[go: up one dir, main page]

JP2009171745A - Motor driving system - Google Patents

Motor driving system Download PDF

Info

Publication number
JP2009171745A
JP2009171745A JP2008007527A JP2008007527A JP2009171745A JP 2009171745 A JP2009171745 A JP 2009171745A JP 2008007527 A JP2008007527 A JP 2008007527A JP 2008007527 A JP2008007527 A JP 2008007527A JP 2009171745 A JP2009171745 A JP 2009171745A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
inverter device
drive system
motor drive
inverter
voltage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2008007527A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shuichi Kimura
修一 木村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Mitsubishi Electric Industrial Systems Corp
Original Assignee
Toshiba Mitsubishi Electric Industrial Systems Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Mitsubishi Electric Industrial Systems Corp filed Critical Toshiba Mitsubishi Electric Industrial Systems Corp
Priority to JP2008007527A priority Critical patent/JP2009171745A/en
Publication of JP2009171745A publication Critical patent/JP2009171745A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Control Of Ac Motors In General (AREA)
  • Stopping Of Electric Motors (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a motor driving system which can decelerate the driving of a load while consuming regenerative power with braking resistance, and in which there is no need to insulate the braking resistance at high voltage. <P>SOLUTION: The motor driving system is constituted of an inverter device 10 having an inverter decelerating means 9, an AC motor 5 driven by the inverter device 10, a breaking means 6 connected to an output side of the inverter device 10 and having a transformer 61 at an input part. The inverter decelerating means 9 reduces the output frequency of the inverter device 4 so that the AC motor 5 is excited and the regenerative power of the AC motor 5 is supplied to the braking means 6 when the AC motor 5 is decelerated. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明はインバータ装置を用いた電動機駆動システムに係り、特に電源回生機能を持たない高圧インバータ装置を用いた電動機駆動システムに関する。   The present invention relates to an electric motor drive system using an inverter device, and more particularly to an electric motor drive system using a high-voltage inverter device having no power regeneration function.

電源回生機能を持たないインバータ装置を用いて慣性モーメント(GD)の比較的大きいポンプやブロアなどの負荷を駆動する電動機駆動システムにおいては、減速/停止の際、必然的にフリーランでの減速/停止となるため、減速時間や停止時間が非常に長くなる。これは、ポンプやブロアなどの所謂2乗負荷では、低速域において負荷トルク(負荷損失)が極端に小さくなるためである。 In an electric motor drive system that drives a load such as a pump or a blower having a relatively large moment of inertia (GD 2 ) using an inverter device that does not have a power regeneration function, the motor must be decelerated by free run when decelerating / stopping. / Because it is stopped, deceleration time and stop time become very long. This is because the load torque (load loss) becomes extremely small in a low speed region in a so-called square load such as a pump or a blower.

電源に電力を回生する電源回生機能をインバータ装置に付加すれば、短時間での減速/停止が可能となるが、装置が大型となるばかりでなく、複雑となり、またコストの面でも問題となる。特に複数台の単位インバータ装置の単相出力を直列接続して3相の各相を構成するようにした多重方式の高圧インバータ装置においては、単位インバータ装置毎に電源回生機能を付加する必要があるので複雑な回路構成となる。このため、単位インバータ装置の直流部に制動用の抵抗を付加し、減速時における回生電力をこの制動抵抗で消費させる提案が為されている(例えば特許文献1参照。)。
特開2001−238455号公報(第3−4頁、図1)
If a power regeneration function that regenerates power to the power supply is added to the inverter device, it is possible to decelerate and stop in a short time. However, the device is not only large, but also becomes complicated and has a problem in terms of cost. . In particular, in a multiplex type high-voltage inverter device in which the single-phase outputs of a plurality of unit inverter devices are connected in series to form three phases, it is necessary to add a power regeneration function to each unit inverter device. Therefore, it becomes a complicated circuit configuration. For this reason, a proposal has been made to add a braking resistor to the direct current portion of the unit inverter device and consume the regenerative power at the time of deceleration with this braking resistor (see, for example, Patent Document 1).
JP 2001-238455 A (page 3-4, FIG. 1)

特許文献1に示された手法によれば、減速時における回生電力を制動抵抗で消費させながら減速することが可能となるが、制動抵抗の絶縁レベルが高電圧となるため、その絶縁処理のため装置が大型となるばかりでなく、単位インバータ装置に対する制動抵抗の発熱の影響を考慮する必要があるため更に装置が大型で高価となってしまう。   According to the technique disclosed in Patent Document 1, it is possible to decelerate while consuming the regenerative power at the time of deceleration with the braking resistance. However, since the insulation level of the braking resistance becomes a high voltage, Not only does the apparatus become large, but it is also necessary to consider the influence of heat generated by the braking resistor on the unit inverter device, which further increases the size and cost of the apparatus.

本発明は上記に鑑みて為されたもので、回生電力を制動抵抗で消費させながら減速することが可能で且つ制動抵抗を高圧絶縁する必要のない電動機駆動システムを提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide an electric motor drive system that can decelerate while consuming regenerative power with a braking resistor and that does not require high-voltage insulation of the braking resistor.

