JPS63124795A - 電動機駆動装置 - 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、電動機駆動装置に係り、特に特定の交流電源
から任意の周波数の交流を発生する電力変換装置に切換
え電動機を駆動する電動機駆動装置に関する。

（従来の技術） 本発明の従来技術としては、電力変換装置として電流形
インバータや電圧形インバータを用い、電動機として誘
導電機や同期電動機等を用いたものがある。

ここでは、電力変換装置として電流形インバーしレ タを用い、電動機馨ゼて誘導電動機を用いた電動機駆動
装置を本発明の従来技術として説明する。

誘導電動機は、その適用システムにより種々の電源によ
って種々の制御方式で駆動される０例えば、ファン・ブ
ロワに適用される場合には、商用電源により一定速度で
駆動される。−音部、このようなシステムで通風調整の
ための送風の流量制御をする場合、ダンパー等を用いた
制御が一般的であった。

の送風の流量制御を行なうことが多くなってきた。

この場合、送風流量を最大限にする時は、電流形インバ
ータを介さず直接商用電源で運転し、送風流量を絞る時
は、電流形インバータを介して誘導電動機の運転周波数
を下げるよう制御する。その例を第４図に示す。

第４図に示すように、商用電源１は開閉器２、変圧器３
を介して電流形インバータ４に接続され、最終的に誘導
電動機５に電力を供給する電力供給路を形成している。

また、商用電源１は別の電力供給路も形成し、開閉器６
を介して直接誘導電動機５に電力を供給している。

電流形インバータ４は交流を直流に変換する整流回路７
と、整流回路７がらの直流電流を平滑化する直流リアク
トル８と、直流を再び異なる周波数の交流に変換するイ
ンバータ回路９がら成り。

この出力を変圧器１０及び開閉器１１を介して誘導電動
機５へ供給する。

このように構成された電流形インバータ４は次のように
動作する。

すなわち、速度基準設定器１２により設定された速度基
準信号ＳにＥＦは入力制限回路１３を介して、電圧基準
信号ＶＲＥＩＦ及び周波数基準信号ＦＲＥＦに変換され
る。電圧基準信号ＶＲＥＦは変圧器１４及び整流器１５
を介して得られる電圧帰還信号ＶＦＲと電圧制御回路１
６で比較増幅され電流基準信号ＩＲＲＦに変換される。

この電流基準信号ＩＮＦｌＦ’は、変成器１７及び整流
器１８を介して得られる電流帰還信号ＵＢと電流制御回
路１９で比較増幅され位相基準信号ＰＲＥ！Ｆに変換さ
れる。この位相基ゆ信号ＰＲＥＩＦは位相制御回路２０
を介して整流回路７を構成するサイリスタに点弧パルス
ＰＬ＋ｚ　を与える。また、周波数基準信号Ｆ尺ＢＦは
発振器２１及び分周器２２を介してパルス増幅回路２３
に入力され、インバータ回路９の各主サイリスタにゲー
ト制御信号ＳＱＴとして与えられる。

パルス増幅回路２３は１分周器２２で決定されたインバ
ータ回路９の各主サイリスタにそれぞれゲート制御信号
Ｓｏ〒を与えるため１発振器２１からの発振パルスＰｕ
ｓで分周器２２の出力パルスＰＯＰを変調し、その変調
した信号を増幅する機能と、運転信号ＲＵＮに従ってイ
ンバータ回路９の各主サイリスタにゲート制御信号ＳＯ
テを与えるか否かを決定する機能を有する。

次に、商用電源１による駆動と電流形インバータ４によ
る駆動との切換動作について述べる。

商用電源１による駆動において、商用電源用の電力供給
路に設けられた開閉器６を閉状態とし、誘導電動機５に
電力を供給していた。そのとき、その電力供給路に設け
られた変成器２４により商用電′ｇ１から供給される電
流の位相を検出する。

（電流の位相を検出するのは、電流形インバータで直接
制御できるものが電流の位相であるためである。）そし
て、変成器２４がらの電流位相信号ＩＰＨと、分局器２
２がらの点弧タイミング信号ｒ−ｒｓとを位相比較器２
５にて位相比較増幅し、位相比較器２５から発振器２１
へ周波数及び位相が一致するよう位相補正信号ＰＲ３を
出力する。このように、パルス増幅回路２３に運転信号
ＲＵＮが入力される前に商用電源鍔の位相と電流形イン
バータ側の位相とを一致させておいて、その後世流形イ
ンバータ４による駆動に切換え、運転を開始する。

