JPH0347071B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の属する技術分野〕 この発明は、運転モードが切換わるときの巻線
形誘導電動機の２次抵抗制御装置に関する。

〔従来技術とその問題点〕

第１図は巻線形誘導電動機の制御の従来例を示
す制御回路図である。この第１図において、３相
交流電源（Ｒ，Ｓ，Ｔ相）からの交流電力は遮断
器１と変流器２を経て逆並列接続されている５組
のスイツチング手段としてのサイリスタ３に与え
られるのであるが、この５組のサイリスタ３のう
ちの３組を動作させて巻線形誘導電動機４の１次
巻線に交流電圧を印加する。すなわち電源のＲ相
電圧がこの電動機４の端子Ｕに印加され、Ｓ相電
圧が端子Ｖに、Ｔ相電圧が端子Ｗに印加されるよ
うに３組のサイリスタ３を導通させれば、当該電
動機４は一定方向（以下ではこれを正転と称す
る）に回転する。また電源のＲ相電圧が端子Ｗ
に、Ｓ相電圧は前と同じく端子Ｖに、Ｔ相電圧は
端子Ｕに印加されるように３組のサイリスタ３を
導通させると、この電動機４に印加される交流電
圧の相回転方向が逆転するので、この電動機４を
上述とは逆の方向に回転させることができる。

巻線形誘導電動機の２次巻線には２次抵抗器が
接続されているが、この第１図に示す従来例では
この２次抵抗器は抵抗６と７と８との３つの部分
に区分されており、それぞれの区分を短絡するた
めの抵抗短絡スイツチが設けられている。すなわ
ち抵抗短絡スイツチ２３が動作すれば抵抗６が短
絡されるので、電動機４の２次巻線に接続される
のは７と８なる抵抗だけとなる。同様に抵抗短絡
スイツチ２６が動作すれば６と７なる抵抗が短絡
されることになり、さらに抵抗短絡スイツチ２９
が動作すれば全２次抵抗が短絡されることにな
る。このように当該巻線形誘導電動機４の２次巻
線に接続されている抵抗６，７，８，を段階的に
短絡すると、この電動機４の速度を段階的に変化
させることができる。

巻線形誘導電動機４の回転子には速度発信機５
が結合されていて、この速度発信機５からは当該
電動機４の速度実際信号が得られる。一方速度設
定器１１からは１２なる加減速調節器を経て速度
目標値信号が得られるので、この速度目標値信号
と前述の速度実際値信号とをPI調節器でなる速
度調節器１３に入力させ、この速度調節器１３か
ら両入力信号の偏差を零にする電流目標値信号を
とり出す。変流器２から出力され、整流器１４を
介して得られる電流実際値信号と、前述の電流目
標値信号とを同じくPI調節器でなる電流調節器
１５に入力させ、この両入力信号の偏差を零にす
る制御信号が点弧角調整器１６と１７とに発せら
れるのであるが、この両点弧角調整器１６と１７
はそのどちらか一方のみが動作するようになつて
いる。すなわち点弧角調整器１６は電動機４を正
転させるためのものであつて、正転用の３組のサ
イリスタ３を位相制御し、点弧角調整器１７は逆
転用の３組のサイリスタ３を位相制御するので、
電動機４の１次巻線端子Ｕ，Ｖ，Ｗに印加される
電圧の大きさと相回転方向を自由に調節すること
ができる。

加減速調節器１２を介して得られる速度設定器
１１からの速度目標値信号はコンパレータ２１，
２４，２７に与えられ、この速度目標値信号がそ
れぞれのコンパレータの動作設定値に到達する
と、抵抗短絡阻止手段としての短絡阻止リレー３
０が励磁されていることを条件にして抵抗短絡指
令リレー２２，２５，２８を励磁するので前述の
抵抗短絡スイツチ２３，２６，２９が動作する。
すなわちこの電動機４の始動したとき、速度目標
値信号は低レベルにあるのでコンバレータ２１，
２４，２７はいずれも不動作であるため、電動機
４の２次巻線には全抵抗６，７，８が接続される
ことになり、大きな始動トルクを発生して電動機
４の始動と加速を容易にしているが、この電動機
４の速度はこの２次抵抗器の抵抗値と負荷トルク
とで定まる速度以上にはならない。しかし速度目
標値信号がこの速度以上の値になると、コンパレ
ータ２１が動作して抵抗短絡指令リレー２２が励
磁され、抵抗短絡スイツチ２３が動作すれば６が
短絡されるので、電動機４の２次巻線に接続され
る抵抗の値が減少するので、この抵抗値と負荷ト
ルクとで定まる速度まで電動機速度は上昇する。
同様にしてコンパレータ２４が動作すれば電動機
４の２次巻線に接続されるのは抵抗８のみとな
り、更にコンパレータ２７が動作すれば全抵抗
６，７，８が短絡されるので、この電動機４は同
期速度に近い最高速度に達する。

