JPH04351492A - 誘導電動機制御装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は誘導電動機の制御装置に
関し、とくに、誘導電動機の高効率運転に好適な制御装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、米国特許第４，０５２，６４８号
には誘導電動機の力率を検出して誘導電動機の入力電圧
を制御することにより、誘導電動機の力率を改善し、も
って、誘導電動機の消費電力を低減させるようにした力
率制御装置が提案されている。この装置において、力率
は誘導電動機の入力電圧と電流との位相差によって検出
されるが、誘導電動機の電圧電流波形が歪波であるため
、電動機の力率を精度よく検出することができない。 したがって、電動機を高精度に力率運転することが困難
であった。さらに、上記装置において、誘導電動機の入
力電圧は検出力率が設定力率に近づくように制御される
。設定力率がたとえば８０％に設定されている状態で、
誘導電動機が無負荷または軽負荷で運転されると、制御
回路は検出力率を設定力率に近づけようとするために誘
導電動機の入力電圧が低くなりすぎて電動機がコギング
またはスト−ルしてしまう。これを防止するために力率
設定器とは別にコギング防止電圧を設定して、設定力率
レベルの代りにコギング防止電圧のレベルと検出力率の
レベルとを比較することが提案されている。この場合、
無負荷時または軽負荷時における誘導電動機のコギング
またはスト−ル現象を完全に防止するためには必然的に
コギング防止電圧を高めのレベルに設定せざるをえない
。したがって、無負荷時または軽負荷時に電動機電圧を
精度良く制御できず、誘導電動機を効率的に運転するこ
とはできない。さらに、設定力率が８０％に設定されて
いる状態で誘導電動機が中負荷で運転されると、中負荷
に対して設定力率が高すぎるため、誘導電動機の入力電
圧が低くなりすぎて負荷電流が増え、その結果誘導電動
機の消費電力が増加する傾向がある。したがって、誘導
電動機の消費電力を小さくするためには、誘導電動機の
負荷に応じて力率制御装置の設定力率のレベルを手動に
ていちいち調整しなければならない。このように、力率
制御装置の設定力率は固定されているために誘導電動機
の負荷が変動したときに、その負荷変動に応じて誘導電
動機を常に効率的に運転することはできなかった。

【０００３】つぎに、特開昭第６４−５０７９２号に開
示されたインバ−タ装置では周波数に応じて力率値を変
化させることにより誘導電動機を効率運転することが提
案されている。この公報の第３図に示されるように、周
波数ごとに異なる力率値の最適力率パタ−ンがメモリに
記憶される構成において、インバ−タ装置の周波数が設
定されると、その周波数に対応した固定力率で電動機電
圧が制御されることになり、多様な負荷変動に対応した
高精度の電圧制御ができない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の力率制御装置ま
たはインバ−タ装置では誘導電動機の電圧電流の波形歪
による力率検出の精度が悪く、しかも、特定の周波数に
おいて誘導電動機の負荷が変動するにもかかわらず、誘
導電動機は常に固定した力率で運転されることとなり、
特定の周波数において誘導電動機の多様な負荷変動に応
じて省エネ効果が最大となるように運転することはでき
ない。

【０００５】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、誘導電動機の電圧電流の波形歪
みの影響を受けることなく誘導電動機の力率検出精度を
向上させ、しかも誘導電動機を負荷変動に応じて自動的
に変化する最適力率で制御することにより誘導電動機の
全負荷領域において省エネ効果を常に最大になるように
改善することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明の誘導電動機制
御装置は、可変電圧交流電源で駆動される誘導電動機の
制御装置において、上記電動機の力率を検出する力率検
出手段と、上記電動機の負荷変動に対応して変化する最
適力率値を出力する最適力率発生手段と、前記最適力率
値と前記力率検出器により検出された力率値を比較して
上記可変電圧交流電源の出力電圧を制御する電圧制御手
段とを設け、前記力率検出手段が前記電動機の巻線に供
給される電圧の検出手段と、前記巻線に流れる電流の検
出手段と、前記電圧検出手段と前記電流検出手段に接続
され、前記電圧と前記電流の積から少なくとも１周期に
おける有効電力を算出する有効電力算出手段と、前記電
圧の実効値と前記電流の実効値との積から少なくとも１
周期における皮相電力を算出する皮相電力算出手段と、
前記有効電力と前記皮相電力とから前記力率を演算する
演算手段とを備え、前記最適力率発生手段が任意の力率
値を指令するための力率指令手段と、前記電動機の負荷
変動パラメ−タに応じて変化する補償値を出力する負荷
変動パラメ−タ変換手段と、前記指令力率値と前記補償
値との演算により前記最適力率値を出力する算出手段と
を備えたことを特徴とする。

