(57)【要約】【課題】  既に始動されて定常運転状態にある誘導電動機を現在の回転速度からこれよりも高い回転速度に向けて加速させるに際し、加速に要する時間をより短くする【解決手段】  運転速度に対応して定められる出力周波数の交流電圧を可変電圧可変周波数インバータ装置から出力することによって多相誘導電動機を回転駆動する誘導電動機の駆動装置において、定常運転中に出力周波数を第１の周波数設定値からこれよりも高く定められる第２の周波数設定値に切り換えて該誘導電動機を加速するに際し、該インバータ装置は、出力周波数を第２の周波数設定値に増大させるときに出力電圧を通常よりも過電圧状態に増大させて出力する第１の工程と、その後出力周波数を前記第２の周波数設定値に対応する値に保ちつつ出力電圧を通常状態に戻す第２の工程とを遂行する。【選択図】      図２
2005117761.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
運転速度に対応して定められる出力周波数の交流電圧を可変電圧可変周波数インバータ装置から出力することによって誘導電動機を回転駆動する、誘導電動機の駆動装置において、
定常運転中に出力周波数を第１の周波数設定値からこれよりも高く定められる第２の周波数設定値に切り換えるに際し、該インバータ装置は、出力周波数を第２の周波数設定値に増大させるときに出力電圧を通常よりも過電圧状態に増大させて出力する第１の工程と、その後出力周波数を前記第２の周波数設定値に対応する値に保ちつつ出力電圧を通常状態に戻す第２の工程とを遂行することを特徴とする、誘導電動機の駆動方法。
【請求項２】
運転速度に対応して定められる出力周波数の交流電圧を可変電圧可変周波数インバータ装置から出力することによって誘導電動機を回転駆動する、誘導電動機の駆動装置において、
定常運転中に出力周波数を第１の周波数設定値からこれよりも高く定められる第２の周波数設定値に切り換えるに際し、該インバータ装置は、出力周波数を第１の周波数設定値から前記第２の周波数設定値に向けて経時的に増大させるとともに、出力周波数が前記第１の周波数設定値と前記第２の周波数設定値との間の値に定められる第３の周波数設定値に達するまでの間出力電圧を通常よりも過電圧状態に出力する第１の工程と、その後出力電圧を前記第２の周波数設定値に対応する通常状態に戻す第３の工程とを遂行することを特徴とする、誘導電動機の駆動方法。
【請求項３】
該インバータ装置には、前記第２の周波数指令値に対応する出力電圧指令値が過電圧状態に予め定められており、該インバータ装置は、前記第１の工程時には、出力周波数を前記第１の周波数設定値から前記第２の周波数設定値に切り換える一方、出力電圧を前記第２の周波数指令値に対応する出力電圧指令値に従って過電圧状態に切り換え出力することを特徴とする、請求項１に記載の誘導電動機の駆動方法。
【請求項４】
該インバータ装置には、前記第１の工程時の出力電圧指令値が前記増大される出力周波数に対応して通常よりも過電圧状態の値になるように予め定められており、該インバータ装置は、前記第１の工程時には、出力周波数を第１の周波数設定値から第２の周波数設定値に向けて経時的に増大させる一方、出力電圧を前記出力電圧指令値にしたがって過電圧状態に増大させることを特徴とする、請求項１または２に記載の誘導電動機の駆動方法。
【請求項５】
前記第１の工程時には、該インバータ装置は、出力周波数を前記第１の周波数設定値から前記第２の周波数設定値に向けて経時的に増大させるとともに、前記誘導電動機のベクトル制御により誘導電動機のすべり補償と一次電圧補償とを行うことを特徴とする、請求項１または２に記載の誘導電動機の駆動方法。
【請求項６】
該インバータ装置は、前記第２の周波数設定値あるいは前記第３の周波数設定値のうちいずれかに対応する過電圧状態の出力電圧を出力してから所定期間経過したことにより、前記第２の工程あるいは前記第３の工程に移ることを特徴とする、請求項１から５のうちいずれか１項に記載の誘導電動機の駆動方法。
【請求項７】
該インバータ装置は、前記第２の周波数設定値あるいは前記第３の周波数設定値のうちいずれかに対応する過電圧状態の出力電圧に出力した後、誘導電動機の回転速度が前記周波数設定値に対応する速度またはその近傍の値に達したことにより、前記第２の工程あるいは前記第３の工程に移ることを特徴とする、請求項１から５のうちいずれか１項に記載の誘導電動機の駆動方法。
【請求項８】
前記第１の工程の実行中に、誘導電動機への出力電流値と励磁電流との関係から求められる該誘導電動機のすべり周波数を前記回転速度に対応される値として検出することを特徴とする、請求項７に記載の誘導電動機の駆動方法。
【請求項９】
該インバータ装置は、出力周波数が前記第２の周波数設定値に達したことにより、前記第２の工程に移ることを特徴とする、請求項４または５に記載の誘導電動機の駆動方法。
【請求項１０】
前記第２の工程時または前記第３の工程時のうちいずれかにおける出力電圧指令値が経時的に所定の比率で変化するように予め設定されていることを特徴とする、請求項１から９のうちいずれか１項に記載の誘導電動機の駆動方法。
【請求項１１】
前記第１の工程終了時における出力電圧指令値は、前記第２の周波数設定値に対応する通常状態よりも高い値となるように、かつ前記第２の工程時または前記第３の工程時のうちいずれかにおける出力電圧指令値が前記高い値から前記通常状態の値に向けて所定の減少率で低下するように予め定められていることを特徴とする、請求項１０に記載の誘導電動機の駆動方法。
【請求項１２】
前記所定の減少率は、前記誘導電動機の二次時定数に基づく値に設定されることを特徴とする、請求項１１に記載の誘導電動機の駆動方法。
【請求項１３】
前記第１の工程時には、該インバータ装置は、出力電流を予め定めた上限値以下にするために前記誘導電動機の出力トルクを制限する制御動作を行うことを特徴とする、請求項１から１２のうちいずれか１項に記載の誘導電動機の駆動方法。
【請求項１４】
周波数指令値の切り換わりを指令する周波数切換指令部と、
前記切換指令の入力により、対応する出力周波数の交流電圧を誘導電動機の一次巻線に出力する可変電圧可変周波数インバータ装置とを含み、
該インバータ装置には、第１の出力周波数設定値ならびにこれよりも高く定められる第２の出力周波数設定値が予め設定されており、
誘導電動機の起動後の定常運転中に、前記周波数切換指令部が第１の周波数設定値から第２の周波数設定値への切換指令を出力すると、該インバータ装置は、この切換指令に対応して、出力周波数を前記第２の周波数設定値に向けて増大させる一方出力電圧を通常の出力電圧よりも過電圧状態に出力し、その後出力周波数を前記第２の周波数設定値に保ちつつ通常状態の値に戻すことを特徴とする、誘導電動機の駆動装置。
【請求項１５】
周波数指令値の切り換わりを指令する周波数切換指令部と、
前記切換指令の入力により、対応する出力周波数の交流電圧を誘導電動機の一次巻線に出力する可変電圧可変周波数インバータ装置とを含み、
