JPS5920273B2 - 電動機可変速運転用インバ−タの過電圧保護装置 - Google Patents
電動機可変速運転用インバ−タの過電圧保護装置Info
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- JPS5920273B2 JPS5920273B2 JP54140771A JP14077179A JPS5920273B2 JP S5920273 B2 JPS5920273 B2 JP S5920273B2 JP 54140771 A JP54140771 A JP 54140771A JP 14077179 A JP14077179 A JP 14077179A JP S5920273 B2 JPS5920273 B2 JP S5920273B2
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- voltage
- capacitor
- motor
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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
- H02P3/00—Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters
- H02P3/06—Arrangements for stopping or slowing electric motors, generators, or dynamo-electric converters for stopping or slowing an individual dynamo-electric motor or dynamo-electric converter
- H02P3/18—Arrangements 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
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
- Stopping Of Electric Motors (AREA)
- Protection Of Static Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は交流電動機の可変速運転を行なうための電圧形
インバータの制動時における過電圧保護方式に関する。
インバータの制動時における過電圧保護方式に関する。
交流電動機の可変速運転を交流電源から整流器とコンデ
ンサとを経てインバータに接続してなるいかゆる電圧形
インバータで行なう場合、制動時には電動機のＧＤ２に
応じて制動指令を緩やかに与えるか、ＧＤ２及び制動力
に応じて電気的エネルギーを電源に回生したり、直接消
費せしめるための回路が必要であり、従来、そのような
措置が講じられて来た。
ンサとを経てインバータに接続してなるいかゆる電圧形
インバータで行なう場合、制動時には電動機のＧＤ２に
応じて制動指令を緩やかに与えるか、ＧＤ２及び制動力
に応じて電気的エネルギーを電源に回生したり、直接消
費せしめるための回路が必要であり、従来、そのような
措置が講じられて来た。
しかしながら、これらの条件を備ぇたとしても、ＧＤ２
の把握が不十分であるか、補助回路の選定が不適切であ
る場合、或は制動時の速度指令値パターンの与え方が不
適正な場合には電圧形インバータにおける直流中間回路
のコンデンサの電圧が過大になり、従つて半導体素子の
破壊を伴うと言う危険性がある。この発明は、上述の欠
点を除去し、いかなる運転状態においてもあるいは上記
の如く、たとえι ＧＤ２の把握が不十分の場合、補助
回路の選定が不適切な場合、或は制動時の速度指令値パ
ターンを与え方が不適正な場合であつても半導体素子の
破壊を防止することを目的とする。
の把握が不十分であるか、補助回路の選定が不適切であ
る場合、或は制動時の速度指令値パターンの与え方が不
適正な場合には電圧形インバータにおける直流中間回路
のコンデンサの電圧が過大になり、従つて半導体素子の
破壊を伴うと言う危険性がある。この発明は、上述の欠
点を除去し、いかなる運転状態においてもあるいは上記
の如く、たとえι ＧＤ２の把握が不十分の場合、補助
回路の選定が不適切な場合、或は制動時の速度指令値パ
ターンを与え方が不適正な場合であつても半導体素子の
破壊を防止することを目的とする。
以下、図面を参照しながら本発明を詳細に説明・ する
。
。
第１図は、本発明一実施例を示す。
第１図において、三相交流電源に接続された整流器１は
例えば三相ダイオードプリツジとして構成された非制御
整流器であり、この整流器の直流側に三相プリツジ結線
されたトランジスタＴ１〜Ｔ６からなるインバータ２が
接続されている。インバータ内の各トランジスタＴ１〜
Ｔ６にはそれぞれ１つのダイオードＤ１〜Ｄ６が逆並列
接続されている。インバータ２の交流出力端子には三相
