JPS6040279B2

JPS6040279B2 - インバ−タ駆動される誘導電動機を再加減速する方法

Info

Publication number: JPS6040279B2
Application number: JP53051270A
Authority: JP
Inventors: 達夫清水; 俊裕沢; 洋一斉藤
Original assignee: Yaskawa Electric Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Yaskawa Electric Corp
Priority date: 1978-04-25
Filing date: 1978-04-25
Publication date: 1985-09-10
Also published as: JPS54140917A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、電流マイナーループ制御付周波数装置を用い
て、速度検出をそなえず、回転中の誘導電動機をトルク
ショックなしで再加減速する方法に関する。

第１図はこの種装置の概要系統図、第２図はその運転状
態図である。

１台の周波数変換装置の電流形ィンバータ５０で、誘導
電動機８ａを商用周波数まで加速したあと、商用周波電
源１に切り換え、たとえば電磁接触器ＩＭからそのＩＭ
Ｘへ切襖運転を行ない、それからある時間後、同様にし
て、他の譲導電動機８ｂを商用周波数まで加速して商用
周波電源１に切り換え、たとえば電磁接触器２Ｍからそ
の２ＭＫによって運転を行ない、以後はィンバータ５０
は休止している。

つぎに、いずれかの電動機、たとえば譲導電動機８ａを
停止させることにしよう、。

この場合、運転デューテイの都合で、インバ−夕５０が
他の電動機、たえば叢導電動機８ｂの加速中になる場合
もあるので、インバータ５０では減速できず、電磁接触
器ＩＭＸを開放して譲導電動機８ａをフリーランさせる
方法をとる。

したがって、この誘導電動機８ａの回転速度に関する情
報は、タコセネなどなんらかの速度検出機構を設けない
限り全くなくなる。

やがて、この誘導電動機８ａがフリーランしている状態
から、再びこの誘導電動機８ａを加速する場合、速度検
出機能がないため、ィンバータ５０が定格出力をだせる
状態、つまりィンバータ５０の電流制限を譲導電動機８
ａのたとえば１５０％にしておいて、周波数・電圧（Ｖ
／Ｆ一定）指令を下から漸次あげてゆくと、同期速度が
譲導電動機８ａの回転している速度に近づくと、回生制
動により急激に大きな制動トルクが誘導電動機８ａに発
生し、同期速度通過後、逆方向に加速トルクを発生し、
加速を開始することになる。

このことは、第２図■，■の誘導電動機８ａ，８ｂの運
転速度曲線２ａ，２ｂにおける時点ｔｆからの状態に相
当する。それは、誘導電動機８ａ，８ｂの負荷としてブ
ロワであるとすれば、ブロワの駆動軸に大きな衝撃トル
クを与えることになり、寿命を著しく短くすることにな
る。

一方、単に電流制限値をさげたまま、たとえば５０％で
加速すると、トルクショツクは小さくなるが、加速失敗
することになる。

ここにおいて、本発明はこれらの不具合を解決する手段
を提供しようとするものである。

第３図は、本発明が適用されるシステムの電気的略線図
である。

２は主回路電流を検出する変流器、３はコンバータ、４
は直流リアクトル、５はィンバータ素子、６，１１１，
１２１，１３１はダイオード、７は転流コンンサ、８は
誘導電動機、９は周波数・電圧指令設定器、１０は電圧
→周波数変換器、１１，１４は混合器、１２は電圧アン
プ、１３は電流制限値の設定器、１５は電流アンプ、１
６は移相器であって、ダイオード１１１を介して謙導電
動機８の電圧メィジャーループ、変流器２を経て電流マ
イナーループを形成している。

第４図は、本発明の一実施例のブロックダイアグラム、
第５図はその一部シーケンス回路図、第６図はその運転
タイムチャートである。では第４図の具体的回路に基づ
き、回転速度不明で回転中の誘導電動機８ａを、急激な
トルクショツクなく再加速する手法を述べよう。モード
■ いま、回転数不明の誘導電動機８がィンバータ５０１こ
接続されている。

