JPH08182400A - ベクトル制御用電圧形インバータにおける主回路コンデンサの放電方法 - Google Patents

ベクトル制御用電圧形インバータにおける主回路コンデンサの放電方法

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JPH08182400A
JPH08182400A JP6337153A JP33715394A JPH08182400A JP H08182400 A JPH08182400 A JP H08182400A JP 6337153 A JP6337153 A JP 6337153A JP 33715394 A JP33715394 A JP 33715394A JP H08182400 A JPH08182400 A JP H08182400A
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JP
Japan
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inverter
main circuit
motor
circuit capacitor
capacitor
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Norio Yoshitake
典雄 吉竹
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Fuji Electric Co Ltd
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Fuji Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 電動機運転終了後に主回路コンデンサを短時
間で放電させ、インバータ等の保守点検のための待ち時
間を短くする。 【構成】 電動機のベクトル制御用電圧形インバータの
直流中間回路に設けられたコンデンサ(主回路コンデン
サ)に蓄積された電荷を、電動機の運転終了後に放電さ
せる放電方法に関する。電動機に対する速度指令値を零
としてインバータを運転することにより、電動機一次電
流のうち励磁電流成分のみを通流させる運転状態を実現
する。これにより、鉄損に相当する静電エネルギーを主
回路コンデンサの放電により消費させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ベクトル制御用電圧形
インバータの直流中間回路に設けられる電解コンデンサ
(主回路コンデンサ)に蓄積された電荷を速やかに放電
させるようにした放電方法に関する。
【0002】
【従来の技術】図3は、ベクトル制御用電圧形トランジ
スタインバータによる電動機の駆動回路を示している。
図において、CBは交流配線用遮断器、Sは電磁接触
器、INVはベクトル制御電圧形トランジスタインバー
タ、Dはインバータの電源整流器、Cは主回路コンデン
サ、Tはスイッチング素子としてトランジスタを用いた
インバータ部、Mは交流電動機(誘導電動機)、11は
インバータINVの制御回路である。
【0003】この駆動回路では、一般に、電動機Mの運
転前に電磁接触器Sを投入して整流器Dを介し主回路コ
ンデンサCの直流電圧を確立しておき、その状態でイン
バータ部Tを動作させることにより、電動機Mを起動し
ている。そして、電動機Mの運転終了時には、インバー
タ部Tの動作を停止させてインバータ部Tと電動機Mと
を電気的に切り離した後に、電磁接触器Sを開放してい
る。従って、主回路コンデンサCには電荷が蓄積された
まま装置の運転が停止されることになり、その電荷はコ
ンデンサC自身の漏れ電流により長時間かけて消滅して
いく。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】このため、電動機Mの
運転終了後にインバータINVの保守点検を行ないたい
場合でも、安全のために主回路コンデンサCの電荷が消
滅するまで待たなくてはならない。通常、この電荷消滅
時間は、インバータINVの定格容量によるが数10分
から数時間であり、このような長時間にわたって保守点
検作業を待たされることは作業効率の面から大きな問題
となっていた。
【0005】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたもので、その目的とするところは、電動機の運転終
了後に主回路コンデンサに蓄積された電荷を速やかに放
電させてその後の保守点検作業を早期に行なえるように
し、作業効率の向上を図ったベクトル制御用電圧形イン
バータにおける主回路コンデンサの放電方法を提供する
ことにある。
【0006】
【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、電動機のベクトル制御用電圧形インバー
タの主回路コンデンサに蓄積された電荷を電動機の運転
