WO2019123627A1 - 電動機駆動装置 - Google Patents

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WO2019123627A1
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speed
motor
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尚嗣 吉田
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東芝三菱電機産業システム株式会社
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Definitions

  • the embodiment of the present invention relates to a motor drive device including a converter and an inverter for driving a motor such as a mining hoist or a crane.
  • the present invention has been made to solve the above-described problem, and the motor drive device detects a voltage drop of the AC power supply to prevent the motor drive device from stopping and is within the allowable range of the device. It is an object of the present invention to provide a motor drive device including a converter and an inverter capable of continuing the operation.
  • the motor drive device is: A converter for receiving power from an AC power supply and supplying power of the AC power supply to a DC circuit, and an inverter for converting the power from the DC circuit into AC power of a variable frequency and driving a motor used for a hoist.
  • a voltage drop detection unit that detects a voltage drop of the AC power supply, a converter control unit that controls the converter, a DC voltage detection unit that detects a DC voltage of the DC circuit, and an inverter control unit that controls the inverter
  • the inverter control unit includes speed reference setting means for setting the rotation speed of the motor, and an output of the rotation speed detection means for detecting the rotation speed of the motor and an internal speed command which is an output of the speed reference setting means Means for detecting a speed deviation which is a deviation from the above, and means for controlling the output current of the inverter according to the output of the speed deviation
  • the semi-setting means comprises a correction circuit for correcting an external speed command given from the outside, and the correction circuit receives the voltage drop signal from the voltage drop detection means, detects the value detected by the DC voltage detection circuit and And outputting the internal speed command in which the external speed command is corrected in accordance with the deviation from the reference value.
  • the voltage drop of the AC power supply is detected and the speed command of the rotational speed of the motor is corrected to prevent the motor drive device from stopping, and the operation is performed within the allowable range of the device.
  • FIG. FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a speed reference setting unit that configures the motor drive device according to the first embodiment.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining the winding operation of the motor drive device according to the first embodiment and the powering operation.
  • FIG. 6 is a view for explaining the winding and regeneration operations of the motor drive device according to the first embodiment;
  • FIG. 6 is a diagram for explaining the operation at the time of lowering and powering of the motor drive device according to the first embodiment.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining the operation at the time of lowering and regeneration of the motor drive device according to the first embodiment.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a motor drive device 100 according to a first embodiment.
  • the AC power supply 1 is connected to the terminal A of the motor drive device 100 and supplies AC power to the motor drive device 100.
  • the motor drive device 100 converts the DC power output from the converter 50 into three-phase AC power with the inverter 60, and outputs the output current detector 70 and the electromagnetic The voltage is output to the terminal B of the motor drive device 100 via the switch 80.
  • the motor 90 is, for example, a motor for hoisting and lowering a crane or the like.
  • the motor drive device 100 includes an instantaneous voltage drop detection unit 10, a filter unit 20, an electromagnetic switch 30, an input current detector 40, a converter 50, an inverter 60, an output current detector 70, an electromagnetic switch 80, a converter control unit 58, It comprises an inverter control unit 59, circuit breakers 2, 3 and so on.
  • the instantaneous voltage drop detection unit (voltage drop detection means) 10 is connected to the terminal A via the circuit breaker 2 and detects the voltage drop of the AC power supply 1 connected to the terminal A.
  • the instantaneous voltage drop detection unit 10 is configured to include a transformer 11 and an instantaneous voltage drop detector 12 (hereinafter referred to as an instantaneous drop detector 12).
  • the transformer 11 has a primary winding connected to the terminal A via the circuit breaker 2 and converts it to a low voltage detectable by the voltage drop detector 12 when the voltage of the AC power supply 1 is high.
  • the voltage sag detector 12 is connected to the secondary winding of the transformer 11, detects a voltage drop of the AC power supply 1, and controls converter control of an instantaneous voltage drop detection signal P2 (hereinafter referred to as a voltage sag detection signal P2). It outputs to the unit 58 and the inverter control unit 59.
  • the voltage drop detector 12 detects a voltage drop instantaneously when the input three-phase AC voltage falls below 75% of the rating, and outputs the voltage drop detection signal P2 (for example, H level).
  • the instantaneous low detection signal P2 is not output (for example, the L level). That is, the instantaneous drop detector 12 includes, for example, a hysteresis comparator.
  • the filter unit 20 is connected to the terminal A via the circuit breaker 3.
  • the filter unit 20 includes reactors 21 and 22, a capacitor 23, and the like, and reduces harmonic components generated by the converter 50 and a surge voltage generated when the circuit breaker 3 is opened and closed.
  • Circuit breaker 3 is connected to one terminal of reactor 21 (terminal on circuit breaker 3 side), and the other terminal (terminal on capacitor 23 side) of reactor 21 is connected to capacitor 23 and one terminal of reactor 22 (on reactor 21 side). Connected to the terminal).
  • the other terminal of the capacitor 23 is grounded or connected to the neutral point of the three-phase alternating current.
  • the other terminal of the reactor 22 (terminal on the electromagnetic switch 30 side) is connected to one terminal of the electromagnetic switch 30 (terminal on the reactor 22 side).
  • the other terminal (terminal on the converter 50 side) of the electromagnetic switch 30 is connected to the AC input of the converter 50 via the input current detector 40.
  • the contact of the electromagnetic switch 30 is automatically opened.
  • the input current detector 40 detects the input current input to the converter 50 and inputs the signal to the converter control unit 58.
  • Converter 50 converts AC power to DC power.
  • the converted DC power is smoothed by the smoothing capacitor 51.
  • the DC power smoothed by the smoothing capacitor 51 is supplied to the inverter 60. That is, a direct current circuit is connected to converter 50 and inverter 60.
  • the inverter 60 generates a variable frequency AC voltage (here, a three-phase AC voltage) for driving the motor 90 from the DC power output from the converter 50 and outputs it.
  • the AC output of the inverter 60 is output to the terminal B of the motor drive device 100 via the output current detector 70 and the electromagnetic switch 80. Furthermore, the motor 90 is connected to the terminal B of the motor drive device 100.
  • An output current detector 70 detects an output current output from the inverter 60.
  • the output current feedback signal (hereinafter referred to as output current feedback Ifbk) of the inverter 60 detected by the output current detector 70 is input to the conversion circuit 67 in the inverter control unit 59.
  • the conversion circuit 67 is, for example, a circuit that outputs a torque current component of the output current feedback Ifbk.
  • the conversion circuit 67 is a dq conversion circuit that converts three-phase signals into signals of two axis components orthogonal to each other.
  • the output of the conversion circuit 67 is input to the minus terminal of the subtraction circuit 64.
  • the smoothing capacitor 51 is connected to a DC voltage detector (DC voltage detecting means) 52 for detecting the DC voltage (i.e., the voltage of the DC circuit).
  • DC voltage detector DC voltage detecting means
  • DC voltage detector 52 The output of DC voltage detector 52 is input to converter control unit 58 and inverter control unit 59.
  • converter control unit 58 outputs a DC voltage feedback signal (hereinafter referred to as DC voltage feedback VDCfbk) which is an output signal of DC voltage detector 52 and an input current feedback signal which is an output signal of input current detector 40.
  • DC voltage feedback VDCfbk DC voltage feedback signal
  • Gate pulse for controlling the switching elements constituting the converter 50 so as to keep the DC voltage of the smoothing capacitor 51 (hereinafter referred to simply as DC voltage) at a constant value (hereinafter referred to as rated DC voltage).
  • Output Converter 50 is controlled based on the gate pulse input from converter control unit 58.
  • converter control unit 58 when receiving a voltage sag detection signal P2 from voltage sag detector 12, converter control unit 58 performs a protection operation as necessary.
  • a speed sensor (rotational speed detecting means) 91 physically connected to the shaft of the motor 90 detects the rotational speed of the motor 90, and outputs a rotational speed feedback signal (hereinafter referred to as a speed feedback ⁇ fbk).
  • the speed feedback ⁇ fbk output from the speed sensor 91 is input to the inverter control unit 59 via the terminal C of the motor drive device 100.
  • a signal (hereinafter, referred to as an external speed command) instructing the rotational speed of the motor 90 from an external device (not shown) is input to the inverter control unit 59 via the terminal D of the motor drive device 100.
  • the external speed command and the speed feedback ⁇ fbk have positive values when the motor 90 rotates in the winding direction, and negative values when the motor 90 rotates in the winding direction.
  • Speed reference setting unit 61 in inverter control unit 59 receives external speed command from outside, DC voltage feedback VDCfbk which is an output signal of DC voltage detector 52, and voltage sag detection signal P2 which is an output of voltage sag detector 12 And outputs the internal speed command to the subtraction circuit 62.
  • the internal configuration of the speed reference setting unit 61 will be described later.
  • the speed feedback ⁇ fbk is input to the minus terminal of the subtraction circuit 62 in the inverter control unit 59.
  • the internal speed command which is the output of the speed reference setting unit 61 is input to the + terminal of the subtraction circuit (subtraction means) 62.
  • the speed reference setting unit 61 is an example of a speed reference setting unit.
  • the subtraction circuit 62 subtracts the speed feedback ⁇ fbk from the internal speed command, and inputs the resulting speed deviation to a speed control unit (ASPR: Automatic SPeed Regulator) 63.
  • ARR Automatic SPeed Regulator
  • the speed control unit 63 outputs a torque current reference so as to minimize the speed deviation input from the subtraction circuit 62, and inputs the reference to the + terminal of the subtraction circuit 64.
  • the subtraction circuit 64 inputs a deviation current signal between the torque current reference and the torque current component of the output current feedback Ifbk, which is the output of the conversion circuit 67, to a current control unit (ACR: Automatic Current Regulator) (current control means) 65.
  • ACR Automatic Current Regulator
  • the current control unit 65 generates a voltage command signal which is an output so as to minimize the current deviation signal input from the subtraction circuit 64, and inputs the voltage command signal to the PWM controller 66.
  • the PWM controller 66 generates and outputs gate pulses for controlling the switching elements constituting the inverter 60 based on the voltage command signal input from the current control unit 65.
  • the gate pulses output from the PWM controller 66 are inverter It is input to 60.
  • the inverter 60 is controlled based on the gate pulse input from the PWM controller 66, and outputs an AC voltage for driving the motor 90. That is, the inverter 60 controls the output such that the rotational speed of the motor 90 follows the internal speed command.
  • FIG. 2 is a block diagram showing an example of the internal configuration of the speed reference setting unit (speed reference setting means) 61. As shown in FIG. The speed reference setting unit 61 will be described below with reference to FIGS. 2 and 1.
  • the speed reference setting unit 61 includes a rate generation circuit 611 and a correction circuit 641.
  • the external speed command is input to rate generation circuit 611, and the output of rate generation circuit 611 is input to the + terminal of subtraction circuit 612 in correction circuit 641.
