JPS62290370A - 電動機の始動装置 - 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】 λ発明の詳細な説明 人、産業上の利用分野 この発明は）丘、逆ｆ績装置を用い念＆！動機の始ＩＩ
Ｂ７５法に関する。

Ｂ０発明の概要 この発明はＰ　Ａ　Ｍ　ｆｉ！ｌＪ御される順変換ｆｉ
置とＰＷＭ制御される逆変換装置１を用い九ｉｉｃ動機
の始動方法において、 ＰＡＭ制御されるＩｉＩ！換装蓋の直流電圧ンＰＷＭ制
御される逆変換装置に与えて始動時にはＰＷＭ制御出力
で、その後順ｆ侠装置の直流電圧を徐々に上昇させ、Ｐ
ＷＭ制御によるＰＷＭ波形からＰＡＭ制御時のＰＡＭ波
形に順次近づけるよ５にＰＷＭ制御して電動機を始動さ
せるようにしたので。

扁い＠動トルクを得ることができるとともに電ｗＪ機の
突入電流を抑制させるようにしたものである。

Ｃ１従来の技術 産業用の大中容被ポンプやプロア等の駆動用電動機とし
ては普通、高圧誘導電動機（ＩＭ）が夏用さｎている。

近年、省エネルギーを目的とし友ポンプやプロア用のＩ
Ｍは逆変換装置（インバータ）！用いて可変速させるこ
とが広く行われるようになって来念。

Ｄ０発明が解決しようとする問題点 通常、ＩＭＹインバータにより始動させる場合。

突入を流を抑制する関係から低周波による始動方法が行
なわｎている。ところが、プロア用駆ａ１を動機は始動
時に２０％程度の高始動トルク？必要とし、インバータ
によるＰＷＭ制御だゆで低周及始動を行なうと、高始動
トルクが得らｎない問題点があった。

このため、この発明では順変換装置（コンバータ）ｖｐ
ＡＭ制御するとともにインバータをＰＷＭセｌ１ｍさせ
て、始動電流を少くするとともに高始動トルクを得るよ
うにしたものである。

Ｅ０問題点？解決する九めの手段 この発明はＰ　Ａ　Ｍ　ＮＩＵ御される層変換装置とＰ
ＷＭ制御される逆変換装！Ｉｉ′？ザ用して電動機を始
動させる際に。

始動周波数設定器の設定値を増＠部を介して逆変換装置
の演算処理部と順変換装置に与え、順変換ｆｃ置の出力
庫圧火前記設定１直まで上昇させるとともに、逆変換装
置の出力周波数を超低周波数に固定し念状態で出力ぼ圧
を演算処理部で設定さｎた値まで上昇させ、しかる後、
その上昇により′電動機が回転を始めたかどうかを確認
してから、前記始動周波数設定値まで逆変換装置の周波
数とその出力電圧と！演算処理部により演算させ、逆変
換装置のＰＷＭ制御によりそｎらを上昇させ、前記逆変
換装置の周波数が始動周波数設定値と一致し九ことをｍ
認した後、演算処理部の演算処理動作を変化させ、その
後、　１１変換装置の出力電圧ケ徐々に上昇させ、その
上昇中には逆変換装置の出力電圧と周波数の比を一定に
保持させ念ままに制御し、順変換装置の出力電圧の上昇
が完了してから所定時間経過後に始動を完了させるよう
にし念ものである。

乙作用 上記のように構成された電動機の＠動力法において、始
動周波数設定器で設定した始切周波数ン超低周波数の例
えば１．５Ｈｚとし、この＠動量波数で逆変換装！ｌを
動作させ、逆変換裂ｄの出力電圧ＶＭをディジタルのＰ
　Ｗ　Ｍ　ｌ’ｌ制御により徐々に上昇させて設定さｎ
たｖ／ｆ値まで出力電圧ｖＭを上昇させる。その後、始
動周波数設定値までＶ／ｆ値を上昇させて行き、Ｖｌｆ
値がその設定値と一致し九時点で逆変換装置ｔアナログ
のＰＷＭ比例積分演算値で制御するように演算処理部を
動作させる。

