JPH05274049A - 電源電圧安定化装置 - Google Patents

電源電圧安定化装置

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JPH05274049A
JPH05274049A JP4073843A JP7384392A JPH05274049A JP H05274049 A JPH05274049 A JP H05274049A JP 4073843 A JP4073843 A JP 4073843A JP 7384392 A JP7384392 A JP 7384392A JP H05274049 A JPH05274049 A JP H05274049A
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JP
Japan
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inverter
voltage
power
power supply
voltage drop
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Application number
JP4073843A
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English (en)
Inventor
Rikichi Hachisuga
利吉 蜂須賀
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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Publication of JPH05274049A publication Critical patent/JPH05274049A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/16Mechanical energy storage, e.g. flywheels or pressurised fluids

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  • Control Of Ac Motors In General (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
  • Control Of Electrical Variables (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 同一電源系統の設備機械機器と並列に接続し
て、瞬時電圧降下分の電力のみを賄うことにより、大形
の機器を設置する必要がなく、経費的にも有利で、しか
もクリーンな装置を得ることを目的とするる。 【構成】 電源20の瞬時電圧降下を検出する電圧低下
検出器5と、電源の電圧が正常電圧に復帰したことを検
出する正常電圧検出器6と、電源20に対して他の負荷
機器7と共に並列に接続され、電圧低下検出器5の検出
信号により出力周波数を急速に低下させ、また正常電圧
検出器6の検出信号により出力周波数を元の値に戻す制
御が行なわれるインバータ1と、このインバータにより
駆動され、常時は回転エネルギーを蓄積しておくフライ
ホイール2aを備えたモータ2と、前記出力周波数の低
下によって生ずるモータ2の回生エネルギーを電源20
へ回生する回生コンバータ3とを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は電源電圧安定化装置に
関し、特に各種電気機械機器を、電源電圧の瞬時電圧降
下があっても安定運転させる電源電圧安定化装置に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】図5は従来のCVCF(Constan
t Voltage Constant Freque
ncy Inverter)装置による電源電圧安定化
装置を示す概略構成図で、(a)はCVCF装置の内部
の概要を示す構成図、(b)は全体の構成図である。図
5において、7は各種設備機械機器で、例えば各種工作
機械、専用機、連続運転される射出成形機、または磁気
テープ、写真フィルムなどの加工ライン等である。な
お、7aはインバータ装置、7bはモータである。8は
CVCF装置、9は停電または瞬時電圧降下時にエネル
ギーを供給する蓄電池、10はインバータ部、11はコ
ンバータ部、12は遮断器、13は電磁接触器、14は
バイパス回路、15は可逆サイリスタである。
【0003】この電源電圧安定化装置は、常時は商用電
源からの交流をコンバータ部11で直流に変換し、この
直流で蓄電池9を充電すると共にインバータ部で交流に
変換し、各種設備機械機器7に電力を供給している。商
用電源異常時は、蓄電池9から直流電源の供給を受け
て、インバータ部10により交流電圧を出力し、各種設
備機械機器7を安定運転させている。なお、CVCF装
置8は各種設備機械機器7に対して、電源寄りに設置さ
れる。
【0004】次に、図6は従来の電源電圧安定化装置の
他の例を示す概略構成図で、自家用発電機によるもので
ある。図6に示す電源電圧安定化装置は、商用電源が異
常の場合は、エンジン16からの回転動力を回転軸17