該インバータ装置には、第１の出力周波数設定値、これよりも高く定められる第２の出力周波数設定値ならびに前記第１の回転速度と前記第２の回転速度との間に設定される第３の出力周波数設定値が予め設定されており、
誘導電動機の起動後の定常運転中に、前記周波数切換指令部が第１の周波数設定値から第２の周波数設定値への切換指令を出力すると、該インバータ装置は、切換指令に対応して、出力周波数を前記第２の周波数設定値に向けて増大させる一方、出力周波数が前記第３の周波数設定値に達するまでの間出力電圧を通常の出力電圧よりも過電圧状態に出力し、その後出力電圧を前記第２の周波数設定値に対応する通常状態の値に戻すことを特徴とする、誘導電動機の駆動装置。
【請求項１６】
該インバータ装置は、前記複数の周波数設定値に対応する出力電圧の交流電圧を発生させるためのベース駆動信号を出力する制御回路と、商用電源から供給される電力を前記ベース駆動信号に従って前記一次巻線に出力する主回路とを含み、
前記制御回路には、出力電圧を前記切換指令発生時から過電圧状態に出力する第１の期間、その後出力電圧を通常状態に戻すための第２の期間、前記第１の期間における出力周波数を前記第１の周波数設定値から前記第２の周波数設定値に向けて経時的に増大させる際の周波数増加率、および前記第１の期間にわたり前記増大される出力周波数に対応して通常状態よりも過電圧状態の値にされ前記第２の期間にわたり前記過電圧状態の値から通常状態の値に向けて変化されるようにされる出力電圧指令値がそれぞれ定められており、
前記制御回路は、前記切換指令の入力に伴いベース駆動信号を、前記第１の期間および第２の期間では前記周波数増加率および前記第２の周波数設定値に従いつつ前記定められる出力電圧指令値に基づき出力することを特徴とする、請求項１４に記載の誘導電動機の駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、誘導電動機に交流電圧を給電する可変電圧可変周波数インバータ装置を用いた誘導電動機の駆動技術に関し、既に始動されて回転状態にある誘導電動機を現在の回転速度からこれよりも高い速度に向けて加速させる際、加速に要する時間をより短くする技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的な産業機械では、主軸を駆動するために誘導電動機が広く用いられている。例えば繊維機械、特に織機では、緯入れ速度や織物仕様に合わせて織機の回転数（つまり織機主軸の回転速度）を設定する必要があるため、商用電源に接続される誘導電動機の出力軸に連結されるプーリの外径を変更することにより速度設定が行われてきたが、近年、商用電源に代えて可変電圧可変周波数インバータ装置（以下単に、インバータ装置とも言う。）を駆動電源として用い、回転速度に対応して出力周波数を調節することにより、誘導電動機の回転速度を調節することが行われている。（例えば特許文献１参照）なお、このように織機に用いられるインバータ装置について、簡易的には予め定められる出力周波数と出力電圧との比率（いわゆるｖ／ｆ比）に基づき、織機の回転数に対応して指定される出力周波数と出力電圧とを決定し、交流電圧を出力することにより誘導電動機の回転速度が調節されるものが用いられる。
【０００３】
しかし織機の主軸には、筬打ち装置や経糸開口装置などが連結されており、織機主軸の回転運動は、運動変換機構を介して筬打ち運動や経糸開口運動などに揺動運動や往復運動変換される。一方で、織物仕様によっては織物組織が周期的に変更される織物を製織することがあり、経糸開口装置の開口運動態様（緯入れ１ピック毎に定められる各綜絖枠の運動方向を示す開口パターン）や織機の回転数によっては大きな振動が発生することがある。このような振動を避けるため、織物組織の切り換わりすなわち経糸開口パターンの変化に対応して、電動機に対する速度指令値を変更出力して織機の回転数を変更する技術がある。（例えば特許文献２参照。）
【０００４】
また、流体噴射式織機にあっては、緯入れノズルから噴射される噴気にのせて緯糸を経糸開口内に緯入れするが、織物仕様よっては緯入れピック数に対応して緯糸糸種を周期的に切り換える多色緯入れが行われ、例えばパイル織物のように、織物部分（パイル織りと地織りとに）に対応して、飛走しやすい緯糸とそうでない飛走しにくい緯糸とを切り換えて緯入れする多色緯入れが行われることがある。上記した先行技術と同様、誘導電動機とこれに交流電圧を供給するインバータ装置とを備えた主軸駆動部で駆動される流体噴射式織機にあっては、織布生産性をより高めるため、飛走しやすい緯糸緯入れ時には、高い速度指令値（すなわち高い出力周波数）を選択することにより高い回転数で織機主軸を回転させ、その後飛走しにくい緯糸緯入れ時には、緯糸飛走期間をより広く得るために緯入れ可能な低い速度指令値（すなわち低い出力周波数）を選択することにより低い回転数に低下させる技術がある。（例えば特許文献３参照。）
【特許文献１】実開昭６１−９０８７７号公報（全文明細書第１頁〜第８頁、第１図）
【特許文献２】特開平１−２２９８４８号公報（第２頁〜第６頁、第１図）
【特許文献３】特開平５−７８９５５号公報（第２頁〜第５頁、第１図〜第８図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
織機では、そのような事情から織物組織や選択緯糸などの製織条件の切り換わりに対応して織機の回転数を速やかに切り換える必要があるのだが、織機の主軸には、筬打ち装置や経糸開口装置などが連結されて非常に大きな慣性を有している。このため、例えば織機回転数を高い回転数に切り換えるべく出力周波数を現在の低い値からこれよりも高い値に切り換えたとしても、変更された出力周波数に対応する通常状態の出力電圧を給電するという従来のやり方では、加速トルクが充分に得られず、最終的な目標の回転数に達するまでに時間がかかる（実際には数ピック程度かかる）という問題がある。このように、回転数の変更に時間がかかる場合、回転数が変化する過渡的な期間に対応する製織条件（例えば緯入れ条件）をわざわざ設定する必要があるのだが、このような過渡的な期間の製織条件の設定は実際のところ試行錯誤によることが多く、最適な調整が難しい。このような問題は、織機のような繊維機械のみならず、誘導電動機を用いて駆動され定常運転中に回転速度を急速に加速する必要がある一般の産業機械においても、同様に存在すると考えられる。
【０００６】
本発明の目的は、既に始動されて定常運転状態にある誘導電動機を現在の回転速度からこれよりも高い回転速度に向けて加速させるに際し、加速に要する時間をより短くすることにある。
【課題を解決するための手段・発明の効果】
【０００７】
そこで、本発明の誘導電動機の駆動方法は、運転速度に対応して定められる出力周波数の交流電圧を可変電圧可変周波数インバータ装置から出力することによって誘導電動機を回転駆動する、誘導電動機の駆動装置において、定常運転中に出力周波数を第１の周波数設定値からこれよりも高く定められる第２の周波数設定値に切り換えるに際し、該インバータ装置は、出力周波数を第２の周波数設定値に増大させるときに出力電圧を通常よりも過電圧状態に増大させて出力する第１の工程と、その後出力周波数を前記第２の周波数設定値に対応する値に保ちつつ出力電圧を通常状態に戻す第２の工程とを遂行することを第１の要旨とする。
