(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
インバータから誘導モータへ供給される三相交流からの電圧、電流をセンサーで演算、制御部へ送りながら、目的とする制御機器の過渡的な達成度の上昇に伴い、その上昇した圧力、流量等の値を前記した演算、制御部に入力することでインバータの不制御領域と制御領域の境界線であるリニアラインを表わす電圧／周波数の値の設定を変更し、電圧が下降しないように周波数の変化設定をすることを特徴とする誘導モータの制御方法。
【請求項２】
前記したインバータに電圧／周波数の値が最大に設置されている場合の周波数低下制御にあって、制御領域とするリニアライン上のポイントを演算、制御部により採ることで、そのポイントを指す座標値を電圧、周波数とすることを特徴とする請求項１に記載の誘導モータの制御方法。
【請求項３】
電圧、電流を約４０μｓｅｃ程度の高速で測定することで力率、電力を求めて誘導モータの内部負荷定数を求め、最小電力となるポイントを検出して前記したインバータの電圧／周波数が最大値を超える時は周波数を上昇させることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の誘導モータの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は誘導モータの制御方法、特にインバータを用いて誘導モータを制御する制御方法に関する。
【０００２】
【発明の背景】
従来より、インバータを電源として使用して、対象となる機器による、例えば圧力、流量、温度等の達成度を演算回路へ入力し、その値に比例して誘導モータの同期速度を得るためインバータへの周波数設置がなされている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、通常は機器による制御の達成度と誘導モータの負荷との間には完全な比例関係は存在しているものではない。また、インバータにあって電圧／周波数パターンは可変ではあるが、その値は無限のものではなく最大値があり、電圧／周波数を表わすリニアラインの傾きにも一般的に３〜４といわれる限界が存在する。
【０００４】
そのために、機器による達成度の上がり過ぎ（冷凍機にあっては冷やし過ぎ、ポンプにあっては流し過ぎ等）の時、インバータの周波数を下げていく制御がなされるが電圧／周波数の最大値より電圧の制限を受けることになり、誘導モータの負荷に必要となる電圧供給が十分になされず、過電流が発生して、システムダウン、強いては効率の低下を招いてしまうこととなっていた。
【０００５】
さらに、誘導モータへの設定電圧を求めるための各種の内部定数演算のサンプリング間隔が長い場合、また、そのサンプリングとサンプリングの間に負荷の過渡的変化、即ち、電流値の増加が発生した場合には従来の制御方法では追従することができず、無制御状態が発生し、負荷の変動に対する電圧の設定ができなくなり、過電流が発生してシステムダウンし、著しい効率の低下を生じてしまっていた。
【０００６】
【発明の目的】
そこで、本発明は上記した従来の技術の問題点に着目してなされたもので、かかる問題点を解消して、電圧を優先させた負荷追従制御によって過電流の発生を防ぎ、また、常に電圧、電流を監視することで負荷変動に応じた電圧制御を行って過渡的負荷変動に応じて過電流を防止することで、負荷に対する最適な誘導モータの制御をなし得、多大な省エネルギー効果を得ることができる誘導モータの制御方法を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、本発明に係る誘導モータの制御方法はインバータから誘導モータへ供給される三相交流からの電圧、電流をセンサーで演算、制御部へ送りながら、目的とする制御機器の過渡的な達成度の上昇に伴い、その上昇した圧力、流量等の値を前記した演算、制御部に入力することでインバータの不制御領域と制御領域の境界線であるリニアラインを表わす電圧／周波数の値の設定を変更し、電圧が下降しないように周波数の変化設定をすることを特徴とし、前記したインバータに電圧／周波数の値が最大に設置されている場合の周波数低下制御にあって、制御領域とするリニアライン上のポイントを演算、制御部により採ることで、そのポイントを指す座標値を電圧、周波数とすることを特徴とし、電圧、電流を約４０μｓｅｃ程度の高速で測定することで力率、電力を求めて誘導モータの内部負荷定数を求め、最小電力となるポイントを検出して前記したインバータの電圧／周波数が最大値を超える時は周波数を上昇させることとを特徴としている。
【０００８】
【作用】
上記した方法とすることによって、従来の周波数に比例した設定電圧の制御と代わり、電圧を優先させることで誘導モータの負荷に良好に追従でき、また、過渡的な負荷変動にも対応することができて過電流の発生を防止して効率を下げず大きな省エネルギー効果が得られるのである。
