JPS58212380A - 交流電動機の制御方式 - Google Patents
交流電動機の制御方式Info
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- JPS58212380A JPS58212380A JP57094102A JP9410282A JPS58212380A JP S58212380 A JPS58212380 A JP S58212380A JP 57094102 A JP57094102 A JP 57094102A JP 9410282 A JP9410282 A JP 9410282A JP S58212380 A JPS58212380 A JP S58212380A
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- Japan
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- motor
- starting
- inverter
- connection
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- H—ELECTRICITY
- 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
- H02P1/00—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters
- H02P1/16—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters for starting dynamo-electric motors or dynamo-electric converters
- H02P1/26—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters for starting dynamo-electric motors or dynamo-electric converters for starting an individual polyphase induction motor
- H02P1/30—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters for starting dynamo-electric motors or dynamo-electric converters for starting an individual polyphase induction motor by progressive increase of frequency of supply to primary circuit of motor
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Control Of Ac Motors In General (AREA)
- Motor And Converter Starters (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は可変電圧・可変周波数インバータにより交流電
動機を駆動するときに、インバータ容量を増すことなく
電動機始動トルクを増大せしめることを可能にする交流
電動機制御方式に関する。
動機を駆動するときに、インバータ容量を増すことなく
電動機始動トルクを増大せしめることを可能にする交流
電動機制御方式に関する。
近年、低廉・高性能な可変電圧・可変周波数インバータ
が実用されるに従って、各種の可変速電動機駆動の応用
分野が開拓されてきたが、その中には被駆動機械が特に
大きな始動トルクを要求する場合がある。これは被駆動
機械が比較的摩擦力の多いもので、とりわけ始動時に静
摩擦力が大きいためであるが、一度始動したあとは動摩
擦力として作用するためにそれほど大きなトルクを必要
としない場合が多い。
が実用されるに従って、各種の可変速電動機駆動の応用
分野が開拓されてきたが、その中には被駆動機械が特に
大きな始動トルクを要求する場合がある。これは被駆動
機械が比較的摩擦力の多いもので、とりわけ始動時に静
摩擦力が大きいためであるが、一度始動したあとは動摩
擦力として作用するためにそれほど大きなトルクを必要
としない場合が多い。
この場合、交流電動機は始動時に大なるトルクを発生さ
せるために、大なる電流を流す必要があるが、これを運
転する可変電圧・可変周波数インバータはこの大電流を
流し得る容量を備えていなければならない。いいかえれ
ば、始動時のごく短時間のために可変電圧・可７変周波
数インバータはＰ３ 大答量のものを設置しなければならないことになるので
、甚だ不経済なことということができる。