この動作とともに順変換装置の＠流電圧を徐々に上昇さ
せることによってｐ　ｗ　Ｍ　？ＩＪ御出力出力波形変
換装置の直流電圧ＶｄによりＰＡＭ制御の出力波形に近
くなる。このため、高い＠動トルクｔ４ることができる
。その後始動周波数設定値を周波数設定器に切換えて電
動機の回転数を上昇させて通常の制御に入る。

Ｇ、実施例 以下図面？謬照してこの発明の一実施例を説明する。

第１図において、１は始動周波数設定器、２は＠動完了
後に操作される周波数設定器で、側設定器１．２の出力
は設定切換スイッチ３ン介して振動防止回路４に入力さ
れる。揚動防止回路４の出力は第１つき合せ部５を弁し
て加算増幅回路６に供給される。第１つき仕せｓ５には
マイクロコンピュータからなる演算処理部７に形成され
る周波数（以下Ｆと称す）設定加減手段７ａの出力が供
給される。このＦ設定別瓢中段７ａは拾い上げアナログ
切換用として動作する。前記加算増幅回路６の出力はク
ッション回路８に供給される。なお、後述の順変換装置
の直流電圧の上昇を速くする九めにクツショパス（図示
破線）用スィッチ８ａχ一定時間オンにする。前記クッ
ション回路８は′電動機の＠動が円滑にできるような特
性に例えば図示のような特性曲線に形成さｔている。

クッション回路８の出力は第２つき合せ部９を分して周
波数制御増幅回路１０で増幅されて第３つき合せ部１１
に与えらｎる。この第３つき合せ部１１は、有効電流検
出部１２の出力と前記増幅回路ｌＯの出力との偏ｌｔ出
力するもので、その１差出力は電泥増幅回Ｗ＆１３で増
幅されて１反転層幅回路１４に入力される６反転層幅回
路１４の出力は第２つき合せ部９に一次遅れ回Ｍ　５０
　Ｙ弁してフィードバックされるとともに電圧設定増幅
回１８１５と周［数設定増幅回路１６に入力される。

この回ｇ１ｓ、ｔｓまでが増幅部として動作される。前
記成圧設定増襠回絡１５の出力は電圧設足パターン回絡
１７Ｙｊｒして第４つき合せ部１８のプラス端に供給さ
れる。この＠４つき合せ部１８の他のプラス端には設定
切換スイッチ３の切換後の安定性？保つ念めに、電圧Ｍ
バイアス回路５１の出力が供給される。前記第４つき合
せ１ｉｆＩＳ１８のマイナス端には直流′電圧Ｖ４が供
給され、その偏差出力がＰＡＭｔ圧増幅回路１９に入力
される。

このＰＡＭ電圧増１噛回路１９の出力は位相器２０アク
ドル％２４は１１１ｃ′ｓコンデンサ、２５は直流電圧
Ｖｄｑ検出する直流′慮圧檜出部、２６は直流′邂流Ｘ
４検出部である。

２丁はトランジスタからなる逆変換装置で、この逆変換
装置２７は順変換装置ＩＩＬ２２から与えらｎる！ｌＬ
流電圧Ｖｄｆ交九電圧に変換して出力トランス２８に供
給される。出カドランス２８は供給さｎた電圧！所定の
電圧に変圧した後、開閉器２９を弁して１Ｍ３Ｇに供給
する。３１は逆変換装置２７の出力′電圧ｖ？１を俣出
するトランス、３２は逆変＊装置ｔ　２７の出力電流工
、を噴出する変流器である。

＠記亀圧設定増１嶋回絡１５の出力は第５つき合せ部３
３のプラス端に供給さｎｌそのマイナス端には出力１圧
ＶＭが供給される。第５つき合せ部３３はプラス端とマ
イナス端との鵞差を出力し、その偏差出力は演算処理部
７のＰＷＭ比例積分（ｐ工）演算部７ｂで演算される。

