JPH0851793A - インバータの保護方法 - Google Patents

インバータの保護方法

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JPH0851793A
JPH0851793A JP6204632A JP20463294A JPH0851793A JP H0851793 A JPH0851793 A JP H0851793A JP 6204632 A JP6204632 A JP 6204632A JP 20463294 A JP20463294 A JP 20463294A JP H0851793 A JPH0851793 A JP H0851793A
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JP
Japan
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inverter
output frequency
frequency
stall
output
Prior art date
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Pending
Application number
JP6204632A
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English (en)
Inventor
Hideki Tateishi
英樹 立石
Toru Kai
徹 甲斐
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Yaskawa Electric Corp
Original Assignee
Yaskawa Electric Corp
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Publication date
Application filed by Yaskawa Electric Corp filed Critical Yaskawa Electric Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 インバータの運転中ストール防止機能で原因
不明の停止、ストールの長時間継続を止め、システム全
体のシーケンス運転の効率化を図る。 【構成】 従来のストール防止機能に周波数低減の下限
リミットとタイマを追加したもの。この場合、ストール
ストール防止動作により周波数を下げていっても、何ら
かの理由で負荷が軽減しない時、下限リミットにより出
力周波数をクランプし、またその継続時間をタイマによ
ってカウントし、一定時間後に警報信号を出すようにし
て成る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、汎用インバータの運転
中におけるストール防止を行うインバータの保護方法に
関する。
【0002】
【従来の技術】まず、従来技術としての汎用インバータ
の運転中ストール[stall ・駆動不能]防止機能手段を
説明する。一般に、インバータにより駆動されているモ
ータが一定回転数で運転中に、負荷トルクが大きくなる
とインバータは過電流あるいは過負荷となってトリップ
する。一方、フアンやポンプなどの逓減トルク負荷は一
定回転数で連続運転されることが多く、しかも瞬時的な
過負荷に対してはインバータ側で判断して重大事故でな
い限り、トリップすること無く継続運転することが望ま
しい。この運転中ストール防止機能手段は、上記のよう
なケースをカバーするために設定されたインバータの保
護方法である。すなわち、インバータによりモータが一
定回転数で運転中、負荷トルクが過大となった場合、モ
ータ電流から過大トルク発生を検出し、設定した電流レ
ベルに電流が減少するまではインバータの出力周波数を
徐々に下げて行き、前記モータ電流の値が通常の値にま
で戻ると、また元の速度に自動復帰する機能手段である
[以下、これを『従来例1』という]。この機能により
過大トルクが発生しても、インバータがトリップするこ
となく運転を継続することができる。次に、運転中スト
ール防止手段を有する従来例1について述べる。図3
(a) は、インバータ出力周波数と負荷とモータ電流の関
係図である。また、図3(b) は低減トルク負荷の回転数
・トルク特性並びに周波数f1,f2でのモータの回転数
・発生トルク特性を示す図である。運転中に負荷条件の
異常により、負荷特性が311 から312 へ変動した場合、
1 点で平衡状態であったモータのスリップが増加し、
平衡点がN2 点へ移る。これにより、トルクが増加して
モータ電流が増大する。このとき、運転中ストール防止
機能が作動して、インバータ周波数をf1 からf2 へ下
げる。これにより、負荷トルク322 とモータトルク312
は点N3 にて平衡に達する。負荷トルクが低下するの
で、モータ電流が減少し、従ってインバータの過電流あ
るいは過負荷によるトリップを避けられる。また、負荷
条件の異常が正常に復帰した場合は、インバータの出力
周波数はf2 から元の周波数f1 へ自動的に復帰し、モ
ータのトルク特性も311 に復帰する。さらに、従来例2
として、特開平1-298993号・誘導電動機駆動用インバー
タ装置がある。これは、交流電源を一旦直流電源に変換
し、この直流電源を任意の出力周波数, 出力電圧の交流
電源に変換して誘導電動機に供給するインバータ装置で
あって、この誘導電動機への電圧,電流の位相差に応じ
てこの出力電圧を制御する出力電圧制御手段と、この誘
導電動機への電流の絶対値に応じてこの出力周波数を制
御する出力周波数制御手段とを備えている誘導電動機駆
動用インバータ装置であり、さらにはこの出力電圧制御
手段の電圧補正パラメータに応じてこの出力周波数を制
御する出力周波数制御手段を具備する誘導電動機駆動用