せるために、大なる電流を流す必要があるが、これを運
転する可変電圧・可変周波数インバータはこの大電流を
流し得る容量を備えていなければならない。いいかえれ
ば、始動時のごく短時間のために可変電圧・可７変周波
数インバータはＰ３ 大答量のものを設置しなければならないことになるので
、甚だ不経済なことということができる。
本発明はかかる欠点を解決しようとするものであり、僅
かの機器の追加により所期の目的を達成し得る交流電動
機制御方式を提供するものである。
かの機器の追加により所期の目的を達成し得る交流電動
機制御方式を提供するものである。
以下、本発明を実施例図面にもとづいて説明する。
第１図は本発明の一実施例を示す回路図で、１は電源、
２は可変電圧・可変周波数インバータ似下インバータと
称す）、３１は交流電動機３の固定子、 ３ｔＪ、３Ｖ
、３Ｗはそれぞれ固定子３１の各相の巻線、３２は交流
電動機３の回転子、４は回転子３２の回転速度検出器、
５１．５２はスターデルタ開閉器（以下単に開閉器と称
す）、６は回転速度判別器である。
２は可変電圧・可変周波数インバータ似下インバータと
称す）、３１は交流電動機３の固定子、 ３ｔＪ、３Ｖ
、３Ｗはそれぞれ固定子３１の各相の巻線、３２は交流
電動機３の回転子、４は回転子３２の回転速度検出器、
５１．５２はスターデルタ開閉器（以下単に開閉器と称
す）、６は回転速度判別器である。
インバータ２は電源ｌより電力の供給を受け、これをス
イッチング半導体によって可変同波数・可変電圧の交流
電力に変換して、交流電動機３に供：り 給し可変速運転をなすもので、このインバータ２につい
ての動作はよく知られているので詳細動作の説明は省略
する。ここで２１はこれらスイッチン特開昭５８−２１
２３８０（２） グ半導体のオン・オフを制御するオン・オフ制御回路で
あって、交流電動機３の運転に適した周波数とインバー
タ出力電圧になるような通常の制御動作を行うのは勿論
であるが、そのほか回転速度判別器６よりの信号により
ある比率で、インバータ出力電圧を増加させるよう制御
できる能力のあるものであるとする。
イッチング半導体によって可変同波数・可変電圧の交流
電力に変換して、交流電動機３に供：り 給し可変速運転をなすもので、このインバータ２につい
ての動作はよく知られているので詳細動作の説明は省略
する。ここで２１はこれらスイッチン特開昭５８−２１
２３８０（２） グ半導体のオン・オフを制御するオン・オフ制御回路で
あって、交流電動機３の運転に適した周波数とインバー
タ出力電圧になるような通常の制御動作を行うのは勿論
であるが、そのほか回転速度判別器６よりの信号により
ある比率で、インバータ出力電圧を増加させるよう制御
できる能力のあるものであるとする。
交流゛電動機３は多くの場合、三相誘導電動機もしくは
三相同期電動機などが使用されるが、その−次巻線（ａ
ｕ、ａｙ、３ｗ）はそれぞれ巻始や１巻終りが別個に端
子が設けられており、開閉器５１．５２によってデルタ
結線もしくはスター結線になるよう接続されており、開
閉器５１．５２の開閉動作は回転速度判別器６からの指
令により制御されるものであるとする。
三相同期電動機などが使用されるが、その−次巻線（ａ
ｕ、ａｙ、３ｗ）はそれぞれ巻始や１巻終りが別個に端
子が設けられており、開閉器５１．５２によってデルタ
結線もしくはスター結線になるよう接続されており、開
閉器５１．５２の開閉動作は回転速度判別器６からの指
令により制御されるものであるとする。
交流電動機の回転子３２は、出力軸のほかに回転速度検
出器４が連結ざ、れており、この回転速度検□ 小器４の出力は回転速度判別器６に与えられている。回
転速度判別器６は回転速度検出器４よりの信号を受けと
り、交流電動機３が大なる始動トル５ りを出さねばならない速度より大であるか否かの判別（
多くの場合、この判別レベルは多少のヒステリシスを持
つことが実用上盛！である）を行い、この判別レベルよ
り小なる場合すなわち始動時には開閉器５２を開き、開
閉器５１を閉じる指令を発してスター結線となるように
し、かつインバータ２にある比率でその出力電圧を増大
させる指令を与える。この逆に、交流電動機３のトルク
が大であることを必要としない速度に達したことを判別
したときには開閉器５１を開き、開閉器５２を閉じる指
′ 令を発してデルタ結線になるようにし、かつインバ
ータ２に出力電圧を増大する指令を消滅させることを行
う。
出器４が連結ざ、れており、この回転速度検□ 小器４の出力は回転速度判別器６に与えられている。回
転速度判別器６は回転速度検出器４よりの信号を受けと
り、交流電動機３が大なる始動トル５ りを出さねばならない速度より大であるか否かの判別（
多くの場合、この判別レベルは多少のヒステリシスを持
つことが実用上盛！である）を行い、この判別レベルよ
り小なる場合すなわち始動時には開閉器５２を開き、開
閉器５１を閉じる指令を発してスター結線となるように
し、かつインバータ２にある比率でその出力電圧を増大