  • the rate generation circuit 611 sets the rate of change of the signal output by the rate generation circuit 611 equal to or less than a predetermined change rate determined in advance. The change of the rate generation circuit 611 is suppressed, and finally, the operation of suppressing the application of a steep torque fluctuation to the motor 90 is performed.
  • the speed command correction value which is the output of the switching circuit 628 in the correction circuit 641 is input to the minus terminal of the subtraction circuit 612.
  • the output of the subtraction circuit 612 is input to the absolute value circuit 613 in the correction circuit 641 and the A terminal of the comparison circuit 626 in the correction circuit 641.
  • the output of the subtraction circuit 612 is output from the speed reference setting unit 61 as an internal speed command, and is input to the subtraction circuit 62. That is, the external speed command input from the outside is subtracted from the speed command correction value by the subtraction circuit 612 in the correction circuit 641 via the rate generation circuit 611, and is output as an internal speed command.
  • the instantaneous drop detection signal P2 output from the instantaneous voltage drop detection unit 10 is input to the first terminal of the AND circuit 618 in the correction circuit 641 and the on delay 616.
  • the on delay 616 is a circuit in which the output changes from L level to H level after a predetermined delay setting time when the input signal changes from L level to H level.
  • the on-delay 616 is a circuit in which the output changes from H level to L level instantaneously when the input signal changes from H level to L level.
  • the delay time of the on delay 616 is set to the voltage sag allowable time Ta of the motor drive device 100.
  • the output of the on-delay 616 is input to the inverting circuit 617 in the correction circuit 641 and is output to the outside of the speed reference setting unit 61 as a protection request signal.
  • the output of on-delay 616 becomes H level.
  • the protection request signal is input to, for example, the PWM control unit 66, and when the voltage drop of the AC power supply 1 continues beyond the voltage sag allowable time Ta of the motor drive device 100, the inverter 60 is instructed to perform a protection request operation such as a gate block. can do.
  • the instantaneous drop allowable time Ta is an example of a first set time.
  • the temporary drop allowable time Ta is 0.6 seconds.
  • the output of the inverting circuit 617 is input to the second terminal of the AND circuit 618.
  • the inversion circuit 617 is a circuit that outputs a logic level opposite to that of the input signal.
  • the AND circuit 618 is a circuit that outputs the logical product of the first terminal input and the second terminal input. Therefore, the output of the AND circuit 618 becomes H level immediately when the voltage sag detection signal P2 changes from L level to H level, the voltage sag detection signal P2 continues H level, and the duration of H level is The output of the AND circuit 618 becomes L level after the instantaneous delay allowance time Ta that is the delay setting time. When the duration of the H level of the voltage sag detection signal P2 is shorter than the delay setting time of the on delay 616, the output of the AND circuit 618 is also immediately set to L level when the voltage sag detection signal P2 changes from H level to L level. Become. The output of the AND circuit 618 is input to the second terminal of the AND circuit 619 in the correction circuit 641.
  • the output of the absolute value circuit 613 is input to the B terminal of the comparator 615 in the correction circuit 641 and the A terminal of the comparator 633.
  • the value set by the setting circuit 614 is input to the A terminal of the comparator 615.
  • the set value of the setting circuit 614 is, for example, a value of 10% of the rated rotational speed of the motor 90.
  • the comparator 615 is a comparison circuit that sets the output of the comparator 615 to the H level when the value of the A terminal is smaller than the value of the B terminal. Therefore, in the present embodiment, for example, when the absolute value of the internal speed command is larger than 10% of the rated rotational speed of the motor 90, the output of the comparator 615 becomes H level.
  • the output of the comparator 615 is input to the AND circuit 619.
  • the output of the AND circuit 619 is connected to the enable terminal of the first correction control circuit 623 (hereinafter, the enable terminal will be referred to as the E terminal).
  • the output of setting circuit 620 is input to the + terminal of subtraction circuit 621 in correction circuit 641, and DC voltage feedback VDCfbk, which is the output signal of DC voltage detector 52, is input to the ⁇ terminal of subtraction circuit 621.
  • the set value of the setting circuit 620 is, for example, a rated DC voltage.
  • the setting value of the setting circuit 620 is an example of a first reference value.
  • Subtraction circuit 621 outputs the deviation between setting circuit 620 and DC voltage feedback VDCfbk to the input terminal of first correction control circuit 623 in correction circuit 641.
  • the first correction control circuit 623 controls the deviation given to the input terminal to approach the minimum, and the plus terminal of the subtraction circuit 624 in the correction circuit 641 Outputs a signal to the E terminal, and when the E terminal input becomes L level, the proportional integration circuit with the enable terminal is such that the output becomes near zero.
  • the first correction control circuit 623 is a circuit having an integration element such as a proportional integration circuit
  • the integration element is reset and the output of the first correction control circuit 623 is near zero while the E terminal is at L level. desirable. This is because the integration element is reset while the E terminal is at L level, so that when the E terminal goes from L level to H level, the output of the first correction control circuit 623 is continuously from near zero It is because it can change.
  • the value set by the setting circuit 632 is input to the B terminal of the comparator 633.
  • the set value of the setting circuit 632 is, for example, a value of 110% of the rated rotational speed of the motor 90.
  • the comparator 633 is a comparison circuit that sets the output of the comparator 633 to the H level when the value of the A terminal is smaller than the value of the B terminal. Therefore, in the present embodiment, for example, when the absolute value of the internal speed command is 110% or less of the rated rotational speed of the motor 90, the output of the comparator 633 becomes H level.
  • the output of the comparator 633 is connected to the E terminal of the second correction control circuit 634 in the correction circuit 641.
  • the output of setting circuit 630 is input to the negative terminal of subtraction circuit 631 in correction circuit 641, and DC voltage feedback VDCfbk, which is the output signal of DC voltage detector 52, is input to the positive terminal of subtraction circuit 631.
  • the set value of the setting circuit 630 is, for example, a value of 110% of the rated DC voltage.
  • the setting value of the setting circuit 630 is an example of a second reference value.
  • Subtraction circuit 631 outputs the deviation between setting circuit 630 and DC voltage feedback VDCfbk to second correction control circuit 634.
  • the second correction control circuit 634 controls the deviation circuit applied to the input terminal so that the deviation approaches minimum, and sends a signal to the limiter circuit 635 in the correction circuit 641.
  • This output is a proportional integration circuit with an enable terminal such that when the input at the E terminal becomes L level, the output becomes near zero.
  • the second correction control circuit 634 is a circuit having an integration element such as a proportional integration circuit, the integration element is reset and the output of the second correction control circuit 634 is near zero while the E terminal is at L level. desirable. This is because the integration element is reset while the E terminal is at the L level, so that when the E terminal changes from the L level to the H level, the output of the second correction control circuit 634 is continuously from near zero. It is because it can change.
  • the limiter 635 is a lower limit limiter, for example, the lower limit is set to zero.
  • the second correction control circuit 634 controls the case where the internal speed command is 110% or less of the rated rotational speed of the motor 90 and the DC voltage feedback VDCfbk is, for example, 110 of the rated DC voltage.
  • the output of the limiter 635 is a positive output other than zero only when the value of x.
  • the limiter 635 is configured such that its output is valid only when the output of the second correction control circuit 634 is positive. That is, the circuit is effective only when the DC voltage feedback VDCfbk becomes equal to or more than the value set by the setting circuit 630.
  • the output of the limiter 635 is input to the minus terminal of the subtraction circuit 624.
  • the subtraction circuit 624 outputs the difference between the output of the first correction control circuit 623 and the output of the limiter 635.
  • the output of the subtraction circuit 624 is input to the A terminal of the switching circuit 628 and the polarity inverting circuit 627 in the correction circuit 641.
  • the polarity inversion circuit 627 is a circuit that multiplies the input value by ⁇ 1 and outputs the result.
  • the output of the polarity inverting circuit 627 is input to the B terminal of the switching circuit 628.
  • the switching signal S1 output from the comparator 626 is input to the control signal terminal of the switching circuit 628.
  • the value set by the setting circuit 625 is input to the B terminal of the comparator 626.
  • the setting value of the setting circuit 635 is zero.
  • the comparator 626 is a comparison circuit that sets the output of the comparator 633 to the H level when the value of the A terminal is smaller than the value of the B terminal. Therefore, in the present embodiment, for example, when the internal speed command is a value for rotating the motor 90 in the winding direction, the switching signal S1 which is the output of the comparator 626 becomes L level and the internal speed command rotates the motor 90 in the winding direction. In the case of the value to be set, the switching signal S1 which is the output of the comparator 626 becomes H level.
  • the output of the comparator 626 is connected to the control signal terminal of the switching circuit 628.
  • Switching circuit 628 outputs the signal connected to the A terminal when the input signal level of the control signal terminal is L level, and the signal connected to the B terminal when the input signal level of the control signal terminal is H level. It is a switching circuit to output. Therefore, in the present embodiment, when the internal speed command is a value that causes the motor 90 to rotate in the winding direction, the switching circuit 628 outputs the output signal of the subtraction circuit 624, and the internal speed command lowers the motor 90 and moves in the direction. In the case of the value to be rotated, the switching circuit 628 outputs the output signal of the polarity inverting circuit 627.
  • the first correction control circuit 623 forms a circuit that outputs the speed correction signal so as to maintain the DC voltage feedback VDCFBK at the set value (for example, rated voltage) of the setting circuit 620 when the voltage drop of the AC power supply 1 occurs.
  • the comparator 615 and the AND circuit 619 stop outputting the speed correction signal when the speed (absolute value) of the motor is less than a predetermined value (for example, 10%) determined by the setting circuit 614. are configured.
  • the second correction control circuit 634 is configured to output a speed correction signal so as to maintain the value below the setting value (for example, 110% voltage of the rating) of the setting circuit 630 when the DC voltage feedback VDCFBK rises. ing.
  • the comparator 633 stops the output of the speed correction signal when the motor speed (absolute value) exceeds a predetermined value (for example, 110% of the rated rotational speed) determined by the setting circuit 614. Configured.
  • the output of switching circuit 628 is input to the minus terminal of subtraction circuit 612 as a speed command correction value. That is, the switching circuit 628 is a circuit that switches the polarity of the speed command correction value which is the output of the first correction control circuit 623 or the output of the second correction control circuit 634 via the limiter circuit 635 depending on the rotation direction of the motor.
  • the correction circuit 641 compares the DC voltage feedback VDCfbk with the setting value of the setting circuit 620 when the voltage drop of the AC power supply 1 occurs, corrects the external speed command so that the difference approaches zero, and generates an internal speed command. It is configured to output.
