JPH0956187A - 遠心機用モータの制御装置 - Google Patents
遠心機用モータの制御装置Info
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- JPH0956187A JPH0956187A JP7205849A JP20584995A JPH0956187A JP H0956187 A JPH0956187 A JP H0956187A JP 7205849 A JP7205849 A JP 7205849A JP 20584995 A JP20584995 A JP 20584995A JP H0956187 A JPH0956187 A JP H0956187A
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- B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
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- B04B9/00—Drives specially designed for centrifuges; Arrangement or disposition of transmission gearing; Suspending or balancing rotary bowls
- B04B9/10—Control of the drive; Speed regulating
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M5/00—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases
- H02M5/40—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc
- H02M5/42—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters
- H02M5/44—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac
- H02M5/453—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
- H02M5/458—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
- H02M5/4585—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having a rectifier with controlled elements
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P23/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by a control method other than vector control
- H02P23/06—Controlling the motor in four quadrants
- H02P23/07—Polyphase or monophase asynchronous induction motors
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
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- B04B1/20—Centrifuges with rotary bowls provided with solid jackets for separating predominantly liquid mixtures with or without solid particles discharging solid particles from the bowl by a conveying screw coaxial with the bowl axis and rotating relatively to the bowl
- B04B2001/2075—Centrifuges with rotary bowls provided with solid jackets for separating predominantly liquid mixtures with or without solid particles discharging solid particles from the bowl by a conveying screw coaxial with the bowl axis and rotating relatively to the bowl with means for recovering the energy of the outflowing liquid
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- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、遠心分離用ロータを回転駆動する
モータの制御装置に係り、モータのあらゆる運転状態に
対して交流電源を通過する電流の高調波成分を抑制した
制御装置に於いて、モータの回生動作の安定性を向上さ
せる。 【解決手段】 交流電源２１に系統連係し交流源から直
流源に順変換する時は昇圧コンバータとなり、一方直流
源から交流源に逆変換する時は降圧コンバータとして動
作する電源用双方向電力変換器２２と、直流源に対して
電力を入出力するモータ用インバータ変換器２６と上記
２つの変換器の間に降圧コンバータ或いは、昇圧コンバ
ータとして機能を切り換えて動作する直流電力変換器１
９と該直流電力変換器に並列にモータ励磁回路２５を設
け、上記３つの変換器及びモータ励磁回路を制御する制
御装置１を設ける。
モータの制御装置に係り、モータのあらゆる運転状態に
対して交流電源を通過する電流の高調波成分を抑制した
制御装置に於いて、モータの回生動作の安定性を向上さ
せる。 【解決手段】 交流電源２１に系統連係し交流源から直
流源に順変換する時は昇圧コンバータとなり、一方直流
源から交流源に逆変換する時は降圧コンバータとして動
作する電源用双方向電力変換器２２と、直流源に対して
電力を入出力するモータ用インバータ変換器２６と上記
２つの変換器の間に降圧コンバータ或いは、昇圧コンバ
ータとして機能を切り換えて動作する直流電力変換器１
９と該直流電力変換器に並列にモータ励磁回路２５を設
け、上記３つの変換器及びモータ励磁回路を制御する制
御装置１を設ける。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、遠心分離用ロータを回
転駆動するモータの制御装置に係り、モータのあらゆる
運転状態に対して交流電源を通過する電流の高調波成分
を抑制した制御装置に於て、特にモータの回生動作の安
定性向上に関するものである。
転駆動するモータの制御装置に係り、モータのあらゆる
運転状態に対して交流電源を通過する電流の高調波成分
を抑制した制御装置に於て、特にモータの回生動作の安
定性向上に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の遠心分離用ロータを駆動するモー
タの制御装置では、本件出願人が出願した特願平０６−
０５５８７４号のように、モータのあらゆる運転状態に
於て交流電源を通過する電流の高調波成分を抑制し、電
流波形歪み、力率の改善のため交流電源に系統連係し、
電源を通過する電流の高調波成分の含有量が低下するよ
うに動作し交流源から直流源に順変換する時は昇圧コン
バータとなり、一方直流源から交流源に逆変換する時は