この様に２次巻線に接続されている抵抗６，
７，８を段階的に短絡すると電動機４の速度も段
階的に変化をするが、この２次抵抗変化と前述せ
るサイリスタの位相制御とを組合わせることによ
り、当該電動機４の速度を連続的に変化させるこ
とができる。

１８なる運転指令演算器は速度設定器１１と速
度発信機５との信号を受けて電動機４の運転・停
止と回転方向を指令する機能を有する。すなわち
速度設定器１１から得られる回転方向信号はこの
運転指令演算器１８を経由し１９なる切換指令演
算器からの信号により点弧角調整器１６と１７の
いずれか一方を動作させて当該電動機４を正転あ
るいは逆転方向に運転させる。さらに運転開始と
同時に加減速調節器１２と速度調節器１３に動作
指令を送り、また電動機４が完全に停止すれば同
じく加減速調節器１２と速度調節器１３をゼロホ
ールドさせる。

運転中の巻線形誘導電動機４が駆動運転中であ
るか制御運転中であるかは、速度調節器１３から
トルク極性信号としてとり出される。このトルク
極性信号は運転モード検出手段としての切換指令
演算器１９に入力されるのであるが、この切換指
令演算器１９は前述の運転方向を指令する機能の
他にこの運転モードの切換えを指令する機能を有
する。一定周波数で運転される誘導電動機の制動
方法としては逆相制動がもつとも一般的である。
それ故電動機４が正転方向に駆動運転中であると
すると点弧角調整器１６が動作中であり、点弧角
調整器１７は不動作である。ここでトルク極性信
号が切換わつたことをこの切換指令演算器１９が
弁別すると、電動機４が正転方向に運転中であつ
ても動作中の点弧角調整器１６を停止して１７を
動作させることにより電動機４は逆相制動状態に
なり、急速にその速度は低下する。

上述の点弧角調整器１６，１７の動作を切換え
て電動機４に印加される電圧の相回転方向の切換
えはサイリスタ３に流れる電流が零のときに切換
えないと電源短絡になるのであるが、切換指令演
算器１９はこの電流を制御し監視する機能を合わ
せて有する。すなわちトルク極性信号が反転して
運転モード切換えの指令がこの切換指令演算器１
９に与えられると、この切換指令演算器１９から
電流調節器１５にパルスシフト指令が与えられ、
このパルスシフト指令により動作中の点弧角調整
器１６は正転方向に電圧を印加している３組のサ
イリスタ３の点弧角αをαmaxにシフトさせる。
これにより電動機４に流れる電流が零になつたこ
とを検出してこの切換指令演算器１９は点弧角調
整器１７を動作させるので、この電動機４は電源
短絡を生ずることなく逆相制動運転に入るのであ
る。

ところで電動機４が逆相制動運転になるとき
に、２次巻線に接続されている抵抗６，７，８が
すべて短絡されているとこの電動機４のインピー
ダンスが小さいので非常に大きな電流がこの電動
機４に流れるから、サイリスタ３を損傷したり、
過電流リレーが動作して電動機４の運転が中断さ
れるなどの不都合を発生するおそれがある。よつ
て逆相制動運転に入るときは電動機４の２次巻線
には抵抗６，７，８が全部接続されているように
する。抵抗短絡阻止手段としての短絡阻止リレー
３０がこの役割りをはたすリレーであつて、電動
機４が駆動運転中であれば切換指令演算器１９か
らの出力によりこの短絡阻止リレー３０は励磁さ
れるので抵抗短絡指令リレー２２，２５，２８と
抵抗短絡スイツチ２３，２６，２９はそれぞれコ
ンパレータ２１，２４，２７からの指令で抵抗
６，７，８を適宜短絡することができる。しかし
電動機４が制動運転モードに入ると切換指令演算
器１９の指令によりこの短絡阻止リレー３０は無
励磁となるため、コンパレータ２１，２４，２７
の指令がどのようなものであつても抵抗短絡スイ
ツチ２３，２６，２９は動作せず、よつて電動機
４の２次巻線には全抵抗６，７，８が接続される
ことになる。

