JPH01186187A - 誘導機の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、誘導機の制御装置に係り、特にベクトル制御
を行なって誘導機の端子電圧の位相及び周波数を商用電
源電圧と一致させて切換えるよう制御する誘導機の制御
装置に関する。

（従来の技術） 交流電動機を可変周波数電源装置により運転し、商用電
源と同一の周波数になったところで、商用電源と電動機
端子電圧位相を合わせて切換える方式を商用同期切換と
言い、これとは逆に、商用電源で運転沖に可変周波数電
源装置に切換える方式を商用同期解列とと言う。

大容量の同期電動機などでは、始動電流を抑制したり、
電動機の熱的・機械的ストレスを軽減したりする目的で
、上記切換方式が一般に用いられている。しかし、誘導
電動機の場合、実際の回転数と一次周波数との間にすべ
りが存在し、「周波数＝回転数」とならないため、商用
同期切換の方法として、一般に、回転数を制御せず周波
数を制御する方法を用いていた。

第３図を用いて、誘導電！Ｆｌ１機（以下、誘導機と称
す、）の周波数制御（Ｖ／Ｆ制御）により同期切換を行
なう従来の制御装置を説明する。

第３図に示すように、１は誘導機、２は商用電源（図示
せず）を任意の電圧、周波数の交流に変換する周波数変
換器、３は変換器出力側遮断器、４は商用電源側遮断器
、５は電圧基準ＶＲＦＦと電圧フィードバックＶを比較
制御する電圧制御回路、６は電流基準演算回路、７は電
流基準Ｉ　ＲＢＦと電流フィードバックエとを比較制御
する電流制御回路、８は位相比較器、９はローパスフィ
ルタ、１０は周波数補正回路である。

このように構成されたものにおいて、誘導機１を周波数
変換器２により始動・加速して、商用電源に同期切換え
する方法を説明する。まず、周波数変換器２により誘導
機１を商用電源周波数近傍まで加速し、その後商用電源
電圧位相θＰと周波数変換器出力電圧位相ＯＶとを位相
比較器８により比較し、位相誤差ΔＯを算出し、これを
ローパスフィルタ９を通して周波数補正信号ｆｈとして
周波数基準ｆ　Ｒｖｘｔｒに加算し、この和を基に、周
波数変換器２の周波数ｆを制御する。

このように構成した場合、位相比較器８、ローパスフィ
ルタ９、周波数補正回路１０．電流基準演算回路６、電
流制御回路７及び周波数変換器２は位相同期ループ（Ｐ
ＬＬ）を構成し、位相誤差Δθが０となるように、曲ち
周波数変換器出力電圧位相Ｏｖと商用電源電圧位相ＯＰ
とが一致するように周波数補正信号ｆ＾が動作する。両
者の位相が一致している状態で変換器出力側遮断器３を
開放し、商用電源側遮断器４を投入することにより９１
ｍＪ切換が完了する。

他方、商用電源にて運転中の誘導機１を商用電源と同位
相にて運転された周波数変換器に切換えて運転する商用
同期解列の場合は次のような方法をとる。

商用電源側遮断器４が閉、変換器出力側遮断器３が開の
状態で、変換器出力電圧位相θＶを商用電源電圧位相θ
Ｐとの位相が一致するように、周波数補正信号ｆｈを調
整し、位相誤差Δθが十分小さくなった後に変換器出力
側遮断器３を投入し、その後商用電源側遮断器４を開放
し、周波数変換器２による運転に切換えが完了する。も
し電流形変換器のように周波数変換器２が出力を開放し
た状態で電圧を出力できない場合には、出力電圧位相θ
Ｖと等価な制御信号を用いて、上記動作を行ない、変換
器出力側遮断器３を投入後に実際の周波数変換器２によ
る通電を開始することもできる。

（発明が解決しようとする課題） 上記従来の誘導機の＃御装置においては、周波数変換器
で周波数を制御するために実際の回転数の精度を高くす
ることができない。また、急加減速を行なう場合や誘導
機の負荷が変動する場合に安定性に問題があった。

そこで、本発明は誘導機の速度を検出し、高い精度で速
度を制御し、かつ安定な制御性能を有しながら、商用同
期切換、商用同期解列が可能な誘導機の制御装置を提供
することを目的とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段及びその作用）したがって
、上記目的を達成するために、本発明は、誘導機に速度
検出器を備え、誘導機の一次電流を磁束分とトルク分と
に分離制御するよう構成し、速度制御を行なうことによ
り、高い速度精度と、安定性を維持しながら、商用同期
切換、商用同期解列を行なう。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明する。

第１図において第３図において説明したものと同一の構
成要素については、同一符号を付し、その説明を省く。

Ｉ第１図に示すように、１１は速度制御回路、１２は磁
束設定回路、１３は速度検出器、１４は電流基準演算回
路である。

このように構成されたものにおいて、誘導機１を周波数
変換器２で運転する場合には、速度基準ＮＰｅ、を入力
し、誘導機１の速度Ｎを速度検出器１３により検出し、
これをフィードバックし、速度制御回路１１により速度
制御を行なう。速度制御回路１１は、速度基準Ｎ　、、
、および速度Ｎの偏差分ΔＮにより、誘導機１の一次電
流のうちトルク電流成分の基準値１１Ｑを出力する。一
方、磁束認定回路１２は、誘導機１の一次電流のうち励
磁電流成分の基準値１ｚｄを出力する。電流基準演算回
路１４は、トルク電流分ｘｘｑ、励磁電流分ｌａｄ及び
速度Ｎより一次電流の大きさＩ　Ｒ［ＥＦと位相θ、と
を出力する。