【０００７】

【作用】この発明の制御装置では、可変電圧交流電源の
ある出力周波数において、簡単な構成と低コストにて、
誘導電動機の力率検出の精度が高く、しかも、最適力率
が誘導電動機の負荷変動に応じて自動的に変化し、誘導
電動機を無負荷から全負荷に至る全領域において最適な
力率で運転できるようにしたものである。

【０００８】

【実施例】以下、この発明の第１実施例を図に基づき説
明する。図１において、交流電源１０と誘導電動機１２
との間に接続され、可変電圧交流電源を構成する制御装
置１４の望ましい第１実施例が示されている。制御装置
１４は誘導電動機１２の巻線に供給される電圧の検出器
１６とその巻線に流れる電流の検出器ＣＴとを具え、電
圧検出器１６と電流検出器ＣＴの出力側は力率検出器１
８に供給される。

【０００９】電圧検出器１６は誘導電動機１２の巻線に
接続されている端子Ｖｕに接続された分圧抵抗Ｒａ，Ｒ
ｂと、端子Ｖｖに接続された分圧抵抗Ｒｃ，Ｒｄと、増
巾器１７からなる差動増巾器により構成され、誘導電動
機１２に印加される電圧Ｕ−Ｖに比例した電圧Ｖｕｖを
とり出す（図２参照）。

【００１０】力率検出器１８は皮相電力算出器２０と有
効電力算出器２１とを有する。皮相電力算出器２０は電
流検出器ＣＴにより検出された１周期における電流値Ｉ
ｕの実効値Ｉｕ（ｒｍｓ）を検出する実効値変換器２２
と、電圧検出器１６により検出された１周期における電
圧Ｖｕｖの実効値Ｖｕｖ（ｒｍｓ）

【００１１】

【数１】 を検出する実効値変換器２４とを有し、電流値Ｉｕの実
効値Ｉｕ（ｒｍｓ）

【００１２】

【数２】 と電圧Ｖｕｖの実効値Ｖｕｖ（ｒｍｓ）は乗算器２６に
より乗算されて皮相電力に比例した直流電圧Ｐ、すなわ
ち、

【００１３】

【数３】Ｐ＝Ｉｕ（ｒｍｓ）×Ｖｕｖ（ｒｍｓ）が出力
される（図２参照）。図２において、符号

【００１４】

【外１】 は電圧Ｖｕｖと電流Ｉｕとの位相角を表わす。有効電力
算出器２１は電流検出器ＣＴにより検出された１周期に
おける電流Ｉｕと電圧検出器１６により検出された１周
期における電圧Ｖｕｖとを乗算して出力Ｉｕ・Ｖｕｖ（
＝有効電力Ｗ）を発生する乗算器２８と、抵抗３０およ
びコンデンサ３２からなる積分回路３４とを具え、乗算
器２８の出力は積分回路３４により平均化され、有効電
力値に比例した直流電圧　　Ｗ、すなわち、

【００１５
】

【数４】 として出力される（図２参照）。皮相電力Ｐと有効電力
Ｗは除算器３５に供給される。除算器３５有効電力Ｗと
皮相電力Ｐとの除算

【００１６】

【数５】 により誘導電動機１２の検出力率としての出力信号Ｐｆ
ｍ、すなわち、

【００１７】

【数６】 を出力する（図２参照）。力率検出を誘導電動機の有効
電力と皮相電力から求めると、誘導電動機の入力電圧の
波形歪みの悪影響を受けることなく誘導電動機の力率を
高精度に検出できる利点がある。検出力率信号Ｐｆｍは
最適力率発生器３６に供給される。

