JPH0417596A - 電動機の商用運転・インバータ運転切換制御方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、交流電動機を定格周波数運転時は商用電源
によって駆動し、定格周波数運転以外の時にはインバー
タによって駆動するシステムにおける電動機の商用運転
・インバータ運転切換制御方法に関する。

〔従来の技術〕

従来、この種の汎用インバータを使用したシステムにお
いて、電動機を商用運転からインバータ運転へ切換る制
御方法としては、商用電源を遮断後一定の時間を置き、
電動機が停止した後インバータに切換えて零連から所望
の運転周波数まで加速を行う制御方法、あるいは、イン
バータに切換えるタイミング指令を与えて、このタイミ
ング指令信号によって商用運転からインバータ運転へ切
換る制御方法が採られていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、前述した電動機を停止した後にインバー
タ運転に切換る制御方法では、スムーズな切換え運転が
できないばかりでなく、商用電源遮断後の電動機が停止
するまでの時間が機械によって異なるために、商用運転
からインバータ運転へ移行するまでの時間をそれぞれの
機械に応じて調整しなければならないという問題点があ
った。

また、インバータに切換えるタイミング指令を与えるこ
とによって商用運転からインバータ運転へ切換るという
制御方法は、そのための専用回路および制御端子が必要
となり、高価になるという難点かあった。

そこで、本発明の目的は、商用電源により運転している
電動機をインバータ運転へ切換える場合に、特別なタイ
ミング指令を与えることなく無造作に切換えてもスムー
ズにインバータ運転に移行できる電動機の商用運転・イ
ンバータ運転切換制御方法を提供するにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係る電動機の商用運転・インバータ運転切換制
御方法は、商用電源によって駆動される交流電動機の商
用電源を遮断した後、当該電動機が慣性のみで回転して
いる間に商用電源周波数に等しい交流電圧を出力中のイ
ンバータを前記電動機に接続し、その際に発生する突入
電流をインバータ運転に切換えるタイミング用トリ力信
号として使用することを特徴とする。

〔作　用〕

本発明に係る電動機の商用運転・インバータ運転切換制
御方法によれば、商用電源を遮断した後の慣性のみで回
転している電動機に対して交流電圧出力中のインバータ
を接続する際に発生する突入電流を、インバータ運転に
切換えるタイミング信号として使用するため、専用の回
路や制御端子を不要にすることができる。

〔実施例〕

次に、本発明に係る電動機の商用運転・インバータ運転
切換制御方法の実施例につき、添付図面を参照しながら
以下詳細に説明する。

第１図は、本発明の電動機の商用運転・インバータ運転
切換制御方法を適用するシステムの一実施例を示すシス
テムブロック図である。第１図において、参照符号１０
は商用電源を示し、商用電源１０は切換器（例えは、電
磁接触器）１４の一方の端子に接続されると共にインバ
ータ１２の入力側に接続される。

インバータ１２の出力側は切換器１４の他方の端子に＃
、枕され、電動機１６の入力側はこの切換器１４を介し
て商用電源１ｏまたはインバータ１２に接続され、電動
８１１６の出力側は負荷１８に接続される。従って、電
動機１６は切換器１４を介して商用電源１ｏまたはイン
バータ１２がら電力を得て負荷１８を駆動することがで
きる。商用電源１ｏとインバータ１２との切換えは切換
器１４で行い、それぞれの切換えに移行する場合には、
電動機残留電圧が減衰するよう若干の休止期間を設ける
。

このように構成されるシステムにおける電動ｌ！１６の
本発明に係る商用運転・インバータ運転切換制御方法に
ついて、第２図を用いて説明する。第２図は電動機１６
を商用運転からインバータ運転へ切換える際、負荷１８
か軽い場合を例にした電動機１６の電流Ｉおよびインバ
ータ１２の周波数ｆと電圧■のそれぞれのレベル状態を
示すタイムチャート図である。

第２図において、期間Ａは切換器１４が商用電源１０側
に接続されて電動機１６を商用電源１０によって運転し
ている場合の期間を示している。このときインバータ１
２は切換器１４によって電動機１６とは切離されている
ので、動作・不動作どちらの状態でも椙わない。

期間Ｂは、電動機１６を商用運転からインバータ運転に
切換える際に設ける休止期間であり、比較的小さな電動
機では１秒前後あれは問題ない。この休止期間Ｂにおい
ては、予めインバータ１２を動作させて商用電源１０に
等しい交流電圧を出力するようにしておく。

期間Ｃは、商用電源１０を遮断後もフリーラン状態の電
動機１６、すなわち慣性で回転している電動機１６に対
して切換器１４をインバータ１２側に接続した場合を示
す。通常、図に示すように瞬時に突入電流か流れ、この
突入電流かインバータ保護レベルに達してインバータ１
２は運転を停止する。