インバータ装置である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来例
1では上記の運転中ストール防止機能において、以下の
〜の場合に不具合が発生する。 負荷条件の異常により、負荷ガ大きくなり、周波数
を下げてもモータ電流が減少せず、運転中ストール防止
機能による出力周波数の低減が零周波数近くまでなる場
合、 あるいはモータへの供給電流の増加の原因が、負荷
条件の異常ではなくインバータ装置の原因である場合、
例えばモータ給電線の断線(3相の内1相が断線)また
はインバータのパワー素子の6回路のうちの1〜2回路
の不具合が発生した場合、 〜の異常が長時間継続した場合、 〜の場合には、インバータの出力周波数はモータが
停止する程の低周波数まで低下する可能性がある。ま
た、の場合にはこの運転中ストール防止状態が長時間
継続し、このインバータ装置とシステム構成された他の
装置とのシーケンスがとれずに、全システムが原因不明
で停止する。運転中ストール防止機能が作動している場
合は、周波数が低下しても保護動作中であるため、何の
警報信号も出力しない。このため無人運転の場合には作
業能率が低下し、生産される製品の品質も低下してく
る。そして、従来例2は負荷トルクが増大して電動機電
流が一定値以上になったとき、インバータの出力周波数
を制限し、誘導電動機やインバータ装置のスイッチング
素子を過電流より保護する手段であり、力率を監視して
出力電圧を調整するという機能を持っているが、この場
合でもやはり同じように出力周波数が低下しすぎるとい
う点においては保護手段を持ってなく、上記〜の問
題点が起こりうると考えられる。ここにおいて、本発明
は運転中ストール防止機能手段における上記の不具合な
諸点を全て解決する、インバータの保護方法を提供する
ことを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、本発明は運転中ストール防止時の周波数を下げる
場合の下限リミットを設ける。この下限リミットはモー
タ負荷装置の要求する仕様によるため、予め設定出来な
いので可変とする。また、この運転中ストール防止機能
の継続時間を設定しておき、設定時間を越えると警報信
号を出力する。この継続時間も負荷装置の要求する仕様
によるため可変とする。すなわち、本発明は、モータに
供給する電流を検出し、検出した電流値が予め設定して
おいた比較レベルを越えた時から、出力周波数を下げて
いき、前記検出した電流値が前記比較レベルよりも小さ
くなった時点で徐々に以前の出力周波数に戻すようにし
たインバータの運転中ストール防止機能を行うインバー
タの保護方法において、出力周波数を下げていく時に出
力周波数の下限リミッタを設けるインバータの保護方法
であり、また下限リミッタを前記インバータの運転出力
周波数に対する比で与える前項に記載のインバータの保
護方法であり、さらにインバータの運転中ストール防止
手段の作動時間を計測し、前記作動時間が予め設定した
時間を越えた場合に、ストール防止異常の警報信号を発
生してインバータを停止させる前々項に記載のインバー
タの保護方法である。
【0005】
【作用】本発明はこのような方法であるから、従来例1
のストール防止機能手段に下限リミットを追加すること
により、ストール防止機能に基づくモータの停止を防ぐ
ことができる。また、ストール防止機能手段の動作時間
をタイマでカウントし、警報信号として出力することか
ら、制御系の信頼性が向上する。
【0006】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図1(a) は、本発明の一実施例が適用される汎用
インバータと言われているPWM[pulse-width modula
tionパルス幅変調]インバータの回路構成を示すブロッ
ク図でありコンバータ部1、インバータ部2、ベースド
ライバー部3及びコントローラ部4より構成される。図
1(b) は、本発明の一実施例における回路構成を表すブ
ロック図である。そしてこの図1(b) の回路は、図1
(a) のコントローラ部4の中で、演算処理を行う回路で
ある。図1(b) において、ブロックAは周波数指令f0
を入力とし、下限リミットを作る回路で、ブロックBは
周波数演算回路10の出力と下限リミットを比較器7で比
較して、周波数演算回路10の出力が下限リミット以下に
なると、a接点8をオンしb接点9をオフさせる回路
[常時はa接点8をオフし、b接点9をオンさせてい
る]である。ブロックCは、電流フィードバック信号I
fbとストールレベルとを比較器12で比較し、電流フィー
ドバック信号Ifbがストールレベルを越えたとき信号を
出す回路である。なお、5は乗算器、6はパラメータ設
定器、14と15は減算器、89は出力端子である。
【0007】 この構成により、本発明は次のように動
作する。電流フィードバック信号Ifbがストールレベル
よりも小さいとき(通常運転時)は、出力周波数f0
周波数演算回路10で出力周波数f1 に変換されて出力さ
れる。電流フィードバック信号Ifbがストールレベルよ
りも大きいときは、乗算器11により比較器12の出力にゲ
イン係数が乗算され、ストール防止動作として周波数指
令f0 から減ぜられる。このため周波数演算回路10の出
力周波数f1 はストール防止動作が解除されるまで下が
り続けようとする。しかし出力周波数f1 が下限リミッ
トf2 以下になろうとすると、比較器7によりa接点8
をオンしb接点9をオフさせ、下限リミットの値f2
クランプされる。このため周波数が予め設定された下限
リミットf2 までしか下がらないので、負荷によっては
周波数を下げてもモータ電流が減少しない場合や、イン
バータ装置本体の異常に対してもモータが停止した儘に
なることを防止できる。また、タイマ13により比較器12
の出力をカウントすることにより警報信号を出すため、
他の装置とシーケンスを構成することができる。
【0008】 図2は、本発明の一実施例における運転
中ストール防止機能手段と従来例とのタイムチャートの
