(57)【要約】【課題】スターデルタ切替可能な三相誘導電動機を駆動停止制御するように構成された動力制御盤を利用しつつ、三相誘導電動機の速度制御を可能にする速度制御盤を提供する。【解決手段】速度制御盤は、動力制御盤から供給される電力に基づいて、スターデルタ切替可能な三相誘導電動機を駆動させるインバータを備える。インバータは、三相誘導電動機をスターデルタ始動制御により始動させるように三相交流回路の結線状態を切り替える結線切替部が入力側に設けられ、前記結線切替部を経て供給される電力に基づいて、前記三相誘導電動機の回転速度を制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
動力制御盤から供給される電力に基づいて、スターデルタ（以下、「Ｙ−Δ」という。）切替可能な三相誘導電動機を駆動させるインバータ
を備え、
前記インバータは、
前記三相誘導電動機をＹ−Δ始動制御により始動させるように三相交流回路の結線状態を切り替える結線切替部が入力側に設けられ、前記結線切替部を経て供給される電力に基づいて、前記三相誘導電動機の回転速度を制御する、
速度制御盤。
【請求項２】
前記結線切替部の状態がΔ結線の状態にあることを検出する制御部
を備える請求項１に記載の速度制御盤。
【請求項３】
前記結線切替部は、前記三相誘導電動機をＹ−Δ始動制御により始動させることを可能とする動力制御盤に含まれており、
前記インバータは、
前記動力制御盤の筐体の外部に設けられた筐体に収容されている、
請求項１又は請求項２に記載の速度制御盤。
【請求項４】
前記三相誘導電動機に対する給電経路を、前記インバータからの給電経路と前記動力制御盤からの給電経路の何れかに切り替える駆動モード切替部
を備える請求項３に記載の速度制御盤。
【請求項５】
前記駆動モード切替部は、
前記インバータが前記三相誘導電動機に電力を供給できない状態にある場合に、前記動力制御盤から前記三相誘導電動機に電力を供給するように、前記三相誘導電動機に対する給電経路を切り替える、
請求項４に記載の速度制御盤。
【請求項６】
前記結線切替部の状態に対応するように、前記結線切替部と前記インバータとの間の給電経路を切り替える入力側給電経路切替部
を備える請求項１から請求項５の何れか１項に記載の速度制御盤。
【請求項７】
前記結線切替部を含む動力制御盤から電力が供給される第１端子部と、
前記動力制御盤から電力が供給される第２端子部と、
を備え、
前記第１端子部と前記第２端子部の何れか一方の端子部は、
前記結線切替部の状態がＹ結線の状態にある場合に、前記端子部に含まれる三相交流用の端子が互いに接続される、
請求項１から請求項５の何れか１項に記載の速度制御盤。
【請求項８】
三相誘導電動機をＹ−Δ始動制御により始動させるための結線切替部を含む動力制御盤と、前記結線切替部を経て供給される電力を変換し前記変換した電力により前記三相誘導電動機の速度を調整する速度制御盤と、を電気的に接続するステップと、
前記速度制御盤の出力側に前記三相誘導電動機を電気的に接続するステップと、
を含む速度制御システムの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、三相誘導電動機の速度制御盤、及び速度制御システムの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
三相誘導電動機をスターデルタ（Ｙ−Δ）始動方式により始動させる技術が知られている（特許文献１参照）。図９に示す電動機３は、スターデルタ（Ｙ−Δ）切替可能な巻線３ａ，３ｂ，３ｃ（固定子巻線）を備える三相誘導電動機の一例である。三相誘導電動機の始動時の電流（始動電流）は、制御方法により定常運転時に比べ数倍に達することがある。
【０００３】
例えば、電動機３を制御する動力制御盤１を図２に示すように構成する場合がある。動力制御盤１は、Ｙ−Δ始動方式により電動機３を始動させるものであり、その構成に電動機３を制御するインバータを含まない。例えば、動力制御盤１は、結線切替部１０により、電動機３の巻線３ａ，３ｂ，３ｃの結線状態を下記のように切替える。動力制御盤１は、電動機３の始動時には、電磁スイッチ１１を開状態（オフ状態）とし、電磁スイッチ１２を閉状態（オン状態）とすることで、巻線３ａ，３ｂ，３ｃをＹ結線状態として各巻線に印加される電圧を１／√３とし、始動電流を１／３に抑制する。その後、動力制御盤１は、電動機３の定常運転時に電磁スイッチ１１をオン状態とし、電磁スイッチ１２をオフ状態とすることで、巻線３ａ，３ｂ，３ｃをΔ結線状態として各巻線に印加される電圧を上昇させ、電動機３を全電圧運転させる。動力制御盤１は、電磁スイッチ１１及び電磁スイッチ１２を利用して電動機３に供給する電力を制御することで、始動時の過度な電流を制限する。動力制御盤１は、電動機３を、駆動状態と停止状態の何れかに切り替えるＯＮ／ＯＦＦ制御方式で駆動させることができるが、速度制御を実施することができない。
