JPS63294291A - 電動機制御装置 - 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、容量性負荷を有し、電動機をＶ／Ｆ制御する
電動機制御装置に関する。

（従来の技術） 近年、交流電動機を可変速駆動する制御装置としては、
インバータ回路の出力側に転流用の容量性負荷を接続し
たものか提案されている。

この種の電動機制御装置を第３図を用いて説明する。

第２図に示すように、主回路は、交流電源（図示せず）
の入力端子１と、この入力端子１を介して入力された交
流電力を直流電力に変換する整流器２と、この整流器２
からの出力直流電力を平滑する直流リアクトル３と、こ
の直流リアクトル３から平滑された出力直流電力を交流
電力に変換するインバータ回路４とから構成されている
。ざらに、インバータ回路４の出力端子に接続されたコ
ンデンサ５と、交流電動機６の速度基準を設定する速度
基準設定器７と、制御回路８とから構成されている。ま
た、インバータ回路４は、自己消弧形電力変換素子であ
るゲートターンオフサイリスタ９と、このゲートターン
オフサイリスタ９に直列接続される自然転流形電力変換
素子であるサイリスタ１０とから構成されている。

このように構成された電動機制御装置は、次のように動
作する。

すなわち、交流電源の入力端子１より供給されフッ る交流電゛動′を、整流器２で直流電力に変換し、これ
を直流リアク［〜ル３で平滑し、さらにこれをインバー
タ回路４で再び交流電力に変換して、この交流電力をコ
ンデンサ５及び交流電動機６へ供給する。

そして、このようにして交流電動機６を可変速駆動する
時のインバータ回路４の出力電流Ｉ＋　と、交流電動機
６の入力電流（−次電流）ＩＭと、コンデンサ５の入力
電流Ｉｃとの関係を第４図を用いて説明する。

第４図に示すように、交流電動機６の入力電流（−次電
流＞ＩＭは、交流電動機６の励磁電流成分ＩＬとトルク
成分Ｉｐとのベクトル和であり、インバータ回路４の出
力電流Ｉ＋　は交流電動機６路４の出力から見た力率を
示している。

このとき、コンデンサ５の入力電源Ｉｃは次式のような
関係がある。

ＩｃｏＣ（インバータ回路４の出力周波数）２したがっ
て、インバータ回路４の出力周波数が低い運転領域では
、励磁電流成分ＩＬよりコンデンサ５の入力電流Ｉｃか
小さいので、インバータθ 回路４の出力電流■１は遅れ位相となり、℃Ｉは負の値
となり、インバータ回路４のグー１へターンオフサイリ
スタ９て強制転流を行なう。一方、インバータ回路４の
出力周波数が高い運転領域では、励磁電流成分Ｉｔ、よ
りコンデンサ５の入力電流ンバータ回路４のサイリスタ
１０で自然転流を行なう。

（発明が解決しようとする問題点） しかし、従来の電動機制御装置においては、以下のよう
な問題点が生じていた。

すなわち、第４図に示すように、交流電動機の遅れ無効
電力と、容量性負荷（コンデンサ）の進み無効電力か等
しくなると、換言すると、交流電動機の励磁電流成分Ｉ
Ｌと容量性負荷の入力電流Ｉｃが等しくなる状態に近づ
くと、インバータ回路の出力電流■１も、交流電動機の
出力トルク成分Ｉｐと等しくなる状態に近づく。このこ
とは、したかって、交流電動機の負う負荷が軽くなり、
交流電動機の出力トルク成分Ｉｐが小さくなると、イン
バータ回路の出力電流Ｉ＋　は非常に小さな値となって
しまう。

このように、インバータ回路の出力電流■１が小さくな
ると、整流器の出力電流が断続状態となって、制御系の
応答を悪化させる。また、このような状態は、交流電動
機と容量性負荷との間で無効電力の処理を行ない、自励
現象で運転することになり、非常に危険な状態となる。

したがって、本発明は、インバータ回路の出力から見た
力率が１近くで、交流電動機が軽負荷の運転状態におい
ても、インバータ回路の出力電流を確保して、整流器の
電流断続を防止する電動機制御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） そこで、上記目的を達成するために、本発明は出力電流
が予め設定された所定基準値より小さくなった場合、出
力電圧を下降させ、Ｖ／Ｆ制御を行ない、出力電流が所
定基準値を上回るよう制御する制御手段を備えた電動機
制御装置を提供する。