降圧コンバータとして動作する電源用双方向電力変換器
と、直流源に対し電力を入出力する、モータを力行・回
生運転するモータ用インバータ変換器を備え、上記電源
用双方向電力変換器と上記モータ用インバータ変換器の
間に、電源用双方向電力変換器の出力をモータ用インバ
ータ変換器に供給する時は降圧コンバータとなり、逆に
モータ用インバータ変換器の出力を電源用双方向電力変
換器に供給する時は昇圧コンバータとして切り換えて動
作する直流電力変換器と、これら３つの変換器を制御す
る制御装置を設けていた。
タの制御装置では、本件出願人が出願した特願平０６−
０５５８７４号のように、モータのあらゆる運転状態に
於て交流電源を通過する電流の高調波成分を抑制し、電
流波形歪み、力率の改善のため交流電源に系統連係し、
電源を通過する電流の高調波成分の含有量が低下するよ
うに動作し交流源から直流源に順変換する時は昇圧コン
バータとなり、一方直流源から交流源に逆変換する時は
降圧コンバータとして動作する電源用双方向電力変換器
と、直流源に対し電力を入出力する、モータを力行・回
生運転するモータ用インバータ変換器を備え、上記電源
用双方向電力変換器と上記モータ用インバータ変換器の
間に、電源用双方向電力変換器の出力をモータ用インバ
ータ変換器に供給する時は降圧コンバータとなり、逆に
モータ用インバータ変換器の出力を電源用双方向電力変
換器に供給する時は昇圧コンバータとして切り換えて動
作する直流電力変換器と、これら３つの変換器を制御す
る制御装置を設けていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】かかる従来のこの種の
遠心機用モータの制御装置に於ては、モータの運転状態
をそれまでのカ行状態から回生状態に切り換え回生動作
を行なわせる場合、上記電源用双方向電動変換器は降圧
コンバータとして動作させ、一方上記直流電力変換器は
昇圧コンバータとして動作させ上記モータ用インバータ
変換器によるモータの回生動作によって生じる直流回生
電力を交流源に戻す態勢を整えるが、モータが回生動作
を開始するために必要な初期の励磁エネルギが不十分な
ため上記モータ用インバータ変換器がモータに負のすべ
りを付与しても回生動作が開始できないという現象が発
生し、安定した回生動作が得られないという問題があっ
た。
遠心機用モータの制御装置に於ては、モータの運転状態
をそれまでのカ行状態から回生状態に切り換え回生動作
を行なわせる場合、上記電源用双方向電動変換器は降圧
コンバータとして動作させ、一方上記直流電力変換器は
昇圧コンバータとして動作させ上記モータ用インバータ
変換器によるモータの回生動作によって生じる直流回生
電力を交流源に戻す態勢を整えるが、モータが回生動作
を開始するために必要な初期の励磁エネルギが不十分な
ため上記モータ用インバータ変換器がモータに負のすべ
りを付与しても回生動作が開始できないという現象が発
生し、安定した回生動作が得られないという問題があっ
た。
【０００４】本発明は、上記した従来技術の欠点に鑑み
なされたものであり、その目的は、この種の制御装置に
於て、モータの回生動作を安定させた遠心機用モータの
制御装置を提供することである。
なされたものであり、その目的は、この種の制御装置に
於て、モータの回生動作を安定させた遠心機用モータの
制御装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的は、交流電源に
系統連係し、電源を通過する電流の高調波成分の含有量
が低下するように動作し交流源から直流源に順変換する
時は昇圧コンバータとなり、一方直流源から交流源に逆
変換する時は降圧コンバータとして動作する電源用双方
向電力変換器と、直流源に対し電力を入出力する、モー
タをカ行・回生運転するモータ用インバータ変換器と、
上記電源用双方向電力変換器と上記モータ用インバータ
変換器の間に電源用双方向電力変換器の出力をモータ用
インバータ変換器に供給する時は降圧コンバータとな
り、逆にモータ用インバータ変換器の出力を電源用双方
向電力変換器に供給する時は昇圧コンバータとして切り
換えて動作する直流電力変換器を備えたものに於て、上
記直流電力変換器に並列にモータ励磁回路とこれら３つ
の変換器及び上記モータ励磁回路を制御する制御装置を
設けることにより達成される。
系統連係し、電源を通過する電流の高調波成分の含有量
が低下するように動作し交流源から直流源に順変換する
時は昇圧コンバータとなり、一方直流源から交流源に逆
変換する時は降圧コンバータとして動作する電源用双方
向電力変換器と、直流源に対し電力を入出力する、モー
タをカ行・回生運転するモータ用インバータ変換器と、
上記電源用双方向電力変換器と上記モータ用インバータ
変換器の間に電源用双方向電力変換器の出力をモータ用
インバータ変換器に供給する時は降圧コンバータとな
り、逆にモータ用インバータ変換器の出力を電源用双方
向電力変換器に供給する時は昇圧コンバータとして切り
換えて動作する直流電力変換器を備えたものに於て、上
記直流電力変換器に並列にモータ励磁回路とこれら３つ
の変換器及び上記モータ励磁回路を制御する制御装置を
設けることにより達成される。
【０００６】また上記目的は、交流電源に系統連係し、
電源を通過する電流の高調波成分の含有量が低下するよ
うに動作し交流源から直流源に順変換する時は昇圧コン
バータとなり、一方直流源から交流源に逆変換する時は
降圧コンバータとして動作する電源用双方向電力変換器
と、直流源に対し電力を入出力する、モータをカ行・回
生運転するモータ用インバータ変換器と、上記電源用双
方向電力変換器と上記モータ用インバータ変換器の間
に、電源用双方向電力変換器の出力をモータ用インバー
タ変換器に供給する時は降圧コンバータとなり、逆にモ
ータ用インバータ変換器の出力を電源用双方向電力変換
器に供給する時は昇圧コンバータとして常時動作する直
流電力変換器と、これら３つの変換器を制御する制御装
置を設けることにより達成される。
電源を通過する電流の高調波成分の含有量が低下するよ
うに動作し交流源から直流源に順変換する時は昇圧コン
バータとなり、一方直流源から交流源に逆変換する時は
降圧コンバータとして動作する電源用双方向電力変換器
と、直流源に対し電力を入出力する、モータをカ行・回
生運転するモータ用インバータ変換器と、上記電源用双
方向電力変換器と上記モータ用インバータ変換器の間
に、電源用双方向電力変換器の出力をモータ用インバー
タ変換器に供給する時は降圧コンバータとなり、逆にモ
ータ用インバータ変換器の出力を電源用双方向電力変換
器に供給する時は昇圧コンバータとして常時動作する直
流電力変換器と、これら３つの変換器を制御する制御装
置を設けることにより達成される。
【０００７】
【作用】上記のように構成された遠心機用モータの制御
装置は、モータの運転状態をそれまでのカ行状態から回
生状態に切り換え回生動作を行なわせる場合、上記電源
用双方向電力変換器は降圧コンバータとして動作させ、
一方上記直流電力変換器は昇圧コンバータとして動作さ
せ上記モータ用インバータ変換器によるモータの回生動
作によって生じる直流回生電力を交流源に戻す態勢を整
え、この時モータ励磁回路を動作させモータが回生動作
を開始するために必要な初期の励磁エネルギをモータに
与えるように動作する。
装置は、モータの運転状態をそれまでのカ行状態から回
生状態に切り換え回生動作を行なわせる場合、上記電源
用双方向電力変換器は降圧コンバータとして動作させ、
一方上記直流電力変換器は昇圧コンバータとして動作さ
せ上記モータ用インバータ変換器によるモータの回生動
作によって生じる直流回生電力を交流源に戻す態勢を整
え、この時モータ励磁回路を動作させモータが回生動作
を開始するために必要な初期の励磁エネルギをモータに
与えるように動作する。
【０００８】また上記のように構成された遠心機用モー
タの制御装置は、同様にしてモータ運転状態をそれまで
のカ行状態から回生状態に切り換え回生動作を行なわせ