  • Correction circuit 641 corrects in the direction of increasing the internal speed command as an absolute value when DC voltage feedback VDCfbk is higher than the setting value of setting circuit 620 when voltage drop of AC power supply 1 occurs, and DC voltage feedback When VDCfbk is lower than the setting value of setting circuit 620, correction is made in the direction in which the internal speed command as an absolute value decreases.
  • the correction circuit 641 compares the DC voltage feedback VDCfbk with the setting voltage of the setting circuit 630. When the DC voltage feedback VDCfbk exceeds the setting circuit 630, the difference between the DC voltage feedback VDCfbk and the setting circuit 630 is an absolute value so that the difference approaches zero. The internal speed command is corrected to increase.
  • FIG. 3 is a time chart for explaining the operation of each part of the motor drive device 100 when a voltage drop occurs in the AC power supply 1 during winding and powering operations of the motor drive device according to the first embodiment.
  • the waveforms shown in (a) to (e) in FIG. 3 correspond to the waveforms at the portions (a) to (e) in FIG.
  • FIG. 1 an example of the operation when the voltage drop of the AC power supply 1 occurs during winding and powering operation of the motor driving device 100 according to the first embodiment will be described with reference to FIG. 1, FIG. 2 and FIG. 4 is an example of a change in effective value of the voltage of the AC power supply 1 (hereinafter referred to as AC voltage).
  • the AC voltage starts to fall at time t0 and becomes 75% or less of the rated voltage at which the voltage sag detector 12 operates at time t1, and then starts to recover, and converter 50 can operate at time t2. It shows a state of recovering to the voltage and recovering to 90% of the rated voltage at which the voltage drop detector 12 recovers at time t4.
  • the period from time t1 to time t2 is shorter than the delay setting time Ta of the on delay 616.
  • FIG. 3B shows the operation of a voltage sag detection signal P2 which is an output of the voltage sag detector 12. Since the AC voltage becomes 75% or less of the rated voltage at time t1 and recovers to 90% of the rated voltage at time t2, it is detected by the instantaneous drop detector 12, and the instantaneous drop detection signal P2 changes from L level to H at time t1. It shows a state in which the level becomes L level at time t4.
  • FIG. 3C shows an external speed command.
  • the case where the external speed command given from the outside has a constant value is shown.
  • FIG. 3D shows an internal speed command. Before time t1, the external speed command and the internal speed command have equal values.
  • the internal speed command decreases after time t1 when the voltage sag detection signal P2 becomes H level, and after time t2, it starts to increase and becomes equal to the external speed command again at time t3.
  • FIG. 3E shows the output current feedback Ifbk. It is constant before time t1, but decreases after t1, turns upward after time t2, and is constant again at time t3.
  • FIG. 3 (f) is a torque current reference. Before time t1, since it is a power running operation, a positive value is shown. Since the internal speed command decreases after time t1, the torque current reference shows a negative value to perform a regenerative operation, and becomes a positive value since time t2 becomes a power running operation and returns to the initial value at time t3. doing.
  • FIG. 3 (g) shows the velocity feedback ⁇ fbk. The operation follows the internal speed command.
  • FIG. 3H shows a direct current voltage feedback VDCfbk.
  • the output of the AND circuit 618 in the speed reference setting unit 61 becomes H level.
  • the absolute value of the internal speed command is, for example, 10% or more, the output of the AND circuit 619 also becomes H level, and the first correction control circuit 623 becomes operable.
  • the first correction control circuit 623 outputs a signal such that the difference between the setting value of the setting circuit 620 and the DC voltage feedback VDCfbk is minimized.
  • the output of the subtraction circuit 631 is a negative value. Therefore, although the output of the second correction control circuit 634 is also a negative value, the output of the limiter circuit 635 becomes zero by the limiter circuit 635. Therefore, a value equal to the output value of the first correction control circuit 623 is input to the ⁇ terminal of the subtraction circuit 612.
  • converter 50 can not supply power to the DC circuit, and the voltage of the DC circuit drops from time t0, as shown in FIG. Also falls. Therefore, the output of the subtraction circuit 621 takes a positive value.
  • the first correction control circuit 623 When the enable terminal input of the first correction control circuit 623 becomes H level at time t1, the first correction control circuit 623 outputs a positive value so that the output of the positive subtraction circuit 621 approaches zero. As a result, the internal speed command which is the output of the subtraction circuit 612 is reduced.
  • the torque current reference shown in FIG. 3 (f) is, for example, a negative value indicating regeneration from a positive value indicating powering to reduce the speed of the motor 90 since the internal speed command decreases at time t1.
  • the output current feedback Ifbk detected by the output current detector 70 shown in FIG. 3E is also a small value from time t1.
  • the velocity feedback ⁇ fbk shows the movement following the internal velocity command shown in FIG. 3 (d).
  • the drop of the DC voltage feedback VDCfbk shown in FIG. 3H is suppressed as a result of a series of operations after time t1.
  • the motor drive device can continue the operation without stopping even if the instantaneous voltage drop occurs during the power-up operation.
  • FIG. 4 is a time chart for explaining the operation of each part of the motor drive device 100 when a voltage drop occurs in the AC power supply 1 during winding and regeneration operations of the motor drive device according to the first embodiment.
  • the waveforms shown in (a) to (e) in FIG. 4 correspond to the waveforms of the portions (a) to (e) in FIG. 1 as in FIG.
  • An example of the operation in the case where a voltage drop occurs during winding and regeneration operations of the motor drive device 100 according to the first embodiment will be described below with reference to FIGS. 1, 2 and 4.
  • Fig.4 (a) is an example of a change of the effective value of the voltage (it is hereafter described as alternating voltage) of AC power supply 1 similarly to (a) of FIG.
  • the change of the AC voltage is the same as that shown in FIG.
  • FIG. 4 (b) shows the operation of a voltage sag detection signal P2 which is an output of the voltage sag detector 12 as in the case of FIGS. 3 (b). The operation is the same as (b) of FIG.
  • FIG. 4C shows the external speed command.
  • the case where the external speed command given from the outside has a constant value is shown.
  • FIG. 4D shows an internal speed command.
  • the external speed command and the internal speed command have equal values.
  • the internal speed command rises after time t1 when the instantaneous sag detection signal P2 becomes H level, and after time t2, it turns to rising and becomes equal to the external speed command again at time t3.
  • FIG. 4E shows the output current feedback Ifbk. It is constant before time t1, but decreases after t1, turns upward after time t2, and is constant again at time t3.
  • FIG. 4F is a torque current reference. Before time t1, since it is a regeneration operation, it shows a negative value. After time t1, the internal speed command increases and power running is performed, and the torque current reference shows a positive value, and after time t2 becomes regenerative because it is regenerative operation, and it returns to the initial value at time t3. There is.
  • FIG. 4 (g) shows the velocity feedback ⁇ fbk. The operation follows the internal speed command.
  • FIG. 4H shows a direct current voltage feedback VDCfbk.
  • the rise is suppressed after time t0 when the voltage drop occurs, and the rise is suppressed after time t1, and the AC power supply 1 recovers and falls after time t2 and becomes equal to the initial value at time t3.
  • the internal speed command which is the output of the subtraction circuit 612 is a positive value. Therefore, the output of the comparator 626 is at L level, and the switching circuit 628 selects the input terminal A, that is, the output of the subtraction circuit 624.
  • the output of the AND circuit 618 in the speed reference setting unit 61 becomes H level.
  • the absolute value of the internal speed command is, for example, 10% or more
  • the output of the AND circuit 619 also becomes H level, and the first correction control circuit 623 becomes operable.
  • the first correction control circuit 623 outputs a signal such that the difference between the setting value of the setting circuit 620 and the DC voltage feedback VDCfbk is minimized.
  • the output of the subtraction circuit 631 is a negative value. Accordingly, the output of the second correction control circuit 634 is also a negative value, but the output of the limiter circuit 635 becomes zero by the limiter circuit 635. Therefore, a value equal to the output value of the first correction control circuit 623 is input to the ⁇ terminal of the subtraction circuit 612.
  • the converter 50 can not regenerate power from the DC circuit to the AC power supply 1, and the voltage of the DC circuit rises from time t0, as shown in FIG.
  • the DC voltage feedback VDCfbk also rises.
  • the output of the subtraction circuit 621 takes a negative value.
  • the enable terminal input of the first correction control circuit 623 becomes H level at time t1
  • the first correction control circuit 623 outputs a negative value so that the output of the negative subtraction circuit 621 approaches zero.
  • the internal speed command that is the output of the subtraction circuit 612 is increased.
  • the torque current reference shown in FIG. 3 (f) increases the internal speed command at time t1, so a negative value indicating regeneration for increasing the speed of the motor 90, for example, a positive value indicating powering.
  • the output current feedback Ifbk detected by the output current detector 70 shown in FIG. 3E is also a small value from time t1.
  • the velocity feedback .omega.fbk indicates the movement following the internal velocity command shown in FIG. 4 (d).
  • the rise of DC voltage feedback VDCfbk shown in FIG. 4H is suppressed as a result of a series of operations after time t1.
  • the motor drive device can continue the operation without stopping even if the voltage drop of the AC power supply 1 occurs during the winding operation and the regenerative operation.
  • FIG. 5 is a time chart for explaining the operation of each part of the motor drive device 100 in the case where a voltage drop occurs in the AC power supply 1 at the time of power running regeneration operation of the motor drive device according to the first embodiment. is there.
  • the waveforms shown in (a), (b) and (e) in FIG. 5 correspond to the waveforms at the portions of (a), (b) and (e) in FIG. 1 as in FIG.
  • An example of the operation in the case where an instantaneous voltage drop occurs during winding and regeneration operations of the motor drive device 100 according to the first embodiment will be described below with reference to FIGS. 1, 2 and 5.
  • FIG. 5A is an example of the change of the effective value of the voltage of the AC power supply 1 (hereinafter referred to as AC voltage) as in FIG. 3A.
  • the change of the AC voltage is the same as that shown in FIG.
  • FIG. 5 (b) shows the operation of the voltage sag detection signal P2 which is the output of the voltage sag detector 12 as in the case of FIG. 3 (b). The operation is the same as (b) of FIG.
  • FIG. 5C shows an external speed command. Because of the lowering operation, the external speed command shows a negative value. In this embodiment, even when the voltage drop of the AC power supply 1 is detected, in order to continue the operation of the motor 90, the case where the external speed command given from the outside has a constant value is shown. It is the same as FIG. 3 (c) except that the polarity is reversed.
  • FIG. 5D shows an internal speed command.
  • the external speed command and the internal speed command have equal negative values.
  • the internal speed command rises after time t1 when the voltage sag detection signal P2 becomes H level (positive direction), turns to fall (negative direction) after time t2, and becomes equal to the external speed command again at time t3. This is the same as FIG. 3 (d) except that the polarity is reversed.