期間りは、インバータ運転制御に入る前の休止期間であ
り、前記期間Ｂと同様に１秒前後設けておく。

期間Ｅは、インバータ１２による制御を開始した期間で
あり、インバータ周波数ｆを商用電源１０の周波数に等
しいままにしてインバータ出力電圧Ｖを低電圧から徐々
に上昇させる。負荷１８が軽く電動機１６が慣性で回転
しているような場合にはトルクもそれ程必要がないため
、この期間で商用運転からインバータ運転への切換え制
御は完了する６期間Ｆからは、インバータ１２による安
定運転に入る。

このようにして、商用電源１０により定格周波数運転し
ている電動機１６をインバータ１２による運転へ切換え
る場合に、スムースにインバータ運転に移行することが
できる尚、期間Ｃにおける突入電流は、インバータ１２
を保護するトリップレベルで、しかも瞬時的なものであ
り、インバータ運転から商用電源へ移行する際に発生す
る電流と比較して十分小さく時間も短いため、システム
およびインバータ１２にとって全く不都合な問題点はな
い。

次に、電動機１６の負荷１８が重い場合について第３図
を用いて説明する。ここで第３図は、電動機１６を商用
運転からインバータ運転へ切換える際の負荷１８が重い
場合の電動機１６の電流■およびインバータ１２の周波
数ｆと電圧Ｖのそれぞれのレベル状態を示すタイムチャ
ート図である。

尚、期間Ａ乃至期間りは、第２図で示した負荷１８が軽
い場合と同様であり、説明の便宜上詳細な説明は省略す
る。

期間Ｅは、第２図と同様インバータ１２による制御を開
始した期間であり、インバータ周波数ｆを商用電源１０
の周波数に等しいよまにして、インバータ出力電圧Ｖを
低電圧から徐々に上昇させて行く期間であるが、負荷１
８が重いため、電動機電流■は増加し続けである制限レ
ベルに達してしまう。

期間Ｆは、電動１！電流Ｉが制限レベルを越えてしまっ
たためインバータ１２の周波数ｆを下げてトルクを増加
する期間であり、このときインバータ電圧■は増加し続
けたままである。

期間Ｇは、インバータ周波数ｆに見合った電圧、すなわ
ちＶ／Ｆ　（電圧／周波数）パターンで決められた電圧
に等しくなった時にインバータ電圧Ｖの増加が停止し、
それ以後のインバータ周波数ｆに対応したインバータ電
圧■を出力する期間であり、インバータ周波数ｆを下げ
ることによりトルクが得られるにつれて電動機電流■は
制限レベルまで低下して行く。

期間Ｈは、上記期間Ｇでトルクが得られ電動機電流■が
制限レベルまで低下したため、今度は設定周波数に向か
ってインバータ周波数ｆか加速している期間であり、こ
の時インバータ電圧Ｖも増加する。

期間Ｉは、商用運転からインバータ運転への切換え制御
が完了して、電動ｌ！１６に対し通常のインバータ運転
を続行している期間である。

以上、負荷が軽い場合および負荷か重い場合の商用運転
からインバータ運転への切換え制御方法を第２図および
第３図で示しなか、本発明に係る切換え制御方法では、
負荷条件をインバータ１２に対して与えるのではなく、
電動機電流Ｉに応じて自動的に上記第２図または第３図
の制御方法を行うものである。

〔発明の効果〕

前述した実施例から明らかなように、本発明の電動機の
商用運転・インバータ運転切換制御方法によれば、商用
運転からインバータ運転に切換える際に生じる突入電流
を切換えタイミング用トリ力信号として用いるなめ、電
動機を停止してから切換えなり、あるいは切換え指令を
与える必要かない。このなめ、切換え専用回路や制御端
子が不要であり、無駄な切換え時間の削減およびシステ
ムコストの低下に効果を奏する。

また、負荷の軽い重いに関係なく商用運転からインバー
タ運転に無遺作に切換えてもスムーズにインバータ運転
に移行することかできる。

以上、本発明の好適な実施例について説明したが、本発
明は前記実施例に限定されることなく、本発明の精神を
逸脱しない範囲内において種々の設計変更をなし得るこ
とは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る電動機の商用運転・インバータ運
転切換制御方法を適用するシステムの一実施例を示すシ
ステムブロック図、第２図は電動機を商用運転からイン
バータ運転へ切換える際の負荷が軽い場合を例にした電
動機電流およびインバータの周波数と電圧のそれぞれの
レベル状態を示すタイムチャート図、第３図は電動機を
商用運転がらインバータ運転へ切換える際の負荷が重い
場合の電動機電流およびインバータの周波数と電圧のそ
れぞれのレベル状態を示すタイムチャー１・図である。 １０・・・商用電源 １２・・・インバータ １４・・・切換器 １６・・・電動機 １８・・・負荷 ＦＩＧ、１ ＦＩＧ、３ ＦＩＧ。 ラン 商用運転　：フリー インバータ運転

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）商用電源によって駆動される交流電動機の商用電
   源を遮断した後、当該電動機が慣性のみで回転している
   間に商用電源周波数に等しい交流電圧を出力中のインバ
   ータを前記電動機に接続し、その際に発生する突入電流
   をインバータに切換えるタイミング用トリガ信号として
   使用することを特徴とする電動機の商用運転・インバー
   タ運転切換制御方法。