能になる。   According to the present invention, in a system having a backup drive device, it is possible to provide a hysteresis motor drive device having a power failure restart function capable of returning to a steady state in as short a time as possible.

本発明の実施例1に係るヒステリシス電動機用ドライブ装置のシステム構成図。1 is a system configuration diagram of a hysteresis motor drive device according to Embodiment 1 of the present invention; FIG. 本発明の実施例1に係るヒステリシス電動機用ドライブ装置の動作説明図。Operation | movement explanatory drawing of the drive apparatus for hysteresis motors which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例2に係るヒステリシス電動機用ドライブ装置の動作説明図。Operation | movement explanatory drawing of the drive apparatus for hysteresis motors which concerns on Example 2 of this invention. 本発明の実施例3に係るヒステリシス電動機用ドライブ装置の動作説明図。Operation | movement explanatory drawing of the drive apparatus for hysteresis motors concerning Example 3 of this invention.

以下、図面を参照して本発明の実施例について説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

以下,本発明の実施例1に係るヒステリシス電動機用ドライブ装置を図1及び図2に基づいて説明する。   A hysteresis motor drive device according to Embodiment 1 of the present invention will be described below with reference to FIGS.

図1は本発明の実施例1に係るヒステリシス電動機用ドライブ装置のシステム構成図である。定常インバータ装置であるインバータ装置1A、1B及び1Cは図示しない交流電源から供給される交流電圧を内部に設けられたコンバータで直流に変換し、インバータで再び交流に変換して出力する。インバータ装置1Aの出力は、分岐盤3内に設けられた定常運転用の分岐スイッチ31A及び32Aを介して夫々電動機グループ41A及び42Aを駆動している。電動機グループ41Aは、入力を並列分岐する複数個の個別スイッチと、これらの各々を介して給電接続されるヒステリシス電動機51A、・・・5NAから構成されている。電動機グループ42Aは基本的に電動機グループ41Aと同様の構成であるものとし、図示を省略している。また、インバータ装置1Bの出力は、分岐盤3内に設けられた定常運転用の分岐スイッチ31B及び32Bを介して夫々電動機グループ41B及び42Bを駆動している。電動機グループ41Bは、入力を並列分岐する複数個の個別スイッチと、これらの各々を介して給電接続されるヒステリシス電動機51B、・・・5NBから構成されている。電動機グループ42Bは基本的に電動機グループ41Bと同様の構成であるものとし、図示を省略している。同様に、インバータ装置1Cの出力は、分岐盤3内に設けられた定常運転用の分岐スイッチ31C及び32Cを介して夫々電動機グループ41C及び42Cを駆動している。電動機グループ41Cは、入力を並列分岐する複数個の個別スイッチと、これらの各々を介して給電接続されるヒステリシス電動機51C、・・・5NCから構成されている。電動機グループ42Cは基本的に電動機グループ41Cと同様の構成であるものとし、図示を省略している。尚、分岐盤3内には、通常各電動機グループに対応して、力率改善及び波形改善用のフィルタ装置が設けられているが、これらの図示も省略している。また、入力を並列分岐する複数個の個別スイッチは省略される場合もある。   FIG. 1 is a system configuration diagram of a hysteresis motor drive device according to Embodiment 1 of the present invention. Inverter devices 1A, 1B, and 1C, which are stationary inverter devices, convert an AC voltage supplied from an AC power source (not shown) into DC by a converter provided therein, and convert the AC voltage into AC again by an inverter and output the AC voltage. The output of the inverter device 1A drives the motor groups 41A and 42A via the branch switches 31A and 32A for steady operation provided in the branch board 3, respectively. The motor group 41A is composed of a plurality of individual switches whose inputs are branched in parallel, and hysteresis motors 51A,... The motor group 42A is basically configured similarly to the motor group 41A, and is not shown. The output of the inverter device 1B drives the motor groups 41B and 42B via the branch switches 31B and 32B for steady operation provided in the branch board 3, respectively. The motor group 41B is composed of a plurality of individual switches whose inputs are branched in parallel, and hysteresis motors 51B,. The motor group 42B is basically configured similarly to the motor group 41B, and is not shown. Similarly, the output of the inverter device 1C drives the motor groups 41C and 42C via the branch switches 31C and 32C for steady operation provided in the branch board 3, respectively. The motor group 41C is composed of a plurality of individual switches whose inputs are branched in parallel, and hysteresis motors 51C,. The motor group 42C is basically configured similarly to the motor group 41C, and is not shown. In the branch board 3, filter devices for power factor improvement and waveform improvement are usually provided corresponding to each motor group, but these are not shown. Also, a plurality of individual switches that branch the inputs in parallel may be omitted.

