JPS61161993A - インバ−タ装置 - Google Patents

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】 〔発明の利用分野〕 本発明は誘導電動機に商用交流電力を直接加えることか
できる直送回路を備えたインバータ装置に関するもので
ある。

〔発明の背景〕

従来、この種の直送回路を備え光インバータ装置として
第８図に示すようなものがある。第８図において、電動
機１はコンタクタ２を投入することによって商用交流電
力が直接供給されて直送運転され、逆にコンタクタ３，
４ｔ−投入することによってインバータ運転される。イ
ンバータ運転は、整流器５で商用交流電力を直流電力に
変換して直流リプクトル６で平滑した後、インバータ７
で再び交流電力に逆変換し、その出力電圧をコンタクタ
３を介して供給することによって行なわれる。

この場合、インバータ７の交流出力周波数は、速度設定
回路８の速度設定値を周波数指令回路９において周波数
指令に変換し、さらにこの周波数指令を電圧／周波数変
換回路１０でパルス列に変換し、リングカウンタ１１か
ら出力する各相の点弧パルスの周波数を調整するととに
よって制御される。

一方、インバータ７に直流電力を供給する整流器５の出
力電圧は、周波数指令回路９からの周波数指令を電圧指
令回路１２において電圧指令に変換し、この電圧指令と
変圧器１３で検出したインバータ出力電圧との差を電圧
制御回路１４で求めた後、この差の電圧を電流制限回路
１５で一定範囲内に制限したうえ、電流制御回路１７で
変流器１６による入力電流検出値と比較して電流指令と
して位相調整回路１８に入力し、この位相調整回路１８
から出力する点弧パルスの位相を調整することによって
制御される。

ところで、このような直送回路を設けて誘導電動機１を
駆動する場合、直送運転からインバータ運転への切換え
は第９図（ａ）に示すようにまずコンタクタ２を開放し
、次にコンタクタ３．４を投入する（第９図（ｂ））こ
とによって行なわれるが、従来においてインバータ７は
例えば特開昭５８−９９２９６号に示されているように
コンタクタ３゜４の投入後、誘導電動機１の回転数が第
９図（Ｃ）に示すように一定値ＮＯ以下に下がるか、ま
たは誘起電圧が第９図（ｄ）に示すように回転数が一定
値以下に下がり、インバータ運転に引込むことができる
まで待機し、引込み可能な状態になったとき第９図（ｅ
）に示すようにその出力電圧周波数が設定周波数に向け
て変化するように制御されていた。

ところが、このような制御によって直送運転からインバ
ータ運転に切換えるものにおいては、切換時に過渡的に
誘導電動機１の回転数が低下し、電動機負荷に悪影響を
与える場合があった。また、電動機負荷の変動が大きい
ものでは、時速率が変化し、インバータ運転に円滑に引
込むことができないという問題点があつ九。さらにはず
み車効果ＧＤ”の小さい負荷や誘導電圧の減衰時定数が
長い電動機では引込み運転時の周波数が非常に低くなシ
、前述の場合２同様に電動機負荷に悪影響を与える場合
が６つ念。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、誘導電動機の回転数をほぼ一定に保っ
たまま直送運転からインバータ運転に切換えることがで
きるインバータ装置を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明に、誘導電動機の入力電流位相にインバータ出力
電流位相が同期するように調整した後、同期がとれた段
階でインバータ運転に切換えるようにしたものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明を実施例に基づき説明する。

第１図は本発明の第１実施例を示す回路図であり、従来
構成に加えて、誘導電動機１の入力電流を検出する変流
器１９と、誘導電動機１の電流位相とインバータ７の点
弧パルス位相との同期を検出する検出回路２０と、直送
運転からイ・ンバータ運転への切換時の直流回路電流を
設定するための電圧設定器２１が設けられ、さらにイン
バータ運転に移行するまでの間はリングカウンタ１１の
入力を同期検出回路２Ｇの出力側に切換えるスイッチ２
２および電圧制御回路１４の入力を電圧設定器２１の出
力側に切換えるスイッチ２３がもうけられている。

この構成において、第２図に切換え状態の時のタイムチ
ャートを示しているが、インバータ運転への切換えに際
しては直送回路のコンタクタ２ｔ−投入したまｔ（第２
図（ａ））コンタクタ３，４が第２図伽）に示すように
投入される。この時、スイッチ２３の可動接点は電圧設
定器２１の出力側にそれぞれ切換えられる。すると、イ
ンバータ７ｒｉ、リングカウンタ１１から出力される点
弧パルス位相と変流器１９で検出される電動機１の入力
電流位相とが一致するように同期検出回路２０によシ制
御される。この結果、第２図（Ｃ）に示す電動機回転数
Ｎと（ｄ）に示す電動機誘起電圧Ｅはほとんで一定のｔ
ま、インバータ７の出力電圧が第２図（ｅ）に示すよう
に直送回路の商用周波数と同一になる。

一方、整流器５は電圧設定器２１の電圧が直送回路電圧
よシ高く設定しであるので、第２図（２）のインバータ
出力電流を電流制限回路１５で決める電流まで増加させ
る。その結果、直流回路電流は第２図（０に示すように
減少する。

このようにして電流位相の同期がとれると、コンククタ
２が開放され、またスイッチ２２は同期検出回路２０の
出力パルスと電圧／周波数変換回路１０の出力パルスが
同期した時点で切換えられ、ま±スイッチ２３は電圧指
令回路１２の出力側に切換えられる。