る場合、上記電源用双方向電力変換器は降圧コンバータ
として動作させ、一方上記直流電力変換器は常時昇圧コ
ンバータ、降圧コンバータとして動作しているため、上
記モータ用インバータ変換器がモータの回生動作態勢に
入ると、モータが回生動作を開始するために必要な初期
の励磁エネルギは上記の直流電力変換器の降圧コンバー
タとしての動作により与えられ、モータが回生動作を始
めると上記の直流電力変換器の昇圧コンバータとしての
動作によりモータから回生された電力は上記電源用双方
向電力変換器を介して交流源に戻されるように動作す
る。
タの制御装置は、同様にしてモータ運転状態をそれまで
のカ行状態から回生状態に切り換え回生動作を行なわせ
る場合、上記電源用双方向電力変換器は降圧コンバータ
として動作させ、一方上記直流電力変換器は常時昇圧コ
ンバータ、降圧コンバータとして動作しているため、上
記モータ用インバータ変換器がモータの回生動作態勢に
入ると、モータが回生動作を開始するために必要な初期
の励磁エネルギは上記の直流電力変換器の降圧コンバー
タとしての動作により与えられ、モータが回生動作を始
めると上記の直流電力変換器の昇圧コンバータとしての
動作によりモータから回生された電力は上記電源用双方
向電力変換器を介して交流源に戻されるように動作す
る。
【０００９】
【実施例】本発明の具体的実施例を図面に基づき以下詳
細に説明する。
細に説明する。
【００１０】本発明の具体的実施例となる図１に示すブ
ロック図に於て、２１は交流電源、２２は交流側はリア
クトル２３を介して交流電源２１に接続され、直流側は
平滑用コンデンサ２４に接続される環流整流回路に、該
環流整流回路を構成する夫々の整流素子に逆方向並列に
トランジスタ、ｉＧＢＴ、ＦＥＴ、ＧＴＯ等の電力スイ
ッチング素子を接続した電源用双方向電力変換器であ
り、２６は交流側は誘導モータ等の遠心分離用ロータ２
７を駆動するモータ２８に接続され、直流側は平滑用コ
ンデンサ２０に接続される環流整流回路に該環流整流回
路を構成する夫々の整流素子に電源用双方向電力変換器
２２と同様の種類のスイッチング素子を接続したモータ
用インバータ変換器であり、１９は平滑用コンデンサ２
４と２０の間の双方向の直流電力の電圧変換を行なう直
流電力変換器であり平滑用コンデンサ２４の陽極性ライ
ン２４ａと陰極性ライン２４ｂに互いに直列に接続され
夫々環流整流器を持つ電源用双方向電力変換器２２と同
様の種類のスイッチング素子から成るスイッチング素子
を並列に接続し、その直列接続の接続点と平滑用コンデ
ンサ２０の陽極性ライン２０ａの間にはチョークコイル
１８が設けられており２５は平滑用コンデンサ２４と２
０の間に直流電力変換器１９に並列に設けられたモータ
励磁回路である。
ロック図に於て、２１は交流電源、２２は交流側はリア
クトル２３を介して交流電源２１に接続され、直流側は
平滑用コンデンサ２４に接続される環流整流回路に、該
環流整流回路を構成する夫々の整流素子に逆方向並列に
トランジスタ、ｉＧＢＴ、ＦＥＴ、ＧＴＯ等の電力スイ
ッチング素子を接続した電源用双方向電力変換器であ
り、２６は交流側は誘導モータ等の遠心分離用ロータ２
７を駆動するモータ２８に接続され、直流側は平滑用コ
ンデンサ２０に接続される環流整流回路に該環流整流回
路を構成する夫々の整流素子に電源用双方向電力変換器
２２と同様の種類のスイッチング素子を接続したモータ
用インバータ変換器であり、１９は平滑用コンデンサ２
４と２０の間の双方向の直流電力の電圧変換を行なう直
流電力変換器であり平滑用コンデンサ２４の陽極性ライ
ン２４ａと陰極性ライン２４ｂに互いに直列に接続され
夫々環流整流器を持つ電源用双方向電力変換器２２と同
様の種類のスイッチング素子から成るスイッチング素子
を並列に接続し、その直列接続の接続点と平滑用コンデ
ンサ２０の陽極性ライン２０ａの間にはチョークコイル
１８が設けられており２５は平滑用コンデンサ２４と２
０の間に直流電力変換器１９に並列に設けられたモータ
励磁回路である。
【００１１】モータ用インバータ変換器２６の６コのス
イッチング素子、２６Ｕ、２６Ｖ、２６Ｗ、２６Ｘ、２
６Ｙ、２６ＺのＰＷＭインバータコントロールに於て、
２９は上記スイッチング素子のオン・オフのパルスパタ
ーンを記憶しているＲＯＭであり、ＲＯＭ２９のデータ
出力ラインのデータの「１」、「０」の論理値がパルス
パターンとなっており、これらのデータはそのアドレス
ラインに接続されたカウンタ３０の出力により逐次読み
出され、カウンタ３０のクロックは、ＰＬＬパルスジェ
ネレ−タ３１のクロック出力により印加されるようにな
っており、タイマＬＳＩ３２によりＰＬＬパルスジェネ
レータ３１のクロック出力周波数が制御される。３３は
ＲＯＭ２９から読み出されるデータの時間不揃いを防止
し同期をかけるラッチであり、３４はラッチ３３の出力
論理に対応してフォトカプラ３５をドライブするゲート
・ドライバであり、フォトカプラの信号出力によりモー
タ用双方向電力変換器２６の６コのスイッチング素子の
オン・オフが制御される。
イッチング素子、２６Ｕ、２６Ｖ、２６Ｗ、２６Ｘ、２
６Ｙ、２６ＺのＰＷＭインバータコントロールに於て、
２９は上記スイッチング素子のオン・オフのパルスパタ
ーンを記憶しているＲＯＭであり、ＲＯＭ２９のデータ
出力ラインのデータの「１」、「０」の論理値がパルス
パターンとなっており、これらのデータはそのアドレス
ラインに接続されたカウンタ３０の出力により逐次読み
出され、カウンタ３０のクロックは、ＰＬＬパルスジェ
ネレ−タ３１のクロック出力により印加されるようにな
っており、タイマＬＳＩ３２によりＰＬＬパルスジェネ
レータ３１のクロック出力周波数が制御される。３３は
ＲＯＭ２９から読み出されるデータの時間不揃いを防止
し同期をかけるラッチであり、３４はラッチ３３の出力
論理に対応してフォトカプラ３５をドライブするゲート
・ドライバであり、フォトカプラの信号出力によりモー
タ用双方向電力変換器２６の６コのスイッチング素子の
オン・オフが制御される。
【００１２】電源用双方向電力変換器２２の４コのスイ
ッチング素子２２Ｕ、２２Ｖ、２２Ｘ、２２Ｙのコント
ロールに於て、３６は例えば富士電機（株）製ＦＡ５３
３１のような力率改善制御用ＩＣであり、このＩＣのパ
ルスは幅制御出力は、パターン切換器３７を介してゲー
ト・ドライバ３８で増幅されフォトカプラ３９をドライ
ブする。フォトカプラ３９の信号出力により、電源用双
方向電力変換器２２の４コのスイッチング素子のオン・
オフが制御される。力率改善制御用ＩＣ３６は、電源用
双方向電力変換器２２がリアクトル２３と協同して交流
電源２１の電圧波形に相似な高調波電流含有量が低い電
流でモータ２８がカ行中に平滑用コンデンサ２４を一定
の電圧に充電する昇圧コンバータとなる順方向運転及
び、モータ２８が回生中に平滑用コンデンサ２４の充電
電荷を放電し一定の電圧に保つ降圧コンバータとなる逆
方向運転を行なう。そのため、絶縁トランス等によるＶ
センサ４０により電源電圧波形が、ホールカレントセン
サ等によるＩセンサ４１により電源電流波形が、フォト
カプラ等で絶縁されたＶ−Ｆ、Ｆ−Ｖコンバータの組み
合わせによるＣＶ１センサ４２による平滑用コンデンサ
２４の充電電圧信号がセンサ入力信号として与えられて
いる。４３はアナログスイッチであり、電源用双方向電
力変換器２２の上記の順方向運転、逆方向運転が力率改
善制御用ｉＣの同一の制御作用により行なえるようｉセ
ンサ４１の信号出力は減衰器４４により信号の大きさを
切換選択し、ＣＶ１センサ４２の信号出力は差動増幅器
４５により基準電圧源４６を基準にした引算信号との切
換選択ができるようにするために設けられており、Ｉ／
Ｏ ＬＳＩ４７の信号出力によりパターン切換器３７と
連動して切換が行なわれる。
ッチング素子２２Ｕ、２２Ｖ、２２Ｘ、２２Ｙのコント
ロールに於て、３６は例えば富士電機（株）製ＦＡ５３
３１のような力率改善制御用ＩＣであり、このＩＣのパ