バックアップインバータ装置2の出力は、分岐盤3内に設けられたバックアップ運転用の分岐スイッチ33A、34A、33B、34B、33C及び34Cを介して夫々電動機グループ41A、42A、41B、42B、41C及び42Cを駆動可能なように構成されている。そして、例えばインバータ装置1Aが故障したときには分岐スイッチ31A及び32Aをオフ、分岐スイッチ33A及び34Aをオンして、バックアップインバータ装置2によって電動機グループ41A、42Aを駆動する。   The output of the backup inverter device 2 is supplied to the motor groups 41A, 42A, 41B, 42B, 41C and 42C via the branch switches 33A, 34A, 33B, 34B, 33C and 34C for backup operation provided in the branch board 3, respectively. It is comprised so that it can drive. For example, when the inverter device 1A fails, the branch switches 31A and 32A are turned off, the branch switches 33A and 34A are turned on, and the motor groups 41A and 42A are driven by the backup inverter device 2.

停電制御器6は、図示しない入力系統の交流電源の停電及び復電を監視し、その停電時間に応じて再起動手順を定め、インバータ装置1A、1B、1C、バックアップインバータ装置2、分岐盤3内に設けられた各々の分岐スイッチに対して、運転指令乃至オンオフ指令を与える。また、後述するように、必要に応じて停電再起動時のバックアップインバータ装置2の運転周波数指令を与える。   The power failure controller 6 monitors a power failure and a power recovery of an AC power supply of an input system (not shown), determines a restart procedure according to the power failure time, inverter devices 1A, 1B, 1C, a backup inverter device 2, a branch board 3 An operation command or an on / off command is given to each branch switch provided in the inside. Moreover, as will be described later, an operation frequency command for the backup inverter device 2 at the time of restart of the power failure is given as necessary.

尚、インバータ装置1A、1B、1C及びバックアップインバータ装置2は通常の制御を行う制御装置を有しているが、図1ではこの図示を省略している。また、図1において、停電制御器6が停電及び復電の検出を行うと説明したが、インバータ装置1A、1B、1C及びバックアップインバータ装置2の各々が停電検出を行い、復電と共に自律的に運転開始されるようにしても良い。   The inverter devices 1A, 1B, 1C and the backup inverter device 2 have a control device that performs normal control, but this illustration is omitted in FIG. In FIG. 1, it has been described that the power failure controller 6 detects power failure and power recovery, but each of the inverter devices 1A, 1B, 1C and the backup inverter device 2 performs power failure detection and autonomously with power recovery. The operation may be started.

次に動作について図2の動作説明図(動作タイムチャート)も参照して説明する。今インバータ装置1A、1B及び1Cで全ての電動機グループ41A、42A、41B、42B、41C、42Cを定格周波数で運転している状態で時刻t=T1で停電が発生したとする。この停電を停電制御器6が検知したとき、停電制御器6は分岐スイッチ31A、32A、31B、32B、31C、32Cを開放して電動機グループ41A、42A、41B、42B、41C、42Cをフリーランさせる。   Next, the operation will be described with reference to the operation explanatory diagram (operation time chart) of FIG. Assume that a power failure occurs at time t = T1 in a state where all the motor groups 41A, 42A, 41B, 42B, 41C, and 42C are operated at the rated frequency in the inverter devices 1A, 1B, and 1C. When the power failure controller 6 detects this power failure, the power failure controller 6 opens the branch switches 31A, 32A, 31B, 32B, 31C, 32C and free-runs the motor groups 41A, 42A, 41B, 42B, 41C, 42C. Let