上記目的を達成するため、本発明の電動機駆動システムは、インバータ減速手段を有するインバータ装置と、前記インバータ装置で駆動される交流電動機と、前記インバータ装置の出力側に接続され、入力部に変圧器を有する制動手段とから構成され、前記インバータ減速手段は、前記交流電動機を減速させるとき、前記交流電動機を励磁すると共に前記制動手段に前記交流電動機の回生電力を供給するように前記インバータ装置の出力周波数を低減させるようにしたことを特徴としている。   In order to achieve the above object, an electric motor drive system according to the present invention includes an inverter device having an inverter reduction means, an AC motor driven by the inverter device, an output side of the inverter device, and a transformer at an input unit. The inverter speed reducing means excites the AC motor and degenerates the AC motor to supply the regenerative power of the AC motor to the braking means when the AC motor is decelerated. It is characterized in that the frequency is reduced.

本発明によれば、回生電力を制動抵抗で消費させながら減速することが可能で且つ制動抵抗を高圧絶縁する必要のない電動機駆動システムを提供することが可能となる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to provide the electric motor drive system which can decelerate, consuming regenerative electric power with braking resistance, and does not need to carry out high voltage insulation of braking resistance.

以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

本発明の実施例1に係る電動機駆動システムを図1及び図2を参照して説明する。   A motor drive system according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2.

図1は実施例1に係る電動機駆動システムのシステム構成図である。図1において、交流電源1の交流電圧は整流器2により直流に変換され、その直流電圧は直流コンデンサ3によって平滑される。平滑された直流電圧はインバータ4によって再び交流に変換され、この交流出力で交流電動機5を駆動する。ここで、整流器2、直流コンデンサ3及びインバータ4は、インバータ装置10を構成している。   FIG. 1 is a system configuration diagram of an electric motor drive system according to the first embodiment. In FIG. 1, the AC voltage of the AC power source 1 is converted to DC by the rectifier 2, and the DC voltage is smoothed by the DC capacitor 3. The smoothed DC voltage is converted back to AC by the inverter 4 and the AC motor 5 is driven by this AC output. Here, the rectifier 2, the DC capacitor 3 and the inverter 4 constitute an inverter device 10.

インバータ4の出力側には、変圧器61と、この変圧器61の2次側に開閉器62を介して接続された制動抵抗器63とから構成された制動回路6が接続されている。直流コンデンサ3の両端には直流電圧検出器7が、またインバータ4の出力側には交流電圧検出器8が設けられている。   The output side of the inverter 4 is connected to a braking circuit 6 including a transformer 61 and a braking resistor 63 connected to the secondary side of the transformer 61 via a switch 62. A DC voltage detector 7 is provided at both ends of the DC capacitor 3, and an AC voltage detector 8 is provided at the output side of the inverter 4.

インバータ4は例えば高耐圧IGBTなどのスイッチング素子をブリッジ接続した構成となっており、これらのスイッチング素子は制御回路9から与えられるオンオフ信号によって制御されている。   The inverter 4 has a configuration in which switching elements such as a high voltage IGBT are bridge-connected, and these switching elements are controlled by an on / off signal supplied from the control circuit 9.

以下、制御回路9の内部構成について説明する。尚ここでは、交流電動機5を減速制御するための内部構成を中心として説明する。減速指令は周波数指令として減速レート回路に与えられる。この減速レート回路91はその減速率が可変である周波数基準を出力してV/F回路92に与える。V/F回路92は入力された周波数基準に応じた出力電圧基準を出力する。この出力電圧基準と交流電圧検出器8で検出された交流フィードバック電圧とを比較回路93で比較し、その偏差を電圧制御回路94に与える。電圧制御回路94はこの偏差が小さくなるような3相電圧指令をPWM回路95に与える。そしてPWM回路95はこの3相電圧指令に見合う電圧をインバータ4が出力するようにインバータ4のスイッチング素子をオンオフ制御する。   Hereinafter, the internal configuration of the control circuit 9 will be described. Here, the description will focus on the internal configuration for performing deceleration control of the AC motor 5. The deceleration command is given to the deceleration rate circuit as a frequency command. The deceleration rate circuit 91 outputs a frequency reference whose deceleration rate is variable and supplies it to the V / F circuit 92. The V / F circuit 92 outputs an output voltage reference corresponding to the input frequency reference. The output voltage reference and the AC feedback voltage detected by the AC voltage detector 8 are compared by the comparison circuit 93 and the deviation is given to the voltage control circuit 94. The voltage control circuit 94 gives a three-phase voltage command to the PWM circuit 95 so that the deviation becomes small. The PWM circuit 95 performs on / off control of the switching element of the inverter 4 so that the inverter 4 outputs a voltage corresponding to the three-phase voltage command.

直流電圧検出器7で検出された直流フィードバック電圧は、比較器96によって設定電圧と比較され、その差分が直流電圧制御器97に与えられる。そして、直流電圧制御器97は前記の差分が小さくなるように減速レート基準を出力して減速レート回路91の減速率を調整する。また、減速レート回路91の出力はフリーラン切換制御回路98に与えられ、通常、減速レート回路91の出力である周波数基準が所定の値となるまではフリーラン減速を行なうようにする。   The DC feedback voltage detected by the DC voltage detector 7 is compared with the set voltage by the comparator 96, and the difference is given to the DC voltage controller 97. Then, the DC voltage controller 97 adjusts the deceleration rate of the deceleration rate circuit 91 by outputting the deceleration rate reference so that the difference becomes smaller. The output of the deceleration rate circuit 91 is given to a free-run switching control circuit 98, and normally, free-run deceleration is performed until the frequency reference that is the output of the deceleration rate circuit 91 reaches a predetermined value.

