JPH08182386A - 交流電動機の制御装置 - Google Patents
交流電動機の制御装置Info
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- JPH08182386A JPH08182386A JP6317833A JP31783394A JPH08182386A JP H08182386 A JPH08182386 A JP H08182386A JP 6317833 A JP6317833 A JP 6317833A JP 31783394 A JP31783394 A JP 31783394A JP H08182386 A JPH08182386 A JP H08182386A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】交流電動機の駆動電源をインバータ電源から商
用電源へ切り換えるとき、ショックを与えることなく短
時間で同期併入制御を行うこと。 【構成】所定の変化率で増加する周波数基準ｆ* が与え
られ、この周波数基準ｆ* が商用電源の周波数ｆCMより
少し低い第１の周波数ｆ0 に達した時点ｔ0 で、商用電
源の電圧位相θs と電力変換装置の出力電圧位相θI の
位相差Δθを保持するメモリ19と、保持された位相差と
第１の周波数ｆ0 と商用電源の周波数ｆCMとで定まる加
速関数に基づいて第１の周波数ｆ0 から増加する周波数
指令ｆ1 *を出力する加速率制御手段20と、時点ｔ0 で
周波数指令ｆ1 * を周波数基準とする周波数基準切換手
段12,13a,13bと、切り換えられた周波数基準が商用電源
の周波数ｆCMに達した時点ｔ1 で、位相差検出手段14か
ら出力される位相差をゼロとする制御を開始する位相同
期制御手段17を備える。
用電源へ切り換えるとき、ショックを与えることなく短
時間で同期併入制御を行うこと。 【構成】所定の変化率で増加する周波数基準ｆ* が与え
られ、この周波数基準ｆ* が商用電源の周波数ｆCMより
少し低い第１の周波数ｆ0 に達した時点ｔ0 で、商用電
源の電圧位相θs と電力変換装置の出力電圧位相θI の
位相差Δθを保持するメモリ19と、保持された位相差と
第１の周波数ｆ0 と商用電源の周波数ｆCMとで定まる加
速関数に基づいて第１の周波数ｆ0 から増加する周波数
指令ｆ1 *を出力する加速率制御手段20と、時点ｔ0 で
周波数指令ｆ1 * を周波数基準とする周波数基準切換手
段12,13a,13bと、切り換えられた周波数基準が商用電源
の周波数ｆCMに達した時点ｔ1 で、位相差検出手段14か
ら出力される位相差をゼロとする制御を開始する位相同
期制御手段17を備える。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、交流電動機の制御装置
に係り、特に、可変速駆動される交流電動機を商用電源
へ同期併入するのに好適な交流電動機の制御装置に関す
る。
に係り、特に、可変速駆動される交流電動機を商用電源
へ同期併入するのに好適な交流電動機の制御装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】電力変換装置を用いて交流電動機を可変
速駆動する場合に、商用電源へ切り換えて運転できるよ
うにした装置がある。この種の従来の装置を図４に示
す。図４において、商用電源１の交流電力はコンバータ
２で直流電力に変換され、リアクトル３を介して平滑し
た直流電流となる。この直流電流はインバータ４で可変
周波数の交流電流に変換され、開閉器３１を介して交流
電動機５に供給され、交流電動機５は可変速駆動され
る。
速駆動する場合に、商用電源へ切り換えて運転できるよ
うにした装置がある。この種の従来の装置を図４に示
す。図４において、商用電源１の交流電力はコンバータ
２で直流電力に変換され、リアクトル３を介して平滑し
た直流電流となる。この直流電流はインバータ４で可変
周波数の交流電流に変換され、開閉器３１を介して交流
電動機５に供給され、交流電動機５は可変速駆動され
る。
【０００３】また、交流電動機５は開閉器３２を介して
供給される商用電源１により定速駆動される。可変速駆
動する場合の速度は、加減速率制限回路６に入力される
速度基準Ｎ*で定まり、加減速率制限回路６で変化率の
制限された信号はスイッチ１３a を介して電圧基準Ｖ*
として電圧制御回路７へ入力される。電圧制御回路７は
電圧基準Ｖ* と電圧検出器４２を介して検出されるイン
バータ４の出力電圧ＶI を比較し電流基準Ｉ* を出力す
る。電流制御回路８は電流基準Ｉ* と電流検出器４０を
介して検出されるコンバータ２の入力電流ＩS と比較し
位相制御信号ＰC を出力し、位相制御回路９を介してコ
ンバータ２の出力電流を制御してインバータ４の出力電
圧ＶI を制御する。一方、スイッチ１３a を介して出力
される加減速率制限回路６の出力信号は周波数基準ｆ*
として周波数制御回路１０へも入力され、周波数制御回
路１０は周波数基準ｆ* に応じた転流指令ＰI を出力し
駆動部１１を介してインバータ４の交流出力の周波数を
制御する。これにより、交流電動機５は速度基準Ｎ* に
対応した速度で駆動される。
供給される商用電源１により定速駆動される。可変速駆