させる指令を与える。この逆に、交流電動機３のトルク
が大であることを必要としない速度に達したことを判別
したときには開閉器５１を開き、開閉器５２を閉じる指
′ 令を発してデルタ結線になるようにし、かつインバ
ータ２に出力電圧を増大する指令を消滅させることを行
う。
以上の構成で、交流電動機３は始動時および低速運転時
にはスター結線に、それより高い速度ではデルタ結線に
なるのであるが、交流電動機３がスター結線された場合
と、デルタ結線された場合の相異について考察してみる
・ まず、交流電＃Ｊ機３の始動トルクが略５倍必要である
と仮定すると、交流電動機３がデルタ結６ 線のままであれば電動壜電流も略Ｊ丁倍流れ、インバー
タ出力電流も略Ｊ丁倍必要となるが、ここで交流電動機
３がスター結線されておりかつ指令によりインバータ出
力電圧が略Ｊ丁倍に増大されているとすれば、各相の巻
線３０，３Ｖｅ３Ｗに印加されている電圧はデルタ結線
の場合と同一になるので空隙磁束量も同一となる。そし
て各相の巻線３Ｕ、３Ｖ＠３Ｗの電流は略Ｊ丁倍と変ら
ず、電動機−次巻線の全アンペアターンも略Ｊ］−倍に
なっているにもかかわらず、インバータ出力電流はＪ丁
Ｘ ”／ＪＴ ＝ ｉ となってデルタ結線のｆｒ倍
に比し、小なる値でよいことになる。
にはスター結線に、それより高い速度ではデルタ結線に
なるのであるが、交流電動機３がスター結線された場合
と、デルタ結線された場合の相異について考察してみる
・ まず、交流電＃Ｊ機３の始動トルクが略５倍必要である
と仮定すると、交流電動機３がデルタ結６ 線のままであれば電動壜電流も略Ｊ丁倍流れ、インバー
タ出力電流も略Ｊ丁倍必要となるが、ここで交流電動機
３がスター結線されておりかつ指令によりインバータ出
力電圧が略Ｊ丁倍に増大されているとすれば、各相の巻
線３０，３Ｖｅ３Ｗに印加されている電圧はデルタ結線
の場合と同一になるので空隙磁束量も同一となる。そし
て各相の巻線３Ｕ、３Ｖ＠３Ｗの電流は略Ｊ丁倍と変ら
ず、電動機−次巻線の全アンペアターンも略Ｊ］−倍に
なっているにもかかわらず、インバータ出力電流はＪ丁
Ｘ ”／ＪＴ ＝ ｉ となってデルタ結線のｆｒ倍
に比し、小なる値でよいことになる。
これらの比率関係を示したものが下記第１表である。
Ｐ７
この場合のインバータ出力電圧Ｖとインバータ出力周波
数ｆの関係は、第２図に示す如くである。
数ｆの関係は、第２図に示す如くである。
図中、曲線すは従来のインバータ装置におけるもので、
電動機巻線の切替を行わないものを示しており、電動機
の運転周波数の小なる領域から大なる領域にわたって、
電動機の空隙磁束量を略一定になるよう、いわゆるＶ／
Ｆ比が略一定になるような特性であるも（図中、曲、＠
ｂの原点近傍でや一曲っているのは、電動機の一次巻線
の抵抗による電圧降下を補正するためである）。大なる
始動トルクを必要とする被駆動機械の場合は、始動後に
も低速域から高速域まで略一定のトルクを要求するもの
が多く、ファン、ブ田ワーやポンプなどのように、速度
の２乗でトルクが変化する特性とは異なり、どの速度で
も電動機の空隙磁束量が略一定であることが必要である
。
電動機巻線の切替を行わないものを示しており、電動機
の運転周波数の小なる領域から大なる領域にわたって、
電動機の空隙磁束量を略一定になるよう、いわゆるＶ／
Ｆ比が略一定になるような特性であるも（図中、曲、＠
ｂの原点近傍でや一曲っているのは、電動機の一次巻線
の抵抗による電圧降下を補正するためである）。大なる
始動トルクを必要とする被駆動機械の場合は、始動後に
も低速域から高速域まで略一定のトルクを要求するもの
が多く、ファン、ブ田ワーやポンプなどのように、速度
の２乗でトルクが変化する特性とは異なり、どの速度で
も電動機の空隙磁束量が略一定であることが必要である
。
曲＃ｉ！ａは回転速度判別器６より、インバータ出・１
１ 力電圧を増大させる指令を受けた場合のインバータ出力
電圧Ｖと、インバータ出力周波数Ｉの関係を示すもので
第１図のように電動機巻線をスターデルタに切替える場
合は、曲線すに比べて縦軸のＶの値が略Ｖ】−倍になる
ような曲線である。
１ 力電圧を増大させる指令を受けた場合のインバータ出力
電圧Ｖと、インバータ出力周波数Ｉの関係を示すもので
第１図のように電動機巻線をスターデルタに切替える場
合は、曲線すに比べて縦軸のＶの値が略Ｖ】−倍になる
ような曲線である。
Ａ点はスターデルタ切替点であるので、実際の電動機の
始動時には第２図の太実線で示したようにたどって始動
→加速が行われる。
始動時には第２図の太実線で示したようにたどって始動
→加速が行われる。
第１図の実施例は交流電動機の巻線をスターデルタに切
替える方式で説明したが、必ずしもスターデルタ切替方
式でなくても、インバータ出力電流と電動機巻線電流の
比例関係が切替えられるものであれば本発明の適用は可
能である。
替える方式で説明したが、必ずしもスターデルタ切替方