また、ＯＮ／ＯＦＦ制御方式で構成した場合、インバータ制御方式で三相誘導電動機始動させ、さらに速度制御を可能とする構成に比べてエネルギーを多く消費することがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭５８−２１２３８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ＯＮ／ＯＦＦ制御方式の動力制御盤とＹ−Δ切替可能な三相誘導電動機とを備える設備において、三相誘導電動機に対する制御方式を、ＯＮ／ＯＦＦ制御からインバータ制御方式に変更することは容易なことではない。例えば、上記の変更を行うために、動力制御盤をインバータ制御方式のものに交換するには、動力制御盤の撤去と新設が必要になる。また、動力制御盤をインバータ制御方式に改造するには、動力制御盤内の主たる回路を変更し新たな機能を追加する改造が必要になる。上記の通り、何れの方法も容易なことではない。さらに、それに加えて、動力制御盤から三相誘導電動機までを接続するケーブルの交換工事を伴うことがある。
【０００６】
本発明は、上記の事情を考慮してなされたものであり、スターデルタ切替可能な三相誘導電動機を駆動停止制御するように構成された動力制御盤を利用しつつ、三相誘導電動機の速度制御を可能にする速度制御盤、及び速度制御システムの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明の一実施態様は、動力制御盤から供給される電力に基づいて、スターデルタ（Ｙ−Δ）切替可能な三相誘導電動機を駆動させるインバータを備え、前記インバータは、前記三相誘導電動機をＹ−Δ始動制御により始動させるように三相交流回路の結線状態を切り替える結線切替部が入力側に設けられ、前記結線切替部を経て供給される電力に基づいて、前記三相誘導電動機の回転速度を制御する速度制御盤である。
【０００８】
また、上記一実施態様の速度制御盤は、前記結線切替部の状態がΔ結線の状態にあることを検出する制御部を備える。
【０００９】
また、上記一実施態様の速度制御盤に係る前記結線切替部は、前記三相誘導電動機をＹ−Δ始動制御により始動させることを可能とする動力制御盤に含まれており、前記インバータは、前記動力制御盤の筐体の外部に設けられた筐体に収容されている。
【００１０】
また、上記一実施態様の速度制御盤は、前記三相誘導電動機に対する給電経路を、前記インバータからの給電経路と前記動力制御盤からの給電経路の何れかに切り替える駆動モード切替部を備える。
【００１１】
また、上記一実施態様の速度制御盤における前記駆動モード切替部は、前記インバータが前記三相誘導電動機に電力を供給できない状態にある場合に、前記動力制御盤から前記三相誘導電動機に電力を供給するように、前記三相誘導電動機に対する給電経路を切り替える。
【００１２】
また、上記一実施態様の速度制御盤は、前記結線切替部の状態に対応するように、前記結線切替部と前記インバータとの間の給電経路を切り替える入力側給電経路切替部を備える。
【００１３】
また、上記一実施態様の速度制御盤は、前記結線切替部を含む動力制御盤から電力が供給される第１端子部と、前記動力制御盤から電力が供給される第２端子部と、を備え、前記第１端子部と前記第２端子部の何れか一方の端子部は、前記結線切替部の状態がＹ結線の状態にある場合に、前記端子部に含まれる三相交流用の端子が互いに接続される。
【００１４】
また、本発明の一実施態様の速度制御システムの製造方法は、三相誘導電動機をＹ−Δ始動制御により始動させるための結線切替部を含む動力制御盤と、前記結線切替部を経て供給される電力を変換し前記変換した電力により前記三相誘導電動機の速度を調整する速度制御盤と、を電気的に接続するステップと、前記速度制御盤の出力側に前記三相誘導電動機を電気的に接続するステップと、を含むものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、三相誘導電動機を駆動停止制御するように構成された動力制御盤を利用しつつ、三相誘導電動機の速度制御を可能にする速度制御盤、及び速度制御システムの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施形態の電動機の速度制御システムを示す構成図である。
【図２】比較例の構成について説明するための図である。
【図３】速度制御盤２の正面図である。
【図４】速度制御盤２の構成例を示す外観図である。
【図５】電動機３に速度制御盤２を接続するまでの手順を説明するための図である。
【図６】電動機３を速度制御するまでの手順を説明するための図である。
【図７】電動機３を速度制御する場合のタイミングチャートである。
【図８】電動機３をＯＮ／ＯＦＦ制御する場合のタイミングチャートである。
【図９】電動機３の構成図である。
【図１０】変形例における電磁スイッチを配置した部分の拡大図である。
【図１１】第２の実施形態の電動機の速度制御システムを示す構成図である。
【図１２】第３の実施形態の電動機の速度制御システムを示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図１は、速度制御盤を含めて構成された、電動機の速度制御システムを示す構成図である。
図１に示す速度制御システム５は、動力制御盤１と、速度制御盤２と、電動機３とを含む。中央制御装置８は、速度制御システム５の制御状態を管理する。中央制御装置８は、動力制御盤１と、速度制御盤２などの装置から、それぞれの制御状態を収集し、また、動力制御盤１と、速度制御盤２に対して、電動機３に対する制御を指令する。
【００１８】
電動機３は、図９に示すような、巻線３ａ，３ｂ，３ｃ（固定子巻線）をスターデルタ（Ｙ−Δ）切替可能な三相誘導電動機である。例えば、符号Ｐは、電動機３の軸力により駆動される負荷である圧縮機、ポンプ又はファンを示す。例えば、圧縮機Ｐは、冷凍機（空気調和装置）の一部を構成してもよい。図示を省略するが圧縮機Ｐには、熱媒体を循環させる管路が接続され、その管路に熱交換器、膨張弁などが設けられていてもよい。電動機３は、圧縮機Ｐを稼働させることにより熱媒体を循環させる。