【００１８】最適力率発生器３６は予じめ定められた任
意の力率Ｐｆｓを指令するための力率指令器３７と、関
数変換器３８と、最適力率信号を発生する乗算器３９と
を備える。関数変換器３８は有効電力値Ｗを関数的に変
換し、電動機の負荷変動に応じた補償値ＣＯＭＰを負荷
変動パラメ−タとして出力する。乗算器３９は前記補償
値ＣＯＭＰと前記任意力率Ｐｆｓを乗算し、最適力率信
号ＣＯＭＰ・Ｐｆｓを出力する。検出力率信号Ｐｆｍと
最適力率信号ＣＯＭＰ・Ｐｆｓは比較器４２で比較され
誤差に応じた力率比較信号Ｃ（図２参照）が電圧調整器
４４に出力される。

【００１９】電圧調整器４４は可変電圧交流電源の出力
電圧を制御するために交流電源１０と誘導電動機１２と
の間に接続されたトライアック等の半導体スイッチより
なる電圧調整手段４６と、電圧調整手段４６の入力側に
おいて交流電源１０に接続された波形成形回路４８を具
える。波形成形回路４８は主回路より検出した端子Ｕ，
Ｖ間の電圧をレベル調整し、波形成形を行なう。ランプ
発生回路５０は波形成形回路４８の出力に同期してラン
プ信号を出力する。力率比較信号Ｃのレベルとランプ信
号Ｒａとは比較器５２により比較されて方形波Ｄを出力
する。この方形波Ｄは公知のパルストランス等からなる
ドライブ回路５４に供給され、ドライブ回路５４は電圧
調整手段４６を駆動するための駆動信号Ｇを発生する。

【００２０】電圧調整器４４の具体的な回路例を図３に
示し、そのタイミングチャ−ト図を図４に示す。図３に
おいて、波形成形回路４８は図４の電圧信号Ｕ−Ｖを分
圧するための分圧抵抗５６，５８とこれら分圧抵抗５６
，５８に接続された演算増巾器６０を有する。符号６２
は増巾器６０の保護用ツェナ−ダイオ−ドを示す。抵抗
６４は分圧抵抗５６，５８の合成抵抗との比でヒステリ
シスを決定するものであり、増巾器６０の出力端に図４
の波形成形された波形６６が発生する。この波形６６は
ＥＸＯＲゲ−ト６８に供給される。一方、波形６６は抵
抗７０、コンデンサ７２で積分され、図４の波形７６を
発生する。波形６６，７６はＥＸＯＲゲ−ト６８で比較
され、図４の細いパルス７８を発生する。符号７４は抵
抗を示す。パルス７８は抵抗８０を介してランプ発生回
路５０に供給される。

【００２１】ランプ発生回路５０はトランジスタ８２と
、抵抗８４と、コンデンサ８６とを有する。トランジス
タ８２のベ−スは抵抗８０を介してＥＸＯＲゲ−ト６８
の出力側に接続され、コレクタ−は定電流源８３に接続
され、エミッタ−は接地されている。パルス７８がトラ
ンジスタ８２のベ−スに供給されると、トランジスタ８
２が導通し、ライン８８の電圧を“０”にする。トラン
ジスタ８２はパルス７８の立下りに同期して非導通とな
り、コンデンサ８６は定電流源８３により充電する。 このとき、ライン８８上には時間に比例した電圧波形Ｒ
ａ（図４参照）がランプ信号として発生する。なお、抵
抗８４はトランジスタ８２が導通したときコンデンサ４
４を放電する電流の制限用に設けられたものである。図
３、図４より明らかなように、力率比較信号Ｃとランプ
信号Ｒａとは比較器５２により比較され、方形波信号Ｄ
が出力される。ドライブ回路５４の駆動信号Ｇのパルス
幅は方形波信号Ｄのパルス幅に比例するため、方形波信
号Ｄのパルス幅が小さいと、駆動信号Ｇのパルス幅も小
さくなり、トライアック４６の導通角も小さくなって制
御装置１４の出力電圧は下がる。方形波信号Ｄのパルス
幅が大きくなると、トライアック４６の導通角が大きく
なって制御装置１４の出力電圧が上がる。このように、
電圧調整器４４は可変電圧交流電源の出力電圧を検出力
率と最適力率との比較差に応じて制御するように機能す
る。

