JPS60238918A - 可変速電動機の制御装置 - Google Patents
可変速電動機の制御装置Info
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- JPS60238918A JPS60238918A JP59092923A JP9292384A JPS60238918A JP S60238918 A JPS60238918 A JP S60238918A JP 59092923 A JP59092923 A JP 59092923A JP 9292384 A JP9292384 A JP 9292384A JP S60238918 A JPS60238918 A JP S60238918A
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- Y10S388/90—Specific system operational feature
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- Y10S388/934—Thermal condition
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】
〔発明の技術分野〕
この発明は、太陽電池を駆動電源として高効率に運転す
る事が可能な可変速電動機の制御装置に関するものであ
る。
る事が可能な可変速電動機の制御装置に関するものであ
る。
砂漠の潅概用に太陽電池を電源とするポンプが最近使用
され始めている。太陽電池を用いる最大の長所は送配電
工事の容易、かつ安価な点にあり、今後太陽電池のコス
トが低下すれば急速な普及が期待される。ここで上記太
陽電池を用いた従来装置につきその構成を説明する。
され始めている。太陽電池を用いる最大の長所は送配電
工事の容易、かつ安価な点にあり、今後太陽電池のコス
トが低下すれば急速な普及が期待される。ここで上記太
陽電池を用いた従来装置につきその構成を説明する。
従来この種の可変速電動機の制御装置として第１図に示
すものがあった。図において１は潅概用ポンプ等（交流
モータ）の可変速電動機（以下電動機と呼ぶ）であり、
２は上記電動機１を駆動するために直流を交流に逆変換
する主回路である。
すものがあった。図において１は潅概用ポンプ等（交流
モータ）の可変速電動機（以下電動機と呼ぶ）であり、
２は上記電動機１を駆動するために直流を交流に逆変換
する主回路である。
３はセル等で構成され、太陽の日照量等に応じて電１圧
電源が出力される太陽電池である。４は上記電動機１を
可変速運転するよう主回路２を駆動する制御装置であり
、始動スイッチ５によシ駆動され、速度設定器６により
設定された速度で主回路２を制御する。
電源が出力される太陽電池である。４は上記電動機１を
可変速運転するよう主回路２を駆動する制御装置であり
、始動スイッチ５によシ駆動され、速度設定器６により
設定された速度で主回路２を制御する。
次に上記構成からなる従来装置の動作及び作用について
説明する。まず始動スイッチ５を操作し運転開始指令す
ると、制御装置４は速度設定器６の設定値に基づいて主
回路１に有するスイッチング素子をオン、オフ制御する
。この時、太陽の日照量等忙応じて太陽電池３から直流
電圧が出力され、主回路２によシ交流に逆変換される。
説明する。まず始動スイッチ５を操作し運転開始指令す
ると、制御装置４は速度設定器６の設定値に基づいて主
回路１に有するスイッチング素子をオン、オフ制御する
。この時、太陽の日照量等忙応じて太陽電池３から直流
電圧が出力され、主回路２によシ交流に逆変換される。
この交流電圧が電動機１を始動可能な電圧値以□上であ
れば、電動機１は始動し、ポンプが駆動される。この場
合、高回転速度で運転する程、単位時間当匂の仕事量が
多くなり投資効率が向上するが、光量が少ない時に全負
荷（最高回転速度）でポンプを駆動すると、太陽電池３
の電圧が著しく低下して出力不足あるいは制御装置４の
停止に陥ることがある。一般に太陽電池３は第２図に示
すように無負荷時において、その開放回路電圧（Ｖｏｃ
）は光量による影響は少なく常に高い電圧の一定値を示
