JPS5829381A - インバ−タによる電動機の逆相制動方法 - Google Patents

インバ−タによる電動機の逆相制動方法

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JPS5829381A
JPS5829381A JP12592481A JP12592481A JPS5829381A JP S5829381 A JPS5829381 A JP S5829381A JP 12592481 A JP12592481 A JP 12592481A JP 12592481 A JP12592481 A JP 12592481A JP S5829381 A JPS5829381 A JP S5829381A
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inverter
voltage
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謙二 南藤
Akira Ishibashi
石橋 耀
Motonobu Hattori
元信 服部
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P3/00Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters
    • H02P3/06Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters for stopping or slowing an individual dynamo-electric motor or dynamo-electric converter
    • H02P3/18Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters for stopping or slowing an individual dynamo-electric motor or dynamo-electric converter for stopping or slowing an ac motor
    • H02P3/20Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters for stopping or slowing an individual dynamo-electric motor or dynamo-electric converter for stopping or slowing an ac motor by reversal of phase sequence of connections to the motor

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  • Power Engineering (AREA)
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は可変周波、可変電圧インバータにより電動機に
対し逆相制動をかける方法に関するもの、である。
交流電動機の制動制御方法として種々あるが、制動時間
は短時間であることが望ましい。その制御方法のうち、
インバータで電動機運転中に周波数を下げ、回生制動を
かける方式の本のでは、回。転エネルギーをインバータ
に帰還しなければならず、過電圧によυインバータ内の
半導体素子を破壊するおそれがある。また、直流制動に
よると制動制御回路が高価格となること、速度がゼロと
なると制動トルクが無くなること等の不具合がある。
、このような問題があることから、回生制動により過電
圧にならないように徐々に減速せざるを得す、制動時間
が長くなる欠点があった。
また、高速でブラッキングをかけると過電流となシ、運
転不能となるばかシか、その場合のモー1トル損失は無
負荷回転時の運転エネルギー(”/+js”)の3倍に
も達し、ロータの発熱が大となる。
本発明は、前記従来技術の欠点に鑑み、インバータの回
路素子に過負荷をかけることなく、かつ電動機に過大な
熱損失を与えることなく電動機の急停止制御が可能な制
動制御方法を提供することにある。
本発明の特徴は、電動機の回転方向が第1相順による回
転中に1第2相順に印加する電圧として、第1の相順に
おける最大周波数に対応する電圧よシも低い電圧とし、
しかも第1相順における最大周波数よシも低い周波数と
することにょシ、電動機の2次側の損失を大きくするこ
となく、かつインバータ回路にエネルギーを戻すことな
く、短時間で急停止制動を可能とした点である。
以下、添付図に従って本発明を詳述する。第1図、第2
図は本発明の原理説明をするための図であって、それぞ
れの特性図に示すように電動機が第1相順で回転中に、
IJX2の相順に印加する電圧として、第1の相順にお
ける最大周波数に対応する電圧よりも低い電圧で、かつ
周波数としても低周波としであることがわかる。なお、
第1図、第2図において、fは印加周波数、■は印加電
圧、Tはトルク、■は電流を示す。
次に、第1図、第2図の原理に基ずく本発明の具体的な
実施例を第3図〜第10図に従って詳述する。第5図は
電動機を正、逆回転駆動を制御するインバータ回路を含
む全体的構成図であって、また、第4図は第6図の回路
において逆相制動を行なうリレーシーケンスを示したも
のである。第3図において、1は電動機、2は5相交流
電源、3は6相出力インバータ回路金示し、それぞれ整
流回路4.IEK出力瑞子間に挿入した平滑用コンデン
