JPS60109786A - 電動機用インバ−タの切換方式 - Google Patents

電動機用インバ−タの切換方式

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JPS60109786A
JPS60109786A JP58216836A JP21683683A JPS60109786A JP S60109786 A JPS60109786 A JP S60109786A JP 58216836 A JP58216836 A JP 58216836A JP 21683683 A JP21683683 A JP 21683683A JP S60109786 A JPS60109786 A JP S60109786A
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JP
Japan
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motor
inverter
frequency
voltage
signal
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JP58216836A
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Yoshikazu Tanaka
良和 田中
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Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
Fuji 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
    • H02P27/00Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
    • H02P27/04Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
    • H02P27/06Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • HELECTRICITY
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    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
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    • H02P27/047V/F converter, wherein the voltage is controlled proportionally with the frequency

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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】 この発明L運転中の交流電動機を停止させることなく、
その電源をvvvpインバータへ切換える電動機用イン
バータの切換方式に関する。
〔従来技術とその問題点〕
商用電源やインバータなどに接続されて運転している交
流電動機(一般には誘導電動機)の電源を他のVVVF
インパータに切換えたい場合、普通は運転中の電動機を
電源から切離して停止させたのち電源を所望のVVVF
インバータに切換えて再始動させているが,この方法が
最も簡単であり、かつ一般的な方法である。しかしなが
ら運転中の電動機を停止させ、その後再び始動するので
は切換えに要する時間が長く々シ、特に電動機とその負
荷の慣性(GD2)が大きいときは切換時開が著しく長
くなる。また負荷の種類によっては停止できない場合も
ある。
電動機を停止できないときは、電動機駆動電源ICVV
VFインバータを同期させておいてから、電動機駆動電
源をとのVVVFインバータに切換えるよう圧するので
あるが、これら2組の交流電源を同期させるにはそれぞ
れの電圧と周波数と位相をそろえなければならないので
、仁の同期検出のための装置が必要であり回路が複雑に
なりコストも高くなる。また他の従来方法としては両電
源を同期させるのではなく、電動機速度に対応する周波
数とVVVFインバータの出力周波数とが一致した時点
で電動機をこのインバータに接続する方法もあるが、電
動機速度を検出するだめの速度発電機を電動機に取付け
ねばならないので、これの取付作業も含めてコストが高
くなることと、電動機をインバータに接続するときに周
波数は一致していても位相は不一致の仁とが多く、その
ために接続時にショックを与えることになり、インバー
タ運転に円滑に切換えできないなど、種々の欠〔発明の
目的〕 この発明は交流電動機を停止させることなく、その電源
をVVVFインバータに切換えるにあたって、円滑にイ
ンバータ運転に切換えられる低価格の電動機用インバー
タの切換方式を提供することを目的とする。
〔発明の要点〕
この発明は、無電圧で回転中の9に、電動機の残留電圧
周波数から描該電動機の速度乏検出し、■VVFインバ
ータの周波数指令(i号と一致するときにこの電動機を
VVVFインバータに接続するのであるが、このときV
VVFインバータの出力電圧はきわめて低い電圧にして
おき、接続兄了後にそのときの周波数により定まる電圧
まで上社させるようにして、電動機をインバータに接続
ゴるときのショックを防止するとともに、電動機駆動電
源の切換えに必要な装置を安仙1に桁数しようとするも
のである。
〔発明の実施例〕
第1図は本発明の実施例を示す回路図であυ、この第1
図により本発明の内容を以下に詳述する。
第1図において、1は商用電源であって、この商用電源
1からの交流電力が商用側開閉器2を経て誘導電動機3
1C与えられているが、この誘導電動機3の枢14b電
源を商用1!源1がらトランジスタインバータ7に切換
える切換方式が本発明の目的である。
この第1図における4は変圧器であって、開用電源1か
もの交流電力を適鴫な電圧に変圧・絶縁して整流器5に
与える。整流器5はとの交泳電力を整流するのであるが
、乎ン片コンデンサ6により平滑された直流電力は7な
るトランジスタインバータにより所望の電圧と周波数の
交流電力に変換され、インバータ側開閉器8を経て前述
の誘導電動機3に供給されるようになっている。
11はトランジスタインバータ7が出力する交流電力の
周波数を指令するための周波数設定器であって、この周
波数設定器11からの周波数指令信号はソフトスタート
回路12を経て電圧・周波数変換器13と関数発生器1
4とに与えられる。電圧・周波数変換器13は周波数指
令信号を周波数に変換し、関数発生器14は周波数指令
信号を周波数と一定の関数関係にある電圧信号に変換す
るものであって、この両者はパルス幅変調回路15に入
力し、ここでパルス幅変調され、ベース駆動回路16を
経てトランジスタインバータ7を構成する各トランジス
タに与えられる。各トランジスタはペース駆動回路16
からの信号に応じて順次オン・オフして周波数設定器1