しかしながらこのような制御装置を有する巻線
形誘導電動機４がその同期速度に近い最高速度で
運転中に切換指令演算器１９へ運転モード切換指
令が繰返して入力される場合がある。たとえば天
井クレーンが荷物を吊つて抵抗６，７，８が短絡
された状態すなわち全速で走行中あるいは横行中
に急激に停止させようとする場合、運転モードは
当然駆動運転から制動運転に切換わるので、短絡
阻止リレー３０は無励磁となつて当該電動機４の
２次巻線には全抵抗６，７，８が挿入され、１次
巻線には相回転が逆方向の電圧が印加されて逆相
制動運転に入り、その速度を急激に減少させよう
とするのであるが、そのとき吊荷が振動するとこ
の吊荷に引張られて制動運転中であるにも拘らず
速度調節器１３からのトルク極性信号が反転し
て、切換指令演算器１９は再び駆動運転を指令す
る信号を出力する。そのため相回転方向は再び正
転方向に切換わるとともに短絡阻止リレー３０も
励磁されるのであるが、そのときの電動機４の速
度がコンパレータ２７で設定している値よりも大
であると、抵抗短絡指令リレー２８と抵抗短絡ス
イツチ２９が動作するため、２次抵抗器６，７，
８は一挙に全部短絡されることになり、電動機４
には大きな電流が突入する。しかし吊荷が振動し
て上記とは逆の方向に振れると再び制動運転モー
ドとなる。

このように駆動運転と制動運転とが交互に指令
されると、その都度抵抗６，７，８は一挙に短絡
と開放とを繰返すので電動機４の流れる電流が大
幅に変動し、過電流など種種の不具合を生ずる。

〔発明の目的〕

この発明は高速で運転中の巻線形誘導電動機が
駆動運転モードと制動運転モードを交互に繰返し
ても、当該電動機に流入する電流の変動を抑制で
きる巻線形誘導電動機の２次抵抗制御装置を提供
することも目的とする。

〔発明の要点〕 このような目的を達成するために、本発明は、 高速で運転中の巻線形誘導電動機が駆動運転と
制動運転とを交互に繰り返させられても当該電動
機に流入する電流の変動を抑制するために、 抵抗短絡阻止手段の動作が解除されたとき２次
抵抗器の抵抗値を大きな値から順次減少させる順
序制御手段を、 抵抗短絡手段に備えたことを特徴とする。

すなわち、本発明は、巻線形誘導電動機が高速
で運転中に制動運転モードから駆動運転モードに
切換つて２次抵抗器の短絡を阻止する抵抗短絡阻
止手段の阻止動作が解除されたときに、２次抵抗
器の抵抗値は大きな値であり、それから順次抵抗
が短絡されてその抵抗値が減少して行くような順
序制御手段を設けることにより、２次巻線に接続
されている抵抗の値が一挙に零になるのを妨げる
ことにより、当該電動機に流入する電流が大幅に
変動することがないようにしようとするものであ
る。

〔発明の実施例〕

第２図は本発明の実施例を示す制御回路であつ
て、この第２図により以下に本発明の内容を説明
する。

第２図において前述の第１図に示す従来例と異
なるところは、順序制御手段としての抵抗短絡ス
イツチ２３の補助接点２３Ａが抵抗短絡指令リレ
ー２５の接点に直列に挿入され、また抵抗短絡ス
イツチ２６の補助接点２６Ａが同じく順序制御手
段として抵抗短絡指令リレー２８の接点に直列に
挿入されていることであつて、上記以外のものす
なわち遮断器１、変流器２、逆並列接続されてい
る５組のサイリスタ３、巻線形誘導電動機４とこ
れに結合されている速度発信機５、抵抗６と７と
８とで構成されている２次抵抗器、速度設定器１
１、加減速調節器１２、速度調節器１３、整流器
１４、電流調整器１５、点弧角調整器１６と１
７、運転指令演算器１８、切換指令演算器１９、
コンパレータ２１と２４と２７、抵抗短絡指令リ
レー２２と２５と２８、抵抗短絡スイツチ２３と
２６と２９、短絡阻止リレー３０のそれぞれに付
されている符号・名称・機能はすべて第１図に示
すものと同じであるから、その説明は省略する。

順序制御手段として抵抗短絡スイツチ２３と２
６の補助接点２３Ａと２６Ａが第２図に示すよう
に抵抗短絡指令リレー２５と２８の接点に直列に
接続されていると、当該電動機４の運転モードが
制動運転から駆動運転に切換つて短絡阻止リレー
３０が励磁されても、２次巻線に接続されている
抵抗６，７，８が一挙に短絡されることはない。
すなわち全抵抗６，７，８を短絡する抵抗短絡ス
イツチ２９を励磁する回路には常時開なる補助接
点２６Ａが挿入されていて、抵抗短絡スイツチ２
６が励磁されなければこのスイツチ２９は動作し
ない。しかしこの抵抗短絡スイツチ２６はまた抵
抗短絡スイツチ２３が動作しなければ励磁されな
いように、常時開なるスイツチ２３の補助接点２
３Ａが抵抗短絡スイツチ２６の励磁回路に挿入さ
れている。