動する場合の速度は、加減速率制限回路６に入力される
速度基準Ｎ*で定まり、加減速率制限回路６で変化率の
制限された信号はスイッチ１３a を介して電圧基準Ｖ*
として電圧制御回路７へ入力される。電圧制御回路７は
電圧基準Ｖ* と電圧検出器４２を介して検出されるイン
バータ４の出力電圧ＶI を比較し電流基準Ｉ* を出力す
る。電流制御回路８は電流基準Ｉ* と電流検出器４０を
介して検出されるコンバータ２の入力電流ＩS と比較し
位相制御信号ＰC を出力し、位相制御回路９を介してコ
ンバータ２の出力電流を制御してインバータ４の出力電
圧ＶI を制御する。一方、スイッチ１３a を介して出力
される加減速率制限回路６の出力信号は周波数基準ｆ*
として周波数制御回路１０へも入力され、周波数制御回
路１０は周波数基準ｆ* に応じた転流指令ＰI を出力し
駆動部１１を介してインバータ４の交流出力の周波数を
制御する。これにより、交流電動機５は速度基準Ｎ* に
対応した速度で駆動される。
【０００４】上述のようにして、インバータ電源により
任意の速度で駆動されている交流電動機５を商用電源１
による駆動へ切り換えるとき、速度基準Ｎ* を商用電源
１の周波数ｆCM以上に設定し、図５に示すように、周波
数基準ｆ* （電圧基準Ｖ* ）を加減速率制限回路６で定
められた所定の変化率で上昇させる。時刻ｔ0 で、周波
数基準ｆ* が同期速度周波数ｆCMより少し低い所定周波
数（同期併入制御開始周波数）ｆ0 に達すると、比較器
１２からスイッチの切換指令が出力され、スイッチ13a
がオフ（開路）してスイッチが13b がオン（閉路）す
る。これにより、周波数基準ｆ* は図５に示すように時
刻ｔ0 から同期併入制御開始周波数ｆ0 で一定となる。
また時刻ｔ0 でスイッチ13c がオン（閉路）され、位相
差検出器１４から出力される位相差Δθが比較器１５に
入力される。位相差検出器１４は、電圧検出器４４と位
相検出器４５を介して検出される商用電源１の電圧位相
θsと電圧検出器４２と位相検出器４３を介して検出さ
れるインバータ４の出力電圧位相θI を比較し、その位
相差をΔθとして出力する。従って、時刻ｔ0 から比較
器１５は位相差Δθの監視を開始し、設定された所定の
位相差θ1 に一致した時点ｔ1 で、スイッチ１６をオン
（閉路）にして位相同期制御回路１７に位相差Δθを入
力し、位相同期制御を開始させる。位相同期制御回路１
７は比例積分（ＰＩ）制御回路で構成され、位相差Δθ
をゼロとするように周波数補正信号ｆcを出力して加算
器１８を介して周波数基準ｆ* に加えられｆ* の値を補
正し、インバータ４の出力電圧位相θI を商用電源１の
電圧位相θs に一致させるように追従制御を行う。時点
ｔ1 から所定時間経過後に位相差Δθが所定の値以下で
あることを確認すると、開閉器切換制御部４６は開閉器
３１をオフ（開路）して開閉器３２をオン（閉路）と
し、交流電動機５の駆動電源をインバータ４から商用電
源１へ切り換える。
任意の速度で駆動されている交流電動機５を商用電源１
による駆動へ切り換えるとき、速度基準Ｎ* を商用電源
１の周波数ｆCM以上に設定し、図５に示すように、周波
数基準ｆ* （電圧基準Ｖ* ）を加減速率制限回路６で定
められた所定の変化率で上昇させる。時刻ｔ0 で、周波
数基準ｆ* が同期速度周波数ｆCMより少し低い所定周波
数（同期併入制御開始周波数）ｆ0 に達すると、比較器
１２からスイッチの切換指令が出力され、スイッチ13a
がオフ（開路）してスイッチが13b がオン（閉路）す
る。これにより、周波数基準ｆ* は図５に示すように時
刻ｔ0 から同期併入制御開始周波数ｆ0 で一定となる。
また時刻ｔ0 でスイッチ13c がオン（閉路）され、位相
差検出器１４から出力される位相差Δθが比較器１５に
入力される。位相差検出器１４は、電圧検出器４４と位
相検出器４５を介して検出される商用電源１の電圧位相
θsと電圧検出器４２と位相検出器４３を介して検出さ
れるインバータ４の出力電圧位相θI を比較し、その位
相差をΔθとして出力する。従って、時刻ｔ0 から比較
器１５は位相差Δθの監視を開始し、設定された所定の
位相差θ1 に一致した時点ｔ1 で、スイッチ１６をオン
（閉路）にして位相同期制御回路１７に位相差Δθを入
力し、位相同期制御を開始させる。位相同期制御回路１
７は比例積分（ＰＩ）制御回路で構成され、位相差Δθ
をゼロとするように周波数補正信号ｆcを出力して加算
器１８を介して周波数基準ｆ* に加えられｆ* の値を補
正し、インバータ４の出力電圧位相θI を商用電源１の
電圧位相θs に一致させるように追従制御を行う。時点
ｔ1 から所定時間経過後に位相差Δθが所定の値以下で
あることを確認すると、開閉器切換制御部４６は開閉器
３１をオフ（開路）して開閉器３２をオン（閉路）と
し、交流電動機５の駆動電源をインバータ４から商用電
源１へ切り換える。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
の制御装置は、同期併入制御を開始させる周波数ｆ0 の
設定と位相同期制御を開始させる位相差θ1 の設定が難
しく自由度が少ない、という問題がある。
の制御装置は、同期併入制御を開始させる周波数ｆ0 の