式でなくても、インバータ出力電流と電動機巻線電流の
比例関係が切替えられるものであれば本発明の適用は可
能である。
第３図は５４．ａ機巻線の切替を各相とも２組の巻線に
分割し、それらを直列接続と並列接続に切替える場合の
実施例を示す回路図で、ｌは電源、２は可変電圧・可変
同波数インバータ（以下インバータと称す）、３１は交
流電動機３の固定子、３Ｕｒ。
分割し、それらを直列接続と並列接続に切替える場合の
実施例を示す回路図で、ｌは電源、２は可変電圧・可変
同波数インバータ（以下インバータと称す）、３１は交
流電動機３の固定子、３Ｕｒ。
３Ｕ ！ Ｈ３ｙ ｔ ＋ ａｖ ＊ ＋ ３Ｗｓ ＋
３Ｗ＊ はそれぞれ固定子３１の各相巻線、３２は
交流電動機１．．３の回転子、４は回転子１１ ３２の回転速度検出器、 ７１，７２．７３は固定子３
１の各相巻線３１ＪＩＨ３Ｕ！ Ｈ３Ｖ ｔ １３Ｖ！
＋ ３Ｗｔ Ｈ３Ｗ！ １７）直列切替開閉器（以下
単に開閉器と称す）、６は回転速度判９ 別器である。固定子３１の各相巻線３Ｕ＋、３Ｕ鵞、３
Ｖｔ＋３Ｖ＊ ＊ ３Ｗ＊ 、 ３Ｗ鵞は三相各相がそ
れぞれ２組に分割され、開閉器７１が閉、開閉器７２お
よび７３が開のときは２組の巻線がそれぞれ直列に接続
されたスター結線となり、開閉器７１が開、開閉器７２
および７３が閉のときは２組の巻線がそれぞれ並列に接
続され、中 いわめる２Ｊｔスター結線となる。このほかの各部の名
称や動作は第１図の説明と同様であり、電動機の始動時
には各巻線が直列になり、始動後は各巻線が並列に接続
されるよう制御され、インバータ２の出力電圧が始動時
には２倍に増大するよう制御される。
３Ｗ＊ はそれぞれ固定子３１の各相巻線、３２は
交流電動機１．．３の回転子、４は回転子１１ ３２の回転速度検出器、 ７１，７２．７３は固定子３
１の各相巻線３１ＪＩＨ３Ｕ！ Ｈ３Ｖ ｔ １３Ｖ！
＋ ３Ｗｔ Ｈ３Ｗ！ １７）直列切替開閉器（以下
単に開閉器と称す）、６は回転速度判９ 別器である。固定子３１の各相巻線３Ｕ＋、３Ｕ鵞、３
Ｖｔ＋３Ｖ＊ ＊ ３Ｗ＊ 、 ３Ｗ鵞は三相各相がそ
れぞれ２組に分割され、開閉器７１が閉、開閉器７２お
よび７３が開のときは２組の巻線がそれぞれ直列に接続
されたスター結線となり、開閉器７１が開、開閉器７２
および７３が閉のときは２組の巻線がそれぞれ並列に接
続され、中 いわめる２Ｊｔスター結線となる。このほかの各部の名
称や動作は第１図の説明と同様であり、電動機の始動時
には各巻線が直列になり、始動後は各巻線が並列に接続
されるよう制御され、インバータ２の出力電圧が始動時
には２倍に増大するよう制御される。
第１図での説明と同様な考察により第３図の場合は、同
じインバータ２の出力電流で、交流電動機３の始動トル
クは略２倍の値を得ることができる。
じインバータ２の出力電流で、交流電動機３の始動トル
クは略２倍の値を得ることができる。
これらの比率関係を下記の第２表に示す・ＩＯ
以上述べたように、本発明は簡単な回路構成で、インバ
ータ容量を増加させることなくｔ＠ｎの始検出して始動
が完了したことを検知し切替える方式のみでなく、別の
手段で始動が完了したことを検知できればよいので、例
えばインバータ出力周波数を検知して切替える方式や、
起動開始後の一定時間経過した後に切替える方式、電動
機電流が減少したことを検知して切替える方式など種々
の方式が適用可能である。
ータ容量を増加させることなくｔ＠ｎの始検出して始動
が完了したことを検知し切替える方式のみでなく、別の
手段で始動が完了したことを検知できればよいので、例
えばインバータ出力周波数を検知して切替える方式や、
起動開始後の一定時間経過した後に切替える方式、電動
機電流が減少したことを検知して切替える方式など種々
の方式が適用可能である。
上述したように本発明によれば、僅かの機器のＦｉｌ
追加により、交流電動機の始動時、インバータの容量を
増加することはなく電＠機の始動トルクを増大せしめる
仁とができる。
増加することはなく電＠機の始動トルクを増大せしめる
仁とができる。
第１図、第３図は本発明の実施例を示す回路図で、第２
図は従来方式と本発明による方式を説明するためのイン
バータの特性を示す図である。 ２・・・・・・可変電圧・可変周波数インバータ、２１
・・・・・・オンオフ制御回路、３１・・・・・・交流
電動機の固定子３２・・・・・交流電動機の回転子、４
・・・・・・回転速度検出器、 ５１．５２・・・・・
・スターデルタ開閉器、６・・・・・・回転速度判別器
、 ７１，７２．７３・・・・・・直列・並列切替開閉
器Ｏ 特許出願人 東洋電機製造株式会社 代表者ｊ ７土 井 厚 躬 ｌ 図 め２図 第３図 ７（ ｚｌ）
図は従来方式と本発明による方式を説明するためのイン
バータの特性を示す図である。 ２・・・・・・可変電圧・可変周波数インバータ、２１
・・・・・・オンオフ制御回路、３１・・・・・・交流
電動機の固定子３２・・・・・交流電動機の回転子、４
