JPH0667274B2 - 電動機の拾い上げ方法 - Google Patents

電動機の拾い上げ方法

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JPH0667274B2
JPH0667274B2 JP61049848A JP4984886A JPH0667274B2 JP H0667274 B2 JPH0667274 B2 JP H0667274B2 JP 61049848 A JP61049848 A JP 61049848A JP 4984886 A JP4984886 A JP 4984886A JP H0667274 B2 JPH0667274 B2 JP H0667274B2
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excitation
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哲夫 山田
昭夫 伊原
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株式会社明電舍
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Description

【発明の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 この発明は順,逆変換装置を用いた電動機の拾い上げ方
法に関する。
B.発明の概要 この発明はPAM制御される順変換装置とPWM制御される逆
変換装置を用いた電動機の拾い上げにおいて、 電動機の残留電圧がないときに、一定時間間隔で予備励
磁電圧を数回与え残留電圧が励磁電圧の1/2以上発生
しない間に例示下限周波数に達したなら、逆変換装置の
出力電圧を上昇させ、逆変換装置の出力電圧を上昇させ
る過程で出力電流が100%を越えたとき逆変換装置の出
力周波数を低下させて出力電流が100%以内になつた後
に拾い上げを行なうようにしたことにより、 残留電圧が無くても確実かつ円滑な拾い上げ処理を可能
としたものである。
C.従来の技術 近年、誘導電動機や同期電動機等の電動機の可変速運転
はインバータ(逆変換装置)を用いて行なわれるように
なつて来た。このインバータにより電動機の可変速運転
を行つているとき、瞬時停電等により、インバータと電
動機間が電気的に切り離され、復電後にインバータと電
動機と再接続して可変速制御することを拾い上げと称し
ている。
D.発明が解決しようとする問題点 インバータと電動機とを再接続するには通常同期投入と
いう手段を用いて行われる。同期投入を行う際、電動機
に残留電圧がない場合には電動機の回転数を検出し、位
相合せを行う。この位相合せに通常PLL回路が使用され
る。PLL回路を使用すると回路構成が複雑となる問題が
ある。また、拾い上げの時にデジタル系からアナログ系
に切換えると切換時の制御が円滑にできないで過渡電圧
が発生し、回転ムラが生じやすくなる問題がある。
E.問題点を解決するための手段 この発明は逆変換装置の出力電圧が喪失された後、電動
機の残留電圧の有無を検出する工程と、残留電圧が無し
と検出された後、PWM発生回路に与える周波数データを
商用電源周波数にセツトするとともに電圧データをPWM
位相制御角演算部から与えて一定時間の間逆変換装置を
駆動させて予備励磁電圧を送出する工程と、この予備磁
電圧により電動機の残留電圧が励磁電圧の1/2以上発
生するかどうかを判別する工程と、この判別工程で励磁
電圧の1/2以上でないと判別されたなら逆変換装置を
再び動作させ、その出力周波数を段階的に下げ、数端数
を下げるたびに毎に予備励磁電圧を送出する工程と、こ
の工程を励磁下限周波数まで行つても残留電圧が励磁電
圧の1/2以上発生しないならその下限周波数をホール
ドする工程と、この工程でホールドされた下限周波数を
PWM発生回路の周波数データとして与えるとともにPWM位
相制御角演算部の電圧データを徐々にPWM発生回路に与
えて、逆変換装置の出力電圧を上昇させる工程と、この
工程により逆変換装置の出力電圧を上昇させる過程で出
力電流が定格値を越えたときに逆変換装置の出力周波数
を低下させるとともに出力電圧をホールドさせて出力電
流が定格値以内に入るようにさせる工程と、電流が定格
値以内に入つた後、出力周波数の低下を停止させてホー
ルドし徐々に逆変換装置の出力電圧を上昇させる工程
と、この工程の処理のとき、周波数設定器の設定値と逆
変換装置の出力周波数に差があつたときには周波数加減
指令を与え、その後、前記差がなくなつたなら、PWM発
生回路をアナログ系出力で処理させる工程とを備えたも
