(57)【要約】【課題】小型で経済的に有利な電源設備でモータを試験可能にすることにある。【解決手段】ＣＶＣＦインバータ２の出力電流を検出する第１及び第２の変流器と、第１の変流器により検出される電流が入力され、ＣＶＣＦインバータ２のＰＷＭ制御系に与える制御信号を６００％設定側と１１０％設定側の何れかに切換可能な過電流設定回路３と、第２の変流器により検出される電流が過電流であることを検出する過電流検出回路４と、この過電流検出回路４により検出される過電流がＴ１時限継続しているか否かを判定するＮＡＮＤ回路６と、このＮＡＮＤ回路６により過電流がＴ１時限継続継続していることが判定されると過電流設定回路３に切換信号を与えて２秒間だけ切換えるリレー回路８とを備えて、ＣＶＣＦインバータ２をモータの起動電流に２秒間だけ耐え得る容量とする。【選択図】    図１
2004208363.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源の出力を整流器により直流に変換し、この直流をＰＷＭ制御による周波数変換器により交流に変換し、この交流出力をモータに与えて駆動試験するモータ試験用周波数変換装置において、
前記周波数変換器の出力電流を検出する電流検出手段と、この電流検出手段により検出される電流が入力され、前記周波数変換器のＰＷＭ制御系に与える制御信号を前記モータの起動時における前記周波数変換器の出力電流に対する第１の過電流設定と前記モータの通常運転時における前記周波数変換器の出力電流に対する第２の過電流設定との何れかに切換可能な過電流設定手段と、前記電流検出手段により検出される電流が過電流であることを検出する過電流検出手段と、この過電流検出手段により検出される過電流が第１の設定時間継続しているか否かを判定する判定手段と、この判定手段により過電流が第１の設定時間継続していることが判定されると前記過電流設定手段に切換信号を与えて第１の過電流設定から第２の過電流設定に切換え、且つ第２の設定時間経過すると前記判定手段により過電流が継続していないことを条件に第１の過電流設定に戻す切換手段とを備えて、
前記周波数変換器を前記モータの起動電流に対して前記第１の設定時間だけ耐え得る容量としたことを特徴とするモータ試験用周波数変換装置。
【請求項２】
請求項１記載のモータ試験用周波数変換装置において、前記過電流設定手段は、第１の過電流設定が前記周波数変換器の定格電流の６００％であり、第２の過電流設定が前記周波数変換器の定格電流の１１０％であることを特徴とするモータ試験用周波数変換装置。
【請求項３】
請求項１記載のモータ試験用周波数変換装置において、前記周波数変換器は第１の設定時間として２秒間だけ、定格電流の６００％の耐量を持たせたことを特徴とするモータ試験用周波数変換装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３の何れかに記載のモータ試験用周波数変換装置において、周波数変換器は定電圧・定周波数（ＣＶＣＦ）制御と定電流・定周波数（ＣＣＣＦ）制御の両機能を備えたインバータであることを特徴とするモータ試験用周波数変換装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータの定格容量とほぼ同等の容量のインバータでモータ駆動試験が可能なモータ試験用周波数変換装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、モータの評価試験を行うには、交流電源の出力を整流器により直流に変換し、この直流を５０Ｈｚ又は６０Ｈｚに切換可能で且つ定電圧及び定周波数制御の周波数変換器により真正正弦波の交流に変換し、この交流出力をモータに与えて駆動することで試験が実施されている。
【０００３】
ところで、モータの起動時には、一時的に定格の数倍の電流、つまり起動電流が流れるため、周波数変換器を含む電源設備もこの起動電流のピーク値に合せた定格出力の周波数変換装置を準備する必要がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、モータの起動時に流れる起動電流だけのために、周波数変換装置をピーク電流値に合せた定格出力にすると、装置全体が大型化になるばかりでなく、設備費用も嵩み、経済的に不利である。
【０００５】
また、ＶＶＶＦ方式のインバータを採用してモータを起動すると、起動電流のピーク値が制限されてしまうため、モータの起動特性の試験ができないという問題がある。