【００１９】
動力制御盤１は、結線切替部１０と、制御論理部１５と、ＭＣＣＢ１６とを備える。動力制御盤１のＴＢ１１０には、電源ＰＳから３相交流電力が供給される。
【００２０】
結線切替部１０は、電磁スイッチ１１と電磁スイッチ１２とＹ回路１３とを備える。結線切替部１０は、電磁スイッチ１１と電磁スイッチ１２の状態が切り換えられることにより、電動機３の固定子巻線仕様をスター結線（Ｙ結線）又はデルタ結線（Δ結線）にする。「電磁スイッチ１１がオフ状態且つ電磁スイッチ１２がオン状態」にある場合、電磁スイッチ１２により電動機３がＹ回路１３に接続されてＹ結線になる。Ｙ回路１３は、各相を互いに接続して中点化する。逆に、「電磁スイッチ１１がオン状態且つ電磁スイッチ１２がオフ状態」にある場合、電磁スイッチ１１により電動機３が電源に接続されてΔ結線になる。
【００２１】
制御論理部１５は、Ｙ結線又はΔ結線に切り替えるための切替信号を結線切替部１０に送り、電磁スイッチ１１と電磁スイッチ１２の状態を切り替える。制御論理部１５は、制御状態を、中央制御装置８に出力し、中央制御装置８から、電動機３の駆動に関する制御の指令を受ける。ＭＣＣＢ１６は、動力制御盤１から供給される電力を遮断する。なお、制御論理部１５は、制御リレーの組み合わせにより構成されてもよく、或いは、プログラムを実行することにより制御可能なＤＳＰ（digital signal processor）やＣＰＵ（Central Processing Unit）などのプロセッサ、Ｉ／Ｏ（Input/Output）ポート、Ａ／Ｄ（Analog /Digital）変換器などを有して構成されてもよい。
【００２２】
ここで、図２参照して、実施形態に関連する比較例について、動力制御盤１と電動機３を適用した場合の説明を補足する。図２は、比較例の構成について説明するための図である。図２に示すように、動力制御盤１と電動機３は、ケーブルで互いに接続されることにより、動力制御盤１は、電動機３を駆動させることができる。その際、動力制御盤１は、Ｙ−Δ始動方式により電動機３を始動させて、電動機３の運転制御を行うことができる。
【００２３】
速度制御盤２の構成例について説明する。図３は、速度制御盤２の正面図である。
速度制御盤２は、扉ＤＲと、扉ＤＲを指示する筐体本体部ＢＤとを備える。筐体本体部ＢＤは、インバータ２０と、電磁スイッチ２１と、電磁スイッチ２２と、電磁スイッチ２３と、電磁スイッチ２４と、電磁スイッチ２５と、電磁スイッチ２６と、制御部２９などの各部を収納する。例えば、筐体本体部ＢＤは、その底部に設けられたチャネルベースにネジで締結され、自立状態で設置される。さらに、筐体本体部ＢＤの上部などが、上部支持体等に支持されてもよい。また、これに代えて、壁面などに沿って筐体本体部ＢＤの背面が配置され、壁面に設けられたアンカーボルトに、筐体本体部ＢＤの背面がナットなどにより締結されてもよい。扉ＤＲには、速度制御盤２の制御状態を示す表示部ＤＩＳＰと、速度制御盤２を冷却するように通風口ＶＥ、排気口ＥＰなどが設けられている。扉ＤＲの排気口ＥＰの位置であって、扉ＤＲの背面側に冷却ファン（不図示）が設けられていてもよい。
【００２４】
図４は、速度制御盤２の構成例を示す外観図である。図４に示す速度制御盤２は、扉ＤＲを開いた状態を正面視したものである。
筐体本体部ＢＤ内の背面寄りに取付部材Ｆが設けられている。取付部材Ｆには、端子部の他、インバータ２０と、ＭＣＣＢ２７と、ＭＣＣＢ２８と、操作部ＯＰと、リアクトルＬと、電磁スイッチ２１から電磁スイッチ２６と、制御部２９などが設けられている。取付部材Ｆには、その上から下に向かって、インバータ２０と、ＭＣＣＢ２７と、ＭＣＣＢ２８と、操作部ＯＰと、リアクトルＬと、電磁スイッチ２１から電磁スイッチ２６と、制御部２９などが配置されている。なお、取付部材Ｆには、端子部が纏めて設けられており、その位置は、筐体本体部ＢＤに対するケーブルの引き込み口に応じて決定される。
端子部には、後述するＴＢ２１１、ＴＢ２１２、ＴＢ２１３、ＴＢ２１４、ＴＢ２２１、ＴＢ２２２などが含まれる。図に示す各部の位置は、筐体本体部ＢＤの底部からケーブルを引き込む場合の一例である。図に示す各部を配置した位置は、その一例を示すものであり、これに制限されるものではない。
【００２５】
速度制御盤２は、インバータ２０と、電磁スイッチ２１と、電磁スイッチ２２と、電磁スイッチ２４と、電磁スイッチ２５と、電磁スイッチ２６と、ＭＣＣＢ２７と、ＭＣＣＢ２８と、制御部２９とを備える。ＭＣＣＢ２７とＭＣＣＢ２８は、動力制御盤１を介して速度制御盤２に供給される電力を遮断する。
【００２６】
電磁スイッチ２１から電磁スイッチ２６のそれぞれは、電気的に制御可能な接触器（開閉器）であり、三相交流用の３つの接点と、それらの接点に連動する補助接点を有する。
【００２７】
インバータ２０は、変換部２０１と、制御部２０２とを含む。
【００２８】
変換部２０１は、制御部２０２からの制御信号を受け、動力制御盤１から供給される電力をもとに、電動機３に供給する電力を調整する。例えば、変換部２０１は、順変換回路２０１１、平滑回路２０１２、逆変換回路２０１３と、を備える。順変換回路２０１１は、交流を整流し直流化する。平滑回路２０１２は、順変換回路２０１１により出力される直流を平滑化する。逆変換回路２０１３は、平滑化された直流から、制御部２０２からの制御により決定される周波数の交流を生成して出力する。