以上の構成における本実施例の動作を図2の減速動作説明図に基づいて以下説明する。この減速動作説明図は、減速制御時の交流電動機5の回転速度Nの時間推移を示したものである。   The operation of the present embodiment having the above-described configuration will be described below based on the deceleration operation explanatory diagram of FIG. This explanatory diagram of the deceleration operation shows the time transition of the rotational speed N of the AC motor 5 during the deceleration control.

まず、時刻t=T0において回転速度N0で運転していたとき、減速指令が与えられたものとする。このとき、フリーラン切換制御回路98は所定の回転速度以上における減速指令であることを検出して、インバータ4をゲートブロックし、フリーラン運転を行なう。そして例えば交流電動機5の負荷特性から求められる時刻t=T1において、前記のゲートブロックを解除してインバータ4を運転すると共に開閉器62を投入して制動回路6による減速制御を開始する。尚、この減速制御開始の時点で、フリーラン時の交流電動機5の回転速度N1を、また必要であれば交流電動機5の残留磁束を検出し、これらの信号を用いてスムースに運転復帰することが好ましいが、ここではその説明を省略する。また、上記運転復帰の制御時に、開閉器62の投入時の擾乱が問題となる場合もある。このため、開閉器62と並列に高抵抗を接続しておき、常時制動抵抗63に小電流を流しておく対策などが考えられる。   First, it is assumed that a deceleration command is given when driving at a rotational speed N0 at time t = T0. At this time, the free-run switching control circuit 98 detects that the command is a deceleration command at a predetermined rotational speed or higher, blocks the inverter 4 and performs a free-run operation. For example, at time t = T1 obtained from the load characteristics of the AC motor 5, the gate block is released to operate the inverter 4, and the switch 62 is turned on to start deceleration control by the braking circuit 6. When this deceleration control is started, the rotational speed N1 of the AC motor 5 during free-running is detected, and if necessary, the residual magnetic flux of the AC motor 5 is detected, and the operation is smoothly restored using these signals. However, the description thereof is omitted here. In addition, disturbances when the switch 62 is turned on may be a problem during the above-described operation return control. For this reason, it is conceivable that a high resistance is connected in parallel with the switch 62, and a small current is allowed to flow through the braking resistor 63 at all times.

時刻T1以降の制御動作は以下の通りである。インバータ4を運転することによって交流電動機5には励磁電流が供給される。従ってインバータ4の出力周波数を下げていくと交流電動機4は発電機として動作し、その回生電力(発電電力)は制動抵抗器63で消費される。この周波数を下げていく減速レートが所定の範囲内であればそのまま減速可能であるが、この減速レートが所定値以上になると、交流電動機5の減速による回生電力を制動抵抗器63だけでは吸収できなくなる。このため、過剰の回生電力を直流コンデンサ3に蓄えるため、直流リンク部の直流電圧が上昇する。   The control operation after time T1 is as follows. By operating the inverter 4, an excitation current is supplied to the AC motor 5. Therefore, when the output frequency of the inverter 4 is lowered, the AC motor 4 operates as a generator, and the regenerative power (generated power) is consumed by the braking resistor 63. If the deceleration rate for decreasing the frequency is within a predetermined range, the vehicle can be decelerated as it is. However, when the deceleration rate exceeds a predetermined value, the regenerative power due to the deceleration of the AC motor 5 can be absorbed by the braking resistor 63 alone. Disappear. For this reason, since excessive regenerative electric power is stored in the direct current capacitor 3, the direct current voltage of the direct current link portion rises.

ここで、直流電圧制御器97の動作によって、直流電圧が設定電圧となるように減速レートが制御されるため、本実施例によれば、制動抵抗器63の能力をフルに活用した最大の減速レートで減速することが可能となる。尚、設定電圧を損失上問題のない範囲で通常の運転電圧より若干高めに設定しておけば更に減速レートを早めることが可能となる。   Here, since the deceleration rate is controlled by the operation of the DC voltage controller 97 so that the DC voltage becomes the set voltage, according to this embodiment, the maximum deceleration using the capacity of the braking resistor 63 fully. It becomes possible to decelerate at a rate. If the set voltage is set slightly higher than the normal operating voltage within a range where there is no problem in terms of loss, the deceleration rate can be further increased.

ここで、制動回路6を動作させる回転速度N1は、負荷の損失特性などから決定する。負荷の損失特性によってはこの回転速度N1を定格速度とし、フリーラン減速期間を設けないことも可能である。   Here, the rotational speed N1 at which the braking circuit 6 is operated is determined from the loss characteristic of the load. Depending on the loss characteristics of the load, it is possible to set the rotational speed N1 to the rated speed and not to provide a free-run deceleration period.

以上説明したように、本実施例においては、制御回路9が交流電動機5を励磁すると共に制動回路6に交流電動機5の回生電力を供給するようにインバータ4の出力周波数を低減させるように減速制御することがポイントとなっている。   As described above, in this embodiment, the control circuit 9 excites the AC motor 5 and controls the deceleration so as to reduce the output frequency of the inverter 4 so that the regenerative power of the AC motor 5 is supplied to the braking circuit 6. The point is to do.

