JPH0767313B2 - 商用切換制御装置 - Google Patents

商用切換制御装置

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JPH0767313B2
JPH0767313B2 JP61313372A JP31337286A JPH0767313B2 JP H0767313 B2 JPH0767313 B2 JP H0767313B2 JP 61313372 A JP61313372 A JP 61313372A JP 31337286 A JP31337286 A JP 31337286A JP H0767313 B2 JPH0767313 B2 JP H0767313B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、商用電源で運転されている誘導電動機を磁
束制御形パルス幅変調(PWM)インバータ側へ切り換え
る、いわゆる商用切換制御装置に関する。
〔従来の技術〕
第5図はかかる商用切換制御装置の従来例を示す概要図
である。同図において、10はPWMインバータ、11は商用
電源、12は誘導電動機、41,42はスイツチ、43は周波数
測定回路、44は残留電圧検出回路、45はアンドゲート、
46はシーケンス回路、47は商用切換信号である。
いま、シーケンス回路46の指令によりスイツチ41がON,
スイツチ42がOFFしており、誘導機12は商用電源11から
給電され運転をしているときに商用切換信号47が入り、
誘導機12の電源が商用電源11からPWMインバータ10へ切
換わる時の動作について、説明する。
シーケンス回路46は商用切換信号47を受付けることによ
り、スイツチ41はOFFする。これにより、誘導機12はフ
リーラン状態となり、端子には回転数に見合つた周波数
で、大きさは指数的に減衰する正弦波電圧(以下残留電
圧と呼ぶ)が発生する。
次に、PWMインバータ10の運転は停止させた状態で、シ
ーケンス回路46の信号によりスイツチ42をONする。これ
により、周波数測定回路43には誘導機12の残留電圧が印
加され、この電圧から残留電圧の周波数が測られる。こ
の結果は、PWMインバータ10の出力周波数指令回路(図
示していない)に与えられる。同時に、残留電圧検出回
路44では残留電圧の大きさが測定され、この値がある設
定値以下となるとゲート回路45を経てPWMインバータ10
へ運転指令が与えられる。一方、スイツチ42がONする
と、シーケンス回路46からはゲート回路45へPWMインバ
ータ10を運転する指令が出される。この結果、PWMイン
バータ10は残留電圧と等しい周波数で、そのときの電圧
は周波数に対してあらかじめ決められている値で、運転
を開始する。運転開始後はある傾斜をもつてPWMインバ
ータ10の出力周波数を上昇させ、その周波数が商用電源
の周波数と等しくなつた時点で、一連の切換動作を完了
する。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、上述の如き装置には次のような問題があ
る。
(1)残留電圧からその周波数を測定する回路は、一般
に高価である。
(2)PWMインバータを始動する際、残留電圧が十分減
衰していないと過電流となり易い。
(3)上記過電流を避けるためには、残留電圧が十分減
衰するまで待たねばならず、従つて切換時間が長くかか
る。
(4)しかし、残留電圧が十分減衰してしまうと、残留
電圧からその周波数を測定するのが困難となる。
従つて、この発明はかかる商用切換動作を低コストで、
かつPWMインバータの始動時に過電流となることがな
く、しかも比較的短い時間で商用切換動作を完了するこ
とを可能とする装置を提供することを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
少なくとも磁束調節器とその入力および出力を制限する
制限手段とを有し、商用電源を含む交流電源から給電さ
れて電動機を可変速駆動する磁束制御形PWMインバータ
と、電動機の電源を交流電源側またはインバータ側のい
ずれかに切り換える制御手段とを設け、電動機の電源を
交流電源側からインバータ側へ切り換えるべく切換指令
が与えられたときは、前記制御手段により、磁束調節器
の入力信号である磁束指令信号の振幅値および磁束調節
器の出力信号である電圧指令信号の制限値をともにゼロ
にするとともに、磁束指令信号の周波数をインバータ側
へ切り換える前の交流電源の周波数と同じ値にした後、
インバータを始動し、前記電圧指令信号および磁束指令
信号の振幅値をともにゼロから予め設定した値にまで緩
やかに増加させる。
〔作用〕
この発明は磁束制御形PWMインバータにおける商用切換
動作を上記の如き手順で行なうもので、要するに、イン
バータを始動する時の周波数をインバータ側へ切り換え
る前の交流電源と同じ周波数とすることにより高価な周
波数測定回路を省き、始動時の電圧をゼロからスタート
させることで始動時の過電流を防止し、商用切換動作に
要する時間を短かくしたものである。
〔実施例〕