次に時刻t=T2で電源が復電したとする。このとき、停電制御器6は、停電時間Tf=T2−T1が所定の時間Ttより小さい場合は、そのままインバータ装置1A、1B、1Cに再運転指令を与えると共に、分岐スイッチ31A、32A、31B、32B、31C、32Cを再投入して電動機グループ41A、42A、41B、42B、41C、42Cを再起動する。再起動中のヒステリシス電動機のすべり特性に基づく出力トルク及び入力電流は定格運転時のこれらよりかなり多く、従ってインバータ装置1A、1B、1Cは過負荷領域で使用することになる、例えばインバータ装置1A、1B、1Cの過負荷耐量が200%−1分間とすれば、ヒステリシス電動機の負荷すべり特性からTtを予め演算によって求めておくことが可能となる。ここで負荷すべり特性とは、ヒステリシス電動機の慣性モーメントと負荷の速度特性から決まる減速特性を意味する。   Next, it is assumed that the power supply is restored at time t = T2. At this time, when the power failure time Tf = T2-T1 is smaller than the predetermined time Tt, the power failure controller 6 gives a re-operation command to the inverter devices 1A, 1B, 1C as it is, and branches switches 31A, 32A, 31B, 32B, 31C, and 32C are turned on again to restart the motor groups 41A, 42A, 41B, 42B, 41C, and 42C. The output torque and input current based on the slip characteristics of the hysteresis motor during restart are considerably larger than those during rated operation, and therefore the inverter devices 1A, 1B, 1C are used in the overload region, for example, the inverter device 1A, If the overload capability of 1B and 1C is 200% -1 minutes, Tt can be obtained in advance from the load-slip characteristics of the hysteresis motor. Here, the load-slip characteristic means a deceleration characteristic determined from the inertia moment of the hysteresis motor and the speed characteristic of the load.

図2の動作タイムチャートは停電時間Tf=T2−T1が所定の時間Ttを越えた場合を示している。以下動作を説明する。   The operation time chart of FIG. 2 shows a case where the power failure time Tf = T2−T1 exceeds a predetermined time Tt. The operation will be described below.

時刻t=T1で停電が発生し、時刻t=T2で電源が復電したとき、インバータ装置1A、1B、1Cに再運転指令を与えると共にバックアップインバータ2にも再運転指令を与える。これとほぼ同時に分岐スイッチ31A、31B、31C、を再投入して電動機グループ41A、41B、41C、を再起動すると共に、分岐スイッチ34Aを投入して電動機グループ42Aをバックアップインバータ装置2で再起動する。この場合、全てのインバータの出力周波数は定格周波数fNである。   When a power failure occurs at time t = T1 and power is restored at time t = T2, a re-operation command is given to the inverter devices 1A, 1B, 1C and a re-operation command is also given to the backup inverter 2. At substantially the same time, the branch switches 31A, 31B, and 31C are turned on again to restart the motor groups 41A, 41B, and 41C, and the branch switch 34A is turned on to restart the motor group 42A with the backup inverter device 2. . In this case, the output frequency of all inverters is the rated frequency fN.

そして、停電制御器6はインバータ装置1Aに電動機グループ42Aを投入可能な時刻T3を演算によって求め、時刻T3で分岐スイッチ34Aを開放し、直後に分岐スイッチ32Aを投入する。上記T3の求め方は、以下の考え方で行う。   Then, the power failure controller 6 calculates a time T3 at which the electric motor group 42A can be turned on to the inverter device 1A by calculation, opens the branch switch 34A at time T3, and turns on the branch switch 32A immediately thereafter. The method for obtaining T3 is based on the following concept.

インバータ装置1Aは時刻T2で電動機グループ41Aを再起動しているが、時間の経過とともに電動機グループ41Aのヒステリシス電動機のすべりは減少し、従って負荷電流は減少していく。すなわち、時間の経過と共に新たに負荷投入可能な再起動容量Pnは増えていく。一方時刻T2においてバックアップインバータ装置2で再起動された電動機グループ42Aも同様に時間の経過と共にヒステリシス電動機のすべりは減少し、従って、一旦フリーランさせて再起動するときの再起動容量Pfは減少していく。これらの時間関数Pn、Pfはヒステリシス電動機の負荷すべり特性とすべりトルク特性が分かっていれば容易に演算によって求めることができ、Pn>Pfになる条件からT3を求めることが可能となる。すなわち、停電時間T2−T1=Tfが所定の時間Ttより僅かに大きい場合には上記条件は短時間で達成されるのでT3はT2に近い値となり、TfがTtより大きくなるに従ってT3は大きくなる。   The inverter device 1A restarts the motor group 41A at time T2, but the slip of the hysteresis motor of the motor group 41A decreases with the passage of time, and thus the load current decreases. That is, the restart capacity Pn that can be newly loaded with time increases with the passage of time. On the other hand, the motor group 42A restarted by the backup inverter device 2 at time T2 also decreases the slip of the hysteresis motor as time passes. Therefore, the restart capacity Pf when the motor is restarted after being free-runned is decreased. To go. These time functions Pn and Pf can be easily obtained by calculation if the load slip characteristics and slip torque characteristics of the hysteresis motor are known, and T3 can be obtained from the condition that Pn> Pf. That is, when the power failure time T2−T1 = Tf is slightly longer than the predetermined time Tt, the above condition is achieved in a short time, so that T3 becomes a value close to T2, and T3 becomes larger as Tf becomes larger than Tt. .