  • FIG. 5E shows the output current feedback Ifbk. It is constant before time t1, but decreases after t1, turns upward after time t2, and is constant again at time t3. It is the same as that of FIG.
  • FIG. 5 (f) is a torque current reference. Before time t1, since it is a power running operation, it shows a positive value. After time t1, the absolute value of the internal speed command decreases and the regenerative action is performed. The torque current reference indicates a negative value. After time t2, power running is a positive value. At time t3, the initial value is set. It has returned. It is the same as that of FIG.
  • FIG. 5 (g) shows the velocity feedback ⁇ fbk. The operation follows the internal speed command.
  • FIG. 5H shows a direct current voltage feedback VDCfbk.
  • the voltage drops after time t0 when the voltage drop of the AC power supply 1 occurs, and the descent is suppressed after the clock t1, and when the AC power supply 1 recovers, it rises after the time t2 and becomes equal to the initial value at time t3. It is the same as that of FIG.
  • the internal speed command which is the output of the subtraction circuit 612
  • the output of the comparator 626 is at the H level
  • the switching circuit 628 selects the input terminal B, that is, the output of the polarity inverting circuit 627. That is, a value obtained by inverting the polarity of the output of the subtraction circuit 624 is input to the minus terminal input of the subtraction circuit 612 as a speed correction value.
  • the motor drive device can be lowered without stopping the operation.
  • FIG. 6 is a time chart for explaining the operation of each part of the motor drive device 100 in the case where a voltage drop occurs in the AC power supply 1 during lowering and regeneration operations of the motor driving device according to the first embodiment.
  • the waveforms shown in (a), (b) and (e) in FIG. 5 correspond to the waveforms at the portions of (a), (b) and (e) in FIG. 1 as in FIG.
  • An example of the operation in the case where a voltage drop of the AC power supply 1 occurs during winding and regeneration operations of the motor driving device 100 according to the first embodiment will be described below with reference to FIGS. 1, 2 and 6.
  • FIG. 6A is an example of the change of the effective value of the voltage of the AC power supply 1 (hereinafter referred to as AC voltage) as in FIG. 3A.
  • the change of the AC voltage is the same as that shown in FIG.
  • FIG. 6 (b) shows the operation of a voltage sag detection signal P2 which is an output of the voltage sag detector 12 as in the case of FIG. 3 (b). The operation is the same as (b) of FIG.
  • FIG. 6C shows an external speed command. Because of the lowering operation, the external speed command shows a negative value. In this embodiment, even when the voltage drop of the AC power supply 1 is detected, in order to continue the operation of the motor 90, the case where the external speed command given from the outside has a constant value is shown.
  • FIG. 6D shows an internal speed command.
  • the external speed command and the internal speed command have equal negative values.
  • the internal speed command falls after time t1 when the voltage sag detection signal P2 becomes H level (negative direction), turns upward after time t2 (positive direction), and becomes equal to the external speed command again at time t3.
  • FIG. 6E shows the output current feedback Ifbk. It is constant before time t1, but decreases after t1, turns upward after time t2, and is constant again at time t3.
  • FIG. 6 (f) is a torque current reference. Before time t1, since it is a regeneration operation, it shows a negative value. Since the absolute value of the internal speed command increases after time t1, the power running operation is performed, and the torque current reference indicates a positive value, and after time t2, it is a negative value because it is regenerative operation. It has returned.
  • FIG. 6G shows the velocity feedback ⁇ fbk. The operation follows the internal speed command.
  • FIG. 6H shows a direct current voltage feedback VDCfbk.
  • the internal speed command which is the output of the subtraction circuit 612
  • the output of the comparator 626 is at the H level
  • the switching circuit 628 selects the input terminal B, that is, the output of the polarity inverting circuit 627. That is, a value obtained by inverting the polarity of the output of the subtraction circuit 624 is input to the minus terminal input of the subtraction circuit 612 as a speed correction value.
  • the following operation is the same as that of FIG. 4 except that the polarity of the external speed command and the internal speed command is reversed, and hence the description thereof will be omitted.
  • the motor drive device can be lowered without stopping.
  • a motor drive device capable of preventing the motor drive device from stopping and continuing the operation within the allowable range of the device by detecting a voltage drop and correcting the speed command of the rotation speed of the motor. Can be provided.