を介して発電機18に伝達し、発電機18により交流電
圧を発生させ、各種設備機械機器7を安定運転させてい
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来の電源電圧安定化
装置は、CVCF装置によるものも、自家用発電機によ
るものも、何れも設備機械機器の上流に設置されるの
で、同一電源系統に接続されている全ての設備機械機器
の電力を賄う必要があった。また、CVCF装置におい
ては蓄電池内部の電解液より発生するO3 (オゾン)ガ
スの処理や、蓄電池の定期点検(消防庁の立入り)メン
テナンスなどが必要でこれらが煩わしいという課題があ
った。さらに、自家用発電機についてはエンジンの排気
ガス処理が必要という課題があり、クリーンな電源電圧
安定化装置とはいえなかった。
【0006】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、同一電源系統の設備機械機器と並
列に接続して、瞬時電圧降下分の電力のみを賄うことに
より、大形の機器を設置する必要がなく、経費的にも有
利で、しかもクリーンな装置を得ることを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】この発明に係る電源電圧
安定化装置は、電源に対して他の負荷機器と共に並列に
接続され、電源の瞬時電圧降下を検出する電圧低下検出
器の検出信号により出力周波数を急速に低下させ、ま
た、電源の電圧が正常電圧に復帰したことを検出する正
常電圧検出器の検出信号により前記出力周波数を元の値
に戻す制御が行なわれるインバータを有し、このインバ
ータによりフライホイールを備えたモータを回転させ
て、常時は回転エネルギーを蓄積しておき、前記出力周
波数の低下によって生ずるモータの回生エネルギーを回
生コンバータにより電源へ回生するものである。
【0008】
【作用】この発明においては、電源電圧が正常電圧でイ
ンバータにより駆動されているフライホイールを備えた
モータは、電源電圧の低下が検出されるとインバータが
出力周波数を急速に低下させるので、急減速を要請され
た形で回生エネルギーをインバータ側へ帰還する。この
回生エネルギーを、回生コンバータを動作させて電源側
へ電力回生することにより、電源電圧が昇圧され、電源
電圧を安定化する。
【0009】
【実施例】
実施例1.図1はこの発明の一実施例を示す構成図、図
2はインバータと電源回生コンバータとの接続の詳細を
示す接続図である。図において、1はインバータで、1
aはコンバータ部、1bはインバータ部、1cは平滑コ
ンデンサ、1dは制御部である。2はフライホイール2
aを備えたモータで、インバータ1により駆動されるも
のである。3はモータ2の回生エネルギーを電源側に回
生する電源回生コンバータで、3aは制御部、Tr1
Tr6 はダイオードが逆並列に接続されているスイッチ
ングトランジスタである。4は急激な電圧変化を抑制す
るACリアクトル、5は高速応答で電圧低下を検出する
電圧低下検出リレーで、電源電圧が150V未満に低下
したことを10msec以内の高速応答で検出して電圧低下
検出信号を出力する検出器である。なお、この電圧低下
検出信号は図示しないがインバータ1の制御部1dへ入
力されている。6は高速応答で過電圧を検出する正常電
圧検出リレーで、一度低下した電源電圧が正常電圧に復
帰したことを検出して正常電圧検出信号を出力する検出
器である。なお、この正常電圧検出信号は図示しないが
インバータ1の制御部1d入力されている。7は各種設
備機械機器で、7aはインバータ、7bはモータであ
る。なお、R,S,Tは電源端子、U,V,Wはインバ
ータ出力端子、Pは正側直流母線、Nは負側直流母線、
12は遮断器、20は電源である。
【0010】次に、図3に示すフローチャートに従って
動作を説明する。各種設備機械機器7を運転する前に、
電源安定化のためにインバータ1でその出力周波数を
(50Hz or 60Hz)としてフライホイール2aを備え
たモータ2を定常運転し、回転エネルギーを蓄積してお
く(ステップS1)。つぎに、各種設備機械機器7を順
次駆動していく。ここで、各種設備機械機器7の運転中
に瞬時電圧降下が発生したとき、高速応答で電圧低下検
出リレー5が電源電圧の低下を検出して電圧低下検出信
号を出力する(ステップS2)。この検出信号はインバ
ータ1の制御部1dへ入力され、インバータ1の出力周
波数を急速に下げるように制御する。例えば0Hzを指令
して、1秒間でモータ2を急減速するように制御する
(ステップS3)。この時、モータ2は定常運転中から
急激に回転速度を低下させられるため、インバータ1側
に大きな回生エネルギーを帰還せしめることになる。こ
のインバータ1に帰還された大きな回生エネルギーを、
電源回生コンバータ3により3相交流電源側に電力回生
する。電源回生コンバータ3はインバータ1のコンバー
タ電圧がモータ2の回生モード時に、定常値より上昇す
るのを検出して、電源回生動作設定電圧以上となったと
き、コンバータに蓄積された回生エネルギーを3相交流
電源側に電力回生する機能を持つものである。電源回生
コンバータ3により、インバータ1に帰還された回生エ
ネルギーを3相交流電源側に電力回生すると、電源電圧
は昇圧され(ステップS4)、瞬時電圧降下前の定常電
圧に復帰する。また、電源電圧の瞬時電圧降下が回復
し、元の正常な電圧に戻ったときに、電源回生コンバー