【０００９】
【実施例】
次に、本発明の実施の一例を図面を参照して説明する。図１は本発明を実施した制御システムのブロック図、図２はインバータの制御可能領域を示す説明図、図３は電圧／周波数を可変して過電流を防止する方法の説明図、図４は電圧を優先する方法を示す説明図、図５はサンプリングによる測定間隔の説明図、図６は電力の最小ポイントの説明図、図７は設定電圧上昇に伴う周波数再設定の説明図である。
【００１０】
これらの図にあって１はインバータを示し、直流電流を交流電流に変換し、得られた三相交流を誘導モータ２に供給して駆動させ、目的とする冷凍機、ポンプ等の機器３を稼動させるものとなっている。
【００１１】
また、インバータ１から誘導モータ２へ供給される三相交流からは電圧、電流センサー４によって演算部５及び制御部６へ逐一その値が送られるものとなっており、前記した演算部５には、前記した機器３における圧力、流量等の値の入力センサー７からの信号値も送られるようになっている。
【００１２】
ここで、インバータ１から誘導モータ２へ出力される三相交流の電圧と周波数は図２に示すように表わされ斜線を施した領域２が自在に電圧、周波数を設定することができる制御領域となり、不制御領域となる領域とはリニアなテーパラインでの境界が形成される。ここで、電圧／周波数値はこの領域１の境界線を表わすこととなり、領域２の境界線が周波数による電圧の制限を示すこととなる。即ち、周波数ｆ１をインバータ１に設定した場合、設定電圧の最大はＶ１となるのである。
【００１３】
また、図３において、現行の制御状態が電圧と周波数とによる座標で示されるポイントＡ（ｆａ，Ｖａ）と想定すると、機器３の達成度が上昇して行き、その上昇に比例する周波数がｆｂと算出されると、従来は（ｆｂ，Ｖｂ）となるポイントＢへ制御状態が移行し、電圧はＶａからＶｂへ制限されることとなるが、インバータ１へ電圧／周波数の設定を制御部６で変更して制御領域を増加させることでＶａを維持できるＶｘ／ｆｎの値として（ｆｂ，Ｖａ）のポイントＣで制御状態として電圧の降下を伴わない周波数の変化とする。
【００１４】
さらに、図４にあって、現行の制御状態が電圧と周波数とによる座標で示されるポイントＡ（ｆａ，Ｖａ）と想定すると、機器３による達成度の上昇により周波数を下げる制御に入って、周波数ｆｂが算出されたとすると制御状態は（ｆｂ，Ｖｂ）で表わされるポイントＢとなる。ここで、電圧／周波数の値が最大であったとすると、前記した方法は不可能なので、電圧Ｖａを設定できる（ｆｂ，Ｖａ）のポイントＣを制御部６により採ることとし、このポイントＣでの制御状態とする。
【００１５】
また、図５にあってＳ１、Ｓ２…Ｓｎは制御のタイミングサンプルを示すＳ３とＳ４との間に過渡的な負荷変動が生じていることを示している。つまり、従来はＨ１〜Ｓ４の間では無制御状態といってよいもので、これを解決するために、常に変化し続ける電圧、電流を４０μｓｅｃ間隔程度の高速で測定することにより、力率、電力を求め、それが最小となるポイントＷ１（図６）を決定するため電圧を増加、減少させて電力の変曲点を随時に求めて、ポイントＷ１となった時の電圧を設定電圧の最適値とする。
【００１６】
また、これが電圧／周波数の最大値を越える時には周波数を上昇させることで過渡的な負荷変動に追従し、過電流を防ぎながら図７における（ｆａ，Ｖａ）のポイントＡから（ｆａ，Ｖｂ）のポイントＢへ移行しなければならない時、電圧／周波数が最大ならばＶｂを実現できる（ｆｃ，Ｖｂ）のポイントＣへ移行させるため周波数を上昇させることとする。
【００１７】
【発明の効果】
本発明における誘導モータの制御方法は上述のように構成され、作用することとなる。そのため、インバータを用いて誘導モータを制御するについて、過電流の発生を防止し、また、過渡的な負荷変動にも追従していくことができることとなり、システムダウン、効率低下を防ぐとともに多大なる省エネルギーを実現することができるものとなっている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施した誘導モータの制御方法を実現するシステムのブロック図である。
【図２】インバータの制御可能領域を示す説明図である。
【図３】電圧／周波数を可変して過電流を防止する方法の説明図である。
【図４】電圧を優先する方法を示す説明図である。
【図５】サンプリングによる測定間隔の説明図である。
【図６】電力の最小ポイントの説明図である。
【図７】設定電圧上昇に伴う周波数再設定の説明図である。
【符号の説明】
１  インバータ
２  誘導モータ
３  機器
４  電圧、電流センサー
５  演算部
６  制御部
７  入力センサー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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