  • Reference Signs List 100 motor driving device 1 AC power supply 2, 3 circuit breaker 10 instantaneous voltage drop detection unit 11 transformer 12 voltage sag detector 20 filter unit 21, 22 reactor 23 capacitor 30 electromagnetic switch 40 input current detector 50 converter 51 smoothing capacitor 52 DC voltage detector 58 converter control unit 59 inverter control unit 60 inverter 61 speed reference setting unit 611 rate generation circuit 613 absolute value circuits 614, 620, 625, 630, 632 setting circuits 615, 626, 633 comparator 616 on delay 617 inversion circuit 618, 619 AND circuit 623 first correction control circuit 634 second correction control circuit 627 polarity inversion circuit 628 switching circuit 629 primary delay circuit 62, 64, 612, 621, 624, 631 subtraction circuit 635 limiter 641 correction circuit 63 speed control Control unit 65 Current control unit 66 PWM controller 67 Converter circuit 70 Output current detector 80 Electromagnetic switch 90 Motor 91 Speed sensor

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Abstract

巻上機やクレーンに使用する電動機を運転中に交流電源の電圧低下が発生しても、システム制御の上限内で運転を継続することができる電動機駆動装置を提供する。　電動機駆動装置のインバータ制御部は電動機の回転速度を設定する速度基準設定手段を備え、電動機の回転速度を検出する回転速度検出手段の出力と速度基準設定手段の出力の速度偏差を検出する手段を備え、速度偏差の出力に応じ前記インバータの出力電流を制御する手段を備え、速度基準設定手段は外部から与えられる外部速度指令を補正する補正回路を備え、前記、補正回路は前記電圧低下検出手段から電圧低下信号を受信したときに、前記直流電圧の検出回路の検出値と第１の基準値との偏差に応じ前記外部速度指令を補正して速度基準設定手段の出力とすることを特徴とした電動機駆動装置。

Description

電動機駆動装置
　本発明の実施形態は、鉱山用巻上機やクレーン等の電動機を駆動するコンバータとインバータから構成される電動機駆動装置に関する。
　鉱山用巻上げ機やクレーンの巻上げ、に使用されるコンバータとインバータで構成される電動機駆動装置では、交流電源の電圧低下が起こった場合、電動機駆動装置が制御不能となり、荷物を落下させる危険がある。これを防止する為に従来は、交流電源の電圧低下を検出すると、電動機駆動装置を停止し、駆動モータをブレーキで止めていた。又、インバータの加速制御中に交流電源が停電した際に、加速制御を中止し、回生制動を強制起動する方法が知られている（特許文献１参照。）。
特開２００１－８４９６号公報
　しかしながら、上述した従来の方法によると、例えば、荷物を持ち上げた状態で電動機駆動装置が停止してしまうため、復帰、再起動の時間が必要になり、業務効率が悪いという課題があった。また、特許文献１記載の方法では、直流電圧の変動が大きく、回生制動を強制起動するため、コンバータが交流電源側に回生できない場合、電動機駆動装置の直流電圧が上昇し、直流過電圧が発生し、電動機駆動装置が停止してしまう可能性があった。
　本発明は、上述した課題を解決するためになされたもので、電動機駆動装置が交流電源の電圧低下を検出することで、当該電動機駆動装置が停止することを防止し、装置の許容の範囲内で運転を継続できるコンバータとインバータで構成される電動機駆動装置を提供することを目的とする。
　上記目的を達成するために、本発明の請求項１記載の電動機駆動装置は、
交流電源の供給を受けて交流電源の電力を直流回路に供給するコンバータと、前記直流回路からの電力を可変周波数の交流電力に変換し、巻上機に使用される電動機を駆動するインバータと、前記交流電源の電圧低下を検出する電圧低下検出手段と、前記コンバータを制御するコンバータ制御部と、前記直流回路の直流電圧を検出する直流電圧検出手段と、前記インバータを制御するインバータ制御部とを備え、前記インバータ制御部は前記電動機の回転速度を設定する速度基準設定手段を備え、前記電動機の回転速度を検出する回転速度検出手段の出力と、前記速度基準設定手段の出力である内部速度指令との偏差である速度偏差を検出する手段と、前記速度偏差の出力に応じ前記インバータの出力電流を制御する手段とを備え、前記速度基準設定手段は外部から与えられる外部速度指令を補正する補正回路を備え、前記補正回路は前記電圧低下検出手段から電圧低下信号を受信したときに、前記直流電圧の検出回路の検出値と第１の基準値との偏差に応じ前記外部速度指令を補正した前記内部速度指令を出力することを特徴とする。
　本実施例によれば、交流電源の電圧低下を検出し、当該電動機の回転速度の速度指令を補正することにより、当該電動機駆動装置が停止することを防止し、装置の許容の範囲内で運転を継続することができる電動機駆動装置を提供できる。
実施例１に係る電動機駆動装置の概略構成図。 実施例１に係る電動機駆動装置を構成する速度基準設定部の概略構成図。 実施例１に係る電動機駆動装置の巻上げ、力行時の動作を説明する図。 実施例１に係る電動機駆動装置の巻上げ、回生時の動作を説明する図。 実施例１に係る電動機駆動装置の巻下げ、力行時の動作を説明する図。 実施例１に係る電動機駆動装置の巻下げ、回生時の動作を説明する図。
　以下、図面を参照して本発明の実施例について説明する。
　図１は、実施例１に係る電動機駆動装置１００の概略構成図である。
　交流電源１は、電動機駆動装置１００の端子Ａに接続され、電動機駆動装置１００に交流電力を供給する。
　巻上げ機などを負荷とする当該電動機９０を駆動するため、電動機駆動装置１００は、コンバータ５０から出力された直流電力を、インバータ６０にて３相交流電力に変換し、出力電流検出器７０及び電磁開閉器８０を介して電動機駆動装置１００の端子Ｂに出力する。
　このようにして、電動機駆動装置１００の端子Ｂに接続された電動機９０に３相交流電力が供給される。電動機９０は、例えば、クレーン等の巻上げ、巻下げ用の電動機である。
　電動機駆動装置１００は、瞬時電圧低下検出部１０、フィルタ部２０、電磁開閉器３０、入力電流検出器４０、コンバータ５０、インバータ６０、出力電流検出器７０、電磁開閉器８０、コンバータ制御部５８、インバータ制御部５９及び遮断器２、３などを有して構成される。
　瞬時電圧低下検出部（電圧低下検出手段）１０は、遮断器２を介して端子Ａに接続され、端子Ａに接続された交流電源１の電圧低下を検出する。
　瞬時電圧低下検出部１０は、変圧器１１及び瞬時電圧低下検出器１２（以下、瞬低検出器１２と記す。）を有して構成される。変圧器１１は、１次巻線が遮断器２を介して端子Ａに接続され、交流電源１の電圧が高圧の場合に瞬低検出器１２で検出可能な低電圧に変換する。
　瞬低検出器１２は、変圧器１１の２次巻線に接続され、交流電源１の電圧低下を検出し、瞬時電圧低下検出信号Ｐ２（以下、瞬低検出信号Ｐ２と記す。）をコンバータ制御部５８及びインバータ制御部５９に出力する。ここで、瞬低検出器１２は入力された３相交流の電圧が定格の７５％以下になると瞬時に電圧低下を検出し瞬低検出信号Ｐ２を出力（例えば、Ｈレベル）とし、入力された３相交流の電圧が定格の９０％以上になると復電したと判断し、瞬低検出信号Ｐ２を出力しない（例えば、Ｌレベルとする）。すなわち、瞬低検出器１２は例えはヒステリシスコンパレータを含む。フィルタ部２０は遮断器３を介して端子Ａに接続されている。
　フィルタ部２０は、リアクトル２１、２２及びコンデンサ２３などで構成され、コンバータ５０が発生する高調波成分及び遮断器３の開閉時に発生するサージ電圧を低減する。
　遮断器３はリアクトル２１の一方の端子（遮断器３側の端子）に接続され、リアクトル２１の他方の端子（コンデンサ２３側の端子）はコンデンサ２３及びリアクトル２２の一方の端子（リアクトル２１側の端子）に接続される。コンデンサ２３の他端子は接地されるか、３相交流の中性点に接続される。リアクトル２２の他方の端子（電磁開閉器３０側の端子）は電磁開閉器３０の一方の端子（リアクトル２２側の端子）に接続される。電磁開閉器３０の他方の端子（コンバータ５０側の端子）は入力電流検出器４０を介してコンバータ５０の交流入力に接続される。
　電磁開閉器３０は、入力電流が過電流になり、コンバータ５０以降に接続される回路及び電動機９０を保護する必要がある場合に電磁開閉器３０の接点が自動的に開状態になる。
　入力電流検出器４０は、コンバータ５０に入力される入力電流を検出し、その信号をコンバータ制御部５８に入力する。
　コンバータ５０は交流電力を直流電力に変換する。変換された直流電力は、平滑コンデンサ５１で平滑される。
　上記平滑コンデンサ５１で平滑された直流電力は、インバータ６０に供給される。すなわちコンバータ５０とインバータ６０は直流回路が接続されている。
　インバータ６０は、コンバータ５０から出力された直流電力から、電動機９０を駆動するための可変周波の交流電圧（ここでは、３相交流電圧）を生成し、出力する。インバータ６０の交流出力は出力電流検出器７０及び電磁開閉器８０を介して電動機駆動装置１００の端子Ｂに出力される。さらに電動機駆動装置１００の端子Ｂには電動機９０が接続されている。
　出力電流検出器７０は、上記インバータ６０から出力される出力電流を検出する。出力電流検出器７０で検出されたインバータ６０の出力電流帰還信号（以降、出力電流帰還Ｉｆｂｋと記す。）はインバータ制御部５９内の変換回路６７に入力される。変換回路６７は、例えば、出力電流帰還Ｉｆｂｋのトルク電流成分を出力する回路である。例えば、変換回路６７は３相の信号を互いに直交する２軸成分の信号に変換するｄ－ｑ変換回路である。変換回路６７の出力は減算回路６４の－端子に入力される。
平滑コンデンサ５１にはその直流電圧（すなわち直流回路の電圧）を検出する直流電圧検出器（直流電圧検出手段）５２が接続されている。
　直流電圧検出器５２の出力はコンバータ制御部５８及びインバータ制御部５９に入力される。通常運転時は、コンバータ制御部５８は直流電圧検出器５２の出力信号である直流電圧帰還信号（以下、直流電圧帰還ＶＤＣｆｂｋと記す。）と入力電流検出器４０の出力信号である入力電流帰還信号を使用して、平滑コンデンサ５１の直流電圧（以下単に直流電圧と記す。）を一定の値（以下、定格直流電圧と記す。）に保つ様にコンバータ５０を構成するスイッチング素子を制御するゲートパルスを出力する。コンバータ５０はコンバータ制御部５８から入力したゲートパルスに基づいて制御される。また、瞬低検出器１２から瞬低検出信号Ｐ２を受信した場合にコンバータ制御部５８は必要に応じ保護動作を行う。