（発明が解決しようとする問題点） 上記従来の電動機駆動装置において、商用電源１による
駆動から電流形インバータ４による駆動へ切換る場合、
？２！流形インバータ側の電力供給路に設けられた開閉
器１１を閉状態にした後、変圧器１０のラッシュ電流に
より変成器２４から検出される電流位相が変動し、誘導
電動機５に流れる電流位相とは異なってしまう。

したがって、この状態において、電流形インバータ４の
インバータ回路９を活かすと、電流形インバータ４や誘
導電動機５に過大な電流が流れ、これらに態形ＩＩＦ（
例えば構成機器の破壊等）を与える。

よって、本発明は、商用電源による駆動がら電力変換装
置による駆動への切換時に生じるラッシュ電流を考慮し
、ラッシュ電流が生じる期間を避υ けて電力変換装置のインバータ回路を活かすニーにより
電力供給路の安定な切換が可能である電動機駆動装置を
提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本発明においては、出力に
任意の周波数の交流を発生する電力変換装置を少なくと
も有する第１の電力供給路と交流電動機との接続状態を
検出する状態検出器と、前記第１の電力供給路に設けら
れ前記電力変換装置への異常流入電流を検出する電流検
出器と、前記状態検出器からの検出信号と前記電流検出
器からの検出信号により異常流入電流の流入期間を検出
する期間検出器と、この期間検出器からの検出信号によ
り前記電力変換装置の出力信号と前記交流電源の出力信
号の差を最小にする補正信号を保持する保持回路を具備
した電動機駆動装置を提供する。

（作　用） このように構成された電動＠駆動装置は、状態検出器が
第１の電力供給路と交流電動機とが接続されたことを検
出した後、電流検出器が電力変換装置への流入電流を検
出すると、その流入電流検出期間中、電力変換装置のイ
ンバータ回路をゲートブロック状態とし、検出終了後ゲ
ートブロック状態を解除する。それによって、第２の電
力供給路による駆動から第１の電力供給路による駆動へ
切換える。

（実施例） 本発明の実施例を図面を用いて説明する。

本発明の電動機駆動装置は交流電動機として誘導電動機
や同期電動機を用い、電力変換装置として電流形インバ
ータや電圧形インバータを用いる。

本発明の一実施例では、交流電り機として誘導電動機、
電力変換装置として電流形インバータを用いた電動機駆
動装置について述べる。

第１図に本発明の一実施例を示す。

電動機駆動装置は大体重流形インバータ３０に対して独
立な交流電源としての商用な源１と、交流電力をこの周
波数とは異なる任意の周波数の交流電力に変換する電流
形インバータ３０と、商用電源１または電流形インバー
タ３０のどちらか一方により駆動される誘導電動機５か
ら構成される。さらに電動機駆動装置の構成について詳
述すると、商用な源１は、開閉器２、変圧器３を介して
電流形インバータ３０に接続され、この電流形インバー
タ３０の出力は変圧器１０．変成器３１．開閉器１１を
介して誘導電動機５に供給される第１の電力供給路と、
商用電源１から直接変成器２４、開閉器６を介して誘導
電動機５に交流電力を供給する第２の電力供給路とを構
成する。

また、電流形インバータ３０は、交流を直流に変換する
整流回路７と、この整流回路７からの直流電流を平滑に
する直流リアクトル８と、直流を任意の周波数の交流に
変換するインバータ回路９から主回路は構成される。ま
た、制御回路は、速度基準信号ＳＲＦ！Ｆを与える速度
基＄設定器１２と、速度基ｉ？！Ｈ定器１２からの速度
基準信号ＳＲＩ！Ｆを電圧基準信号ＶＲＲＦ及び周波数
基準信号ＦＲＩ！Ｆに変換する入力制限回路１３と、変
圧器１４により検出され整流器１５を介して入力される
電圧帰還信号ＶＦＲと入力制限回路１３からの電圧基準
信号ＶＲＩＩＥＦとを比較増幅する電圧制御回路１６と
、この電圧制御回路１６からの電流基準信号１．評と第
１の電力供給路に設けられた変成器１７により検出され
整流器１８を介して送られる電圧帰還信号工ＦＢとを比
較増幅する電流制御回路１９と、この電流制御回路１９
からの位相基準信号ＰＲＥＦを入力し、ＩＩ流回路７を
構成する各主サイリスタに点弧パルスＰ、工を与える位
相制御回路２０と、入力制限回路１３からの周波数基準
信号ＦＲＢＦを増幅する発振器２１と、この発振器２１
からの発振パルスｐｕｓをインバータ回路９の各主サイ
リスタに対応して振分けることにより各主サイリスタの
ターンオンタイミングを決定する分周器２２と、この分
周器２２からの点弧パルス　Ｐｏｒ’を増幅し、運転信
号ＲＵＮに従ってこの増幅した信号（ゲート制御９９号
）　ＳＯＴをインバータ回路９の各主サイリスタに与え
るか否かを決定するパルス増幅回路２３と、第２の電力
供給路に設られた変成器２４から出力される電流位相Ｉ
ＰＩ＋と分周器２２から出力される点弧りイミングの位
相丁ＰＨを比較増幅する位相比較器２５とから構成され
る。また、電動機制御装置は開閉器１１の開閉状態を検
出する開閉状態検出器２６と、第１の電力供給路に設け
られた変成器３１からの逆流電流信号ＩＲＵ３Ｈと開閉
状態検出器２６からの開閉器１１の開閉検出信号工。Ｃ
とを検出する状態検出器３２と、この状態検出器３２か
らの出力信号ＩＲＯＣにより位相比較器２５からの位相
補正信号２代Ｓをある期間保持する保持回路３３とを有
する。