1からの周波数指令信号に対応した周波数と電圧の交流
を出力し、電動機3を所望の速度で駆動することができ
るのである。
ところでインバータ7には商用電#、1がらの変流電力
と当該インバータ7が出力する交流電力との同期を検出
する装置は設けられていないので、商用側開閉器2とイ
ンバータ側開閉器8f、同時に閉にすることはできない
。そこでいまインバータ側開r!1器8が開で、商用側
開閉器2が閉であって、電動機3が商用電源lで駆動さ
れているのを、電動機3を停止させることなくその電源
をトランジ−スタインバータフに切換える切換方式を以
下に述べる。
まず周波数設定器11を調整して電動機3を駆動してい
る商用電源10周波数より低い周波数を指令する信号を
この周波数設定器11から出力させると、トランジスタ
インバータ7は前述の動作に従って、この周波数指令信
号どおシの交流を出力するが、インバータ側開閉器8は
開であるから商用電源1との並列運転にはならない。一
方上述の周波数指令信号19は周波数−散積出回路20
に入力されておシ、電動機3の端子からの電動機周波数
信号18も周波数−散積出回路20に入力している。こ
こで商用側開閉器2を開にして電動機3を無電圧にする
と、この電動機3はその保有するはずみ車効果に従って
速度が低下していくのであるが、この電動機3内部の残
留磁束に起因する残留交流電圧が端子にあられれる。す
なわちこの残留交流電圧による電動機周波数信号180
周波数は、当該電動機3の速度とともに低下するのゼ、
この電動機周波数信号18の周波数が、周波数指令信号
19の周波数と一致するとき、周波数−散積出回路2o
からは周波数一致信号25が出力される。常時閉なる商
用側開閉器補助接点30は、商用側開閉器2が開になる
と同時に閉路しているので、上述の周波数一致信号25
けインバータ側開閉器8に与えられてこの開閉器8を閉
路させる。このときトランジスタインバータ7が出力し
ている交流の周波数と、誘導電動機3のそのときの速度
に対応する周波数とは一致しているので、電動機3に突
入電流が流れたり、電動機3の運動エネルギーがインバ
ータ7に逆流したりするおそれはない。
インバータ7と電動機3の周波数は周波数−散積出回路
20によシ検出できるが、両者の位相の一致は検出でき
ない。しかし位相が不一致のままでインバータ7と電動
機3を接続するためにインパータフが過電流や過電圧に
なるのを防止するために、本発明においては関数発生器
14とパルス幅変調回路15との間に信号切換回路31
を設け、電圧ソフトスタート回路32からの電圧信号が
パルス幅変調回路15に与えられるようにしている。す
なわち周波数一致信号25が出力されると、この(i号
により信号切換回路31は電圧ソフトスタート回路32
の信号をパルス幅変調回路15に伝えるように信号を切
換えるのであるが、同時にこの周波数一致信号25によ
り電圧ソフトスタート回踏32は、はぼ零に近い値から
電圧を立上がらせるようにしているので、インバータ7
の出力電圧もそれに従って変化する。すなわちインバー
タ7と電動機3が接続されたときインバータ出力電圧が
低いので、両者の位相が不一致であってもショックはほ
とんどなく、電圧の上昇とともに位相は自動的に一致さ
せられるのである。なお電圧が所定値まで上昇すれば信
号切換回路31は自動的に復帰して関数発生器14から
の信号をパルス幅変調回路15に伝える。
次に周波数−散積出回路20の動作を第2図に示す周波
数−散積出回路構成図と、第3図に示す周波数−散積出
回路動作波形図によシ説明する。
第2図において電動機周波数信号18はまず絶斥検出器
20に入力する。無電圧で回転している誘導電動機3が
発生する残留交流電圧は1ボルト程度の非常に低い電圧
であシ、通常運転中にこの電動機3に印加される電圧と
の差はきわめて大である。
そこで定電圧ダイオードあるいはダイオードのえん層重
圧などを利用して絶縁検出器20に入力される電圧のレ
ベルが残留交流電圧とほぼ同じレベルになるようにレベ
ル変換ならびに絶縁をする。この絶縁検出器20からの
交流は波形整形器22により正または負の半波のみが矩
形波に整形されたのち積分器23に入力される。電動機
周波数信号18の周波数が変化すれば積分器23の積分
時間が変化し、その出力電圧も変化する。よってこの積
分器23の出力電圧と、インパータフ0周波数設定器号
19とを比較器24において比較し、両者の電圧が一致
するとき、すなわち周波数が一致するとき、この比較器
24からは周波数一致信号25が出力されることになる
第3図(イ)は絶縁検出器21の出力波形であp。
この交流波形の正の半波が波形整形器22により矩形波
に整形されるのが第3図(ロ)に示される。第3図(−
ハ)は積分器23の出力電圧波形であって、電動機3の
残留交流電圧の周波数が低下すなわち周期が長くなると
積分器23の出力電圧が高くカることを示している。こ
の第3図(ハ)において1点鎖線はインバータの周波数
指令信号を示す電圧であって、この両電圧が一致するこ
とを比較器24が検出するのである。
インバータを構成する半導体素子は一般に過電流耐量・
過電圧耐量ともに余裕がないので、電動機を停止させず
に商用電源からインバータへあるいはインバータ同士で
電源を切換える場合に周波数を一致させることと、位相
がずれていてもショックが出ないような方法を必要とす
る。インバータから商用電源へ切換えるときは、本発明
の主旨を利用して周波数を一致させてから切換えるよう
にすることができる。
〔発明の効果〕
この発明によれば交流電動機を停止させずにVVVFイ
/パータ忙その電源を切換えるにあたって、電動機に速
度発電機を取付けることなく、簡単な電子回路を追加す
るのみで容易にインバータと電動機の周波数が一致して
いるか否かを検出できるので、高価な速度発電機が不要
になるばかりでなく、電動機に速度発電機を取付ける作
業も不要になるので、コストを大幅に低下させることが
できるし、周波数を一致させてから電動機をインバータ
に接続させるので、円滑な電源切換えがてきる。
さらにインバータと電動機の位相の不一致については、
インバータ出力電圧を下けてから両者を接続したのち電
圧を上昇させて自動的に位相を一致させるようにしてい
るため、特別な位相検出回路は不要であシ、しかも位相
の不一致によるショックも発生しない効果を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例を示す回路図であり、第2図は
周波数−散積出回路の回路栴成図、第3図は周波数−散
積出回路の動作波形図である。 1・・・商用電源、2・・・商用側開閉器、3・・・誘
導電動機、5・・・整流器、7・・・トランジスタイン
バータ、8・・・インバータ側開閉器、11・・・周波
数設定器、 12・・・ソフトスタート回路、13・・
・電圧・周波数変換器、14・・・関数発生器、15・
・・パルス幅変調回路、16・・・ベース駆動回路、1
8・・・電動機周波数信号、1θ・・・周波数指令(4
7号、20・・・周波数−散積出回路、21・・・絶縁
検出器、22・・・波形整形器、23・・・積分器、2
4川比較器、25・・・周波数一致信号、 30・・・
商用側開閉器補助接点、31・・・信号切換回路、32
・・・電圧ソフトスタート回路。 第1図 ↑ 第 3 図 −牧信号