以下、本発明の実施例2に係る電動機駆動システムを図3及び図4を参照して説明する。   Hereinafter, an electric motor drive system according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 and 4.

図3は本発明の実施例2に係る電動機駆動システムのシステム構成図である。この実施例2の各部について、図1の本発明の実施例1に係る電動機駆動システムのシステム構成図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、比較器96及び直流電圧制御器97を省き、直流電圧検出器7の出力をフリーラン切換制御回路98に与える構成とした点である。   FIG. 3 is a system configuration diagram of an electric motor drive system according to Embodiment 2 of the present invention. In the second embodiment, the same parts as those in the system configuration diagram of the motor drive system according to the first embodiment of the present invention shown in FIG. The second embodiment is different from the first embodiment in that the comparator 96 and the DC voltage controller 97 are omitted, and the output of the DC voltage detector 7 is provided to the free-run switching control circuit 98.

以上の構成における本実施例の動作を図4の減速動作説明図に基づいて以下説明する。時刻t=T0から時刻t=T1までの動作は、図2に示した実施例1の動作と同様である。この実施例2においては、時刻T1から始める減速動作を、予め減速レート回路91で設定された一定の減速レートで行なうようにする。このようにすれば、図4に示したように減速レート一定で交流電動機5は減速していく。そして時刻t=T2まで到達すると、回生電力を制動抵抗器63で吸収できなくなり、直流電圧が上昇する。この直流電圧の上昇を直流電圧検出器7で検出してフリーラン切換制御回路98によってインバータ4のゲートブロックを行なう。   The operation of the present embodiment in the above configuration will be described below based on the decelerating operation explanatory diagram of FIG. The operation from time t = T0 to time t = T1 is the same as the operation of the first embodiment shown in FIG. In the second embodiment, the deceleration operation starting from time T1 is performed at a constant deceleration rate set in advance by the deceleration rate circuit 91. In this way, the AC motor 5 decelerates at a constant deceleration rate as shown in FIG. When time t = T2 is reached, the regenerative power cannot be absorbed by the braking resistor 63, and the DC voltage rises. This DC voltage rise is detected by the DC voltage detector 7, and the gate block of the inverter 4 is performed by the free run switching control circuit 98.

この実施例2によれば、回生制動運転中に余分な電力を交流電源1側から制動抵抗器63に供給する必要はあるが、減速レート一定の減速制御、あるいは回生電力を制動抵抗器63で吸収可能な範囲での減速制御が可能となる。   According to the second embodiment, it is necessary to supply extra power to the braking resistor 63 from the AC power source 1 side during the regenerative braking operation. However, deceleration control with a constant deceleration rate or regenerative power is applied to the braking resistor 63. Deceleration control within the absorbable range is possible.

以下、本発明の実施例3に係る電動機駆動システムを図5及び図6を参照して説明する。   Hereinafter, an electric motor drive system according to Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to FIGS. 5 and 6.

図5は本発明の実施例3に係る電動機駆動システムのシステム構成図である。この実施例3の各部について、図1の本発明の実施例1に係る電動機駆動システムのシステム構成図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、制動回路6Aにおいて変圧器61に代えてタップ付変圧器61Aを用いる構成とした点、減速レート回路91の信号から減速レートを検出する減速レート検出回路99を設けた点である。   FIG. 5 is a system configuration diagram of an electric motor drive system according to Embodiment 3 of the present invention. In the third embodiment, the same parts as those in the system configuration diagram of the electric motor drive system according to the first embodiment of the present invention shown in FIG. The third embodiment is different from the first embodiment in that the braking circuit 6A uses a transformer 61A with a tap instead of the transformer 61, and a deceleration rate detection that detects the deceleration rate from the signal of the deceleration rate circuit 91. The circuit 99 is provided.

上記構成における本実施例の動作を図6の減速動作説明図に基づいて以下説明する。時刻t=T0から時刻t=T1までの動作及び時刻t=T1から時刻t=T3までの動作は、図2に示した実施例1の動作と同様である。時刻t=T3において、タップ付変圧器61Aのタップを切換えて制動抵抗器63に印加される電圧をステップアップする。このようにすれば、制動抵抗器63で消費される電力が増大するので、時刻t=T3以降の減速率を増大させることが可能となる。   The operation of the present embodiment in the above configuration will be described below based on the decelerating operation explanatory diagram of FIG. The operation from time t = T0 to time t = T1 and the operation from time t = T1 to time t = T3 are the same as the operation of the first embodiment shown in FIG. At time t = T3, the tap applied to the transformer 61A with tap is switched to step up the voltage applied to the braking resistor 63. In this way, since the electric power consumed by the braking resistor 63 is increased, the deceleration rate after time t = T3 can be increased.

本実施例においては、時刻t=T3の検出を、減速レートが所定値以下になったことによって行なっているが、タイマーによって切換えてもよく、また時刻t=T3に対応する回転速度N3を何らかの方法で検出して行なっても良い。尚、減速レート検出回路99は、減速レート回路91の出力である周波数基準と、実際のインバータ4の運転周波数の差分検出に置き換えることも可能である。   In this embodiment, the time t = T3 is detected when the deceleration rate becomes a predetermined value or less, but may be switched by a timer, and the rotational speed N3 corresponding to the time t = T3 is set to some value. Detection may be performed by a method. The deceleration rate detection circuit 99 can be replaced with a difference detection between the frequency reference that is the output of the deceleration rate circuit 91 and the actual operation frequency of the inverter 4.