ルスは幅制御出力は、パターン切換器３７を介してゲー
ト・ドライバ３８で増幅されフォトカプラ３９をドライ
ブする。フォトカプラ３９の信号出力により、電源用双
方向電力変換器２２の４コのスイッチング素子のオン・
オフが制御される。力率改善制御用ＩＣ３６は、電源用
双方向電力変換器２２がリアクトル２３と協同して交流
電源２１の電圧波形に相似な高調波電流含有量が低い電
流でモータ２８がカ行中に平滑用コンデンサ２４を一定
の電圧に充電する昇圧コンバータとなる順方向運転及
び、モータ２８が回生中に平滑用コンデンサ２４の充電
電荷を放電し一定の電圧に保つ降圧コンバータとなる逆
方向運転を行なう。そのため、絶縁トランス等によるＶ
センサ４０により電源電圧波形が、ホールカレントセン
サ等によるＩセンサ４１により電源電流波形が、フォト
カプラ等で絶縁されたＶ−Ｆ、Ｆ−Ｖコンバータの組み
合わせによるＣＶ１センサ４２による平滑用コンデンサ
２４の充電電圧信号がセンサ入力信号として与えられて
いる。４３はアナログスイッチであり、電源用双方向電
力変換器２２の上記の順方向運転、逆方向運転が力率改
善制御用ｉＣの同一の制御作用により行なえるようｉセ
ンサ４１の信号出力は減衰器４４により信号の大きさを
切換選択し、ＣＶ１センサ４２の信号出力は差動増幅器
４５により基準電圧源４６を基準にした引算信号との切
換選択ができるようにするために設けられており、Ｉ／
Ｏ ＬＳＩ４７の信号出力によりパターン切換器３７と
連動して切換が行なわれる。
【００１３】４８は交流電源２１の正・負のサイクル状
態を検出し論理信号をパターン切換器３７に出力する電
源の正・負サイクル検出器であり、５１はその信号出力
をタイマＬＳＩ３２に出力するＰＬＬパルスジェネレー
タ３１等の基準クロック源となる発振器である。
態を検出し論理信号をパターン切換器３７に出力する電
源の正・負サイクル検出器であり、５１はその信号出力
をタイマＬＳＩ３２に出力するＰＬＬパルスジェネレー
タ３１等の基準クロック源となる発振器である。
【００１４】直流電力変換器１９の２コのスイッチング
素子１９Ａ、１９Ｂのコントロールに於て、１７はスイ
ッチング素子１９Ｂのオン・オフを制御する昇圧コンバ
ータＩＣ、１６はスイッチング素子１９Ａのオン・オフ
を制御する降圧コンバータＩＣであり、一例として昇圧
コンバータＩＣ１７、降圧コンバータＩＣ１６は共に日
立製のＨＡ１７５２４、日本電気（株）製のμｐｃ４９
４等の周知のＤＣ−ＤＣコンバータ用ＩＣを用いる例を
示しており、１５はＣＶ１センサ４２と同様の手段によ
り平滑用コンデンサ２０の充電電圧を計測するＣＶ２セ
ンサであり、ＣＶ１センサ４２、ＣＶ２センサ１５の信
号出力は夫々昇圧コンバータＩＣ１７及び降圧コンバー
タＩＣ１６に直流電圧制御用フィードバック信号として
入力されると共にＤ−Ａ変換、Ａ−Ｄ変換機能を有する
Ｄ−Ａ／Ａ−Ｄ ＬＳＩ４９のＡ−Ｄ変換端子に入力さ
れ、一方、このＬＳＩ４９のＤ−Ａ変換端子からは夫々
昇圧コンバータＩＣ１７、降圧コンバータＩＣ１６に直
流電圧制御用基準信号として出力され、遠心機制御用Ｃ
ＰＵ５５から昇圧コンバータＩＣ１７、降圧コンバータ
ＩＣ１６を介して平滑用コンデンサ２４の昇圧制御、平
滑用コンデンサ２０の降圧制御が行なえるようになって
いる。昇圧コンバータＩＣ１７、降圧コンバータＩＣ１
６のパルス幅制御出力は昇降圧切換器５０に出力され、
ここで昇圧、降圧動作を選択し、ゲート・ドライバ１４
に送られフォトカプラ１３の信号出力により、２コのス
イッチング素子１９Ａ、１９Ｂが選択されオン・オフが
制御され、平滑用コンデンサ２４の直流電圧を降圧し平
滑用コンデンサ２０に充電する場合は、スイッチング素
子１９Ａが動作し、平滑用コンデンサ２０の直流電圧を
昇圧し平滑用コンデンサ２４に充電する場合はスイッチ
ング素子１９Ｂが動作する。
素子１９Ａ、１９Ｂのコントロールに於て、１７はスイ
ッチング素子１９Ｂのオン・オフを制御する昇圧コンバ
ータＩＣ、１６はスイッチング素子１９Ａのオン・オフ
を制御する降圧コンバータＩＣであり、一例として昇圧
コンバータＩＣ１７、降圧コンバータＩＣ１６は共に日
立製のＨＡ１７５２４、日本電気（株）製のμｐｃ４９
４等の周知のＤＣ−ＤＣコンバータ用ＩＣを用いる例を
示しており、１５はＣＶ１センサ４２と同様の手段によ
り平滑用コンデンサ２０の充電電圧を計測するＣＶ２セ
ンサであり、ＣＶ１センサ４２、ＣＶ２センサ１５の信
号出力は夫々昇圧コンバータＩＣ１７及び降圧コンバー
タＩＣ１６に直流電圧制御用フィードバック信号として
入力されると共にＤ−Ａ変換、Ａ−Ｄ変換機能を有する
Ｄ−Ａ／Ａ−Ｄ ＬＳＩ４９のＡ−Ｄ変換端子に入力さ
れ、一方、このＬＳＩ４９のＤ−Ａ変換端子からは夫々
昇圧コンバータＩＣ１７、降圧コンバータＩＣ１６に直
流電圧制御用基準信号として出力され、遠心機制御用Ｃ
ＰＵ５５から昇圧コンバータＩＣ１７、降圧コンバータ
ＩＣ１６を介して平滑用コンデンサ２４の昇圧制御、平
滑用コンデンサ２０の降圧制御が行なえるようになって
いる。昇圧コンバータＩＣ１７、降圧コンバータＩＣ１
６のパルス幅制御出力は昇降圧切換器５０に出力され、
ここで昇圧、降圧動作を選択し、ゲート・ドライバ１４
に送られフォトカプラ１３の信号出力により、２コのス
イッチング素子１９Ａ、１９Ｂが選択されオン・オフが
制御され、平滑用コンデンサ２４の直流電圧を降圧し平
滑用コンデンサ２０に充電する場合は、スイッチング素
子１９Ａが動作し、平滑用コンデンサ２０の直流電圧を
昇圧し平滑用コンデンサ２４に充電する場合はスイッチ
ング素子１９Ｂが動作する。
【００１５】モータ励磁回路２５に於て、図２を参照し
ながら説明すると１２はモータ励磁回路内のＩＧＢＴ、
ＧＴＯ、トランジスタ等のスイッチング素子６０のオン
・オフを制御するフォトカプラであり、１１はフォトカ
プラ１２を駆動するゲート・ドライバであり、スイッチ
ング素子６０にはインピーダンス調節用の抵抗器６１及
び逆流を防止するダイオード６２が直列に接続される。
ながら説明すると１２はモータ励磁回路内のＩＧＢＴ、
ＧＴＯ、トランジスタ等のスイッチング素子６０のオン
・オフを制御するフォトカプラであり、１１はフォトカ
プラ１２を駆動するゲート・ドライバであり、スイッチ
ング素子６０にはインピーダンス調節用の抵抗器６１及
び逆流を防止するダイオード６２が直列に接続される。
【００１６】ゲート・ドライバ１１は遠心機制御用ＣＰ
Ｕ５５によってＩ／Ｏ ＬＳＩ４７を介して制御され、
図１と同一の機能の部分には同一の番号が符してある。
Ｕ５５によってＩ／Ｏ ＬＳＩ４７を介して制御され、
図１と同一の機能の部分には同一の番号が符してある。
【００１７】電源コントロール回路５２は、ゲート・ド
ライバ３４、３８、１４にドライブ電力を供給する回路
であり、モータ用インバータ変換器２６、直流電力変換
器１９、電源用双方向電力変換器２２を構成するスイッ
チング素子の過電流、アーム短絡等の異常発生時、或い
は交流電源２１の電源投入後制御装置全体の動作準備が
完了するまで、またその他運転中のコントロール状態の
切換時に上記変換器を構成するスイッチング素子にオン
記号が加えられるのを防止するために設けてある。５３
はロータ２７の回転を検知する回転センサ、５４はロー
タ２７の回転数を計測するためのカウンタ回路であり、
遠心機制御用ＣＰＵ５５によりタイマＬＳＩ３２、Ｉ／
ＯＬＳＩ４７、Ｄ−Ａ／Ａ−Ｄ ＬＳＩ４９、カウンタ
回路５４が制御される。モータ用インバータ変換器２
６、直流電力変換器１９、電源用双方向電力変換器２２
のスイッチング素子のオン・オフ制御を行なう制御装置
を１で示す。
ライバ３４、３８、１４にドライブ電力を供給する回路
であり、モータ用インバータ変換器２６、直流電力変換
器１９、電源用双方向電力変換器２２を構成するスイッ
チング素子の過電流、アーム短絡等の異常発生時、或い
は交流電源２１の電源投入後制御装置全体の動作準備が
完了するまで、またその他運転中のコントロール状態の
