JPH10155293A - 電動機制御装置 - Google Patents
電動機制御装置Info
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- JPH10155293A JPH10155293A JP8310943A JP31094396A JPH10155293A JP H10155293 A JPH10155293 A JP H10155293A JP 8310943 A JP8310943 A JP 8310943A JP 31094396 A JP31094396 A JP 31094396A JP H10155293 A JPH10155293 A JP H10155293A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 インバータの運転停止時にコンバータに電源
喪失の事態が発生しても転流失敗を起こすことなく安定
した運転を継続し得る電動機制御装置の提供。 【解決手段】 回生動作の可能なコンバータ１と、可変
周波数可変電圧の交流電圧を出力する電圧型インバータ
３とを備えた周波数変換装置において、インバータ３の
運転停止中はコンバータ１を力行用整流部１ap，１anの
みで運転し、回生用逆変換部１bp，１bnへの運転切り換
えを禁止する。インバータ３が運転を開始したらコンバ
ータ１は回生用逆変換部１bp，１bnの運転切り換えの禁
止を解除し回生運転を可能とする。
喪失の事態が発生しても転流失敗を起こすことなく安定
した運転を継続し得る電動機制御装置の提供。 【解決手段】 回生動作の可能なコンバータ１と、可変
周波数可変電圧の交流電圧を出力する電圧型インバータ
３とを備えた周波数変換装置において、インバータ３の
運転停止中はコンバータ１を力行用整流部１ap，１anの
みで運転し、回生用逆変換部１bp，１bnへの運転切り換
えを禁止する。インバータ３が運転を開始したらコンバ
ータ１は回生用逆変換部１bp，１bnの運転切り換えの禁
止を解除し回生運転を可能とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、回生運転の可能な
コンバータおよび電圧型インバータを備え、可変周波数
可変電圧の交流電圧を交流電動機に供給する周波数変換
装置において、特に力行運転と回生運転間の切り換え時
の制御特性を改善する電動機制御装置に関する。
コンバータおよび電圧型インバータを備え、可変周波数
可変電圧の交流電圧を交流電動機に供給する周波数変換
装置において、特に力行運転と回生運転間の切り換え時
の制御特性を改善する電動機制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の電動機制御装置の回路構成を図８
に示す。図８の装置において、回生運転の可能なコンバ
ータ１、フィルタコンデンサ２および電圧型インバータ
３により周波数変換装置が構成されている。コンバータ
１は図示していない交流電源から入力される交流電圧を
一定の直流電圧に変換してインバータ３へ供給する力行
用整流部と、インバータ３からの直流電圧を逆変換して
電源側へ回生する回生用逆変換部とを備えている。直流
回路に設けられているフィルタコンデンサ２は直流フィ
ルタ部材として設けられているものであって、コンバー
タ１の直流出力を平滑し脈動のない直流電圧としてイン
バータ３へ供給し、あるいはインバータ３からの回生電
力を平滑してコンバータ１へ供給する。力行運転時は、
インバータ３は入力された直流電圧を可変周波数・可変
電圧の交流電圧に変換して出力し、交流電動機、例えば
誘導電動機４を可変速で駆動する。
に示す。図８の装置において、回生運転の可能なコンバ
ータ１、フィルタコンデンサ２および電圧型インバータ
３により周波数変換装置が構成されている。コンバータ
１は図示していない交流電源から入力される交流電圧を
一定の直流電圧に変換してインバータ３へ供給する力行
用整流部と、インバータ３からの直流電圧を逆変換して
電源側へ回生する回生用逆変換部とを備えている。直流
回路に設けられているフィルタコンデンサ２は直流フィ
ルタ部材として設けられているものであって、コンバー
タ１の直流出力を平滑し脈動のない直流電圧としてイン
バータ３へ供給し、あるいはインバータ３からの回生電
力を平滑してコンバータ１へ供給する。力行運転時は、
インバータ３は入力された直流電圧を可変周波数・可変
電圧の交流電圧に変換して出力し、交流電動機、例えば
誘導電動機４を可変速で駆動する。
【０００３】この種の周波数変換装置においては、誘導
電動機４を減速させるとき、負荷側の慣性エネルギーの
吸収により直流電圧が上昇するので、コンバータ１は回
生用逆変換部により直流電圧を交流電圧に逆変換して、
交流電源側へ電力を回生する運転を行い、直流電圧を所
定値に抑制するように制御する。
電動機４を減速させるとき、負荷側の慣性エネルギーの
吸収により直流電圧が上昇するので、コンバータ１は回
生用逆変換部により直流電圧を交流電圧に逆変換して、
交流電源側へ電力を回生する運転を行い、直流電圧を所
定値に抑制するように制御する。
【０００４】コンバータ１を構成するスイッチング素子
としては多くの場合サイリスタが用いられ、インバータ
３を構成するスイッチング素子としてはゲート絶縁型バ
イポーラトランジスタが一般的に用いられる。インバー
タ用スイッチング素子としては、ほかにもゲートターン
オフ・サイリスタや大電力トランジスタ等の自己消弧素
子も用いられている。
としては多くの場合サイリスタが用いられ、インバータ
３を構成するスイッチング素子としてはゲート絶縁型バ
イポーラトランジスタが一般的に用いられる。インバー
タ用スイッチング素子としては、ほかにもゲートターン
オフ・サイリスタや大電力トランジスタ等の自己消弧素
子も用いられている。
【０００５】コンバータ１およびインバータ３は次のよ