周波数・電圧指令が設定器９により譲導電動機８の定格
速度、たとえば十６Ｖになっているが、電流アンプ１５
においてゲートブロックがかかつているため、インバー
タ５川ま動作していない。このとき、誘導電動機８はあ
る速度、たとえば定格速度の１／２付近にあるものとし
よう。

モード■運転指令でリレースイッチＲＵＮが投入され動
作すると、さきのゲートブロックがとれ、周波数・電圧
指令は議導電動機８の定格速度に相当する電圧（十６Ｖ
）より、直線的に指令電圧が出力する直線加減遠器Ｓ・
Ｓの、減速時間設定パターンＤＲＥＦＩに基づく、減速
レートで減速する。

このとき、電流制限はパターンＩＲＥＦ．１であるが、
それは謙導電動機８の励磁電流よりいくらか高目、たと
えば励磁電流の１２０％であるので、周波数・電圧指令
は誘導電動機８が回転中の速度（定格の１／２速度）に
達するまでは、電圧アンプ１２は飽和状態にあり、電流
制限パターンＩＲＥＦ．１で制限される主回路電流が流
れている。モード■ 周波数・電圧指令がだんだんと減少し、回転中の誘導電
動機８の速度付近に達すると、急激に譲導電動機８の電
圧が上昇して、電圧アンプ１２の飽和が解け始める。

これをコンパレータＣＯＭＩによって検出する。

なお、１２２はそのコンパレータＣＯＭＩへ与える設定
バイアスである。

モード■ そのコンパレータＣＯＭＩの出力で、メモリーＭＥＭ（
とえばフリップフロップ）を動作、つまりセットさせ、
このメモリーＭＥＭの出力で、減速時間調整を直線加減
遠器Ｓ・ＳにおけるパターンＤＲＥＦ．１から、パター
ンＤＲＥＦ．２に切り換える。

パターンＤＲ８Ｆ．２はパターンＤＲ８Ｆ．１よりも減
速レートが緩やか、たとえば１／１０になるように設定
する。モード■ 電圧アンプ１２の飽和がさらにとげ、電流制限パターン
ＩＲＥＦ．１の電圧に達したことを、コンパレータＣＯ
Ｍ２で検出し、その検出の時機をもってィンバータ５０
が電圧制御に入ったことを判断し、加速に移る。

モード■ すなわち、コンパレータＣ○Ｍ２の出力でリレー２×を
駆動し、リレー２ＸＭでこれを保持し、このリレー２Ｍ
×で周波数・電圧指令を上昇させるとともに、電流制限
パターンＩＲＥＦ．１より高い、たとえば誘導電動機８
の定格電流の１５０％（これを『定格電流制限値』とい
う）に設定できるパターンＩＲＥＦ．２に切り換える。

この電流制限が切り換えられた状態において、ィンバー
タ５０は電圧制御に入っているので、トルクショックは
発生しない。一方、このコンパレータＣＯＭ２の出力を
もって、メモリーＭ旧Ｍをリセットして減速時間調整を
パターンＤＲＥＦ．１に戻しておく。

モード■ 誘導電動機８は、直線加減速器Ｓ，Ｓの加速時間設定に
基づくレートで上昇する周波数・電圧指令によって、加
速する。

このように本発明によれば、電流マイナー付電流形ィン
バータ５０１こおいて、電流制限レベルを負荷の誘導電
動機８の励磁電流以上に設定しておけば、負荷トルクに
関係なく、その同期速度が誘導電動機速度近傍にある場
合、電圧アンプ１２の飽和はとげ、電圧制御領域が存在
する。

このことを少しくわしく説明する。

第７図は、誘導電動機のトルク、電流対速度の特性図で
ある。

７１は制限のないときの電流、７３はその発生トルク、
７５は励磁電流、Ｓはスリップである。

この電動機に電流制限をかけたときを考える。速度に対
する制限電流は７２、発生トルクは７４のように低減す
る。この電流制限にかかった領域では、所要のＶ／Ｆに
対し、電流が制限値以下しか流れないため出力電圧が抑
制されているが、第７図の７６〜７７の領域は電流制限
にかかわらず、従って所要のＶ／Ｆ制御がなされること
になる。

