(57)【要約】【課題】  フリーラン状態の交流電動機の始動する際に、高周波でフリーランしている場合には従来のゼロ電流制御あるいは直流電流を印加した速度推定方法は適用できない。また、速度推定中に大きな電流が流れると機械的なショックが発生するという問題がある。【解決手段】  速度推定中は一次電流に基づき電圧調整回路による電圧指令の調整と周波数調整回路による出力周波数の調整により、電流を抑制しながら速度推定することができる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電動機へ任意の電力を出力する電力変換器と、前記交流電動機に供給される電流を検出する電流検出回路と、前記検出した電流を一次電流に変換する電流変換回路と、周波数指令に基き電圧指令を演算するＶ／ｆ変換回路と周波数指令から位相を演算する位相演算回路と、前記電圧指令と前記位相指令とから前記電力変換器をスイッチングする為の信号を作るＰＷＭ演算回路と、からなる交流電動機の制御装置において、
前記一次電流基づき電圧指令の増加、ホールド減少を決定する電圧調整回路と、
前記一次電流基づき周波数を調整する周波数調整回路と、
前記Ｖ／ｆ変換回路が出力する電圧指令と前記電圧調整回路が出力する電圧指令が一致することを検出する電圧指令比較回路と、を有することによりフリーラン状態の前記交流電動機を再始動すること特徴とする交流電動機の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、交流電動機を始動する場合に、フリーラン状態の交流電動機の速度を推定してから運転することにより、スムーズに始動する交流電動機の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特開昭６１−１９６７９４号公報記載の停電時及び復電時の対策を施した交流電動機駆動用インバータ装置では、瞬時停電によりフリーランとなった交流電動機の再始動が可能なインバータ装置が提案されている。
交流入力が停電又は瞬断すると、これを停電・復電検出回路が検出して制御部の出力を止め、交流電動機はフリーランとなり、負荷の慣性力により回転数が徐々に低下する。この時、電圧傾斜回路が図３の第２のＡ／Ｄコンバータの入力を零にしているので出力電圧指令信号は零となる。
一方、第１のＡ／Ｄコンバータは停電前の状態を維持して出力周波数指令信号を発生している。交流入力が復電したら、前記電圧傾斜回路が第２のＡ／Ｄコンバータの入力を徐々に上昇させ出力電圧指令信号を徐々に増加（クッションスタート）させるため、インバータの出力電圧は徐々に上昇する。この時に交流電動機の入力電流が過電流制限値（過負荷点）を越えるまで前記出力電圧指令信号を増加させ、過負荷点で電流検出回路の検出信号により電流垂下回路が出力電圧指令信号の増加を一時停止し、かつスイッチが加減速回路の入力を接地して第１のＡ／Ｄコンバータが発生する出力周波数信号を徐々に低下させ、交流電動機の入力電流が過負荷点で一定となる（過電流状態で定電流制御を行う）ようにインバータの出力周波数を低下させながら制御する。
交流電動機の回転数とインバータの出力周波数が一致した時点で交流電動機の入力電流の過電流が解消され（過負荷点より下る）、出力電圧指令信号を増加させても過電流状態にならなくなる。この時点で正常の動作に戻り、予め定められた加減速傾斜信号に基づき交流電動機の加速を行ない正規の状態に戻る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６１−１９６７９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前述の特開昭６１−１９６７９４号記載の停電時及び復電時の対策を施した交流電動機駆動用インバータ装置においては、過電流制限値を越えるまでは前記出力電圧指令信号を増加される為、前記交流電動機には大きな電流が流れ、一旦低下していた速度を急に加速するようなショックが発生したり、電圧の増加を一時停止させて周波数を低下させる間にも前記交流電動機が急加速したり、回転数を周波数一致点と判断した時点で出力電圧信号を通常に戻した場合に電流が急に増加して過電流異常となったり、機械的なショックが発生したりする可能性がある、これは出力電圧信号を一時的に低い値でホールドしたことによって、回転数と周波数が一致していないところで一致したと判断する為である。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、フリーラン状態の交流電動機に流れる電流を抑制すると共に回転速度と周波数を一致させ機械ショックが出ないように、交流電動機をスムーズに再始動することができる交流電動機の制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したのである。