また、本実施例はタップを2段切換えする例を示したが、2段切替えでなく、3段以上の切換えを行なってもよい。   Further, although the present embodiment shows an example in which the taps are switched in two stages, switching in three or more stages may be performed instead of switching in two stages.

以下、本発明の実施例4に係る電動機駆動システムを図7を参照して説明する。   Hereinafter, an electric motor drive system according to Embodiment 4 of the present invention will be described with reference to FIG.

図7は本発明の実施例4に係る電動機駆動システムのシステム構成図である。この実施例4の各部について、図1の本発明の実施例1に係る電動機駆動システムのシステム構成図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4が実施例1と異なる点は、制動回路6Bにおいて制動抵抗器63に代えて可変制動抵抗器63Aを用いる構成とした点、減速レート回路91の信号から減速レートを検出する減速レート検出回路99を設けた点である。可変制動抵抗器63Aは例えば単位抵抗器2台を直列接続したものを並列接続するように切換える構成のものを用いる。   FIG. 7 is a system configuration diagram of an electric motor drive system according to Embodiment 4 of the present invention. In the fourth embodiment, the same parts as those in the system configuration diagram of the electric motor drive system according to the first embodiment of the present invention shown in FIG. The fourth embodiment differs from the first embodiment in that a variable braking resistor 63A is used in place of the braking resistor 63 in the braking circuit 6B, and a deceleration rate for detecting the deceleration rate from the signal of the deceleration rate circuit 91. The detection circuit 99 is provided. For example, a variable braking resistor 63A having a configuration in which two unit resistors connected in series are switched so as to be connected in parallel is used.

上記構成における本実施例の動作は図6の減速動作説明図と基本的に同様である。図6においては時刻t=T3でタップを切換えたが、本実施例においては時刻t=T3で可変制動抵抗器の抵抗値が小さくなるように切換えれば良い。   The operation of the present embodiment in the above configuration is basically the same as the deceleration operation explanatory diagram of FIG. In FIG. 6, the tap is switched at time t = T3. However, in this embodiment, the tap may be switched so that the resistance value of the variable braking resistor becomes small at time t = T3.

以下、本発明の実施例5に係る電動機駆動システムを図8を参照して説明する。   Hereinafter, an electric motor drive system according to Embodiment 5 of the present invention will be described with reference to FIG.

図8は本発明の実施例5に係る電動機駆動システムのシステム構成図である。この実施例5の各部について、図1の本発明の実施例1に係る電動機駆動システムのシステム構成図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5が実施例1と異なる点は、制動回路6Cにおいて変圧器61の1次と2次を短絡する短絡開閉器64を設けた点である。   FIG. 8 is a system configuration diagram of an electric motor drive system according to Embodiment 5 of the present invention. In the fifth embodiment, the same parts as those in the system configuration diagram of the motor drive system according to the first embodiment of the present invention shown in FIG. The fifth embodiment differs from the first embodiment in that a short-circuit switch 64 for short-circuiting the primary and secondary of the transformer 61 is provided in the braking circuit 6C.

上記構成における本実施例の動作は図6の減速動作説明図と基本的に同様である。図6においては時刻t=T3でタップを切換えたが、本実施例においては時刻t=T3で短絡開閉器64を閉路させれば良い。時刻t=T3における回転数N3は十分低速であるのでそのときの駆動電圧は十分低い値となっている。また、周波数も低周波となっているので、変圧器61を介したときは変圧器61を低周波特性が問題となる場合もある。従って、この実施例によれば、低速時の制動力を確実に確保することが可能となる。   The operation of the present embodiment in the above configuration is basically the same as the deceleration operation explanatory diagram of FIG. In FIG. 6, the tap is switched at time t = T3, but in this embodiment, the short-circuit switch 64 may be closed at time t = T3. Since the rotational speed N3 at time t = T3 is sufficiently low, the driving voltage at that time is sufficiently low. Further, since the frequency is also low, when the transformer 61 is passed through, the low frequency characteristics of the transformer 61 may become a problem. Therefore, according to this embodiment, it is possible to ensure the braking force at the time of low speed.

以下、本発明の実施例6に係る電動機駆動システムを図9を参照して説明する。   Hereinafter, an electric motor drive system according to Embodiment 6 of the present invention will be described with reference to FIG.

図9は本発明の実施例6に係る電動機駆動システムのシステム構成図である。この実施例6の各部について、図3の本発明の実施例2に係る電動機駆動システムのシステム構成図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6が実施例2と異なる点は、開閉器62に代えて半導体スイッチ回路62Aを設けた点、直流電圧検出器7の出力を受け、半導体スイッチ回路62Aを制御するON/OFF回路100を設けた点である。   FIG. 9 is a system configuration diagram of an electric motor drive system according to Embodiment 6 of the present invention. Regarding the respective parts of the sixth embodiment, the same parts as those of the system configuration diagram of the electric motor drive system according to the second embodiment of the present invention shown in FIG. The sixth embodiment is different from the second embodiment in that a semiconductor switch circuit 62A is provided in place of the switch 62, and the output of the DC voltage detector 7 is received to control the semiconductor switch circuit 62A. This is the point.

