JPH02184293A

JPH02184293A - インバータ装置

Info

Publication number: JPH02184293A
Application number: JP64000752A
Authority: JP
Inventors: Yoichi Morishima; 洋一森島
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1989-01-05
Filing date: 1989-01-05
Publication date: 1990-07-18
Anticipated expiration: 2012-11-17
Also published as: JP2677648B2

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）本発明はモータ運転中における停電から復電したときの
ための構成を改良したインバータ装置に関する。

（従来の技術）インバータ装置によってモータを運転している場合、い
わゆる瞬時停電があってこれから復電したときには、一
般のインバータ装置では始動周波数から再起動するため
、主回路電圧が過大となり、ついには過電圧保護機能が
働いて装置が停止してしまう。

そこで、近年は、モータ運転中において停電が発生し、
これから復電したときには、直ちに通常の運転モードに
復帰することなく瞬時停電保護モードに入るようにして
いた。

この瞬時停電保護モードの概要は、停電から復電したと
きにフリーラン状態にあるモータの回転数を８Ｐ１定し
、これに基づきインバータ装置の再起動時１こおける回
転数を予測し、再起動時はその予測回転数に対応する周
波数を出力するように制御するところにある。ここで、
モータの回転数測定は次のようにして行われていた。モ
ータ巻線の誘起電圧を変圧器を介して検出すると共に、
パルス成形回路により誘起電圧の１周期に相当するパル
ス幅の周期測定パルスを得る（第６図（Ａ）に誘起電圧
の電圧波形、同図（Ｂ）に周期１１ｐＩ定パルスを示す
）。そして、周期測定パルスのパルス幅でカウンタ用パ
ルス発生回路からのクロックパルス（同図（Ｃ）参照）
をカウントして誘起電圧の周期、ひいては誘起電圧の周
波数或いはモータの回転数をｎ１定するのである。

（発明が解決しようとする課題）ところが、上記構成としても、時には過電流保護機能や
過電圧保護機能が働いて装置が停止してしまうことがあ
るという問題があった。その理由の１つは、誘起電圧の
周波数を検出するにあたり、周期Δ−１定パルスのパル
ス幅でクロックパルスをカウントしているため、周期測
定パルスとクロ。

ツクパルスとのタイミングによっては、第６図（Ｃ）か
ら明らかなように、測定された誘起電圧の周期には最大
２Δｔ（Δｔはクロックパルスの周期）の誤差が生じて
しまうところにある。この誤差は、クロックパルスの周
期Δｔに比べて周期ｉｌｌ定パルスのパルス幅が十分に
広い場合には小さいが、周期１１１１定パルスのパルス
幅が狭くなる高速運転時には相当に太き（なり、このた
めに保護機能が働く程の過電流や過電圧が発生するので
ある。

そこで、本発明の目的は、モータ回転中に停電力ｔあっ
たとしても、復電時に過大な電流が流入したり、過大な
電圧が印加されたりして装置の停止に至ることを防止す
ることができるインバータ装置を提供するにある。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）本発明のインバータ装置は、負荷電流を検出する負荷電
流検出手段と主回路電圧を検出する主回路電圧検出手段
とを設けると共に、再起動後の負荷電流が大なる場合に
は出力周波数を低くし、再起動後の主回路電圧が大なる
場合には出力周波数を高くする出力周波数補正手段を設
けたところに特徴を有する。

（作用）モータ回転中における停電から復電したときに、モータ
巻線の誘起電圧の周波数に基づき再起動時の出力周波数
が決定された結果、その出力周波数がモータの実際の回
転数に比べて高過ぎた場合には、大きな負荷電流が流れ
る。すると、負荷電流検出手段によって大きな負荷電流
が流れたことが検出され、出力周波数補正手段によって
出力周波数が低く補正されるから、負荷電流が過電流保
護レベルにまで上昇することが抑制される。

また、復電後の出力周波数がモータの実際の回転数に比
べて低過ぎた場合には、モータは回生状態となって主回
路電圧が上昇する。すると、主回路電圧検出手段によっ
て主回路電圧が上昇したことが検出され、出力周波数補
正手段によって出力周波数が高く補正されるから、主回
路電圧が過電圧保護レベルにまで上昇することが抑制さ
れる。