【０００６】
本発明は上記のような事情に鑑みてなされたもので、モータの定格容量とほぼ同等の電源設備でモータ駆動試験を可能とすることで、小型にして経済的に有利なモータ試験用周波数変換装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記の目的を達成するため、次のような手段によりモータ試験用周波数変換装置を構成する。
【０００８】
本発明は、交流電源の出力を整流器により直流に変換し、この直流をＰＷＭ制御による周波数変換器により交流に変換し、この交流出力をモータに与えて駆動試験するモータ試験用周波数変換装置において、前記周波数変換器の出力電流を検出する電流検出手段と、この電流検出手段により検出される電流が入力され、前記周波数変換器のＰＷＭ制御系に与える制御信号を前記モータの起動時における前記周波数変換器の出力電流に対する第１の過電流設定と前記モータの通常運転時における前記周波数変換器の出力電流に対する第２の過電流設定との何れかに切換可能な過電流設定手段と、前記電流検出手段により検出される電流が過電流であることを検出する過電流検出手段と、この過電流検出手段により検出される過電流が第１の設定時間継続しているか否かを判定する判定手段と、この判定手段により過電流が第１の設定時間継続していることが判定されると前記過電流設定手段に切換信号を与えて第１の過電流設定から第２の過電流設定に切換え、且つ第２の設定時間経過すると前記判定手段により過電流が継続していないことを条件に第１の過電流設定に戻す切換手段とを備えて、前記周波数変換器を前記モータの起動電流に対して前記第１の設定時間だけ耐え得る容量とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１０】
図１は本発明によるモータ試験用周波数変換装置の第１の実施形態を示すブロック回路図である。
【００１１】
図１において、１は入力端子ｔｉよりノーフューズブレーカＮＦＢを介して入力される交流電源出力を直流に変換する整流器、２はこの整流器１により変換された直流が入力されるＰＷＭ制御の周波数変換器で、この周波数変換器２は定電流・定周波数（ＣＣＣＦ）制御が可能な定電圧・定周波数（ＣＶＣＦ）制御により直流を正弦波交流に変換するもので（以下ＣＶＣＦインバータと呼ぶ）、この交流は出力端子ｔｏより試験用モータＭに供給される。
【００１２】
また、３はＣＶＣＦインバータ２と出力端子ｔｏとの間を結ぶ線路に設けられた第１の変流器ＣＴ１により検出されるインバータ出力電流が入力される過電流設定回路で、この過電流設定回路３はＣＶＣＦインバータ２のＰＷＭ制御系に与える制御信号をモータの起動時におけるＣＶＣＦインバータ２の出力電流に対する第１の過電流設定、例えばインバータ定格電流の６００％設定とインバータ定格電流に対する第２の過電流設定、例えば１１０％設定の何れかに切換えるものである。
【００１３】
一方、４はＣＶＣＦインバータ２と出力端子ｔｏとの間を結ぶ線路に設けられた第２の変流器ＣＴ２により検出されるインバータの出力電流が入力される過電流検出回路で、この過電流検出回路４はインバータの出力電流が定格電流を超える過電流であることを判定するとその出力Ａを論理値１から０に変化させるものである。
【００１４】
また、５は過電流検出回路４の出力Ａが１から０に変化するとカウントスタートし、Ｔ１時限だけ論理値１を出力する第１のタイマ回路、６は過電流検出回路４の出力Ａと第１のタイマ回路５の出力Ｂとの論理積をとるＮＡＮＤ回路である。
【００１５】
さらに、７はこのＮＡＮＤ回路６の出力Ｃが論理値０から１に変化するとカウントスタートし、Ｔ２時限だけ論理値１を出力する第２のタイマ回路、８はこの第２のタイマ回路７の出力Ｄが論理値１になると動作し、０になると復帰するリレー回路で、このリレー回路８は動作すると過電流設定回路３を６００％設定から１１０％設定に切換え、復帰すると１１０％設定から６００％設定に戻すものである。
【００１６】
上記ＣＶＣＦインバータ２は、過電流設定回路３からＰＷＭ制御系に入力される制御信号により６００％設定又は１１０％設定の何れも、インバータ出力電流がその設定以下のときは定電圧動作を行い、インバータ出力電流がその設定を超えるときは定電流制御を行うものである。
【００１７】
ここで、上記モータ試験用周波数変換装置において、電源設備として使用されるインバータは勿論、主変圧器やブレーカ、整流器等の定格容量は、モータ起動時に流れる過電流に耐え得るように短時間、ここでは２秒間だけ定格の６００％の耐量を持たせたものが設備される。