この演算部７ｂの出力は電圧データｖｓ切換スイッチ３
４７ｆｌｊＰしてＰＷＭ発生回路７ｃに供給される。電
圧データｖ５切換スイッチ３４は始１１時には図示ｌ）
接点側に切換えられている。７ｄは演算処理部７のＰＷ
Ｍ位相制御角（φ演算部で、この演算部７．１には前記
周波数設定増幅回路１６の出力、直流電圧ｖｄ及び工Ｍ
３Ｇの逆誘起電圧ＶＨが入力されるとともにリミッタと
して出力電流！、が供給される。

３５は周波数データＦ切換スイッチ、３６は拾い上げ切
換スイッチで、前者のスイッチ３５の可動接点は始動時
には図示す接点側に切換えられている。スイッチ３６は
図示ａ接点側に接続さｎている。７ａは演算処理ｓ７の
始鯛周改畝ｔＦ１演算部で、この演算部７ｅには有効電
流検出部１２の出力が駆動回生コンパレータ３７χ升し
て入力される。始動？演算ｆｌＳ７ｅの出力はＦ切換ス
イッチ３５と拾い上げ切換スイッチ３６を弁してＰＷＭ
発生回路７ｃに周波数データＦ８　として供給される。

ＰＷＭ発生回路７ｃはｖ８　とＦｓデータから所定のＰ
ＷＭ制御制御出力７巳生、その出力をベースドライブ回
路３８を介して逆変換装［２７に与える。７ｆ＆−１周
波数計測部、７ｇは周波数演算部で。

ｔ　計測ｍ　７ｔにはゼロクロスコンパレータ３９の出
力が供給され、Ｆ演算ｓ７ｇには駆動回生コンパレータ
３７の出力が供給されると共に、交流出力１１Ｅ流Ｉ、
　がリミッタとして与えられる。４０は故障検出回路、
４１はトランスで、このトランス４１の２次側に逆誘起
電圧ＶＨＹ得る。

４２．４３は開閉器で、インバータ、！！転時には開閉
器４３はオフさｎていて商用電源による運転に入ったと
きに、開閉器２９及び４２はオフ、開閉器４３はオンさ
れる。４４は入力側のトランス。

４５は交流入力ｉｔ流ＩＡＣＶ取出す変流器、４６は交
流入力電圧”ＡＣＹ取出すトランスである。

次に上記実施例の動作を第２図により述べる。

まず、インバータ運転時には開閉器４３をオフさせ、開
閉器２９，４２Ｙオンさせる。ここで始動周波数を例え
ばＬ５Ｈｚとして７Ｍ３０Ｙ＠動させる場合を例にとっ
て説明する。前記開閉器２９゜４３がそｎぞｎオンとオ
フとなり交条件により。

図示しないシーケンス回路より始動命令ＲＵＮが入力さ
れる。こｎにより時点ｔ、にてアナログ糸のクッション
回ｗｒ８．Ｆ増幅回路１０．ｇ流増幅回路１３等からな
る増嘱部とＰＡＭｌｉ圧増幅回路１９のしゃ断が解除さ
れかつ、クツシコンバス１勺が与えられてスイッチ８ａ
がオンとなる。ま念、始動周波数設定器１により始動周
波数が設定されると、逆変換装置２７のゲートしゃ断が
解除される、なお、演算処理ｇ７りＶデータ切換スイッ
チ３４とＦデータ切換スイッチ３Ｓは共ＫＱ接点側に切
換えらｒｔ″１：いる。即ち、！圧データｖ８としては
ＰＷＭα演算部７ｄの出力が周Ｈ，数データ？１として
は始動周波数演算部７ｅの出力が供給される。前記設定
器ｌから与えられた設定出力は振動防止回路４．加算増
幅回路６．クッション回路８等を経て電圧設定増幅回路
１５及び周波数設定増幅回路１６に入力される。を圧設
定増幅回路１５の出力は電圧設定パターン回路１７９介
してＰＡＭ゛区圧増幅圧増幅回路１９されて、その回ｗ
８１９の出力により順変換装置２２はＰＡＭ制御される
。