すため、実際に負荷を接続しない限り出力電圧は不明で
ある。そのため、太陽の日照程度全見計らって運転始動
する事が行なわれるが、光量が少ない時には、僅かな出
力電流においても出力電圧が大幅に低下する。
れば、電動機１は始動し、ポンプが駆動される。この場
合、高回転速度で運転する程、単位時間当匂の仕事量が
多くなり投資効率が向上するが、光量が少ない時に全負
荷（最高回転速度）でポンプを駆動すると、太陽電池３
の電圧が著しく低下して出力不足あるいは制御装置４の
停止に陥ることがある。一般に太陽電池３は第２図に示
すように無負荷時において、その開放回路電圧（Ｖｏｃ
）は光量による影響は少なく常に高い電圧の一定値を示
すため、実際に負荷を接続しない限り出力電圧は不明で
ある。そのため、太陽の日照程度全見計らって運転始動
する事が行なわれるが、光量が少ない時には、僅かな出
力電流においても出力電圧が大幅に低下する。
従来の可変速電動機の制御装置は以上のように構成され
ているので、電動機の始動前に光量を把握することは困
難であｐｌまた始動時に光量が不足していると始動直後
に出力電圧が低下して電動機が充分な始動トルクを得ら
れず始動不能になり、また、電動機を駆動中に光量が変
化しても太陽電池の出力電流を太陽電池の出力電圧を一
定値以上に維持すべく制御することができず、光量不足
時には、太陽電池の出力電圧が大幅に低下することによ
シ太陽電池の効率が低下するのみならず、電動機が駆動
不能になるなどの欠点があった。
ているので、電動機の始動前に光量を把握することは困
難であｐｌまた始動時に光量が不足していると始動直後
に出力電圧が低下して電動機が充分な始動トルクを得ら
れず始動不能になり、また、電動機を駆動中に光量が変
化しても太陽電池の出力電流を太陽電池の出力電圧を一
定値以上に維持すべく制御することができず、光量不足
時には、太陽電池の出力電圧が大幅に低下することによ
シ太陽電池の効率が低下するのみならず、電動機が駆動
不能になるなどの欠点があった。
この発明は上記のような従来のものの欠点を除去するた
めになされたもので、太陽電池の短絡電流から受光量を
め、かつ開放電圧から太陽電池のセル温度をめて上記受
光量による電流指令信号を補正し、太陽電池の出力状態
に最適な負荷電流で電動機を駆動することのできる可変
速電動機の制御装置を提供することを目的としている。
めになされたもので、太陽電池の短絡電流から受光量を
め、かつ開放電圧から太陽電池のセル温度をめて上記受
光量による電流指令信号を補正し、太陽電池の出力状態
に最適な負荷電流で電動機を駆動することのできる可変
速電動機の制御装置を提供することを目的としている。
以下、この発明の一実施例を第３図に基づいて説明する
。図中、１〜３は第１図の同一符号と同様の構成要素を
示す。４は電動機１を運転するために周波数指令を入力
して主回路２を駆動する制御装置である。７ｍは太陽電
池３を間欠的に短絡するための短絡スイッチであり、変
流器ｒｂと共に直列回路を形成する。７Ｃは上記短絡ス
イッチ７ａの閉成時に変流器７ｂから短絡電流を検出す
る短絡電流検出器であシ、次の電流換算部７ｄにより電
動機１を最大電力で稼働するための電流指令信号が送出
される。上記短絡スイッチ７ａから電流換算部７ｄまで
の構成により短絡電流検出部７が形成される。８ｍは変
流器であり、負荷電流検出器８ｂにより太陽電池から主
回路２への負荷電流が検出される〔負荷電流検出部８〕
。演算部９は上記短絡電流検出部１からの電流指令信号
に応じた負荷電流となるよう回転数を算出して設定し、
周波数指令信号を前記制御回路４に出力する。
。図中、１〜３は第１図の同一符号と同様の構成要素を
示す。４は電動機１を運転するために周波数指令を入力
して主回路２を駆動する制御装置である。７ｍは太陽電
池３を間欠的に短絡するための短絡スイッチであり、変
流器ｒｂと共に直列回路を形成する。７Ｃは上記短絡ス
イッチ７ａの閉成時に変流器７ｂから短絡電流を検出す
る短絡電流検出器であシ、次の電流換算部７ｄにより電
動機１を最大電力で稼働するための電流指令信号が送出
される。上記短絡スイッチ７ａから電流換算部７ｄまで
の構成により短絡電流検出部７が形成される。８ｍは変
流器であり、負荷電流検出器８ｂにより太陽電池から主