【００２２】図５は図１の関数変換器３８の具体的な回
路例を示し、図６は図５の回路の出力を表わすグラフを
示す。

【００２３】図５において、関数変換器３８は図１の力
率検出器１８の有効電力ＷをＲ１とＲ２からなる分圧回
路にて分圧し、演算増巾器３８ａとＶＤＣの基準電源３
８ｂとからなる簡易加算器で有効電力Ｗを分圧した信号
と基準電圧ＶＤＣとが加算されて補償信号ＣＯＭＰが出
力される。この回路は次の式

【００２４】

【数７】 を出力する簡単な１次関数の変換器である。

【００２５】図６は図５の関数を表わすグラフを示し、
グラフのたて軸に補償値ＣＯＭＰをとり、よこ軸に有効
電力値Ｗを示してある。図６のグラフにおいて、補償値
ＣＯＭＰは有効電力値Ｗが下がるにつれて小さくなる。 誘導電動機の負荷が少なくなると有効電力も下がるため
、最適力率は誘導電動機の負荷の低下に応じて低下し、
負荷の上昇に応じて増加する。したがって、たとえば電
動機が無負荷で運転されているときでも最適力率は低い
値にあるため、電動機電圧が低くなりすぎることがなく
、電動機のスト−ルやコギングを防止できる。しかも、
このときの電動機電圧は最適レベルにあるため、電動機
の負荷電流、有効電力、無効電力、皮相電力を後述の如
く著しく改善できる。

【００２６】図７は誘導電動機の負荷変動と、補償値Ｃ
ＯＭＰ、指令力率Ｐｆｓ、最適力率ＣＯＭＰ・Ｐｆｓお
よび電動機電圧との関係を示すチャ−ト図を示す。時間
ｔ１において、電動機はある負荷状態

【００２７】

【外２】 で運転中である。このとき、補償値ＣＯＭＰはレベルＣ
１にあり、電動機負荷が一定のレベル

【００２８】

【外３】 に安定している間安定している。したがって、最適力率
ＣＯＭＰ・Ｐｆｓも安定したレベルＣＰ１にあるため、
電動機電圧はレベルｖ１で安定している。時間ｔ２にお
いて、電動機の負荷がレベル

【００２９】

【外４】 のように下がると、電動機の負荷状態を示す有効電力も
下がるために補償値ＣＯＭＰもレベルＣ２のように下降
して最適力率ＣＯＭＰ・ＰｆｓもレベルＣＰ２のように
下降する。このとき、電動機電圧は検出力率が最適力率
ＣＯＭＰ・Ｐｆｓに一致するべく、レベルｖ２のように
下降する。時間ｔ３において電動機負荷がレベル

【００
３０】

【外５】 よりも低いレベル

【００３１】

【外６】 で安定すると、最適力率ＣＯＭＰ・ＰｆｓもレベルＣＰ
１より低いレベルＣＰ３で安定し、電動機電圧はレベル
ｖ３で安定する。電動機負荷が

【００３２】

【外７】 で安定しているときに、指令力率ＰｆｓをレベルＰ２の
ように下降させると、最適力率ＣＯＭＰ・Ｐｆｓもレベ
ルＣＰ４のように下降する。このとき、電動機電圧は検
出力率が最適力率ＣＯＭＰ・Ｐｆｓに一致すべくレベル
ｖ４のように上昇する。時間ｔ５において設定力率Ｐｆ
ｓがレベルＰ３に設定されると、最適力率ＣＯＭＰ・Ｐ
ｆｓもレベルＣＰ５で安定し、電動機電圧はレベルｖ５
で安定する。時間ｔ６において電動機負荷がレベル