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)運転中の交流電動機を停止させることなくその電源
    を’VVVFインバータに切換えるようなされている電
    動機用インバータにおいて、前記vvVFインバータは
    その出力電圧が低い値で、その出力周波数が運転中の前
    記交流電動機の速度に対応する周波数よシも低い所望の
    周波数で運転する段階と、運転中の前記交流電動機を電
    源から切離してその速度に対応する周波数が前記VVV
    Fインバータの出力周波数と一致したとき該電動機をV
    VVFインバータに接続する段階と、蟲該インバータ出
    力電圧をその出力周波数と一定の関数関係にある値まで
    上昇させる段階とでなることを特徴とする電動機用イン
    バータの切換方式。 2、特許請求の範囲M1項記載の切換方式において、前
    記交流電動機の速度に対応する周波数と前記VVVFイ
    ンバータ出力周波数の一致の検出は、該電動機残留電圧
    波形を整形して積分器を動作させる段階と、該積分器出
    力電圧と前記インバータ出力周波数に対応する電圧とを
    比較する段階とでなることを特徴とする電動機用インバ
    ータの切換方式。
JP58216836A 1983-11-17 1983-11-17 電動機用インバ−タの切換方式 Pending JPS60109786A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63110992A (ja) * 1986-10-27 1988-05-16 Komori Printing Mach Co Ltd 印刷機械の版替位置制御装置
CN102195512A (zh) * 2011-03-25 2011-09-21 上海磁浮交通发展有限公司 一种逆变器同步脉宽调制载波比切换时的处理方法

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