【０００８】
また、本発明の他の誘導電動機の駆動方法は、運転速度に対応して定められる出力周波数の交流電圧を可変電圧可変周波数インバータ装置から出力することによって誘導電動機を回転駆動する、誘導電動機の駆動装置において、定常運転中に出力周波数を第１の周波数設定値からこれよりも高く定められる第２の周波数設定値に切り換えるに際し、該インバータ装置は、出力周波数を第１の周波数設定値から前記第２の周波数設定値に向けて経時的に増大させるとともに、出力周波数が前記第１の周波数設定値と前記第２の周波数設定値との間の値に定められる第３の周波数設定値に達するまでの間出力電圧を通常よりも過電圧状態に出力する第１の工程と、その後出力電圧を前記第２の周波数設定値に対応する通常状態に戻す第３の工程とを遂行することを第２の要旨とする。
【０００９】
ここで、通常状態の出力電圧とは、対象とする機械（つまり誘導電動機）を連続的に定常運転する際に供給されるべき電圧であり、可変電圧可変周波数インバータ装置では、そのような出力電圧は、出力周波数に対する割合、例えばＶ／ｆ比の形で定められる。過電圧状態の出力電圧は、出力周波数に対応されるこのような通常状態の値を超えるように設定される。
【００１０】
上記第１および第２の要旨によれば、定常運転中に出力周波数を第１の周波数設定値からこれよりも高く定められる第２の周波数設定値に切り換えるに際し、該インバータ装置は、出力周波数を第２の周波数設定値に増大させるときに出力電圧を通常よりも過電圧状態に増大させることにより、誘導電動機からより大きな出力トルクが発生されるから、誘導電動機は、急速に第２の周波数設定値に対応する速度に到達させることができる。しかも、その後出力電圧を通常状態の出力電圧に戻すため、誘導電動機を省エネルギーモードで連続的に運転することができる。
【００１１】
上記過電圧状態に出力する可変電圧可変周波数インバータ装置（以下、インバータ装置とする）について、例えばＶ／ｆ比等、出力周波数に対応する電圧指令値に基づき電圧を出力するもののほか、ベクトル制御により電圧出力するものが考えられる。
【００１２】
上記第１の要旨に対し、出力周波数を前記第１の周波数設定値から前記第２の周波数設定値に切り換える具体的な変更の仕方について、出力周波数を第１の周波数設定値から第２の周波数設定値に瞬時に切り換えることができる。好ましくは、該インバータ装置には、前記第２の周波数指令値に対応する出力電圧指令値が過電圧状態に予め定められており、該インバータ装置は、前記第１の工程時には、出力周波数を前記第１の周波数設定値から前記第２の周波数設定値に切り換える一方、出力電圧を前記第２の周波数指令値に対応する出力電圧指令値に従って過電圧状態に切り換え出力するようにすればよい。
【００１３】
また上記第１および第２の要旨に対し、出力周波数を第１の周波数設定値から第２の周波数設定値に切り換える他の変更の仕方について、出力周波数を第１の周波数設定値から第２の周波数設定値に向けて経時的に増大させることができる。このときの過電圧状態に出力する態様について、上記同様、周波数の増大に対応させて増大させて出力してもよいし、これに代えて周波数が増大される期間にわたり通常状態の出力電圧を超えるように一定の比率あるいは経時的に増減される比率に従って定められる出力電圧指令値に従って出力すればよい。好ましくは、該インバータ装置には、前記第１の工程時の出力電圧指令値が前記増大される出力周波数に対応して通常よりも過電圧状態の値になるように予め定められており、該インバータ装置は、前記第１の工程時には、出力周波数を第１の周波数設定値から第２の周波数設定値に向けて経時的に増大させる一方、出力電圧を前記出力電圧指令値にしたがって過電圧状態に増大させるようにする。
【００１４】
いわゆるベクトル制御されるインバータ装置について、より具体的には、出力周波数を第１の周波数設定値から第２の周波数設定値に向けて経時的に増大させるとともに、前記誘導電動機のベクトル制御により誘導電動機のすべり補償と一次電圧補償とを行うことができる。そのようにすれば、上記したＶ／Ｆ比で電圧が出力されるインバータ装置に比べ、誘導電動機の運転速度に対応して出力周波数や出力電圧や電流が制御されるため、より安定した加速が実現される。
【００１５】
上記した第１ならびに第２の要旨について、出力電圧を上記過電圧状態から通常状態に戻す第２の工程あるいは第３の工程について、前記第２の周波数設定値あるいは前記第３の周波数設定値のうちいずれかに対応する過電圧状態の出力電圧を出力してから所定期間経過したことにより、第２の工程あるいは第３の工程に移るようにしてもよい。このようにすれば、機械の負荷の大小を予め考慮して期間長さを定めることにより周波数設定値の切り換わり時に常に加速トルクを得ることができる。これの代わりに、誘導電動機の回転速度が前記周波数設定値に対応する速度またはその近傍の値に達したことにより前記第２の工程あるいは第３の工程に移るようにしてもよい。このようにすれば、誘導電動機の負荷状況（負荷の大小）に関係なく過電圧供給される期間を検出した回転速度に応じて適切にすることができるため、誘導電動機の発熱や消費電力をより削減可能である。また、出力周波数の増大に対応して誘導電動機の回転速度の上昇に大きな遅れが生じない場合、上記代わりに、出力周波数が前記第２の周波数設定値に達したことにより第２の工程あるいは第３の工程に移るようにしてもよい。なお、上記誘導電動機の回転速度について、実測値を用いたり、回転速度に対応すると考えられる情報、例えば誘導電動機への出力電流値と励磁電流との関係から求められる該誘導電動機のすべり周波数を前記回転速度として用いることができる。
【００１６】
好ましくは、前記第２の工程時または前記第３の工程時のうちいずれかにおける出力電圧指令値が経時的に所定の比率で変化するように予め設定されていればよい。より好ましくは、前記第１の工程終了時における出力電圧指令値は、前記第２の周波数設定値に対応する通常状態よりも高い値となるように、かつ前記第２の工程時または前記第３の工程時のうちいずれかにおける出力電圧指令値が前記高い値から前記通常状態の値に向けて所定の減少率で低下するように予め定められる。さらに好ましくは、所定の減少率は前記誘導電動機の二次時定数に基づく値に設定すればよい。誘導電動機の二次時定数は、モータの応答性に係わる固有の値であるため、第２の工程時における出力電圧の低下に伴う衝撃を抑えることができる。また、前記第２の工程または前記第３の工程のうちいずれか実行時に出力電圧を前記第２の周波数設定値に対応する通常状態の出力電圧に戻すに際し、出力電圧を前記第２の周波数設定値に対応する通常状態の出力電圧に切り換えるようにしてもよい。
【００１７】