時刻T3において分岐スイッチ34Aが開放されると、バックアップインバータ装置2が手空きになるのですぐに分岐スイッチ34Bを投入して電動機グループ42Bをバックアップインバータ装置2で再起動する。そして、停電制御器6はインバータ装置1Bに電動機グループ42Bを投入可能な時刻T4を演算によって求め、時刻T4で分岐スイッチ34Bを開放し、直後に分岐スイッチ32Bを投入する。ここで時刻T4は時刻T3を求めたのと同一の手法で求めることができる。以下同様にして、時刻T4において分岐スイッチ34Cを投入して電動機グループ42Cをバックアップインバータ装置2で再起動する。そして、停電制御器6はインバータ装置1Cに電動機グループ42Cを投入可能な時刻T5を演算によって求め、時刻T5で分岐スイッチ34Cを開放し、直後に分岐スイッチ32Cを投入する。時刻T5以降電動機グループ42Cは加速し、時刻T6で加速を完了する。この時刻T6で全ての電動機グループは定格速度で運転されることになる。   When the branch switch 34A is opened at time T3, the backup inverter device 2 becomes empty, so the branch switch 34B is immediately turned on to restart the motor group 42B with the backup inverter device 2. Then, the power failure controller 6 calculates a time T4 at which the electric motor group 42B can be turned on to the inverter device 1B by calculation, opens the branch switch 34B at time T4, and turns on the branch switch 32B immediately thereafter. Here, the time T4 can be obtained by the same method as the time T3. Similarly, the branch switch 34C is turned on at time T4 to restart the motor group 42C with the backup inverter device 2. Then, the power failure controller 6 calculates a time T5 at which the electric motor group 42C can be turned on to the inverter device 1C by calculation, opens the branch switch 34C at time T5, and turns on the branch switch 32C immediately thereafter. After time T5, the motor group 42C accelerates and completes acceleration at time T6. At this time T6, all the motor groups are operated at the rated speed.

以上の説明において、時刻T5における電動機グループ42Cの回転周波数がシステム不適合周波数に相当する所定の回転周波数を下回ったときには、全体のシステムとして問題が生じる場合があるので、再起動を行わないのが普通である。上述したように、停電時間Tfが決まればT3、T4、T5は演算によって求めることが可能であり、時刻T5における電動機グループ42Cの運転速度も負荷すべり特性から容易に求められる。すなわち、時刻T5における電動機グループ42Cの運転速度が所定の運転速度となる停電時間TfLは一意に定まっているので、停電時間Tf>TfLのときにはシステムとして再起動動作を行わないようにすることが可能となる。   In the above description, when the rotational frequency of the motor group 42C at the time T5 falls below a predetermined rotational frequency corresponding to the system incompatibility frequency, a problem may occur in the entire system. It is. As described above, if power failure time Tf is determined, T3, T4, and T5 can be obtained by calculation, and the operating speed of motor group 42C at time T5 can be easily obtained from the load-slip characteristics. That is, since the power failure time TfL at which the operation speed of the motor group 42C at the time T5 becomes a predetermined operation speed is uniquely determined, it is possible to prevent the system from restarting when the power failure time Tf> TfL. It becomes.

図3は本発明の実施例2に係るヒステリシス電動機用ドライブ装置の動作説明図である。この実施例2は、バックアップインバータ装置2をVVVFとして使用した場合の再起動手法の一例を示すものである。   FIG. 3 is an operation explanatory diagram of the hysteresis motor drive device according to Embodiment 2 of the present invention. The second embodiment shows an example of a restart method when the backup inverter device 2 is used as VVVF.

図3において、時刻T1で停電が発生し、時刻T2で復電し、その後、分岐スイッチ31A、31B、31C、を再投入して電動機グループ41A、41B、41C、を再起動すると共に、分岐スイッチ34Aを投入して電動機グループ42Aをバックアップインバータ装置2で再起動するまでは図2と全く同様である。   In FIG. 3, a power failure occurs at time T1, power is restored at time T2, and then the branch switches 31A, 31B, and 31C are turned on again to restart the motor groups 41A, 41B, and 41C. The process until the motor group 42A is restarted by the backup inverter device 2 after turning on 34A is exactly the same as in FIG.