うに制御される。電圧基準設定回路１０で設定された電
圧基準ＤV ＊とコンデンサ２の両端で電圧検出回路１１
により検出されたコンバータ１の出力電圧検出値ＤV と
が電圧制御回路１２で比較され、電圧制御回路１２はそ
の偏差（電圧偏差）をゼロにするような電流基準Ｉp ＊
を出力する。この電流基準Ｉp ＊とコンバータ１の交流
電源側で変流器１３および電流検出回路１４を介して検
出されるコンバータ１の電流検出値Ｉp とを電流制御回
路１５が比較し、その偏差（電流偏差）をゼロにするよ
うな電流制御信号を出力し、位相制御回路１６を介して
コンバータ１の出力電流を制御する。以上により、コン
バータ１の出力直流電圧が電圧基準設定回路１０で設定
された電圧基準ＤV ＊に対応した値に制御される。
うに制御される。電圧基準設定回路１０で設定された電
圧基準ＤV ＊とコンデンサ２の両端で電圧検出回路１１
により検出されたコンバータ１の出力電圧検出値ＤV と
が電圧制御回路１２で比較され、電圧制御回路１２はそ
の偏差（電圧偏差）をゼロにするような電流基準Ｉp ＊
を出力する。この電流基準Ｉp ＊とコンバータ１の交流
電源側で変流器１３および電流検出回路１４を介して検
出されるコンバータ１の電流検出値Ｉp とを電流制御回
路１５が比較し、その偏差（電流偏差）をゼロにするよ
うな電流制御信号を出力し、位相制御回路１６を介して
コンバータ１の出力電流を制御する。以上により、コン
バータ１の出力直流電圧が電圧基準設定回路１０で設定
された電圧基準ＤV ＊に対応した値に制御される。
【０００６】一方、速度基準設定回路２０で設定された
速度基準Ｓp ＊と、誘導電動機４に結合された速度検出
器２１およびその出力側に接続された速度検出回路２２
を介して検出される誘導電動機４の速度検出値Ｓp とが
速度制御回路２３で比較され、その偏差（速度偏差）を
ゼロにするようなトルク電流基準Ｉt ＊が速度制御回路
２３から出力される。このトルク電流基準Ｉt ＊と磁束
制御回路２４から出力される励磁電流基準Ｉf ＊とに基
づいてベクトル制御回路２５がベクトル制御演算を行
い、その演算結果として一次電流基準Ｉ＊を出力する。
この一次電流基準Ｉ＊と変流器２７および電流検出回路
２７を介して検出される誘導電動機４の一次電流検出値
Ｉとを電流制御回路２８が比較し、その偏差（電流偏
差）をゼロにするような電圧基準Ｖm ＊を出力する。こ
の電圧基準Ｖm ＊に基づいてＰＷＭ制御回路２９により
インバータ３をパルス幅変調（ＰＷＭ）制御し、インバ
ータ３は電圧基準Ｖm ＊に応じた周波数および電圧値の
交流電圧を出力して誘導電動機４の速度を速度基準Ｓp
＊に対応した値に制御する。
速度基準Ｓp ＊と、誘導電動機４に結合された速度検出
器２１およびその出力側に接続された速度検出回路２２
を介して検出される誘導電動機４の速度検出値Ｓp とが
速度制御回路２３で比較され、その偏差（速度偏差）を
ゼロにするようなトルク電流基準Ｉt ＊が速度制御回路
２３から出力される。このトルク電流基準Ｉt ＊と磁束
制御回路２４から出力される励磁電流基準Ｉf ＊とに基
づいてベクトル制御回路２５がベクトル制御演算を行
い、その演算結果として一次電流基準Ｉ＊を出力する。
この一次電流基準Ｉ＊と変流器２７および電流検出回路
２７を介して検出される誘導電動機４の一次電流検出値
Ｉとを電流制御回路２８が比較し、その偏差（電流偏
差）をゼロにするような電圧基準Ｖm ＊を出力する。こ
の電圧基準Ｖm ＊に基づいてＰＷＭ制御回路２９により
インバータ３をパルス幅変調（ＰＷＭ）制御し、インバ
ータ３は電圧基準Ｖm ＊に応じた周波数および電圧値の
交流電圧を出力して誘導電動機４の速度を速度基準Ｓp
＊に対応した値に制御する。
【０００７】以上のように構成された電動機制御装置に
おいては、インバータ３は接続された負荷である誘導電
動機４の運転状態に応じて力行運転から回生運転へ、ま
たはその逆に変化する。この変化に対応してコンバータ
１は上述のように力行用整流部／回生用逆変換部を切り
換えることにより、直流回路電圧すなわちコンデンサ２
の両端電圧が一定値をとるように定電圧制御を行ってい
る。
おいては、インバータ３は接続された負荷である誘導電
動機４の運転状態に応じて力行運転から回生運転へ、ま
たはその逆に変化する。この変化に対応してコンバータ
１は上述のように力行用整流部／回生用逆変換部を切り
換えることにより、直流回路電圧すなわちコンデンサ２
の両端電圧が一定値をとるように定電圧制御を行ってい
る。
【０００８】コンバータ１は、力行状態では力行用整流
部のみがオン状態にあり、回生用逆変換部はオフ状態と
なっている。この状態から回生状態に移行するには、力
行用整流部の電流を絞り、完全にゼロ電流となった後で
オフし（これをゲートブロックと呼ぶ）、回生用逆変換
部をオンとする切り換え動作が必要となる。逆に、回生
状態から力行状態へ移行するときは、回生用逆変換部の
電流を絞り、完全にゼロ電流とした後でオフし、力行用
整流部をオンとするように切り換える。この切り換えの
時、力行用整流部と回生用逆変換部とが同時にオン動作
すると短絡状態となるので、それを避けるため、力行用
整流部のゲートブロックと回生用逆変換部のゲートブロ
ック解除の間には、力行用整流部／回生用逆変換部をと
もにオフ状態にする数ｍｓのデッドタイムを設定する。
部のみがオン状態にあり、回生用逆変換部はオフ状態と
なっている。この状態から回生状態に移行するには、力
行用整流部の電流を絞り、完全にゼロ電流となった後で
オフし（これをゲートブロックと呼ぶ）、回生用逆変換
部をオンとする切り換え動作が必要となる。逆に、回生
状態から力行状態へ移行するときは、回生用逆変換部の
電流を絞り、完全にゼロ電流とした後でオフし、力行用
整流部をオンとするように切り換える。この切り換えの
時、力行用整流部と回生用逆変換部とが同時にオン動作