回路２への負荷電流が検出される〔負荷電流検出部８〕
。演算部９は上記短絡電流検出部１からの電流指令信号
に応じた負荷電流となるよう回転数を算出して設定し、
周波数指令信号を前記制御回路４に出力する。
次に１０は温度補正部であＪ）、１０ｍが太陽電池３に
並列接続され、検出スイッチ１０ｆと共に直列回路をな
す電圧検出器１０ｍと、この電圧検出器１０１の出力か
ら温度を換算し補正信号を送出する変換器１０ｂと、前
記電流指令信号に基づき上記補正信号により補正演算し
て補正された電流指令信号を送出する補正器１０ｃと、
開放電圧を検出するため負荷を開放する開放スイッチ１
０ｄと、前記短絡スイッチＴ＆の閉成時負荷側からの逆
流防止を行なうダイオード１０ｅとによ）構成される。
並列接続され、検出スイッチ１０ｆと共に直列回路をな
す電圧検出器１０ｍと、この電圧検出器１０１の出力か
ら温度を換算し補正信号を送出する変換器１０ｂと、前
記電流指令信号に基づき上記補正信号により補正演算し
て補正された電流指令信号を送出する補正器１０ｃと、
開放電圧を検出するため負荷を開放する開放スイッチ１
０ｄと、前記短絡スイッチＴ＆の閉成時負荷側からの逆
流防止を行なうダイオード１０ｅとによ）構成される。
次に上記構成からなる実施例の動作を説明するが、まず
最初に太陽電池３０光量−電力特性について説明する。
最初に太陽電池３０光量−電力特性について説明する。
太陽電池３は第２図（ａ） Ｋ示すような光量−電力特
性を有するため、高効率運転を行なうためには常に最大
電力点において運転する必要がある。ここで太陽電池３
の特性は第２図（ｂ）に示すように光量によって開放回
路電圧（Ｖｏｃ）が変化するため、第１図（、）の光量
Ｎａｌ、２．３に示すように光量によって光量−電力特
性が変化する。
性を有するため、高効率運転を行なうためには常に最大
電力点において運転する必要がある。ここで太陽電池３
の特性は第２図（ｂ）に示すように光量によって開放回
路電圧（Ｖｏｃ）が変化するため、第１図（、）の光量
Ｎａｌ、２．３に示すように光量によって光量−電力特
性が変化する。
そのため本発明の装置では受光量に応じて光量−電力特
性をめセルの温度特性により補正することにより最大電
力運転となる負荷電流を流し、電動機１全高い効率で運
転するよう構成している。
性をめセルの温度特性により補正することにより最大電
力運転となる負荷電流を流し、電動機１全高い効率で運
転するよう構成している。
一方、本発明の装置は上記受光量を太陽電池３の短絡電
流により予測している。すなわち受光量と短絡電流はセ
ル温度一定の条件下で完全比例しているため、短絡電流
から容易に受光量を予測することが可能である。ここで
、太陽電池３は短絡時、無制限に電流が流れること無く
破壊することも無いという性質を持っているため、短絡
電流を受光量予測の手段として利用できる。
流により予測している。すなわち受光量と短絡電流はセ
ル温度一定の条件下で完全比例しているため、短絡電流
から容易に受光量を予測することが可能である。ここで
、太陽電池３は短絡時、無制限に電流が流れること無く
破壊することも無いという性質を持っているため、短絡
電流を受光量予測の手段として利用できる。
次に第３図に基づき動作を説明する。まず短絡電流検出
部Ｉにおいて、短絡スイッチ７ａが間欠的に閉成され、
その時変流器７ｂから太陽電池３の短絡電流を短絡電流
検出器７ｃで検出し、電流換算部７ｄでその短絡電流か
ら受光量を予測して電流指令信号を出力する。一方、上
記短絡スイッチ７ａの閉成期間以外の時期に温度補正部
１０では太陽電池３の開放電圧を次の様に間欠的に検出
する。まず開放スイッチ１０ｄが第４図に示すごとく間
欠的に開放してその間負荷側の主回路２が太陽電池３か
ら電気的に切離される。この開放スイッチ１０ｄの開放
動作に追従して検出スイッチ１０ｆが第４図に示すごと
く閉成され、太陽電池３が開回路状態で電圧検出器１０
１に接続される。
部Ｉにおいて、短絡スイッチ７ａが間欠的に閉成され、
その時変流器７ｂから太陽電池３の短絡電流を短絡電流
検出器７ｃで検出し、電流換算部７ｄでその短絡電流か
ら受光量を予測して電流指令信号を出力する。一方、上