　電動機９０の軸と物理的に接続された速度センサ（回転速度検出手段）９１は、電動機９０の回転速度を検出し、回転速度帰還信号（以降、速度帰還ωｆｂｋと記す。）を出力する。速度センサ９１から出力された速度帰還ωｆｂｋは、電動機駆動装置１００の端子Ｃを経由して、インバータ制御部５９に入力される。また、図示されない外部の機器から電動機９０の回転速度を指示する信号（以下、外部速度指令と記す。）が電動機駆動装置１００の端子Ｄを経由してインバータ制御部５９に入力される。ここで、外部速度指令及び速度帰還ωｆｂｋは、電動機９０が巻上げ方向に回転する時は正の値、電動機９０が巻下げ方向に回転する時は負の値となるものとする。
　以降はインバータ制御部５９内の説明を行う。インバータ制御部５９内の速度基準設定部６１は外部からの外部速度指令、直流電圧検出器５２の出力信号である直流電圧帰還ＶＤＣｆｂｋ及び瞬低検出器１２の出力である瞬低検出信号Ｐ２を入力し、内部速度指令を減算回路６２に出力する。速度基準設定部６１の内部の構成は後述する。
　速度帰還ωｆｂｋは、インバータ制御部５９内の減算回路６２のー端子に入力される。速度基準設定部６１の出力である内部速度指令は、減算回路（減算手段）６２の＋端子に入力される。例えば、速度基準設定部６１は速度基準設定手段の一例である。
　減算回路６２は、内部速度指令から速度帰還ωｆｂｋを減算し、その結果得られた速度偏差を速度制御部（ＡＳＰＲ：Automatic SPeed Regulator）６３に入力する。
　速度制御部６３は、減算回路６２から入力した速度偏差が最小になるように、トルク電流基準を出力し、減算回路６４の＋端子に入力する。
　減算回路６４は、トルク電流基準と変換回路６７の出力である出力電流帰還Ｉｆｂｋのトルク電流成分との偏差電流信号を電流制御部（ＡＣＲ：Automatic Current Regulator）（電流制御手段）６５に入力する。
　電流制御部６５は、減算回路６４から入力した電流偏差信号が最小になるように出力である電圧指令信号を生成し、ＰＷＭ制御器６６に入力する。
　ＰＷＭ制御器６６は、電流制御部６５から入力した電圧指令信号に基づいてインバータ６０を構成するスイッチング素子を制御するゲートパルスを生成して出力するＰＷＭ制御器６６から出力されたゲートパルスは、インバータ６０に入力される。　インバータ６０は、ＰＷＭ制御器６６から入力したゲートパルスに基づいて制御され、電動機９０を駆動する交流電圧を出力する。即ち、インバータ６０は電動機９０の回転速度が内部速度指令に追従する様に出力を制御している。
　図２は、速度基準設定部（速度基準設定手段）６１の内部構成の一例を表すブロック図である。以下、図２及び図１を用いて、速度基準設定部６１について説明する。速度基準設定部６１は、レート発生回路６１１と補正回路６４１で構成される。
　外部速度指令はレート発生回路６１１に入力され、レート発生回路６１１の出力は補正回路６４１内の減算回路６１２の＋端子に入力される。
　レート発生回路６１１は、例えば、外部速度指令がステップ状に急峻な変化をした場合でも、レート発生回路６１１が出力する信号の変化率を、あらかじめ定められた所定の変化率以下とすることにより、レート発生回路６１１の変化を抑え、最終的に電動機９０に急峻なトルク変動を与えることを抑制する動作を行う。
　減算回路６１２のー端子には補正回路６４１内の切換回路６２８の出力である速度指令補正値が入力される。減算回路６１２の出力は補正回路６４１内の絶対値回路６１３及び補正回路６４１内の比較回路６２６のＡ端子に入力される。さらにと減算回路６１２の出力は速度基準設定部６１から、内部速度指令として出力され、減算回路６２に入力される。即ち、外部から入力された外部速度指令は、レート発生回路６１１を経由して補正回路６４１内の減算回路６１２で速度指令補正値が減算され、内部速度指令として出力されることになる。
　速度指令補正値の発生方法について以降説明する。瞬時電圧低下検出部１０から出力された瞬低検出信号Ｐ２は補正回路６４１内の論理積回路６１８の第１端子とオンディレイ６１６に入力される。
　オンディレイ６１６は、入力信号がＬレベルからＨレベルになったとき、所定の遅延設定時間後に出力がＬレベルからＨレベルとなる回路である。また、オンディレイ６１６は、入力信号がＨレベルからＬレベルになったときは、瞬時に出力がＨレベルからＬレベルとなる回路である。本実施例では、例えば、オンディレイ６１６の遅延時間は、電動機駆動装置１００の瞬低許容時間Ｔａに設定されている。
　オンディレイ６１６の出力は、補正回路６４１内の反転回路６１７に入力されると共に、速度基準設定部６１外へ保護依頼信号として出力される。交流電源１の電圧低下が電動機駆動装置１００の瞬低許容時間Ｔａ以上継続すると、オンディレイ６１６の出力がＨレベルとなる。
　保護依頼信号は、例えば、ＰＷＭ制御部６６に入力され、交流電源１の電圧低下が電動機駆動装置１００の瞬低許容時間Ｔａを越えて継続すると、インバータ６０をゲートブロック等の保護依頼動作を指示することができる。例えば、瞬低許容時間Ｔａは第１の設定時間の一例である。例えば、瞬低許容時間Ｔａは０．６秒である。
　反転回路６１７の出力は、論理積回路６１８の第２端子に入力される。反転回路６１７は、入力信号と逆の論理レベルを出力する回路である。
　論理積回路６１８は、第１端子入力と第２端子入力の論理積を出力する回路である。従って、論理積回路６１８の出力は、瞬低検出信号Ｐ２がＬレベルからＨレベルになると直ちにＨレベルとなり、瞬低検出信号Ｐ２がＨレベルを継続し、Ｈレベルの継続時間がオンディレイ６１６の遅延設定時間である瞬低許容時間Ｔａ以降は、論理積回路６１８の出力はＬレベルとなる。また、瞬低検出信号Ｐ２のＨレベルの継続時間がオンディレイ６１６の遅延設定時間より短い場合は、瞬低検出信号Ｐ２がＨレベルからＬレベルになると論理積回路６１８の出力も直ちにＬレベルとなる。論理積回路６１８の出力は補正回路６４１内の論理積回路６１９の第２端子に入力されている。
　絶対値回路６１３の出力は、補正回路６４１内のコンパレータ６１５のＢ端子とコンパレータ６３３のＡ端子に入力される。
　コンパレータ６１５のＡ端子には設定回路６１４で設定された値が入力されている。ここで設定回路６１４の設定値は、例えば、電動機９０の定格回転速度の１０％の値である。コンパレータ６１５はＡ端子の値がＢ端子の値より小さい場合、コンパレータ６１５の出力をＨレベルとする比較回路である。従って、本実施例ではたとえば内部速度指令の絶対値が電動機９０の定格回転速度の１０％より大きい場合、コンパレータ６１５の出力がＨレベルとなる。コンパレータ６１５の出力は論理積回路６１９に入力される。論理積回路６１９の出力は第１補正制御回路６２３のイネーブル端子（以降、イネーブル端子をＥ端子と記す。）に接続される。
　設定回路６２０の出力は、補正回路６４１内の減算回路６２１の＋端子に入力され、直流電圧検出器５２の出力信号である直流電圧帰還ＶＤＣｆｂｋが減算回路６２１のー端子に入力される。設定回路６２０の設定値は、例えば、定格直流電圧である。例えば、設定回路６２０の設定値は第１の基準値の一例である。
　減算回路６２１は、設定回路６２０と直流電圧帰還ＶＤＣｆｂｋとの偏差を補正回路６４１内の第１補正制御回路６２３の入力端子に出力する。
　第１補正制御回路６２３は、例えば、Ｅ端子にＨレベルが入力されている場合は、入力端子に与えられた偏差が最小に近づくように制御して補正回路６４１内の減算回路６２４の＋端子に信号を出力し、Ｅ端子入力がＬレベルとなると、その出力が零近傍になる様なイネーブル端子付き比例積分回路である。なお、第１補正制御回路６２３が比例積分回路等の積分要素がある回路の場合は、Ｅ端子がＬレベル中は積分要素がリセットされ第１補正制御回路６２３の出力が零近傍となる構成が望ましい。これはＥ端子がＬレベル中は積分要素がリセットされる構成にすることにより、Ｅ端子がＬレベルからＨレベルになった場合、第１補正制御回路６２３の出力は零近傍にから連続的に変化することができるからである。
　コンパレータ６３３のＢ端子には、設定回路６３２で設定された値が入力されている。ここで、設定回路６３２の設定値は、例えば、電動機９０の定格回転速度の１１０％の値である。
　コンパレータ６３３は、Ａ端子の値がＢ端子の値より小さい場合、コンパレータ６３３の出力をＨレベルとする比較回路である。従って、本実施例では、例えば、内部速度指令の絶対値が電動機９０の定格回転速度の１１０％以下の場合、コンパレータ６３３の出力がＨレベルとなる。
　コンパレータ６３３の出力は、補正回路６４１内の第２補正制御回路６３４のＥ端子に接続される。設定回路６３０の出力は補正回路６４１内の減算回路６３１のー端子に入力され、直流電圧検出器５２の出力信号である直流電圧帰還ＶＤＣｆｂｋが減算回路６３１の＋端子に入力される。設定回路６３０の設定値は、例えば、定格直流電圧の１１０％の値である。例えば、設定回路６３０の設定値は第２の基準値の一例である。
　減算回路６３１は、設定回路６３０と直流電圧帰還ＶＤＣｆｂｋとの偏差を第２補正制御回路６３４に出力する。
　第２補正制御回路６３４は、例えば、Ｅ端子にＨレベルが入力されている場合は、入力端子に与えられた偏差が最小に近づくように制御して補正回路６４１内のリミッタ回路６３５に信号を出力し、Ｅ端子入力がＬレベルとなると、その出力が零近傍になる様なイネーブル端子付き比例積分回路である。なお、第２補正制御回路６３４が比例積分回路等の積分要素がある回路の場合は、Ｅ端子がＬレベル中は積分要素がリセットされ第２補正制御回路６３４の出力が零近傍となる構成が望ましい。これはＥ端子がＬレベル中は積分要素がリセットされる構成にすることにより、Ｅ端子がＬレベルからＨレベルになった場合、第２補正制御回路６３４の出力は零近傍にから連続的に変化することができるからである。
　リミッタ６３５は、下限リミッタであり、例えば、下限値は零に設定されている。リミッタ３６５の下限値を零に設定することで第２補正制御回路６３４は内部速度指令が電動機９０の定格回転速度の１１０％以下の場合且つ、直流電圧帰還ＶＤＣｆｂｋが、例えば、定格直流電圧の１１０を超えた場合にのみリミッタ６３５の出力が零以外の正の出力をすることになり、それ以外はリミッタ６３５の出力は零となる。
　ここでリミッタ６３５は、第２補正制御回路６３４の出力が正の時のみ出力が有効になるようになっている。すなわち、直流電圧帰還ＶＤＣｆｂｋが設定回路６３０で設定された値以上になった場合のみ有効となる回路を構成している。リミッタ６３５の出力は減算回路６２４のー端子に入力される。
　減算回路６２４は、第１補正制御回路６２３の出力とリミッタ６３５の出力の差分を出力する。減算回路６２４の出力は切換回路６２８のＡ端子と補正回路６４１内の極性反転回路６２７に入力される。
　極性反転回路６２７は、入力された値とー１を乗算し、その結果を出力する回路である。極性反転回路６２７の出力は、切換回路６２８のＢ端子に入力される。
　切換回路６２８の制御信号端子には、コンパレータ６２６の出力である切換信号Ｓ１が入力される。
　コンパレータ６２６のＢ端子には、設定回路６２５で設定された値が入力されている。ここで設定回路６３５の設定値は零である。コンパレータ６２６はＡ端子の値がＢ端子の値より小さい場合、コンパレータ６３３の出力をＨレベルとする比較回路である。従って、本実施例ではたとえば内部速度指令が電動機９０を巻上げ方向に回転させる値の場合は、コンパレータ６２６の出力である切換信号Ｓ１はLレベルとなり、内部速度指令が電動機９０を巻下げ方向に回転させる値の場合は、コンパレータ６２６の出力である切換信号Ｓ１はＨレベルとなる。コンパレータ６２６の出力は切換回路６２８の制御信号端子に接続されている。
