JPH04355694A - 巻線切り換え式電動機の制御方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、電動機の接続方法を
切り換え基底速度を切り換えて基底回転数を変更するこ
とにより電動機の特性を広域定出力特性とし、ギアレス
に対応可能な産業用可変速装置、特にかかる電動機の制
御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】或る速度以上では高速巻線側を選択し、
或る速度以下では低速巻線側を選択するよう、電動機の
速度に応じて巻線を切り換えて駆動することは公知であ
る。かかる駆動方式においては、切り換え速度に達する
と、インバータをしゃ断（インバータの制御を停止する
）して電動機をフリーランさせ、フリーランしている間
に制御定数を切り換えて巻線の切り換えを行なう。そし
て、切り換え完了後に速度指令を電動機の実速度に合わ
せて、インバータを起動する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな方法では、電流制御（ＡＣＲマイナ）の遅いインバ
ータを用いて巻線切り換えを行なうと、高速から低速へ
の減速モードにおいて、低速巻線への切り換え完了後の
インバータ起動時に、回生モードから起動するため、電
動機の残留逆起電圧に起因する電流オーバシュートによ
り過電流になる場合が生じるという問題がある。したが
って、この発明の課題は低速巻線への切り換え完了後の
インバータ起動時に、回生モードから起動しないように
して電流オーバシュートを抑制することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るため、この発明では、高速駆動用巻線と低速駆動用巻
線とを持つ電動機を、電流調節ループをマイナループと
して持つ速度調節ループにより駆動されるインバータ装
置を介して制御するに当たり、高速駆動用巻線を選択し
て高速運転をしている状態から低速駆動用巻線に切り換
えて減速するときは、電動機速度が巻線切換速度に達し
たことを検出して前記電流調節ループおよび速度調節ル
ープをそれぞれゼロホールドするとともに、インバータ
装置を遮断して電動機をフリーランさせ、この間に巻線
の切り換えを行なった後にインバータ装置の制御を再開
し、制御再開後の或る一定時間は速度指令を変化しない
ようにホールドすることを特徴としている。また、前記
制御再開後の或る一定時間は速度指令をホールドする代
わりに、この一定期間は速度指令を電動機の実速度に合
わせるようにしても良い。

【０００５】

【作用】低速巻線への切り換え完了後のインバータ起動
時に、磁束が立ち上がって逆起電圧の影響による電流オ
ーバシュートがなくなると考えられるまでの一定時間、
速度指令を一定値に維持するか実速度に合わせたままに
することにより回生モードにならないようにし、磁束が
立ち上がった後に速度指令を所望の設定値へと変化させ
ることで電流オーバシュートを抑え、円滑な起動を可能
とする。

【０００６】

【実施例】図１にこの発明の実施例を示す。同図におい
て、１は速度指令演算部、２は速度調節器（ＡＳＲ）、
３はベクトル演算部、４は電流調節器（ＡＣＲ）、５は
ベース駆動部、６はスイッチング素子、７は誘導電動機
（単に電動機という）、８は速度検出器、９は巻線切換
シーケンス部をそれぞれ示す。なお、誘導電動機７は高
速駆動用巻線と低速駆動用巻線とを持ち、或る速度以上
では高速駆動用巻線を選択して高速運転され、或る速度
以下では低速駆動用巻線を選択して低速運転される。こ
の実施例では、速度指令演算部１は外部から与えられる
速度設定値Ｓ＊＊と、速度検出器８からの帰還量Ｓと巻
線切換シーケンス部９からの出力とにより、電動機７を
例えばソフトスタート，ストップさせるための速度指令
Ｓ＊　を演算し、速度調節器２は速度検出器８からの帰
還量Ｓをその演算値Ｓ＊　に一致させるための演算を行
ない、電動機７を制御するためのトルク指令を出す。ベ
クトル演算部３はそのトルク指令にもとづき電動機７を
ベクトル制御するための電流（励磁電流，トルク電流）
指令を演算し、電流調節器４はスイッチング素子６を介
して得られる電流帰還量をその電流指令に一致させるた
めの演算を行ない、所定の出力を出す。ベース駆動部５
はその出力にもとづきスイッチング素子６を制御し、巻
線を切り換えることのできる電動機７を駆動する。