制御部２０２は、制御部２９からの制御を受け、中央制御装置８から速度制御信号を受け、それらに基づいて、逆変換回路２０１３の駆動信号を生成して、逆変換回路２０１３を制御する。速度制御信号が示す値は、連続値であってもよく、離散値であってもよい。速度制御信号は、例えば、所謂４−２０ｍＡ信号に準じたものであってもよい。なお、制御部２０２は、Ｉ／Ｏポート、Ａ／Ｄ変換器を有し、プログラムを実行することにより制御可能なＤＳＰやＣＰＵ等で構成されてもよい。
【００２９】
制御部２９は、動力制御盤１から結線状態信号を受け、それに基づいて、インバータ２０を制御する。なお、制御部２９は、Ｉ／Ｏポート、Ａ／Ｄ変換器を有し、プログラムを実行することにより制御可能なＤＳＰやＣＰＵ等で構成されてもよい。
【００３０】
（電気的接続について）
図１を参照して、速度制御盤２の電気的接続構成について説明する。図１は単線結線図である。
速度制御盤２は、次の外部機器に接続される。動力制御盤１からのケーブルＣＢＬ１がＴＢ２１１に、動力制御盤１からのケーブルＣＢＬ２がＴＢ２１２に、動力制御盤１からのケーブルＣＢＬ３がＴＢ２１３に、接続される。電動機３のＵＶＷ極側がＴＢ２２１に、電動機３のＸＹＺ極側がＴＢ２２２に接続される。中央制御装置８からのケーブルＣＢＬ４がＴＢ２１４に接続される。
【００３１】
ＴＢ２１１、ＴＢ２１２、ＴＢ２２１、及びＴＢ２２２のそれぞれは、３相交流用のケーブルを接続する端子である。ＴＢ２１３とＴＢ２１４のそれぞれは、制御信号用の端子である。ＬＮ１１からＬＮ１４、ＬＮ２１からＬＮ２４、ＬＮ３１からＬＮ３５は、ケーブルなどの導体を示す。
【００３２】
ＴＢ２１１には、ＬＮ１１を介してＭＣＣＢ２７の一次側が接続される。ＭＣＣＢ２７の２次側には、ＬＮ１２を介して電磁スイッチ２１の一次側と、ＬＮ３１を介して電磁スイッチ２６の１次側と、ＬＮ３３を介してインバータ２０の入力端子とが接続される。
インバータ２０の入力端子には、ＬＮ３４を介して電磁スイッチ２５の１次側と、ＬＮ３５を介して電磁スイッチ２４の一次側とが接続される。図示を省略するがインバータ２０には、リアクトルＬが接続されている。
電磁スイッチ２１の２次側には、ＬＮ１３を介して電磁スイッチ２４の二次側と、更にＬＮ１４を介してＴＢ２２１が接続される。
【００３３】
ＴＢ２１２には、ＬＮ２１を介してＭＣＣＢ２８の一次側が接続される。ＭＣＣＢ２８の２次側には、ＬＮ２２を介して電磁スイッチ２２の一次側と、ＬＮ３２を介して電磁スイッチ２６の２次側とが接続される。電磁スイッチ２２の２次側には、ＬＮ２３を介して電磁スイッチ２５の二次側と、更にＬＮ２４を介してＴＢ２２２が接続される。
【００３４】
上記のＬＮ３１、ＬＮ３２、ＬＮ３３、及びＬＮ３４の経路と、ＬＮ３５、ＬＮ１４、及びＬＮ２４の経路は、インバータ２０を機能させる場合に利用するものであって、動力制御盤１が供給する電力をインバータ２０にて変換して電動機３に供給するものである。
これに対し、上記のＬＮ１２、ＬＮ１３、ＬＮ１４及びＬＮ１５の経路は、インバータ２０を機能させることができない場合などに利用する経路であって、動力制御盤１が供給する電力をインバータ２０にて変換することなく電動機３に供給するものである。
【００３５】
（電動機３に速度制御盤２を接続するまでの手順）
図２に示す構成から、図１に示す構成に変更して、電動機３に速度制御盤２を接続するまでの手順について説明する。図５は、電動機３に速度制御盤２を接続するまでの手順を説明するための図である。
【００３６】
まず、動力制御盤１と電動機３の電気的な接続を解き（Ｓ１１）、動力制御盤１と速度制御盤２をケーブルＣＢＬ１とケーブルＣＢＬ２とケーブルＣＢＬ３により接続する（Ｓ１２）。速度制御盤２と中央制御装置８とをケーブルＣＢＬ４により接続する（Ｓ１３）。速度制御盤２の出力側の端子であるＴＢ２２１とＴＢ２２２とに電動機３からのケーブルをそれぞれ接続する（Ｓ１４）。
【００３７】
上記により、電動機３に速度制御盤２を接続することができる。なお、動力制御盤１と速度制御盤２の間を接続するケーブルＣＢＬ１とケーブルＣＢＬ２、又は、速度制御盤２と電動機３の間を接続するケーブルについては、動力制御盤１と電動機３とを接続していたケーブルを流用してもよい。
【００３８】
（電動機３を速度制御するまでの手順）
電動機３を速度制御するまでの手順について説明する。図６は、電動機３を速度制御するまでの手順を説明するための図である。
【００３９】
まず、動力制御盤１と速度制御盤２とを電気的に接続する（Ｓ２１）。例えば、動力制御盤１は、結線切替部１０をＹ−Δ始動制御による手順により電力を供給可能にする（Ｓ２１Ａ）。速度制御盤２は、インバータ２０によって、動力制御盤１から結線切替部１０を経て供給される電力を変換する（Ｓ２１Ｂ）。
【００４０】
速度制御盤２は、動力制御盤１の結線状態を示す結線状態信号に基づいて電磁スイッチ２４と電磁スイッチ２５をオン状態にして、速度制御盤２の出力側に電動機３を電気的に接続する（Ｓ２２）。速度制御盤２は、変換した電力により電動機３の速度を調整する（Ｓ２３）。
上記の手順により、電動機３は、速度制御される。
【００４１】
（電動機３を速度制御する場合の速度制御盤の動作）
上記の手順に従って、速度制御盤２によって、電動機３を速度制御する場合の動作について説明する。