すると短絡状態となるので、それを避けるため、力行用
整流部のゲートブロックと回生用逆変換部のゲートブロ
ック解除の間には、力行用整流部／回生用逆変換部をと
もにオフ状態にする数ｍｓのデッドタイムを設定する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】上記のように構成され
た電動機制御装置は、−般的には、加速運転および一定
速運転中は力行状態にあって、コンバータ１は力行用整
流部がオン状態となつており、回生用逆変換部はオフ状
態となっている。一方、減速運転中はそれとは逆にコン
バータ１の回生用逆変換部はオン状態となっており、力
行用整流部はオフ状態となっている。
た電動機制御装置は、−般的には、加速運転および一定
速運転中は力行状態にあって、コンバータ１は力行用整
流部がオン状態となつており、回生用逆変換部はオフ状
態となっている。一方、減速運転中はそれとは逆にコン
バータ１の回生用逆変換部はオン状態となっており、力
行用整流部はオフ状態となっている。
【００１０】問題は運転停止状態にときの力行／回生の
判断である。運転停止中は力行／回生の判断がつきにく
い状態にあるため、定電圧制御を実施しようとするとコ
ンバータ１は力行用整流部と回生用逆変換部との間で切
り換えが頻繁に起こる。
判断である。運転停止中は力行／回生の判断がつきにく
い状態にあるため、定電圧制御を実施しようとするとコ
ンバータ１は力行用整流部と回生用逆変換部との間で切
り換えが頻繁に起こる。
【００１１】図９は図８におけるコンバータ１の例えば
３相構成の内の１相分を示したもので、力行用整流部は
正側サイリスタ素子１apおよび負側サイリスタ素子１an
からなり、回生用逆変換部は正側サイリスタ素子１bpお
よび負側サイリスタ素子１bnからなっている。結果的
に、正側サイリスタ素子１apおよび１bpは逆並列接続さ
れ、負側サイリスタ素子１anおよび１bnは逆並列接続さ
れている。
３相構成の内の１相分を示したもので、力行用整流部は
正側サイリスタ素子１apおよび負側サイリスタ素子１an
からなり、回生用逆変換部は正側サイリスタ素子１bpお
よび負側サイリスタ素子１bnからなっている。結果的
に、正側サイリスタ素子１apおよび１bpは逆並列接続さ
れ、負側サイリスタ素子１anおよび１bnは逆並列接続さ
れている。
【００１２】図８の装置のコンバータ１において、力行
用整流部による力行運転と回生用逆変換部による回生運
転との相互間で切り換えが頻繁に行われているときは、
切り換えに伴うゲートブロックに時間的な余裕がな〈な
ることがあり、結果として切り換え条件としては非常に
厳しい状態になる。この状態においてコンバータ１に接
続される交流電源が電源喪失状態になると、回生電流は
電源回生をすることができずに行き場を失い、ゲートブ
ロックが終了していない状態の力行用整流部に電流が回
り込み、両スイッチング素子間にアーム短絡を起こして
過電流となり、結果としてサイリスタの転流失敗を起こ
してしまう。
用整流部による力行運転と回生用逆変換部による回生運
転との相互間で切り換えが頻繁に行われているときは、
切り換えに伴うゲートブロックに時間的な余裕がな〈な
ることがあり、結果として切り換え条件としては非常に
厳しい状態になる。この状態においてコンバータ１に接
続される交流電源が電源喪失状態になると、回生電流は
電源回生をすることができずに行き場を失い、ゲートブ
ロックが終了していない状態の力行用整流部に電流が回
り込み、両スイッチング素子間にアーム短絡を起こして
過電流となり、結果としてサイリスタの転流失敗を起こ
してしまう。
【００１３】本発明は、上記問題点に対処してなされた
もので、インバータの運転停止時にコンバータに電源喪
失の事態が発生しても転流失敗を起こすことなく安定し
た運転を継続し得る電動機制御装置を提供することを目
的とする。
もので、インバータの運転停止時にコンバータに電源喪
失の事態が発生しても転流失敗を起こすことなく安定し
た運転を継続し得る電動機制御装置を提供することを目
的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１による電動機制御装置は、交流電圧を直流
電圧に変換する回生動作の可能なコンバータと、直流電
圧を可変周波数可変電圧の交流電圧に変換し交流電動機
に供給する電圧型インバータと、電圧型インバータの運
転停止時にコンバータの直流電圧を第１の直流電圧値と
し回生運転を禁止する第１の手段と、インバータの通常
運転時にはコンバータの直流電圧を第２の直流電圧値と
し回生運転の禁止を解除する第２の手段とを備えたこと
を特徴とするものである。
に、請求項１による電動機制御装置は、交流電圧を直流
電圧に変換する回生動作の可能なコンバータと、直流電
圧を可変周波数可変電圧の交流電圧に変換し交流電動機
に供給する電圧型インバータと、電圧型インバータの運
転停止時にコンバータの直流電圧を第１の直流電圧値と
し回生運転を禁止する第１の手段と、インバータの通常
運転時にはコンバータの直流電圧を第２の直流電圧値と
し回生運転の禁止を解除する第２の手段とを備えたこと
を特徴とするものである。
【００１５】請求項２の発明は、請求項１に記載の電動
機制御装置において、第１の手段における第１の直流電
圧値と第２の手段における第２の直流電圧値とが等しい
ことを特徴とするものである。
機制御装置において、第１の手段における第１の直流電
圧値と第２の手段における第２の直流電圧値とが等しい
ことを特徴とするものである。
【００１６】請求項３の発明は、請求項１に記載の電動
機制御装置において、コンバータの回生運転を禁止した
運転を行う第２の直流電圧から回生運転の禁止を解除し
た運転を行う第１の直流電圧への切り換わりに関してヒ
ステリシス特性を与えるヒステリシス手段を備えたこと
を特徴とするものである。
機制御装置において、コンバータの回生運転を禁止した