また好ましくは、過電圧状態に出力する第１の工程あるいはその後の第２あるいは第３の工程時の遂行時には、該インバータ装置は、出力電流を予め定めた上限値以下にするために前記誘導電動機の出力トルクを制限する制御動作を行うようにする。このようにすれば、インバータ装置の出力電流を節約されるためインバータ装置の容量が小さくて済み、より低コストのインバータ装置を採用できる。
【００１８】
また本発明は、周波数指令値の切り換わりを指令する周波数切換指令部と、前記切換指令の入力により、対応する出力周波数の交流電圧を誘導電動機の一次巻線に出力する可変電圧可変周波数インバータ装置とを含み、該インバータ装置には、第１の出力周波数設定値ならびにこれよりも高く定められる第２の出力周波数設定値が予め設定されており、誘導電動機の起動後の定常運転中に、前記周波数切換指令部が第１の周波数設定値から第２の周波数設定値への切換指令を出力すると、該インバータ装置は、この切換指令に対応して、出力周波数を前記第２の周波数設定値に向けて増大させる一方出力電圧を通常の出力電圧よりも過電圧状態に出力し、その後出力周波数を前記第２の周波数設定値に保ちつつ通常状態の値に戻すことを第３の要旨とする。このようにすれば、上記第１の要旨をより具体的に実現することができる。
【００１９】
また本発明は、周波数指令値の切り換わりを指令する周波数切換指令部と、前記切換指令の入力により、対応する出力周波数の交流電圧を誘導電動機の一次巻線に出力する可変電圧可変周波数インバータ装置とを含み、該インバータ装置には、第１の出力周波数設定値、これよりも高く定められる第２の出力周波数設定値ならびに前記第１の回転速度と前記第２の回転速度との間に設定される第３の出力周波数設定値が予め設定されており、誘導電動機の起動後の定常運転中に、前記周波数切換指令部が第１の周波数設定値から第２の周波数設定値への切換指令を出力すると、該インバータ装置は、切換指令に対応して、出力周波数を前記第２の周波数設定値に向けて増大させる一方、出力周波数が前記第３の周波数設定値に達するまでの間出力電圧を通常の出力電圧よりも過電圧状態に出力し、その後出力電圧を前記第２の周波数設定値に対応する通常状態の値に戻すことを第４の要旨とする。このようにすれば、上記第２の要旨をより具体的に実現することができる。
【００２０】
上記した第３および第４の要旨について、周波数指令値の切り換わり指令の仕方について、切換信号を出力する形態の他、周波数指令値をそのものを出力し、インバータ装置側が供給される周波数指令値の変化量から切り換わりを検出して上記切り換わりを指令する方法としてもよく、具体的には問わない。
【００２１】
上記した第３および第４の要旨について、より具体的には、該インバータ装置は、前記複数の周波数設定値に対応する出力電圧の交流電圧を発生させるためのベース駆動信号を出力する制御回路と、商用電源から供給される電力を前記ベース駆動信号に従って前記一次巻線に出力する主回路とを含み、前記制御回路には、出力電圧を前記切換指令発生時から過電圧状態に出力する第１の期間、その後出力電圧を通常状態に戻すための第２の期間、前記第１の期間における出力周波数を前記第１の周波数設定値から前記第２の周波数設定値に向けて経時的に増大させる際の周波数増加率、および前記第１の期間にわたり前記増大される出力周波数に対応して通常状態よりも過電圧状態の値にされ前記第２の期間にわたり前記過電圧状態の値から通常状態の値に向けて変化されるようにされる出力電圧指令値がそれぞれ定められており、前記制御回路は、前記切換指令の入力に伴いベース駆動信号を、前記第１の期間および第２の期間では前記周波数増加率および前記第２の周波数設定値に従いつつ前記定められる出力電圧指令値に基づき出力することにより実現される。
【００２２】
上記した誘導電動機の駆動技術について、一般の産業機械に広く適用可能であるが、望ましくは、繊維機械、特に織機に用いることができる。例えば織機では、織機の運転中に織布の製織条件が切り換えられる、いわゆる変わり織りが行われる。これに対し、織布の生産性をより高めるために、製織条件の切り換わりとともに織機の回転数を変更する必要があるが、このような機械に対しても、回転数をより速やかに変更することにより、従来のような緩やかな回転数の変更時に比べて織機の稼働がより安定する。
【発明を実施するための最良の形態・実施例】
【００２３】
（１）  第１の実施例
以下、本発明を実施するための具体的な形態を図面を用いて説明する。図１には、繊維機械の１つである織機を示しており、より詳しくは、緯入れピック数に対応して製織条件の１つである緯糸糸種の切り換えとともに織機回転数の切り換えが行われる多色緯入れエアージェット織機を示している。
【００２４】
織機１０には、緯糸１１を供給する給糸体１２、緯糸測長装置１３、これに付設される係止ピン１４を有し、さらには緯糸１１を空気噴射により緯入れするメインノズル１５、および緯糸飛走路途中の経糸開口内に配置され、飛走する緯糸１１を空気噴射により加勢する複数のサブノズル１６とを備えている。メインノズル１５は、電磁開閉弁１７、図示しないエアータンクを経由して例えば電空比例弁などで構成される調圧装置１８に接続される。また、緯糸飛走路内の各サブノズル１６は、緯入れ方向に向かってそれぞれグループ分けされており、その各グループ毎に電磁開閉弁１７、図示しないエアータンクを経由して対応する調圧装置１８にそれぞれ接続される。各調圧装置１８、１８…は、圧縮空気を供給すべく共通に設けられる流体供給源１９に接続される。なお、織機１０の主軸２０には、図示しない経糸開口装置、筬２１、給糸カッタ２２などの織機各装置が図示しない運動変換機構を介して連結されている。
【００２５】
緯糸測長装置１３について、例えばヤーンガイドを回転させてそのドラム周面上に緯糸１１を巻き付けて貯留し、巻き付けられた緯糸は進出状態にある係止ピン１４により係止される装置を示している。経糸開口時には、後述する緯入れ駆動手段２４により、係止ピン１４を退避状態とし巻付けられた緯糸は解舒可能な状態にされる一方、各電磁開閉弁１７，１７…を開閉駆動してメインノズル１５ならびに各サブノズル１６・・１６などの緯入れノズルから圧縮空気をリレー噴射する結果、緯糸１１は緯糸測長装置１３から解舒されて緯入れされる。そして緯糸１１が所定巻数解舒されると、緯入れ駆動手段２４により、係止ピン１４は進出状態とされて、緯糸１１はそれに係止され、緯入れが図示のように完了する。やがて緯入れされた緯糸１１は、筬２１により筬打ちされ、給糸カッタ２２により切断される。このようにして、緯糸１１は順に織り込まれていく。なお、織機１回転毎に予め設定された緯入れパターンにしたがって緯糸を選択し緯入れする多色緯入れ織機では、緯糸給糸体１２，緯糸測長装置１３〜係止ピン１４などの測長部材、ならびにメインノズル１５やこの噴射を制御する電磁開閉弁１７および調圧装置１８は、本来緯糸糸種毎に複数設けられるが、図示の都合上省略してある。
【００２６】