交流電動機３が接続されている。整流器１とインバータ
２との間の直流中間回路には電圧平滑のためのコンデン
サ３と制動時に電動機３から供給されるエネルギーを消
費するための補助回路とが設けられている。この補助回
路は抵抗５と制動時に投入されるスイツチ６との直列回
路からなり、この直列回路はコンデンサ４に並列接続さ
れている。さらに、１１は速度設定器であり、この速度
設定器の出力信号は加減速度演算器１２に導かれる。
例えば三相ダイオードプリツジとして構成された非制御
整流器であり、この整流器の直流側に三相プリツジ結線
されたトランジスタＴ１〜Ｔ６からなるインバータ２が
接続されている。インバータ内の各トランジスタＴ１〜
Ｔ６にはそれぞれ１つのダイオードＤ１〜Ｄ６が逆並列
接続されている。インバータ２の交流出力端子には三相
交流電動機３が接続されている。整流器１とインバータ
２との間の直流中間回路には電圧平滑のためのコンデン
サ３と制動時に電動機３から供給されるエネルギーを消
費するための補助回路とが設けられている。この補助回
路は抵抗５と制動時に投入されるスイツチ６との直列回
路からなり、この直列回路はコンデンサ４に並列接続さ
れている。さらに、１１は速度設定器であり、この速度
設定器の出力信号は加減速度演算器１２に導かれる。
加減速度演算器１２は、例えばこの演算器の出力信号を
与える積分器と、この積分器の出力信号と速度設定器の
出力信号とを比較して積分器の入力信号を与える比較器
とから構成することができる。これにより演算器１２の
出力信号は速度設定器１１の出力信号の変化に対してあ
らかじめ定められた勾配にて追従する。つまり、速度設
定器１１および加減速度演算器１２にて電動機３のため
の速度指令値パターンが与えられる。加減速度演算器１
２の出力電圧は一方では電圧目標値として電圧調節器１
３に与えられ、他方ではインバータ周波数指令値として
電圧一周波数変換器１４に与えられる。電圧調節器の電
圧実際値はインバータ２の出力端子に接続された計器用
変圧器１５から整流回路１６およびフイルタ１７を介し
て与えられる。電圧調節器１３の出力信号は電圧一周波
数変換器１４の出力パルスと共にパルス分配器１８に導
かれる。パルス分配器１８はインバータ２のパルス幅変
調制御を行うための個々の下ランジスタＴ１〜Ｔ６の制
御パルスを形成する。インバータ２の出力電圧の基本波
周波数は電圧一周波数変換器１４の出力パルスの周波数
、したがつて加減速度演算器の出力信号に比例する。パ
ルス幅変調のためにいずれか一方の直流端子側に接続さ
れているトランジスタ、例えばＴ１〜Ｔ３のオンオフ制
御が行なわれ、個々のパルスの幅は電圧調節器１３の出
力信号によつて決定され、この電圧調節器１３の作用に
より、インバータ２の出力電圧の大きさが加減速度演算
器１２の出力信号、即ち電圧目標値に合わせられる。こ
のようにして交流電動機３の可変速制御が行なわれる。
よく知られているように、上述の如き電圧形インバータ
で交流電動機の制動を行わせる場合、インバータの出力
周波数は次の条件で与えられる。
与える積分器と、この積分器の出力信号と速度設定器の
出力信号とを比較して積分器の入力信号を与える比較器
とから構成することができる。これにより演算器１２の
出力信号は速度設定器１１の出力信号の変化に対してあ
らかじめ定められた勾配にて追従する。つまり、速度設
定器１１および加減速度演算器１２にて電動機３のため
の速度指令値パターンが与えられる。加減速度演算器１
２の出力電圧は一方では電圧目標値として電圧調節器１
３に与えられ、他方ではインバータ周波数指令値として
電圧一周波数変換器１４に与えられる。電圧調節器の電
圧実際値はインバータ２の出力端子に接続された計器用
変圧器１５から整流回路１６およびフイルタ１７を介し
て与えられる。電圧調節器１３の出力信号は電圧一周波
数変換器１４の出力パルスと共にパルス分配器１８に導
かれる。パルス分配器１８はインバータ２のパルス幅変
調制御を行うための個々の下ランジスタＴ１〜Ｔ６の制
御パルスを形成する。インバータ２の出力電圧の基本波
周波数は電圧一周波数変換器１４の出力パルスの周波数
、したがつて加減速度演算器の出力信号に比例する。パ
ルス幅変調のためにいずれか一方の直流端子側に接続さ
れているトランジスタ、例えばＴ１〜Ｔ３のオンオフ制
御が行なわれ、個々のパルスの幅は電圧調節器１３の出
力信号によつて決定され、この電圧調節器１３の作用に
より、インバータ２の出力電圧の大きさが加減速度演算
器１２の出力信号、即ち電圧目標値に合わせられる。こ
のようにして交流電動機３の可変速制御が行なわれる。
よく知られているように、上述の如き電圧形インバータ
で交流電動機の制動を行わせる場合、インバータの出力
周波数は次の条件で与えられる。
すなわち制動時には回転子周波数ω２よりも固定子周波
数ω，が低くなるように加減速度演算器によつて速度指
令パターンを与えてやれば、電動機３が発電機動作とな
つて機械系の回転エネルギが電気エネルギに変換され、
インバータ２を介してコンデンサ４に回生される。コン