（作　用） 上記電動機制御装置においては、交流電動機が軽負荷時
にインバータ回路の出力電圧を下降させる。このインバ
ータ回路の出力電圧を下降させると、容量性負荷の入力
電流Ｉｃとインバータ回路の出力電流Ｉ＋　はインバー
タ回路の出力電圧と比例関係にあるので、インバータ回
路の出力から見た力率が１近くの場合でも変化しない。

また、インバータ回路の出力電圧を下降させると、交流
電動機の励磁電流成分ＩＬも下降するので、交流電動機
の出力トルクを確保するよう１ヘルク成分ＩＰが増加す
る。このことをペクト図を用いて示すと、第２図のよう
になる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を第１図を用いて説明する。

なあ、主回路については従来の電動機制御装置と同様で
あるので、その説明は省略し、制御回路について説明す
る。

第１図に示すように、本実施例の制御回路は、以下のよ
うに構成されている。

速度基準設定器２０は、速度基準を設定し、その速度基
準を出力電圧基準発生回路２１と出力周波数基準発生回
路２２に出力する。出力電圧基準発生回路２１は、入力
した信号を基に電圧信号を出力する。

この電圧信号は加算点２３にて、電圧検出器２４からの
電圧帰還信号と電圧低下発生回路２５からの電圧低下信
号とに加算され、電圧基準信号となり電圧制御増幅器２
６に入力される。の電圧制御増幅器２６は、入力した電
圧基準信号を基に、電流信号を出力する。この電流信号
は、加算点２７にて、電流検出器２８からの電流帰還信
号とｈＯ算され、電流基準信号となり電流制御増幅器２
９に入力される。電流制御増幅器２９ては、入力された
電流基準信号を基に、位相基準信号を出力する。この位
相基準信号は、位相制御回路３０に入力され、この位相
制御回路３０からゲートパルス信号を出力し、整流器２
のサイリスタ１０を制御する。また、出力周波数基準発
生回路２２は、入力した速度基準を基に、周波数信号を
発振器３１へ出力し、発振器３１では入力した周波数信
号を基にゲートパルス信号を出力し、インバータ回路４
のゲートターンオフサイリスタ９の制御を行なう。電圧
低下発生回路２５は、最低電流設定器３２で設定さた基
準最低電流と電流検出器２８からの電流帰還信号とを比
較し、電流帰還信号が基準最低電流より低くなったとき
、加算点２３に電圧低下信号を出力する。

このように構成された制御回路を有する電動機制御装置
では、インバータ回路４の出力電流か予め設定された値
より低くなった場合、インバータ回路４の出力電圧を下
降させるよう制御する。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明によれば、電動機か軽負荷で
運転されている負荷状態で、電動機の遅れ無効電力成分
と容量性負荷の進み無効電力成分か等しい状態に近づく
運転状態においても、インバータ回路の出力が低下して
整流器の電流断続等による制御系への悪影響を除去でき
、軽負荷状態でも全範囲の運転か精度よく実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示す概要構成図、第２図
は、本発明の電動機制御装置の作用を示すベクトル図、
第３図は、従来の電動機制御装置及び本発明の電動機制
御装置の主回路を示す概要構成図、第４図及び第５図は
、交流電動機とコンデンサ（容量性負荷）と電力変換装
置の各電流の関係を示すベクトル図である。 ２・・・整流器 ３・・・直流リアクトル ４・・・インバータ回路 ５・・・コンデンサ（容量性負荷） ６・・・交流電動機 ２１・・・出力電圧基準発生回路 ２２・・・出力周波数基準発生回路 ２３・・・加算点 ２５・・・電圧低下発生回路 ３２・・・最低電流設定器 代理人　弁理士　則　近　憲　佑 同　　第子丸　健 ７５開１］ＵＧ３−２９４２９１（４）第３図 ｒ。 Ｌ 第２図 第４図 Ｔ。 υＩ 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 容量性負荷を有し、電動機をＶ／Ｆ制御する電機制御装
   置において、出力電流が予め設定された所定基準値より
   小さくなった場合、出力電圧を低下させ、前記Ｖ／Ｆ制
   御を行ない、前記出力電流が前記所定基準値を上回る制
   御を行なう制御手段を具備したことを特徴とする電動機
   制御装置。