また織機１０には、緯糸を選択的に緯入れするために、選択信号発生器２６、ならびに緯入れ駆動手段２４が設けられている。これらはともに設定器２５に接続される一方、織機主軸２０に連結される角度検出器２３から主軸角度信号θが入力されている。また選択信号発生器２６ならびに緯入れ駆動手段２４には、設定器２５を介して、緯入れ条件ならびに織機１回転毎に緯糸選択信号ｓ１等を発生するための選択パターンが設定されている。このため、選択信号発生器２６は、設定されたパターンに基づき、入力される主軸角度信号θが所定の角度を通過するたびに、緯糸選択信号を緯入れ駆動手段２４に出力する。これに対し、緯入れ駆動手段２４には、緯糸糸種や織機の回転速度に対応する緯入れ条件が予め定められており、緯入れ駆動手段２４は、緯糸選択信号Ｓ１により選択緯糸に対応する緯入れ条件の制御データを選択し、主軸角度θが所定のタイミングになると、選択緯糸に対応する駆動信号を係止ピン１４や各電磁開閉弁１７，１７…に出力することにより、糸種に対応する条件のもとで緯入れすることができる。
【００２７】
図２には、本件発明の主要部であり、誘導電動機の駆動装置を構成する主軸駆動部３０を示している。主軸駆動部３０は、大まかに言えば、周波数選択信号Ｓ０を発生する周波数指令部３２と、織機主軸２０にその出力軸が連結された三相誘導電動機３１に、周波数選択信号に対応する出力周波数の交流電力を供給する可変周波数可変電圧インバータ装置３５とを備えてなる。
【００２８】
周波数指令部３２は、前記した選択信号発生器２６とこれに接続される設定器２５とを備えてなり、選択信号発生器２６は、例えば前記した緯入れ駆動手段２４に緯糸選択信号Ｓ１を出力するものと兼用化されて設けられる。選択信号発生器２６は、これに接続される設定器２５を介し、緯入れピックカウント値に対応する周波数の選択情報が定められてなる周波数選択パターンが設定されている。このため、織機主軸２０が１回転されて所定の角度になると、選択信号発生器２６は選択パターンにしたがってピックカウント値に対応する周波数選択信号Ｓ０を発生し、後述する制御回路４０に出力する。
【００２９】
インバータ装置３５は、商用電源３６の交流電圧をダイオード整流器と平滑コンデンサで直流電圧に変換し、この直流電圧を交流電圧に変換するトランジスタとダイオードとの逆並列回路をブリッジ接続してなるインバータ主回路３７と、このインバータ主回路３７の出力電流を検出するシャント抵抗などの電流検出器３８と、前記トランジスタを例えばＰＷＭ制御によりオン、オフさせるべくベース駆動信号を発生させることでインバータ主回路３７から所望の電圧、周波数の交流電圧を出力するための制御機能と、電流検出器３８の検出値が予め定めた上限値（例えばインバータ主回路３７の定格出力電流値の１５０％程度）を超えたときには、この上限値以下の出力電流にするためにインバータ主回路３７の出力電圧を絞り込む電流制限機能とを備えるインバータ制御回路４０とを有してなる、いわゆる可変電圧可変周波数インバータ装置で構成される。なお、インバータ装置３５の出力は、導通状態にされる電磁開閉器３９を介して、一次巻線が例えばデルタ接続されている三相誘導電動機３１に接続されている。
【００３０】
図３は、図２に示したインバータ装置３５におけるインバータ制御回路４０の内部ブロック図である。
【００３１】
制御回路４０は、加減速演算器４１，積分器４２ならびにＦ／Ｖ変換器４３の出力を受ける電圧指令演算器４４，ＰＷＭ演算器４５、比例／積分演算器（Ｐ−Ｉ演算器）４６、指令値制御回路４８ならびにこれに接続される設定器４７とを有している。
【００３２】
指令値制御回路４８は、接続される各制御器に対して制御データを出力したり、周波数の切り換わりに対応して各種指令を出力するユニットである。加減速演算器４１は、指令値制御回路４８から設定される誘導電動機３１への周波数指令値ω１＊に対し、予め定められる周波数増加率や周波数減少率に従って増減させ、最終的には周波数指令値ω１＊に等しい周波数指令値ω１＊＊を出力するとともに、後述の定常運転されている誘導電動機３１の加速時には、電流検出器３８の検出値が指令値制御回路４８からの電流制限値（上限値）ｉLを超えないような加速時間τ’を比例／積分（Ｐ−Ｉ）演算器４６で導出し、この加速時間τ’に対応する増加率の周波数指令値ω１＊＊を出力する機能も有している。この加減速演算器４１からの周波数指令値ω１＊＊は、積分器４２およびＦ／Ｖ変換器４３に入力される。積分器４２は、入力される周波数指令値ω１＊＊を時間積分して求めた位相角設定値θ１を電圧指令演算器４４に出力し、またＦ／Ｖ変換器４３は、入力される周波数指令値ω１＊＊と予め定められるＶ／ｆ比（Ｖ／ｆパターン）とに基づいて決定される電圧設定値｜Ｖ｜を電圧指令演算器４４に出力する。電圧指令演算器４４は、入力されるこれら位相角設定値θ１と電圧設定値｜Ｖ｜とを誘導電動機３１の各相の電圧指令値Ｖ＊に変換され、パルス幅変調（ＰＷＭ）演算器４５からは各相の電圧指令値Ｖ＊に対応するオン・オフ駆動信号をベース駆動信号として、インバータ主回路３７を形成するそれぞれのトランジスタに供給するようにしている。
【００３３】
なお、設定器４７には、誘導電動機３１を起動時や停止時さらには起動された後の定常運転期間に対し出力周波数や出力電圧制御のための必要な制御データが入力されている。起動時の制御データとして、例えば起動する際の出力周波数の増加率や停止時における出力周波数の減少率などがあり、起動後の定常運転期間に対する制御データとして、例えば機械で選択される運転速度（回転速度）に対応して定められる複数の周波数設定値、出力電圧を前記切換指令発生時から過電圧状態に出力する第１の期間長さ（ｄ１、ｄ２）、その後通常状態に戻すための第２の期間長さ（ｄ３）が設定されるほか、第１の期間にわたり出力電圧指令値としての電圧制限値ＶLが過電圧状態に定められてなる第１の出力電圧パターンや、第２の期間にわたり出力電圧指令値としての電圧制限値ＶLが前記過電圧状態の値から通常状態の値に低下されるように定められてなる第２の出力電圧パターンが設定されている。
【００３４】
図３に示したブロック構成の動作を図５に示す波形図を参照しつつ、以下に説明する。この実施例は、飛走しにくい緯糸Ｃ１を緯入れしながら低い回転速度Ｒ１で回転されている多色緯入れ織機で、緯糸を飛走しやすい緯糸Ｃ２に切り換えるとともに、誘導電動機の回転速度（換言すれば織機主軸の回転速度）を、速度Ｒ１よりも高い速度Ｒ２に変更することを示しており、より詳しくは、インバータ装置の出力周波数を、回転速度Ｒ１に対応する第１の周波数設定値ｆ１から回転速度Ｒ２に対応する第２の周波数設定値ｆ２に向けて経時的に所定の増加率で徐々に増大させる一方、出力電圧を通常よりも過電圧状態に徐々に増大させて出力する第１の工程を行い、その後出力周波数を第２の周波数設定値ｆ２を維持しつつ出力電圧を通常状態の出力電圧に向けて所定の減少率で徐々に低下させる第２の工程を行う例である。
【００３５】