異なるのは、時刻T2において電動機グループ42Aを分岐スイッチ34Aを開放し、直後に分岐スイッチ32Aを投入して再起動するときのバックアップインバータ装置2の運転周波数である。このときの周波数f1は、停電によってフリーランとなって低下した電動機グループ42Aの回転周波数と同等となるように設定変更する。この周波数f1がヒステリシス電動機の負荷すべり特性から求められることは前述の通りである。   The difference is the operating frequency of the backup inverter device 2 when the motor group 42A is opened at the time T2 and the branch switch 32A is turned on immediately after that to restart the motor group 42A. The frequency f1 at this time is set and changed so as to be equivalent to the rotational frequency of the motor group 42A that has been reduced to a free run due to a power failure. As described above, the frequency f1 is obtained from the load slip characteristic of the hysteresis motor.

そして、バックアップインバータ装置2は、図3下部に示すように、電動機グループ42Aのヒステリシス電動機のすべりが発生しないような最大の加速レートで加速していき、時刻t=T3’で運転周波数がfTとなったとき、分岐スイッチ34Aを開放し、直後に分岐スイッチ32Aを投入する。尚、定常状態の運転周波数をfNとしたとき、fT≦fNである。また、このような同期加速方法を用いると、バックアップインバータ装置2の負担は軽減されるが、その分ヒステリシス電動機の加速トルクも減少するので、T3’>T3となるのが普通である。   Then, as shown in the lower part of FIG. 3, the backup inverter device 2 accelerates at the maximum acceleration rate that does not cause the slip of the hysteresis motor of the motor group 42A, and the operation frequency becomes fT at time t = T3 ′. At that time, the branch switch 34A is opened, and immediately after that, the branch switch 32A is turned on. Note that fT ≦ fN, where fN is the steady-state operating frequency. In addition, when such a synchronous acceleration method is used, the burden on the backup inverter device 2 is reduced, but the acceleration torque of the hysteresis motor is also reduced by that amount, and therefore it is normal that T3 '> T3.

以下、実施例1の場合と同様、時刻T3´でバックアップインバータ装置2が手空きになるのですぐに分岐スイッチ34Bを投入して電動機グループ42Bをバックアップインバータ装置2で再起動する。このときのバックアップインバータ装置2の周波数は時刻T3’に対応した周波数f2となる。ここでf2<f1である。そして同様に電動機グループ42Bを同期加速し、時刻t=T4’で運転周波数がfTとなったとき、分岐スイッチ34Bを開放し、直後に分岐スイッチ32Bを投入する。   Thereafter, as in the case of the first embodiment, the backup inverter device 2 becomes empty at time T3 ′, so the branch switch 34B is immediately turned on and the motor group 42B is restarted by the backup inverter device 2. The frequency of the backup inverter device 2 at this time is the frequency f2 corresponding to the time T3 '. Here, f2 <f1. Similarly, the motor group 42B is synchronously accelerated. When the operating frequency reaches fT at time t = T4 ', the branch switch 34B is opened, and immediately after that, the branch switch 32B is turned on.

以下同様にして、時刻T4’において分岐スイッチ34Cを投入して電動機グループ42Cをバックアップインバータ装置2で再起動する。このときの運転周波数はf3となる。そして同様に電動機グループ42C同期加速し、時刻T5’で分岐スイッチ34Cを開放し、直後に分岐スイッチ32Cを投入する。時刻T5’以降電動機グループ42Cは加速し、時刻T6’で加速を完了する。この時刻T6’で全ての電動機グループは定格速度で運転されることになる。   Similarly, at time T4 ', the branch switch 34C is turned on to restart the motor group 42C with the backup inverter device 2. The operating frequency at this time is f3. Similarly, the motor group 42C is synchronously accelerated, the branch switch 34C is opened at time T5 ', and the branch switch 32C is turned on immediately thereafter. After time T5 ', the motor group 42C accelerates and completes acceleration at time T6'. At this time T6 ', all the motor groups are operated at the rated speed.