　切換回路６２８は、制御信号端子の入力信号レベルがＬレベルの場合はＡ端子に接続された信号を出力し、制御信号端子の入力信号レベルがＨレベルの場合はＢ端子に接続された信号を出力する切換回路である。従って、本実施例では、内部速度指令が電動機９０を巻上げ方向に回転させる値の場合は、切換回路６２８は減算回路６２４の出力信号を出力し、内部速度指令が電動機９０を巻下げ、方向に回転させる値の場合は、切換回路６２８は極性反転回路６２７の出力信号を出力する。
　すなわち、第１補正制御回路６２３は、交流電源１の電圧低下発生時に直流電圧帰還ＶＤＣＦＢＫを設定回路６２０の設定値(例えば、定格電圧)維持する様に速度補正信号を出力する回路を構成している。また、コンパレータ６１５や論理積回路６１９は電動機の速度（絶対値）が設定回路６１４で定められた所定値(例えば、１０％)未満となる場合はその速度補正信号を出力することを停止する回路を構成している。
　また、第２補正制御回路６３４は、直流電圧帰還ＶＤＣＦＢＫが上昇した場合に設定回路６３０の設定値(例えば、定格の１１０％電圧)以下に維持する様に速度補正信号を出力する回路を構成している。また、コンパレータ６３３は、電動機の速度（絶対値）が設定回路６１４で定められた所定値(例えば、定格回転速度の１１０％)を超える場合はその速度補正信号を出力することを停止する回路を構成している。
　切換回路６２８の出力は、速度指令補正値として減算回路６１２のー端子に入力される。即ち、切換回路６２８は、電動機の回転方向によって第１補正制御回路６２３の出力やリミッタ回路６３５を経由した第２補正制御回路６３４の出力である速度指令補正値の極性を切り替える回路である。
　補正回路６４１は、交流電源１の電圧低下発生時時においては直流電圧帰還ＶＤＣｆｂｋと設定回路６２０の設定値を比較し、その差分が零に近づく様に外部速度指令を補正して内部速度指令として出力するように構成している。
　補正回路６４１は、交流電源１の電圧低下発生時時においては直流電圧帰還ＶＤＣｆｂｋが設定回路６２０の設定値より高い場合は、絶対値としての内部速度指令が増加する方向に補正し、直流電圧帰還ＶＤＣｆｂｋが設定回路６２０の設定値より低い場合は、絶対値としての内部速度指令が減少する方向に補正している。
　また、補正回路６４１は直流電圧帰還ＶＤＣｆｂｋと設定回路６３０の設定電値を比較し、直流電圧帰還ＶＤＣｆｂｋが設定回路６３０を超える場合は、その差分がその差分が零に近づく様に絶対値としての内部速度指令を上昇させる方向に補正している。
　クレーン等の装置に於いて、電動機駆動装置１００が力行動作するか回生動作するかは、荷重とカウンターウエイトの関係で決まるので、巻き上げ、巻き下げの両方向において力行動作と回生動作があり得る。そこで、巻上げ、巻下げの両方向において、各々力行動作及び回生動作中に交流電源１の電圧低下が生じた場合の実施例１に係る電動機駆動装置１００の動作について説明する。
　図３は、実施例１に係る電動機駆動装置の巻上げ、力行動作時に交流電源１で電圧低下が発生し、その後復電した場合の電動機駆動装置１００の各部の動作を説明するタイムチャートである。図３に於いて（ａ）～（ｅ）に示す波形は、図１における（ａ）～（ｅ）の部位の波形に対応している。以下図１、図２及び図３を用いて実施例１に係る電動機駆動装置１００の巻上げ、力行動作時に交流電源１の電圧低下が発生した場合の動作の一例を説明する
　図３（ａ）は、交流電源１の電圧（以下、交流電圧と記す。）の実効値の変化の一例である。この例では、交流電圧が、時刻ｔ０において低下し始め、時刻ｔ１で瞬低検出器１２が動作する定格電圧の７５％以下になり、その後回復し始め、時刻ｔ２でコンバータ５０がコンバータ運転可能な電圧まで回復し、時刻ｔ４で瞬低検出器１２が復帰する定格電圧の９０％に回復した状態を示す。ここで時刻ｔ１から時刻ｔ２までの期間はオンディレイ６１６の遅延設定時間Ｔａより短いものとする。
　図３（ｂ）は、瞬低検出器１２の出力である瞬低検出信号Ｐ２の動作を示す。交流電圧が、時刻ｔ１で定格電圧の７５％以下になり、時刻ｔ２で定格電圧の９０％に回復したため、瞬低検出器１２で検出され、瞬低検出信号Ｐ２が時刻ｔ１でＬレベルからＨレベルとなり時刻ｔ４でＬレベルとなった状態を示す。
　図３（ｃ）は、外部速度指令である。本実施例では、交流電源１の電圧低下が検出された場合であっても、電動機９０の運転を継続するため、外部から与えられる外部速度指令が一定値の場合を示している。
　図３（ｄ）は、内部速度指令である。時刻ｔ１以前は外部速度指令と内部速度指令は等しい値である。内部速度指令は、瞬低検出信号Ｐ２がＨレベルとなった時刻ｔ１以降低下し、時刻ｔ２以降は上昇に転じ、時刻ｔ３で再び外部速度指令と等しくなる。
　図３（ｅ）は、出力電流帰還Ｉｆｂｋである。時刻ｔ１以前は一定であるがｔ１以降低下し、時刻ｔ２以降は上昇に転じ、時刻ｔ３で再び一定となっている。
　図３（ｆ）は、トルク電流基準である。時刻ｔ１以前は力行動作であるので正の値をしめす。時刻ｔ１以降は内部速度指令が低下するため回生動作をするため、トルク電流基準は負の値を示す、時刻ｔ２以降は力行動作になるため正の値になり、時刻ｔ３で初期の値に復帰している。
　図３（ｇ）は、速度帰還ωｆｂｋである。内部速度指令に追従した動作となっている。
　図３（ｈ）は、直流電圧帰還ＶＤＣｆｂｋである。交流電源１の電圧低下の発生する時刻ｔ０以降は低下し、時刻ｔ１以降は低下が抑制され、交流電源１が回復し時刻ｔ２以降は上昇に転じ、時刻ｔ３で初期の値と等しくなる。
　以下動作を説明する。図３の初期条件では、巻上げ動作時であるので、減算回路６１２の出力である内部速度指令は正の値である。従ってコンパレータ６２６の出力はＬレベルであり、切換回路６２８は入力端子Ａすなわち減算回路６２４の出力が選択されている。
　巻上げ、力行動作時に、時刻ｔ１にて図３（ｂ）に示す瞬低検出信号Ｐ２が出力されると、速度基準設定部６１内の論理積回路６１８の出力はＨレベルとなる。ここで内部速度指令の絶対値が、例えば、１０％以上であれば論理積回路６１９の出力もＨレベルとなり第１補正制御回路６２３が動作可能になる。
　第１補正制御回路６２３は、設定回路６２０の設定値と直流電圧帰還ＶＤＣｆｂｋとの差分が最小になるように信号を出力する。尚、この場合、直流電圧帰還ＶＤＣｆｂｋは、設定回路６３０の値より低いので、減算回路６３１の出力は負の値である。従って、第２補正制御回路６３４の出力も負の値であるが、リミッタ回路６３５によりリミッタ回路６３５の出力はゼロとなる。従って、減算回路６１２の－端子には第１補正制御回路６２３の出力値と等しい値が入力される。
　ここで、力行動作時に交流電源１の電圧低下が発生すると、コンバータ５０が直流回路に電力を供給できなくなるため時刻ｔ０から直流回路の電圧は下がり図３（ｈ）に示す様に直流電圧帰還ＶＤＣｆｂｋも低下する。従って減算回路６２１の出力は正の値をとる。
　時刻ｔ１で第１補正制御回路６２３のイネーブル端子入力がＨレベルになると第１補正制御回路６２３は正の減算回路６２１の出力をゼロに近づける様に正の値を出力する。その結果減算回路６１２の出力である内部速度指令が低下する。
　図３（ｆ）に示すトルク電流基準は、時刻ｔ１に於いて内部速度指令が下がるので、電動機９０の速度を低下させるため力行を示す正の値から、例えば、回生を示す負の値になる。また、図３（ｅ）に示される出力電流検出器７０で検出した出力電流帰還Iｆｂｋも時刻ｔ１から小さな値になっている。図３（ｇ）に速度帰還ωｆｂｋは図３（ｄ）に示される内部速度指令に追従した動きを示す。図３（ｈ）に示す直流電圧帰還ＶＤＣｆｂｋは時刻ｔ１以降に一連の動作の結果として低下が抑制される。
　交流電圧が復電し、時刻ｔ２にてコンバータ５０が動作可能なレベルになると直流電圧が上昇する。そこで、減算回路６２１の差分が減少するので第１補正制御回路６２３の出力は低下に転じる。従って図３（ｄ）に示す減算回路６１２の出力である内部速度指令は上昇してゆく。また図３（ｆ）に示すトルク電流基準は速度を上昇させるため力行に転じる。また、図３（ｄ）（ｆ）（ｈ）に示されるように、時刻ｔ３にて直流電圧が定格電圧に等しくなると内部速度指令も外部速度指令と等しい値になり、トルク指令も電圧低下以前の値となる。
　さらに図３（ａ）に示す様に時刻ｔ４にて交流電圧が所定の値まで復帰すると、図（３）に示す様に瞬低検出はＬレベルとなる。
　以上の様に、実施例１に係る電動機駆動装置は巻上げ、力行運転中に瞬時電圧低下が発生しても、停止することなく運転を継続できる。
　図４は、実施例１に係る電動機駆動装置の巻上げ、回生動作時に交流電源１で電圧低下が発生し、その後復電した場合の電動機駆動装置１００の各部の動作を説明するタイムチャートである。図４に於いて（ａ）～（ｅ）に示す波形は、図３と同様に図１における（ａ）～（ｅ）の部位の波形に対応している。以下図１、図２及び図４を用いて実施例１に係る電動機駆動装置１００の巻上げ、回生動作時に電圧低下が発生した場合の動作の一例を説明する。
　図４（ａ）は、図３の(a)と同様に交流電源１の電圧（以下、交流電圧と記す。）の実効値の変化の一例である。交流電圧の変化は図３の（ａ）と同様であるので説明は省略する。
　図４（ｂ）は、図（３）（ｂ）と同様に、瞬低検出器１２の出力である瞬低検出信号Ｐ２の動作を示す。動作は図３の（ｂ）と同様であるので説明は省略する。
　図４（ｃ）は、外部速度指令である。本実施例では、交流電源１の電圧低下が検出された場合であっても、電動機９０の運転を継続するため、外部から与えられる外部速度指令が一定値の場合を示している。
　図４（ｄ）は、内部速度指令である。時刻ｔ１以前は外部速度指令と内部速度指令は等しい値である。内部速度指令が瞬低検出信号Ｐ２がＨレベルとなった時刻ｔ１以降上昇し、時刻ｔ２以降は下降昇に転じ、時刻ｔ３で再び外部速度指令と等しくなる。
　図４（ｅ）は、出力電流帰還Ｉｆｂｋである。時刻ｔ１以前は一定であるがｔ１以降低下し、時刻ｔ２以降は上昇に転じ、時刻ｔ３で再び一定となっている。
　図４（ｆ）は、トルク電流基準である。時刻ｔ１以前は回生動作であるので負の値を示す。時刻ｔ１以降は内部速度指令が上昇するため力行動作となり、トルク電流基準は正の値を示す、時刻ｔ２以降は回生動作になるため負の値になり、時刻ｔ３で初期の値に復帰している。
　図４（ｇ）は、速度帰還ωｆｂｋである。内部速度指令に追従した動作となっている。
　図４（ｈ）は、直流電圧帰還ＶＤＣｆｂｋである。電圧低下の発生する時刻ｔ０以降は上昇し刻ｔ１以降は上昇が抑制され、交流電源１が回復し時刻ｔ２以降は下降し、時刻ｔ３で初期の値と等しくなる。
　図４の初期条件では、巻上げ動作時であるので減算回路６１２の出力である内部速度指令は正の値である。従ってコンパレータ６２６の出力はＬレベルであり、切換回路６２８は入力端子Ａすなわち減算回路６２４の出力が選択されている。
　巻上げ、回生動作時に、時刻ｔ１にて図３（ｂ）に示す瞬低検出信号Ｐ２が出力されると、速度基準設定部６１内の論理積回路６１８の出力はＨレベルとなる。ここで内部速度指令の絶対値が、例えば、１０％以上であれば論理積回路６１９の出力もＨレベルとなり第１補正制御回路６２３が動作可能になる。第１補正制御回路６２３は設定回路６２０の設定値と直流電圧帰還ＶＤＣｆｂｋとの差分が最小になるように信号を出力する。
