JPH0191695A - 電力変換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、交流電動機の制御装置として、電源の一時的
な停電に対しても復電後、運転継続可能な電力変換装置
に関する。

（従来の技術） 本発明が適用される交流電動機としては同期機や誘導機
があり、また、電力変換装置としては電流形インバータ
や電圧形インバータ、サイクロコンバータ等がある。従
来の電力変換装置を図面を用いて説明する。

第５図において、１は入力交流電源、２は整流器、３は
直流リアクトル、４はインバータ、５は誘導機、６は速
度基準設定器、７は入力制限回路。

８は周波数制御器、９は出力電圧制御器、１０は出力電
圧検出器、１１は入力電流検出器、１２は入力電圧検出
器、１３は制限器、１４は電圧確認タイマーである。こ
のように構成された電流形インバータの第４章Ｐ１０３
〜Ｐ１４４に詳細に述べられているのでここでは停電か
ら復電時までの動作について述べる。この動作機能を説
明するため第６図に運転モードを示す。第６図において
時刻ｔ１で入力交流電源１の電圧が所定値以下に低下し
、　時刻ｔ２で所定値に復帰する時の各部信号を図示し
ており、第６図ａは入力交流電源１の電圧、ｂは運転信
号。

Ｃは誘導機５の回転数、ｄは出力電圧周波数基準ｅ２を
、ｅは誘導機５の一次電流（整流器２の入力電流）を示
す。時刻ｔ工より時刻ｔ２までの運転モードは、整流器
２とインバータ４の運転を一旦中止し、入力交流電源１
の電圧が時刻ｔ２で所定値に復帰したのを入力電圧検出
器１２で検出しまた、出力電圧検出器１０により検出さ
れた電圧が所定値以下になるまでの時間を電圧確認タイ
マー１４でカウントしその後整流器２とインバータ４の
運転を再開する。時刻ｔ２で運転再開した時、誘導機５
の回転数変化ΔＮ１１と出力電圧周波数基準ｅ、の変化
量ΔＥ１１が対応せず、ΔＥ□□の変化量が少ない時誘
導機５の運転を再開すると誘導機５には、最大電流制限
値工２□の電流が流れる。時刻ｔ２から時刻ｔｘｔの期
間に制限器１３は入力交流電源１の電圧が正常になった
ことを入力電圧検出器１２を介して検出し、誘導機５の
一次電流が最大電流制限値Ｉｚｔより低い所定値工、を
越えていることを入力電流検出器１１を介して検出して
、誘導機５の一次電流が電流制御ループの制限値Ｉ　２
１よりも小さい所定値Ｉ工になるまで１時刻ｔ２から時
刻ｔ２□間に出力電圧周波数基準ｅ２をΔＥ　Ｉ　Ｚだ
け減少させる。

これによって、誘導機５の回転数変化（ΔＮよ、＋ΔＮ
１□）と出力電圧周波数基準ｅ２の変化（ΔＥ　１１＋
△Ｅ工、）が所定関係になり時刻ｔ２１から誘導機５は
加速を始め時刻ｔ３で時刻ｔ１当初の回転数に復帰する
。

（発明が解決しようとする問題点） しかし、上記従来技術においては、以下のような問題点
があった。

■　入力交流電源が復電後、電力変換装置を再始動する
時、出力電圧位相と電力変換装置の出力位相が合ってい
ないため出力電圧が所定値以下となり位相が合ってなく
とも過大電流が流れなくなるまでの時間を待たなければ
ならない。

■　復電後は極力早く、誘導機の回転数を停電前の値ま
で復帰させる必要があるにもががわらず、従来方式では
出力電圧周波数基準を誘導機の回転速度まで減少させる
ため、再加速を行なうまでに長い時間が必要であった。

（３）誘導機の電圧位相と電力変換装置の出力位相が合
っていないため、再始動時誘導機は過大なトルクを発生
する可能性が高く機械系への影響が大きい。

そこで、本発明は、上記従来の欠点に鑑みなされたもの
であり、入力交流電源の一時的な停電が発生しても、最
も短時間で確実に当初の誘導機回転数まで復帰でき、ま
た再始動時の機械系への影響を最小限におさえることの
できる電力変換装置を提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 従って、上記目的を達成するために、本発明は、停電時
に電力変換装置を一旦停止させ、交流電動機の端子電圧
位相を検出する第１の手段と、この第１の手段の出力信
号により出力電流位相を補正する第２の手段と、入力電
源復電後、交流電動機が制御されたことを検出する第３
の手段と、この第３の手段の出力信号により、第２の手
段による出力電流位相の補正を停止させる第４の手段と
を備えた電力変換装置を提供する。

（作用） このように構成されたものにおいては、入力電源停電時
に、電力変換装置を一旦停止させ、交流電動機の端子電
圧位相を検出し、この検出した位相を基に電力変換装置
の出力電流位相を補正し。

入力電源復電後は、復電後に交流電動機が電力変換装置
により制御されたことを検出し、これにより、停電時の
電力変換装置の出力電流位相の補正を停止させる。これ
により停電復電時の交流電動機の再始動をなめらかに、
かつすみやかに行なう。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明する。

なお、本実施例においては、従来技術と異なる点を説明
し、同一の構成要件については、同一符号を付しその説
明は省略する。

第１図に示すように、本実施例である電力変換装置は誘
導機５の端子“氾圧位和から電流位相を検出する手段で
ある位相検出器３０と、この位相検出器３０の出力信号
と周波数制御器８の出力信号により、両者の位相差を検
出する手段である位相差検出器３１と１周波数制御器８
の入力信号である出力電圧周波数基準ｅ２により、誘導
機５が加速し始めたことを検出する手段である加速検出
器３２と、この加速検出器３２の出力信号と入力電圧検
出器１２の出力信号により１位相差検出器３１の出力信
号を入力する手段であるスイッチ３３を備えている。