【００１８】
次に上記のように構成されたモータ試験用周波数変換装置の作用を図２に示すタイムチャートを参照しながら説明する。
【００１９】
いま、過電流設定回路３がインバータ定格電流の６００％設定側にあり、第１の変流器ＣＴ１により検出された電流による制御信号がＣＶＣＦインバータ２のＰＷＭ制御系に入力されるようになっているものとする。
【００２０】
このような状態で試験用モータＭの起動を開始すると、ＣＶＣＦインバータ２より試験用モータＭに出力電流が供給されるが、このときモータＭにはインバータ定格電流の１１０％を超える起動電流が流れる。
【００２１】
このような過電流が周波数変換器２より試験用モータＭに流れると、第２の変流器ＣＴ２により検出された過電流が過電流検出回路４に入力され、その出力Ａが論理値１から０に変化する。すると、第１のタイマ回路５がオンとなり、その出力Ｂが論理値１となって過電流検出回路４の出力Ａと共にＮＡＮＤ回路６に加えられる。
【００２２】
このとき、ＮＡＮＤ回路６は過電流検出回路４の出力Ａが論理値０で、第１のタイマ回路５の出力Ｂが論理値１なので、ＮＡＮＤ回路６の出力Ｃは論理値０である。そして、第１のタイマ回路５がオンしてからＴ１時限経過するとタイムアップし、その出力Ｂが論理値０となるため、ＮＡＮＤ回路６の出力Ｃは論理値１となる。
【００２３】
このＮＡＮＤ回路６の出力Ｃが論理値１となると、第２のタイマ回路７がオンとなり、その出力Ｄが論理値１となってリレー回路８に加わることで、リレー回路８が動作し、その切換信号により過電流設定回路３は６００％設定から１１０％設定に切換えられる。従って、ＣＶＣＦインバータ２は、１１０％設定で第１の変流器ＣＴ１により検出された電流による制御信号により、１１０％以上の過電流が継続しているとき定電流制御される。
【００２４】
第２のタイマ回路７がオンしてからＴ２時限経過するとタイムアップし、その出力Ｄが論理値０となるため、過電流解除を条件にリレー回路８が復帰する。これにより、過電流設定回路３は１１０％設定から６００％設定に戻る。
【００２５】
この場合、ＣＶＣＦインバータ２はインバータ出力電流が１１０％設定以下、または６００％設定以下のときは定電圧運転となる。
【００２６】
ここで、Ｔ２時限の第２のタイマ回路７を設けている理由は、ＣＶＣＦインバータ２より出力される過電流（例えば６００％設定で２秒）が繰返して流れてもＣＶＣＦインバータがその容量に耐え得る冷却期間を設けるためである。
【００２７】
図３は以上の作用をフローチャートにて示したものである。すなわち、Ｓ１にて過電流を検出するとＳ２にて第１のタイマ回路によりカウントを開始し、Ｔ１時限経過後にＳ３にて第１のタイマ回路がタイムアップしたことを確認し、Ｓ４にてこの第１のタイマ回路のタイムアップ時過電流状態にあるかどうかを判定し、過電流状態にあればＳ５にて第２のタイマ回路によりカウントを開始する。
【００２８】
このとき過電流設定回路３に対する電流制限を６００％設定から１１０％設定に切換えてＣＶＣＦインバータ２のＰＷＭ制御系に制御信号を入力する。
【００２９】
そして、Ｓ６にて第２のタイマ回路がＴ２時限経過後に過電流が解除したかどうかを判定し、解除されているとき及び解除されていない場合は過電流が解除された後、過電流設定回路３に対する電流制限を１１０％設定から６００％設定に戻し、周波数変換器２のＰＷＭ制御系に制御信号を入力する。
【００３０】
このように本実施形態では、ＣＶＣＦインバータ２として例えば２秒間だけ定格電流の６００％に耐え得る容量のものを用い、且つ過電流設定回路３によりインバータの出力電流が定格電流の１１０％以上で６００％以下の起動電流のときは定電圧制御し、またインバータの出力電流が６００％以上流れないように電流制限すると共に、２秒以上継続する場合には１１０％以上流れないように電流制限をするようにしたので、モータの定格容量とほぼ同等の容量のインバータでモータ駆動試験を実施することが可能となり、装置全体を小型にして経済的にも有利なものとなし得る。
【００３１】
また、ＣＶＣＦインバータ２を始め、他の設備機器に対しても短時間の過電流に耐えられる容量にしてあるので、繰返しの始動においてもその性能を十分に発揮させることができる。
【００３２】
