JPS63290177A - モ−タ駆動装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、モータ駆動装置に係り、特に、ターボ分子ポ
ンプの非接触ロータ等の負荷抵抗が小さい高速回転体を
回転させる誘導モータを短時間で再起動する機能を備え
たモータ駆動装置に関するものである。

〔従来の技術〕

第４図に示すように、ターボ分子ポンプの非接触ロータ
等の高速回転体３を負荷とする誘導モータ２を駆動する
ために、交流を直流に変換するコンバータ１１と、その
直流を三相交流に逆変換するインバータ１２と、これら
コンバータ１１およびインバータ１２に対し出力電圧お
よび出力周波数を指令する指令回路１３とからなるモー
タ駆動装置が知られている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

この種のモータ駆動装置において、コンパータ１１に供
給される交流が瞬時に停電すると、モータ２を駆動する
三相交流を喪失し、モータ２は惰性回転となる。このと
き、ロータ３の負荷抵抗がモータ２の惰性に比べて大き
ければ、モータはロータの制動を受けて、徐々に減速し
ながら停止する。したがって、コンバータ１１に供給さ
れる交流の復電後、モータ２の停止を待って、再起動可
能である。

ところが、真空状態にあるターボ分子ポンプのロータ３
の負荷抵抗がモータ２の慣性に比べて非常に小さいため
に、モータ２の停止までは数時間〜数十時間を要する。

もし、モータ２の停止を待たず再起動すると、惰性回転
しているモータと駆動装置の一部をなすインバータとの
周波数および位相が異なり、再起動時にモータの回転エ
ネルギーが駆動装置に回生され、過大な電流、電圧が生
じ、駆動装置を破損する恐れがある。そこで、駆動装置
に保護回路を設け、惰性回転中の再起動を防ぐようにす
ることが考えられる。この場合も、停止までの時間を短
縮するわけではない。

一方、惰性回転しているモータは制動力を加えて停止さ
せたのち再起動すれば、停止までの時間を短縮できるは
ずである。例えば、特開昭６０−２０７４７３号は、こ
の制動力を任意に調整可能とした例を示している。しか
しながら、この方式によっても、過大な制動電流を防止
するために、十数分〜数十分の時間を要する。

さらに、それまで達成した真空を気体のリークにより破
り、短時間に停止させる方法も一応考えられる。この場
合は、それまで達成した真空が破れてしまうので、再度
最初から真空引きしなければならず、再起動後に多くの
時間と費用を必要とする。

このように、従来の技術では、瞬時停電後に、過大な電
流や電圧を生じることなく、またそれまで達成した真空
を保ちながら、駆動モータを短時間で再起動することは
不可能であり１作業効率の点でも費用の点でも多大の無
駄があった。

本発明の目的は、瞬時停電等により惰性回転状態にある
モータを停止させることなく短時間で再起動可能なモー
タ駆動装置を提供することである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、上記目的を達成するために、負荷抵抗が小さ
い高速回転体を回転させる誘導モータを駆動するために
交流を直流に変換するコンバータと前記直流を交流に逆
変換しモータに供給するインバータと前記コンバータお
よびインバータに対し出力電圧および出力周波数を指令
する指令口・路とからなるモータ駆動装置に対し、モー
タの回転を検出するセンサを設け、惰性回転状態にある
モータの回転数をモータ再起動スイッチの投入に応じて
前記センサの出力信号から検出しそれに対応した出力電
圧を設定する回転数設定回路とセンサの出力信号からモ
ータの回転位相を検出し前記スイッチの投入に応じて回
転数設定回路からの出力電圧をコンバータおよびインバ
ータに同期出力させる起動信号出力回路とからなる同期
投入回路を前記指令回路に設けたモータ駆動装置を提案
するものである。

〔作用〕

本発明の同期投入回路において１回転数設定回路は、セ
ンサの出力パルス列から惰性回転しているモータの回転
数を検出する。次に、そのモータ回転数に対応した出力
電圧および出力周波数をコンバータとインバータが出力
するように指令する出力電圧を設定する。

