JPS62244296A - 交流電動機の駆動装置 - 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】 （発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は交流電動機の駆動装置に関する。

（従来の技術） 電力変換装置として一般によく用いられている装置は電
流形インバータ或いはサイリスタモータ等が挙げられ、
交流電動機としては誘導電動機、同期電動機等が適用で
きる。

そして、誘導電動機がファン・ブロワ等に適用される場
合には、商用電源により一定速で面転されることが多い
。このようなシステムで流量制御をしようとする場合は
、ダンパー等を用いた制御が一般的であった。これに対
し最近電流形インバータを使用して可変速運転をし、こ
れによって流量制御を達成しようとする適用例が多くな
ってきた。

然るに、商用電源による駆動から電流形インバータによ
る駆動へ切換える場合、商用電源から与えられている電
流は変成器と電流検出回路によりその位相が検出され、
電流検出回路から出力される電流位相とリングカウンタ
から出力される点弧タイミングを位相比較器にて位相に
関し比較増幅して、発振器へ周波数及び位相が一致する
よう周波数補正信号を発生し、このようにして運転信号
がはいる以前に、商用電源側の位相とあわせておいて電
流形インバータの運転を開始していた。

（発明が解決しようとする問題点） 前記の電源切換方式では商用電源側の電流位相に対して
、リングカウンタから出力される点弧タイミングの位相
が一致するように発振器を１．制御していたため、切換
運転時に負荷変動により転流時間が変化し、初期投入位
相に差が生じていた。この位相差により過電流が流れる
などの不安定現象が生じ、過渡トルクによる機会系への
悪影響、切換時間の増加などが生じていた。

本発明は以上の欠点に対してなされたものであり、転流
現象に依る出力電流位相の遅れを位相補正回路により補
正し、切換時の投入位相差を小さくすることにより、切
換時の過電流を抑制し、安定性の高い交流電動機の駆動
変換装置を提供するものである。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 前述の目的を達成するため、本発明は交流電動機の力率
角を検出する力率検出回路と、交流電動機の電流を検出
する電流検出回路と、交流電動機を速度制御する電力変
換装置の出力を決定する分周回路と、力率検出回路の出
力信号及び電流検出回路の出力信号により転流時間を演
算する転流時間検出回路と、転流時間検出回路の出力信
号により分周回路の出力信号を補正する転流時間補正回
路と、交流電源電圧及び力率検出回路の出力信号により
電流位相を演算する電流位相検出回路と、この電流位相
検出回路及び転流時間補正回路の出力信号により位相比
較回路とを具備し、交流電源及び電力変換装置の出力交
流位相を同期させて両者の電源切換を行う電力変換装置
である。

（作　用） このように構成されたものにおいては、商用電源位相と
電力変換器の実際の電流位相が一致するように位相を補
正するため、過電流の生じない安定した短時間の電源切
換が可能となる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面によって説明する。

商用電源１１はスイッチ１２、変換器１３を介して電流
形インバータに接続される。電流形インバータは交流を
直流に変換する整流回路１４、直流電流を平滑する直流
リアクトル１５及び直流を任意の周波数の交流に変換す
るインバータ回路１６から成り、その主力はスイッチ１
７を介して、誘導電動機１８に接続される。商用電源１
１は別の系統としてスイッチ１９を介して、直接、誘導
電動機１８にも接続される。電流形インバータは以下で
説明されるように動作する。すなわち、設定器２１によ
って与えられる速度基準は入力制限回路２２を介して電
圧基準ｅＶ及び周波数基準ｅｐとなる。電圧基準ｅＶは
変圧器２３及び整流回路２４を介して得た電圧帰還信号
２４ａと電圧制御回路２５にて比較増幅され電流基準２
５ａを発生する。この電流基準２５ａは、変成器２６及
び整流回路２７を介して得た電流帰還信号２７ａと電流
制御回路２８にて比較増幅され位相基準２８ａを発生す
る。この位相基準２８ａは位相制御回路２９を介して整
流回路１４を構成するサイリスタに点弧パルスを与える
。一方、周波数基準ｅｐは発振器３０、リングカウンタ
３１を介してインバータ回路１６を構成するサイリスタ
の点弧タイミングを与える。

リングカウンタ３１とインバータ回路１６の間にあるパ
ルス増幅回路３２は、点弧パルスを増幅する機能と運転
信号ＲＵＮに従ってサイリスタにパルスを与えるか否か
を決定する。