設定と位相同期制御を開始させる位相差θ1 の設定が難
しく自由度が少ない、という問題がある。
【０００６】すなわち、図５に示すように、時点ｔ0 で
周波数基準ｆ* を同期併入制御開始周波数ｆ0 で一定と
し、位相差Δθが位相同期制御開始位相θ1 に一致する
まで待ち時間ＴW があり、最大で式(1) に示す待ち時間
ＴW を必要とする。
周波数基準ｆ* を同期併入制御開始周波数ｆ0 で一定と
し、位相差Δθが位相同期制御開始位相θ1 に一致する
まで待ち時間ＴW があり、最大で式(1) に示す待ち時間
ＴW を必要とする。
【０００７】
【数１】 ＴW ＝１／（ｆCM−ｆ0 ） (1) この待ち時間ＴW は、ｆ0 がｆCMに近いほど長くなると
いう問題がある。また、周波数基準ｆ* を増加させ、加
速させながら位相同期制御を行うため、θ1 は遅れ位相
に設定しなければならず、且つ、位相同期制御に入った
時点ｔ1から位相差Δθが１８０°以上遅れるとΔθの
極性が反転することから、θ1 は−１８０°より十分大
きく選定しなければならない。このように、同期併入制
御開始周波数ｆ0 と位相同期制御開始位相θ1 は設定値
を決めるのが難しく自由度が少ないという問題点があ
る。
いう問題がある。また、周波数基準ｆ* を増加させ、加
速させながら位相同期制御を行うため、θ1 は遅れ位相
に設定しなければならず、且つ、位相同期制御に入った
時点ｔ1から位相差Δθが１８０°以上遅れるとΔθの
極性が反転することから、θ1 は−１８０°より十分大
きく選定しなければならない。このように、同期併入制
御開始周波数ｆ0 と位相同期制御開始位相θ1 は設定値
を決めるのが難しく自由度が少ないという問題点があ
る。
【０００８】更に、時点ｔ1 で位相差Δθがθ1 という
初期値を持ちｆ0 からｆCMまで加速することから、図５
に示すように、ＰＩ制御による周波数基準ｆ* が急増
し、加速度ａが過渡的に非常に大きくなりショックが発
生し、制御の安定を乱すという問題がある。
初期値を持ちｆ0 からｆCMまで加速することから、図５
に示すように、ＰＩ制御による周波数基準ｆ* が急増
し、加速度ａが過渡的に非常に大きくなりショックが発
生し、制御の安定を乱すという問題がある。
【０００９】本発明はこれらの問題に鑑みてなされたも
のであり、その目的とするところは、交流電動機の駆動
電源をインバータ電源から商用電源へ切り換える同期併
入制御の所用時間を短縮し、制御パラメータの設定の自
由度を高め、ショックを発生して制御を乱すことなく、
安定した同期併入制御を行うことのできる交流電動機の
制御装置を提供することにある。
のであり、その目的とするところは、交流電動機の駆動
電源をインバータ電源から商用電源へ切り換える同期併
入制御の所用時間を短縮し、制御パラメータの設定の自
由度を高め、ショックを発生して制御を乱すことなく、
安定した同期併入制御を行うことのできる交流電動機の
制御装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、次のような手段を備える。請求項１の発
明として、周波数基準に応じて交流電動機を可変速駆動
する電力変換装置と、商用電源の電圧と前記電力変換装
置の出力電圧との位相差を検出する位相差検出手段と、
前記位相差をゼロとするように前記電力変換装置の出力
周波数を制御して前記交流電動機の駆動電源を前記商用
電源へ切り換える同期併入制御手段を備え、前記同期併
入制御手段は、所定の変化率で増加する周波数基準が与
えられ、この周波数基準が前記商用電源の周波数より少
し低い第１の周波数に達した第１の時点で、前記位相差
を保持するメモリと、保持された位相差と前記第１の周
波数と前記商用電源の周波数とで定まる加速関数に基づ
いて前記第１の周波数から増加する周波数指令を出力す
る加速率制御手段と、前記第１の時点で前記周波数指令
を周波数基準とする周波数基準切換手段と、切り換えら
れた周波数基準が前記商用電源の周波数に達した第２の
時点で、前記位相差検出手段から出力される位相差をゼ
ロとするように前記周波数基準の補正制御を開始する位
相同期制御手段を備える。
め、本発明は、次のような手段を備える。請求項１の発
明として、周波数基準に応じて交流電動機を可変速駆動
する電力変換装置と、商用電源の電圧と前記電力変換装
置の出力電圧との位相差を検出する位相差検出手段と、
前記位相差をゼロとするように前記電力変換装置の出力
周波数を制御して前記交流電動機の駆動電源を前記商用
電源へ切り換える同期併入制御手段を備え、前記同期併
入制御手段は、所定の変化率で増加する周波数基準が与
えられ、この周波数基準が前記商用電源の周波数より少
し低い第１の周波数に達した第１の時点で、前記位相差
を保持するメモリと、保持された位相差と前記第１の周
波数と前記商用電源の周波数とで定まる加速関数に基づ
いて前記第１の周波数から増加する周波数指令を出力す
る加速率制御手段と、前記第１の時点で前記周波数指令
を周波数基準とする周波数基準切換手段と、切り換えら
れた周波数基準が前記商用電源の周波数に達した第２の
時点で、前記位相差検出手段から出力される位相差をゼ
ロとするように前記周波数基準の補正制御を開始する位
相同期制御手段を備える。
【００１１】請求項２の発明として、更に、前記加速率