実施例2で説明したように、一定の減速レートで減速するとき、交流電源1から制動抵抗器63に無駄な電力が供給されてしまう。本実施例においては、ON/OFF回路100によって、直流電圧が第1の所定値以上となったとき半導体スイッチ回路62Aをオンし、直流電圧が第2の所定値以下となったとき半導体スイッチ回路62Aをオフするようにする。このような制御を行なえば、交流電動機5を一定の減速レートで減速するときの損失を低減することが可能となり、制動抵抗器63を小型化することができる。   As described in the second embodiment, when decelerating at a constant deceleration rate, wasted power is supplied from the AC power source 1 to the braking resistor 63. In this embodiment, the ON / OFF circuit 100 turns on the semiconductor switch circuit 62A when the DC voltage becomes equal to or higher than the first predetermined value, and the semiconductor switch circuit when the DC voltage becomes equal to or lower than the second predetermined value. 62A is turned off. By performing such control, it is possible to reduce a loss when the AC motor 5 is decelerated at a constant deceleration rate, and the braking resistor 63 can be reduced in size.

以下、本発明の実施例7に係る電動機駆動システムを図10を参照して説明する。   Hereinafter, an electric motor drive system according to Embodiment 7 of the present invention will be described with reference to FIG.

図10は、本発明の実施例7に係る電動機駆動システムのインバータ装置10Aの回路構成図である。図10において、交流電源1は複数の2次巻線を有する入力変圧器20の1次巻線に接続されている。複数の2次巻線の出力は単位インバータ装置21u1、21u2、21v1、21v2、21w1及び21w2に接続されている。これらの単位インバータ装置は同一の構成となっているが、単位インバータ装置21u2を例にその内部を説明する。   FIG. 10 is a circuit configuration diagram of an inverter device 10A of the motor drive system according to the seventh embodiment of the present invention. In FIG. 10, the AC power source 1 is connected to a primary winding of an input transformer 20 having a plurality of secondary windings. Outputs of the plurality of secondary windings are connected to unit inverter devices 21u1, 21u2, 21v1, 21v2, 21w1, and 21w2. Although these unit inverter apparatuses have the same configuration, the inside of the unit inverter apparatus 21u2 will be described as an example.

単位インバータ装置21u2は入力に整流器2aが設けられその直流出力は直流コンデンサ3aを介して単相の交流を出力するインバータ4aに供給される。直流コンデンサ3aの電圧は必要に応じて直流電圧検出器7aによって検出される。   The unit inverter device 21u2 is provided with a rectifier 2a at its input, and its DC output is supplied to an inverter 4a that outputs a single-phase AC through a DC capacitor 3a. The voltage of the DC capacitor 3a is detected by the DC voltage detector 7a as necessary.

単位インバータ装置21u1と21u2、21v1と21v2、そして21w1と21w2の出力は夫々直列接続されており、この各々の直列回路の一端は中性点として互いに接続され、他端はインバータ装置10Aの出力となる。尚、図10においては単位インバータ装置の直列数は2となっているがそれ以外の任意の自然数であっても良い。   The outputs of the unit inverter devices 21u1 and 21u2, 21v1 and 21v2, and 21w1 and 21w2 are connected in series. One end of each series circuit is connected to each other as a neutral point, and the other end is connected to the output of the inverter device 10A. Become. In FIG. 10, the number of unit inverter units connected in series is 2, but any other natural number may be used.

このように図10に示す多重構成のインバータ装置10Aを用いても本発明の実施例1乃至実施例6の電動機駆動システムは実現可能である。本実施例においては、直流電圧検出器7は代表となる1台、例えば単位インバータ装置21u2の直流電圧検出器7aに置き換えることができる。   As described above, the electric motor drive system according to the first to sixth embodiments of the present invention can be realized even by using the multiple-configuration inverter device 10A shown in FIG. In this embodiment, the DC voltage detector 7 can be replaced with a representative one, for example, the DC voltage detector 7a of the unit inverter device 21u2.

以上説明した本発明の実施例1乃至実施例7において、インバータ4またはインバータ4aの制御はオープンループのV/F制御として説明したが、電流マイナー制御あるいは電流制限制御を加えても良く、また電流を励磁分とトルク分に分離して制御を行うベクトル制御またはセンサレスベクトル制御を行うようにしても良い。   In the first to seventh embodiments of the present invention described above, the control of the inverter 4 or the inverter 4a has been described as open-loop V / F control, but current minor control or current limit control may be added, Alternatively, vector control or sensorless vector control may be performed in which control is performed separately for excitation and torque.

尚、制動抵抗器63で消費される電力が過大となるような応用においては、変圧器61の2次側の電力の全部または一部を電源に回生するように構成することも可能である。   In an application in which the power consumed by the braking resistor 63 is excessive, it is possible to regenerate all or part of the power on the secondary side of the transformer 61 to the power source.