記短絡スイッチ７ａの閉成期間以外の時期に温度補正部
１０では太陽電池３の開放電圧を次の様に間欠的に検出
する。まず開放スイッチ１０ｄが第４図に示すごとく間
欠的に開放してその間負荷側の主回路２が太陽電池３か
ら電気的に切離される。この開放スイッチ１０ｄの開放
動作に追従して検出スイッチ１０ｆが第４図に示すごと
く閉成され、太陽電池３が開回路状態で電圧検出器１０
１に接続される。
上記電圧検出器１０ａは非常に高いインピーダンスを有
する検出器であるため、太陽電池３の電流がほとんど流
れることなく太陽電池３の開放電圧（Ｖｏｃ）が検出さ
れる。検出された開放電圧から第２図（ｅ）に示すよう
にその電圧の変化率と太陽電池３の電池温度特性で換算
されたセルの温度が変換器１０ｂでめられ保持される。
する検出器であるため、太陽電池３の電流がほとんど流
れることなく太陽電池３の開放電圧（Ｖｏｃ）が検出さ
れる。検出された開放電圧から第２図（ｅ）に示すよう
にその電圧の変化率と太陽電池３の電池温度特性で換算
されたセルの温度が変換器１０ｂでめられ保持される。
この温度から前記電流指令信号を補正すべき補正値を演
算し、補正器１０ｃにおいて短絡電流検出部７から入力
する電流指令信号を補正する。他方、常時負荷電流が変
流器８１を介して負荷電流検出器８ｂで検出され、負荷
電流検出部８として負荷電流信号が送出される。ここで
演算部９は上記負荷電流信号が太陽電池３の出力電流に
最適となるように演算し、上記補正された電流指令信号
に基づいて制御回路４に電動機１の速度指令信号を送出
する。制御回路４はこの速度指令信号に基づき主回路２
に有するスイッチング素子をオン、オフ制御する。
算し、補正器１０ｃにおいて短絡電流検出部７から入力
する電流指令信号を補正する。他方、常時負荷電流が変
流器８１を介して負荷電流検出器８ｂで検出され、負荷
電流検出部８として負荷電流信号が送出される。ここで
演算部９は上記負荷電流信号が太陽電池３の出力電流に
最適となるように演算し、上記補正された電流指令信号
に基づいて制御回路４に電動機１の速度指令信号を送出
する。制御回路４はこの速度指令信号に基づき主回路２
に有するスイッチング素子をオン、オフ制御する。
従って電動機１は太陽電池３の受光量に応じた出力で無
駄なく可変速運転され、非常に効率よく稼働される。
駄なく可変速運転され、非常に効率よく稼働される。
なお、上記実施例では電動機１を可変速電動機としたが
、ＤＣブラシレスモータ等であってもよく、上記実施例
と同様の効果を奏する。また短絡スイッチ７ａに機械接
点を図示して示したが、スイッチングが行えるものであ
れば他のスイッチング手段でも構わず、上記実施例と同
様の効果を奏する。更に、負荷電流を検出するため、太
陽電池３から主回路２への給電経路に変流器８ｍを設置
して直流電流を検出したが、主回路２から電動機１への
経路に変流器８ａを設は交流電流を検出しても勿論構わ
ない。また、上記実施例では温度補正部１０は開放電圧
による温度補正値が保持されるようにしたものを示した
が、記憶回路を設けて開放電圧値等を記憶するようＫし
ても良い。
、ＤＣブラシレスモータ等であってもよく、上記実施例
と同様の効果を奏する。また短絡スイッチ７ａに機械接
点を図示して示したが、スイッチングが行えるものであ
れば他のスイッチング手段でも構わず、上記実施例と同
様の効果を奏する。更に、負荷電流を検出するため、太
陽電池３から主回路２への給電経路に変流器８ｍを設置
して直流電流を検出したが、主回路２から電動機１への
経路に変流器８ａを設は交流電流を検出しても勿論構わ
ない。また、上記実施例では温度補正部１０は開放電圧
による温度補正値が保持されるようにしたものを示した
が、記憶回路を設けて開放電圧値等を記憶するようＫし
ても良い。
以上のように１この発明によれば、太陽電池の短絡電流
から受光量をめて電動機を駆動するに最適な電流指令を
行ない、また太陽電池の開放電圧からセル温度をめて上
記電流指令信号に精度良く補正を加えるよう構成したの
で、太陽電池の出力電流に最適な電動機の回転数指令が
行え、無駄なく非常に効率よく電動機を稼働できるとい
う非常に優れた可変速電動機の制御装置が得られる効果
がある。
から受光量をめて電動機を駆動するに最適な電流指令を