このように本実施例によれば、誘導電動機１０回転数を
ほぼ一定に保ったままインバータ運転に円滑に切換える
ことができる。

第３図に本発明の第２の実施例を示すもので、第１図の
構成に加え、直流回路電流を零にする制御部分を追加し
たものである。すなわち、直送回路からインバータへの
切換え中はスイッチ２６を閉じ、インバータ７の出力電
流を変換器２４で検出し、これを電動機入力電流（変流
器１９で検出）と比較し、直流回路電流制御回路２５に
より電流制限回路１５の電流制限値を変えることによシ
直流回路電流が零になるように制御している。

本実施例によれば、さらにインバータ運転への移行がス
ムーズに行える効果がある。

第４図は本発明の実施例を示すもので、第３図と異ｆ！
７、直流回路電流制御回路２５の出力をスイッチ２６を
介して電圧指令回路１２の出力に加算し、電圧設定器２
１およびスイッチ２３ｔ−削除したものである。

本実施例によれば、インバータ運転への移行中も電圧制
御系がフィードバック制御されるため、さらにインバー
タ運転への移行がスムーズに行える効果がある。

なお、第３図および第４図において、変流器２４０代り
に変流器８を用いる方法や直流回路電流を極性を含めて
直接検出する方法を用いてもよい。

第５図は本発明の第４の実施例を示すもので、第１図の
構成と同期検出方法が異なる。すなわち、この実施例の
同期検出回路ｚＯはインバータ出力電圧とその点弧パル
スとの位相差が電動機力率から決まる所定値となるよう
に点弧パルス位相を制御する。

本実施例においても、直送運転からインバータ運転への
切換えはスムーズに行なわれる。

次に、同期検出回路２０について説明する。

第６図は、同期検出回路２０の実施例を示す回路図であ
り、第７図はその動作を示すタイムチャートである。第
６図において、比較回路３１は電動機電流工υ−Ｉｆの
極性上比較し、第７図（Ｃ）に示すようにＵＰ相の点弧
タイミングからＯＮ相の点弧タイミングまでの間１１＃
となる比較出力Ａを送出する。この比較出力は微分回路
３２でその立上りが微分され、第７図（ｄ）に示すよう
な微分パルスＢに変換される。

この微分パルスＢの発生タイミングはＵＰ相の点弧タイ
ミングに相当する。そこで、この微分パルスＢはリング
カウンタ１１から出力されるＵＰ相の点弧パルスＣ（第
７図（ｅ））との位相差が７リツプフロツプ３３で検出
される。この結果、フリップフロップ３３からその位相
差に応じて第７図（ｆ）に示すような位相差信号りが出
力される。この位相差信号Ｄｆｌ積分回路３４で積分さ
れて第７図（ｇ）に示すような直流電圧に変換され、電
圧制御型の発振回路３５に供給される。

これによって、発振回路３５の発振周波数が制御され、
リングカウンタ１１に入力される。この結果、リングカ
ウンタ１１から出力されるＵＰ相の点弧パルスの位相は
電動機のＵＰ相入力電流の位相と一致するように制御さ
れる。

なお、比較回路３１でＶ壮図Ｗ相の電流Ｉａ−Ｉｗｔ−
比較しているのは、第７図（ａ）、　（ｂ）のＩｖ。

Ｉｗ波形が示すように、直送回路電流波形（図中の実線
）とインバータ出力電流波形（図中の破線）が同一位相
で検出できる念めである。ま九、第６図において、電動
機電流の極性比較は他の回路の組合せでも容易に可能で
あり、フリップフロップ３３で比較するリングカウンタ
１３の出力パルスＣがその位相と対応するものであれば
同様の結果となる。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように本発明によれば、直送運
転からインバータ運転への切換えを誘導電動機の回転数
をほぼ一定状態に保ったまま円滑に行うことができる。

この結果、電動機負荷に対応する悪影響も防止できるよ
うになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるインバータ装置の第１の実施例の
構成図、第２図は第１図において直送運転からインバー
タ運転への切換え動作を説明するタイムチャート、第３
図は本発明によるインバータ装置の第２の実施例の構成
図、第４図は本発明によるインバータ装置の第３の実施
例の構成図、第５図は本発明によるインバータ装置の第
４の実施例の構成図、第６図は本発明に用いる同期検出
回路の一実施例を示す図、第７図は第６図の動作を説明
するためのタイムチャート、第８図は従来のインバータ
装置の構成図、第９図は従来装置における直送運転から
インバータ運転への切替動作を説明するためのタイムチ
ャートである。 １・・・誘導電動機、２，３．４・・・コンタクタ、５
・・・整流器、７・・・インバータ、８・・・速度設定
回路、１０・・・電圧／周波数変換回路、１１・・・リ
ングカウンタ、１７・・・電流制御回路、１８・・・位
相調整回路、２０・・・同期検出回路、２１・・・電圧
設定器、２５・・・直流回路電流制御回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．　商用交流電力を入力する整流器の直流出力電力を
   所定周波数の交流電力に変換して第１の接触器を介して
   誘導電動機に供給するインバータと、誘導電動機に商用
   交流電力を第２の接触器を介して加える直送回路を備え
   たインバータ装置において、誘導電動機の入力電流を検
   出する第１の電流検出手段と、インバータの出力電流を
   検出する第２の電流検出手段と、これら電流検出手段で
   検出された誘導電動機の入力電流とインバータの出力電
   流との位相差を検出し、その位相差が零になるようにイ
   ンバータ出力電流位相を制御する制御手段とを有し、前
   記位相差を零に制御した後、前記第２の接触器を開放し
   、第１の接触器を投入するように構成したことを特徴と
   するインバータ装置。