一方、起動信号出力回路は、センサの出力パルス列から
モータの回転原点を検出する１次に、このモータ回転原
点信号と再起動スイッチの投入による起動指令信号との
論理積を求める。この論理積信号は、前記回転数設定回
路からの指令出力電圧をコンバータおよびインバータに
同期出力させるための起動信号として用いられる。

これら回転数設定回路と起動信号出力回路とからなる同
期投入回路によれば、惰性回転しているモータにインバ
ータから供給する三相交流の周波数と位相とを正確に一
致させて再投入することができ、モータを一旦停止させ
なくとも回生による過大な電流や電圧を生じることなく
、短時間に再起動可能である。

〔実施例〕

次に、第１＠〜第３図を参照して、本発明によるモータ
駆動装置の一実施例を説明する。

図において、１１は交流を直流に変換するコンバータで
あり、ここではサイリスタブリッジ回路を用いている。

モータ駆動装置の出力電圧はサイリスタの導通時間によ
り制御する。１２はコンバータ１１の直流出力電圧を交
流に逆変換するインバータであり、本例ではトランジス
タブリッジ回路を使用している。モータ駆動装置の出力
周波数は、トランジスタをオン、オフさせる周波数によ
り制御する。また、出力位相は、トランジスタをオン、
オフさせる位相により制御する。モータ２には、ターボ
分子ポンプの非接触ロータのように。

負荷抵抗がモータ２の慣性に比べて非常に小さい負荷３
が結合されている。１４はモータ駆動装置の出力電圧、
出力周波数、出力位相を指令する指令回路である。

本実施例が、第４図の従来例と異なるのは、モータ２に
接触して設けた回転センサ４からの信号を指令回路１４
に取り込むとともに、電源スィッチとは独立に起動スイ
ッチ１５を設けた点である。

従って、瞬間停電等が生じモータが惰性回転に入った後
は、この再起動スイッチ１５を閉じて再駆動を指令する
ことになる。

第２図は、指令回路１４内の同期投入回路の構成を示す
ブロック図である。図において、１６はセンサ４の信号
からモータ２の回転数を演算する回路である。センサ４
からは、第３図（Ａ）に示すように、１回当たり一定パ
ルス数のパルス列が送られてくる。モータ回転数演算回
路１６は、このパルス列をＦ／Ｖ変換し、その回転数に
対応する電圧を出力する。１７はその電圧を、モータ回
転数Ｎと出力周波数ｆに例えば次式の関係を持たせて、
出力周波数ｆに対応する電圧に変換する回路である。

ｆ＝２ＸＮ／１２０ １８は変換回路１７の出方電圧と加減速パターン信号発
生器１９の出方電圧とを加算し、コンバータ指令回路２
２およびインバータ指令回路２３を介して、コンバータ
１１およびインバータ１２にそれぞれ指令を出力するた
めの加算器である。加算器１８は、後述の起動信号発生
回路２１からの信号により投入されるアナログスイッチ
を含んでいる。また、加減速パターン信号発生器１９は
、起動スイッチ１５からの信号に応答して、所定の加速
および減速パターン信号を発生するものであるが、減速
側は本発明が問題としている再起動から加速することと
は関連がないので、加速パターンのみを図示しである。

変換回路１６から加減速パターン信号発生器までは、回
転数設定回路を構成している。

センサ４からの出力はモータ位相信号であるモータ回転
原点検出回路２０にも取り込まれる。原点検出回路２０
は第３図（Ｂ）に示すように、モータ回転原点信号を出
力する。この回転原点信号は前記起動スイッチ１５から
の信号とともに起動信号発生回路２１に入力される。起
動信号発生回路２１は、両信号の論理積を求め、起動ス
イッチ１５が閉じた状態で回転原点信号が検出されると
、加算器１８内のアナログスイッチを閉じさせ、コンバ
ータ指令回路２２とインバータ指令回路２３を介して指
令を前記回転原点信号と同期するように出力させる。モ
ータ回転原点検出回路２０と起動信号発生回路２１は、
起動信号出力回路を構成している。