制御手段は、前記メモリに保持された第１の位相差と、
前記第１の周波数と、前記商用電源の周波数とをパラメ
ータとして、前記第１の周波数から前記商用電源の周波
数まで増加したとき、前記位相差がほぼゼロとなるよう
に前記加速関数の増加率を定める。
制御手段は、前記メモリに保持された第１の位相差と、
前記第１の周波数と、前記商用電源の周波数とをパラメ
ータとして、前記第１の周波数から前記商用電源の周波
数まで増加したとき、前記位相差がほぼゼロとなるよう
に前記加速関数の増加率を定める。
【００１２】請求項３の発明として、更に、前記加速率
制御手段は、前記メモリに保持された第１の位相差と、
前記第１の周波数と、所定の変化率で増加する周波数基
準が前記第１の周波数に到達する直前の加速度と、前記
商用電源の周波数とをパラメータとして、前記第１の周
波数から前記商用電源の周波数まで一定の加速度変化率
で増加したとき、前記位相差がほぼゼロとなるように定
める。
制御手段は、前記メモリに保持された第１の位相差と、
前記第１の周波数と、所定の変化率で増加する周波数基
準が前記第１の周波数に到達する直前の加速度と、前記
商用電源の周波数とをパラメータとして、前記第１の周
波数から前記商用電源の周波数まで一定の加速度変化率
で増加したとき、前記位相差がほぼゼロとなるように定
める。
【００１３】請求項４の発明として、更に、前記加速関
数の増加率は、加速度を一定にして、前記第１の周波数
から前記商用電源の周波数まで増加したとき、前記位相
差がほぼゼロとなるように定める。
数の増加率は、加速度を一定にして、前記第１の周波数
から前記商用電源の周波数まで増加したとき、前記位相
差がほぼゼロとなるように定める。
【００１４】
【作用】請求項１の発明において、交流電動機の駆動電
源を電力変換装置から商用電源へ切り換えるとき、所定
の変化率で増加する周波数基準が与えられ、この周波数
基準が商用電源の周波数より少し低い第１の周波数に達
した第１の時点で、商用電源の電圧と電力変換装置の出
力電圧の位相差が前記メモリに保持される。前記加速率
制御手段は保持された位相差と前記第１の周波数と前記
商用電源の周波数とで定まる加速関数に基づいて前記第
１の周波数から増加する周波数指令を出力し、前記周波
数基準切換手段は前記第１の時点でこの周波数指令を周
波数基準として出力する。前記位相同期制御手段は切り
換えられた周波数基準が商用電源の周波数に達した第２
の時点で、前記位相差検出手段から出力される位相差を
ゼロとする位相同期制御を開始する。
源を電力変換装置から商用電源へ切り換えるとき、所定
の変化率で増加する周波数基準が与えられ、この周波数
基準が商用電源の周波数より少し低い第１の周波数に達
した第１の時点で、商用電源の電圧と電力変換装置の出
力電圧の位相差が前記メモリに保持される。前記加速率
制御手段は保持された位相差と前記第１の周波数と前記
商用電源の周波数とで定まる加速関数に基づいて前記第
１の周波数から増加する周波数指令を出力し、前記周波
数基準切換手段は前記第１の時点でこの周波数指令を周
波数基準として出力する。前記位相同期制御手段は切り
換えられた周波数基準が商用電源の周波数に達した第２
の時点で、前記位相差検出手段から出力される位相差を
ゼロとする位相同期制御を開始する。
【００１５】請求項２の発明は、前記加速率制御手段
が、更に、前記メモリに保持された位相差と、前記第１
の周波数と、前記商用電源の周波数とをパラメータとし
て、前記第１の周波数から前記商用電源の周波数まで増
加した第２の時点で、検出される位相差がほぼゼロとな
るように前記加速関数の増加率を定め、過渡的に大きな
加速度を発生させることなく、安定した位相同期制御を
開始させる。
が、更に、前記メモリに保持された位相差と、前記第１
の周波数と、前記商用電源の周波数とをパラメータとし
て、前記第１の周波数から前記商用電源の周波数まで増
加した第２の時点で、検出される位相差がほぼゼロとな
るように前記加速関数の増加率を定め、過渡的に大きな
加速度を発生させることなく、安定した位相同期制御を
開始させる。
【００１６】請求項３の発明は、更に、前記加速関数の
増加率は、前記メモリに保持された位相差と、前記第１
の周波数と、所定の変化率で増加する周波数基準が前記
第１の周波数に到達する直前の加速度と、前記商用電源
の周波数とをパラメータとして、一定の加速度変化率で
前記第１の周波数から前記商用電源の周波数まで増加し
た第２の時点で、検出される位相差がほぼゼロとなるよ
うに定め、ショックの無い同期併入制御を行う。
増加率は、前記メモリに保持された位相差と、前記第１
の周波数と、所定の変化率で増加する周波数基準が前記
第１の周波数に到達する直前の加速度と、前記商用電源
の周波数とをパラメータとして、一定の加速度変化率で
前記第１の周波数から前記商用電源の周波数まで増加し
た第２の時点で、検出される位相差がほぼゼロとなるよ
うに定め、ショックの無い同期併入制御を行う。
【００１７】請求項４の発明は、更に、前記加速関数の
増加率は、加速度を一定にして、前記第１の周波数から
前記商用電源の周波数まで増加した第２の時点で、検出
される位相差がほぼゼロとなるように定め、ショックの
無い同期併入制御を行う。
増加率は、加速度を一定にして、前記第１の周波数から