比較図である。図2(a),(b) は本発明の一実施例の逓減
負荷特性を示した図である。また、図2(c) 〜(e) は本
発明の一実施例における運転中ストール防止機能手段の
タイムチャート図である。さらに、図2(f),(g) は従来
例の運転中ストール防止機能手段のタイムチャートを本
発明の一実施例の図2(a) 〜(d) と同じスケールで描い
た図である。本発明の一つのケースでは図2(a),(b) に
示すように、時点t1 で負荷トルクが加重された[L1
→L2 ]ときは、インバータ周波数f1 が下降逓減し、
時点t3 において下限リミッタf2 に到達し、その下限
リミッタのインバータ周波数f2 で時点t4 まで進み、
ここで負荷トルクが元の加重に復帰した[L2 →L1
ので、インバータ周波数f2 も順次漸増して時点t5
元のインバータ周波数f1 に戻り、運転を続行する。
【0009】 また、本発明の他のケースは図2(c) 〜
(e) に表すように、時点t1 で負荷トルクが加重された
[L1 →L2 ]ときは、インバータ周波数f1 が下降逓
減し、時点t2 において下限リミッタf2 に到達し、荷
重L2 がそのままの状態が継続するので、その下限リミ
ッタのインバータ周波数f2 で時点t7 まで進む。その
間に時点t2 でタイマ13が計数を開始し、予め設定され
た時間tM を経過することにより、インバータ停止,負
荷駆動停止,アラーム鳴動送出となる。そして、図2
(f),(g) は、従来例を図2(a) 〜(d) と同様にプロット
した特性図であり、時点t1 で負荷トルクが加重された
[L1 →L2 ]ときは、インバータ周波数f1 が下降逓
減し、荷重が軽減される時点t4 までインバータ周波数
3 の逓減が進み、ここで荷重が軽減されて[L2 →L
1 ]上昇へ向かい、時点t6 において現状復帰[インバ
ータ周波数f1 ]となる。この間に先に説明した種々の
不具合性が惹起する。ところで、下限リミッタの設定値
は、インバータの運転出力周波数f1 に対する比で与え
るのが、負荷トルク変化に対して便宜である。
【0010】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、運転
中ストール防止時のインバータ出力周波数の低減の下限
リミットを設けるため、ストール防止機能では対応でき
ない異常の場合、即ち負荷によっては周波数を下げても
モータ電流が減少しない場合や、インバータ装置本体の
異常に対しても、確実にインバータとシステムを保護で
きるので、モータが停止した儘になることを防止するこ
とができる。またその時、警報信号を出力するため他の
装置とのシーケンスを構成することができ、生産装置の
信頼性を上げるという特段の効果を奏することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の構成図を示し (a) は本発明の一実施例が適用されるPWMインバータ
の回路構成を示すブロック図 (b) は本発明の一実施例における主要部の回路構成を表
すブロック図
【図2】本発明の一実施例における運転中ストール防止
機能手段と従来例の動作を比較したタイムチャート (a),(b) は本発明の一実施例の運転中ストール防止機能
手段における下限リミットの動作説明図 (c),(d),(e) は本発明の一実施例の運転中ストール防止
機能手段におけるアラーム信号の動作説明図 (f),(g) は従来例1を(a),(b) に対比して画がいた運転
中ストール防止機能手段の動作説明図
【図3】従来例の運転中ストール防止機能手段の動作特
性図 (a) はそのタイムチャート (b) はその回転数・トルク特性図
【符号の説明】
1 コンバータ部 2 インバータ部 3 ベースドライバー部 4 コントローラー部 5 乗算器 6 下限リミット設定パラメータ 7,12 比較器 8 a接点 9 b接点 10 周波数演算回路 11 係数器(ゲイン掛算器) 13 タイマ 14,15 減算器

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 モータに供給する電流を検出し、検出し
    た電流値が予め設定しておいた比較レベルを越えた時か
    ら、インバータの出力周波数を下げて行き、前記検出し
    た電流値が前記比較レベルよりも小さくなった時点で前
    記比較レベルを越える前の出力周波数に徐々に戻すよう
    にしたインバータの運転中ストール防止を行うインバー
    タの保護方法において、 前記インバータの出力周波数を下げて行く時に前記イン
    バータの出力周波数に下限リミッタを設けることを特徴
    とするインバータの保護方法。
  2. 【請求項2】 前記下限リミッタを前記インバータの運
    転出力周波数に対する比で与えることを特徴とする請求
    項1記載のインバータの保護方法。
  3. 【請求項3】 前記インバータの運転中ストール防止手
    段の作動時間を計測し、前記作業時間が予め設定した時
    間を越えた場合に、ストール防止異常の警報信号を発生
    してインバータを停止させることを特徴とする請求項1
    記載のインバータの保護方法。
JP6204632A 1994-08-05 1994-08-05 インバータの保護方法 Pending JPH0851793A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001333587A (ja) * 2000-05-22 2001-11-30 Yaskawa Electric Corp インバータ駆動誘導電動機の制動方法
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JP2021100335A (ja) * 2019-12-23 2021-07-01 株式会社荏原製作所 インバータ一体型モータ

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