運転を行う第２の直流電圧から回生運転の禁止を解除し
た運転を行う第１の直流電圧への切り換わりに関してヒ
ステリシス特性を与えるヒステリシス手段を備えたこと
を特徴とするものである。
【００１７】請求項４の発明は、請求項１に記載の電動
機制御装置において、コンバータの直流出力端に接続さ
れた直流フィルタを備え、インバータは直流フィルタの
出力端に複数台が並列接続され、第１の手段は、並列接
続されたインバータが全て運転停止状態にあるときにコ
ンバータの回生運転の禁止を行う第２の直流電圧値でコ
ンバータの運転を行い、並列接続されたインバータのう
ち少なくとも１台のインバータが運転を開始したらコン
バータの運転を回生運転の禁止を解除する第１の直流電
圧値に切り換えることを特徴とするものである。
機制御装置において、コンバータの直流出力端に接続さ
れた直流フィルタを備え、インバータは直流フィルタの
出力端に複数台が並列接続され、第１の手段は、並列接
続されたインバータが全て運転停止状態にあるときにコ
ンバータの回生運転の禁止を行う第２の直流電圧値でコ
ンバータの運転を行い、並列接続されたインバータのう
ち少なくとも１台のインバータが運転を開始したらコン
バータの運転を回生運転の禁止を解除する第１の直流電
圧値に切り換えることを特徴とするものである。
【００１８】請求項５の発明は、請求項１に記載の電動
機制御装置において、第１の手段が、インバータの運転
指令が解除され、かつ、接続されている交流電動機の速
度が所定値以下になったときにのみ運転停止状態と判断
しコンバータの回生運転を禁止することを特徴とするも
のである。
機制御装置において、第１の手段が、インバータの運転
指令が解除され、かつ、接続されている交流電動機の速
度が所定値以下になったときにのみ運転停止状態と判断
しコンバータの回生運転を禁止することを特徴とするも
のである。
【００１９】請求項６の発明は、請求項１に記載の電動
機制御装置において、第１の手段が、コンバータが運転
を停止するとき、コンバータの回生運転の禁止を解除し
回生運転の可能な状態に戻った後、回生機能によって直
流出力電圧を絞った後にコンバータを停止させることを
特徴とするものである。
機制御装置において、第１の手段が、コンバータが運転
を停止するとき、コンバータの回生運転の禁止を解除し
回生運転の可能な状態に戻った後、回生機能によって直
流出力電圧を絞った後にコンバータを停止させることを
特徴とするものである。
【００２０】
（実施の形態１の構成）図１に本発明の実施の一形態を
示す。図１の装置には、図８の装置に付加する形で、速
度レベル判定器３０および力行回生判別回路３１が設け
られている。力行回生判別回路３１での判別結果を表す
状態判別信号ＭＬを回生運転禁止信号または回生運転許
可信号として位相制御回路１６に送出するとともに、排
反的にオンオフ動作する切換接点３２Ａ，３２Ｂを介
し、第１の電圧基準設定回路１０Ａによって設定された
回生運転許可用の第１の電圧基準Ｄvm、または第２の電
圧基準設定回路１０Ｂによって設定された回生運転禁止
用の第２の直流電圧基準Ｄvgが電圧制御回路１２に与え
られる。速度レベル判定器３０は速度検出器２１および
速度検出回路２２によって検出された誘導電動機４の速
度Ｓp が図２に示すように比較的低速領域に設定された
停止判定用の判定レベルＳpz以下にある（Ｓp≦Ｓpz）
か否かに従い、その判定結果として、Ｓp ≦Ｓpzのとき
“１”になり、Ｓp ＞Ｓpzのとき“０”になる停止判定
信号ＳＬを力行回生判別回路３１へ送出する。力行回生
判別回路３１は、電圧検出回路１１から得られる直流電
圧Ｄv および速度基準設定回路２０から与えられる速度
基準Ｓp ＊をも参照し、停止判定信号ＳＬが“１”であ
ること、速度基準Ｓp ＊がゼロになっていること、およ
び直流電圧Ｄv が所定値以上存在することの３条件を満
たしたときに状態判別信号ＭＬ＝“１”をとし、それを
位相制御回路１６に対し回生運転禁止信号として出力す
るとともに、切換接点３２Ａをオフとし、切換接点３２
Ｂをオンにする。上記の条件を満たさないときは、ＭＬ
＝“０”であり、これは回生運転禁止解除を意味する回
生運転許可信号として位相制御回路１６へ与えられると
ともに、切換接点３２Ｂをオフとし、切換接点３２Ａを
オンにする。
示す。図１の装置には、図８の装置に付加する形で、速
度レベル判定器３０および力行回生判別回路３１が設け
られている。力行回生判別回路３１での判別結果を表す
状態判別信号ＭＬを回生運転禁止信号または回生運転許
可信号として位相制御回路１６に送出するとともに、排
反的にオンオフ動作する切換接点３２Ａ，３２Ｂを介
し、第１の電圧基準設定回路１０Ａによって設定された
回生運転許可用の第１の電圧基準Ｄvm、または第２の電
圧基準設定回路１０Ｂによって設定された回生運転禁止
用の第２の直流電圧基準Ｄvgが電圧制御回路１２に与え
られる。速度レベル判定器３０は速度検出器２１および
速度検出回路２２によって検出された誘導電動機４の速
度Ｓp が図２に示すように比較的低速領域に設定された
停止判定用の判定レベルＳpz以下にある（Ｓp≦Ｓpz）
か否かに従い、その判定結果として、Ｓp ≦Ｓpzのとき
“１”になり、Ｓp ＞Ｓpzのとき“０”になる停止判定
信号ＳＬを力行回生判別回路３１へ送出する。力行回生
判別回路３１は、電圧検出回路１１から得られる直流電
圧Ｄv および速度基準設定回路２０から与えられる速度
基準Ｓp ＊をも参照し、停止判定信号ＳＬが“１”であ
ること、速度基準Ｓp ＊がゼロになっていること、およ
び直流電圧Ｄv が所定値以上存在することの３条件を満
たしたときに状態判別信号ＭＬ＝“１”をとし、それを
位相制御回路１６に対し回生運転禁止信号として出力す
るとともに、切換接点３２Ａをオフとし、切換接点３２
Ｂをオンにする。上記の条件を満たさないときは、ＭＬ