終了後に放電させる放電方法において、電動機に対する
速度指令値を零としてインバータを運転するものであ
る。
【0007】
【作用】本発明においては、ベクトル制御用電圧形イン
バータにおいて電動機の速度指令値を零にした状態でイ
ンバータを運転することで、電動機の一次電流のうちト
ルク電流成分を零とし励磁電流成分のみを通流させた運
転状態を実現する。これにより、電動機には励磁電流成
分による鉄損(無負荷損)が生じるので、主回路コンデ
ンサの放電によって上記鉄損に相当する静電エネルギー
を消費させる。
【0008】
【実施例】以下、図に沿って本発明の実施例を説明す
る。まず、ベクトル制御用電圧形インバータでは、周知
のように電動機の一次電流を位相変換器によりトルク電
流成分と励磁電流成分とに分離した上、各々を個別に制
御することができる。
【0009】そこで、この実施例では、電動機の運転を
終了して電磁接触器を開放した後、電動機の速度指令値
を零としてインバータに運転指令を与える。すると、電
動機の一次電流のうちトルク電流成分は流れず、励磁電
流成分のみを流した運転状態にすることができる。従っ
て、励磁電流成分による鉄損が生じ、主回路コンデンサ
に蓄積された電荷を放電させて静電エネルギーを消費さ
せることができる。
【0010】但し、この種のインバータにおいては直流
中間回路電圧(主回路コンデンサの電圧)が確立してい
ることが運転インターロック条件となっているのが一般
的であるため、上述したような主回路コンデンサに蓄積
された電荷の放電運転時には上記インターロックを解除
する必要がある。
【0011】図1はこの実施例の手順を示すフローチャ
ートであり、インバータ及び電動機が運転中の状態(S
1)からインバータの運転指令を切り(S2)、電動機
の実速度が零になって(S3)から電磁接触器を開放す
る(S4)までの手順は、従来と同様である。次に、主
回路コンデンサの放電指令を入れる(S5)ことによ
り、本発明にかかる放電運転に移行する。
【0012】すなわち、電動機の速度指令値を零にする
と共にインバータの運転指令を入れる(S61)。これ
と同時に、インバータ運転のインターロックを解除する
(S62)。なお、図1のステップS61の下に示した
“OR”は、上記2つのステップS61,S62が並行
して実行されることを示している。
【0013】ステップS61,S62により、ベクトル
制御用電圧形トランジスタインバータは速度指令値が零
の状態で運転されることになり、電動機はその一次電流
(インバータの出力電流)のうちトルク電流成分が零で
励磁電流成分のみが存在する運転状態となる。このた
め、電動機の励磁電流による鉄損が生じ、この鉄損を補
うように主回路コンデンサに蓄積されている電荷を放電
させて静電エネルギーが消費される。
【0014】次に、予め計算により求めた放電完了時間
が経過したか否かを放電タイマにより常時確認し(S
7)、主回路コンデンサの放電が完了するまでインバー
タ及び電動機の零速運転を継続する(S8)。そして、
主回路コンデンサの放電が完了したら(S7 YE
S)、コンデンサ放電指令を切り(S9)、次いでイン
バータの運転を停止する(S10)。
【0015】図2は、この実施例を実現するための制御
ブロック図を示している。まず、この制御ブロックの構
成及び動作を図1のフローチャートに即して説明する。
図2において、接点S1はコンデンサ放電指令により動
作する接点であり、図示の状態はコンデンサ放電指令が
切られている状態である。また、接点S2はインバータ
の通常運転指令により動作する接点であり、図示の状態
は通常運転指令が切られている状態である。この通常運
転指令は、インバータ運転指令の一部をなす。
【0016】図1のステップS2によりインバータ運転
指令が切られると、図2の通常運転指令も切られて接点
2は図示の状態になる。次いで、図1のステップS5
によりコンデンサ放電指令が入ると、図2の接点S1
動作し、速度設定器SSからの速度指令値に代えて
“0”が接点S2側に加えられる。このとき、インバー
タ運転指令を入れることにより、図2の通常運転指令が
入って接点S2が動作するため(図1のステップS6
1)、上記“0”が速度指令値として接点S2を介しベ
クトル制御用電圧形トランジスタインバータシステムに
入力される。
【0017】なお、図2の制御ブロック図では、通常運
転指令が切れている状態でも速度指令値“0”がインバ
ータシステムに入力されるようになっている。従って、
この状態でインバータ運転指令を与えることによりコン
デンサ放電指令が入ったのと実質的に同様な状態におく
ことができ、図1と同様に主回路コンデンサの放電運転
を行なわせることができる。ここで、図2における接点
2の下側の接点(速度指令値“0”を入力させるため
の接点)は省略しても良い。
【0018】図2のベクトル制御用電圧形トランジスタ
インバータシステムにおいて、主回路コンデンサの放電
運転時には、速度指令値“0”が加算器A1に入力され