こｎにより順変換装置２２の出力には直流電圧ｖｄがク
ッション回路８の特性に従って始動周波数設定器１で設
定さｒｔ九皿まで時点ｔ１から時点ｔ。

の間に上昇する。なお、クッションパス用スイッチ８ａ
は時点ｔ、においてオフされる。

−万１周波数設設定幅回路１６の出力や直流電圧ｖｄｂ
電圧ＶＨがＰＷＭα演算ｓ７ｄに入力さｎ、ここで逆変
換部２７の点弧ゲート位相αが演算さｎてＰＷＭ発生回
路７ｃに供給される。このＰＷＭ発生回路７ｃＫは始動
周波数＋Ｆｌ演算部７ｅの？演算値１例えば１．５Ｈｚ
の周波数１勺が供給さｎて、ＰＷＭ発生回路７Ｃの出力
がベースドライブ回路３８から逆変侠装［２７に供給さ
れる。逆変換装置ｌ１２７はＰＷＭ発生ｌ路７Ｃの出力
によりＰｌｒＭ制御さｎ出力電圧ＶＭが１Ｍ３０に供給
される。この出力′１圧ＶＭは図示しないローダよりセ
ットさｎ九始動ＶＭ設定値（例えばＶ／ｆ：Ｌ２”１ま
でクッション時間Ｔ、で上昇するように、　ＰＷＩＪ発
生回路７ｃでＰＷＭ［形のパルス幅がｌ１ｌｌ整される
。なお、クッション時間ＴＩはローダにより可変できる
ようになっている。

時点ｔ、で出力電圧ＶＭが始動ＶＭ数設定値達して上昇
が完了されると、１Ｍ３Ｇの回転の確認のためウェイト
時間ＴＷ、が時点ｔ、まで挿入される。

ウェイト時間Ｔｗ１が過ぎ１時点１．になった説。

時点ｔ、までは始動周波数設定器１による設定値まで、
逆変換装置ｔ２７の動作周波数でと出力電圧ＶＩＪ　と
ｔ上昇丁べく、始動Ｆ演算部７ｅとＰＷＭα演算部７ｄ
で周波数とＰＷＭ位相角αとを演算して、こｎら各演算
出力にエリＰＷＭ発生回１７ｃを升してインバータ出力
をクッション時間Ｔ、で上昇させる。周波数が始動Ｆ演
］部７ｅにより時点ｔ、から時点ｔ、にかけて上昇さｎ
、その周波数が時点ｔ、から時点ｔ、に℃始動周［数設
定値と一致するのを確認する。なお、両者が一致したと
みな丁のは始動周波数設定値のα５Ｈｚ以Ｉ’ｉ＆Ｃ前
記上昇し危局波数が人、つた回数、例えば５回以上にな
ったときとする。＠動量波数設定値と前記周波数が一致
し九とき、（時点ｔ・にて−敗し友とでる）Ｆデータ切
換スイッチ３５を図示ａ接点−に切換えて、ＰＷＭ発生
回路７Ｃに供給する周彼数データＦａｔアナログ系のＦ
設定増幅回路１６から与えろようにする。こｒＬＫより
１周波数データＦ、はアナログ周彼数設定出力となる。

−刀、ＰＷＭ発生回路７Ｃの電圧データｖｓもＶデータ
ｇＪ遺スイッチ３４が図示ａ接点側に切換わる念め、ア
ナログ系の厘圧設定増幅回繕１５工り与えらｎる電圧指
令信号で動作するＰ？ＩＭ比例積分演算部７ｂの出力と
なる。切換後の安定性を保持させる九め、時点ｔ・から
時点ｔ、までのウェイト時間Ｔｗｚを設ける０時点ｔ、
では次に行わｎる設定切換スイッチ３の切換後の安定性
ン保つ目的で、■バイアス回路５１の出力を第４つき曾
せ部１Ｂに与えてＰＡＭ電圧増幅回路１９に入力させる
。こｎにより壇（隅回ｖ＆１９の出力が変化さｎ順変換
装置２２の直流′１圧’Ｖｄ（図示破線）がクッション
時間Ｔ、に示すように余々に上昇される。■バイアス回
路５１から出力される１直は直流端′、圧の１０〜３０
％位である。このように直流′電圧Ｖ、１４上昇させる
と低周波狽域での安定性が一段と向上する。なお、時点
ｔ、から時点ｔ、の関。