前記商用電源の周波数まで増加した第２の時点で、検出
される位相差がほぼゼロとなるように定め、ショックの
無い同期併入制御を行う。
【００１８】
【実施例】本発明の請求項１〜４に対応する実施例の構
成を図１に示す。図１は、要部構成を示したもので、コ
ンバータとインバータを含む制御回路は従来と同様であ
り、加減速率制限回路６、比較器１２、スイッチ１３a
、１３b、１６、位相差検出器１４、位相同期制御回路
１７は従来のものを適用することができる。
成を図１に示す。図１は、要部構成を示したもので、コ
ンバータとインバータを含む制御回路は従来と同様であ
り、加減速率制限回路６、比較器１２、スイッチ１３a
、１３b、１６、位相差検出器１４、位相同期制御回路
１７は従来のものを適用することができる。
【００１９】通常のインバータ電源による可変速運転
は、スイッチ１３a がオン（スイッチ１３b がオフ）し
て、加減速率制限回路６の出力がコンバータとインバー
タに電圧基準Ｖ* と周波数基準ｆ* として与えられ、速
度基準Ｎ* に基づいて、従来と同様に行われる。
は、スイッチ１３a がオン（スイッチ１３b がオフ）し
て、加減速率制限回路６の出力がコンバータとインバー
タに電圧基準Ｖ* と周波数基準ｆ* として与えられ、速
度基準Ｎ* に基づいて、従来と同様に行われる。
【００２０】インバータで駆動されている交流電動機を
商用電源による駆動へ切り換えるとき、速度基準Ｎ* を
商用電源の周波数ｆCMに設定し、図２に示すように、周
波数基準ｆ* （電圧基準Ｖ* ）を加減速率制限回路６で
定められた所定の変化率で増加させる。周波数基準ｆ*
が商用電源の周波数（同期速度）ｆCMより少し低い所定
周波数（同期併入制御開始周波数）ｆ0 に達すると、比
較器１２はスイッチの切換指令を出力して、スイッチ13
b をオン（閉路）させ、スイッチ13a をオフ（開路）さ
せる。また、この時点ｔ0 で位相差検出器１４から出力
される位相差Δθ（＝θ0 ）をメモリ１９に記憶させ
る。加速率制御回路２０は、メモリ１９に記憶された位
相差θ0 と、その時点ｔ0 の周波数基準ｆ* （＝同期併
入制御開始周波数ｆ0 ）と、商用電源の周波数ｆCMとか
ら所定の加速関数を決定し、この加速関数に基づいて、
時点ｔ0 後、周波数基準ｆ* （＝ｆ0 ）から商用電源の
周波数ｆCMまで増加する周波数指令ｆ1 * を出力し、こ
れが新たな周波数基準ｆ* として用いられる。この周波
数基準ｆ* が商用電源の周波数ｆCMに達すると、比較器
２１はスイッチ１６をオン（閉路）して位相差検出器１
４から出力される位相差Δθを位相同期制御回路１７に
入力する。加速率制御回路２０は、この時点ｔ1 で位相
差Δθがほぼゼロとなるように周波数指令ｆ1 * を出力
するので、位相同期制御回路１７は僅かな位相差Δθを
ゼロとするように周波数補正信号ｆc を出力して周波数
基準ｆ* の値を補正し、インバータ４の出力電圧位相θ
I を商用電源１の電圧位相θs にショックを与えること
なく短時間で一致させるように位相同期制御を行う。
商用電源による駆動へ切り換えるとき、速度基準Ｎ* を
商用電源の周波数ｆCMに設定し、図２に示すように、周
波数基準ｆ* （電圧基準Ｖ* ）を加減速率制限回路６で
定められた所定の変化率で増加させる。周波数基準ｆ*
が商用電源の周波数（同期速度）ｆCMより少し低い所定
周波数（同期併入制御開始周波数）ｆ0 に達すると、比
較器１２はスイッチの切換指令を出力して、スイッチ13
b をオン（閉路）させ、スイッチ13a をオフ（開路）さ
せる。また、この時点ｔ0 で位相差検出器１４から出力
される位相差Δθ（＝θ0 ）をメモリ１９に記憶させ
る。加速率制御回路２０は、メモリ１９に記憶された位
相差θ0 と、その時点ｔ0 の周波数基準ｆ* （＝同期併
入制御開始周波数ｆ0 ）と、商用電源の周波数ｆCMとか
ら所定の加速関数を決定し、この加速関数に基づいて、
時点ｔ0 後、周波数基準ｆ* （＝ｆ0 ）から商用電源の
周波数ｆCMまで増加する周波数指令ｆ1 * を出力し、こ
れが新たな周波数基準ｆ* として用いられる。この周波
数基準ｆ* が商用電源の周波数ｆCMに達すると、比較器
２１はスイッチ１６をオン（閉路）して位相差検出器１
４から出力される位相差Δθを位相同期制御回路１７に
入力する。加速率制御回路２０は、この時点ｔ1 で位相
差Δθがほぼゼロとなるように周波数指令ｆ1 * を出力
するので、位相同期制御回路１７は僅かな位相差Δθを
ゼロとするように周波数補正信号ｆc を出力して周波数
基準ｆ* の値を補正し、インバータ４の出力電圧位相θ
I を商用電源１の電圧位相θs にショックを与えること
なく短時間で一致させるように位相同期制御を行う。
【００２１】時点ｔ1 から所定時間後に、位相差Δθが
所定の値以下であることを確認すると、従来と同様に、
開閉器切換制御部４６は開閉器３１をオフ（開路）して
開閉器３２をオン（閉路）し、交流電動機５の駆動電源
をインバータ４から商用電源１へ切り換える。
所定の値以下であることを確認すると、従来と同様に、
開閉器切換制御部４６は開閉器３１をオフ（開路）して
開閉器３２をオン（閉路）し、交流電動機５の駆動電源
をインバータ４から商用電源１へ切り換える。
