JPS59117495A - 電動機の運転方法 - Google Patents

電動機の運転方法

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JPS59117495A
JPS59117495A JP57224432A JP22443282A JPS59117495A JP S59117495 A JPS59117495 A JP S59117495A JP 57224432 A JP57224432 A JP 57224432A JP 22443282 A JP22443282 A JP 22443282A JP S59117495 A JPS59117495 A JP S59117495A
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inverter
motor
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phase
voltage
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JP57224432A
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JPH0328916B2 (ja
Inventor
Hiroaki Uchiumi
内海 廣明
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Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • 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
    • H02P25/00Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details
    • H02P25/02Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the kind of motor
    • H02P25/022Synchronous motors
    • H02P25/024Synchronous motors controlled by supply frequency

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は又流電動機の運転方法に関し、特にインバータ
を周波数制御することによって可変速運転か行なわれる
同期電動機の運転方法に関する。
近年、交流電動機の可変速駆動制御は各釉インバータに
よって行なうようになってきた。例えば父流′亀動磯を
再起動させる場合(複数の交#L電動機を同時に始動さ
せる場合も含む)は一般に電動機の回転数が零又は略零
回転であるのを目で確認した後、インバータをi勤させ
てそのインバータの出力で電動機を再起動させる方法が
多用されている。前記方法では、電動機の回転中にイン
バータの駆動を停止させても、実際にその電動機が停止
するまでに所定時間を要し、特に慣性モーメントの大き
い電動機の場合は非常に長い時間r要する。この時間を
短縮する為従来の電圧形、電がし形インバータにあって
は電力回生用のインバータを併設し、該回生専用のイン
バータを駆動させることKよって電動機の急連減速を行
なう方法が採られていた。しかしながら回生専用のイン
バータは非常に高価であるので、これt電動機に併設す
ると装置全体の費用が非常に烏くなってしまう欠点があ
った。まf7:、電動機の回生運転中に再始動全行なう
場合は電動機の現在の回転状態に応じてインバータの周
波数、電圧および位相の各出力値を適正な値に決定する
必要がある。すなわち電動機の周波数が高い領域で再始
動を行なう場合にもし低い周波数でインバータを始動さ
せたとすると、電動機の回生電圧がインバータの血流中
間回路の電圧よりも高くなるので、電動機の回生電圧に
よって直流過電圧状態になり、電動機の異常停止等の事
故が発生してしまう。さらにインバータの制御素子(例
えばサイリスタやトランジスタ)の容量によって始動電
流の範囲が制限されるので、始動′市びCは低(抑える
必要があった。
本発明は上記の点に鑑みなされたもので、′電動機の回
転状態全常時監視し、電動様の回転状態に応じてインバ
ータの周波数、電圧および位相の各出力値を適正な値に
切り換え、その適正値でインバータラ駆動させることに
よってインバータの直流中間回路に直流過電圧等の事故
が発生すること無く常に円滑な電wJ機の始動を行なう
ことができ且つインバータの始動電bW ’z低く抑え
ることかできる同期電動機の運転方法を提供すること金
目的としている。
以下図面をン照しながら本発明の一笑施り11を読切す
る。第1図はインバータ装置によってlL”j M ’
m動機全運転させるシステムを示す概略4;I)成因で
ある。第1図において、■は3相父流入力ヲ1ケυIL
に変換する順電力変換装置であり、この装jj 1の正
負出力端間には平滑コンデンサ2とトランジスタいる。
このインバータ3の出力側は3相′屯圧4m出用変成器
4を介して同期電動機5に接続されている。6は前記平
滑コンデンサ2に流れる電流全検出するヒ流電流検出用
霞流器である。この直流電流懺出器6の2次仙]、前記
3相電圧検出器4の2次Sl+および前記インバータ3
の制1I14I端は各々後述t−ルill N回路7の
インバータ用工10 インターフェース15に接続され
ている。7はインバータ3を再起動する場合であれば、