デンサ４に回生されたエネルギはこの実施例ではスイツ
チ６の投入により抵抗Ｒ。にて直接消費される。この場
合に、制動力はすべて周波数Δωを大きくなるにしたが
つてほぼ比例的に増大する。例えば加減速度演算器１２
による制動時の速度指令パターンの与え方が不適切な場
合、たとえば速度指令値の低下に対して電動機の回転速
度が予想した以上にゆるやかにしか低下しないような場
合、すべり周波数Δωが大きくなりすぎて電動機３から
コンデンサ４に過大なエネルギが回生され、このため抵
抗５の電力消費では間に合わず、コンデンサ電圧が急激
に増大するとい５結果をひき起こす。したがつて、この
ように制動時の速度指令パターンの与え方が不適切な場
合などには、過電圧発生の可能性が大であり、半導体素
子の破壊を招く危瞼性がある。そこで、本発明によれば
、第１図に示すクロくコンデンサ４の電圧を検出する電
圧検出器２１の出力信号とコンデンサ電圧の所定の上限
値を設定する設定器２２の出力信号とが比較器２３に導
かれ、これによりコンデンサ電圧の監視が行なわれる。
数ω，が低くなるように加減速度演算器によつて速度指
令パターンを与えてやれば、電動機３が発電機動作とな
つて機械系の回転エネルギが電気エネルギに変換され、
インバータ２を介してコンデンサ４に回生される。コン
デンサ４に回生されたエネルギはこの実施例ではスイツ
チ６の投入により抵抗Ｒ。にて直接消費される。この場
合に、制動力はすべて周波数Δωを大きくなるにしたが
つてほぼ比例的に増大する。例えば加減速度演算器１２
による制動時の速度指令パターンの与え方が不適切な場
合、たとえば速度指令値の低下に対して電動機の回転速
度が予想した以上にゆるやかにしか低下しないような場
合、すべり周波数Δωが大きくなりすぎて電動機３から
コンデンサ４に過大なエネルギが回生され、このため抵
抗５の電力消費では間に合わず、コンデンサ電圧が急激
に増大するとい５結果をひき起こす。したがつて、この
ように制動時の速度指令パターンの与え方が不適切な場
合などには、過電圧発生の可能性が大であり、半導体素
子の破壊を招く危瞼性がある。そこで、本発明によれば
、第１図に示すクロくコンデンサ４の電圧を検出する電
圧検出器２１の出力信号とコンデンサ電圧の所定の上限
値を設定する設定器２２の出力信号とが比較器２３に導
かれ、これによりコンデンサ電圧の監視が行なわれる。
そして制動中にコンデンサ電圧が所定の上限値を越えた
ときには比較器２３が動作して出力信号を発し、この出
力信号により速度指令値がホールドされる。この速度指
令値のホールドは、例えば加減速度演算演算器１２内の
積分器の入力を強引的に零にすることによつて行なうこ
とができる。したがつて、比較器２３の出力信号が発生
している間は速度指令値の低下は中断される。コンデン
サ電圧が正常範囲に復帰すれば、比較器２３の出力信号
が消えホールド作用が解除され、速度指令値は再び所定
のパターンにて低下してゆく。再びコンデンサ電圧が所
定の上限値を越えれば上述の動作が繰り返えされる。こ
の場合に比較器２３のオンオフ動作が激しすぎないよう
に、比較器２３には適当なヒステリシス特性を持たせる
ことが好ましい。
ときには比較器２３が動作して出力信号を発し、この出
力信号により速度指令値がホールドされる。この速度指
令値のホールドは、例えば加減速度演算演算器１２内の
積分器の入力を強引的に零にすることによつて行なうこ
とができる。したがつて、比較器２３の出力信号が発生
している間は速度指令値の低下は中断される。コンデン
サ電圧が正常範囲に復帰すれば、比較器２３の出力信号
が消えホールド作用が解除され、速度指令値は再び所定
のパターンにて低下してゆく。再びコンデンサ電圧が所
定の上限値を越えれば上述の動作が繰り返えされる。こ
の場合に比較器２３のオンオフ動作が激しすぎないよう
に、比較器２３には適当なヒステリシス特性を持たせる
ことが好ましい。
第２図は、第１図の実施例の動作波形例を示す。
第２図には速度設定器１１の出力信号Ｖｌｌ、コンデン
サ４の電圧Ｖ４、加減速度演算器１２の出力信号Ｖ，２
、比較器２３の出力信号Ｖ２３の時間経過が示されてい
る。時点Ｔ。
サ４の電圧Ｖ４、加減速度演算器１２の出力信号Ｖ，２
、比較器２３の出力信号Ｖ２３の時間経過が示されてい
る。時点Ｔ。
で速度設定器１１の出力信号Ｖ１が零に落されて停止が
指令されたとする。これにより加減速度演算器１２は所
定の勾配で零にむかつて低下し始め、電動機３は発電動
作に移行し、発電エネルギによりコンデンサ４の充電が
行なわれる。このときスイツチ６が投入されていてコン
デンサ４への供給電力の一部は抵抗５で消費される。こ
の消費電力に対して供給電力が上回ることによつてコン
デンサ４の電圧Ｖ４が上昇してゆく。この電圧Ｖ４が上
限値Ｖ，に達する時点ｔ１で比較器２３の出力信号Ｖ２
３が反転し、これによつて加減速度演算器出力信号Ｖｌ
２のその直前の値にホールドされる。これにより電動機
３からコンデンサ４への供給電力が低下し、このため抵