　尚、この場合直流電圧帰還ＶＤＣｆｂｋは設定回路６３０の値より低いので減算回路６３１の出力は負の値である。従って第２補正制御回路６３４の出力も負の値であるがリミッタ回路６３５によりリミッタ回路６３５の出力はゼロとなる。従って、減算回路６１２の－端子には第１補正制御回路６２３の出力値と等しい値が入力される。ここで、回生動作時に交流電源１の電圧低下が発生するとコンバータ５０が直流回路から交流電源１に電力を回生できなくなるため時刻ｔ０から直流回路の電圧は上昇し、図３（ｈ）に示す様に直流電圧帰還ＶＤＣｆｂｋも上昇する。従って減算回路６２１の出力は負の値をとる。時刻ｔ１で第１補正制御回路６２３のイネーブル端子入力がＨレベルになると第１補正制御回路６２３は負の減算回路６２１の出力をゼロに近づける様に負の値を出力する。その結果減算回路６１２の出力である内部速度指令が上昇する。図３（ｆ）に示すトルク電流基準は、時刻ｔ１に於いて内部速度指令が上昇するので、電動機９０の速度を上昇させるため回生を示す負の値から、例えば、力行を示す正の値になる。また、図３（ｅ）に示される出力電流検出器７０で検出した出力電流帰還Ｉｆｂｋも時刻ｔ１から小さな値になっている。図４（ｇ）に速度帰還ωｆｂｋは図４（ｄ）に示される内部速度指令に追従した動きを示す。図４（ｈ）に示す直流電圧帰還ＶＤＣｆｂｋは時刻ｔ１以降に一連の動作の結果として上昇が抑制される。
　交流電圧が復電し時刻ｔ２にてコンバータ５０が動作可能なレベルになると直流電圧は低下する。そこで、減算回路６２１の差分が減少するので第１補正制御回路６２３の出力の絶対値は低下に転じる。従って図４（ｄ）に示す減算回路６１２の出力である内部速度指令は低下してゆく。また図４（ｆ）に示すトルク電流基準は速度を低下させるため回生に転じる。また、図４（ｄ）（ｆ）（ｈ）に示されるように、時刻ｔ３にて直流電圧が定格電圧に等しくなると内部速度指令も外部速度指令と等しい値になり、トルク指令も電圧低下以前の値となる。
　以上の様に、実施例１に係る電動機駆動装置は巻上げ、回生運転中に交流電源１の電圧低下が発生しても、停止することなく運転を継続できる。
　図５は、実施例１に係る電動機駆動装置の巻下げ、力行回生動作時に交流電源１で電圧低下が発生し、その後復電した場合の電動機駆動装置１００の各部の動作を説明するタイムチャートである。図５に於いて（ａ）、（ｂ）、（ｅ）に示す波形は、図３と同様に図１における（ａ）、（ｂ）、（ｅ）の部位の波形に対応している。以下図１、図２及び図５を用いて実施例１に係る電動機駆動装置１００の巻上げ、回生動作時に瞬時電圧低下が発生した場合の動作の一例を説明する。
　図５（ａ）は、図３の(a)と同様に交流電源１の電圧（以下、交流電圧と記す。）の実効値の変化の一例である。交流電圧の変化は図３の（ａ）と同様であるので説明は省略する。
　図５（ｂ）は、図（３）（ｂ）と同様に、瞬低検出器１２の出力である瞬低検出信号Ｐ２の動作を示す。動作は図３の（ｂ）と同様であるので説明は省略する。
　図５（ｃ）は、外部速度指令である。巻下げ運転であるため、外部速度指令は負の値を示す。本実施例では、交流電源１の電圧低下が検出された場合であっても、電動機９０の運転を継続するため、外部から与えられる外部速度指令が一定値の場合を示している。極性が反転している以外は図３（ｃ）と同様である。
　図５（ｄ）は、内部速度指令である。時刻ｔ１以前は外部速度指令と内部速度指令は等しい負の値である。内部速度指令が瞬低検出信号Ｐ２がＨレベルとなった時刻ｔ１以降上昇し（正方向）、時刻ｔ２以降は下降（負方向）に転じ、時刻ｔ３で再び外部速度指令と等しくなる。極性が反転している以外は図３（ｄ）と同様である。
　図５（ｅ）は、出力電流帰還Ｉｆｂｋである。時刻ｔ１以前は一定であるがｔ１以降低下し、時刻ｔ２以降は上昇に転じ、時刻ｔ３で再び一定となっている。図３（ｄ）と同様である。
　図５（ｆ）は、トルク電流基準である。時刻ｔ１以前は力行動作であるので正の値を示す。時刻ｔ１以降は内部速度指令の絶対値が低下するため回生動作となり、トルク電流基準は負の値を示す、時刻ｔ２以降は力行動作になるため正の値になり、時刻ｔ３で初期の値に復帰している。図３（ｆ）と同様である。
　図５（ｇ）は、速度帰還ωｆｂｋである。内部速度指令に追従した動作となっている。
極性が反転している以外は図３（ｇ）と同様である。
　図５（ｈ）は、直流電圧帰還ＶＤＣｆｂｋである。交流電源１の電圧低下の発生する時刻ｔ０以降は下降し、刻ｔ１以降は下降が抑制され、交流電源１が回復すると、時刻ｔ２以降は上昇し、刻ｔ３で初期の値と等しくなる。図３（ｄ）と同様である。
　図５の初期条件では巻下げ、力行動作時であるので減算回路６１２の出力である内部速度指令は負の値である。従ってコンパレータ６２６の出力はＨレベルであり、切換回路６２８は入力端子Ｂすなわち極性反転回路６２７の出力が選択されている。すばわち、減算回路６２４の出力の極性を反転した値が減算回路６１２のー端子入力に速度補正値として入力される。
　以下の動作は、外部速度指令、内部速度指令の極性が反転している以外は図３の説明と同様になるので以降の説明は省略する。
　以上の様に、実施例１に係る電動機駆動装置は巻下げ、力行運転中に交流電源１の電圧低下が発生しても、停止することなく運転を継続できる。
　図６は、実施例１に係る電動機駆動装置の巻下げ、回生動作時に交流電源１で電圧低下が発生し、その後復電した場合の電動機駆動装置１００の各部の動作を説明するタイムチャートである。図５に於いて（ａ）、（ｂ）、（ｅ）に示す波形は、図３と同様に図１における（ａ）、（ｂ）、（ｅ）の部位の波形に対応している。以下図１、図２及び図６を用いて実施例１に係る電動機駆動装置１００の巻上げ、回生動作時に交流電源１の電圧低下が発生した場合の動作の一例を説明する。
　図６（ａ）は、図３の(a)と同様に交流電源１の電圧（以下、交流電圧と記す。）の実効値の変化の一例である。交流電圧の変化は図３の（ａ）と同様であるので説明は省略する。
　図６（ｂ）は、図（３）（ｂ）と同様に、瞬低検出器１２の出力である瞬低検出信号Ｐ２の動作を示す。動作は図３の（ｂ）と同様であるので説明は省略する。
　図６（ｃ）は、外部速度指令である。巻下げ運転であるため、外部速度指令は負の値を示す。本実施例では、交流電源１の電圧低下が検出された場合であっても、電動機９０の運転を継続するため、外部から与えられる外部速度指令が一定値の場合を示している。
　図６（ｄ）は、内部速度指令である。時刻ｔ１以前は外部速度指令と内部速度指令は等しい負の値である。内部速度指令が瞬低検出信号Ｐ２がＨレベルとなった時刻ｔ１以降下降し（負方向）、時刻ｔ２以降は上昇（正方向）に転じ、時刻ｔ３で再び外部速度指令と等しくなる。
　図６（ｅ）は、出力電流帰還Ｉｆｂｋである。時刻ｔ１以前は一定であるがｔ１以降低下し、時刻ｔ２以降は上昇に転じ、時刻ｔ３で再び一定となっている。
　図６（ｆ）は、トルク電流基準である。時刻ｔ１以前は回生動作であるので負の値を示す。時刻ｔ１以降は内部速度指令の絶対値が上昇するため力行動作となり、トルク電流基準は正の値を示す、時刻ｔ２以降は回生動作になるため負の値になり、時刻ｔ３で初期の値に復帰している。
　図６（ｇ）は、速度帰還ωｆｂｋである。内部速度指令に追従した動作となっている。
　図６（ｈ）は、直流電圧帰還ＶＤＣｆｂｋである。交流電源１の電圧低下の発生する時刻ｔ０以降は上昇し、時刻ｔ１以降は下降が抑制され、交流電源１が回復すると、時刻ｔ２以降は下降し、時刻ｔ３で初期の値と等しくなる。
　図６の初期条件では巻下げ、回生動作時であるので減算回路６１２の出力である内部速度指令は負の値である。従ってコンパレータ６２６の出力はＨレベルであり、切換回路６２８は入力端子Ｂすなわち極性反転回路６２７の出力が選択されている。すばわち、減算回路６２４の出力の極性を反転した値が減算回路６１２のー端子入力に速度補正値として入力される。以下の動作は外部速度指令、内部速度指令の極性が反転している以外は図４の説明と同様になるので以降の説明は省略する。
　以上の様に実施例１に係る電動機駆動装置は巻下げ、回生運転中に交流電源１の電圧低下が発生しても、停止することなく運転を継続できる。
　以上説明したように、本発明の実施例によれば、電動機駆動装置が巻上げ機やクレーンなどの巻上げ及び巻下げに使用する電動機を運転中に交流電源の電圧低下が発生したとき、交流電源の電圧低下を検出し、当該電動機の回転速度の速度指令を補正することにより、当該電動機駆動装置が停止することを防止し、装置の許容の範囲内で運転を継続することができる電動機駆動装置を提供できる。
１００　電動機駆動装置
１　交流電源
２、３　遮断器
１０　瞬時電圧低下検出部
１１　変圧器
１２　瞬低検出器
２０　フィルタ部
２１、２２　リアクトル
２３　コンデンサ
３０　電磁開閉器
４０　入力電流検出器
５０　コンバータ
５１　平滑コンデンサ
５２　直流電圧検出器
５８　コンバータ制御部
５９　インバータ制御部
６０　インバータ
６１　速度基準設定部
６１１　レート発生回路
６１３　絶対値回路
６１４、６２０、６２５、６３０、６３２　設定回路
６１５、６２６、６３３　コンパレータ
６１６　オンディレイ
６１７　反転回路
６１８、６１９　論理積回路
６２３　第１補正制御回路
６３４　第２補正制御回路
６２７　極性反転回路
６２８　切換回路
６２９　一次遅れ回路
６２、６４、６１２、６２１、６２４、６３１　減算回路
６３５　リミッタ
６４１　補正回路
６３　速度制御部
６５　電流制御部
６６　ＰＷＭ制御器
６７　変換回路
７０　出力電流検出器
８０　電磁開閉器
９０　電動機
９１　速度センサ

Claims (5)

  1. 　交流電源の供給を受けて交流電源の電力を直流回路に供給するコンバータと、前記直流回路からの電力を可変周波数の交流電力に変換し、巻上機に使用される電動機を駆動するインバータと、
    　前記交流電源の電圧低下を検出する電圧低下検出手段と、
    　前記コンバータを制御するコンバータ制御部と、
    　前記直流回路の直流電圧を検出する直流電圧検出手段と、
    　前記インバータを制御するインバータ制御部と、を備え、
    　前記インバータ制御部は、
    　前記電動機の回転速度を設定する速度基準設定手段と、
    　前記電動機の回転速度を検出する回転速度検出手段の出力と、
    　前記速度基準設定手段の出力である内部速度指令との偏差である速度偏差を検出する手段と、
    　前記速度偏差の出力に応じ前記インバータの出力電流を制御する手段と、を備え、
    　前記速度基準設定手段は、
    　外部から与えられる外部速度指令を補正する補正回路を備え、
    　前記補正回路は、
    　前記電圧低下検出手段から電圧低下信号を受信したときに、前記直流電圧検出手段の検出値と第１の基準値との偏差に応じ前記外部速度指令を補正して前記速度基準設定手段の出力とすることを特徴とする電動機駆動装置。
  2. 　前記第１の基準値は、
    　電動機駆動装置の直流定格電圧としたことを特徴とする請求項１に記載の電動機駆動装置。
  3. 　前記補正回路は、
    　力行時には、絶対値としての前記電動機の回転速度を低下させる方向に外部速度指令を補正し、回生時には、絶対値としての前記電動機の回転速度を上昇させる方向に前記外部速度指令を補正することを特徴とした請求項１に記載の電動機駆動装置。
  4. 　前記補正回路は、前記直流電圧検出手段による検出値が前記第１の基準値より大きい第２の基準値を超えた場合は、絶対値としての前記電動機の回転速度を上昇させる方向に前記外部速度指令を補正することを特徴とする請求項１に記載の電動機駆動装置。
  5. 　前記速度基準設定部は、
    　前記電圧低下検出手段からの前記電圧低下検出信号が第１の設定時間を越えて継続した場合は、前記外部速度指令の補正を停止し、保護依頼信号を出力することを特徴とする請求項１に記載の電動機駆動装置。
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