＝“０”であり、これは回生運転禁止解除を意味する回
生運転許可信号として位相制御回路１６へ与えられると
ともに、切換接点３２Ｂをオフとし、切換接点３２Ａを
オンにする。
【００２１】（実施の形態１の作用）図１の装置は、コ
ンバータ１およびインバータ３が力行運転をしていると
きは切換接点３２Ａがオンし、コンバータ１は、図８を
参照して説明したように、第１の電圧基準Ｄvmに従って
運転される。インバータ３は図８を参照して説明したの
と同様に運転される。
ンバータ１およびインバータ３が力行運転をしていると
きは切換接点３２Ａがオンし、コンバータ１は、図８を
参照して説明したように、第１の電圧基準Ｄvmに従って
運転される。インバータ３は図８を参照して説明したの
と同様に運転される。
【００２２】誘導電動機４が運転を停止するときは、速
度基準設定回路２０により速度基準Ｓp ＊をゼロにまで
次第に低下させてインバータ３の運転を停止するととも
に、コンバータ１の力行用整流部を通して供給する電流
を絞り、完全にゼロ電流としてゲートブロックをし、回
生用逆変換部をオンとする。誘導電動機４の速度Ｓ
pが、Ｓp ＞Ｓpzの状態にある限りコンバータ１は回生
運転を継続する。しかし、Ｓp ≦Ｓpzになると、速度レ
ベル判定器３０が停止判定信号ＳＬを“１”とするの
で、図２に示すように、力行回生判別回路３１は前述の
３条件を満たしたと判断すると、切換接点３２Ａをオフ
し、切換接点３２Ｂをオンすることにより、コンバータ
１の電圧基準を回生運転の可能な第１の直流電圧基準Ｄ
vmから回生運転を禁止する第２の直流電圧基準Ｄvgへと
切り換えるとともに、位相制御回路１６に対し回生運転
禁止を意味する状態判別信号ＭＬ＝“１”を送出する。
このとき、コンバータ１は力行用整流部のサイリスタ素
子１ap，１anのみで運転し、回生用逆変換部のサイリス
タ素子１bp，１bnへの切り換えが行われないように拘束
される。インバータ３が運転を開始し、誘導電動機４の
速度Ｓp が、Ｓp ＞Ｓpzの状態になると、切換接点３２
Ｂをオフとし、切換接点３２Ａをオンとして直流電圧基
準Ｄvmに切り換えるとともに、力行回生判別回路３１は
回生運転許可すなわち回生運転禁止解除を意味する状態
判別信号ＭＬ＝“０”を位相制御回路１６に対し送出
し、コンバータ１の回生用逆変換部のサイリスタ素子１
bp，１bnへの切り換えの禁止を解除し回生運転を可能と
する。
度基準設定回路２０により速度基準Ｓp ＊をゼロにまで
次第に低下させてインバータ３の運転を停止するととも
に、コンバータ１の力行用整流部を通して供給する電流
を絞り、完全にゼロ電流としてゲートブロックをし、回
生用逆変換部をオンとする。誘導電動機４の速度Ｓ
pが、Ｓp ＞Ｓpzの状態にある限りコンバータ１は回生
運転を継続する。しかし、Ｓp ≦Ｓpzになると、速度レ
ベル判定器３０が停止判定信号ＳＬを“１”とするの
で、図２に示すように、力行回生判別回路３１は前述の
３条件を満たしたと判断すると、切換接点３２Ａをオフ
し、切換接点３２Ｂをオンすることにより、コンバータ
１の電圧基準を回生運転の可能な第１の直流電圧基準Ｄ
vmから回生運転を禁止する第２の直流電圧基準Ｄvgへと
切り換えるとともに、位相制御回路１６に対し回生運転
禁止を意味する状態判別信号ＭＬ＝“１”を送出する。
このとき、コンバータ１は力行用整流部のサイリスタ素
子１ap，１anのみで運転し、回生用逆変換部のサイリス
タ素子１bp，１bnへの切り換えが行われないように拘束
される。インバータ３が運転を開始し、誘導電動機４の
速度Ｓp が、Ｓp ＞Ｓpzの状態になると、切換接点３２
Ｂをオフとし、切換接点３２Ａをオンとして直流電圧基
準Ｄvmに切り換えるとともに、力行回生判別回路３１は
回生運転許可すなわち回生運転禁止解除を意味する状態
判別信号ＭＬ＝“０”を位相制御回路１６に対し送出
し、コンバータ１の回生用逆変換部のサイリスタ素子１
bp，１bnへの切り換えの禁止を解除し回生運転を可能と
する。
【００２３】図２は図１の制御装置の作用を説明するた
めのタイムチャートである。インバータ３および誘導電
動機４が運転停止中の時刻ｔ0 から時刻ｔ1 までの区間
は、コンバータ１は回生運転が禁止される第２の直流電
圧基準Ｄvgに従って運転される。時刻ｔ1 においてイン
バータ３の運転が開始されると誘導電動機４は回転を開
始し、速度基準Ｓp ＊に従って徐々に速度を上げ、定速
に達して定速運転される。時刻ｔ1 においてコンバータ
１の直流電圧基準Ｄvgは回生運転の禁止を解除する第１
の直流電圧基準Ｄvmに切り換わる。時刻ｔ2 において運
転指令が解除され、インバータ３に対しても運転指令が
解除され、誘導電動機４の速度Ｓp が停止判定速度Ｓpz
にまで低下すると、速度レベル判定器３０が停止判定信
号ＳＬ＝“１”を出力する。これによりインバータ３が
運転停止状態にあることを知ることができる。これによ
りコンバータ３は回生運転の禁止を行う第２の直流電圧
基準Ｄvgへと切り換わり、回生運転が禁止される。
めのタイムチャートである。インバータ３および誘導電
動機４が運転停止中の時刻ｔ0 から時刻ｔ1 までの区間
は、コンバータ１は回生運転が禁止される第２の直流電
圧基準Ｄvgに従って運転される。時刻ｔ1 においてイン
バータ３の運転が開始されると誘導電動機４は回転を開
始し、速度基準Ｓp ＊に従って徐々に速度を上げ、定速
に達して定速運転される。時刻ｔ1 においてコンバータ
１の直流電圧基準Ｄvgは回生運転の禁止を解除する第１
の直流電圧基準Ｄvmに切り換わる。時刻ｔ2 において運
転指令が解除され、インバータ３に対しても運転指令が
解除され、誘導電動機４の速度Ｓp が停止判定速度Ｓpz
にまで低下すると、速度レベル判定器３０が停止判定信
号ＳＬ＝“１”を出力する。これによりインバータ３が
運転停止状態にあることを知ることができる。これによ
りコンバータ３は回生運転の禁止を行う第２の直流電圧