抗５での消費電力が上回つてコンデンサ電圧Ｖ，は減少
してゆく。時点Ｔ２でコンデンサ電圧Ｖ４が下限値Ｖ２
に達するど加減速演算器１２のホールド動作が解除され
てその出力信号Ｖｌ２が低下動作が再開される。これに
より再びコンデンサ電圧Ｖ４が上昇してゆき、時点Ｔ，
で再び上限値Ｖ１に達し演算器出力信号Ｖ４のホールド
が行なわれる。以下、このような動作にて電動機は制動
、惰行を繰り返えしながら停止に至る。第１図の実施例
ではコンデンサ電圧を直接的に検出しているが、例えば
整流器１６の出力信号を用いて間接的に検出することも
できる。
指令されたとする。これにより加減速度演算器１２は所
定の勾配で零にむかつて低下し始め、電動機３は発電動
作に移行し、発電エネルギによりコンデンサ４の充電が
行なわれる。このときスイツチ６が投入されていてコン
デンサ４への供給電力の一部は抵抗５で消費される。こ
の消費電力に対して供給電力が上回ることによつてコン
デンサ４の電圧Ｖ４が上昇してゆく。この電圧Ｖ４が上
限値Ｖ，に達する時点ｔ１で比較器２３の出力信号Ｖ２
３が反転し、これによつて加減速度演算器出力信号Ｖｌ
２のその直前の値にホールドされる。これにより電動機
３からコンデンサ４への供給電力が低下し、このため抵
抗５での消費電力が上回つてコンデンサ電圧Ｖ，は減少
してゆく。時点Ｔ２でコンデンサ電圧Ｖ４が下限値Ｖ２
に達するど加減速演算器１２のホールド動作が解除され
てその出力信号Ｖｌ２が低下動作が再開される。これに
より再びコンデンサ電圧Ｖ４が上昇してゆき、時点Ｔ，
で再び上限値Ｖ１に達し演算器出力信号Ｖ４のホールド
が行なわれる。以下、このような動作にて電動機は制動
、惰行を繰り返えしながら停止に至る。第１図の実施例
ではコンデンサ電圧を直接的に検出しているが、例えば
整流器１６の出力信号を用いて間接的に検出することも
できる。
この場合コンデンサ電圧検出器２１は省略することがで
きる。しかしながらインバータ２がパルス幅変調制御さ
れる場合には、インバータ２の出力電圧、したがつて整
流器１６の出力電圧は零期間を有し得るので、このよう
な場合には整流器１６の出力電圧を比較器２３に導くだ
けでは動作が不安定となり好ましくない。そこで、第３
図に示すように、整流器１６の出力電圧と設定器２２か
らの設定電圧とを比較する比較器２３０の出力側に、逆
安定回路もしくは遅延復帰回路などの時限要素２３１を
設け、この時限要素２３１の出力信号を速度指令値ホー
ルド信号として加減速度演算器１２に与えるようにすれ
ばよい。この場合に時限要素２３１の設定時限はコンデ
ンサ電圧が正常レベルを復帰するに要する時間相当に選
定しておけばよい。
きる。しかしながらインバータ２がパルス幅変調制御さ
れる場合には、インバータ２の出力電圧、したがつて整
流器１６の出力電圧は零期間を有し得るので、このよう
な場合には整流器１６の出力電圧を比較器２３に導くだ
けでは動作が不安定となり好ましくない。そこで、第３
図に示すように、整流器１６の出力電圧と設定器２２か
らの設定電圧とを比較する比較器２３０の出力側に、逆
安定回路もしくは遅延復帰回路などの時限要素２３１を
設け、この時限要素２３１の出力信号を速度指令値ホー
ルド信号として加減速度演算器１２に与えるようにすれ
ばよい。この場合に時限要素２３１の設定時限はコンデ
ンサ電圧が正常レベルを復帰するに要する時間相当に選
定しておけばよい。
第１図は本発明一実施例を示すブロツク図。
第２図は第１図についての動作波形図、第３図は本発明
の他の実施例の要部を示すプロツク図である。１・・・
整流器、２・・・インバータ、３・・・交流電動機、４
・・・コンデンサ、５・・−ＦｂＩｌ！ｔ！７抵抗器、
６・・・スイツチ、１１・・・速度設定器、１２・・・
加減速度演算器、１１３・・・電圧調節器、１４・・・
電圧・周波数変換器、１５・・・計器用変圧器、１６・
・・整流器、１７・・・フィルタ、１８・・・パルス分
配器、２１・・・コンデンサ電圧検出器、２２・・・過
電圧レベル設定器、２３・・・比較器。
の他の実施例の要部を示すプロツク図である。１・・・
整流器、２・・・インバータ、３・・・交流電動機、４
・・・コンデンサ、５・・−ＦｂＩｌ！ｔ！７抵抗器、
６・・・スイツチ、１１・・・速度設定器、１２・・・
加減速度演算器、１１３・・・電圧調節器、１４・・・
電圧・周波数変換器、１５・・・計器用変圧器、１６・
・・整流器、１７・・・フィルタ、１８・・・パルス分
配器、２１・・・コンデンサ電圧検出器、２２・・・過
電圧レベル設定器、２３・・・比較器。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 直流入力回路に電圧平滑のためのコンデンサを備え
たインバータに交流電動機を接続し、所望速度に応じて
インパータ出力周波数を変化させて電動機の可変速運転
を行ない、しかも制動時にはインバータ出力周波数を低
下させてゆくことにより電動機の有するエネルギを電気
エネルギに変換してインバータを介して直流入力回路に
返還すると共に、直流入力回路に付属して設けた電力処
