(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｎ（Ｎは２以上の整数）台のインバータ装置の各出力を共通の運転切替盤を介して主交流電動機を駆動するようにした並列多重インバータ装置であって、
前記主交流電動機の負荷率が（Ｎ−１）／Ｎ以下となったとき、前記運転切替盤内の開閉器を切替えることによって、（Ｎ−１）台のインバータ装置で前記主交流電動機を駆動すると共に、前記主交流電動機を駆動しない１台のインバータ装置で主交流電動機の１／Ｎ以下の容量を有する補助交流電動機を駆動するようにすると共に、
前記補助交流電動機は、前記主交流電動機を冷却するためのものであり、前記Ｎ台のうちの何れかのインバータ装置で駆動されないときは、商用電源によって駆動されるように構成されていることを特徴とする並列多重インバータ装置。
【請求項２】
Ｎが２であり、２台のインバータ装置の各出力を、各々相間リアクトルを介して前記主交流電動機を駆動すると共に、前記主交流電動機の負荷率が０，５以下となったとき、１台のインバータ装置で前記相間リアクトルを介さずに直接前記主交流電動機を駆動するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の並列多重インバータ装置。
【請求項３】
前記２台のインバータ装置の各々の制御装置は、その出力を切替えることによっていずれのインバータ装置の制御も行えるようにしたことを特徴とする請求項２に記載の並列多重インバータ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、改良された並列多重インバータ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
大容量の交流電動機を可変速駆動する場合、インバータの単機容量限界の制約、また標準化によるコスト節約の観点で、複数台のインバータを並列駆動することが行われる。この場合、複数台のインバータの制御は、１台の交流電動機を駆動するのに適したように、１台の制御装置で行うか、または複数台あるインバータのうちの１台がマスターとなりこのマスターとなるインバータの制御装置がマスター制御装置となって、スレーブとなる他のインバータの制御装置に制御指令を発する構成としていた。また、このような場合であっても、複数台のインバータのうち１台が故障したとき、故障していない他のインバータで所謂縮退運転を行えるように制御系が構成されている場合もあった（例えば特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１０６８４号公報（全体）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に示された並列多重インバータ装置の考え方は、２台のインバータで１台の交流電動機を駆動する並列多重インバータ装置において、１台のインバータが故障しても他の健全なインバータによって、たとえ電動機出力が半分以下となっても運転継続しようとするものである。しかしながら、交流電動機が低負荷となってインバータの駆動容量が余っているような場合のインバータの運転効率を高めるという有効活用については何ら考慮されていない。
【０００５】
本発明は上記課題に鑑みて為されたもので、交流電動機が低負荷で運転されているときの各インバータの運転効率を高めることが可能な並列多重インバータ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】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の並列多重インバータ装置は、Ｎ（Ｎは２以上の整数）台のインバータ装置の各出力を共通の運転切替盤を介して主交流電動機を駆動するようにした並列多重インバータ装置であって、前記主交流電動機の負荷率が（Ｎ−１）／Ｎ以下となったとき、前記運転切替盤内の開閉器を切替えることによって、（Ｎ−１）台のインバータ装置で前記主交流電動機を駆動すると共に、前記主交流電動機を駆動しない１台のインバータ装置で主交流電動機の１／Ｎ以下の容量を有する補助交流電動機を駆動するようにすると共に、前記補助交流電動機は、前記主交流電動機を冷却するためのものであり、前記Ｎ台のうちの何れかのインバータ装置で駆動されないときは、商用電源によって駆動されるように構成されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、交流電動機が低負荷で運転されているときの各インバータの運転効率を高めることが可能な並列多重インバータ装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施例１に係る並列多重インバータ装置の回路構成図。