結局この電動機４が駆動運転モードに切換る
と、そのときの電動機４の速度には無関係に大き
な抵抗値の２次抵抗が２次巻線に接続され、まず
抵抗短絡スイツチ２３が動作して抵抗６を短絡す
る。このとき補助接点２３Ａが閉となるので抵抗
短絡スイツチ２６は動作可能な状態となり、抵抗
短絡指令リレー２５が動作すると抵抗７を短絡し
て、電動機４の２次巻線には抵抗８のみが接続さ
れることになる。ひきつづき補助接点２６Ａが閉
状態となつて抵抗短絡スイツチ２９が動作し、２
次抵抗器は全部短絡される。抵抗短絡スイツチ２
３，２６，２９は一般に動作指令が入力されてか
らその接点が閉になるまでに約20ミリ秒の時間を
必要とするので、当該電動機４の運転モードが制
動運転から駆動運転に切換つた瞬間から、２次抵
抗器が短絡されるまでにはこの20ミリ秒に抵抗短
絡スイツチの数を乗じた時間が経過することにな
るので、この間にサイリスタ３を位相制御して過
電流になるのを防ぐことができる。

制御運転から駆動運転に切換わるときに、全抵
抗短絡までの時間遅れは上述した程度の時間があ
れば十分であるが、さらに大きな時間遅れを必要
とするときには、順序制御回路にリレーを挿入し
てこのリレーの動作時間遅れを加算させる方法
や、限時リレーを使用して大幅に遅れ時間を増大
させることもできる。

〔発明の効果〕

この発明によれば、巻線形誘導電動機が高速運
転中にその運転モードが制動運転から駆動運転に
切換わつて、２次抵抗器の短絡を阻止する抵抗短
絡阻止手段の阻止動作が解除されても、２次抵抗
器は大きな抵抗値から順次短絡されてその抵抗値
が減少するように回路を構成しているので、２次
抵抗器が一挙に短絡されることによる大きな電流
変動を効果的に抑制することができるし、このよ
うな効果を発揮させるために追加する部品は零で
あるから、コスト上昇もまつたく無い。

【図面の簡単な説明】

第１図は巻線形誘導電動機の制御の従来例を示
す制御回路図であり、第２図は本発明の実施例を
示す制御回路図である。 １……遮断器、２……変流器、３……スイツチ
ング手段としてのサイリスタ、４……巻線形誘導
電動機、５……速度発信機、６，７，８……抵
抗、１１…速度設定器、１２……加減速調節器、
１３……速度調節器、１４……整流器、１５……
電流調節器、１６，１７……点弧角調整器、１８
………運転指令演算器、１９……運転モード検出
手段としての切換指令演算器、２１，２４，２７
……コンパレータ、２２，２５，２８……抵抗短
絡指令リレー、２３，２６，２９……抵抗短絡ス
イツチ、２３Ａ，２６Ａ…順序制御手段としての
抵抗短絡スイツチの補助接点、３０……抵抗短絡
阻止手段としての短絡阻止リレー。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 交流電圧の相回転方向を切換えるスイツチン
   グ手段が１次巻線に接続され、２次抵抗器が２次
   巻線に接続され、駆動運転か制動運転かを弁別す
   る運転モード検出手段を備えた巻線形誘導電動機
   が駆動運転中は当該電動機の速度信号に基づき抵
   抗短絡指令手段が発する指令で動作する抵抗短絡
   手段により前記２次抵抗器を所望の抵抗値に設定
   し、制動運転中は当該電動機１次巻線印加電圧の
   相回転方向を逆転させると共に抵抗短絡阻止手段
   により前記抵抗短絡手段を不動作にするようにな
   されている巻線形誘導電動機において、 高速で運転中の巻線形誘導電動機が駆動運転と
   制動運転とを交互に繰り返させられても当該電動
   機に流入する電流の変動を抑制するために、 前記抵抗短絡阻止手段の動作が解除されたとき
   前記２次抵抗器の抵抗値を大きな値から順次減少
   させる順序制御手段を、 前記抵抗短絡手段に備えたことを特徴とする巻
   線形誘導電動機の２次抵抗制御装置。