【００２２】加速率制御回路２０の作用について更に詳
細に説明する。加速率制御回路２０で定められる加速関
数には種々のものが考えられるが、ショック低減を主眼
とする場合、図２に示すように、加速度変化率を一定に
して、ｆ0 からｆCMまで加速したとき、丁度、位相差Δ
θがほぼゼロになるように加速度変化率を定めることが
できる。（請求項２、請求項３） この場合、周波数基準ｆ* が同期併入制御開始周波数ｆ
0 に到達した時点ｔ0で、加速率制御回路２０は、周波
数基準ｆ* がｆ0 に到達する直前の周波数基準変化率df
* /dt から加速度ａ0 を検出し、加速度ａ0 、商用電源
の周波数ｆCM、同期併入制御開始周波数ｆ0 、メモリ１
９に記憶された位相差θ0 をパラメータとして、周波数
指令ｆ1 * がｆCMに到達するときに位相差Δθをほぼゼ
ロとするように加速関数を設定する。すなわち、時点ｔ
0 の加速度ａ0 を初期加速度とし、ｆ0 からｆCMに到達
するまでの時間をＴ0 、このＴ0 の期間に回転する位相
差Δθの回転数をｎとしたとき、（2.1)〜（2.5)式の条
件を同時に満たすように加速度変化率ｋを定める。
細に説明する。加速率制御回路２０で定められる加速関
数には種々のものが考えられるが、ショック低減を主眼
とする場合、図２に示すように、加速度変化率を一定に
して、ｆ0 からｆCMまで加速したとき、丁度、位相差Δ
θがほぼゼロになるように加速度変化率を定めることが
できる。（請求項２、請求項３） この場合、周波数基準ｆ* が同期併入制御開始周波数ｆ
0 に到達した時点ｔ0で、加速率制御回路２０は、周波
数基準ｆ* がｆ0 に到達する直前の周波数基準変化率df
* /dt から加速度ａ0 を検出し、加速度ａ0 、商用電源
の周波数ｆCM、同期併入制御開始周波数ｆ0 、メモリ１
９に記憶された位相差θ0 をパラメータとして、周波数
指令ｆ1 * がｆCMに到達するときに位相差Δθをほぼゼ
ロとするように加速関数を設定する。すなわち、時点ｔ
0 の加速度ａ0 を初期加速度とし、ｆ0 からｆCMに到達
するまでの時間をＴ0 、このＴ0 の期間に回転する位相
差Δθの回転数をｎとしたとき、（2.1)〜（2.5)式の条
件を同時に満たすように加速度変化率ｋを定める。
【００２３】
【数２】 （但し、ｎは任意に定めることのできる正の整数）この
連立方程式から、(3.1) 式のように、加速度変化率ｋの
値を既知のパラメータで求めることができる。
連立方程式から、(3.1) 式のように、加速度変化率ｋの
値を既知のパラメータで求めることができる。
【００２４】
【数３】 ｋ＝ｆ（ａ0 ，ｆ0 ，ｆCM，θ0 ，ｎ） （3.1) 加速率制御回路２０は、(2.1) 式に基づいた加速度ａで
Ｔ0 の時間でｆ0 からｆCMまで加速する。
Ｔ0 の時間でｆ0 からｆCMまで加速する。
【００２５】図２は、ｎ＝１として同期併入制御を行っ
た場合の動作波形図である。一定の加速率ａ0 で周波数
基準ｆ* が増加し、時点ｔ0 で同期併入制御開始周波数
ｆ0 に達すると、加速度ａをａ0 から次第に減少させな
がら周波数基準ｆ* を増加させ、Ｔ0 の時間が経過した
時点ｔ1 で周波数基準ｆ* が商用電源の周波数ｆCMに達
するとともに位相差Δθがほぼゼロになり、スムーズに
位相同期制御が開始される。
た場合の動作波形図である。一定の加速率ａ0 で周波数
基準ｆ* が増加し、時点ｔ0 で同期併入制御開始周波数
ｆ0 に達すると、加速度ａをａ0 から次第に減少させな
がら周波数基準ｆ* を増加させ、Ｔ0 の時間が経過した
時点ｔ1 で周波数基準ｆ* が商用電源の周波数ｆCMに達
するとともに位相差Δθがほぼゼロになり、スムーズに
位相同期制御が開始される。
【００２６】また、別の方法として、図３に示すよう
に、一定の加速度でＴ0 の時間でｆ0からｆCMまで加速
したとき、丁度、位相差Δθがゼロになるような加速度
ａ1 を定めることができる。（請求項２、請求項４） すなわち、一定の加速度ａ1 で、ｆ0 からｆCMに到達す
るまでの時間をＴ0 としたとき、（4.1)〜（4.4)式の条
件を同時に満たす加速度ａ1 を定める。
に、一定の加速度でＴ0 の時間でｆ0からｆCMまで加速
したとき、丁度、位相差Δθがゼロになるような加速度
ａ1 を定めることができる。（請求項２、請求項４） すなわち、一定の加速度ａ1 で、ｆ0 からｆCMに到達す
るまでの時間をＴ0 としたとき、（4.1)〜（4.4)式の条
件を同時に満たす加速度ａ1 を定める。
【００２７】
【数４】 （但し、ｎは任意に定めることのできる正の整数）この
連立方程式を解いて、(5.1) 式のように、加速度ａ1 の
値を既知のパラメータで求めることができる。
連立方程式を解いて、(5.1) 式のように、加速度ａ1 の
値を既知のパラメータで求めることができる。
【００２８】
【数５】 ａ1 ＝２π2 （ｆCM 2 −ｆ0 2 ）／（２ｎπ−Δθ） (5.1） 加速率制御回路２０は、一定の加速度ａ1 でＴ0 の時間
でｆ0 からｆCMまで加速する。
でｆ0 からｆCMまで加速する。
【００２９】図３は、ｎ＝１として同期併入制御を行っ
た場合の動作波形図である。一定の加速率ａ0 で周波数
基準ｆ* が増加し、時点ｔ0 で同期併入制御開始周波数