このような構成のモータ駆動装置において、モータ再起
動時に、惰性回転しているモータの回転数１位相とイン
バータの出力周波数９位相とを同期させる操作を説明す
る。

瞬時停電が発生すると、モータ２は惰性回転となり、そ
の後復電しても、モータ駆動装置は初期に電源を投入し
たのと同じ状態であり、モータは再駆動されない、そこ
で、起動スイッチ１５により、起動を指令すると、モー
タ駆動装置は、センサ４からの信号を取り込み、モータ
回転数演算回路１６で回転数を算出し、変換回路１７で
インバータから出力すべき周波数ｆに対応する電圧に変
換する。また、加減速パターン信号発生器１９も動作を
開始するが、起動直後はその出力が零であるので、加算
器１８での加算結果はモータ回転数に対応した出力周波
数となる電圧である。

一方、モータ回転原点検出回路２０は、モータ回転原点
信号を出力する。起動スイッチ１５は既に閉じているの
で、起動信号発生回路２１は、モータ回転原点信号が入
力されると、加算器１８内のアナログスイッチを閉じさ
せ、コンバータ１１に対し所定の電圧の出力を指示する
とともに、インバータ１２に対し前記モータ（惰性）回
転数に対応した出力周波数の交流を前記回転原点信号に
同期させて出力するように指令する。

この間の再起動に要する同期投入回路の動作時間は、高
々１５ミリ秒である。従って、従来、瞬間停電後のモー
タ停止から再起動までに数時間〜数十時間を要していた
ことと比較すると、瞬間停電後の再起動までの時間の無
駄が殆ど無くなったことになる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、瞬間停電後等のモータ再起動時に、イ
ンバータの周波数と位相とを惰性回転しているモータの
回転数と位相に同期させて、モータを速やかに再起動で
きるので、従来のようにモータが停止するまでの時間の
無駄がなく、また、特別な制動装置も必要がない。更に
、気体を真空ポンプにリークさせて停止することがない
から、それまでに達成した真空が無駄にならない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるモータ駆動装置の一実施例を示す
ブロック図、第２図はその同期投入回路の構成を示すブ
ロック図、第３図はセンサの出力信号とモータ回転原点
検出回路の出力信号とを示す図、第４図は従来のモータ
駆動回路を示す図である。 ２・・・モータ、　　　　　　　３・・・負荷（ロータ
）、４・・・センサ、 １１・・・コンバータ、　　　　１４・・・インバータ
。 １３．１４・・・指令回路、　１５・・・起動スイッチ
、１６・・・モータ回転数演算回路、 １７・・・電圧変換回路、　　１８・・・加算器、１９
・・・加減速パターン信号発生器、２０・・・モータ回
転原点検出回路、 ２１・・・起動信号発生回路、 ２２・・・コンバータ指令回路、 ２３・・・インバータ指令回路。 代理人　弁理士　鵜　沼　辰　之 ！８１　図 第２　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）負荷抵抗が小さい高速回転体を回転させる誘導モ
   ータを駆動するために交流を直流に変換するコンバータ
   と前記直流を交流に逆変換し前記モータに供給するイン
   バータと前記コンバータおよびインバータに対し出力電
   圧および出力周波数を指令する指令回路とからなるモー
   タ駆動装置において、 前記モータの回転を検出するセンサを設け、惰性回転状
   態にある前記モータの回転数をモータ起動スイッチの投
   入に応じて前記センサの出力信号から検出しそれに対応
   した出力電圧を設定する回転数設定回路と前記センサの
   出力信号から前記モータの回転位相を検出し前記スイッ
   チの投入に応じて前記回転数設定回路からの出力電圧を
   前記コンバータおよびインバータに同期出力させる起動
   信号出力回路とからなる同期投入回路を前記指令回路に
   設けた ことを特徴とするモータ駆動装置。