このように構成された本実施例の電力変換装置は、入力
交流電源１の電圧が所定値以下となった場合、入力電圧
検出器１２により入力交流電源１の電圧低下を検出し、
整流器２及びインバータ４を停止させる。

入力電圧検出器１２により、入力交流電源１の電圧低下
検出後の動作説明のため、運転モードを第２図に示し、
また第１図中の加速検出器３２の詳細回路を第３図に示
す。なお、第２図中ａ　”　ｅは第６図と同様であり、
ｆは誘４機５の端子電圧を表わす、第１図において、入
力電圧検出器１２が入力交流電源１の電圧低下を検出し
た信号により、スイッチ３３をオンさせ誘導機５の入力
位相と周波数制御器８の出力位相を同期させるべく、位
相差検出器３１の出力信号により入力制限回路７の入力
である設定基準ｅ１及び出力である出力電圧周波数基準
ｏ２を同時に補正する。　この時の周波数制御器８の出
力位相を若干進ませておく。この動作により、第２図Ｃ
に示した誘導機５の回転速度と同図ｄに示した出力電圧
周波数基準ｅ２は同様の減衰特性となる。

時刻ｔ２にて入力電圧検出器１２により、入力交流電源
１の電圧復電を検出する。この入力電圧検出器１２から
の検出信号により、整流器２及びインバータ４は運転を
再開し、第２図ｅに示した一次電流が出力電圧制御器９
の応答に沿って流れ始める。これにより、第２図ｆに示
した誘導機５の端子電圧が上昇し、出力電圧周波数基＋
１！８２の値に達し、誘導機５の入力電圧と周波数の比
が所定値になると、周波数制御器８の出力位相が誘導機
５の現状速度における位相より若干進んでいるので、誘
導機５に加速トルクが発生し、回転数が上昇し始める。

この加速状態となったことを加速検出器３２により検出
し、スイッチ３３をオフし、全ての補正を終了する。そ
の後、時刻ｔ２１からｔ、までは入力制限回路７により
決定される。加速率により誘導機５は加速され速度設定
器６により設定された速度となる。

ここで加速検出器３２は第３図で示される構成となって
おり初段の増幅器○Ａ１により極性反転され、その信号
を次段増幅器ＯＡ２により微分増幅し、増加方向である
開信号を出力するものである。

以上述べたように、本実施例によれば、以下の効果を奏
する。

（１）整流器２及びインバータ４の停止中に誘導機５の
端子電圧位相より位相検出器３ｏにより電流位相を検出
し、周波数制御器の出方位相を前記電流位相と同期させ
ているので、復電時、誘導・機５の端子電圧レベルに関
係なく、ただちに再°　始動できるため、整流器２及び
インバータ４の停止時間が最小となり、誘導機５の速度
低下片も最小限とすることができる。

■　上記の如く、位相を同期させているので、再始動時
誘導機５及び整流器２．インバータ４に過大な電流を流
すことなく機械系への影響をなくすことができる。

■　周波数制御器８の出力位相を位相検出器３ｏにより
検出した電流位相に対し若干進ませて制御することによ
り復電、再始動後、ただちに誘導機５を加速方向へ制御
することが可能であり、誘導機５の速度低下量は最小限
となる。

次に、本発明の他の実施例を、第４図を用いて説明する
。

第４図に示すように、先の実施例では、位相検出器３０
の検出位相と周波数制御器８の出方位相を一定量進ませ
ていたが、この部分に位相調整器４゜を使用し、再始動
時はカ率零程度とし、その後所定関数により位相を進ま
せて行くことにより、安定でスムーズな加速動作への移
行を行なうものである。また、加速検出器３２を、Ｖ／
Ｆ比検出器とし出力電圧と周波数が所定値以内であるこ
とを検出するようにしても同様の効果を得ることが出来
る。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明によれば、交流電動機の残留
電圧特性による制約を受けていた短時間の停電に対して
も残留電圧特性を無視して再始動する可能性がある。こ
れにより、減速時間の早いポンプ等の交流電動機の負荷
に対しても、非常に有効な停電対策を実現できシステム
運転の信頼性が大幅に向上される。また、再始動時の機
械的ストレスも位相同期した制御にすることにより解決
される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す概要構成図、第２図は
第１図に示した一実施例による運転モードを示す図、第
３図は第１図に示した加速検出器の詳細構成図、第４図
は本発明の他の実施例を示す概要構成図、第５図は従来
の電力変換装置を示す概要構成図、第６図は第５図に示
した従来の電力変換装置による運転モードを示す図であ
る。 ３０・・・位相検出器　　　３１・・・位相差検出回路
３２・・・加速検出器　　　３３・・・スイッチ代理人
　弁理士　則　近　憲　佑 同　　第子丸　健 第１図 第２図 第３図 す 第４図 第５図 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 交流電動機等を可変速制御する電力変換装置において、
   停電時電力変換装置を一旦停止させ、前記交流電動機等
   の端子電圧位相を検出する第１の手段と、この第１の手
   段の出力信号により出力電流位相を補正する第２の手段
   と、入力電源復電後、前記交流電動機等が制御されたこ
   とを検出する第３の手段と、この第３の手段の出力信号
   により前記第２の手段による出力電流位相の補正を停止
   する第４の手段を具備し、停電復電時の再始動をなめら
   かかつ、すみやかに行なえることを特徴とした電力変換
   装置。