このような実施例2は実施例1と比べてT6’>T6となるため停電復帰時間が長くなり、メリットがないように見える。実際、電動機グループ41Aと電動機グループ41Bのように2グループ以上が定常インバータ装置とバックアップ用インバータ装置間で切替可能となっている場合はその通りである。しかし例えば図1のシステムと異なり、定常インバータ装置に対して電動機グループが1個しか存在しないような場合は、停電時間Tfが所定の時間Ttを越えた場合、全ての電動機グループを図3のようにバックアップインバータ装置2で順次同期加速して定常インバータ装置に乗せ換えていくことが必要となる。この実施例2のメリットは再起動時のバックアップインバータ2の再起動容量が小さくて済む点のほか、再起動時のヒステリシス電動機の発熱も低減することが可能となる点が挙げられる。   In such a second embodiment, T6 '> T6 as compared with the first embodiment, so that the power failure recovery time becomes longer and there seems to be no merit. In fact, this is the case when two or more groups can be switched between the stationary inverter device and the backup inverter device, such as the motor group 41A and the motor group 41B. However, unlike the system of FIG. 1, for example, when there is only one motor group for the stationary inverter device, when the power failure time Tf exceeds a predetermined time Tt, all the motor groups are as shown in FIG. In addition, it is necessary to sequentially synchronize with the backup inverter device 2 and transfer to the stationary inverter device. Advantages of the second embodiment include that the restart capacity of the backup inverter 2 at the time of restart is small, and that the heat generation of the hysteresis motor at the time of restart can be reduced.

図4は本発明の実施例3に係るヒステリシス電動機のドライブ装置の動作説明図である。実施例3においては、条件があえば、更に再起動時間を短縮する手法を与える。   FIG. 4 is a diagram for explaining the operation of the hysteresis motor drive device according to Embodiment 3 of the present invention. In the third embodiment, if there is a condition, a method for further shortening the restart time is provided.

図4に示すように、t=T2において復電したとき、実施例1、2と同様に、分岐スイッチ31A、31B及び31Cを投入して電動機グループ41A、41B及び41Cを夫々インバータ装置1A、1B及び1Cで再起動する。そして、分岐スイッチ34Aに加え、分岐スイッチ34Bも同時に投入して電動機グループ42A及び42Bをバックアップインバータ装置2で再起動する。このときの再起動周波数は図2に示すf1とする。そして実施例2の場合と同様に電動機グループ42A及び42Bをバックアップインバータ装置2で同期加速し、時刻T3’で駆動周波数がfTとなったとき分岐スイッチ34A、34Bを開放、分岐スイッチ32A、32Bを投入して電動機グループ42A、42Bを夫々インバータ装置1A、1Bに再接続する。   As shown in FIG. 4, when power is restored at t = T2, the branch switches 31A, 31B, and 31C are turned on and the motor groups 41A, 41B, and 41C are respectively connected to the inverter devices 1A, 1B as in the first and second embodiments. And restart at 1C. Then, in addition to the branch switch 34A, the branch switch 34B is also turned on at the same time to restart the motor groups 42A and 42B with the backup inverter device 2. The restart frequency at this time is assumed to be f1 shown in FIG. Similarly to the case of the second embodiment, the motor groups 42A and 42B are synchronously accelerated by the backup inverter device 2, and when the drive frequency becomes fT at time T3 ′, the branch switches 34A and 34B are opened, and the branch switches 32A and 32B are opened. The electric motor groups 42A and 42B are reconnected to the inverter devices 1A and 1B, respectively.

そして、時刻T3’で分岐スイッチ34Cを投入して電動機グループ42Cをバックアップインバータ装置2で再起動する。このときの再起動周波数は実施例2に習えばf2となる。その場合は時刻T4’において駆動周波数がfTとなったとき分岐スイッチ32Cを投入して電動機グループ42Cをインバータ装置1Cに再接続する。このように、異なるインバータ装置に接続される電動機グループをバックアップインバータ装置2で同時に再起動することができれば、再起動時間は大幅に短縮される。また、時刻T3’で分岐スイッチ34Cを投入して電動機グループ42Cをバックアップインバータ装置2で再起動するときの駆動周波数を定格周波数としてすべり加速するようにすれば、図4におけるT4’は更に短縮されることは明らかである。   Then, at time T3 ', the branch switch 34C is turned on to restart the motor group 42C with the backup inverter device 2. The restart frequency at this time is f2 if learned from the second embodiment. In that case, when the drive frequency becomes fT at time T4 ', the branch switch 32C is turned on to reconnect the motor group 42C to the inverter device 1C. In this way, if the motor groups connected to different inverter devices can be restarted simultaneously by the backup inverter device 2, the restart time is greatly shortened. Also, if the branch switch 34C is turned on at time T3 ′ and the drive frequency when the motor group 42C is restarted by the backup inverter device 2 is slid and accelerated at the rated frequency, T4 ′ in FIG. 4 is further shortened. Obviously.

以上、いくつかの実施例について説明したが、これらの実施例は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施例は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施例やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。   Although several embodiments have been described above, these embodiments are presented as examples, and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

例えば、図1は定常インバータ装置が3台の場合であるが、任意の複数台であっても全く同様である。   For example, FIG. 1 shows a case where there are three stationary inverter devices, but the same applies to any plurality of inverter devices.