【図２】本発明の実施例１に係る並列多重インバータ装置の運転動作のフローチャート。
【図３】本発明の実施例２に係る並列多重インバータ装置の回路構成図。
【図４】本発明の実施例３に係る並列多重インバータ装置の回路構成図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明の実施例について説明する。
【実施例１】
【００１０】
以下、本発明の実施例１に係る並列多重インバータ装置を図１及び図２を参照して説明する。
【００１１】
図１は、本発明の実施例１に係る並列多重インバータ装置の回路構成図である。交流電源１から供給される３相交流電力は、夫々入力開閉器を介してインバータ装置２Ａ及び２Ｂに供給される。インバータ装置２Ａは交流を直流に変換するコンバータと直流電圧を平滑するコンデンサと平滑された直流電圧を３相交流に変換するインバータとから構成されている。インバータ装置２Ｂも同様である。インバータ装置２Ａの出力は運転切替盤２０内に設けられたリアクトル３Ａ及び開閉器４Ａを介して主交流電動機である交流電動機５Ａを駆動するように構成されている。同様に、インバータ装置２Ｂの出力は運転切替盤２０内に設けられたリアクトル３Ｂ及び開閉器４Ｂを介して交流電動機５Ａを駆動するように構成されている。すなわち、交流電動機５Ａはインバータ装置２Ａ及びインバータ装置２Ｂによって並列多重駆動される構成となっている。従ってリアクトル３Ａとリアクトル３Ｂは並列駆動における横流防止用の相間リアクトルである。
【００１２】
運転切替盤２０内には、その他、インバータ装置２Ａの出力で直接交流電動機５Ａを駆動するための開閉器６Ａ、インバータ装置２Ｂの出力で直接交流電動機５Ａを駆動するための開閉器６Ｂ、インバータ装置２Ａの出力で直接、補助交流電動機である交流電動機５Ｂを駆動するための開閉器７Ａ、インバータ装置２Ｂの出力で直接交流電動機５Ｂを駆動するための開閉器７Ｂが設けられている。ここで交流電動機５Ｂは交流電動機５Ａの半分以下の容量となっている。
【００１３】
インバータ装置２Ａは、制御装置８Ａによってその出力が制御されている。また、インバータ装置２Ｂは、制御装置８Ｂによってその出力が制御されている。尚、この実施例１においては、制御装置８Ａによってインバータ装置２Ｂを、制御装置８Ｂによってインバータ装置８Ａを制御することも可能な構成となっている。これら２台の制御装置及び運転切替盤２０内の各開閉器を制御するために全体制御装置１０が設けられている。
【００１４】
以下図２に従って実施例１の動作説明を行う。図２は実施例１に係る並列多重インバータ装置の動作フローチャートである。
【００１５】
まず、並列多重インバータとして、インバータ装置２Ａ及びインバータ装置２Ｂが並列運転して交流電動機５Ａを駆動している状態を初期状態と考える（ステップＳＴ１）。次に、交流電動機５Ａの負荷率が０．５（５０％）以下かどうかをチェックする（ステップＳＴ２）。このためには例えば、図１に図示しない電流検出器によって交流電動機５Ａの入力電流を検出し、これによって判定を行うことができる。また、交流電動機５Ａの運転が計画的に行われる場合には、その速度指令、あるいはトルク指令に基づいて負荷率を推定することもできる。
【００１６】
負荷率が０．５以上の場合、交流電動機５Ｂが運転中かどうかチェックする（ステップＳＴ３）。運転中でなければそのまま、また運転中であれば、運転中のインバータ装置を交流電動機２Ｂから切り離し（ステップＳＴ４）、ループを抜ける。
【００１７】
次に、ステップＳＴ２で負荷率０．５以下であれば、交流電動機５Ｂの運転要求があるかどうかを確認する（ステップＳＴ５）。ここで運転要求があれば、例えば開閉器４Ａ、４Ｂを開路して開閉器６Ａを投入することによって交流電動機５Ａをインバータ装置２Ａで運転し（ステップＳＴ６）、開閉器７Ｂを投入して交流電動機５Ｂをインバータ装置２Ｂで運転する（ステップＳＴ７）。そしてステップＳＴ２に戻る。
【００１８】
以上のような運転動作を行えば、交流電動機１Ａの負荷率が０．５以下のとき、交流電動機１Ｂをインバータ装置２Ｂまたは２Ａによって運転することが可能となり、並列多重インバータ装置の運転効率を高めることが可能となる。また、制御装置８Ａ及び８Ｂは夫々インバータ装置２Ａ及び２Ｂを制御するが、何れか１台の制御装置が故障しても、健全な制御装置から何れのインバータ装置であっても制御可能な構成としたので、並列多重インバータ装置全体としての稼働率を高めることができる。