図７は、電動機３を速度制御する場合のタイミングチャートである。図７に示す（ａ）から（ｉ）は、それぞれが下記の信号の状態を示す。（ａ）が中央制御装置８から発せられる運転指令を示す。（ｂ）と（ｃ）が動力制御盤１から出力される電力と結線状態信号を示す。（ｄ）から（ｆ）が速度制御盤２における電磁スイッチの状態を示す。（ｇ）と（ｈ）がインバータ２０の制御状態と自己診断の結果を示す。（ｉ）が電動機３の回転状態を示す。
【００４２】
（停止状態）
ｔ０において、制御論理部１５は、電動機３を停止させる状態にある。つまり、制御論理部１５は、結線切替部１０によって、動力制御盤１からの電力の供給を遮断した状態にする。制御論理部１５は、併せて、結線状態信号により、動力制御盤１内の結線状態がΔ結線になっていないこと出力する。なお、結線状態信号は、後述する動力制御盤１内の結線状態がＹ結線にある場合も、電力を供給しない状態にある場合と同じ状態になる。
速度制御盤２の制御部２９は、結線状態信号から、動力制御盤１内の結線状態がＹ結線の状態、又は、動力制御盤１が電力を供給しない状態にあることを検出する。制御部２９は、これを受け、電磁スイッチ２１から電磁スイッチ２６の全てをオフ状態にするとともに、インバータ２０に対しては、変換動作を停止させるように制御する。
【００４３】
（停止・低速回転時からの始動）
ｔ１において、制御論理部１５は、電動機３を始動させるための指令を、中央制御装置８から受ける。制御論理部１５は、上記の指令を検出し、結線切替部１０を切り替えて、動力制御盤１内の結線をＹ結線にする。動力制御盤１は、電力の供給が可能な状態になる。動力制御盤１内の結線状態がＹ結線に変化するが、制御論理部１５は、結線状態信号の状態は変化させない。
【００４４】
速度制御盤２の制御部２９は、結線状態信号により制御されるが、信号の状態が、動力制御盤１が電力を供給しない状態から変化しないことから、その制御状態を変化させない。つまり、制御部２９は、動力制御盤１内の結線状態がＹ結線の状態、又は、動力制御盤１が電力を供給しない状態にあることを検出する。制御部２９は、電磁スイッチ２１から電磁スイッチ２６の全てをオフ状態にして、インバータ２０に対しては、変換動作を停止させる制御状態を維持する。
上記の通り、この段階までは、速度制御盤２は、電動機３を駆動するための電力を出力しない。電動機３は、電力が供給されない状態に維持される。
【００４５】
（電動機３を始動させるための指令から所定時間が経過した段階）
制御論理部１５は、ｔ１から予め定められた時間が経過してｔ２になると、結線切替部１０を切り替えて、動力制御盤１内の結線をΔ結線にする。例えば、上記の予め定められた時間（ｔ２−ｔ１）は、Ｙ−Δ始動制御により電動機３を始動したと仮定して、電動機３の回転速度が所定の回転速度に達するまでに掛かる時間に基づいて決定されている。動力制御盤１は、Δ結線で電動機３を駆動するための電力の供給が可能な状態になる。制御論理部１５は、併せて、結線状態信号により、動力制御盤１内の結線状態がΔ結線にあることを出力する。なお、制御論理部１５が上記のとおり結線切替部１０を切り替えるまでは、電動機３は、停止状態のままにある。電動機３の回転速度が所定の回転速度に達すると見込んだタイミングにおける電動機３の実際の回転速度は、上記で見込んだ回転送度とは異なる。
【００４６】
速度制御盤２の制御部２９は、結線状態信号を受け、動力制御盤１内の結線状態がΔ結線にあることを検出する。制御部２９は、これを受け、電磁スイッチ２４と、電磁スイッチ２５と、電磁スイッチ２６とをオン状態にする。制御部２９は、電磁スイッチ２１と、電磁スイッチ２２とをオフ状態に保つ。制御部２９は、インバータ２０に対しては、変換部２０１による変換動作を開始させるように制御する。なお、インバータ２０は、変換部２０１による変換動作を開始させるように制御の指令を受ける。また、インバータ２０は、電動機３の回転速度を調整する。例えば、インバータ２０は、中央制御装置８からの制御を受け、指示される回転速度になるように電動機３を制御する。その結果、電動機３は、上記の制御により、回転速度が徐々に高まるよう駆動される。
【００４７】
（電動機３を速度制御しない場合の速度制御盤の動作）
次に、速度制御盤２によって、電動機３の速度制御を行わずに単にＯＮ／ＯＦＦ制御により駆動させる場合について説明する。
【００４８】
電動機３の速度制御を行わずに駆動させる場合、つまりインバータ２０による速度調整機能を機能させずに電動機３をＯＮ／ＯＦＦ制御する場合として、下記の場合が挙げられる。
（１）インバータ２０が自己診断機能で、正常な出力を得られない状態（異常状態）を検出した場合。
（２）外部の装置などから、速度調整装置が、インバータ２０の出力の停止を指示された場合。
（３）インバータ２０の故障、保守、点検などにより、インバータ２０を利用できない状態にある場合。
【００４９】
上記の場合には、インバータ２０の出力を利用することができないことから、例えば、下記する方法によりインバータ２０の出力を利用せずに電動機３を駆動できるようにする。以下の説明では、上記（１）の場合を例に挙げて説明する。上記（２）と（３）の場合についても、同様にインバータ２０の出力を利用せずに電動機３を駆動できる。
【００５０】
図８は、電動機３を速度制御せずにＯＮ／ＯＦＦ制御する場合のタイミングチャートである。
【００５１】