のである。
F.作用 逆変換装置の動作停止後、拾い上げ指令が入力される
と、残留電圧の有無を検出する。残留電圧が無いと検出
されたなら、PWM発生回路の周波数データに適用電源周
波数を与えて逆変換装置を最大出力周波数とするととも
にPWM位相制御角(以下PWMαと称す)演算部の出力を徐
々に上昇させて、電動機に最初の励磁電圧を印加する。
この電圧は定格電圧の10〜20%とする。励磁電圧は数回
繰返し、電動機に印加させるが電動機の残留電圧が励磁
電圧の1/2以上とならないときに、励磁下限周波数に
達したなら、その周波数をホールドする。なお、励磁電
圧を複数回印加させるたびに逆変換装置の出力周波数を
段階的に順次低下させる。前記ホールドした周波数をPW
M発生回路の周波数データとし、PWMα演算部の電圧デー
タを徐々に上昇させる。この上昇途中で、出力電流が定
格値を越えたならば出力周波数を低下させ、前記出力電
流が定格値以内になつたならそのときの周波数データを
ホールドする。その後、出力電圧を再度上昇させ、電圧
/周波数ホールド値(V/fH)に相当する電圧まで上昇
させて電動機の拾い上げを完了する。
G.実施例 以下図面の参照してこの発明の一実施例を説明する。
第1図において、1は周波数設定器で、この設定器1の
出力は第1つき合せ部2を介して加算増幅回路3に供給
される。加算増幅回路3の出力はクツシヨン回路4に供
給される。このクツシヨン回路は4は電動機の始動が円
滑にできるような特性に形成されている。クツシヨン回
路4の出力は第2つき合せ部5を介して周波数増幅回路
6に供給される。この増幅回路6の出力は電流増幅回路
7を介して反転増幅回路8へ供給される。反転増幅回路
8の出力は第2つき合せ部5にフイードバツクされると
ともに電圧設定増幅回路9と周波数設定増幅回路10に入
力される。電圧設定増副回路9の出力は電圧設定パター
ン回路11を介して第3つ合せ部12のプラス端に供給され
る。この第3つき合せ部12のマイナス端には直流電圧Vd
がフイードバツクされ、その偏差出力がPAM電圧増幅回
路13に入力される。このPAM電圧増幅回路13の出力は位
相器14とゲート回路15を介してサイリスタからなるコン
バータ順変換装置16に供給される。このコンバータ16は
PAM制御される。17は直流リアクトル、18は電解コンデ
ンサ、19は直流電圧Vdを検出する直流電圧検出部、20は
直流電流Id検出部である。
21はトランジスタからなるインバータ(逆変換装置)
で、このインバータ21はコンバータ16から与えられる直
流電圧を交流電圧に変換して出力トランス22に供給され
る。出力トランス22は供給された電圧を所定の電圧に変
換した後、開閉器23を介して電動機24に供給する。
25はインバータ21から出力電圧VMを得るトランス、26は
インバータ21の出力電流IMを検出する変流器である。27
は電動機(IM)24の出力(残留)電圧VHを検出するトラ
ンス、28,29は開閉器、開閉器28は電動機24をインバー
タで動作させるためのもの、開閉器29は電動機24を商用
電源で動作させるためのものである。30はトランスであ
る。
31はトランス27で検出された出力(残留)電圧VHが供給
されるゼロクロスコンパレータで、このコンパレータ31
で検出された出力(残留)電圧VHはマイクロコンピユー
タ等から形成される演算処理部32の出端数計測部32aに
供給され、ここで電動機24の周波数が計測される。計測
周波数は周波数演算部32bに入力されて演算され、その
演算データがFS(周波数データ)としてPWA発生回路32c
に与えられる。出力(残留)電圧VHがないときには演算
部32bで設定されたデータがPWM発生回路32cに供給され
る。33は周波数データ切換スイツチで、拾い上げ時は図
示のように可動片がb側に接続されていて、拾い上げが
終るとa側に切換えられる。32dは周波数設定増幅回路1
0の出力、直流電圧Vd及び出力(残留)電圧VHが入力さ
れて出力に位相制御角αを得るPWMα演算部で、このα
演算部32dの出力はPWM発生回路32cに電圧データVSとし
て供給される。
34は電圧データ切換スイツチで、拾い上げ時は図示のよ
うに可動片がb側に接続さてれていて、拾い上げが終る
とa側に切換えられる。32eはPWMPI演算部で、この演算
部32eには電圧設定増幅回路9の出力と出力電圧VMとの
偏差出力が入力される。この偏差出力は第4つき合せ部
35により得る。32fは周波数設定加減指令部で、この指
令部32fは拾い上げ時のPWMα演算をアナログ系に切換え
るに際して、例えば周波数設定器1の設定値の指令部32
fで制定した値とに差が生じたときに第1つ合せ部2に
加減指令を与えることによつて、デジタル系よりアナロ