本発明の実施例1に係る電動機駆動システムのシステム構成図。1 is a system configuration diagram of an electric motor drive system according to Embodiment 1 of the present invention. 実施例1の減速動作説明図。Explanatory drawing of deceleration operation | movement of Example 1. FIG. 本発明の実施例2に係る電動機駆動システムのシステム構成図。The system block diagram of the electric motor drive system which concerns on Example 2 of this invention. 実施例2の減速動作説明図。Explanatory drawing of deceleration operation | movement of Example 2. FIG. 本発明の実施例3に係る電動機駆動システムのシステム構成図。The system block diagram of the electric motor drive system which concerns on Example 3 of this invention. 実施例3の減速動作説明図。Explanatory drawing of deceleration operation of Example 3. FIG. 本発明の実施例4に係る電動機駆動システムのシステム構成図。The system block diagram of the electric motor drive system which concerns on Example 4 of this invention. 本発明の実施例5に係る電動機駆動システムのシステム構成図。The system block diagram of the electric motor drive system which concerns on Example 5 of this invention. 本発明の実施例6に係る電動機駆動システムのシステム構成図。The system block diagram of the electric motor drive system which concerns on Example 6 of this invention. 本発明の実施例7に係る電動機駆動システムのインバータ装置部の回路構成図。The circuit block diagram of the inverter apparatus part of the electric motor drive system which concerns on Example 7 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 交流電源
2、2a 整流器
3、3a 直流コンデンサ
4、4a インバータ
5 交流電動機
6、6A、6B、6C、6D 制動回路
7、7a 直流電圧検出器
8 交流電圧検出器
9、9A 制御回路
10、10A インバータ装置
20 入力変圧器
21u1、21u2、21v1、21v2、21w1、21w2 単位インバータ装置
61 変圧器
61A タップ付変圧器
62 開閉器
62A 半導体スイッチ
63 制動抵抗器
63A 可変制動抵抗器
64 短絡開閉器
91 減速レート回路
92 V/F回路
93 比較器
94 電圧制御回路
95 PWM回路
96 比較器
97 直流電圧制御器
98 フリーラン制御切換回路
99 減速レート検出回路
100 ON/OFF制御回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 AC power supply 2, 2a Rectifier 3, 3a DC capacitor 4, 4a Inverter 5 AC motor 6, 6A, 6B, 6C, 6D Braking circuit 7, 7a DC voltage detector 8 AC voltage detector 9, 9A Control circuit 10, 10A Inverter device 20 Input transformer 21u1, 21u2, 21v1, 21v2, 21w1, 21w2 Unit inverter device 61 Transformer 61A Transformer with tap 62 Switch 62A Semiconductor switch 63 Braking resistor 63A Variable braking resistor 64 Short circuit switch 91 Deceleration rate Circuit 92 V / F circuit 93 Comparator 94 Voltage control circuit 95 PWM circuit 96 Comparator 97 DC voltage controller 98 Free-run control switching circuit 99 Deceleration rate detection circuit 100 ON / OFF control circuit

Claims (12)