インバータ２０は、自己診断機能を有している。ｔ１０において、制御部２０２が、変換部２０１から電力を供給することができない機能停止状態を検出し、その情報を制御部２９に出力する。
【００５２】
速度制御盤２の制御部２９は、インバータ２０の機能停止状態を示す信号を受け、インバータ２０が機能停止状態にあることを検出する。制御部２９は、これを受け、電磁スイッチ２４と、電磁スイッチ２５と、電磁スイッチ２６とをオフ状態にする。制御部２９は、電磁スイッチ２１と、電磁スイッチ２２とをオン状態にする。なお、電磁スイッチ２１から電磁スイッチ２６が上記の状態に遷移された後に、制御論理部１５が、電動機３の駆動を許可するようにしてもよい。
【００５３】
（停止・低速回転時からの始動）
ｔ１１において、制御論理部１５は、電動機３を始動させるための指令を、中央制御装置８から受ける。制御論理部１５は、上記の指令を検出し、結線切替部１０を切り替えて、動力制御盤１内の結線をＹ結線にする。動力制御盤１は、電力の供給が可能な状態になる。
【００５４】
なお、制御論理部１５は、併せて、結線状態信号により、動力制御盤１内の結線状態がＹ結線にあることを出力してもよい。同信号が出力されても、制御部２９は、同信号に対応する制御は行わない。
【００５５】
速度制御盤２において、電磁スイッチ２１と、電磁スイッチ２２とがオン状態になり、電磁スイッチ２４と、電磁スイッチ２５と、電磁スイッチ２６とがオフ状態になっている。速度制御盤２は、動力制御盤１から供給される電力を中継し、電動機３に供給する。電動機３は、その結線がＹ結線になって始動される。
【００５６】
（電動機３を始動させるための指令から所定時間が経過した段階）
ｔ１２において、制御論理部１５は、電動機３の回転速度が所定の回転速度に達すると見込んだタイミングに合せて、結線切替部１０を切り替えて、動力制御盤１内の結線をΔ結線にする。動力制御盤１は、電動機３をΔ結線にして、速度制御盤２を介して、電動機３に電力を供給する。電動機３の回転速度は、Ｙ−Δ始動方法による回転送度に調整される。つまり、電動機３は、動力制御盤１によるＹ−Δ始動制御により始動される。
【００５７】
実施形態によれば、動力制御盤１から供給される電力に基づいて、Ｙ−Δ切替可能な電動機３を駆動させるインバータ２０を備える。インバータ２０は、電動機３をＹ−Δ始動制御により始動させるように三相交流回路の結線状態を切り替える結線切替部１０が入力側に設けられている。インバータ２０は、結線切替部１０を経て供給される電力に基づいて、電動機３の回転速度を制御することにより、三相誘導電動機を駆動停止制御するように構成された動力制御盤を利用しつつ、三相誘導電動機の速度制御を可能にする。
【００５８】
また、制御部２９は、結線切替部１０の状態がΔ結線の状態にあることを検出するようにしたことにより、動力制御盤１側の制御状態に連動して、速度制御盤２側の制御状態を制御することが可能になる。これにより、速度制御盤２は、動力制御盤１がΔ結線の状態にある場合に電動機３を駆動させることができる。
【００５９】
また、動力制御盤１は、電動機をＹ−Δ始動制御により始動させることを可能とする。
結線切替部１０は、上記のような動力制御盤１に含まれる。インバータ２０は、動力制御盤１の筐体の外部に設けられた筐体に収容されていてもよい。これによれば、結線切替部１０とインバータ２０を別の筐体に収容するように構成することができる。
【００６０】
また、本実施形態の速度制御盤２は、電動機３に対する給電経路を、インバータ２０からの給電経路と動力制御盤１からの給電経路の何れかに切り替えるようにしてもよい。さらに、速度制御盤２は、インバータ２０が電動機３に電力を供給できない状態にある場合に、動力制御盤１から電動機３に電力を供給するように、電動機３に対する給電経路を切り替えることが可能になる。これにより、速度制御盤２は、インバータ２０を機能させることができない場合であっても、動力制御盤１からの給電経路を利用して、電動機３を駆動することができる。なお、電磁スイッチ２１、電磁スイッチ２２、電磁スイッチ２４、及び、電磁スイッチ２５は、駆動モード切替部の一例である。
【００６１】
また、本実施形態の速度制御盤２は、結線切替部１０の状態に対応するように、結線切替部１０とインバータ２０との間の給電経路を切り替えることにより、インバータ２０を機能させる際には、結線切替部１０の状態がΔ結線の状態にある時の電力を利用することができ、インバータ２０を機能させずに電動機３を駆動する際には、Ｙ−Δ始動制御により電動機３を始動させることが可能になる。なお、電磁スイッチ２６は、入力側給電経路切替部の一例である。
【００６２】
また、本実施形態の速度制御盤２は、結線切替部１０を含む動力制御盤１から電力が供給される第１端子部と、同様に動力制御盤１から電力が供給される第２端子部と、を備える。
【００６３】
第１端子部と第２端子部の何れか一方の端子部は、結線切替部１０の状態がＹ結線の状態にある場合に、当該端子部に含まれる三相交流用の端子が互いに接続されるようにしてもよい。ＴＢ２１１とＴＢ２１２は、第１端子部と第２端子部の一例である。
このように、第１端子部と第２端子部とを分けて設けたことにより、それぞれを動力制御盤１に接続することが可能になり、動力制御盤１における結線切替部１０によるＹ−Δ始動による電力を利用することが可能になる。
【００６４】
（第１の実施形態の変形例）