図３には、先ず飛走しにくい緯糸Ｃ１が選択された状態で周波数選択信号が切り換わっていない状態を示している。この状態で、織機は飛走しにくい緯糸Ｃ１を緯入れするためには緯入れ時間をより広くする必要があり、周波数指令部３２からは周波数選択信号Ｓ０がＯＦＦ出力された状態とされ、またインバータ装置３５は、周波数選択信号Ｓ０のＯＦＦ出力に対応する低い回転速度Ｒ１に対応する出力周波数ｆ１で、かつ通常状態の電圧を出力するために後述する図５に示すように予め定められるＶ／ｆパターンＰ２に基づき、出力電圧Ｖ１ｎの交流電圧を出力している。
【００３６】
そして織機では、緯糸Ｃ１を所定のピック数の緯入れすると、選択信号発生器２６は、記憶されている選択パターンにより飛走しやすい緯糸Ｃ２への切り換わりと回転速度Ｒ２への切り換わりを指令すべく、時刻ｔ１で緯糸選択信号Ｓ１を対応した出力にする一方、周波数選択信号Ｓ０をＯＮ出力する。すると、指令値制御回路４８は、切り換わり後の周波数指令値である第２の周波数設定値ｆ２を周波数指令値ω１＊として加減速演算器４１に出力する一方、出力電圧を過電圧状態に出力すべく予め設定される出力電圧パターンＰＴ１に従い、出力電圧の制限設定値ＶLを、第１の周波数設定値ｆ１に対応する通常状態の値Ｖ１ｎから過電圧状態の値Ｖ２ｎに向けて経時的に増大させる。インバータ装置３５の出力電流を検出する電流検出器３８の検出値が指令値制御回路４８からの電流制限値ｉL を超えないような加速時間τ’を比例ー積分（Ｐ−Ｉ）演算器４６で導出されるため、加減速演算器４１は、この加減速時間に対応する増加率で周波数指令値ω１＊＊を第１の期間ｄ１にわたり増大させて出力することにより、インバータ装置３５の出力周波数と出力電圧とを上記した所定の増加率に従って徐々に増大させることになり、誘導電動機は加速される。
【００３７】
そして、インバータ装置３５の出力周波数が切り換わり後の第２の周波数設定値ｆ２に達したとき（時刻ｔ３)、加減速演算器４１は、それ以降の周波数指令値ω１＊＊の増大を中止し、また指令値制御回路４８は、出力電圧パターンＰＴ１により制限設定値ＶLの増大を中止する。以上のようにして時刻ｔ１から時刻ｔ４までの第１の工程が実行される。そして時刻ｔ３より若干の時間を経た時刻ｔ４から時刻ｔ５までの期間ｄ３では、誘導電動機３１に給電するインバータ装置３５は、その出力周波数を上記した第２の周波数設定値ｆ２を保ちつつ、出力電圧パターンＰＴ１に従って出力電圧のみを指令値制御回路４８からの制限設定値ＶLに基づいて図示のように過電圧状態の値Ｖ２ｏから通常状態の値Ｖ２ｎに向けて徐々に低下させる。以上のようにして時刻ｔ４から時刻ｔ５までの期間ｄ３にわたり第２の工程が実行される。以降誘導電動機３１は、省エネルギーモードでの運転状態になる。
【００３８】
このように、第１の期間ｄ１,ｄ２から第２の期間ｄ３にわたり使用される出力電圧パターンＰＴ１は、出力電圧指令値としての制限設定値ＶLが期間ｄ１の間に第１の周波数設定値ｆ１から第２の周波数設定値ｆ２に一定の増加率で増加するように、また期間ｄ２では値Ｖ２ｏを維持するように、その後の期間ｄ３の間に値Ｖ２ｏから値Ｖ２Ｎ  に向けて所定の減少率で低下するように、予め設定器４７を介して設定されている。期間長さｄ１、ｄ３を基に、増加率や減少率を定めるようにしてもよいし、モータの２次時定数等の誘導電動機の特性を基に決定される増加率や減少率から期間長さｄ１、ｄ２、ｄ３を決定してもよく、出力電圧パターンの態様は具体的には問わない。また上記した例では、一旦作成された出力電圧パターンにより出力電圧指令値を変化させる例であるが、例えば時間関数等を用いることによりパターンによらない指令値出力も考えられる。
【００３９】
なお、図示される期間長さｄ１およびｄ２は、実際の回転速度の到達状況に合わせて調整すればよい。また出力電圧パターンについて、図示パターンＰＴ１に代えて、周波数が増大される始点より過電圧状態に出力されるようにパターン設定（点線図示のＰＴ２）のようにしてもよい。より詳しくは、指令値制御回路４８には、図５に示されるように２つのＶ／ｆパターン、すなわち通常状態に対応されるＶ／ｆパターンＰ２と過電圧状態に対応されるパターンＰ３が予め設定されており、選択信号Ｓ０の発生に伴って選択したパターンＰ３に基づき、制限設定値ＶLを出力することにより実現可能である。このようにすれば、周波数の切り換わりと同時に過電圧状態にすることができる分、より加速トルクが得られる。しかし、このようにすることに伴い、逆にインバータの出力電流が予め定めた電流制限値に達することにより、出力周波数や出力電圧の増大量が制限される場合にはそのような設定を避け、先に述べた図５の実線に示すように通常状態の値Ｖ１ｏから増大させることが望ましい。
【００４０】
また上記例では、インバータ装置３５の出力電流を電流制限値ｉLに制限するように回路構成する例であるが、電流制限値を任意に設定することも可能であり、また制限値として設計的に定められる値としてもよい。図５には、従来行われていた周波数の切り換わり時に、増大される周波数に対応して通常状態に出力されるインバータの出力電圧およびその時の誘導電動機の回転速度との関係を参考までに一点鎖線にて示す。図示のように、仮に同じ加速率で周波数を増大させたとしても、目標の回転速度Ｒ２に達するまでの時間を、従来では図示期間Ｃ２のように長くなるのに対し、本件発明によれば過電圧供給されて誘導電動機の出力トルクがより高められる結果、図示期間Ｃ１のようにより短縮される。
【００４１】
繊維機械のひとつである織機では、運転開始時の筬打ちトルク不足に伴う織段を解消するため誘導電動機の回転速度の到達をより早めるために、誘導電動機の一次巻線を、起動時にはデルタ接続とし、定常運転時にはスター接続とされて運転される誘導電動機が用いられる。このような誘導電動機に対し、出力周波数を上記切り換え時には、過電圧状態の制限電圧値ＶＬを通常状態の電圧値に対し√３倍とすることが望ましいが、１倍を超えかつモータの発熱等の影響が発生しない範囲で任意に定めればよい。また、そのような織機を起動するに際し、本出願人らが既に提案している特願２００２−２６７７７９号の技術を適用することが好ましいが、織物仕様に対応して織機の運転速度（誘導電動機の回転速度）を設定する必要性がある場合には、本件発明技術を併用すればよいことは言うまでもない。
【００４２】
上記した実施例について、例えば第１の周波数設定値からこれよりも高い第２の周波数設定値に切り換えるに際し、出力周波数および出力電圧を経時的に増大させているが、これらの増大のさせ方について種々考えられる。
【００４３】
上記した第２の工程の開始時期について、上記図４では周波数の増大と出力電圧の増大が同時に行われる期間ｄ１、周波数と出力電圧とがともに維持される期間ｄ２を経過した後に、出力電圧が低下されるようにされているが、出力周波数の増大に追従されて回転数が増加されるならば、このような期間ｄ２を短くすることができる。例えば、図６に示すように、出力周波数の増大が終了したら、直ちに出力電圧を低下させるようにしてもよい。さらにはこれよりも速くすることもでき、例えば図７に示すように、第１の周波数設定値ｆ１と第２の周波数設定値ｆ２との間に定められる第３の周波数設定値ｆ３に達した時点より出力電圧を過電圧状態から通常状態に戻す動作を開始させるようにすることもできる。このような第３の周波数設定値ｆ３は、ｆ１とｆ２との平均値以上の値、好ましくはｆ２に満たないその近傍の値とすることが望ましい。