請求項１に記載の発明は、交流電動機へ任意の電力を出力する電力変換器と、前記交流電動機に供給される電流を検出する電流検出回路と、前記検出した電流を一次電流に変換する電流変換回路と周波数指令に基き電圧指令を演算するＶ／ｆ変換回路と、周波数指令から位相を演算する位相演算回路と、前記電圧指令と前記位相指令とから前記電力変換器をスイッチングする為の信号を作るＰＷＭ演算回路とからなる交流電動機の制御装置において、前記一次電流基づき電圧指令の増加、ホールド、減少を決定する電圧調整回路と、前記一次電流基づき周波数を調整する周波数調整回路と、前記Ｖ／ｆ変換回路が出力する電圧指令と、前記電圧調整回路が出力する電圧指令が一致することを検出する電圧指令比較回路を有することによりフリーラン状態の前記交流電動機を再始動すること特徴としている。
【発明の効果】
【０００６】
請求項１に記載の発明によると、フリーラン中の交流電動機を再始動する場合のインバータ出力電流を制限すると共に機械的なショックを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明における交流電動機の制御装置の実施形態の構成を示すブロック図
【図２】本発明の改善結果図
【図３】従来例の発明の装置の実施例
【図４】従来例の発明装置の動作説明図
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。
【実施例１】
【０００９】
図１は本発明における交流電動機の制御装置の実施形態の構成を示すプロック図である。
本実施形態における電動機の制御装置は、電力変換器１、交流電動機２、電流検出器３、電流変換回路４、周波数調整回路５、電圧調整回路６、Ｖ／ｆ変換回路７、電圧指令比較回路８、位相演算回路９、ＰＷＭ演算回路１０を備えている。電力変換器１は、パワー素子により三相交流を変換した直流電圧をＰＷＭ制御方式により任意の周波数と電圧の交流に変換し、交流電動機２に供給する。
電流検出器３は、交流電動機２に供給される電流を検出する。
電流変換回路４は、電流検出器３で検出されたｉｕ、ｉｗを一次電流ｉｆｂに変換する。
周波数調整回路５は、交流電動機２の速度に相当する周波数と電力変換器１が出力する周波数が一致するように一次電流ｉｆｂに基づき調整する。
電圧調整回路６は、電流変換回路４で検出した電流値が第１の所定値を超えないように電圧指令Ｖｒｅｆを調整する。
Ｖ／ｆ変換回路７は出力周波数に基づき、一次電圧指令を演算する。
電圧指令比較回路８は電圧調整回路６の出力である。電圧指令とＶ／ｆ変換回路７の出力である１次電圧指令を比較し、一致したかどうかの情報を周波数調整回路５に出力する。
位相演算回路９は出力周波数に基づき、位相を演算し、ＰＷＭ演算回路１０に出力する。
ＰＷＭ演算回路１０はＳＷ２で選択された電圧指令と位相演算回路９から出力される位相に基づきＰＷＭ演算し、電力変換器１を駆動する。
【００１０】
次に本発明の交流電動機の速度推定方法について説明する。
交流電動機の速度を推定する場合は、スイッチＳＷ１、ＳＷ２をＡ側からＢ側に切り替えて、周波数調整回路５に最高周波数を設定し、電圧調整回路６に０を設定する。
電圧調整回路６は０から最大電圧まで第２の所定時間で増加するような増加レートで、徐々に電圧指令を増加される。一次電流ｉｆｂを監視しておき、一次電流ｉｆｂが第１の所定値を超えた場合には電圧指令から第３の所定値分だけ低下させる。
一次電流が第４の所定値よりも高い場合には電圧指令をホールドしたまま、周波数調整回路５は第５の所定値だけ周波数を減少される。一次電流ｉｆｂが第６の所定値よりも小さくなったら、周波数をホールドして、再び電圧指令を第２の所定時間に基く、増加レートで増加させる。Ｖ／ｆ変換回路７から出力される電圧指令と電圧調整回路６から出力される電圧指令が一致した場合、電圧指令比較回路８は一致信号を出力し、速度推定が完了する。スイッチＳＷ１、ＳＷ２をＢ側からＡ側に切り替え、周波数指令ｆｒｅｆ１に基いた運転に移行する。
【００１１】
図２は本発明を適用した例で、モータ単体の交流電動機が停止した状態から本発明で再始動した場合と３０Ｈｚでフリーラン状態にして再始動した例である。
【符号の説明】
【００１２】
１  電力変換器
２  交流電動機
３  電流検出器
４  電流座標変換回路
５  周波数調整回路
６  電圧調整回路
７  Ｖ／ｆ変換回路
８  電圧指令比較回路
９  位相演算回路
１０  ＰＷＭ演算回路
ＳＷ１、ＳＷ２：スイッチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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