第1図はこの発明の実施例を示す構成図、第2図はその
動作を説明するための動作波形図、第3図は磁束制御形
PWMインバータの原理構成を示すブロツク図である。
磁束制御形PWMインバータは、例えば特開昭61-94585号
公報(特願昭59-214218号)により公知であるが、ここ
で第3図を参照して簡単に説明する。なお、同図におい
て、1は周波数設定器、2は磁束振幅演算回路、3は正
弦波発生回路、4は乗算回路、5は磁束調節器(Aφ
R)、6は比較回路、7は搬送波信号(キヤリア)発生
回路、8は磁束検出回路、9はパルス分配回路、10はPW
Mインバータ、11は交流電源、12は誘導電動機である。
周波数設定器1から与えられた信号は、磁束振幅演算回
路2と正弦波発生回路3へと導かれる。磁束振幅演算回
路2では、入力信号に対してあらかじめ与えられた関係
で、磁束指令値の振幅が作られる。正弦波発生回路3で
は、入力信号に比例した振幅“1"の正弦波信号を発生
し、これが乗算回路4にて磁束振幅演算回路2からの信
号と乗算され、AφR5に与える磁束指令信号が作られ
る。AφR5では該磁束指令信号と磁束検出回路8からの
磁束検出信号とが比較,調整され、PWMインバータ10の
電圧指令信号となる。この電圧指令信号はキヤリア信号
発生回路7からのキヤリア信号と比較回路6にて比較さ
れた後、パルス分配回路9を経てPWMインバータ10のス
イツチング素子をON-OFFする記号となる。
次に、第1図および第2図を参照してその実施例を説明
する。なお、第1図において、22,23は緩復帰回路、24,
25は制限回路で、その他は第3図および第5図と同様で
ある。
いま、t=T1において商用切換信号47(第2図の信号
(a)に相当する。なお、以後信号a,b,c…、波形g,hと
記すが、これは第2図の信号や波形を云うものとす
る。)が入力されると、シーケンス回路46を通してスイ
ツチ41をOFFする信号(信号(b))が出され、スイツ
チ41がONからOFFとなる。この結果、誘導機12は電源11
と切り離され、フリーラン状態となる。このとき、誘導
機12には残留電圧が発生し(波形(g))、その大きさ
と周波数はある時定数に従つて減衰する。
スイツチ41がOFFしてからある時間後のt=T2におい
て、シーケンス回路46からスイツチ42をONする信号(信
号(c))が出され、スイツチ42はOFFからONとなる。
ここで、スイツチ42がONしても、シーケンス回路46から
パルス分配回路9へ送られているインバータ停止信号
(信号(d))がロウ(“L")であるので、パルス分配
回路9からはPWMインバータ10へのON信号が与えられ
ず、従つてPWMインバータ10はまだ運転せず、誘導機12
へ電流が流れることはない。またインバータ停止信号が
“L"のときには、緩復帰回路22の出力信号(波形
(e))は制限回路24に作用し、AφR5の出力信号であ
る電圧指令値をゼロに制限している。また同様に、緩復
帰回路23の出力信号(波形(f))は制限回路25に作用
し、磁束振幅演算回路2の出力信号の振幅をゼロに制限
しており、この結果、AφR5の入力信号である磁束指令
値の振幅はゼロとなつている。なお、このときPWMイン
バータ10の出力周波数を与える周波数設定器1には、商
用電源と同じ周波数の値が設定されている。
t=T3でインバータ停止信号が“L"からハイ(“H")と
なると、パルス分配回路9は停止していたON信号をPWM
インバータ10へ伝えるので、PWMインバータ10は出力電
圧はゼロ,周波数は商用電源と同じ周波数で運転を開始
する。
この際、t=T3の時点で誘導機12の残留電圧を、出力電
圧がゼロであるPWMインバータ10で短絡することになる
ので、残留電圧は直ちにゼロとなり、以後、誘導機12の
端子電圧はPWMインバータ10の出力電圧と等しくなる。
このとき、PWMインバータ10には、短絡電流が流れるこ
ととなるが、シーケンス回路46の待時間(t=T1〜T3
での時間)を調整することにより、問題とならないレベ
ルまで短絡電流を抑制することが可能である。
t=T3以降は、緩復帰回路22,23の指令により制限回路2
4,25が作動し、AφR5の入力信号である磁束指令値、及
び出力信号で電圧指令値の振幅制限値を、予め決められ
た値まで緩やかに復帰させ、一連の商用切換動作を完了
する。
なお、インバータ10の出力電流波形を波形(h)に示
す。
第4図はこの発明の別の実施例を示す構成図である。第
1図と異なる点は商用切換動作中に、PWMインバータ10
の出力電流が電流制限レベル以上となつたときは、PWM
インバータ10の出力周波数を下げて、誘導電動機12がス
トールするのを避けるもので、具体的には要素30〜33を
追加して対処している。
すなわち、電流検出回路30によつて検出されたPWMイン
バータ10の出力電流は、制限電流検出回路31にてあらか
じめ設定された制限レベル以下か、以上かが判断され
る。商用切換動作中にPWMインバータの出力電流が設定
レベル以上、即ち電流制限値以上のときは、制限電流検
出回路31から信号が発生し、その信号が発生している間
は積分回路32および減算回路33を介してPWMインバータ1