（実施例）以下本発明の一実施例について第１図乃至第５図を参照
して説明する。

全体的な構成は第１図に示しである。交流電源１からの
交流を整流回路２にて整流し、コンデンサ３にて平滑化
された直流がインバータ主回路４に供給される。インバ
ータ主回路４の各トランジスタはベースドライブ回路５
ａによってオンオフ制御され、これにてモータ６に交流
が供給される。

ベースドライブ回路５ａに各トランジスタの制御のため
の信号を与える制御部５は周知のようにマイクロコンピ
ュータ或いは専用ＬＳＩ等を利用して構成され、過電流
保護、過電圧保護、短絡保護、不足電圧保護、ストール
防止等の各種保護機能を有する。

さて、瞬時停電保護のための構成について述べるに、モ
ータ巻線には変圧器７が接続され、その二次側にモータ
巻線の誘起電圧を降圧した電圧が出力される。この出力
電圧はパルス整形回路８にて波形整形され、誘起電圧の
１周期に相当するパルス幅の周期測定パルスがカウンタ
回路９に出力される。そして、このカウンタ回路９には
パルス発生回路１０からクロックパルスが与えられてい
て、周期ｉｌＰ＋定パルスが入力されるとそのパルス幅
に相当する時間だけクロックパルスがカウントされる。

このカウンタ回路９によるカウント値は、後に詳述する
ように出力周波数補正手段としても機能する周波数制御
回路１１に与えられる。また、インバータ主回路４には
負荷電流を検出する電流検出素子１２が設けられ、電流
検出回路１３と協同して負荷電流を検出する負荷電流検
出手段１４を構成している。さらに、主回路電圧を検出
するために、主回路電圧検出手段に相当する電圧検出回
路１５が設けられ、その電圧検出値が電流検出回路１３
からの電流検出値と共に前記周波数制御回路１１に与え
られるようになっている。

次に、本実施例の作用につき述べる。これにより周波数
制御回路１１のソフトウェア的構成が明らかになるはず
である。なお、ここでは本発明に直接関連する瞬時停電
から復電した場合について説明する。

モータ６の運転中に停電が生じてフリーラン状態になる
と、モータ巻線には残留磁気によってモータ６の回転数
に対応した周波数の誘起電圧が誘起され、従ってパルス
整形回路８からはモータ６の回転数に対応したパルス幅
の周期測定パルスが出力されている。また、モータ６の
回転数は第３図に示すように徐々に低下し、ある時間経
過後は直線近似できるようになる。そこで、停電から復
電すると周波数ＩＩＪ御回路１１は瞬時停電再起動モー
ドに入り、まず所定時間カウントして直線近似ができる
時点ｔ１まで待機する（第２図ステップａ）。そして、
時刻ｔ１において、まず周期測定パルスが１か０かを判
別しくステップｂ）、次いでそのパルス幅に相当する時
間だけクロックパルスをカウントしくステップＣ）、そ
のカウント値に基づき誘起電圧の周波数を演算、する（
ステップｄ）。ここで、タロツクパルスの周期をΔｔ１
この時点でのクロックパルスのカウント数を０１である
とすると、時刻ｔ、の誘起電圧の周波数ｆ。

は次式で表される。

ｆ、−１／　　Δ　ｔｅｎ。

この後、所定時間ΔＴが経過するまで待機しくステップ
ｅ）、時刻【２に至ったところで上述のステップｂ、ｃ
、ｄと同様にして誘起電圧の周波数ｆ２を演算する（ス
テップｆ、ｇ、ｈ）。そして、時刻ｔ２からやはりΔＴ
だけ経過した時刻ｔ３における誘起電圧の周波数ｆ、を
予測する。

これには、直線近似領域であるから、次式を演算すれば
良い（ステップｉ）。

ｆ　ｓ　”　２　ｆ　２−　ｆ　ｌそして、時刻ｔ、になるまでカウントしくステップｊ）
、時刻ｔ、に至ると予測した周波数ｆ。

を出力周波数としてインバータ装置を再起動させる（ス
テップｌｃ　）。この再起動後には、電圧検出回路１５
を介して主回路電圧を監現しくステップ１）、主回路電
圧が設定値以上に上昇したときにはインバータ装置の出
力周波数を所定値Δｆだけ上昇させる（ステップｍ）。

なお、ここで出力周波数を上昇させるための主回路電圧
の設定値は、過電圧保護機能の動作レベルよりも低く設
定されている。また、上記した出力周波数の上昇動作は
主回路電圧が設定値内に収まるまで続けられる。