グ系への切換をスムーズに行えるようにしたものであ
る。36はPWM発生回路32cの出力によりインバータ21をPW
M制御するためのベースドライブ回路である。
次に上記実施例の動作を第2図により述べる。
時点t1にて商用電源でのインバータ21の運転が停止され
る。運転停止により、時点t1から電動機24の回転は減速
を始める。これとともに電動機24の残留電圧VH1は電動
機時定数と回転数低下により次第に減衰される。
まず、残留電圧VH1の有無を検出する。この電圧VH1は例
えばアナログ・デジタル変換して、演算処理部32で判別
し、例えば定格の10%以下であれば残留電圧VH1を無と
判断する。残留電圧VH1がないときには突入電流を考慮
しなくてよい。VH1が無と判断された後、時点t2にてシ
ーケンス入力RUN指令と拾い上げ指令により電動機24の
回転中の拾い上げに入る。ここでアナログ系のクツシヨ
ン回路4,周波数増幅回路6及び電流増幅回路7の各短絡
用スイツチAFRWがオフされるとともに、PAM電圧増幅回
路13の短絡用スイツチPAMVIのオフによりコンバータ16
が始動される。このとき、直流電圧Vdの上昇を遠くする
ために、クツシヨン回路4にクツシヨンパス指令(図中
破線がクツシヨンパスを示す)を与える。その後、時点
t3にて周波数設定増幅回路6の出力上昇が完了すると前
記クツシヨンパス指令を解除させる。
その後、時点t4で開閉器23がオンされ、PWM発生回路32c
の周波数データFSを商用電源周波数にセツトし、電圧デ
ータVSは零としてインバータ21のゲートしや断を解除さ
せる。その後、FSは一定の状態に歩ち、VSをPWMの演算
部32dにより出力させてインバータ21を始動させクツシ
ヨン時間TH1で最初の予備励磁電圧値まで時点t5まで上
昇させ、これを電動機24に印加させる。このとき電圧は
定格電圧の10〜20%位である。なお励磁時間TWH1は時点
t5までである。
時点t5で励磁を完了すると、インバータ21ゲートしや断
し、電動機24の残留電圧が励磁電圧の1/2以上発生す
るかどうかを判別する。残留電圧が励磁電圧の1/2以
上発生していないので、インバータ21の出力周波数fnを
次式でもつて段階的に下げる。
fn=fn-1−fn-1/16 なお、周波数の下げ幅はfn-1/5以下ならfn-1/16以外
でもよい。
時点t6で周波数fnを下げて再び励磁電圧を電動機24に印
加させる。電動機24の残留電圧が励磁電圧の1/2以上
になつかどうかを再び判別する。以後残留電圧が励磁電
圧の1/2以上発生しなければ周波数fnを図示のように
段階的に下げ、同一の励磁処理を繰返す。このとき、周
波数fnを下げて行くと、電動機のすべりが小さくなつて
くると電動機24の回転数は上昇してくる。このため、低
回転数で回転している場合でも、上記のような処理を繰
返すことにより、回転数が上昇してくるので拾い上げが
容易となる。
なお、時点t6からt14までの処理において、励磁電圧を
一定としているため、インバータ21の出力周波数fnを下
げてけくると出力電流IMも増加してくる。このため、励
磁電圧まで出力電圧を上昇させる途中で定格電流を越え
たときにはその時点でインバータ21のゲートしや断を行
なつて残留電圧の発生を調べる。残留電圧が励磁電圧の
1/2以上発生しなければ周波数fnを下げて同様の処理
を行なう。
上記励磁処理で出力周波数fを低下させて行くと、図示
のように出力電流IMは増加してくる。そこで周波数fの
低下は出力電流IMが定格電流を越えるか、予めセツトさ
れた励磁下限周波数までとする。時点t13で励磁下限周
波数においても残留電圧が励磁電圧の1/2以上発生し
ないので、その周波数をホールドし、時点t14の処理に
移動。
ホールドされた周波数はPWM発生回路32cの周波数データ
FSとされ、それの電圧データVSは零とされてインバーダ
21のゲートしや断を解除する。FSは一定のまま、VSをPW
Mα演算部32dの出力によりクツシヨン時間TH2で上昇さ
せる。VSを上昇させる過程でIMの出力電流が時点t5で10
0%を越えると、FSをクツシヨンで低下させる。このと
き時点t15からt16までVSの上昇をストツプさせて、VS
ホールドさせる。なお、FSを低下させる途中、回生モー
ドに入ればPSの低下を停止させ、回生のすべり周波数分
だけFSを上昇させる。
前記FSを低下させて出力電流IMが時点t16で定格以内(1
00%以内)になると、FSの低下を停止させ、そのデータ
値で周波数fをホールド(fH)させる。一方、VSの方は
再度クツシヨンで時点t17まで上昇させ、出力電圧VM
上昇させる。FSのV/fH値(fHホールド値)に相当する
電圧までVSが上昇、すなわち出力電圧VMがV/fまで上