インバータ減速手段を有するインバータ装置と、
前記インバータ装置で駆動される交流電動機と、
前記インバータ装置の出力側に接続され、入力部に変圧器を有する制動手段と
から構成され、
前記インバータ減速手段は、
前記交流電動機を減速させるとき、前記交流電動機を励磁すると共に前記制動手段に前記交流電動機の回生電力を供給するように前記インバータ装置の出力周波数を低減させるようにしたことを特徴とする電動機駆動システム。
An inverter device having an inverter deceleration means;
AC motor driven by the inverter device;
Connected to the output side of the inverter device, and composed of braking means having a transformer at the input part,
The inverter deceleration means is
When the AC motor is decelerated, the output frequency of the inverter device is reduced so that the AC motor is excited and the regenerative power of the AC motor is supplied to the braking means. .
前記インバータ装置は、直流リンク部に直流コンデンサを有し、
前記インバータ減速手段は、前記直流リンク部の電圧が所定値を超えないように前記インバータ装置の出力周波数を低減させるようにしたことを特徴とする請求項1に記載の電動機駆動システム。
The inverter device has a DC capacitor in the DC link part,
The motor drive system according to claim 1, wherein the inverter speed reduction unit reduces the output frequency of the inverter device so that the voltage of the DC link portion does not exceed a predetermined value.
前記インバータ装置は、複数台の単位インバータの単相出力を直列接続して各相の電圧を得るようにした多重インバータ装置であり、
前記複数台の単位インバータの何れか1台の単位インバータの直流リンク部の電圧が所定値を超えないように前記インバータ装置の出力周波数を低減させるようにしたことを特徴とする請求項1に記載の電動機駆動システム。
The inverter device is a multiple inverter device in which the single-phase output of a plurality of unit inverters is connected in series to obtain the voltage of each phase,
The output frequency of the inverter device is reduced so that the voltage of the DC link portion of any one of the plurality of unit inverters does not exceed a predetermined value. Electric motor drive system.
前記インバータ減速手段は、
前記交流電動機が所定の回転速度以上のとき、または前記インバータ装置の出力周波数が所定値以上のとき、前記交流電動機をフリーラン減速するようにしたことを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れか1項に記載の電動機駆動システム。
The inverter deceleration means is
4. The AC motor according to claim 1, wherein the AC motor is free-run decelerated when the AC motor has a predetermined rotational speed or more, or when the output frequency of the inverter device is a predetermined value or more. The electric motor drive system according to any one of claims.
前記インバータ減速手段は、
前記直流リンク部の電圧が所定値を超えたとき、前記交流電動機をフリーラン減速するようにしたことを特徴とする請求項2または請求項3に記載の電動機駆動システム。
The inverter deceleration means is
4. The motor drive system according to claim 2, wherein when the voltage of the DC link section exceeds a predetermined value, the AC motor is subjected to free-run deceleration.
前記制動手段は、
変圧器とこの変圧器の2次側に開閉器を介して接続された制動抵抗器から構成されることを特徴とする請求項1乃至請求項5の何れか1項に記載の電動機駆動システム。
The braking means includes
The motor drive system according to any one of claims 1 to 5, comprising a transformer and a braking resistor connected to a secondary side of the transformer via a switch.
前記開閉器と並列に抵抗器を接続したことを特徴とする請求項6に記載の電動機駆動システム。   The motor drive system according to claim 6, wherein a resistor is connected in parallel with the switch. 前記変圧器はタップ付変圧器であり、前記インバータ装置の出力周波数が低減しているとき、2次電圧が増大するように前記タップ付変圧器のタップを切換えるようにしたことを特徴とする請求項6または請求項7に記載の電動機駆動システム。   The transformer is a tapped transformer, and when the output frequency of the inverter device is reduced, the tap of the tapped transformer is switched so that a secondary voltage increases. The electric motor drive system according to claim 6 or 7. 前記制動抵抗器の抵抗値は切換えによって変化させることが可能であり、前記インバータ装置の出力周波数が低減しているとき、前記制動抵抗器の抵抗値が減少するように前記制動抵抗器を切換えるようにしたことを特徴とする請求項6に記載の電動機駆動システム。   The resistance value of the braking resistor can be changed by switching, and when the output frequency of the inverter device is reduced, the braking resistor is switched so that the resistance value of the braking resistor decreases. The motor drive system according to claim 6, wherein the motor drive system is configured as described above. 前記変圧器の1次側と2次側とを短絡する短絡開閉器を有し、前記インバータ装置の出力周波数が低減しているとき、前記短絡開閉器を閉路するようにしたことを特徴とする請求項6に記載の電動機駆動システム。   A short-circuit switch for short-circuiting the primary side and the secondary side of the transformer is provided, and the short-circuit switch is closed when the output frequency of the inverter device is reduced. The electric motor drive system according to claim 6. 前記切換えまたは閉路を行なうタイミングは、前記インバータの出力周波数またはその低減率が所定値以下となったときであることを特徴とする請求項8乃至請求項10に記載の電動機駆動システム。   11. The electric motor drive system according to claim 8, wherein the timing for performing the switching or closing is when the output frequency of the inverter or the reduction rate thereof becomes a predetermined value or less. 前記開閉器は半導体スイッチであり、前記インバータ装置の直流リンク部の電圧が第1の所定値を超えたとき前記半導体スイッチをオンし、前記インバータ装置の直流リンク部の電圧が第2の所定値未満となったとき前記半導体スイッチをオフするようにしたことを特徴とする請求項6に記載の電動機駆動システム。   The switch is a semiconductor switch, and when the voltage of the DC link portion of the inverter device exceeds a first predetermined value, the semiconductor switch is turned on, and the voltage of the DC link portion of the inverter device is a second predetermined value. 7. The electric motor drive system according to claim 6, wherein the semiconductor switch is turned off when it becomes less than the value.
JP2008007527A 2008-01-17 2008-01-17 Motor driving system Pending JP2009171745A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008007527A JP2009171745A (en) 2008-01-17 2008-01-17 Motor driving system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008007527A JP2009171745A (en) 2008-01-17 2008-01-17 Motor driving system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2009171745A true JP2009171745A (en) 2009-07-30

Family

ID=40972289

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008007527A Pending JP2009171745A (en) 2008-01-17 2008-01-17 Motor driving system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2009171745A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011244557A (en) * 2010-05-17 2011-12-01 Fuji Electric Co Ltd Power conversion device
JP2014150719A (en) * 2014-04-17 2014-08-21 Fuji Electric Co Ltd Power converter

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011244557A (en) * 2010-05-17 2011-12-01 Fuji Electric Co Ltd Power conversion device
JP2014150719A (en) * 2014-04-17 2014-08-21 Fuji Electric Co Ltd Power converter

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5955414B2 (en) Motor control device
KR101266733B1 (en) Generator motor driving device and method for discharging capacitor of generator motor driving device
KR101445023B1 (en) Power conversion device
JP5077348B2 (en) Motor drive device, motor device, and integrated circuit device
JP2017011970A (en) Power conversion controller
JP2008182783A (en) Coil switching device and switching method of three-phase ac motor
WO2005096489A1 (en) Ac motor decelerating method and inverter
WO2017183147A1 (en) Uninterruptible power supply device
JP2014183702A (en) Electric power conversion system
JP2011166954A (en) Device for control of electric motor
JP2004523997A (en) Acceleration of transients during generator unloading
JP2009171745A (en) Motor driving system
JP5392582B2 (en) Motor control device
JP4969504B2 (en) VEHICLE POWER CONVERSION DEVICE AND VEHICLE DRIVE CONTROL DEVICE
TW201406042A (en) Motor deceleration method and motor driving apparatus applying the motor deceleration method
JP5753035B2 (en) Inverter device and method of reducing inrush current of input transformer for the device
JP2006350900A (en) Power converter
JP4788949B2 (en) Variable speed drive device for induction motor
JP6304401B2 (en) Motor control device and control method
JP2003230275A (en) Protection method for pwm cycloconverter
EP3154182B1 (en) Power conversion device
JP5537264B2 (en) Driving device and driving method for electric propulsion ship
JP2014014226A (en) Ac motor drive device
JP5272333B2 (en) Motor drive device and motor device
JP2009047087A (en) Pumping power generation device and its control method