また、図1は、簡単のため、各インバータ装置に接続される電動機グループを同一容量2個としたが、電動機グループの数及びそれらの容量比は任意である。実施例2で説明したように、定常インバータ装置に接続される電動機グループが1個の場合であっても、バックアップインバータ装置を有効に使用すれば、システムとして停電再起動可能な停電時間を延長することが可能となる。   Further, in FIG. 1, for the sake of simplicity, the motor groups connected to each inverter device are two identical capacities, but the number of motor groups and the capacity ratio thereof are arbitrary. As described in the second embodiment, even when there is only one motor group connected to the stationary inverter device, if the backup inverter device is used effectively, the power failure time that can restart the power failure as a system is extended. It becomes possible.

また、電動機グループの数が3個以上の場合、或いは電動機グループが同一容量でない場合には、システムとして停電再起動に要する時間が最短となるように、定常インバータ装置でそのまま再起動する電動機グループと、バックアップインバータ装置2ですべり再起動または同期加速する残りの電動機グループに分けるようにする。例えば、定常インバータ装置が3台、電動機グループが同一容量で3個の場合、各定常インバータ装置で2個の電動機グループをそのまま再起動し、残りの3個の電動機グループを一度に同期加速するようにすればシステムとして停電再起動に要する時間を大幅に短縮することが可能である。   In addition, when the number of motor groups is three or more, or when the motor groups are not of the same capacity, the motor group that is restarted as it is with the steady inverter device so that the time required for the power failure restart as a system is minimized. Then, the backup inverter device 2 is divided into the remaining motor groups that are slidingly restarted or synchronously accelerated. For example, when there are three stationary inverter devices and three motor groups with the same capacity, the two motor groups are restarted as they are in each stationary inverter device, and the remaining three motor groups are synchronously accelerated at once. By doing so, it is possible to greatly shorten the time required for the system to restart after a power failure.

また、実施例2において、再起動周波数f1、f2、f3はヒステリシス電動機の負荷すべり特性から求めると説明したが、電動機グループごとにフリーラン中の逆記電圧の周波数を求める検出器を設け、その検出される周波数を再起動周波数としても良い。   Further, in the second embodiment, it has been described that the restart frequencies f1, f2, and f3 are obtained from the load-slip characteristics of the hysteresis motor. However, for each motor group, a detector that obtains the frequency of the reverse voltage during the free run is provided. The detected frequency may be the restart frequency.

1A、1B、1C インバータ装置
2 バックアップインバータ装置
3、31A、31B、31C、32A、32B、32C、33A、33B、33C 分岐スイッチ
41A、42A、41A、42B、41C、42C 電動機グループ
51A、・・、5NA、・・・51B、・・、5NB、・・・、51C、・・、5NC ヒステリシス電動機
6 停電制御器
1A, 1B, 1C Inverter device 2 Backup inverter device 3, 31A, 31B, 31C, 32A, 32B, 32C, 33A, 33B, 33C Branch switch 41A, 42A, 41A, 42B, 41C, 42C Motor group 51A, ... 5NA ... 51B ... 5NB ... 51C ... 5NC Hysteresis motor 6 Power failure controller

Claims (4)