0の出力周波数を与える設定周波数がある減速勾配に従
つて下げられる。また、この動作中にPWMインバータの
出力電流が電流制限レベル以下となると、今度は制限電
流検出回路31からの信号がなくなり、設定周波数は積分
回路32,減算回路33を介してある勾配でもとの値まで戻
される。
〔発明の効果〕
この発明によれば、磁束制御形PWMインバータの商用切
換時には、インバータの周波数を切り換え前の交流電源
と同じ周波数となるようにしたので、高価な周波数測定
回路を不要にして低コスト化が実現できるだけでなく、
インバータ出力電圧をゼロからスタートさせるようにし
たので、始動時の過電流を防止しつつ商用切換動作に要
する時間を短縮し得る利点がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の実施例を示す構成図、第2図はその
動作を説明するための動作波形図、第3図は磁束制御形
PWMインバータの原理構成を示すブロツク図、第4図は
この発明の他の実施例を示す構成図、第5図は商用切換
制御装置の従来例を示す概要図である。 符号説明 1……周波数設定器、2……磁束振幅演算回路、3……
正弦波発生回路、4……乗算回路、5……磁束調節器
(AφR)、6……比較回路、7……キヤリア発生回
路、8……磁束検出回路、9……パルス分配回路、10…
…PWMインバータ、11……交流電源、12……誘導電動
機、22,23……緩復帰回路、24,25……制限回路、30……
電流検出回路、31……制限電流検出回路、32……積分回
路、33……減算回路、41,42……スイツチ、43……周波
数測定回路、44……残留電圧検出回路、45……アンドゲ
ート、46……シーケンス回路、47……商用切換信号。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】少なくとも磁束調節器とその入力および出
    力を制限する制限手段とを有し、商用電源を含む交流電
    源から給電されて電動機を可変速駆動する磁束制御形PW
    Mインバータと、 該電動機の電源を前記交流電源側またはインバータ側の
    いずれかに切り換える制御手段と、 を備え、電動機の電源を交流電源側からインバータ側へ
    切り換えるべく切換指令が与えられたときは、前記制御
    手段により、 前記磁束調節器の入力信号である磁束指令信号の振幅値
    および磁束調節器の出力信号である電圧指令信号の制限
    値をともにゼロにするとともに、該磁束指令信号の周波
    数をインバータ側へ切り換える前の交流電源の周波数と
    同じ値にした後、 インバータを始動し、 該電圧指令信号および磁束指令信号の振幅値をともにゼ
    ロから予め設定した値にまで緩やかに増加させることを
    特徴とする商用切換制御装置。
  2. 【請求項2】特許請求の範囲第1項に記載の商用切換制
    御装置において、前記磁束指令信号の振幅値を増加させ
    る速度を、前記電圧指令信号を増加させる速度よりも遅
    くすることを特徴とする商用切換制御装置。
  3. 【請求項3】特許請求の範囲第1項または第2項に記載
    の商用切換制御装置において、前記磁束指令信号の振幅
    値および電圧指令信号の増加中に、前記インバータの出
    力電流が予め設定された制限値以上になつたときは、イ
    ンバータの出力周波数を下げることを特徴とする商用切
    換制御装置。
  4. 【請求項4】特許請求の範囲第3項に記載の商用切換制
    御装置において、前記出力周波数を下げるときは、前記
    磁束指令信号の振幅値の到達値を該出力周波数に応じて
    予め設定された値とすることを特徴とする商用切換制御
    装置。
  5. 【請求項5】特許請求の範囲第3項または第4項に記載
    の商用切換制御装置において、前記出力電流が制限値以
    下になつたときは、前記出力周波数をインバータ側へ切
    り換える前の交流電源の周波数へ復帰させることを特徴
    とする商用切換制御装置。
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FR3000630B1 (fr) * 2012-12-27 2016-05-20 Ge Energy Power Conversion Technology Ltd Procede de commutation et dispositif de controle associe

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61161993A (ja) * 1985-01-10 1986-07-22 Hitachi Ltd インバ−タ装置
JPS61189192A (ja) * 1985-02-15 1986-08-22 Yaskawa Electric Mfg Co Ltd インバ−タ周波数と誘導電動機速度の同期化方法

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