・・・・・・回転速度検出器、 ５１．５２・・・・・
・スターデルタ開閉器、６・・・・・・回転速度判別器
、 ７１，７２．７３・・・・・・直列・並列切替開閉
器Ｏ 特許出願人 東洋電機製造株式会社 代表者ｊ ７土 井 厚 躬 ｌ 図 め２図 第３図 ７（ ｚｌ）
Claims (2)
- （１） 交流電動機の巻線接続を切替開閉器により始
動時と始動完了時に切替えるとともに、前記交流＠ １
１１１１機の端子電圧と周波数との比、該Ｖｌｐ比が始
動時で大きく始動完了時では小さくなるごとくにＶｌｐ
比指全指令信号変電圧・可変周波数インバータに与え、
かつ該可変電圧・可変周波数インバータのＶ／ｐ比を始
動完了後は略一定になるよう制御することを特徴とする
交流電動機の制御方式。 - （２）交流電動機の巻線接続を始動時にスター接続に、
始動完了時にデルタ接続に切替えることを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載の交流電動機の制御方式。 （３１交流電動機の巻線接続を各相とも始動時に直列接
続に、始動完了時に並列接続に切替えることを！！！ｆ
徴とする特許請求の範囲第１項記載の交流電動機の制御
方式。 ２
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57094102A JPS58212380A (ja) | 1982-06-03 | 1982-06-03 | 交流電動機の制御方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57094102A JPS58212380A (ja) | 1982-06-03 | 1982-06-03 | 交流電動機の制御方式 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58212380A true JPS58212380A (ja) | 1983-12-10 |
Family
ID=14101072
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57094102A Pending JPS58212380A (ja) | 1982-06-03 | 1982-06-03 | 交流電動機の制御方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58212380A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6439288A (en) * | 1987-07-31 | 1989-02-09 | Yaskawa Denki Seisakusho Kk | Producing method of motor winding selection command |
| JPH01135609A (ja) * | 1987-11-24 | 1989-05-29 | Yaskawa Electric Mfg Co Ltd | 電動射出成形機駆動装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS502112A (ja) * | 1973-04-17 | 1975-01-10 | ||
| JPS5297112A (en) * | 1976-02-12 | 1977-08-15 | Toshiba Corp | Method of starting three-phase induction motor |
-
1982
- 1982-06-03 JP JP57094102A patent/JPS58212380A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS502112A (ja) * | 1973-04-17 | 1975-01-10 | ||
| JPS5297112A (en) * | 1976-02-12 | 1977-08-15 | Toshiba Corp | Method of starting three-phase induction motor |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6439288A (en) * | 1987-07-31 | 1989-02-09 | Yaskawa Denki Seisakusho Kk | Producing method of motor winding selection command |
| JPH01135609A (ja) * | 1987-11-24 | 1989-05-29 | Yaskawa Electric Mfg Co Ltd | 電動射出成形機駆動装置 |
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