理回路によりその返還エネルギを直流入力回路から取り
出すようにしたものにおいて、前記コンデンサの電圧を
直接もしくは間接的に検出する手段と、該手段により検
出されたコンデンサ電圧が所定の上限値に達したとき制
動のためのインバータの出力周波数低下動作を一時的に
中断させる手段とを設けたことる特徴とする電動機可変
速運転用イスバータの過電圧保護装置。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の装置において、コンデ
ンサ電圧検出手段はコンデンサ電圧を直接的に検出する
直流電圧検出器であることを特徴とする電動機可変速運
転用インバータの過電圧保護装置。 ３ 特許請求の範囲第１項記載の装置において、コンデ
ンサ電圧検出手段はインバータ出力側に接続された電圧
変成器とこの電圧変成器に接続された整流回路とからな
ることを特徴とする電動機可変速運転用インバータの過
電圧保護装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP54140771A JPS5920273B2 (ja) | 1979-10-31 | 1979-10-31 | 電動機可変速運転用インバ−タの過電圧保護装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP54140771A JPS5920273B2 (ja) | 1979-10-31 | 1979-10-31 | 電動機可変速運転用インバ−タの過電圧保護装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5666189A JPS5666189A (en) | 1981-06-04 |
| JPS5920273B2 true JPS5920273B2 (ja) | 1984-05-11 |
Family
ID=15276358
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP54140771A Expired JPS5920273B2 (ja) | 1979-10-31 | 1979-10-31 | 電動機可変速運転用インバ−タの過電圧保護装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5920273B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0428686U (ja) * | 1990-07-03 | 1992-03-06 |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57208894A (en) * | 1981-06-16 | 1982-12-22 | Fanuc Ltd | Controlling system for induction motor |
| JPS57208895A (en) * | 1981-06-16 | 1982-12-22 | Fanuc Ltd | Controlling system of induction motor |
| FR2521922B1 (fr) * | 1982-02-25 | 1986-11-28 | Urban Transportation Dev | Systeme de freinage |
| JPS58207876A (ja) * | 1982-05-28 | 1983-12-03 | Hitachi Ltd | 電圧形インバ−タ装置 |
| JPS605791A (ja) * | 1983-06-24 | 1985-01-12 | Toshiba Corp | 誘導電動機の制御装置 |
| JPS63140684A (ja) * | 1986-12-01 | 1988-06-13 | Mitsubishi Electric Corp | インバ−タ装置 |
| FR2881297B1 (fr) * | 2005-01-27 | 2007-05-18 | Schneider Toshiba Inverter | Procede et systeme de gestion de la tension sur le bus continu d'un variateur de vitesse pour moteur electrique |
-
1979
- 1979-10-31 JP JP54140771A patent/JPS5920273B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0428686U (ja) * | 1990-07-03 | 1992-03-06 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5666189A (en) | 1981-06-04 |
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