ｆ0 に達すると、加速度ａをａ0 からａ1 に変更して周
波数基準ｆ* を一定の変化率で増加させ、Ｔ0 の時間が
経過した時点ｔ1 で周波数基準ｆ* が商用電源の周波数
ｆCMに達するとともに位相差Δθがほぼゼロになり、ス
ムーズに位相同期制御が開始される。
た場合の動作波形図である。一定の加速率ａ0 で周波数
基準ｆ* が増加し、時点ｔ0 で同期併入制御開始周波数
ｆ0 に達すると、加速度ａをａ0 からａ1 に変更して周
波数基準ｆ* を一定の変化率で増加させ、Ｔ0 の時間が
経過した時点ｔ1 で周波数基準ｆ* が商用電源の周波数
ｆCMに達するとともに位相差Δθがほぼゼロになり、ス
ムーズに位相同期制御が開始される。
【００３０】この実施例によれば、加速率制御回路２０
における計算の負担が軽減されるという利点がある。こ
れらの実施例によれば、位相同期制御を開始する前に周
波数基準を一定とする期間がなくなり、商用電源の周波
数まで連続して加速を行うことができ、短時間で位相同
期制御に入れることが可能となる。更に、位相同期制御
に入る時点での商用電源の電圧位相と電力変換装置の出
力電圧位相の位相差をほぼゼロにすることができ、ショ
ックを与えることなく位相同期制御を開始させることが
可能となり、安定した位相同期制御を行うことができ
る。
における計算の負担が軽減されるという利点がある。こ
れらの実施例によれば、位相同期制御を開始する前に周
波数基準を一定とする期間がなくなり、商用電源の周波
数まで連続して加速を行うことができ、短時間で位相同
期制御に入れることが可能となる。更に、位相同期制御
に入る時点での商用電源の電圧位相と電力変換装置の出
力電圧位相の位相差をほぼゼロにすることができ、ショ
ックを与えることなく位相同期制御を開始させることが
可能となり、安定した位相同期制御を行うことができ
る。
【００３１】
【発明の効果】本発明によれば、交流電動機の駆動電源
をインバータ電源から商用電源へ切り換える同期併入制
御における不要な待ち時間をなくし、ショックを与えて
制御の安定を乱すことなく、短時間で安定した位相同期
制御を行うことができ、制御パラメータの設定の自由度
を高め、高性能の同期併入制御を行うことのできる交流
電動機の制御装置を提供することができる。
をインバータ電源から商用電源へ切り換える同期併入制
御における不要な待ち時間をなくし、ショックを与えて
制御の安定を乱すことなく、短時間で安定した位相同期
制御を行うことができ、制御パラメータの設定の自由度
を高め、高性能の同期併入制御を行うことのできる交流
電動機の制御装置を提供することができる。
【図１】本発明の請求項１〜４に対応する実施例の構成
図。
図。
【図２】本発明の請求項２、３に対応する実施例の動作
波形図で、加速度変化率を一定とした場合の動作波形
図。
波形図で、加速度変化率を一定とした場合の動作波形
図。
【図３】本発明の請求項２、４に対応する実施例の動作
波形図で、加速度を一定とした場合の動作波形図。
波形図で、加速度を一定とした場合の動作波形図。
【図４】従来装置の構成図。
【図５】従来装置の問題点を説明するための動作波形
図。
図。
１…商用電源 ２…コンバータ ３…リアクトル ４…インバータ ５…交流電動機 ６…加減速制限回
路 ７…電圧制御回路 ８…電流制御回路 ９…位相制御回路 １０…周波数制御回
路 １１…駆動部 １２…比較器 １３a,１３b,１３c …スイッチ １４…位相差検出
器 １５…比較器 １６…スイッチ １７…位相同期制御回路 １８…加算器 １９…メモリ ２０…加速率制御
回路 ２１…比較器 ３１、３２…開閉
器 ４０…電流検出器 ４２、４４…電圧
検出器 ４３、４５…位相検出器 ４６…開閉器切換
制御回路
路 ７…電圧制御回路 ８…電流制御回路 ９…位相制御回路 １０…周波数制御回
路 １１…駆動部 １２…比較器 １３a,１３b,１３c …スイッチ １４…位相差検出
器 １５…比較器 １６…スイッチ １７…位相同期制御回路 １８…加算器 １９…メモリ ２０…加速率制御
回路 ２１…比較器 ３１、３２…開閉
器 ４０…電流検出器 ４２、４４…電圧
検出器 ４３、４５…位相検出器 ４６…開閉器切換
制御回路
Claims (4)
- 【請求項１】周波数基準に応じて交流電動機を可変速駆
動する電力変換装置と、商用電源の電圧と前記電力変換
装置の出力電圧との位相差を検出する位相差検出手段
と、前記位相差をゼロとするように前記電力変換装置の
出力周波数を制御して前記交流電動機の駆動電源を前記
商用電源へ切り換える同期併入制御手段を備えた交流電
動機の制御装置において、前記同期併入制御手段は、所
定の変化率で増加する周波数基準が与えられ、この周波
数基準が前記商用電源の周波数より少し低い第１の周波
数に達した第１の時点で、前記位相差を保持するメモリ
と、保持された位相差と前記第１の周波数と前記商用電
源の周波数とで定まる加速関数に基づいて前記第１の周
波数から増加する周波数指令を出力する加速率制御手段
と、前記第１の時点で前記周波数指令を周波数基準とす
る周波数基準切換手段と、切り換えられた周波数基準が
前記商用電源の周波数に達した第２の時点で、前記位相
差検出手段から出力される位相差をゼロとするように前
記周波数基準の補正制御を開始する位相同期制御手段を