切換時に上記変換器を構成するスイッチング素子にオン
記号が加えられるのを防止するために設けてある。５３
はロータ２７の回転を検知する回転センサ、５４はロー
タ２７の回転数を計測するためのカウンタ回路であり、
遠心機制御用ＣＰＵ５５によりタイマＬＳＩ３２、Ｉ／
ＯＬＳＩ４７、Ｄ−Ａ／Ａ−Ｄ ＬＳＩ４９、カウンタ
回路５４が制御される。モータ用インバータ変換器２
６、直流電力変換器１９、電源用双方向電力変換器２２
のスイッチング素子のオン・オフ制御を行なう制御装置
を１で示す。
【００１８】なお、上述の如く、Ｖセンサ４０、Ｉセン
サ４１、ＣＶ１センサ４２、ＣＶ２センサ１５、フォト
カプラ３５、３９、１３、１２の信号アイソレーション
手段により、電力回路となるモータ用インバータ変換器
２６、直流電力変換器１９、電源用双方向電力変換器２
２及びモータ励磁回路２５と信号回路となる制御手段１
の間には基準電位の絶縁が図られており、上記変換器内
のスイッチング素子の高速スイッチング動作に伴い発生
するノイズにより制御装置１が誤動作等の影響を受ける
のを防止している。
サ４１、ＣＶ１センサ４２、ＣＶ２センサ１５、フォト
カプラ３５、３９、１３、１２の信号アイソレーション
手段により、電力回路となるモータ用インバータ変換器
２６、直流電力変換器１９、電源用双方向電力変換器２
２及びモータ励磁回路２５と信号回路となる制御手段１
の間には基準電位の絶縁が図られており、上記変換器内
のスイッチング素子の高速スイッチング動作に伴い発生
するノイズにより制御装置１が誤動作等の影響を受ける
のを防止している。
【００１９】上記のように構成された本発明の動作につ
いて、モータ励磁回路２５以外の部分については本件出
願人が出願した特願平０６−０５５８７４号とほぼ同様
であり、図３は本発明になる遠心機用モータの制御装置
に好適な遠心分離用ロータ２７の回転数すなわちモータ
２８の回転数Ｎ、モータ用インバータ変換器２６のモー
タ２８に出力する周波数ｆ及びモータ２８に出力する電
圧ＶＭの時間経過をモードＩ、II、III、IV、Ｖに分け
て表したグラフであり、図３を参照しながら以下説明す
る。モードＩは、ロータ２７を静止状態から最高回転数
まで加速する過程であり、この加速に対応するため遠心
機制御用ＣＰＵ５５がＩ／Ｏ ＬＳＩ４７、Ｄ−Ａ／Ａ
−Ｄ ＬＳＩ４９、タイマＬＳＩ３２を制御し電源用双
方向電力変換器２２の順方向運転により交流電源２１の
電源電圧を昇圧した電圧で充電される平滑用コンデンサ
２４の充電電圧を直流電力変換器１９の降圧コンバータ
作用により電圧を下げ平滑用コンデンサ２０にモータ２
８に印加される電圧ＶＭに比例する電圧として充電し、
一方モータ用インバータ変換器２６はプラス滑り周波数
制御を行ない、これらの組み合わせによりモータの回転
数の上昇に対応して制御するｖ／ｆ制御を行なう。ま
た、回転数Ｎの上昇によりモータ２８に印加される電圧
ＶＭがモータ２８の定格電圧に達すると、ｆは増加する
からＶＭは一定値を待つ。なお、この場合、電源用双方
向電力変換器２２は力率改善制御用ＩＣ３６の動作及び
Ｖセンサ４０、Ｉセンサ４１、ＣＶ１センサ４２の信号
入力により、電源用双方向電力変換器２２のスイッチン
グ素子２２Ｘ、２２Ｙが力率改善制御用ＩＣ３６によ
り、オン・オフ制御され、交流電源２１に系統連係し交
流電源２１の電圧波形に相似な高調波電流成分の含有量
が低下するように電流が流れる昇圧コンバータとして動
作し、直流電力変換器１９の降圧コンバータ動作は、遠
心機制御用ＣＰＵ５５がＤ−Ａ／Ａ−Ｄ ＬＳＩ４９を
介して降圧コンバータＩＣ１６に基準電圧を出力し、こ
れがＣＶ２センサ１５のフィードバック電圧に等しくな
るように降圧コンバータＩＣ１６が動作しスイッチング
素子１９Ａがオン・オフ動作することによりモータ２８
に印加される電圧ＶＭが調節される。モードIIは、ロー
タ２７を最高回転数に維持する過程でありモードＩと同
様電源用双方向電力変換器２２は昇圧コンバータとして
動作し、平滑用コンデンサ２４は一定の電圧に充電さ
れ、直流電圧変換器１９は降圧コンバータとして動作
し、平滑用コンデンサ２０を平滑用コンデンサ２４より
も低い一定の電圧に制御され、モータ２８の電圧がＶＭ
Ｏに保たれる。そして、モータ２８の回転数を目標整定
回転数に一定に維持する制御方法は、目標回転数と回転
センサ５３とカウンタ５４から得られるロータ２７すな
わちモータ２８の回転数の差を遠心機制御用ＣＰＵ５５
がＰＩＤ演算し、その結果からモータ用インバータ変換
器２６がモータ２８に印加すべき周波数ｆを決定し、タ
イマＬＳＩ３２に指令出力し、ＰＬＬパリスジェネレー
タ３１から所定の周波数信号をカウンタ３０に出力する
ことによりなされる。
いて、モータ励磁回路２５以外の部分については本件出
願人が出願した特願平０６−０５５８７４号とほぼ同様
であり、図３は本発明になる遠心機用モータの制御装置
に好適な遠心分離用ロータ２７の回転数すなわちモータ
２８の回転数Ｎ、モータ用インバータ変換器２６のモー
タ２８に出力する周波数ｆ及びモータ２８に出力する電
圧ＶＭの時間経過をモードＩ、II、III、IV、Ｖに分け
て表したグラフであり、図３を参照しながら以下説明す
る。モードＩは、ロータ２７を静止状態から最高回転数
まで加速する過程であり、この加速に対応するため遠心
機制御用ＣＰＵ５５がＩ／Ｏ ＬＳＩ４７、Ｄ−Ａ／Ａ
−Ｄ ＬＳＩ４９、タイマＬＳＩ３２を制御し電源用双
方向電力変換器２２の順方向運転により交流電源２１の
電源電圧を昇圧した電圧で充電される平滑用コンデンサ
２４の充電電圧を直流電力変換器１９の降圧コンバータ
作用により電圧を下げ平滑用コンデンサ２０にモータ２
８に印加される電圧ＶＭに比例する電圧として充電し、
一方モータ用インバータ変換器２６はプラス滑り周波数
制御を行ない、これらの組み合わせによりモータの回転
数の上昇に対応して制御するｖ／ｆ制御を行なう。ま
た、回転数Ｎの上昇によりモータ２８に印加される電圧
ＶＭがモータ２８の定格電圧に達すると、ｆは増加する
からＶＭは一定値を待つ。なお、この場合、電源用双方
向電力変換器２２は力率改善制御用ＩＣ３６の動作及び
Ｖセンサ４０、Ｉセンサ４１、ＣＶ１センサ４２の信号
入力により、電源用双方向電力変換器２２のスイッチン
グ素子２２Ｘ、２２Ｙが力率改善制御用ＩＣ３６によ
り、オン・オフ制御され、交流電源２１に系統連係し交
流電源２１の電圧波形に相似な高調波電流成分の含有量
が低下するように電流が流れる昇圧コンバータとして動
作し、直流電力変換器１９の降圧コンバータ動作は、遠
心機制御用ＣＰＵ５５がＤ−Ａ／Ａ−Ｄ ＬＳＩ４９を
介して降圧コンバータＩＣ１６に基準電圧を出力し、こ
れがＣＶ２センサ１５のフィードバック電圧に等しくな
るように降圧コンバータＩＣ１６が動作しスイッチング
素子１９Ａがオン・オフ動作することによりモータ２８
に印加される電圧ＶＭが調節される。モードIIは、ロー
タ２７を最高回転数に維持する過程でありモードＩと同
様電源用双方向電力変換器２２は昇圧コンバータとして
動作し、平滑用コンデンサ２４は一定の電圧に充電さ
れ、直流電圧変換器１９は降圧コンバータとして動作
し、平滑用コンデンサ２０を平滑用コンデンサ２４より
も低い一定の電圧に制御され、モータ２８の電圧がＶＭ
Ｏに保たれる。そして、モータ２８の回転数を目標整定
回転数に一定に維持する制御方法は、目標回転数と回転
センサ５３とカウンタ５４から得られるロータ２７すな
わちモータ２８の回転数の差を遠心機制御用ＣＰＵ５５
がＰＩＤ演算し、その結果からモータ用インバータ変換
器２６がモータ２８に印加すべき周波数ｆを決定し、タ
イマＬＳＩ３２に指令出力し、ＰＬＬパリスジェネレー
タ３１から所定の周波数信号をカウンタ３０に出力する
ことによりなされる。
【００２０】本発明の要点となるモードIII及びモードI
Vでは、回生制動によりロータ２７すなわちモータ２８
を急速に減速する過程であり、電源用双方向電力変換器
２２は交流電源２１に系統連係し、交流電源２１の電圧