基準Ｄvgへと切り換わり、回生運転が禁止される。
【００２４】従来の技術ではコンバータ１の入力電圧が
低い場合に第２の直流電圧基準Ｄvgより第１の直流電圧
基準Ｄvmを低く設定することにより、コンバータ１の転
流余裕角を確保していた。しかし、本発明では、 第１の直流電圧基準Ｄvm＝第２の直流電圧基準Ｄvg と設定することによって、コンバータ１の出力電圧の値
を変えることなく回生運転の禁止／解除を行う。なお、
第１の直流電圧基準Ｄvmから第２の直流電圧基準Ｄvgへ
の切り換え自体は周知の技術により実行される。
低い場合に第２の直流電圧基準Ｄvgより第１の直流電圧
基準Ｄvmを低く設定することにより、コンバータ１の転
流余裕角を確保していた。しかし、本発明では、 第１の直流電圧基準Ｄvm＝第２の直流電圧基準Ｄvg と設定することによって、コンバータ１の出力電圧の値
を変えることなく回生運転の禁止／解除を行う。なお、
第１の直流電圧基準Ｄvmから第２の直流電圧基準Ｄvgへ
の切り換え自体は周知の技術により実行される。
【００２５】（実施の形態１の効果）コンバータ１が最
も頻繁にサイリスタ素子の力行／回生の切り換えを行う
インバータ３の運転停止時に回生状態を禁止することに
よって、コンバータ１の入力電源喪失時のサイリスタ素
子の力行／回生の切り換えによる転流失敗を防ぐことが
できる。
も頻繁にサイリスタ素子の力行／回生の切り換えを行う
インバータ３の運転停止時に回生状態を禁止することに
よって、コンバータ１の入力電源喪失時のサイリスタ素
子の力行／回生の切り換えによる転流失敗を防ぐことが
できる。
【００２６】（実施の形態２）図３は本発明の実施の形
態２を示すものである。図３の制御装置は電圧制御回路
１２中にヒステリシス回路１２Ｈを内蔵したのが特徴で
ある。従来装置では、 第１の直流電圧基準Ｄvm＞第２の直流電圧基準Ｄvg の関係であったため、回生運転の禁止を解除する第２の
直流電圧基準Ｄvgから、回生運転を禁止する第１の直流
電圧基準Ｄvmの切り換え点の動作が不安定であった。そ
こで、その切り換え点にヒステリシス△Ｖを持たせるこ
とにより、回生運転の解除／禁止の切り換え時の動作の
安定性を図ることができる。
態２を示すものである。図３の制御装置は電圧制御回路
１２中にヒステリシス回路１２Ｈを内蔵したのが特徴で
ある。従来装置では、 第１の直流電圧基準Ｄvm＞第２の直流電圧基準Ｄvg の関係であったため、回生運転の禁止を解除する第２の
直流電圧基準Ｄvgから、回生運転を禁止する第１の直流
電圧基準Ｄvmの切り換え点の動作が不安定であった。そ
こで、その切り換え点にヒステリシス△Ｖを持たせるこ
とにより、回生運転の解除／禁止の切り換え時の動作の
安定性を図ることができる。
【００２７】図４はこのヒステリシス△Ｖの作用を説明
するためのタイムチャートである。回生運転の可能な第
１の直流電圧基準Ｄvmでの運転中にコンバータ１の出力
電圧が上昇し、回生運転の禁止を行う第２の直流電圧基
準Ｄvgに切り換わるのを防ぐためにヒステリシス△Ｖを
大きな値とすることにより、コンバータ１の出力電圧の
変動により回生運転の禁止が行われないようにすること
ができる。
するためのタイムチャートである。回生運転の可能な第
１の直流電圧基準Ｄvmでの運転中にコンバータ１の出力
電圧が上昇し、回生運転の禁止を行う第２の直流電圧基
準Ｄvgに切り換わるのを防ぐためにヒステリシス△Ｖを
大きな値とすることにより、コンバータ１の出力電圧の
変動により回生運転の禁止が行われないようにすること
ができる。
【００２８】（実施の形態３）図５は実施の形態３を示
すものである。以上の実施の形態１，２では、コンバー
タ１とインバータ３はどちらも１台であったが、図５に
示すように、１台のコンバータ１に対して複数台のイン
バータを並列に接続するコモンコンバータ方式であって
も本発明は適用可能である。ここでは例示として３台の
インバータ３Ａ，３Ｂ，３Ｃを示している。インバータ
３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，…にはそれぞれ固有の負荷として誘
導電動機４Ａ，４Ｂ，４Ｃが接続され、誘導電動機４
Ａ，４Ｂ，４Ｃには速度制御のために速度検出器２１
Ａ，２１Ｂ，２１Ｃが結合される。
すものである。以上の実施の形態１，２では、コンバー
タ１とインバータ３はどちらも１台であったが、図５に
示すように、１台のコンバータ１に対して複数台のイン
バータを並列に接続するコモンコンバータ方式であって
も本発明は適用可能である。ここでは例示として３台の
インバータ３Ａ，３Ｂ，３Ｃを示している。インバータ
３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，…にはそれぞれ固有の負荷として誘
導電動機４Ａ，４Ｂ，４Ｃが接続され、誘導電動機４
Ａ，４Ｂ，４Ｃには速度制御のために速度検出器２１
Ａ，２１Ｂ，２１Ｃが結合される。
【００２９】図６は、この場合の動作を示すタイムチャ
ートである。コンバータ１に接続されたインバータ３
Ａ，３Ｂ，３Ｃが全て停止中の時は、コンバータ１は回
生運転の禁止を行う第２の直流電圧基準Ｄvgで運転をす
る。時刻ｔ1 でコンバータ１に接続された全てのインバ
ータ３Ａ，３Ｂ，３Ｃの内、１台でも運転を開始したら
コンバータ１は回生運転の禁止を解除する第１の直流電
圧基準Ｄvmで運転を行い回生運転を可能とする。ここで
は、３台のインバータ３Ａ，３Ｂ，３Ｃがわずかな時間
差をもって時刻ｔ11，ｔ12，ｔ13に順次運転を開始して
いる。
ートである。コンバータ１に接続されたインバータ３
Ａ，３Ｂ，３Ｃが全て停止中の時は、コンバータ１は回
生運転の禁止を行う第２の直流電圧基準Ｄvgで運転をす
る。時刻ｔ1 でコンバータ１に接続された全てのインバ
ータ３Ａ，３Ｂ，３Ｃの内、１台でも運転を開始したら