以上により、励磁電流というのはＶ／Ｆを確保するに必
要な励磁電流で、第７図ではＮｏに相当した周波数Ｆｏ
に対し、そのときの電圧を発生させるに必要な励磁電流
ということになる。

この電圧アンプ１２の飽和解除後の出力が、電流制限値
より絶対値で小さくなったことを検出し、誘導電動機８
の速度が同期速度の十分近傍にあると判断するものであ
る。

すなわち、この実施例におけるシーケンスは、つぎのと
おりである。

その１、周波数・電圧指令を定格１００％より、電流制
限を誘導電動機８の励磁電流にくらべ、いくらか高目の
状態にして、有限の減速速度で低下させる。

その２、同期速度と譲導電動機８の速度が近づくと、電
圧アンプ１２の飽和が解けるので、これを検出する。

その３、電流制限を定格電流制限に切り換え、加速に移
る。

なお、周波数変換装置としてィンバータ５０をもって説
明したが、ィンバータに代えてサイクロンコンバータ等
可変周波の電流マイナーループ付の変換装置であれば、
すべてに応用可能である。

かくして本発明により、タコセネなしで、誘導電動機の
可変周波制御に、ショックレスで加減速ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの種装置の概要系統図、第２図はその運転状
態図、第３図は本発明が適用されるシステムの電気的略
線図、第４図は本発明の一施例のフロックダィアグラム
、第５図はその一部シーケンス回路図、第６図はその運
転タイムチャート、第７図は誘導電動機の特性図である
。１…・・・商用電源、２・・・・・・変流器、３・…・
・コンバータ、４・・・・・・直流リアクトル、５・・
・・・・ィンバータ素子、６，１１１，１２１，１３１
，…・・・ダイオード、７・・・・・・転流コンデンサ
、８，８ａ，８ｂ・・・・・・誘導電動機、９・・・・
・・周波数・電圧（Ｖ／Ｆ）指令設定器、１０・・…・
電圧周波数（Ｖ→Ｆ）変換器、１１，１４・・・・・・
混合器、１２・・・・・・電圧アンプ、１３・・・・・
・主回路電流設定器、１５・・・・・・電流ァンプ、１
６・・・・・・移相器、１２２・・・・・・バイアス設
定器、Ｓ・Ｓ・・・・・・直線加減途器、ＣＯＭ１，Ｃ
ＯＭ２・・・・・・コンパレータ、ＭＥＭ・・・・・・
メモリー、ＰＯＲ１，ＰＯＲ２・・・・・・電力増幅器
。第１図第２図第３図第５図第４図第７図第６図

Claims

【特許請求の範囲】

１インバータ駆動される誘導電動機を周波数・電圧制
御するとともに、その周波数電圧制御の指令値と電圧メ
イジヤーループから誘導電動機電圧の負帰還されたもの
との偏差を増幅する電圧増幅器を経た誘導電動機速度指
令値にその電流制限値を加えた値と、電流マイナールー
プから主回路電流の負帰還電流との偏差値を電流増幅器
・位相器を介してコンバータの位相を制御するようにし
たシステムにおいて、駆動中の誘導電動機を電源から
開放し、誘導電動機がフリーランしている状態にあると
き、インバータの運転を指令し、周波数・電圧制御
指令値を駆動時の値から第１の減速レートで直線的に減
少させ、そのときの電流制限値は誘導電動機の励磁電流
よりいくらか高目の第１の電流制限値とし、周波数・
電圧制御指令値が漸減し回転中の誘導電動機の速度付近
に到達したとき電圧増幅器の出力を介してこれを検出し
、周波数・電圧制御指令値を第１の減速レートより緩や
かな第２の減速レートへ切替え、電圧増幅器出力がさ
らに増加し第１の電流制限値に達したことをその出力電
圧により検出し、周波数・電圧制御指令を上昇に切り
替え、電流制限を第１の電流制限値より大きい定格電流
制限値に切り替え、周波数・電圧制御の指令値を漸増
させ加速することを特徴とするインバータ駆動される誘
導電動機を再加減速する方法。