波形に相似な電流が交流電源２１に戻るように力率改善
制御用ＩＣ３６が電力スイッチング素子２２Ｕ、２２Ｖ
をオン・オフ動作させて降圧コンバータとして動作し、
平滑用コンデンサ２４の充電電圧の上昇を抑え一定の電
圧に維持する逆方向運転を行ない、モータ用インバータ
変換器２６はマイナス滑り周波数制御及びｖ／ｆ制御に
よりロータ２７、モータ２８の回転によるエネルギを電
気エネルギに回生して変換し、平滑用コンデンサ２０を
充電し、直流電力変換器１９は昇圧コンバータＩＣ１７
の制御により電力スイッチング素子１９Ｂをオン・オフ
動作させて昇圧コンバータとして動作し、平滑用コンデ
ンサ２０の電圧を昇圧し平滑用コンデンサ２４に充電す
る。
Vでは、回生制動によりロータ２７すなわちモータ２８
を急速に減速する過程であり、電源用双方向電力変換器
２２は交流電源２１に系統連係し、交流電源２１の電圧
波形に相似な電流が交流電源２１に戻るように力率改善
制御用ＩＣ３６が電力スイッチング素子２２Ｕ、２２Ｖ
をオン・オフ動作させて降圧コンバータとして動作し、
平滑用コンデンサ２４の充電電圧の上昇を抑え一定の電
圧に維持する逆方向運転を行ない、モータ用インバータ
変換器２６はマイナス滑り周波数制御及びｖ／ｆ制御に
よりロータ２７、モータ２８の回転によるエネルギを電
気エネルギに回生して変換し、平滑用コンデンサ２０を
充電し、直流電力変換器１９は昇圧コンバータＩＣ１７
の制御により電力スイッチング素子１９Ｂをオン・オフ
動作させて昇圧コンバータとして動作し、平滑用コンデ
ンサ２０の電圧を昇圧し平滑用コンデンサ２４に充電す
る。
【００２１】この時直流電力変換器１９が昇圧コンバー
タとして動作し、平滑用コンデンサ２４を充電維持する
電圧は、電源用双方向電力変換器２２が降圧コンバータ
として動作し、平滑用コンデンサ２４の充電電圧の上昇
を抑え一定の電圧に維持する電圧よりも若干高く設定し
ておく。
タとして動作し、平滑用コンデンサ２４を充電維持する
電圧は、電源用双方向電力変換器２２が降圧コンバータ
として動作し、平滑用コンデンサ２４の充電電圧の上昇
を抑え一定の電圧に維持する電圧よりも若干高く設定し
ておく。
【００２２】モードIIIに於いて、電源用双方向電力変
換器２２が逆方向運転、直流電力変換器１９が昇圧コン
バータとして動作を開始すると、モータ用インバータ変
換器２６がマイナス滑り制御を行なっても平滑用コンデ
ンサ２０に蓄えられているエネルギが小さいためモータ
２８の励磁が不十分となり回生動作は開始されない。そ
のため、遠心機制御用ＣＰＵ５５はモータ励磁回路２５
を動作させ、Ｉ／ＯＬＳＩ４７に指令を出力し、ゲート
・ドライバ１１、フォトカプラ１２を介してスイッチン
グ素子６０をオンさせダイオード６２、抵抗器６１を通
して平滑用コンデンサ２４から平滑用コンデンサ２０を
充電しモータ２８の励磁電流を作る。この時平滑用コン
デンサ２４の充電動作は、電源用双方向電力変換器２２
を構成する電力スイッチング素子２２Ｕ、２２Ｖ、２２
Ｘ、２２Ｙに夫々並列に内蔵して接続されている環境整
流ダイオードブリッジによって行われる。
換器２２が逆方向運転、直流電力変換器１９が昇圧コン
バータとして動作を開始すると、モータ用インバータ変
換器２６がマイナス滑り制御を行なっても平滑用コンデ
ンサ２０に蓄えられているエネルギが小さいためモータ
２８の励磁が不十分となり回生動作は開始されない。そ
のため、遠心機制御用ＣＰＵ５５はモータ励磁回路２５
を動作させ、Ｉ／ＯＬＳＩ４７に指令を出力し、ゲート
・ドライバ１１、フォトカプラ１２を介してスイッチン
グ素子６０をオンさせダイオード６２、抵抗器６１を通
して平滑用コンデンサ２４から平滑用コンデンサ２０を
充電しモータ２８の励磁電流を作る。この時平滑用コン
デンサ２４の充電動作は、電源用双方向電力変換器２２
を構成する電力スイッチング素子２２Ｕ、２２Ｖ、２２
Ｘ、２２Ｙに夫々並列に内蔵して接続されている環境整
流ダイオードブリッジによって行われる。
【００２３】モータ２８による回生制動が開始される
と、モータ２８の電圧がＶＭ１からＶＭ２に上昇し、こ
こからモードIVに移行し、この時遠心機制御用ＣＰＵ５
５はスイッチング素子６０をオフし、モータ励磁回路２
５の動作を停止し、一方モータ用インバータ変換器２６
はマイナス滑り制御を行なうことによりロータ２７、モ
ータ２８の回転に伴なう機械的エネルギは電気的エネル
ギに変換され電力として交流電源２１から出力されてい
き、それによりモータ２８の回転数も急速に下降する。
なお、このモードIVに於いて、モータ２８の電圧ＶＭを
高く維持するために、ＲＯＭ２９の出力パターンをＩ／
Ｏ ＬＳＩ４７の出力により切り換えモータ用インバー
タ変換器２６のＰＷＭ制御のパルス幅を狭く搾ってもよ
い。モードIVの終わりの部分ではモータ２８の回転数が
低下し回生制動が保てなくなりそれに従ってモータ２８
の電圧ＶＭが低下する状態を示し、この時点でモードIV
からモードＶに移行する。
と、モータ２８の電圧がＶＭ１からＶＭ２に上昇し、こ
こからモードIVに移行し、この時遠心機制御用ＣＰＵ５
５はスイッチング素子６０をオフし、モータ励磁回路２
５の動作を停止し、一方モータ用インバータ変換器２６
はマイナス滑り制御を行なうことによりロータ２７、モ
ータ２８の回転に伴なう機械的エネルギは電気的エネル
ギに変換され電力として交流電源２１から出力されてい
き、それによりモータ２８の回転数も急速に下降する。
なお、このモードIVに於いて、モータ２８の電圧ＶＭを
高く維持するために、ＲＯＭ２９の出力パターンをＩ／
Ｏ ＬＳＩ４７の出力により切り換えモータ用インバー
タ変換器２６のＰＷＭ制御のパルス幅を狭く搾ってもよ
い。モードIVの終わりの部分ではモータ２８の回転数が
低下し回生制動が保てなくなりそれに従ってモータ２８
の電圧ＶＭが低下する状態を示し、この時点でモードIV
からモードＶに移行する。
【００２４】モードＶでは、これまでの回生制動から直
流制動に換えてモータ２８を減速する過程を示し、これ
に伴い遠心機制御用ＣＰＵ５５の制御動作により電源用
双方向電力変換器２２は逆方向運転から順方向運転に運
転モードを切り換え、また同時に直流電力変換器１９も
昇圧コンバータ動作から降圧コンバータ動作に切り換わ
り、一方モータ用インバータ変換器２６は一例として電
力スイッチング素子２６Ｖ、２６Ｘ、２６Ｚがオンその
他がオフと逆に２６Ｕ、２６Ｗ、２６Ｙがオンその他が
オフとなる２つのパターンを切り換えることによりモー
タ２８に直流制動電流を流し、このモードに於いては図
３のｆの意味は滑り周波数ではなく、切り換え周波数を
示し、モータ２８の回転数Ｎの低下に従って平滑用コン
デンサ２０の電圧も下降させ、その意味でモータ２８へ
の印加電圧ＶＭも低下させながらモータ２８の回転を停
止させる。
流制動に換えてモータ２８を減速する過程を示し、これ
に伴い遠心機制御用ＣＰＵ５５の制御動作により電源用
双方向電力変換器２２は逆方向運転から順方向運転に運
転モードを切り換え、また同時に直流電力変換器１９も
昇圧コンバータ動作から降圧コンバータ動作に切り換わ
り、一方モータ用インバータ変換器２６は一例として電
力スイッチング素子２６Ｖ、２６Ｘ、２６Ｚがオンその
他がオフと逆に２６Ｕ、２６Ｗ、２６Ｙがオンその他が
オフとなる２つのパターンを切り換えることによりモー
タ２８に直流制動電流を流し、このモードに於いては図
３のｆの意味は滑り周波数ではなく、切り換え周波数を
示し、モータ２８の回転数Ｎの低下に従って平滑用コン
デンサ２０の電圧も下降させ、その意味でモータ２８へ
の印加電圧ＶＭも低下させながらモータ２８の回転を停
止させる。
【００２５】上記のようなモータ用インバータ変換器２
６のモータ２８への励磁パターンの切り換えは、Ｉ／Ｏ
ＬＳＩ４７の制御出力ラインにより、ＲＯＭ２９のカ
ウンタ３０によりサイクリックに読み出されるアドレス
ブロックを切り換えることによりなされる。
６のモータ２８への励磁パターンの切り換えは、Ｉ／Ｏ
ＬＳＩ４７の制御出力ラインにより、ＲＯＭ２９のカ