上記の如く構成された電動機駆動装置においては、第２
の電力供給路の開閉器６を閉状態にすると、商用電源１
から交流電力ＩＣが誘導電動機５へ供給され、誘導電動
機５を駆動する。次に、電力供給路を切換える（第２の
電力供給路による駆動から第１の電力供給路による駆動
へ）時、前述の状態において第１の電力供給路に設けら
れた開閉圧器１０へ商用電源１から突入電流ＩＴが流入
する。

その際、突入電流１丁を変成器３１により検出し、検出
した突入電流ＩＴを開閉状態検出器２６からの閉状態検
出信号Ｉｏｃと共に状態検出器３２へ入力する。

状態検出器３２では入力した突入電流１丁と閉状態検出
信号ＩＯＣとにより突入電流流入期間信号５ＯＤＫを保
持回路３３へ出力する。状態検出器３２からの突入電流
流入期間信号ＳａＤにを受信した保持回路３３では。

位相比較器２５の出力信号ＰＲ８を突入電流ＩＴが流れ
る前の信号で保持し、電流形インバータ３０のインバー
タ回路９の出力位相が突入電流エテの影響をうけないよ
うにする。また、状態検出器３２の出力信号ＳＯＤには
インバータ回路９のゲートパルスを出力するパルス増幅
回路２３のインターロック信号としても動作し、パルス
増幅回路２３が運転信号ＲＵ　Ｎを受信した場合でも、
状態検出器３２からの出力信号ＳＧＤにを受信している
時パルス増幅回路２３は動作しない、その後突入電流Ｉ
Ｔがインバータ回路９の出力位相に影響を及ぼさない位
まで減衰すると、状態検出器３２から保持回路３３へ保
持指令信号ｐＲｓが解除され、また、パルス増幅回路２
３への保持指令信号ｐＲｓも解除される。これにより、
インバータ回路９は商用電源１から誘導電動機５へ流れ
る電流の位相と同期して運転を開始する。その後、第２
の電力供給路に設けられた開閉器６は開状態にされ、Ｗ
Ｌ源切換（第２の電力供給路から第１の電力供給路への
切換）を完了する。

本発明の他の実施例を第２図に示す。

この実施例による電動機駆動装置は、第１の電力供給路
において、商用電源１は開閉器２、変圧器３、変成器１
７を介して電流形インバータ４０へ接続され、電流形イ
ンバータ４０により任意の周波数の交流電力に変換され
る。そして、変換された電流形インバータ４０の出力交
流電力は変圧器１０．開閉器１１を介して誘導電動０５
へ供給される。第２の電力供給路においては先の実施例
と同様なので構成の説明は省略する。

電流形インバータ４０は、主回路構成は先の実施例と同
様であるので、ここでは制御回路について説明する。

電流形インバータ４０の制御回路は、速度基準信号５Ｒ
ＲＩ−を設定する速度基準設定器１２と、この速度基準
設定器１２からの速度基準信号５ＲＨＦを電圧基準信号
Ｖ代Ｉ！Ｆと周波数基準信号ＦＲＩ！Ｆに変換する入力
制限回路１３と、この入力制限回路１３からの電圧基準
信号ＶＲｆ！Ｆと第１の電力供給路から変圧器１４及び
整流器１５を介して検出する電圧帰還信号ＶＦＢとを比
較増幅する電圧制御回路１６と、この電圧制御回路１６
からの電流基準信号ＩＲＩＩＩＦと第１の電力供給路か
ら変成器１７及び整流器１８を介して検出する電流帰還
信号ＩＦＢとを比較増幅する電流制御回路１９と、この
電流制御回路１９からの位相基準信号ＰＲＩ’！Ｆを入
力し主回路を構成する整流回路７の各主サイリスタに点
弧パルスＰυ、を与える位相制御回路２０と。