【００４４】
上記した第１の工程における出力周波数の増大態様について、図４では、期間ｄ１にわたり一定の増加率で増大させるようにしたが、周波数選択信号Ｓ０の発生と同時に、第１の周波数設定値ｆ１から第２の周波数設定値ｆ２に切り換えるようにしてもよい。この場合の出力電圧の増大のさせ方について、例えば図９に示すように、出力周波数の切り換わりと同時に、出力電圧を過電圧状態の値Ｖ２ｏに一定期間出力させる形態や、図８に示すように切り換わり時より出力電圧を過電圧状態の値Ｖ２ｏに向けて一定の増加率で増大して出力する形態が考えられる。逆に、図１０に示すように、出力周波数を期間ｄ１にかけて徐々に増大させる一方、出力電圧を過電圧状態の値Ｖ２ｏに切り換えて出力するようにすることもできる。なおこのような過電圧状態の値Ｖ２ｏは、通常状態の値Ｖ２Ｎ よりも大きな値であればよい。
【００４５】
さらには、図示実施例では、周波数の増加率を経時的に一定の増加率で増大させるようにしているが、例えば、徐々に周波数の増加率が増大するようにしてもよく、経時的に異なる増加率とすることもできる。また図示実施例のように出力電圧（制限設定値）を経時的に一定の減少率で減少させる代わりに、徐々に減少率が増大するあるいは最初は減少率が大きく時間がたつにつれて減少率が小さくなる態様など、経時的に異なる減少率とすることもできる。また、上記周波数の増大や減少ならびに出力電圧の増大や低下について、経時的に連続して増大や減少させる代わりに階段状に増大や減少させることも可能である。また、第１の工程終了後、上記したように出力電圧を経時的に所定の比率で変化させる代わりに第２の周波数設定値ｆ２に対応される通常状態の値に切り換え出力するようにしてもよい。
【００４６】
また、第２の工程の開始時期を選択信号がＯＮ出力されてからの時間により制御しているが、主軸の角度信号により制御するようにしてもよい。より好ましくは、誘導電動機の回転速度の到達を検出することにより、出力電圧の低下を開始するようにすることもできる。そのような例について、例えば図１２に示されるように、指令値制御回路４８には、比較器５５が付設される。比較器５５は、誘導電動機３１の出力軸に連結された速度検出器５６から入力される速度信号Ｓ３を、第２の周波数設定値ｆ２に対応して設定器５７に設定される閾値Ｓ４と比較することにより、論理信号Ｓ５を発生させる。このように論理信号Ｓ５の発生により回転速度の到達を検出するようにしてもよい。回転速度の検出方法について速度の実測に限らず、回転速度と実質的に見なすことが可能な演算値（後述されるすべり周波数）を用いるようにしてもよい。
【００４７】
（２）  第２の実施例
インバータ装置について、いわゆるＶ／ｆ比により出力電圧が制御される形式の装置のほか、ベクトル演算により制御される形式の装置を用いることができる。図１１には、そのようなインバータ装置に用いられる制御回路５０の内部ブロック図を示しており、より詳しくは、誘導電動機３１の回転速度としてすべり周波数ωＳを検出し、すべり周波数ωＳが変更後の周波数設定値に対応して定められる所定の値ωＳ０を超えたことにより、通常状態の電圧に戻すことが可能な回路を示している。なお図３に対し、ベクトル演算器５２、座標変換器５１、および前記した比較器５５と同等に機能するすべり周波数到達検出器５３が追加されており、これ以外の部分については、図３に示したものと機能的に同じであることから、同じ符号を付してその説明を省略する。
【００４８】
制御回路５０には、図３に対し、さらに電流検出器３８の検出値を積分器４２からの位相角設定値θ１に基づく座標変換し、誘導電動機４の励磁電流と同位相の電流成分ｉｄとトルク電流と同位相の電流成分ｉｑとに分解する座標変換器５１と、この励磁電流成分ｉｄ、トルク電流成分ｉｑと前記入力される電圧設定値｜Ｖ｜と予め設定器４７を介して入力される誘導電動機３１の電気的定数とから、周知の技術により、すべり周波数ωＳを算出するベクトル演算器５２と、すべり周波数ωＳと指令値制御回路４８から送出され定常運転時の回転速度に対応する閾値ωＳ０とを比較し、すべり周波数ωSが閾値ωＳ０に達したときに速度到達信号Ｓ２を指令値制御回路４８に出力するすべり周波数到達検出器５３とを有している。
【００４９】
加減速演算器４１と積分器４２ならびにＦ／Ｖ変換器との間には、加算点５４が設けられる。加算点５４の一方の入力端子には、加減速演算器４１からの周波数指令値ω１＊が入力され、他方の入力端子には、ベクトル演算器５２から出力されるすべり周波数信号ωＳが入力され、加算点５４はそれらの加算結果をω１＊＊＊として積分器４２およびＦ／Ｖ変換器４３に出力している。このようにして、すべり周波数ωＳの増加に対応して周波数指令値ω１＊＊＊が増大され、またベクトル演算により求められる信号ＶＣがＦ／Ｖ変換器４３に供給される結果、制御回路５０は、誘導電動機の回転速度の状態に対応して出力周波数や出力電圧を制御する周知のベクトル制御を実行する。なおこのようなベクトル制御に加え、より好ましくは、一次電圧補償を行うようにしたり、あるいはすべり周波数を補正することが好ましい。そのようにすれば誘導電動機の回転速度をより高い精度で設定制御することが可能になる。
【００５０】
他方、すべり周波数到達検出器５３には、選択信号Ｓ０のほか、ベクトル演算器５２で算出したすべり周波数ωＳと指令値制御回路４８から出力される比較のための閾値ωＳ０が入力されており、その比較結果を信号Ｓ２として指令値制御回路４８に出力する。このため、信号Ｓ０が発生してから、誘導電動機の回転速度に対応されるすべり周波数ωＳが第２の周波数設定値ｆ２を考慮して定められる閾値ωＳ０に達したとき、すべり周波数到達検出器５３は、その旨の論理信号Ｓ２を指令値制御回路４８に出力するため、指令値制御回路４８は、回転速度が目標の閾値に達したとして、これ以降制限設定値ＶLを過電圧状態の値Ｖ２ｏから通常状態の値であるＶ２ｎに向けて経時的に低下させる動作を開始する。このようにして、誘導電動機の回転速度の到達により出力電圧を通常状態の値に戻す第２の工程を実行することができる。
【００５１】
このように、誘導電動機の回転速度を検出して第２の工程を実行することにより、例えば図５に示したような回転速度のオーバシュート量を小さくすることが可能になる。このように、回転速度に対応して第２の工程を遂行する装置について、第２の実施例のようにベクトル制御を前提とするインバータ装置に限らず、前記第１の実施例に示したＶ／ｆ比により制御される形式のインバータ装置にも適用できる。より具体的にはこのような装置の制御回路内に、第２の実施例のようなすべり周波数を検出する手段を構成してもよい。なお、このような回転速度に対する閾値について、第２の周波数設定値ｆ２に対応する値あるいはその近傍の値に定めることができる。
【００５２】