ウンタ３０によりサイクリックに読み出されるアドレス
ブロックを切り換えることによりなされる。
【００２６】本発明のその他の実施例を示す図４に於い
て、図１と同一の機能の部分には同一の符号が付してあ
り、図１と異なる所は、直流電力変換器１９の内部構成
の違いにある。上記図１では直流電力変換器１９は降圧
コンバータとして動作する時は、電力スイッチング素子
１９Ａ、チョークコイル１８、平滑用コンデンサ２０及
び電力スイッチング素子１９Ｂの環流整流ダイオードが
作用し、一方昇圧コンバータとして動作する時は、電力
スイッチング素子１９Ｂ、チョークコイル１８、平滑用
コンデンサ２４及び電力スイッチング素子１９Ａの環流
整流ダイオードが作用するため昇圧コンバータ、降圧コ
ンバータとしての機能を同時に発揮することはできない
ため、モータ２８の回生動作開始時のモータ２８の励磁
のためにモータ励磁回路２５を一時的に動作させモータ
２８の回生動作が安定して行なえるようにしていた。
て、図１と同一の機能の部分には同一の符号が付してあ
り、図１と異なる所は、直流電力変換器１９の内部構成
の違いにある。上記図１では直流電力変換器１９は降圧
コンバータとして動作する時は、電力スイッチング素子
１９Ａ、チョークコイル１８、平滑用コンデンサ２０及
び電力スイッチング素子１９Ｂの環流整流ダイオードが
作用し、一方昇圧コンバータとして動作する時は、電力
スイッチング素子１９Ｂ、チョークコイル１８、平滑用
コンデンサ２４及び電力スイッチング素子１９Ａの環流
整流ダイオードが作用するため昇圧コンバータ、降圧コ
ンバータとしての機能を同時に発揮することはできない
ため、モータ２８の回生動作開始時のモータ２８の励磁
のためにモータ励磁回路２５を一時的に動作させモータ
２８の回生動作が安定して行なえるようにしていた。
【００２７】これに対して本実施例の図４では、直流電
力変換器１９は昇圧コンバータ、降圧コンバータとして
の機能を同時に発揮できるよう独立したチョークコイル
５６及び５８、フライバック用ダイオード５７、５９に
より構成され、降圧コンバータとしての動作は、電力ス
イッチング素子１９Ａ、チョークコイル５６、平滑用コ
ンデンサ２０、フライバック用ダイオード５７が作用
し、一方昇圧コンバータとしての動作は、電力スイッチ
ング素子１９Ｂ、チョークコイル５８、平滑用コンデン
サ２４、フライバック用ダイオード５９が作用するた
め、昇圧コンバータ、降圧コンバータとしての機能を同
時に発揮することが可能となっている。図５にその他の
実施例図４に対応するモータ２８の回転数Ｎ、モータ用
インバータ変換器２６のモータ２８に出力する電圧ＶＭ
の時間経過を図３と同様に各モードに分けてグラフで表
す。
力変換器１９は昇圧コンバータ、降圧コンバータとして
の機能を同時に発揮できるよう独立したチョークコイル
５６及び５８、フライバック用ダイオード５７、５９に
より構成され、降圧コンバータとしての動作は、電力ス
イッチング素子１９Ａ、チョークコイル５６、平滑用コ
ンデンサ２０、フライバック用ダイオード５７が作用
し、一方昇圧コンバータとしての動作は、電力スイッチ
ング素子１９Ｂ、チョークコイル５８、平滑用コンデン
サ２４、フライバック用ダイオード５９が作用するた
め、昇圧コンバータ、降圧コンバータとしての機能を同
時に発揮することが可能となっている。図５にその他の
実施例図４に対応するモータ２８の回転数Ｎ、モータ用
インバータ変換器２６のモータ２８に出力する電圧ＶＭ
の時間経過を図３と同様に各モードに分けてグラフで表
す。
【００２８】図５に於いて、モードＩ、モードII及びモ
ードＶは図３のモードＩ、モードII及びモードＶに夫々
対応しており、図５のモードIVは図３のモードIII及び
モードIVに対応している。
ードＶは図３のモードＩ、モードII及びモードＶに夫々
対応しており、図５のモードIVは図３のモードIII及び
モードIVに対応している。
【００２９】図５のモードIVは、回生制動によりロータ
２７すなわちモータ２８を急速に減速する過程であり、
電源用双方向電力変換器２２は逆方向運転を行ない交流
電源２１の電圧波形に相似な電流が交流電源２１に戻る
ように降圧コンバータとして動作するのは図３の場合と
同様であるが、直流電力変換器１９は昇圧コンバータ、
降圧コンバータの両方の機能が同時に作用しており、モ
ータ用インバータ変換器２６がマイナス滑り制御を行な
うと、モータ２８が回生動作を開始するための励磁エネ
ルギは直流電力変換器１９の降圧コンバータ機能により
補給され、比較的短い時間の内に回生動作が開始され、
回生された電力は直流電力変換器１９の昇圧コンバータ
機能により昇圧されて平滑用コンデンサ２４を高い電圧
に充電し、電源用双方向電力変換器２２により交流電源
２１に戻される。なお、上記の電源用双方向電力変換器
２２の逆方向運転中の直流電力変換器１９が降圧コンバ
ータとして作用する場合の交流電源２１からの電力の供
給は、図３のモードIIIの場合と同様であり、電源用双
方向電力変換器２２を構成する電力スイッチング素子２
２Ｕ、２２Ｖ、２２Ｘ、２２Ｙに夫々並列に内蔵して接
続せれている環流整流ダイオードブリッジによって行な
われる。
２７すなわちモータ２８を急速に減速する過程であり、
電源用双方向電力変換器２２は逆方向運転を行ない交流
電源２１の電圧波形に相似な電流が交流電源２１に戻る
ように降圧コンバータとして動作するのは図３の場合と
同様であるが、直流電力変換器１９は昇圧コンバータ、
降圧コンバータの両方の機能が同時に作用しており、モ
ータ用インバータ変換器２６がマイナス滑り制御を行な
うと、モータ２８が回生動作を開始するための励磁エネ
ルギは直流電力変換器１９の降圧コンバータ機能により
補給され、比較的短い時間の内に回生動作が開始され、
回生された電力は直流電力変換器１９の昇圧コンバータ
機能により昇圧されて平滑用コンデンサ２４を高い電圧
に充電し、電源用双方向電力変換器２２により交流電源
２１に戻される。なお、上記の電源用双方向電力変換器
２２の逆方向運転中の直流電力変換器１９が降圧コンバ
ータとして作用する場合の交流電源２１からの電力の供
給は、図３のモードIIIの場合と同様であり、電源用双
方向電力変換器２２を構成する電力スイッチング素子２
２Ｕ、２２Ｖ、２２Ｘ、２２Ｙに夫々並列に内蔵して接
続せれている環流整流ダイオードブリッジによって行な
われる。
【００３０】
【発明の効果】本発明によれば、直流電力変換器に並列
にモータの励磁回路を接続し、モータが回生動作を開始
するために必要な初期の励磁エネルギを電源用双方向電
力変換器の環流整流ブリッジから得られるようにしたの
で、この種の遠心機用モータ制御装置に於いて安定した
モータの回生運転動作を得ることができる。
にモータの励磁回路を接続し、モータが回生動作を開始
するために必要な初期の励磁エネルギを電源用双方向電
力変換器の環流整流ブリッジから得られるようにしたの
で、この種の遠心機用モータ制御装置に於いて安定した
モータの回生運転動作を得ることができる。
【００３１】本発明によれば、直流電力変換器は常時昇
圧コンバータ及び降圧コンバータとしての機能が同時に
発揮できるように構成し、しかも降圧コンバータとして
機能するために必要な電力は電源用双方向電力変換器の
環流整流ブリッジから得られるようにしたので、上記と
同様の効果を得ることができる。
圧コンバータ及び降圧コンバータとしての機能が同時に
発揮できるように構成し、しかも降圧コンバータとして
機能するために必要な電力は電源用双方向電力変換器の
環流整流ブリッジから得られるようにしたので、上記と
同様の効果を得ることができる。
【図１】 本発明になる遠心機用制御装置のブロック図
を示したものである。
を示したものである。
【図２】 図１のモータ励磁回路の詳細を示した回路図
である。
である。
【図３】 本発明になるモータの運転状態の時間経過を
示したグラフである。
示したグラフである。
【図４】 本発明の他の実施例になる遠心機用制御装置