【０
０３３】

【外８】 のように上昇すると、補償値ＣＯＭＰもレベルＣ４のよ
うに上昇する。このとき、最適力率ＣＯＭＰ・Ｐｆｓも
レベルＣＰ６のように上昇し、電動機電圧は力率が最適
力率ＣＯＭＰ・Ｐｆｓに一致するべく上昇する。時間ｔ
７において電動機負荷がレベル

【００３４】

【外９】 で一定になると、補償値ＣＯＭＰもレベルＣ５で一定と
なり、最適力率ＣＯＭＰ・ＰｆｓはレベルＣＰ７で安定
して電動機電圧はレベルｖ７で一定になっている。この
ように誘導電動機の多様な負荷状態において自動的に最
適力率が得られるため、電動機の運転中、無調整で無負
荷から全負荷に至るまでの理想的な省エネ運転を行なう
。しかも、最適力率は電動機の負荷の低下に応じて降下
するので制御装置の出力電圧（電動機電圧）が下がりす
ぎたりすることがなく、電動機のコギングやスト−ル現
象を確実に防止できる。

【００３５】図８は本発明による誘導電動機を駆動する
ための可変電圧交流電源を構成する制御装置の第２実施
例を示す。図８において、制御装置１００は制御用コン
ピュ−タ１０１により制御されるインバ−タ装置からな
るものとして示される。

【００３６】図８において、交流電源１０２からの交流
電力はコンバ−タ１０４により直流電力に変換されたの
ち、平滑コンデンサ１０６により脈動分が除去される。 この平滑された直流電力はトランジスタまたはＧＴＯ等
の半導体スイッチで構成されているＰＷＭインバ−タ部
１０８に与えられる。ＰＷＭインバ−タ部１０８は直流
入力を可変電圧・可変周波数の交流出力に変換して誘導
電動機１１０を所望速度で運転させることができる。制
御用コンピュ−タ１０１はインバ−タの周波数を指令す
る周波数指令器１１２からの周波数指令信号１１４を受
けて出力周波数に対応した電圧信号１１８を発生するＶ
／Ｆ変換器１１６と、電圧信号１１８と後述の力率比較
信号Ｃを受けてＰＷＭインバ−タ部１０８を制御するＰ
ＷＭ制御回路１２０と、ＰＷＭ制御回路１２０からの可
変電圧・可変周波数のパルス幅変調信号１２２を駆動信
号１２６に変換してインバ−タ部１０８の半導体スイッ
チを順次オン・オフ動作させ、所望の電圧と周波数の交
流電力をこのインバ−タ部１０８から出力させるベ−ス
駆動回路１２４とを備える。

【００３７】制御用コンピュ−タ１０１は、さらに、誘
導電動機１１０に供給される電圧と電流とから力率を検
出して検出力率信号Ｐｆｍを出力する力率検出器１２８
と、前記電圧と電流とから有効電力信号Ｗを出力する有
効電力算出器１３０と、最適力率発生器１３２とを備え
る。

【００３８】最適力率発生器１３２は任意の力率信号Ｐ
ｆｓを指令する力率指令器１３４と、有効電力信号Ｗを
受けて電動機負荷に応じて変化する補償信号ＣＯＭＰを
出力する関数変換器１３６と、指令力率信号Ｐｆｓと補
償信号ＣＯＭＰとを乗算して最適力率信号ＣＯＭＰ・Ｐ
ｆｓを出力する乗算器１３８とを有する。