電流制御回路７は、−次電流の大きさＩ　ＲＢＦと位相
０１　を基準とし１周波数変換器２の出力電流工の大き
さと位相を瞬時値制御する。第１図に示すように構成さ
れた誘導機の制御装置を用いて、商用同期切換を行なう
場合には、まず周波数変換器２を用いて誘導機１の速度
Ｎを制御し、商用電源電圧位相θ２と変換器出力電圧位
相θ、とを位相比較器８により比較して、位相誤差Δθ
を求め、これをローパスフィルタ９を通して、速度補正
信号Ｎ八として速度基準ＮＰ＠ｔに加算する。このよう
に構成した場合、速度制御回路１１、電流基準演算回路
１４、電流制御回路７、周波数変換器２、位相比較器８
、ローパスフィルタ９は位相同期ループ（ＰＬＬ）を構
成し、位相誤差Δθが小さくなるように速度補正信号Ｎ
Ａを出力する。この場合、速度補正信号ＮＡは、すベリ
周波数を操作して一次周波数と商用電源周波数が等しく
なるように出力される。位相誤差Δθが十分小さくなっ
た時に、商用電源側遮断器４を投入し、その後変換器出
力側遮断器３を開放することにより、商用同期切換が完
了する。

変換器出力側遮断器３を開放にした状態で周波数変換器
２の出力電圧を出しうる電圧源形の周波数変換器の場合
には、商用同期解列についても上記方法で商用電源から
周波数変換器に切換えることができる。つまり、変換器
出力側遮断器３を開放にしたまま周波数変換器２を運転
し、その出力電圧位相θ９を検出して商用電源電圧位相
θ２どの位相誤差Δｅが小さくなるよう速度補正信号Ｎ
Ａを出力し、位相誤差Δθが十分小さくなった時点で、
変換器出力側遮断器３を投入する。しかる後、商用電源
側遮断器４を開放して商用同期解列が完了する。

一方、周波数変換器２の出力を開放にした状態では運転
することのできない電流源形の周波数変換器の場合、商
用同期解列は先の実施例の方式をとることができない。

したがって、第２図に本発明の他の実施例として、電流
源形の周波数変換器を用いた場合を示す。

第２図において、先の実施例と同一構成要素であるもの
については、同一符号を付し、その説明を省く、１５は
電流制御回路７からの通電信号Ｃより出力電圧位相θ９
を推定するＸ出力電圧位相演算回路、１６はトルク電流
分の基準値を切換えるトルク電流切換回路である。商用
同期解列の動作を以下説明する。

商用電源側遮断器４を閉として商用電源にて運転してい
る状態から１周波数変換器２の制御回路系のみ動作させ
、出力電圧位相演算回路１５により、電流制御回路７か
ら周波数変換器２への通電信号Ｃより、出力電圧位相θ
Ｖを推定する。出力電圧位相θ９と商用電源電圧位相θ
２とを位相比較器８により比較し、位相誤差Δθをロー
パスフィルタ９を通してトルク電流分補正信号１ｔｑＡ
として電流基準演算回路１４に入力する。電流基準演算
回路１４はトルク電流分補正信号１１ｑ＾及び励磁電流
分ｌｘｄ及び速度Ｎより一次電流の大きさＩ　Ｒ１！Ｆ
と位相０□とを出力する。電流制御回路７は、−次電流
の大きさＩ　ＲＥＦと位相θ□とを基準とし、周波数変
換器２に通電信号Ｃを与える１以上の構成において、出
力電圧位相演算回路１５と位相比較器８、ローパスフィ
ルタ９、電流基準演算回路１４、電流制御回路７は位相
同期ループ（ＰＬＬ）を構成し、位相誤差Δθが小さく
なるようにｌｘ＋ＩＡを出力する。周波数変換器２の制
御回路系のみ動作している状態で位相誤差Δθが十分小
さくなった時に、変換器出力側遮断器３を投入し、商用
電源電圧に位相が合った状態で周波数変換器２の出力電
圧を出力し、その後、商用電源側遮断器４を開放する。

これと同時にトルク電流切換回路１６を速度制御回路１
１側に切換え、以後、周波数変換器２により誘導機１を
速度制御する。

以上により商用同期解列が完了する。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明によれば、高い速度精度や安定
性を維持しながら、商用同期切換、商用同期解列が可能
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
本発明の他の実施例を示すブロック図、第３図は従来の
誘導機の制御装置を示すブロック図である。 １・・・誘導機　　　　　２・・・周波数変換器８・・
・位相比較器　　　９・・・ローパスフィルタ１１・・
・通電制御回路　　１２・・・磁束設定回路１３・・・
速度検出器　　　１４・・・電流基準演算回路１５・・
・出力電圧位相演算回路 １６・・・トルク電流切換回路 代理人　弁理士　則　近　憲　佑 同　　　　第子丸　　　健 ｒｅｆ 第１図 第２図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 定周波電源と並設され、誘導機を制御する誘導機の制御
   装置において、前記誘導機の一次電流を磁束発生に寄与
   する電流成分とトルク発生に寄与する電流成分とに分離
   して制御する電流制御手段と、前記誘導機の回転数を検
   出する検出手段と、この検出手段からの出力を基に、前
   記誘導機のすべり周波数を制御するすべり周波数制御手
   段と、前記検出手段からの出力を基に、前記誘導機の速
   度を制御する速度制御手段と、前記誘導機の駆動電源を
   前記定周波電源に切換える切換手段とを具備し、前記定
   周波電源の電圧位相と前記誘導機の端子電圧の位相又は
   磁束の位相とを所定の位相差に保持し、前記定周波電源
   との切換動作を行なうことを特徴とする誘導機の制御装
   置。