丁なわち直流ぼ圧Ｖｄ上昇の間はＶＭ／ｆは一定の状態
！保持する。

時点ｔ、で直流電圧ｖ、ｉの上昇が完了すると設定切換
スイッチ３を時点ｔ、にて周波数設定器２側に切換える
。こｎにより始動処理が完了さｎ。

シーケンス出力ＲＵＮを送出する。この切換により周波
数設定器２０設足値までクッション回路８の特性で１Ｍ
３Ｇの回転数を上昇させる。こｎ以後周波数設定器の設
定値に追従して通常の劃−動作に入る。

Ｈ０発明の効果 以上述べたように、この発明によれば、ＰＡＭ制御され
る順変換装置とＰ　Ｗ　Ｍ　？！制御される逆変換装Ｋ
Ｖ用いて誘導′電動機を制御する際に、始動時にはイン
バータ周波数を超低周波数に固定した状態で出力電圧を
パルス幅変調するマイコン利用によるｐｗｕ制側を用い
その後、順変換装置の出力電圧を徐々に上昇させるよう
にし九ので、低周波領斌での電１ＩｊＪ機の始動の不安
定現象を皆無とすることができるとともに電動機への突
入電流を抑制することができる。またＰＡＭ制御される
順変換ｉ＊のＩ流電圧により、ＰＷＭ制御の出力波形か
らＰ　Ａ　Ｍ　ｉｌｉ制御の出力波形に徐々に近づける
ＰＷＭ制ａｌを行なうので為い始動トルクを得ることが
できる。さらに、この発明によれば、ＰＷＭ制御の演算
処理にマイクロコンピュータを用い友ので、各１の調整
が容易にできるようになり念。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示すブロック図。 第２図は第１図の動作を述べる几めのタイムチャートで
ある。 １・・・始動周波数設定器、７・・・演算処理部、８・
・・クッション回路、１５・・・電圧設定増幅回路、１
６・・・周波数設定増幅回路、１９・・・ＰＡＭ電圧増
幅回路、２２・・・順ｆ換装置、２７・・・逆変換装置
、３０・・・誘導電動機（ＩＭ）、７ｂ・・・ＰＷＭ比
例積分演算部、７Ｃ・・・ＰＷＭ発生回路、７ｄ・・・
ＰＷＭ位相角演疼邪、Ｗｅ・・・始動周波数演算部、５
１・・・電圧ＩＶ）バイアス回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ＰＡＭ制御される順変換装置とＰＷＭ制御される
   逆変換装置を使用して電動機を始動させる際に、 始動周波数設定器の設定値を増幅部を介して逆変換装置
   の演算処理部と順変換装置に与え、順変換装置の出力電
   圧を前記設定値まで上昇させるとともに、逆変換装置の
   出力周波数を超低周波数に固定した状態で出力電圧を演
   算処理部で設定された値までＰＷＭ制御により上昇させ
   、しかる後、その上昇により電動機が回転を始めたかど
   うかを確認してから、前記始動周波数設定値まで逆変換
   装置の周波数とその出力電圧とを演算処理部により演算
   させ、逆変換装置のＰＷＭ制御によりそれらを上昇させ
   、前記逆変換装置の周波数が始動周波数設定値と一致し
   たことを確認した後、演算処理部の演算処理動作を変化
   させ、その後、順変換装置の出力電圧を徐々に上昇させ
   、その上昇中には逆変換装置の出力電圧と周波数の比を
   一定に保持させたままに制御し、順変換装置の出力電圧
   の上昇が完了してから所定時間経過後に始動を完了させ
   るようにしたことを特徴とする電動機の始動方法。