例えば前記3相電圧検出用変成器4で横比された電動機
5の訪起電圧に基づいてその電動機5の回転周波数を償
其し、該電動機5の回転周波数をL[足の設定周波数と
比軟し、冬の比板粕釆に応じて曲り記インバータ3に供
給する制御信号の各吸糸(周波数、電圧、位相)を切り
換える制御回路でめる。操作パネル8に予めM+J記電
動855の始動周波数およびインバータ田力の設定周波
数をセットしておけば、それらのデータは操作パネル用
工10 インターフェース11ヲ介してRA M 12
に暑き込まれる。ROM 13にはインバータ・コント
ロール用のソフトウェアプログラム例えば後述する第2
図に示される電動機始動時のプログラム本等が格納され
ている。14は削BeROM13のプログラムを笑行し
たり、各独テータの処理を行なうμ−CPUでめる。1
5は前記砿出器4,6からの検出Gi号およびインバー
タ3のiii制御素子群へ供給するPWM制御信号のや
りとり盆行なうインバータ用I10  インターフェー
スである。
次に上記のように構成された装置について、電動機の運
転方法を述べる。同期電動機5の始動時はROM 13
に格納されたプログラムすなわち第2図に示すフローチ
ャートに沿って動作するものであり、またR A M 
12に書き込まれた始動周波数でθは例えば15H2と
しておく。ここでインバータ3の操作パネル8にある運
転ボタン又は停止ボタンを押したときの動作モード金第
3図(al j (bl 。
(C)に示ず。いま光全停止している時刻t1  にお
いて運転ボタンを押すと、操作パネル8→110 イン
ターフェース11を介して与えられ予めRA M 12
に否き込まれた15H2なる始動周波紙fsかμmCP
 U 14によって読み出されて、μm0PU14より
ROM 13に格納しであるプログラム、即ち正極側、
負極側素子群のオン・オフタイミングデータのp vi
 M制御信号をリードし、このPWM制御佃号細分ンバ
ータ用 10 インターフェースxbk介してインバー
タ3の制御索子群へ供給される。これによって電動機5
は15Hzで始動される。その後時刻t1 から時刻t
2 においては電圧−周波数一定の関係を保ちながら予
めRA M 12に曹き込まれたインバータ出力の設定
周波数fOに到達するまで、所定のpWM制御が行われ
て加速される。
時刻t2 から時刻t3 においては前記設定周波数f
o で運転される定速領域を示す。時刻t3 において
停止ボタンを押すと、減速制御時のブロクラムに基づき
所定のPWM制御運転が行なわれ、インバータの周波数
を徐々に低下してい(。かかる減速制御時に再び運転ボ
タンを押した場合の再起動時の動作について述べる。即
ち運転ボタン葡丹び押すと、μm0PU14側に割込み
のイネーブル信号が与えられて、μmOP U 14は
ROM 13に記1意された第2図に示すプログラムに
従って演算処理を行なうものであるが、先ず第3図の時
刻t4において、運転ボタンが押されたものとすれば、
μm0PU14は第4図の時刻t4 点で検出用変成器
4で検出されたU−V相間の勝間電圧全1サイクルに渡
ってサンプリングし、と(1) U −九間電圧(第4
図に示す)の位相角00〜360°の範囲をμmc p
 u 14のクロックを利用してカウントさせる。そし
てμmCP U 14で誘起電圧周波数fn f′亀制
動機5周波数fnを演算する。この演算により求められ
た第3図の時刻t4 における周波数fnは前記μmc
 P U 14にてRA M 12に書き込まれた始動
周波ifθと比軟され、第2図の動作フローチャートに
示すようにf8≧fnのときは、−f6なる始動周波数
に相当するPWM制御信号が、これに対してfs(fn
の時はfnなる周波数に相当するPWM制御信号がそれ
ぞれインバータ用10インターフエーフ15からインバ
ータ3の制御素子群へ供給され、所定のPWM制御が行
なわれることになる。従って第3図(a) 、 fbl
に示すような運転モードの場合、fS≧fnの関係にあ
るので始動周波数は15H2という低周波で再起動させ
て、かかる場合、例え位相が180° ずれていても、
低周波−低電圧の条件下であるので始動電流は大きくな
らず無視できる範囲であり、インバータ3の出力位相と
電動機5側の位相合わせは行なわない。
また第3図(C)に示すように電動機5が光合に停止し
ておらず且つ電動機5の周波数fnが始動周波数fθ 
よりも高い周波数の運転モードの場合、インバータの出
力周波数は電動機5の誘起電圧周波数fnと同値とし、
又インバータの出力電圧はよく知られている電圧(ト)
7周波数(Flの関係比より、μmOP U 14で以
下に示すような演算全行なって求める。
インバータ出力電圧−/F’X亀動機の誘起電圧周波数
fn さらにμmCP U 9111では電圧及び始動周波数
(この場合はfnに相当する)が高いため位相差が生じ
ると、インバータの直流中間回路が過電圧となったり、
さらには始動電流が大きくなってしまうmJ題かめるの
で、第4図のタイムチャートに示すような位相合わせ全
行なう。すなわち電動機5のU−V相間の誘起1!圧を
取り出し、且つU−’V相間の零点を検出して、μma
 p tr 14に対して割込みトリガーを作成する。
いまU相の電圧を7U=Asltlθ ・・・・・・・
・・・・・(11とするとV相の電圧はとなる。
(U−V)相は三角関数の定理より、 =、v/TAcos (θ−−)−・・・・−(31と
なる。
ここで割込みトリガーは、U−V相の線間電圧の零点を
検出した第4図、の時刻11 点で発せられたものとす