行ない、また太陽電池の開放電圧からセル温度をめて上
記電流指令信号に精度良く補正を加えるよう構成したの
で、太陽電池の出力電流に最適な電動機の回転数指令が
行え、無駄なく非常に効率よく電動機を稼働できるとい
う非常に優れた可変速電動機の制御装置が得られる効果
がある。
第１図は従来の可変速電動機の制御装置を示す構成図、
第２図（ＩＬ）は第１図の太陽電池３の特性を示す特性
図、第２図（ｂ）は第１図の太陽電池３の短絡回路電流
−光量の関係を示す特性図、第２図（ｃ）は同開放回路
電圧−電池温度特性を示す特性図、第３図はこの発明の
一実施例による可変速電動機の制御装置を示す構成図、
第４図は同主要部の動作図である。 １・・・可変速電動機、２・・・主回路、３・・・太陽
電池、４・・・制御回路、７・・・短絡電流検出部、Ｔ
＆・・・短絡スイッチ、Ｔｂ・・・変流器、８・・・短
絡電流検出部、８ｃ・・・コンデンサ、９・・・演算部
、１０・・・温度補正部、１０ｍ・・・電圧検出器。 なお、図中、同一符号は同一、又は相通部分を示す。 特許出願人 三菱電機株式会社 ←瓢編回腰ｗ旧ン（〉） ←叡雲回＊＃−の（＜） 手続補正書（自発） 特許庁長官殿 １、事件の表示 特願昭 ５９−９２９２３号２、発明
の名称 可変速電動機の制御装置 ３、補正をする者 代表者片山仁へ部 ５、補正の対象 （１）明細書の発明の詳細な説明の欄 （２）図面 ６、補正の内容 （１１明細書第７頁第１３行目に「完全」とあるのを「
はぼ」と補正する。 （２）別紙の通り第３図を補正する。 ７、 添付書類の目録 補正後の第３図を記載した書面 １通 以上
第２図（ＩＬ）は第１図の太陽電池３の特性を示す特性
図、第２図（ｂ）は第１図の太陽電池３の短絡回路電流
−光量の関係を示す特性図、第２図（ｃ）は同開放回路
電圧−電池温度特性を示す特性図、第３図はこの発明の
一実施例による可変速電動機の制御装置を示す構成図、
第４図は同主要部の動作図である。 １・・・可変速電動機、２・・・主回路、３・・・太陽
電池、４・・・制御回路、７・・・短絡電流検出部、Ｔ
＆・・・短絡スイッチ、Ｔｂ・・・変流器、８・・・短
絡電流検出部、８ｃ・・・コンデンサ、９・・・演算部
、１０・・・温度補正部、１０ｍ・・・電圧検出器。 なお、図中、同一符号は同一、又は相通部分を示す。 特許出願人 三菱電機株式会社 ←瓢編回腰ｗ旧ン（〉） ←叡雲回＊＃−の（＜） 手続補正書（自発） 特許庁長官殿 １、事件の表示 特願昭 ５９−９２９２３号２、発明
の名称 可変速電動機の制御装置 ３、補正をする者 代表者片山仁へ部 ５、補正の対象 （１）明細書の発明の詳細な説明の欄 （２）図面 ６、補正の内容 （１１明細書第７頁第１３行目に「完全」とあるのを「
はぼ」と補正する。 （２）別紙の通り第３図を補正する。 ７、 添付書類の目録 補正後の第３図を記載した書面 １通 以上
Claims (1)
- 太陽電池を駆動電源とする可変速電動機の制御装置にお
いて、上記太陽電池に並列接続され、間欠的に閉成する
短絡スイッチと共に直列回路を成す変流器によって検出
した短絡電流から上記太陽電池の受光量をめて電流指令
信号を出力する短絡電流検出回路と、上記短絡スイッチ
が閉成期間中に負荷に電力を供給するコンデンサと、上
記短絡電流検出回路の電流指令信号を補正するため、負
荷を間欠的に開放する開放スイッチの開放期間中、上記
太陽電池に間欠的に並列接続される高インピーダンスの
電圧検出回路によって検出した開放電圧から上記太陽電
池の温度をめてその値を保持し補正器によシ上配電流指
令信号を補正する温度補正部と、上記可変速電動機への
負荷電流を検出する負荷電流検出部からの負荷電流信号
が上記太陽電池の出力に最適となるよう演算し、上記補
正された電流指令信号に基づいて制御回路へ速度指令信
号を送出する演算部とを備えた可変速電動機の制御装置
。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59092923A JPS60238918A (ja) | 1984-05-11 | 1984-05-11 | 可変速電動機の制御装置 |
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