また、再起動後に主回路電圧が設定値以上に上昇しない
とき、または主回路電圧が設定値内に収まるまで出力周
波数が高められた後は、電流検出回路１３を介して負荷
電流を監視しくステップｎ）、負荷電流が設定値以上に
上昇したときには出力周波数を所定値Δ【だけ低（する
（ステップ０）。

ここで出力周波数を低ドさせるための負荷電流のの設定
値は、過電流保護機能の動作レベルよりも低く設定され
ている。また、上述した出力周波数の低下動作は負荷電
流が設定値内に収まるまで続けられ、負荷電流が設定値
内に収まるまで出力周波数が高められた後、または当初
から負荷電流が設定値以内に収まっていたときには、メ
インルーチンに戻ってインバータ装置は通常の運転モー
ドとなる。

このように本実施例によれば、モータ６の回転中に停電
が発生し、これから復電した場合には、まずモータ巻線
に誘起されている誘起電圧の周波数に基づき出力周波数
を予測・決定し、その出力周波数でインバータ装置が再
起動する。この場合、クロックパルスのカウント上の誤
差等によって、予測・決定された出力周波数が実際のモ
ータ６の回転数に対して低過ぎたときには、大きな負荷
電流が流れ込むようになるが、その再起動後の負荷電流
が設定値以上に上昇するとインバータ装置の出力周波数
が高められることになる（ステップりこの結果、負荷電
流の増大が抑えられ、過電流保護機能が動作して装置が
停止してしまうことを確実に防止することができる。第
４図に、時刻ｔにおける誘起電圧、の周期測定に誤差が
あったため、再起動時の出力周波数が低く決定され、こ
れが矢印のように補正された例が示されている。

また、予１ｌ−１・決定された出力周波数が逆にモータ
６の回転数に対して高過ぎたときには、モータ６が回生
状態となって主回路電圧が上昇するようになるが、本実
施例では再起動後における主回路電圧が設定値以上に上
昇するとインバータ装置の出力周波数が低められること
になる（ステップｎ）この結果、主回路電圧の上昇が抑
えられるがら、過電圧保護機能が動作して装置が停止し
てしまうことを確実に防止することができ、前述した負
荷電流の増大抑制作用とあいまち、復電後の再起動を確
実ならしめることができる。なお、第５図には、時刻ｔ
１及び時刻ｔ２における誘起電圧の周期Δ−１定に誤差
があったため、ｉｌ起動時の出力周波数が高く決定され
、これが矢印のように補正された例が示されている。

なお、上記実施例では、負荷電流及び主回路電圧が設定
値以上に上昇したときには、インバータ装置の出力周波
数を一定値Δｆづつ変化させるようにしたが、これに限
らず例えば検出された負荷電流及び主回路電圧と基準値
との差に応じた周波数だけ出力周波数を反比例的に変化
させるようにしてもよい。要するに、再起動後の負荷電
流が大なる場合には出力周波数を低く、再起動後の主回
路電圧が大なる場合には出力周波数を高く補正するよう
にすれば本発明の所期の目的を達成できるものである。

［発明の効果］本発明は以上述べたように、再起動後の負荷電流及び主
回路電圧に応じて出力周波数を補正するようにしたから
、停電から復電した後の再起動時に電流・電圧が過大に
なって装置が停止してしまうことを確実に防止できると
いう優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は全体の構成を示すブロック図、第２図は瞬時停
電保護モードのフローチャート、第３図は停電後の回転
数変化特性図、第４図及び第５図は出力周波数の補正の
様子を示す回転数変化特性図、第６図はモータの回転数
測定原理を示す電圧波形図である。図面中、４はインバータ主回路、６はモータ、７は変圧
器、１１は周波数制御回路（出力周波数補正手段）、１
４は負荷電流検出手段、１５は電圧検出回路（主回路電
圧検出手段）である。出願人　　株式会社　　東　　芝第１図第図

Claims

【特許請求の範囲】

１、モータ運転中における停電から復電したときに、モ
ータ巻線の誘起電圧の周波数に基づき再起動時の出力周
波数を決定するようにしたものにおいて、負荷電流を検
出する負荷電流検出手段と、主回路電圧を検出する主回
路電圧検出手段とを設けると共に、再起動後の負荷電流
が大なる場合には出力周波数を低くし、再起動後の主回
路電圧が大なる場合には出力周波数を高くする出力周波
数補正手段を設けたことを特徴とするインバータ装置。