る。従って上記(3)式よりU−V相の線間π   3 電圧の位相を求めると、θ−因=lπ+2nπであるか
ら θ=■π+2nπ・・・・・・・・・(4) とな
り、PWM制御での位相はU相を基準に考えるので01
1記(4)式で求めたθ=鳥、すなわちU −’V相紛
間電圧の330° のタイミングでU相のトリガーパル
スを発生させればインバータの電圧位相を電動機の電圧
位相と一致させることができる。このように取出したt
r二v相の線間電圧を基に計算式によって理論上はU相
のトリガーパルス位相合330° にセットするが、前
記制御回路7にはμmOP U 14を使用しているの
で、μmOP U 14のソフトウェア処理遅れとハー
ドウェアの処理遅れ全考慮する必要がある。そこでこれ
らμmOP U 14の処理遅れ時間?!:T(sea
)とするとU相のトリガーパルス位相−330°+36
06×始動周波数×T−330°十Kx始動周波数 で
示される。
但し、K=360°xT(一定数) 従って始動周波数ヲ演其す°れば、インバータの出力電
圧及びインバータ各相のPWM制御信号の位相が自動的
に求められる。そして求められf′cpwM位相値によ
ってインバータ3の出力電圧位相と電動機5の誘起電圧
位相とを合わせることによって突入′電流の増加全抑制
することができる。
以上のように本発明によれば、同期電動機の回転状態全
常時監視し、電動機の回転状態に応じてインバータの周
波数、電圧および位相の谷出力値を適正な値に切り換え
、その適正値でインバータを駆動させるようにしたので
、電動機のイ命止を目で確認しなくても電動機の停止、
始動をスムーズに行なえるとともに電動機の回生電圧に
よってインバータが直流過電圧状態になるのr防止ブー
ることかでき、さらに高周波にてインバータ’r: #
AMJさせる場合はインバータの出力位相と電動機の位
イ1を合わせる位相制御を行なうので、インバータの制
御素子に流れる突入電流の増加を抑制することができる
等の後れた効来が得られる。
第1図および第2図はともに本発明の一実施例全示し、
第1図は概略構成図、第2図はインバータ始動時のフロ
ーチャート、第3図tai 、 (b) j fc)は
インバータ再起動時の各動作モードを示すタイムチャー
ト図、兜4図は取出した電動機のU−v相転間電圧を基
にU相、■相のトリガーパルス位相會決足する場合の電
圧波形睨明図でるる。
1・・・1m ′亀力変換装値、2・・・半溝コンデン
サ、3・・・インバータ、4・・・3相電圧検出用変成
器、5・・・同期奄m b N 6 ”’直訛篭匠検呂
用変流器、7・・・制御回路、8・・・操作パネル、1
1・・・操作パネル用工/。
インターフェース、12・・・RAn、13・・・RO
M、14・・・μmcpu、15・・・インバータ用 
10 インターフェース。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 負荷電動機をインノ(−夕で加減速制御する減速モード
    時に、インノ(−夕をカ行運転モードに切候え前記負荷
    電動機を再び加速制御するようにしたものに於て、カ行
    運転モードの!;0換え1乙号で5ijI己負荷電動機
    の誘起電圧周波数fnを検出して、この誘起電圧周波数
    fn と前記インノく一夕始動周波数fB との対応関
    係がfe≧fnであれ(了A!J N己インバータの出
    力周波数を始動周V数f日に設定し、且つインバータの
    出力電圧< fa x  /Ff’A係比(但しVは電
    圧、Fは周波数)の値に設定してインバータをカ行運転
    モードに移行させ、fs<fnであればインバータの出
    力周波数を誘起電圧周波数fnに設定し、且つインバー
    タの出力電圧をfnX/F関係比の値に設定すると共に
    、インバータの出力電圧位相と前記負荷電動機の誘起電
    圧位相とを一致させてインバータをカ行運転モードに移
    行するようにした事を特徴とする電動機の運転方法。
JP57224432A 1982-12-21 1982-12-21 電動機の運転方法 Granted JPS59117495A (ja)

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JPS59117495A true JPS59117495A (ja) 1984-07-06
JPH0328916B2 JPH0328916B2 (ja) 1991-04-22

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6240093A (ja) * 1985-08-12 1987-02-21 Toyota Motor Corp 交流モ−タの電圧型制御装置
JP2009050932A (ja) * 2007-08-24 2009-03-12 Makita Corp 電動工具

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS53123829A (en) * 1977-04-05 1978-10-28 Mitsubishi Electric Corp Controlling device of induction motors by current type inverters

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JPH0328916B2 (ja) 1991-04-22

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