サ5.直列接続した抵抗6.直−交流変換用のトランジ
スタ7a〜7f、そのトランジスタ7a〜7fをオン、
オフ制御する制御回路8、速度設定用抵抗9.電源スイ
ッチ10a、10b並びに後述する正逆指令リレーの接
点16aよシ成っている。また、第4図に示すシークン
ス回路は第3図OR,T海手に接続されるものであって
、10〜16はリレーコイルを示し、それぞれのリレー
は接点10c 、 11a 。
11b、 12a、 12b、 15a、 i3b、 
14a、 14b、 15m、 15b、 15c。
16轟を有している。ここでリレー10は運転開始用リ
レーでアシ、リレー16は正逆回転指令用のリレーであ
る。また、スイッチBS1は始動用スイッチ、B52a
、を停止用スイッチ、BSSは停止用スイッチであって
、図示の如きリレー回路によって急停止回路管構成して
いる。
次に、第3図、第4図の回路並びに第5図〜第8図の波
形図に従ってその動作説明をする。いま、第4図に示す
始動スイッチBS1が閉成され、リレー10が付勢され
ることによって、インバータ回路3に介して電動機1は
速度設定器9によシ決定された回転数まで上昇している
ものとする。しかる後、急停止スイッチBS2の閉成に
よシ急停止制御がなされると、リレー11の付勢により
接点11bが閉成し、それ罠よってリレー12が付勢し
、接点12bf:開成する。これにより電源ラインは遮
断され、同時に速度設定用の抵抗器9はリセットされる
0次に、図示していない正逆回転指令スイッチを閉成す
ることによりリレー16t−付勢し、リレー15の接点
15ct介して自己保持する。これによりリレー13は
消勢し、リレー14が付勢するため、前記とは逆の電動
機回転指令がなされる。すなわち、それまでが正回転指
令であったならば逆回転指令に、逆回転指令であったな
らば正回転指令に回転指令を入れ替える。そこで、始動
スイッチBS1 f7I:閉成すれば電源の再投入とな
り、速度設定はゼロから規定の回転数まで時限をもって
上昇、いわゆるソフトスタート回路の働きによシ徐々に
回転が上昇する。
このようにして、電動機1は最低周波数、最低電圧ブラ
ンキング開始となシ、急停止、逆回転と移行する。そし
て、この逆回転移行時を見はからってタイマー用のリレ
ー11ヲタイムアツプさせ、逆回転させないうちにリレ
ー10ヲ遮断すれば急停止となり、その急停止制御が達
せられる。
なお、fIc6図の電動機回転数の回転状態を示した波
形図において、Aは正転から逆相制動までを、Bは逆転
から逆相制動までを示し、A’、B’はそれぞれ空転時
を示したものであり、Qは逆相制動をかけた時点である
。また、第7図は、そのとき電動機に流れる電流波形図
であり、第8図は第3図に示すコンデンサ5の端子間電
圧波形を示したものである。
次に、電動機を逆相制動する際に流れる最大電流により
制御回路系が破壊されることのない理由について実例金
あげて説明する。第7図に示す如きの最大電流で制御回
路系が破壊されないのは、最低周波数始動であシ、印加
電圧は小であるので、電動機の一次抵抗によシ充分に限
流された電流のみが流れるからである。
一例としてその数値t−6げると、五7KWの誘導電動
機の1相当たシのステータ抵抗はα55〜Q、45Ωで
あシ、ロータの一次換算抵抗は0.25〜Q、40Ω程
度であるから、第1図に示すコンデンサ5に接続される
抵抗6の抵抗値は、ロータ抵抗を無視しても、すなわち
、S=■としても星型結線で0.6Ω程度である。2〜
5 H,前後のインバータの出力電圧は実効値テ15V
ii&テロ ルカラ15v10.6Q= 25A テロ
 k、負荷短絡に値する様な大電流ではなく、5KvA
程度のインバータ回路が容易に出し得る電流値である。
また、通常のブランキングによる停止ではスベリS=2
よりS=lまで変化させる為、3/2jω3の運動エネ
ルギーがロータ内で熱消費されるが、インバータによる
低周波ブランキングではS中1(S>1)よυS−1ま
でのブランキングであるから発生ロス式、W = 1.
/2 jω(St  S鵞)において、Ss = 1.
 I  Ss =1.0  とすれば% W−1/23
@  (1,11−1,Q  ) −1/2コωxQ、
21  で済む。
即ち、通常ブランキング”/s = 1/1s  程度
(D xネルギーロスがモードルロータ内で発生し、他
は、1次巻線、インバータ内の配線ロス、モードルの機
械損、鉄損によるロスとなシ、回転エネルギーを吸収し
停止している事がわかる。もし、インバータの出力電流
に余力が有れば、ブラッキング周波数を上昇させ回転エ
ネルギーをモードルのロータ内で消費させる制御が可能
で、制動時間のコントロールができる。
また、第4図に示す如きのりレージ−ケンスに頼らず、
ソフトウェアのみで最低周波数、最低電圧ブランキング
による急停止制御を実現するには、第9図の70−チャ
ートに従って、@10図に示す如く構成し九制御回路を
起動制御すればよい。第10図はマイクロコンピュータ
使用時の急停止制御回路構成を示したもので図中、20
はLSI化された入出力回路、21はマイクロプロセッ
サ−122はマイクロプロセッサ−21の制御によシ書
込み、読出しをするROM、 RAMから成る記憶装置
、23は入出力回路に接続され、前述第3図に示すトラ
ンジスタ回路をオン、オフ制御するパワーアンプ、24
は速度設定用の抵抗、25は図示していない正逆回転指
令用リレーの接点である。
以下、第9図、第10図に従ってその動作説明をする。
なお、第9図の70−チャートにおいて、モードル電流
の極小点を検出する理由は電動機が逆相制動終了し、カ