【実施例２】
【００１９】
図３は本発明の実施例２に係る並列多重インバータ装置の回路構成図である。この実施例２の各部について、図１の本発明の実施例１に係る並列多重インバータ装置の各部と同一部分は同一符号で示し、その説明は省略する。この実施例２が実施例１と異なる点は、交流電動機５Ａの１次巻線を２巻線型とした点、これに伴い、相間リアクトル３Ａ、３Ｂを省略した点。またこれに伴い開閉器６Ａを省略した点である。
【００２０】
この実施例２においては、通常は開閉器４Ａ及び４Ｂを閉路して、インバータ装置２Ａで交流電動機５Ａの一方の巻線に通電し、インバータ装置２Ｂで交流電動機５Ａの他方の巻線に通電することによって並列多重インバータ装置を構成する。そして、交流電動機５Ａの負荷率が０．５以下となったとき、インバータ装置２Ａ、２Ｂの一方のみで交流電動機５Ａを運転し、他方で交流電動機５Ｂを運転することが可能である。この運転動作フローについては基本的に実施例１と同一であるので説明は省略する。
【実施例３】
【００２１】
図４は本発明の実施例３に係る並列多重インバータ装置の回路構成図である。この実施例３の各部について、図１の本発明の実施例１に係る並列多重インバータ装置の各部と同一部分は同一符号で示し、その説明は省略する。この実施例３が実施例１と異なる点は、交流電源１Ａから開閉器９Ｂを介して交流電動機５Ｂを駆動する回路を追加する構成とした点である。
【００２２】
この実施例３の場合の交流電動機５Ｂは、例えば交流電動機５Ａの冷却ファンを想定している。すなわち、交流電動機５Ａが０．５を超える負荷率で運転されているときは、開閉器９Ｂを閉路して交流電動機５Ｂを商用周波数で運転し、交流電動機５Ａの負荷率が０．５以下となったとき、開閉器９Ｂは開路し、開閉器７Ａまたは７Ｂを閉路して交流電動機５Ａを駆動しない方のインバータ装置２Ａまたは２Ｂで運転する。このように構成すれば、専用の省エネ用インバータ装置を設けることなく、交流電動機５Ｂの低周波運転すなわち省エネ運転を行うことが可能となる。
【００２３】
以上本発明のいくつかの実施例を説明したが、これらの実施例は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施例は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施例やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【００２４】
例えば、実施例は２台のインバータ装置で構成される並列多重インバータ装置について説明したが、３台以上の構成であっても基本的に同一の運転動作フローとなる。一般にＮ台（Ｎは２以上の整数）のインバータ装置で構成される並列多重インバータ装置では、主駆動電動機の負荷率が（Ｎ−１）／Ｎ以下となったとき、インバータ装置１台を切り離し可能で、この切り離されたインバータ装置でその容量が１／Ｎ以下の交流電動機を駆動することが可能となる。尚、この場合の負荷率（Ｎ−１）／Ｎ以下には、主交流電動機５Ａが停止して負荷率０となっている状態を含む。
【００２５】
また、駆動容量の安全性を考えて、例えば図３のステップＳＴ２において、負荷率０．５の判定を０．４に変更しても良い。
【００２６】
また、実施例３では交流電動機５Ｂが主交流電動機である交流電動機５Ａ本体の冷却動力となる例を示したが、主交流電動機本体に限らず、少なくともインバータ装置２台のうちの１台を冷却するものであっても良い。そして補助交流電動機である交流電動機５Ｂは、総容量が主交流電動機５Ａの半分以下であれば、複数台の交流電動機が並列駆動されている構成であっても良い。
【００２７】
更に、図１において相間リアクトル３Ａ、３Ｂは必ずしも運転切替盤２０内に設ける必要はない。また図４において、開閉器９Ｂは運転切替盤２０内に設けても良い。
【符号の説明】
【００２８】
１、１Ａ  交流電源
２Ａ、２Ｂ  インバータ装置
３Ａ、３Ｂ  相間リアクトル
４Ａ、４Ｂ  開閉器
５Ａ、５Ｂ  交流電動機
６Ａ、６Ｂ、７Ａ、７Ｂ  開閉器
８Ａ、８Ｂ  制御装置
９Ｂ  開閉器
１０  全体制御装置
２０  運転切替盤
【図１】
0006478328.tif 000002
【図２】
0006478328.tif 000003
【図３】
0006478328.tif 000004
【図４】
0006478328.tif 000005