第１の実施形態の変形例について説明する。図１０は、電磁スイッチを配置した部分の拡大図である。電磁スイッチ２１、電磁スイッチ２４、電磁スイッチ２５、及び電磁スイッチ２２のそれぞれは、順に水平方向に並べて配置されている。例えば、図に示すように左から右に向かって、電磁スイッチ２１、電磁スイッチ２４、電磁スイッチ２５、電磁スイッチ２２の順に並べて配置する。なお、電磁スイッチ２６を、上記の並びに沿って、その並びの外側に配置してもよい。
【００６５】
つまり、インバータ２０の出力に接続される電磁スイッチ２４と電磁スイッチ２５は、上記の４つの電磁スイッチを並べた列の中央側に配置される。動力制御盤１から電動機３に供給される電力を遮断するための電磁スイッチ２１と電磁スイッチ２２は、上記の列の中央側に配置した電磁スイッチ２４と電磁スイッチ２５の外側にそれぞれ配置される。
【００６６】
例えば、電磁スイッチ２１と電磁スイッチ２４とを接続するＬＮ１３、及び、電磁スイッチ２５と電磁スイッチ２２とを接続するＬＮ２３は、各電磁スイッチの下側に、電磁スイッチ２４と電磁スイッチ２５とを接続するＬＮ３５は、各電磁スイッチの上側に設けられる。電磁スイッチ２１、電磁スイッチ２４、電磁スイッチ２５、及び、電磁スイッチ２２の配置の間隔を互いに揃えることにより、ＬＮ１３、ＬＮ２３、及びＬＮ３５をケーブルによる接続に代えて、板状又は棒状の導体を利用することができる。板状又は棒状の導体は、端部以外が互いに接触しないように保持されるか、それぞれが樹脂等により被覆された形成されたものであってもよい。
なお、上記に例示した水平方向に並べた４つの電磁スイッチを並べる順序は、左右が反転してもよい。４つの電磁スイッチのうち、電磁スイッチ２４と電磁スイッチ２５は、配置される左右の位置が入れ替わっていてもよい。
また、電磁スイッチ２１と電磁スイッチ２４とを接続するＬＮ１３、及び、電磁スイッチ２５と電磁スイッチ２２とを接続するＬＮ２３は、各電磁スイッチの上側に、電磁スイッチ２４と電磁スイッチ２５とを接続するＬＮ３５は、各電磁スイッチの下側に設けられるようにしてもよい。
【００６７】
本変形例によれば、上記の実施形態と同様の効果を得ることができる。これに加えて、速度制御盤２内の電磁スイッチ２１、電磁スイッチ２４、電磁スイッチ２５、及び電磁スイッチ２２間の電気的な接続を容易に行うことができる。さらには、電磁スイッチ２１、電磁スイッチ２４、電磁スイッチ２５、及び電磁スイッチ２２を配置するピッチを短縮することができ、速度制御盤２の筐体を小型化することが可能になる。これにより、Ｙ−Δ切替可能な三相誘導電動機を駆動停止制御するように構成された動力制御盤を利用しつつ、三相誘導電動機の速度制御を可能にする速度制御盤の配置することが容易になる。
【００６８】
（第２の実施形態）
第２の実施形態について説明する。インバータ２０は、自己診断機能によって検出されたインバータ２０の異常状態の検出信号を継続して出力しないものである。そこで、第１の実施形態の制御部２９は、インバータ２０の自己診断機能によって検出されたインバータ２０の異常状態の検出履歴を保持するように構成されている。これに代えて、本実施形態は、インバータ２０が異常状態の検出信号を継続して出力するように制御するものである。
【００６９】
図１１は、本実施形態の速度制御盤を含めて構成された、電動機の速度制御システムを示す構成図である。図１に示した構成と同じ構成には同じ符号を附し、図１に示す構成との相違点を中心に説明する。
【００７０】
速度制御盤２は、インバータ２０と、電磁スイッチ２１と、電磁スイッチ２２と、電磁スイッチ２４と、電磁スイッチ２５と、電磁スイッチ２６と、電磁スイッチ２６Ｂと、ＭＣＣＢ２７と、ＭＣＣＢ２８と、制御部２９とを備える。速度制御盤２は、電磁スイッチ２６Ｂが追加されている点が第１の実施形態と異なる。
【００７１】
本実施形態のインバータ２０は、下記の構成をさらに有するものである。インバータ２０は、インバータ２０に制御用の電源が供給されて続けていて、インバータ２０の入力に供給される変換用の電力が回復しなければ、インバータ２０の異常状態の発生を示す接点信号を継続して出力する。
【００７２】
電磁スイッチ２６Ｂは、前述の電磁スイッチ２１から電磁スイッチ２６と同様に、電気的に制御可能な接触器（開閉器）であり、三相交流用の３つの接点と、それらの接点に連動する補助接点を有する。電磁スイッチ２６Ｂは、制御部２９等からの制御により、電磁スイッチ２６と同様に、その状態が切り替えられる。
【００７３】
ＭＣＣＢ２７の２次側には、ＬＮ１２を介して電磁スイッチ２１の一次側と、ＬＮ３１を介して電磁スイッチ２６Ｂの１次側と、ＬＮ３３を介してインバータ２０の入力端子とが接続される。電磁スイッチ２６Ｂの２次側には、ＬＮ３１Ｂを介して電磁スイッチ２６の一次側が接続される。
【００７４】
本実施形態のインバータ２０は、制御部２０２を稼働させるための制御用の電源が供給されている状態で、インバータ２０の入力に供給される変換用の電力が途絶えると、それに連動して、インバータ２０の異常状態の発生を示す異常状態信号を出力する。これを第１の状態とする。
【００７５】
インバータ２０の自己診断機能によってインバータ２０の異常状態が検出されると、インバータ２０の異常状態の発生を示す異常状態信号を出力する。これを第２の状態とする。
第１の状態に先立ち、第２の状態が発生すると、インバータ２０から異常状態信号が出力される。制御部２９は、これを検知して、インバータ２０の入力に供給される変換用の電力の供給を遮断する。この段階で、インバータ２０が出力する異常状態信号は、第１の状態に対応するものであるが、第２の状態の発生により出力が開始された異常状態信号が継続して出力されることになる。