【００３９】検出力率信号Ｐｆｍと最適力率信号ＣＯＭ
Ｐ・Ｐｆｓはそれぞれ比較器１４０の正極と負極とに供
給され、そこで比較されて偏差に応じた力率比較信号Ｃ
を出力する。図９のチャ−ト図に示すように、電圧信号
１１８が一定なのに対して、力率比較信号Ｃはつぎのよ
うに変化する。すなわち、力率比較信号Ｃは検出力率Ｐ
ｆｍと最適力率ＣＯＭＰ・Ｐｆｓが同一レベルのとき（
Ｐｆｍ＝ＣＯＭＰ・Ｐｆｓのとき）一定のレベルＣ１に
あり、検出力率Ｐｆｍが最適力率ＣＯＭＰ・Ｐｆｓを超
えると（Ｐｆｍ＞ＣＯＭＰ・Ｐｆｓ）Ｃ２の如く変化し
、検出力率Ｐｆｍ＝最適力率ＣＯＭＰ・ＰｆｓのときＣ
３の如く安定する。最適電圧発生器として作用する乗算
器１１９は電圧信号１１８と力率比較信号Ｃとを乗算し
て出力信号１１９ａを最適電圧指令信号として出力する
。ＰＷＭ制御回路１２０は最適電圧指令信号１１９ａと
三角波信号Ｒｂとを比較し、ＰＷＭ信号１２２を出力す
る。ＰＷＭ信号を形成する方法としては従来から良く知
られており、公知技術を使用すればよいため、ここでは
省略する。

【００４０】図９に示されるように、最適電圧指令信号
１１９ａが低いとき（すなわち、検出力率信号が小さい
とき）はＰＷＭ信号１２２のパルス幅は小さいため、イ
ンバ−タ部１０８の出力電圧は低下し（図１０の出力電
圧Ｖ２参照）、最適電圧指令信号１１９ａが高くなる（
すなわち、検出力率が大きくなる）と、それに応じてＰ
ＷＭ信号１２２のパルス幅も大きくなって、インバ−タ
部１０８の出力電圧は図１０のカ−ブＶ１のように上昇
する。図１０Ｖ１は力率比較信号Ｃが高い（負荷が高い
）ときの出力電圧を示し、図１０Ｖ２は力率比較信号Ｃ
が低い（負荷が小さい）ときの出力電圧を表わす。

【００４１】負荷が小さいとき検出力率Ｐｆｍは小さい
が、有効電力算出器１３の有効電力値Ｗも小さいため、
関数変換器１３６の補償値ＣＯＭＰも小さくなり（図６
参照）、その結果最適力率値ＣＯＭＰ・Ｐｆｓも小さく
なる。したがって、上述したようにＰＷＭ信号１２２の
パルス幅が小さくなってインバ−タ部１０８の出力電圧
が低くなり、電動機１１０の有効電力と無効電力が著し
く低減する。負荷が大きくなると検出力率も大きくなる
ため、補償値ＣＯＭＰと最適力率値ＣＯＭＰ・Ｐｆｓも
上昇する。このとき、前述したようにＰＷＭ信号１２２
のパルス巾も大きくなってインバ−タ部１０８の出力電
圧が上昇して、電動機Ｍは最適力率値で運転される。

【００４２】実際の運転において、力率を８０％に設定
した状態で電動機を無負荷で運転すると、電動機は電圧
不足でスト−ルする。しかしながら、実験機で電動機負
荷増大量に応じて増加する最適力率値に基づいてＰＷＭ
制御回路１２０のＰＷＭ信号１２２を出力させたところ
、電動機１１０の電圧不足は解消されて電動機１１０に
は安定した低電圧出力、すなわち、５０Ｖ（電源電圧２
００Ｖに対して）の出力電圧が供給されて電動機の運転
はスト−ルやコギングを起こすことなく極めて安定し、
後述の如く極めて顕著な効果をもたらした。このように
、特定の周波数において最適力率は電動機負荷の変動に
応じて連続的に可変となるため、電動機の無負荷〜全負
荷の範囲において何ら手動操作をすることなく常に電動
機を高効率で運転することが可能となり、大きな省エネ
効果が得られる。

【００４３】本発明の制御装置をインバ−タ装置として
プロトタイプを作成し、誘導電動機にこれを接続して実
験したところ、下記のような顕著な効果がみられた。

【００４４】

【表１】 〔テスト条件〕 １．使用モ−タ　　５．５ＫＷ／４極 ２．入力電圧　　　　２００Ｖ ３．無負荷時の最適力率　　４５％ ４．全負荷時の最適力率　　８３％ ５．無負荷時の電動機電圧　　５０Ｖ ６．電動機負荷　　　　無負荷 ７．出力周波数　　　　５０Ｈｚ ８．測定器　　　　　　　　日置製電力測定器（形式３
１６５）上記テストデ−タより明らかなように、本発明
の基本思想を実施することにより、無負荷時の負荷電流
は本発明の制御装置により１０分の１以下に低減し、有
効電力は６５．７％削減し、さらに、無効電力と皮相電
力もそれぞれ１０分の１以下の顕著なレベルに低減し、
しかもコギングやスト−ル等のトラブルはまったくなく
、極めて安定した運転が得られた。