さて、上記した実施例について、以下に変形することができる。周波数指令信号の出力形態について、上記実施例では、２つの回転速度の切り換えることを例示したが、設定回転速度を３以上とすることもできる。また、回転速度が加速される方向に変更されるに際し、その回転速度の変更量に対応して本発明を適用させることも考えられ、回転速度の変更量が大きいときに限り、上記した過電圧の電圧を出力するように構成してもよい。このようにすれば、より省エネになる。
【００５３】
また、周波数指令部３２の周波数の指令形態について、周波数選択信号を出力するようにしているが、例えばアナログあるいはディジタル信号とされる周波数指令値を出力するように構成してもよく、この場合インバータ装置３５側で周波数指令値の経時的な変化度合いを解析して加速方向への変更を判別し、対応する過電圧出力を実現するようにしてもよく、周波数指令部３２からの指令態様の詳細には限定されない。
【００５４】
上記実施例では、誘導電動機３１の一次巻線をデルタ接続としてインバータ装置３に接続する例であるが、一次巻線がスター接続として構成することも可能である。例えば、誘導電動機の始動時、一次巻線に過電圧給電する際に商用電源電圧のピーク値よりも高い電圧を給電する必要があるとき、インバータ装置を、例えば図１３のように構成すればよい。図１３に示されるインバータ装置６０の主回路６１は、リアクトル６２を介して図示されるダイオードからコンデンサに給電することにより、単相の商用電源３６のピーク電圧が２倍に昇圧されてコンデンサに出力される、いわゆる倍電圧回路を構成する例である。給電される商用電源について単相に限らず三相などの多相電源として構成してもよい。また上記構成される主回路６１，６２に代えて、あるいは公知のチョッピング回路を用いて高い電圧を発生させる、あるいはインバータ装置３５，６０の入力仕様電圧を商用電源の数倍とし、インバータ装置３５，６０に給電する電圧を図示しない変圧器を介して昇圧して図示コンデンサに給電する等、種々の方法が考えられる。
【００５５】
上記したインバータ装置の制御方式について、一般に、誘導電動機に流れる電流を制御する方式すなわち電流型と呼ばれるものほか、誘導電動機に印加される電圧を制御する方式すなわち電圧型と呼ばれるものいずれも考えられる。上記電圧型の場合、直流電圧を可変する方式であるＰＡＭ方式、トランジスタのスイッチングパルス幅を可変するＰＷＭ方式のいずれとすることもでき、後者についてより好適なものとして、出力平均電圧がより正弦波となるようにトランジスタのスイッチングパルス幅を可変する方式である疑似正弦波ＰＷＭ方式とすることもできる。いずれの場合についても、本件の出力電圧は、チョッピング出力される電圧のいわゆるピーク値ではなく、平均値（実効値）を指すものとして取り扱う。
【００５６】
上記図３、図１１に示したように、制御回路４０，５０は、各機能ブロックごとに構成することもできるが、マイクロプロセッサおよび予め記憶されるソフトウエアにより一連の制御を実行するように構成することもできる。
【００５７】
また、前提となる繊維機械である織機について、緯糸糸種の切り換わりを製織条件の切り換わりとして捉えているが、これ以外の製織条件等に対応して回転速度を切り換えるものにも適用できる。このような製織条件について、緯糸到達タイミング遅速に応じて織機の回転速度を変更する等の緯入れに関するもののほか、経糸開口装置の開口運動態様に応じて回転速度を変更するもの等が考えられる。さらには、調整運転中に回転数を変更すべく運転周波数設定値を低い値から高い値に変更したときに、上記出力電圧を過電圧状態にする本件発明を実行するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本件発明は、上記した主旨を逸脱しない範囲で種々変形することができる。繊維機械に限らず、誘導電動機で駆動される一般の産業機械で、機械の始動後駆動源である誘導電動機の回転速度を急激に変更する必要がある装置に広く適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の誘導電動機の駆動装置が適用される織機の全体構成図である。
【図２】本発明の誘導電動機の駆動装置の全体構成図である。
【図３】本発明の駆動装置の第１の実施例を構成する制御回路の内部ブロック図である。
【図４】図４の制御回路に設定されるV/Fパターンの概念図である。
【図５】本発明の駆動装置の第１の実施例における出力周波数と電圧出力態様とを示すタイミングチャートである。
【図６】本発明の駆動装置の第１の実施例における他の出力周波数と電圧出力態様とを示すタイミングチャートである。
【図７】本発明の駆動装置の第１の実施例における他の出力周波数と電圧出力態様とを示すタイミングチャートである。
【図８】本発明の駆動装置の第１の実施例における他の出力周波数と電圧出力態様とを示すタイミングチャートである。
【図９】本発明の駆動装置の第１の実施例における他の出力周波数と電圧出力態様とを示すタイミングチャートである。
【図１０】本発明の駆動装置の第１の実施例における他の出力周波数と電圧出力態様とを示すタイミングチャートである。
【図１１】本発明の駆動装置の第２の実施例を構成する制御回路の内部ブロック図である。
【図１２】本発明の駆動装置の第２の実施例を構成する他の制御回路の内部ブロック図である。
【図１３】本発明の駆動装置のインバータ装置における主回路の他の構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００６０】
１０ 織機
１１ 緯糸
１２ 給糸体
１３ 緯糸測長装置
１４ 係止ピン
１５ メインノズル
１６ サブノズル
１７ 電磁開閉弁
１８ 調圧装置
１９ 流体供給源
２０ 織機主軸
２１ 筬
２２ 給糸カッタ
２３ 角度検出器
２４ 駆動手段
２５ 設定器
２６ 選択信号発生器
３０ 主軸駆動部
３１ 誘導電動機
３２ 周波数指令部
３５ 可変周波数可変電圧インバータ装置（インバータ装置）
３６ 商用電源
３７ インバータ主回路
３８ 電流検出器
３９ 電磁開閉器
４０ 制御回路
４１ 加減速演算器
４２ 積分器
４３ Ｆ／Ｖ変換器
４４ 電圧指令演算器
４５ パルス幅変調（ＰＷＭ）演算器
４６ 比例／積分演算器（Ｐ−Ｉ演算器）
４７ 設定器
４８ 指令値制御回路
５０ 制御回路
５１ 座標変換器
５２ ベクトル演算器
５３ 周波数到達検出器
５４ 加算点
５５ 比較器
５６ 速度検出器
５７ 設定器
６０ インバータ装置
６１ 主回路
６２ リアクトル
θ 主軸角度信号
θ１ 位相角設定値
ω１＊ 、ω１＊＊ 、ω１＊＊＊  周波数指令値
ωＳすべり周波数信号
ωＳ０ 閾値
Ｓ０〜Ｓ５ 信号
ＶL 制限設定値
ＶＣ 信号
ｉL 電流制限値
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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