行運転に移行する瞬間をとらえるためである。また、極
小点検出原理は、逆相制動中、前述のように、すべ、9
S=1.1であるが、逆相制動完了後は、すべりS中0
(同期速度が低周波に移行しているため)となり、2次
側の抵抗が大きく変化するのでモードル内のインピーダ
ンスが上昇し、電流が減るためである。
そして、ソフト上は次のようにプログラムを組めばよい
。すなわち、測定電流t−A/D変換し、ランダムアク
セスメモリRAMに一時記憶する。次のサンプリング時
期に再び測定電流t IVDffi換し、先に格納した
データと大小比較をし、先のデータが小さければ後で採
取したデータを同じアドレスのRAM領域へ格納し、先
のデータを消去して何度も上記の動作を繰り返見す。そ
のとき、もし、後のデータが先のデータより小であれば
極小点通過、すなわち、逆転開始と判断し、ン7トウ“
・エアサプレスをかけ自然停止とする。このときの周波
数は最小であるから、モードルは機械摩擦で即時に停止
する。
次に上記ソフトを動かすための回路である第10図につ
いて説明する。まず、図示の如く構成された回路の記憶
装置(ROM)22に種々のプログラムを格納し、また
記憶装置(RAM)22に過渡時のデ−夕を格納してお
く。マイクロプロセッサ21は予定されたプログラムを
処理し、各種のデータを判断処理し、入出力回路(Il
o ) 20に命令を与える入出力回路20は内部には
、基準および過度レジスタと演算処理ユニット(Ari
thmetic Logic Unit )としての比
較器を有し、基準レジスタと過度レジスタとの比較演算
を行ない、その結果をパワーアンプ25に出力すると同
時に、プログラム処理完了のステータス信号をマイクロ
プロセッサ−21にアンサーバックする。なお、このと
き、−入出力回路2Dの基準レジスタ内容はソフトによ
りマイクロプロセッサ−21からの命令で書き替えられ
ている。ま九、入出力回路20はA/p変換器をも内蔵
しており、電動機の電流、電圧、速度指令をデータ変換
し、基準レジスタ変更のよシどころとしている。
すなわち、電動機電流t−A、/D変換し、マイクロプ
ロセッサ−21に知らせ、マイクロプロセッサ−21は
A/Df換されたデータ量をもとにデータ格納。
過去データとの比較判断を行ない。第9図に示すソフト
フローチャートに従って、前述第3図、第4図の回路と
同様にシステム全体を作動する。
このように、可変周波、可変電圧インバータ回。 路に
よシミ動機に逆相制動かける際、その電動機に二次側の
損失を大きくすることなく、がっ、インバータの回生エ
ネルギーがない状態全作り出し、最短時間で電動機の停
止制御を行なう。
上述の実施例からも明らかなように本発明によれば、イ
ンバータ回路に制動時のエネルギー全英すことなく、極
めて短時間内に制動をかけ、急停止することができ、電
動機内部に発生する熱損失は通常のブランキングの14
程度で済むという利点がある。
なお、インバータと交流電動機とを接続する線のうちの
任意の2線を接続変えすることに依って逆相制動するこ
とも可能である。
【図面の簡単な説明】
添付図は本発明を説明するための図であって、第1図、
第2図は本発明の原理説明をする電動機の回転特性図、
第3図はインバータ回路を介して1電動機を駆動制御す
る全体的回路構成図、第4図は本発明の一実施例全示す
インバータ回路による逆相制動全実施する際のりレージ
−ケンス回路、第5図〜第8図は第4図の回路動作を説
明するタイムチャート、第9図、第10図は本発明の他
の実施例を示すものであって、第9図はソフトウェアに
よるインバータ逆相制動時のフローチャート、第10図
は第9図のフローに基ずいて作動するマイクロコンピュ
ータを有するインバータ回路図である。 1・・、電動機、2・・・電源、3・・・インバータ回
路、4・・・整流器、5・・・コンデンサ、6・・・抵
抗、7a〜7f・・・トランジスタ、8・・・制御回路
、9−24・・・速度設定器、10〜16・・・リレー
、BSl・・・始動スイッチ、BS2・・・急停止スイ
ッチ、BSS・・・停止スイッチ、20・・・入出力回
路、21・・・マイクロプロセッサ−122・・・記憶
回路、23・・・パワーアンプ。 代理人 弁理士  秋 本 正 実 第1図 (−) 第3図 第40 第5図 第6図 第9図 (イヰt) 第10図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、  t!3力周波周波数力電圧が共に可変な三相出
    力インバータに依シ、第1の相11の電圧を印加して三
    相交流電動機を運転した直後に前記インバータから、相
    I[が前記第1の相順に対して逆な第2の相順の電力を
    、前記@1の相順運転時の最大値よpも周波数、電圧を
    共に低下させ、前記三相交流電動機に印加するインバー
    タによる電動機の逆相制動方法。 λ 前記、インバータとして、出力の相順が変えられる
    ものを使用したことを特徴とする特許請求の範囲第1g
    L記載のインバータによる電動機の逆相制動方法。 工 前記、第1の相から第2の相に切シ変える場合に1
    前記インバータと前記三相交流電動機とを接続する線の
    うちの2相を接続室えすることを特徴とする特許請求の
    範囲第1項記載のインバータによる電動機の逆相制動方
    法。
JP12592481A 1981-08-13 1981-08-13 インバ−タによる電動機の逆相制動方法 Granted JPS5829381A (ja)

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