のブロック図を示したものである。
のブロック図を示したものである。
【図５】 本発明の他の実施例になるモータの運転状態
の時間経過を示したグラフである。
の時間経過を示したグラフである。
１は制御装置、１９は直流電力変換器、２１は交流電
源、２２は電源用双方向電力変換器、２５はモータ励磁
回路、２６はモータ用インバータ変換器である。
源、２２は電源用双方向電力変換器、２５はモータ励磁
回路、２６はモータ用インバータ変換器である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 赤津 勝則 茨城県ひたちなか市武田1060番地 日立工 機株式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】 交流電源に系統連係し交流電源を通過す
る電流の高調波電流成分の含有量が低下するように動作
し交流電源と直流電源の電力変換器であり交流源から直
流源に変換する時は昇圧コンバータとなり直流源から交
流源に変換する時は降圧コンバータとして動作する電源
用双方向電力変換器と、直流源に対して入出力するモー
タを力行・回生運転するモータ用インバータ変換器と、
該電源用双方向電力変換器と該モータ用インバータ変換
器の間に設けられた該電源用双方向電力変換器の出力を
該モータ用インバータ変換器に供給する時は降圧コンバ
ータとなり該モータ用インバータ変換器の出力を該電源
用双方向電力変換器に供給する時は昇圧コンバータとし
て切り換えて動作する直流電力変換器を備えた遠心機に
於て、前記直流電力変換器に並列にモータ励磁回路と、
前記モータの運転状態に対応して前記電源用双方向電力
変換器と前記モータ用インバータ変換器と前記直流電力
変換器及び該モータ励磁回路の動作を制御する制御装置
を設けたことを特徴とする遠心機用モータの制御装置。 - 【請求項２】 交流電源に系統連係し交流電源を通過す
る電流の高調波電流成分の含有量が低下するように動作
し、交流電源と直流電源の電力変換器であり交流源から
直流源に変換する時は昇圧コンバータとなり直流源から
交流源に変換する時は降圧コンバータとして動作する前
記電源用双方向電力変換器と、直流源に対して入出力す
るモータを力行・回生運転する前記モータ用インバータ
変換器と、前記電源用双方向電力変換器と前記モータ用
インバータ変換器の間に設けられた前記電源用双方向電
力変換器の出力を前記モータ用インバータ変換器に供給
する時は降圧コンバータとなり前記モータ用インバータ
変換器の出力を前記電源用双方向電力変換器に供給する
時は昇圧コンバータとして常時動作する直流電力変換器
と、前記モータの運転状態に対応して前記電源用双方向
電力変換器と前記モータ用インバータ変換器及び前記直
流電力変換器の動作を制御する制御装置を設けたことを
特徴とする遠心機用モータの制御装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20584995A JP3627303B2 (ja) | 1995-08-11 | 1995-08-11 | 遠心機 |
| US08/689,108 US5726550A (en) | 1995-08-11 | 1996-07-30 | Motor control system for centrifuge |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20584995A JP3627303B2 (ja) | 1995-08-11 | 1995-08-11 | 遠心機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0956187A true JPH0956187A (ja) | 1997-02-25 |
| JP3627303B2 JP3627303B2 (ja) | 2005-03-09 |
Family
ID=16513734
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20584995A Expired - Fee Related JP3627303B2 (ja) | 1995-08-11 | 1995-08-11 | 遠心機 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5726550A (ja) |
| JP (1) | JP3627303B2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| JP2010063284A (ja) * | 2008-09-04 | 2010-03-18 | Fuji Electric Holdings Co Ltd | 電力変換装置及び電力変換システム |
| JP2012034462A (ja) * | 2010-07-29 | 2012-02-16 | Hitachi Ltd | 電力変換器制御装置とその制御方法 |
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| JP3407198B2 (ja) * | 2000-02-25 | 2003-05-19 | 株式会社日立製作所 | ３レベルインバータ装置 |
| JP3879360B2 (ja) * | 2000-03-17 | 2007-02-14 | 日立工機株式会社 | 遠心機 |
| US6507161B2 (en) | 2000-04-14 | 2003-01-14 | The Western States Machine Company | Centrifuge motor control |
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| KR20040034908A (ko) * | 2002-10-17 | 2004-04-29 | 엘지전자 주식회사 | 3상 유도전동기의 구동장치 |
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| US9246432B2 (en) | 2011-02-14 | 2016-01-26 | Beckman Coulter, Inc. | Regenerative braking safety system and method of use |
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| JP6485922B2 (ja) | 2014-01-09 | 2019-03-20 | ベックマン コールター， インコーポレイテッド | 回生ブレーキシステム |
| US9716447B2 (en) | 2014-06-18 | 2017-07-25 | Raytheon Company | Method and integrated motor drive power electronics system with improved efficiency |
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-
1995
- 1995-08-11 JP JP20584995A patent/JP3627303B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1996
- 1996-07-30 US US08/689,108 patent/US5726550A/en not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3627303B2 (ja) | 2005-03-09 |
| US5726550A (en) | 1998-03-10 |
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