コンバータ１は回生運転の禁止を解除する第１の直流電
圧基準Ｄvmで運転を行い回生運転を可能とする。ここで
は、３台のインバータ３Ａ，３Ｂ，３Ｃがわずかな時間
差をもって時刻ｔ11，ｔ12，ｔ13に順次運転を開始して
いる。
【００３０】インバータ３Ａ，３Ｂ，３Ｃが時間差をも
って時刻ｔ21，ｔ22，ｔ23で順次運転停止とされ、それ
ぞれ時間差をもって時刻ｔ31，ｔ32，ｔ33で順次停止判
定速度Ｓpzに低下したものとする。コンバータ１に接続
された全てのインバータ３Ａ〜３Ｃが運転停止となった
時刻ｔ33でコンバータ１は回生運転の禁止を行う第２の
直流電圧基準Ｄvgでの運転に切り換わる。
って時刻ｔ21，ｔ22，ｔ23で順次運転停止とされ、それ
ぞれ時間差をもって時刻ｔ31，ｔ32，ｔ33で順次停止判
定速度Ｓpzに低下したものとする。コンバータ１に接続
された全てのインバータ３Ａ〜３Ｃが運転停止となった
時刻ｔ33でコンバータ１は回生運転の禁止を行う第２の
直流電圧基準Ｄvgでの運転に切り換わる。
【００３１】（実施の形態４）図７は実施の形態４を示
すものである。インバータ３の運転停止中はコンバータ
１は回生運転を禁止する第２の直流電圧基準Ｄvgで運転
する。回生運転を禁止している状態からコンバータ１を
運転停止しようとすると電源回生ができないため放電に
より直流出力電圧を低下させようとするため放電に時間
がかかり、コンバータ１が過電圧になる虞れがある。そ
こで図７の装置には、運転停止判定回路３３が設けられ
ている。運転停止判定回路３３は、コンバータ１に運転
停止の指令が投入されると、それに連動して図示してい
ない制御盤から運転停止指令を受信し、それに応動して
切換制御信号ＳＳを出力して切換接点３２Ｂをオフと
し、切換接点３２Ａをオンとしてコンバータ１の運転
を、回生運転の禁止を行う第２の直流電圧基準Ｄvgから
回生運転の禁止を解除する第１の直流電圧基準Ｄvmへと
強制的に切り換える。これによりコンバータ１が運転を
停止するときは電源回生が可能となりコンバータ１が運
転を停止する時に過電圧となる事態を防ぐことができ
る。
すものである。インバータ３の運転停止中はコンバータ
１は回生運転を禁止する第２の直流電圧基準Ｄvgで運転
する。回生運転を禁止している状態からコンバータ１を
運転停止しようとすると電源回生ができないため放電に
より直流出力電圧を低下させようとするため放電に時間
がかかり、コンバータ１が過電圧になる虞れがある。そ
こで図７の装置には、運転停止判定回路３３が設けられ
ている。運転停止判定回路３３は、コンバータ１に運転
停止の指令が投入されると、それに連動して図示してい
ない制御盤から運転停止指令を受信し、それに応動して
切換制御信号ＳＳを出力して切換接点３２Ｂをオフと
し、切換接点３２Ａをオンとしてコンバータ１の運転
を、回生運転の禁止を行う第２の直流電圧基準Ｄvgから
回生運転の禁止を解除する第１の直流電圧基準Ｄvmへと
強制的に切り換える。これによりコンバータ１が運転を
停止するときは電源回生が可能となりコンバータ１が運
転を停止する時に過電圧となる事態を防ぐことができ
る。
【００３２】
【発明の効果】本発明の電動機制御装置によれば、電動
機の回転速度を監視して回生運転の条件を制限すること
によりインバータの運転停止中にコンバータの交流入力
側の電源喪失が起こったとしても転流失敗を起こすこと
なく安定した信頼性の高い運転を行うことができる。
機の回転速度を監視して回生運転の条件を制限すること
によりインバータの運転停止中にコンバータの交流入力
側の電源喪失が起こったとしても転流失敗を起こすこと
なく安定した信頼性の高い運転を行うことができる。
【図１】本発明の電動機制御装置の実施の形態１を示す
ブロック図。
ブロック図。
【図２】図１の実施の形態の作用を説明するためのタイ
ムチャート。
ムチャート。
【図３】本発明の電動機制御装置の実施の形態２を示す
ブロック図。
ブロック図。
【図４】図３の実施の形態の作用を説明するためのタイ
ムチャート。
ムチャート。
【図５】本発明の電動機制御装置の実施の形態３を示す
ブロック図。
ブロック図。
【図６】図５の実施の形態の作用を説明するためのタイ
ムチャート。
ムチャート。
【図７】本発明の電動機制御装置の別の実施の形態４を
示すブロック図。
示すブロック図。
【図８】従来の電動機制御装置を示すブロック図。
【図９】図８の電動機制御装置の問題点を説明するため
の特性図。
の特性図。
１ コンバータ １ap，１an サイリスタ素子（力行用） １bp，１bnサイリスタ素子（回生用） ２ コンデンサ ３ インバータ ４ 誘導電動機 １０ 電圧基準設定回路 １０Ａ 第１の電圧基準設定回路（回生禁止解除時） １０Ｂ 第２の電圧基準設定回路（回生禁止時） １１ 電圧検出回路 １２ 電圧制御回路 １３ 変流器 １４ 電流検出回路 １５ 電流制御回路（コンバータ） １６ 位相制御回路 １６Ｈ ヒステリシス回路 ２０ 速度基準設定回路 ２１ 速度検出器 ２２ 速度検出回路 ２３ 速度制御回路 ２４ 磁束制御回路 ２５ ベクトル制御回路 ２６ 変流器 ２７ 電流検出回路 ２８ 電流制御回路（インバータ） ２９ ＰＷＭ制御回路 ３０ 速度レベル判定器 ３１ 力行回生判別回路 ３２Ａ，３２Ｂ 切換接点 ３３ 運転停止判定回路
Claims (6)
- 【請求項１】交流電圧を直流電圧に変換する回生動作の
可能なコンバータと、前記直流電圧を可変周波数可変電
圧の交流電圧に変換し交流電動機に供給する電圧型イン
バータと、前記電圧型インバータの運転停止時に前記コ
ンバータの直流電圧を第１の直流電圧値とし回生運転を
禁止する第１の手段と、前記インバータの通常運転時に
は前記コンバータの直流電圧を第２の直流電圧値とし回
生運転の禁止を解除する第２の手段とを備えたことを特
徴とする電動機制御装置。 - 【請求項２】請求項１に記載の電動機制御装置におい
て、前記第１の手段における前記第１直流電圧値と前記