備えたことを特徴とする交流電動機の制御装置。 - 【請求項２】請求項１に記載の交流電動機の制御装置に
おいて、前記加速率制御手段は、前記メモリに保持され
た第１の位相差と、前記第１の周波数と、前記商用電源
の周波数とをパラメータとして、前記第１の周波数から
前記商用電源の周波数まで増加したとき、前記位相差が
ほぼゼロとなるように前記加速関数の増加率を定めるこ
とを特徴とする交流電動機の制御装置。 - 【請求項３】請求項２に記載の交流電動機の制御装置に
おいて、前記加速率制御手段は、前記メモリに保持され
た第１の位相差と、前記第１の周波数と、所定の変化率
で増加する周波数基準が前記第１の周波数に到達する直
前の加速度と、前記商用電源の周波数とをパラメータと
して、前記第１の周波数から前記商用電源の周波数まで
一定の加速度変化率で増加したとき、前記位相差がほぼ
ゼロとなるように定めることを特徴とする交流電動機の
制御装置。 - 【請求項４】請求項２に記載の交流電動機の制御装置に
おいて、前記加速関数の増加率は、加速度を一定にし
て、前記第１の周波数から前記商用電源の周波数まで増
加したとき、前記位相差がほぼゼロとなるように定める
ことを特徴とする交流電動機の制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31783394A JP3678781B2 (ja) | 1994-12-21 | 1994-12-21 | 交流電動機の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31783394A JP3678781B2 (ja) | 1994-12-21 | 1994-12-21 | 交流電動機の制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08182386A true JPH08182386A (ja) | 1996-07-12 |
| JP3678781B2 JP3678781B2 (ja) | 2005-08-03 |
Family
ID=18092564
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31783394A Expired - Lifetime JP3678781B2 (ja) | 1994-12-21 | 1994-12-21 | 交流電動機の制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3678781B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006271071A (ja) * | 2005-03-23 | 2006-10-05 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp | 電動機制御装置 |
| WO2019049321A1 (ja) | 2017-09-08 | 2019-03-14 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 電力変換装置 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2667477C1 (ru) * | 2015-03-10 | 2018-09-20 | Мейденша Корпорейшн | Устройство для управления синхронизацией преобразователя мощности |
-
1994
- 1994-12-21 JP JP31783394A patent/JP3678781B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006271071A (ja) * | 2005-03-23 | 2006-10-05 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp | 電動機制御装置 |
| JP4651087B2 (ja) * | 2005-03-23 | 2011-03-16 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 電動機制御装置 |
| WO2019049321A1 (ja) | 2017-09-08 | 2019-03-14 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 電力変換装置 |
| US11081999B2 (en) | 2017-09-08 | 2021-08-03 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial Systems Corporation | Power conversion apparatus |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3678781B2 (ja) | 2005-08-03 |
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