制御部２９による制御により、異常状態信号が示す状態が、第２の状態の発生によるものから第１の状態の発生によるものに遷移している。異常状態信号が示す状態を検出する制御部２９は、その要因が第２の状態の発生によるものか、第１の状態の発生によるものかを区別することはできないが、あたかも第２の状態の発生による異常状態信号が継続して出力されたものとして利用することができる。
【００７６】
上記のように制御することにより、インバータ２０の入力に供給される変換用の電力が途絶えた状態になる。上記の制御によれば、インバータ２０の動作を停止させるように作用する。インバータ２０は、自己診断機能により異常が検出される状態にあることから、
動作を停止させるように作用させる制御により安全側に導かれる。
【００７７】
（第３の実施形態）
第３の実施形態について説明する。
図１２は、本実施形態の速度制御盤を含めて構成された、電動機の速度制御システムを示す構成図である。図１に示した構成と同じ構成には同じ符号を附し、図１に示す構成との相違点を中心に説明する。
【００７８】
速度制御盤２は、少なくとも電磁スイッチ２１と電磁スイッチ２２とを備えるものではない。本実施形態の速度制御盤２は、上記の電磁スイッチを備えていないことにより、インバータ２０が電動機３に電力を供給できない状態にある場合にも、動力制御盤１から電動機３に電力を供給することはできない。
【００７９】
図に示すインバータ２０の入力側には、結線切替部１０が設けられている。上記の通り、結線切替部１０は、電動機３をＹ−Δ始動制御により始動させるように三相交流回路の結線状態を切り替えるものである。本実施形態のインバータ２０も、結線切替部１０を経て供給される電力に基づいて、電動機３の回転速度を制御することができる。
【００８０】
上記の実施形態によれば、上記の実施形態に示したインバータ２０を機能させることができない場合に電動機３を駆動できるという効果を除き、上記の実施形態に示した効果と同様の効果を得ることができる。これに加えて、速度制御盤２の構成を簡素にすることができ、速度制御盤２の筐体をさらに小型化することが可能になる。これにより、Ｙ−Δ切替可能な三相誘導電動機を駆動停止制御するように構成された動力制御盤を利用しつつ、三相誘導電動機の速度制御を可能にする速度制御盤の配置することが容易になる。
【００８１】
以上に示した実施形態によれば、速度制御盤２は、動力制御盤１から供給される電力に基づいて、Ｙ−Δ切替可能な電動機３を駆動させるインバータを備える。インバータ２０は、電動機３をＹ−Δ始動制御により始動させるように三相交流回路の結線状態を切り替える結線切替部１０が入力側に設けられている。インバータ２０は、結線切替部１０を経て供給される電力に基づいて、電動機３の回転速度を制御することにより、Ｙ−Δ切替可能な電動機を駆動停止制御するように構成された動力制御盤１を利用しつつ、電動機３の速度制御を可能にする。
【００８２】
なお、速度制御システム５を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより各種処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータシステム」は、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）を備えたＷＷＷシステムも含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
【００８３】
また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。
【００８４】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、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。これら実施形態は、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。例えば、上記の変形例として、前述の実施形態の構成や機能の配置を合理的に変更したり、何れか複数の構成や機能を任意に組み合わせて一体のものとして構成したりしてもよい。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、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ものである。
【符号の説明】
【００８５】
１…動力制御盤、２…速度制御盤、３…電動機、５…速度制御システム、８…中央制御装置、１０…結線切替部、２０…インバータ、２９…制御部、２１、２２、２４、２５、２６、２６Ｂ…電磁スイッチ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【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】
2017229141.tif 000011
【図１０】
2017229141.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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