入力制限回路１３からの周波数基準信号ＦＲ１！Ｆを増
幅し発振パルスＰＨ９を発する発振器２１と、この発振
器２１からの発振パルスＰＨ８をインバータ回路９の各
主サイリスタに対応して振分けることにより各主サイリ
スタのターンオンタイミングを決定する分周器２２と、
この分周器２２からの点弧パルスＰ。Ｐを増幅し１Ｍ転
信号ＲＵＮに従ってこの増幅した信号（ゲート制御信号
）　ＳＯＴをインバータ回路９の各主サイリスタへ出力
するか否かを決定するパルス増幅回路４１と、第２の電
力供給路に設けた変成器２４により検出される電流位相
ＩＰＨと分周器２２から出力される点弧タイミングの位
相信号ＴＰＨを比較増幅する位相比較器２５とから構成
される。また、電動機駆動装置は商用電源１や電流イン
バータ４０等の他に開閉器１１の開閉状態を検出する開
閉状態検出器２６とこの第１の電力供給路に設けられた
開閉状態検出器２６からの開閉器１１の開閉状態信号を
検出し検出信号を出力する状態検出器としてのタイマー
回路４２と、このタイマー回路４２からの出力信号Ｓ。

Ｃにより位相比較器２５からの位相補正信号ＰＲａを保
持する保持回路４３とを具備している。

このように構成された電動機駆動装置においては、電源
切換時（第２の電力供給路による電力供給から第１の電
力供給路による電力供給）において変圧器１０に逆流す
る突入電流ＩＴの検出を直接行なうのではなく、第１の
電力供給路の開閉器１１の閉状態信号工Ｏｃを状態検出
器としてのタイマー回に予め設定された所定時間分この
回路４２から保持回路４３に位相比較器２５からの位相
補正信号ＰＲ９を保持するよう保持指令信号Ｓｌｌ工を
出力する。また、このタイマー回路４２はパルス増幅回
路４１に対しても保持指令信号ＳＨ工を出力することに
より、このパルス増幅回路４１は運転信号ＲＵＮを受信
した場合でも、保持指令信号Ｓ、工を受信しているとき
は動作しない。

なお１通常の動作（第１の電力供給路による電力供給ま
たは第２の電力供給路による電力供給）は先の実施例と
同様な動作をするので説明は省略する。

次に、第３図に第３の実施例を示す。

ここでは本実施例と上記２つの実施例と異なる点につい
てのφ′述べる。

本実施例は、第１の実施例に具備されている変成器３１
の作用を変成器２４及び状態検出器５２により行なって
いる。すなおち、第１の電力供給路に設けられた開閉器
１１を閉状態にすると、第１の電力供給路と第２の電力
供給路とが閉ループとなり。

商用電源１からの突入電流ＩＴはその閉ループを流れる
。したがって、突入電流工、は変成器２４から検出可能
である。

このことから、本実施例では変成器２４からの検出信号
ＩＰＨと開閉状態検出器２日からの開閉器１１の正信号
ＰＩ？Ｓを所定期間保持する保持回路５３とを有する。

〔発明の効果〕

本発明によれば、基準となる交流電源側の電流位相を変
圧器の逆流電流流入期間保持でき、また、電力変換装置
のインバータ回路のゲート制御信号を出力しないよう制
御できるので、逆流電流による電流位相の乱れを除去で
き安定でイτｉ頼性の向上した電動機駆動が可能である
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明である′に１＃機駆動装置の一実施例を
示す構成概要図、第２図及び第３図は本発明である電動
機駆動装置の他の実施例を示す構成概要図、第４図は従
来の電動機駆動装置を示す構成概要図である。 １・・・商用電源 ４．３０．４０・・・電流形インバータ５・・・誘導電
動機 ２６・・・開閉状態検出器 ３１・・・変成器 ３２・・・検出器 ３３．４３・・・保持回路 ４２・・・タイマー回路 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. 第１の開閉器を閉路することにより交流電動機に給電す
   る商用電源と、第２の開閉器を閉路することにより前記
   交流電動機に給電する電力変換装置とから成り、前記交
   流電動機を駆動する電動機駆動装置において、前記第１
   の開閉器を閉路し、前記商用電源からの給電により前記
   交流電動機を駆動しているとき、前記電力変換装置の点
   弧パルス位相が前記交流電動機の入力電流位相と一致す
   るよう前記電力変換装置の周波数基準を補正する補正信
   号を出力するＰＬＬ回路と、前記第２の開閉器を閉路し
   た際に前記第１の開閉器及び第２の開閉器を介して前記
   変圧器に流れる突入電流を検出し、前記突入電流が所定
   値になるまで出力信号を発生する状態検出器と、この状
   態検出器からの出力信号により前記補正信号を保持する
   保持回路を具備することを特徴とする電動機駆動装置。