昇したとき、VSのクツシヨン上昇を停止させる。これに
より電動機24の拾い上げを完了と判断する。このとき、
インバータ出力周波数fのホールド値fHと周波数設定器
の設定値とを比較し、(F設定値−fH)分だけF設定加
減指令32fから減指令を送出する。これにより周波数設
定増幅回路10の出力はfHに向つてアナログクツシヨンで
時点t18まで低下する。時点t18にて回路10の出力とfH
が等しくなつたなら、PWM発生回路32cを拾い上げ側から
周波数設定増幅回路10の出力側へスイツチ33を切換え
る。これと同時にスイツチ34も切換えPWMPI演算部32eの
出力がPWM発生回路32cに供給されるようにする。
これにより自動制御系への切換を完了し、切換後の安定
性を確保するためのウエイト時間TWH2を設ける。時点t
19になつたなら、F設定減指令を解除し、RUNアンサを
出力して周波数設定器1の設定値までアナログクツシヨ
ンで上昇し、時点t20で拾い上げを完了する。
H.発明の効果 以上述べたように、この発明によれば次に述べるような
効果がある。
(1) 回転中の電動機に最高周波数から周波数をげなが
ら予備励磁電圧を印加させ、その電圧の1/2以上の残
留電圧が発生するまで励磁を繰返す過程で、励磁下限周
波数になつたなら出力電圧を上昇させ、出力電流が定格
電流を越えたなら前記周波数を低下させて拾い上げ処理
に入るようにしたので、確実かつ円滑な拾い上げが可能
となる。
(2) 拾い上げ処理時にPWM制御を用いることにより円滑
な拾い上げが可能となつた。
(3) マイコを採用することによりアナログ系への切換
が容易にできる。
(4) 残留電圧無でかつ回転数検出無の状態でも拾い上
げが可能となつた。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例を示すブロツク図、第2図
は第1の動作を説明するタイムチヤートである。 1……周波数設定器、9……電圧設定増幅回路、10……
周波数設定増幅回路、13……PAM電圧増幅回路、16……
順変換装置、21……逆変換装置、23……開閉器、24……
電動機、32……演算処理部、32b……周波数演算部、32c
……PWM発生回路、32e……PWMPI演算部、32d……PWM位
相制御角演算部。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】PAM制御される順変換装置とPWM制御される
    逆変換装置を使用した電動機の拾い上げ方法において、
    逆変換装置の出力電圧が喪失された後、電動機の残留電
    圧の有無を検出する工程と、残留電圧が無しと検出され
    た後、PWM発生回路に与える周波数データを商用電源周
    波数にセツトするとともに電圧データをPWM位相制御角
    演算部から与えて一定時間の間逆変換装置を駆動させて
    最初の予備励磁電圧を送出する工程と、この予備励磁電
    圧により電動機の残留電圧が励磁電圧の1/2以上発生
    するかどうかを判別する工程と、この判別工程で励磁電
    圧の1/2以上でないと判別されたなら逆変換装置を再
    び動作させ、その出力周波数を段階的に下げ、周波数を
    下げるたび毎に予備励磁電圧を送出する工程と、この工
    程を励磁下限周波数まで行つても残留電圧が励磁電圧の
    1/2以上発生しないならその下限周波数をホールドす
    る工程と、この工程でホールドされた下限周波数をPWM
    発生回路の周波数データとして与えるとともにPWM位相
    制御角演算部の電圧データを徐々にPWM発生回路に与
    え、逆変換装置の出力電圧を上昇させる工程と、この工
    程により逆変換装置の出力電圧を上昇させる過程で出力
    電流が定格値を越えたときに逆変換装置の出力周波数を
    低下させるとともに出力電圧をホールドさせて出力電流
    が定格値以内に入るようにさせる工程と、電流が定格値
    以内に入つた後、出力周波数の低下を停止させてホール
    ドし徐々に逆変換装置の出力電圧を上昇させる工程と、
    この工程の処理のとき、周波数設定器の設定値と逆変換
    装置の出力周波数に差があつたときには周波数加減指令
    を与え、その後、前記差がなくなつたなら、PWM発生回
    路をアナログ系出力で処理させる工程とを備えたことを
    特徴とする電動機の拾い上げ方法。
JP61049848A 1986-03-07 1986-03-07 電動機の拾い上げ方法 Expired - Lifetime JPH0667274B2 (ja)

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