【０００７】図２にその動作を示す。高速巻線側を選択
している状態から減速する場合は、速度指令演算部１で
は予め設定された減速時間で減速する図２（イ）のよう
なパターンの速度指令を出力する。速度検出器８で検出
される帰還量Ｓは巻線切換シーケンス部９にも入力され
ているので、速度実際値Ｓが巻線切換速度に達すると巻
線切換シーケンス部９は速度調節器２および電流調節器
４をゼロホールドする一方、ベース駆動部５にインバー
タ制御を停止するための図２（ロ）の如きインバータ遮
断指令を出力して電動機７を図２（ニ）の如くフリーラ
ンさせ、しかる後に図２（ハ）の如き電動機７の巻線切
換指令を出力する。速度指令演算部１では巻線切換シー
ケンス部９からの指令にもとづき速度指令の下降を中断
する。あるいは、速度指令をフリーランしている電動機
７の実速度に合わせるのでも良い。つまり、速度指令は
設定値Ｓ＊＊の代わりに実速度に追従するようになる。

【０００８】そして、電動機７の巻線切り換えが完了す
ると、巻線切換シーケンス部９は速度調節器２および電
流調節器４のゼロホールドを解除し、インバータの運転
を図２（ロ）の如く再開する。また、巻線切換シーケン
ス部９はその内部にあるタイマを起動し、そのタイマが
タイムアップするまでの間は速度指令演算部１に対し速
度指令の値を変化させないよう指令を与える。これによ
り、電動機７は図２（ニ）の如く一定の速度で回転する
。そして、タイマのタイムアップ後に、巻線切換シーケ
ンス部９は速度指令演算部１に、予め設定された減速時
間で減速する図２（イ）のような速度指令を発生させる
信号を与えることにより、速度指令の下降中断を解除し
て電動機７を減速させる。なお、速度指令を実速度に追
従させている場合には上記のタイマがタイムアップする
までの間は、速度指令を変化しないようにする代わりに
、実速度に追従させるのを継続するようにしても良い。 このことは速度調節器２をゼロホールドすることに相当
し、ベクトル制御ではトルク電流＝０とし、励磁電流の
みで運転することを意味している。なお、以上では電動
機をベクトル制御する場合を想定したが、この発明はこ
れに限定されないことはいうまでもない。

【０００９】

【発明の効果】この発明によれば、巻線切り換え後のイ
ンバータ運転再開時に速度指令を一定にするかまたは実
速度に合わせるようにしたので、回生モードとはならず
に必ず力行モードからの起動となり、電流のオーバシュ
ートを抑制することができ、過電流を防止することがで
きる利点が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例を示すブロック図である。

【図２】図１の動作を説明するためのタイムチャートで
ある。

【符号の説明】

１　　速度指令演算部 ２　　速度調節器 ３　　ベクトル演算部 ４　　電流調節器 ５　　ベース駆動部 ６　　スイッチング素子 ７　　誘導電動機 ８　　速度検出器 ９　　巻線切換シーケンス部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　高速駆動用巻線と低速駆動用巻線とを
   持つ電動機を、電流調節ループをマイナループとして持
   つ速度調節ループにより駆動されるインバータ装置を介
   して制御するに当たり、高速駆動用巻線を選択して高速
   運転をしている状態から低速駆動用巻線に切り換えて減
   速するときは、電動機速度が巻線切換速度に達したこと
   を検出して前記電流調節ループおよび速度調節ループを
   それぞれゼロホールドするとともに、インバータ装置を
   遮断して電動機をフリーランさせ、この間に巻線の切り
   換えを行なった後にインバータ装置の制御を再開し、制
   御再開後の或る一定時間は速度指令を変化しないように
   ホールドすることを特徴とする巻線切り換え式電動機の
   制御方法。
2. 【請求項２】　　前記制御再開後の或る一定時間は速度
   指令を変化しないようにホールドする代わりに、この一
   定期間は速度指令を電動機の実速度に合わせることを特
   徴とする請求項１に記載の巻線切り換え式電動機の制御
   方法。