【００４５】上記実施例において、最適力率発生器は電
動機の有効電力を負荷変動パラメ−タとして利用したが
、有効電力の代わりに電動機印加電圧または負荷電流を
利用しても良い。力率指令器は予じめ定められた任意の
力率を記憶するメモリにより構成しても良い。

【００４６】

【発明の効果】以上より明らかなように、本発明によれ
ば、低コストで簡単な構成によりある特定の周波数にお
いて最適力率は電動機負荷の変動に対応して自動的にか
つ連続的に変化するため、設定力率を手動にて操作しな
くても無調整で無負荷〜全負荷において理想的な省エネ
運転を行なうことができ、実用上の効果が極めて大きい
。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による誘導電動機制御装置の第１実施例
を示すブロック図である。

【図２】図１の制御装置のタイムチャ−ト図である。

【図３】図１の電圧調整器の具体的な回路例である。

【図４】図３の回路のチャ−ト図である。

【図５】図１の関数変換器の回路例である。

【図６】図５の回路で得られる関数のグラフである。

【図７】誘導電動機の負荷変動、最適力率および電動機
電圧の関係を示すチャ−ト図である。

【図８】本発明による制御装置の第２実施例を示すブロ
ック図である。

【図９】図８の回路のチャ−ト図である。

【図１０】出力電圧カ−ブを示す。

【符号の説明】

１０　　交流電源 １２　　誘導電動機 １４　　制御装置 １６　　電圧検出器 １８　　力率検出器 ２０　　皮相電力算出器 ２１　　有効電力算出器 ３６　　最適力率発生器 ４４　　電圧調整器 １０４　　コンバ−タ １０８　　インバ−タ部 １１０　　誘導電動機 １１６　　Ｖ／Ｆ変換器 １２０　　ＰＷＭ制御回路 １２４　　ベ−ス駆動回路 １２８　　力率検出器 １３０　　有効電力算出器 １３２　　最適力率発生器 １４０　　比較器

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　可変電圧交流電源で駆動される誘導電
   動機の制御装置において、上記電動機の力率を検出する
   力率検出手段と、上記電動機の負荷変動に対応して変化
   する最適力率値を出力する最適力率発生手段と、前記最
   適力率値と前記力率検出器により検出された力率値を比
   較して上記可変電圧交流電源の出力電圧を制御する電圧
   制御手段とを設け、前記力率検出手段が前記電動機の巻
   線に供給される電圧の検出手段と、前記巻線に流れる電
   流の検出手段と、前記電圧検出手段と前記電流検出手段
   に接続され、前記電圧と前記電流の積から少なくとも１
   周期における有効電力を算出する有効電力算出手段と、
   前記電圧の実効値と前記電流の実効値との積から少なく
   とも１周期における皮相電力を算出する皮相電力算出手
   段と、前記有効電力と前記皮相電力とから前記力率を演
   算する演算手段とを備え、前記最適力率発生手段が任意
   の力率値を指令するための力率指令手段と、前記電動機
   の負荷変動パラメ−タに応じて変化する補償値を出力す
   る負荷変動パラメ−タ変換手段と、前記指令力率値と前
   記補償値との演算により前記最適力率値を出力する算出
   手段とを備えたことを特徴とする誘導電動機制御装置。
2. 【請求項２】　　請求項１において、有効電力算出手段
   の有効電力値を負荷変動パラメ−タとして変換手段に供
   給することを特徴とする誘導電動機制御装置。
3. 【請求項３】　　請求項２において、可変電圧交流電源
   がインバ−タ装置からなり、前記インバ−タ装置のＰＷ
   Ｍ制御回路が最適力率値に応答して出力電圧を制御する
   ことを特徴とする誘導電動機制御装置。