タ3によるインバータ1に帰還された回生エネルギーの
3相交流電源側への電力回生を継続すると電源電圧は過
電圧となる。インバータ1の電源側に設置されている正
常電圧検出リレーは電源電圧の正常復帰を検出して、正
常電圧検出信号を出力する(ステップS5)。この検出
信号はインバータ1の制御部1dへ入力され、インバー
タ1の出力周波数を下げる動作を中止させる(ステップ
S6)と共に、インバータ1の周波数を元の値に戻して
出力して、再びフライホイール付モータ2を定常運転
し、回転エネルギーを再蓄積する(ステップS1)。
【0011】実施例2.図4はこの発明の他の実施例を
示す構成図で、図1と同一符号を付した部分は同一部分
を示している。21は交流(AC)サーボアンプ、22
はACサーボモータで、フライホイール22aを装備し
ている。なお、PLGはエンコーダでフィードバック信
号を出力するものである。ACサーボアンプ21の内部
ブロックはインバータ1と同一である。ACサーボアン
プとインバータは、周波数の出力形態がACサーボアン
プはアナログ的に変化し、インバータはディジタル的に
変化するところが異なっているのみで、主回路構成と制
御部は同一である。この実施例2でも実施例1と同様の
効果が得られる。
【0012】実施例3.この発明における大きな回転エ
ネルギーを得る手段として、 (1)慣性モーメントGD2 を大きくする。 (2)モータ回転速度を大きくする。 の二つがあり、(2)はインバータ1の制御で可能であ
る。回転エネルギーEは次式で与えられる。 E=全GD2 ×N2 /730[J] N:回転速度[r/min ] GD2 :慣性モーメント[kgf・m2 ] そこで、実施例1及び実施例2では50Hz or 60Hz
(商用周波数)でモータ2または22を回転させている
が、この実施例は商用周波数以上の周波数で高速回転さ
せるものである。これにより大きな回転エネルギーを蓄
積することができる。従って、回生エネルギーも一層大
きなものとなり、瞬時電圧降下の復帰を効率よく行なう
ことができる。
【0013】
【発明の効果】この発明は以上説明したとおり、電源に
対して他の負荷機器と共に並列に接続され、電源の瞬時
電圧降下を検出する電圧低下検出器の検出信号により出
力周波数を急速に低下させ、また、電源の電圧が正常電
圧に復帰したことを検出する正常電圧検出器の検出信号
により前記出力周波数を元の値に戻す制御が行なわれる
インバータを有し、このインバータによりフライホイー
ルを備えたモータを回転させて、常時は回転エネルギー
を蓄積しておき、前記出力周波数の低下によって生ずる
モータの回生エネルギーを回生コンバータにより電源へ
回生するものであるから、全ての設備機械機器の電力を
賄う必要がなく、瞬時電圧降下分の電力のみを賄えばよ
いので、大形の機器を設置しなくてよく、経費的に有利
である。また、有害ガス等を発生する部品や機器を使用
する必要がないからクリーンな装置が得られる効果があ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例を示す構成図である。
【図2】図1に示すインバータと電源回生コンバータと
の接続の詳細を示す接続図である。
【図3】この発明の一実施例の動作を示すフローチャー
トである。
【図4】この発明の他の実施例を示す構成図である。
【図5】従来の電源安定化装置を示す概略構成図であ
る。
【図6】従来の電源安定化装置の他の例を示す概略構成
図である。
【符号の説明】 1 インバータ 2 フライホイールを備えたモータ 3 電源回生コンバータ 5 電圧低下検出リレー 6 正常電圧検出リレー 7 各種設備機械機器 20 電源 21 ACサーボアンプ 22 ACサーボモータ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電源の瞬時電圧降下を検出する電圧低下
    検出器と、 前記電源の電圧が正常電圧に復帰したことを検出する正
    常電圧検出器と、 前記電源に対して他の負荷機器と共に並列に接続され、
    前記電圧低下検出器の検出信号により出力周波数を急速
    に低下させ、また前記正常電圧検出器の検出信号により
    前記出力周波数を元の値に戻す制御が行なわれるインバ
    ータと、 このインバータにより駆動され、常時は回転エネルギー
    を蓄積しておくフライホイールを備えたモータと、 前記出力周波数の低下によって生ずる前記モータの回生
    エネルギーを前記電源へ回生する回生コンバータとを備
    えた電源電圧安定化装置。
JP4073843A 1992-03-30 1992-03-30 電源電圧安定化装置 Pending JPH05274049A (ja)

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7042178B2 (en) 2003-06-06 2006-05-09 Fanuc Ltd Motor driving apparatus
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JP2012240199A (ja) * 2011-05-13 2012-12-10 Sumitomo Heavy Ind Ltd 射出成形機
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