複数台のヒステリシス電動機を1乃至複数個の電動機グループ単位に設けられた定常用の分岐スイッチを介して駆動するための複数台の定常インバータ装置と、
前記インバータ装置のうち1台が故障したときに、電動機グループ単位に設けられたバックアップ用の分岐スイッチを介して前記電動機グループを駆動するための1台のバックアップインバータ装置と、
前記定常インバータ装置及びバックアップインバータ装置への給電が停電によって一旦停止し、復電したあとの再起動手順を停電時間に応じて決定して前記定常インバータ装置、バックアップインバータ装置、定常用の分岐スイッチ及びバックアップ用の分岐スイッチの動作を制御する停電制御器と
を具備し、
前記停電制御器は、
前記停電時間が所定の第1の時間以内であれば、全ての電動機グループを、対応する定常インバータ装置のみで再起動するようにし、
前記停電時間が、どのように再起動しても一部の電動機グループの回転周波数が所定のシステム不適合周波数以下になるような第2の時間を越えたとき、停電再起動を行わないようにし、
前記停電時間が前記第1の時間を超え、前記第2の時間未満のとき、前記電動機グループの多くとも一部を定格周波数で運転されている前記定常インバータ装置で再起動すると共に、前記電動機グループの残りの部分を順次前記バックアップインバータ装置で再起動し、対応する定常インバータ装置に乗せ換えていくようにすると共に、
前記第1の時間は、前記ヒステリシス電動機の負荷すべり特性、すべりトルク特性、及び前記定常インバータ装置の過負荷耐量から演算によって求め、
前記第2の時間は、前記ヒステリシス電動機の負荷すべり特性、すべりトルク特性、前記定常インバータ装置の過負荷耐量、及び前記バックアップインバータ装置の過負荷耐量から演算によって求めるようにしたことを特徴とするヒステリシス電動機用ドライブ装置。
A plurality of stationary inverter devices for driving a plurality of hysteresis motors via a branch switch for stationary operation provided in one to a plurality of motor group units;
When one of the inverter devices fails, one backup inverter device for driving the motor group via a backup branch switch provided for each motor group;
The power supply to the stationary inverter device and the backup inverter device is temporarily stopped due to a power failure, and the restart procedure after the power recovery is determined according to the power failure time to determine the stationary inverter device, the backup inverter device, the steady state branch switch, and A power failure controller for controlling the operation of the branch switch for backup,
The power failure controller is
If the power failure time is within a predetermined first time, all the motor groups are restarted only with the corresponding stationary inverter device,
When the power failure time exceeds a second time such that the rotational frequency of some of the motor groups is equal to or lower than a predetermined system non-conformance frequency regardless of how the power failure is restarted, the power failure restart is not performed.
Exceeds the outage time is the first time, the time is less than the second time, the part most of the motor group along with restart in the stationary inverter device is operated at the rated frequency, the motor group And sequentially restart the remaining part of the backup inverter device, and transfer to the corresponding stationary inverter device ,
The first time is obtained by calculation from the load slip characteristics of the hysteresis motor, the slip torque characteristics, and the overload capability of the stationary inverter device,
The second time is obtained by calculation from a load slip characteristic, a slip torque characteristic of the hysteresis motor, an overload resistance of the stationary inverter device, and an overload resistance of the backup inverter device. Drive device for electric motors.
前記停電制御器は、
前記停電時間が前記第1の時間を超え、前記第2の時間未満の場合、
前記電動機のグループの残りの部分を順次前記バックアップインバータ装置で再起動するとき、各々の電動機グループの負荷すべり特性から求められた周波数を前記バックアップインバータ装置の再起動周波数とし、所定の周波数まで同期加速したあと、順次対応するインバータ装置に乗せ換えていくようにしたことを特徴とする請求項1に記載のヒステリシス電動機用ドライブ装置。
The power failure controller is
If the power outage time exceeds the first time and is less than the second time,
When the remaining portions of the group of motors are sequentially restarted by the backup inverter device, the frequency obtained from the load-slip characteristics of each motor group is set as the restart frequency of the backup inverter device, and synchronous acceleration is performed up to a predetermined frequency. The hysteresis motor drive device according to claim 1, wherein the hysteresis motor drive device is changed over to a corresponding inverter device after that.
前記停電制御器は、
前記停電時間が前記第1の時間を超え、前記第2の時間未満の場合、
前記電動機グループの一部を定格周波数で運転されている前記定常インバータ装置で再起動すると共に、前記電動機グループの残りの部分を順次定格周波数で運転されている前記バックアップインバータ装置で再起動することを特徴とする請求項1に記載のヒステリシス電動機用ドライブ装置。
The power failure controller is
If the power outage time exceeds the first time and is less than the second time,
Restarting a part of the motor group with the stationary inverter device operating at the rated frequency and restarting the remaining part of the motor group with the backup inverter device operating at the rated frequency sequentially. The drive device for a hysteresis motor according to claim 1, wherein the drive device is a hysteresis motor.
前記停電制御器は、
前記停電時間が前記第1の時間を超え、前記第2の時間未満の場合、
全体の再起動時間が最短となるように前記定常インバータ装置で再起動するときの電動機グループを選定し、且つ残りの電動機グループが複数個同時再起動可能であればこれを行うようにしたことを特徴とする請求項1に記載のヒステリシス電動機用ドライブ装置。
The power failure controller is
If the power outage time exceeds the first time and is less than the second time,
In order to minimize the overall restart time, select a motor group when restarting with the stationary inverter device, and if a plurality of remaining motor groups can be restarted simultaneously, this is done. The drive device for a hysteresis motor according to claim 1, wherein the drive device is a hysteresis motor.
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