第２の手段における前記第２の直流電圧値とが等しいこ
とを特徴とする電動機制御装置。 - 【請求項３】請求項１に記載の電動機制御装置におい
て、前記コンバータの回生運転を禁止した運転を行う第
２の直流電圧から回生運転の禁止を解除した運転を行う
第１の直流電圧への切り換わりに関してヒステリシス特
性を与えるヒステリシス手段を備えたことを特徴とする
電動機制御装置。 - 【請求項４】請求項１に記載の電動機制御装置におい
て、前記コンバータの直流出力端に接続された直流フィ
ルタを備え、前記インバータは前記直流フィルタの出力
端に複数台が並列接続され、前記第１の手段は、並列接
続されたインバータが全て運転停止状態にあるときに前
記コンバータの回生運転の禁止を行う第２の直流電圧値
で前記コンバータの運転を行い、並列接続されたインバ
ータのうち少なくとも１台のインバータが運転を開始し
たら前記コンバータの運転を回生運転の禁止を解除する
第１の直流電圧値に切り換えることを特徴とする電動機
制御装置。 - 【請求項５】請求項１に記載の電動機制御装置におい
て、前記第１の手段は、前記インバータの運転指令が解
除され、かつ、接続されている交流電動機の速度が所定
値以下になったときにのみ運転停止状態と判断し前記コ
ンバータの回生運転を禁止することを特徴とする電動機
制御装置。 - 【請求項６】請求項１に記載の電動機制御装置におい
て、前記第１の手段は、前記コンバータが運転を停止す
るとき、コンバータの回生運転の禁止を解除し回生運転
の可能な状態に戻った後、回生機能によって直流出力電
圧を絞った後にコンバータを停止させることを特徴とす
る電動機制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8310943A JPH10155293A (ja) | 1996-11-21 | 1996-11-21 | 電動機制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8310943A JPH10155293A (ja) | 1996-11-21 | 1996-11-21 | 電動機制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10155293A true JPH10155293A (ja) | 1998-06-09 |
Family
ID=18011264
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8310943A Pending JPH10155293A (ja) | 1996-11-21 | 1996-11-21 | 電動機制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10155293A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1811644A1 (en) * | 2004-10-14 | 2007-07-25 | Daikin Industries, Ltd. | Converter control method and converter control device |
| WO2010119661A1 (ja) * | 2009-04-13 | 2010-10-21 | パナソニック株式会社 | 直流電源装置及び応用システム |
| JP2014014226A (ja) * | 2012-07-04 | 2014-01-23 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp | 交流電動機駆動装置 |
| JPWO2019069363A1 (ja) * | 2017-10-03 | 2020-10-15 | 三菱電機株式会社 | 電動機制御装置 |
-
1996
- 1996-11-21 JP JP8310943A patent/JPH10155293A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1811644A1 (en) * | 2004-10-14 | 2007-07-25 | Daikin Industries, Ltd. | Converter control method and converter control device |
| EP1811644A4 (en) * | 2004-10-14 | 2009-11-18 | Daikin Ind Ltd | CONVERTER CONTROL METHOD AND CONVERTER CONTROL DEVICE |
| WO2010119661A1 (ja) * | 2009-04-13 | 2010-10-21 | パナソニック株式会社 | 直流電源装置及び応用システム |
| CN102396143A (zh) * | 2009-04-13 | 2012-03-28 | 松下电器产业株式会社 | 直流电源装置和应用系统 |
| JP5834217B2 (ja) * | 2009-04-13 | 2015-12-16 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 直流電源装置及び応用システム |
| JP2014014226A (ja) * | 2012-07-04 | 2014-01-23 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp | 交流電動機駆動装置 |
| JPWO2019069363A1 (ja) * | 2017-10-03 | 2020-10-15 | 三菱電機株式会社 | 電動機制御装置 |
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