る。そして、速度指令値“0”と速度検出器PGによる
電動機Mの速度検出値“0”との偏差(すなわち
“0”)が速度調節器ASRに入力され、その出力信号
がベクトル演算調節器VCに入力される。ベクトル演算
調節器VCは、速度調節器ASRの出力信号及び速度検
出値を入力として種々の演算を行ない、電流指令値を出
力する。
【0019】上記電流指令値と変流器CTによる電動機
Mの一次電流検出値との偏差が加算器A2により求めら
れ、この偏差が零になるように動作する電流調節器AC
Rの出力信号がインバータINV内のインバータ部Tに
供給されてインバータが運転される。なお、本発明が適
用されるインバータは、ベクトル制御用電圧形インバー
タであれば、スイッチング素子にサイリスタを用いたも
のであっても良い。
【0020】この実施例による主回路コンデンサの放電
時間を従来技術と比較すると、次のとおりである。ま
ず、従来技術における主回路コンデンサの漏れ電流によ
る電荷放電時定数t〔s〕は、 t=CR で表わすことができる。ここで、C:コンデンサ容量
〔F〕、R:コンデンサ漏れ抵抗〔Ω〕である。
【0021】例えば、定格が30〔kW〕、200
〔V〕のインバータの場合、 C=3900〔μF〕×5=19500〔μF〕=0.
0195〔F〕 R=(400〔V〕/1.5〔mA〕)/5≒53.3
33〔kΩ〕≒53333〔Ω〕 であるから、 t=CR≒1040〔s〕≒17.3〔min〕 となる。
【0022】これに対し、本実施例による主回路コンデ
ンサの電荷放電時間t'〔s〕は、 t'≒(コンデンサの静電エネルギー〔Ws〕)/鉄損
〔W〕 として表わすことができる。例えば、上記と同一定格の
インバータの場合、コンデンサに蓄積された静電エネル
ギーは、 CV2/2=0.0195×(200×1.35)2/2
≒711〔Ws〕 であり、また、鉄損は約600〔W〕であるから、 t'=711/600≒1.2〔s〕 となる。従って、従来技術と比べて桁違いに放電時間を
短縮することが可能になる。
【0023】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、電動
機に対する速度指令値を零としてベクトル制御用電圧形
インバータを運転することにより、電動機の運転終了後
に充電状態となっている主回路コンデンサを極めて短時
間のうちに放電させることができる。従って、インバー
タ等の保守点検を行なうための待ち時間が短くなり、作
業効率を飛躍的に高めることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示すフローチャートである。
【図2】本発明の実施例を実現するための制御ブロック
図である。
【図3】ベクトル制御用電圧形トランジスタインバータ
による電動機の駆動回路図である。
【符号の説明】 INV ベクトル制御用電圧形トランジスタインバータ T インバータ部 SS 速度設定器 S1,S2 接点 A1,A2 加算器 ASR 速度調節器 VC ベクトル演算調節器 ACR 電流調節器 CT 変流器 M 交流電動機 PG 速度検出器

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電動機のベクトル制御用電圧形インバー
    タの直流中間回路に設けられたコンデンサ(以下、主回
    路コンデンサという)に蓄積された電荷を、前記電動機
    の運転終了後に放電させる放電方法において、 前記電動機に対する速度指令値を零として前記インバー
    タを運転することを特徴とするベクトル制御用電圧形イ
    ンバータにおける主回路コンデンサの放電方法。
  2. 【請求項2】 直流中間回路の電圧が確立していること
    がインバータ運転のインターロック条件となっている場
    合に、このインターロックを解除してインバータに運転
    指令を与えるようにした請求項1記載のベクトル制御用
    電圧形インバータにおける主回路コンデンサの放電方
    法。
JP6337153A 1994-12-26 1994-12-26 ベクトル制御用電圧形インバータにおける主回路コンデンサの放電方法 Withdrawn JPH08182400A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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DE102015012562A1 (de) 2014-10-02 2016-04-07 Fanuc Corporation Motorsteuervorrichtung mit Funktion zum Entladen von in einem Gleichstromzwischenkreis verbleibender Energie
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Effective date: 20020305