電源の切換は、商用電源から電力変換装置への切換、あ
るいはその逆に電力変換装置から商用電源への切換を行
うことができる。

変圧器４１の出力と変流器３３の出力により電流位相検
出回路３８は電流位相を検出し、これと整流器２７の出
力とを合わせて転流時間演算回路３７に入力し、その信
号にてリングカウンタ３１の出力を補正する。

第２図は点弧パルスと実際の電流を示す。時間ＴＡにお
いて点弧パルスＰが与えられるとコンデンザ電圧Ｅｃは
時間ＴＡから時間ＴＢの間の時間Ｔ１、逆方向に充電さ
れ、時間ＴＢにて初めて正方向となる。この時間ＴＢか
らＵ相電流ｉｕは減少していき、Ｖ相電流ｉｖは増加し
ていく。

時間ＴＣにおいてＵ相電流ｉｕは完全に零となり、転流
が終了する。従って、点弧パルスＰが与えられた時間Ｔ
Ａから実際の電流位相は転流時間Ｔ１だけ遅れることが
わかる。ここで転流時間Ｔ１は主回路の定数及び交流電
動機の電流により決定されるが、この発明にとってその
導出は重要な要素とならないためその説明を省くが、例
えば上山直彦著［サイリスタモータ制御ＡＣモータの運
転と保守（電気書院昭和５２年１０月２９日発行）」に
その動作の詳細が述べられている。

第１図における転流時間演算回路３７は、予め予想され
る転流時間Ｔ１を交流電動殿の電流及び力率から演算し
、転流時間補正回路３６により、カウンタ３１の出力に
補正を加える。転流時間補正回路３１の出力は交流電動
機の電流位相と位相比較器３５によって比較増幅され、
発掘器３０へ周波数及び位相が一致するよう周波数補正
信号ΔｅＦを発生する。

このようにして運転信号ＲＵＮがはいる以前に、点弧パ
ルスＰは点弧パルスを与えることによって生じる実際の
電流波形が、現在の交流電動機の電流位相と一致するよ
うに制御されている。

第１図における電源の切換方式ではインバータの実際の
出力電流位相が、交流電動機の電流位相と一致するよう
制御されるため、切換時、初期の位相差が生じず過渡現
象は発生しない。又位相差が少ないため、短時間の切換
を提供することができる。

（発明の効果〕 以上説明したように、本発明によれば、交換装置の電流
位相は、負荷の変動などによる転流時間の遅れの影響を
受けることなく、商用電源の電流位相と一致させること
ができるため、次の特徴を持った交流電動機の駆動装置
を提供することができる。

■　過電流を抑制し安定した切換運転ができる。

■　安定した切換により短時間の切換を達成することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す駆動装置の構成図、第
２図は転流現象の説明図である。 ２８・・・電流制御回路 ２９・・・位相制御回路 ３０・・・発掘器 ３１・・・リングカウンタ ３２・・・パルス増幅回路 ３４・・・電流検出回路 ３５・・・位相比較器 ３６・・・転流時間補正回路 ３７・・・転流時間演算回路 ３８・・・電流位相検出回路 代理人　弁理士　則　近　憲　佑 同　　三俣弘文

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 出力に任意の周波数の交流を発生する電力変換装置と、
   この電力変換装置の出力に対して独立して接続される交
   流電源と、前記電力変換装置或いは前記交流電源にて駆
   動される交流電動機と、前記電力変換装置及び前記交流
   電動機の間に設けられた第１のスイッチと、前記交流電
   源及び前記交流電動機の間に設けられた第２のスイッチ
   とを備えた交流電動機の駆動装置に於て、前記交流電動
   機を前記交流電源から前記電力装置に切換えるため前記
   交流電動機の力率角を検出する第１の手段と、前記交流
   電動機の電流を検出する第２の手段と、前記電力変換装
   置の出力周波数を決定する第３の手段と、前記第１の手
   段の出力信号及び前記第２の手段の出力信号により、転
   流時間を演算する第４の手段と、この第４の手段の出力
   信号により前記第３の手段の出力信号を補正する第５の
   手段と、この第５の手段及び前記第１の手段の出力信号
   の位相が一致したことを検出する第６の手段と、この第
   ６の手段の出力信号に対して前記電力変換装置の運転開
   始を指令する第７の手段を具備することを特徴とする交
   流電動機の駆動装置。