上記実施形態では、過電流検出回路４、第１のタイマ回路５、ＮＡＮＤ回路６は、負論理値によりオン、オフする場合について述べたが、ＮＡＮＤ回路６をＡＮＤ回路に代えて正論理値によりオン、オフするようにしてもよい。
【００３３】
また、上記実施形態では、１台のモータを起動試験する場合を例にして述べたが、出力端子ｔｏに図示しない切換器を介して複数台のモータを接続し、切換器を切換えてこれらのモータを順次起動試験を行うようにしてもよい。
【００３４】
次に上記モータ試験用周波数変換装置において、モータの起動時以外に過電流が流れる要因となる他の負荷が接続又は切離されてＣＶＣＦインバータ２の出力ラインにランダム過電流が流れる場合の作用を図４に示すタイムチャートにより説明する。
【００３５】
いま、第２の変流器ＣＴ２により検出されたランダム過電流が過電流検出回路４に入力されると、過電流検出回路４の出力Ａはランダム過電流に応じて論理値０と１が繰返えされ、第１のタイマ回路５は過電流検出回路４の出力Ａが論理値１から０になるとオンし、Ｔ１時限経過後オフする。そして、再度過電流検出回路４の出力Ａが論理値１から０になると第１のタイマ回路５は同様にＴ１時限オンするというパターンを繰返す。
【００３６】
このような第１のタイマ回路５のオン、オフの繰返しに対して、ＮＡＮＤ回路６は第１のタイマ回路５の出力Ｂが論理値０で過電流検出回路５の出力Ａが論理値０のときのみ出力Ｃが論理値１となって第２のタイマ回路７をオンし、その出力Ｄが論理値１となる。
【００３７】
すると、リレー回路８は第２のタイマ回路７の出力が論理値１となっている時間過電流設定回路３に対して切換信号を出し、過電流設定回路３を６００％設定から１１０％設定に切換える。
【００３８】
従って、ＣＶＣＦインバータ２は第１の変流器ＣＴ１で検出されたインバータ出力電流に対して１１０％設定で過電流設定がかけられた制御信号がＰＷＭ制御系に与えられて運転される。
【００３９】
このようにＣＶＣＦインバータ２は、２秒以内の起動電流がランダムに流れる場合は、過電流設定が６００％の状態で運転されるので、複数台の負荷が順次起動される場合においても起動試験を行うことができる。
【００４０】
次に上記モータ試験用周波数変換装置において、負荷側に短絡事故などによりＣＶＣＦインバータ２より長時間過電流が出力される場合の作用を図５に示すタイムチャートにより説明する。
【００４１】
いま、負荷側で短絡事故が発生すると、過電流検出回路４の出力は論理値０となり、その状態が長時間継続する。従って、ＮＡＮＤ回路６は、第１のタイマ回路５がオンし、Ｔ１時限経過後に論理値が０になると同時に出力Ｃが論理値１となり、その状態が過電流検出回路４の出力Ａが論理値１となるまで継続する。
【００４２】
その間ＣＶＣＦインバータ２は、１１０％設定による制御信号によりＰＷＭ制御され、電流制限は負荷短絡が解消されるまで１１０％設定で運転されるので、インバータを過負荷から保護することができる。
【００４３】
従って、このような短絡事故においても何ら問題が生じることはない。
【００４４】
なお、本発明は上記し且つ図面に示す実施形態に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲内で種々変形して実施できることは言うまでもない。
【００４５】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、モータの定格容量とほぼ同等の電源設備でモータ駆動試験を可能とすることで、小型にして経済的に有利なモータ試験用周波数変換装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるモータ試験用周波数変換装置の第１の実施形態を示すブロック回路図。
【図２】同実施形態の作用を説明するためのタイムチャート。
【図３】同実施形態の作用をフローチャートにて示す図。
【図４】同実施形態において、負荷にランダム過電流が流れた場合の作用を説明するためのタイムチャート。
【図５】同実施形態において、負荷に短絡が発生して長時間過電流が流れた場合の作用を説明するためのタイムチャート。
【符号の説明】
１…整流器
２…周波数変換器
３…過電流設定回路
４…過電流検出回路
５…第１のタイマ回路
６…ＮＡＮＤ回路
７…第２のタイマ回路
８…リレー回路
【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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