高圧インバータの制御装置
【課題】高圧インバータの制御装置が開示される。
【解決手段】本発明の装置（１）は、停電を検出した場合、停電を検出した時点の高圧インバータ（２）の出力周波数を固定し、高圧インバータが発生する交流電力の電圧レベルを予め設定された減速勾配によって減少させて出力するように制御する。
【解決手段】本発明の装置（１）は、停電を検出した場合、停電を検出した時点の高圧インバータ（２）の出力周波数を固定し、高圧インバータが発生する交流電力の電圧レベルを予め設定された減速勾配によって減少させて出力するように制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高圧インバータを制御するためのものである。
【背景技術】
【０００２】
産業界で商用交流電力を直接高圧電動機に印加して用いる場合、周波数が６０Ｈｚに固定され、エネルギがほとんど節減されない。最近は、エネルギの節減が大きな問題になり、高圧インバータの使用が増大している。
【０００３】
高圧インバータは、３．３ｋＶ、６．６ｋＶまたは１０ｋＶなどの高圧を用いて電動機を駆動するものであって、主に、慣性の大きい産業用負荷を駆動するのに用いられる。例えば、高圧インバータは、産業界において重要なファン（Ｆａｎ）及びポンプ（Ｐｕｍｐ）などのような負荷を駆動するのに広く用いられている。
【０００４】
一例として、負荷がファンを回転させる電動機である場合、高圧インバータが電動機の回転速度を制御して風量を調節することで、最適のエネルギ節減をなすことができる。
【０００５】
このような高圧インバータがファン及びポンプなどのように慣性の大きい負荷を駆動するにあたって、気象の変化及び電力供給などの問題によって瞬時停電が発生した場合、高圧インバータにトリップ（ｔｒｉｐ）が発生することがある。
【０００６】
平均的に１年に約５回の瞬時停電が発生していると測定されている。インバータに瞬時停電に対する備えがない場合、主な負荷の設備に致命的な故障を誘発し得、これは、製品に対する不良及び人命被害をもたらす重要な問題を発生させることになる。
【０００７】
したがって、瞬時停電が発生した場合、高圧インバータにトリップが発生することなく、電動機を安定して駆動する必要がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明が解決しようとする技術的課題は、高圧インバータが電動機を駆動する状態で瞬時停電が発生した場合、高圧インバータの出力電圧を調節して、トリップが発生することなく、電動機を安定して駆動することができる高圧インバータの制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記のような技術的課題を解決するために、直列接続された複数の単相インバータを含み、高圧の電圧を出力して電動機を駆動する高圧インバータを制御する本発明の装置は、停電発生の有無及び復電の可否を検出する停電検出部と、前記停電検出部が停電を検出した場合、停電を検出した時点の高圧インバータの出力周波数を固定し、前記高圧インバータが発生する交流電力の電圧レベルを予め設定された減速勾配によって減少させて出力するように制御する制御部と、を含む。
【００１０】
本発明の一実施例において、前記制御部は、停電が発生した場合、前記高圧インバータの出力電圧を減少させる前記減速勾配を予め設定することができる。
【００１１】
本発明の一実施例において、前記制御部は、前記停電検出部が所定時間が経過する前に復電を検出した場合、停電発生以前の前記高圧インバータの状態によって前記高圧インバータを制御することができる。
【００１２】
本発明の一実施例において、前記制御部は、所定時間以内の復電時に前記高圧インバータの出力電圧を増加させる加速勾配を予め設定することができる。
【００１３】
本発明の一実施例において、前記高圧インバータは、停電発生前に定速運転、加速運転及び減速運転のいずれか一つのモードで前記電動機を駆動することができる。
【００１４】
本発明の一実施例において、前記高圧インバータが停電発生前に定速運転する場合、前記制御部は、所定時間が経過する前に復電を検出した場合、加速勾配によって前記高圧インバータの出力電圧を上昇させるようにすることができる。
【００１５】
本発明の一実施例において、前記高圧インバータが停電発生前に加速運転する場合、前記制御部は、所定時間が経過する前に復電を検出した場合、加速勾配によって前記高圧インバータの出力電圧を上昇させるようにし、前記高圧インバータの出力電圧が停電が発生した以前の出力電圧に回復した場合、前記高圧インバータの出力周波数及び出力電圧を目標周波数及び目標電圧まで増加させることができる。
【００１６】
本発明の一実施例において、前記高圧インバータが停電発生前に減速運転する場合、前記制御部は、所定時間が経過する前に復電を検出した場合、前記減速勾配によって前記高圧インバータの出力電圧を上昇させるようにし、前記高圧インバータの出力電圧が停電が発生した以前の出力電圧に回復した場合、前記高圧インバータの出力周波数及び出力電圧を目標周波数及び目標電圧まで減少させることができる。
【発明の効果】
【００１７】
このような本発明は、高圧インバータが電動機を駆動する状態で瞬時停電が発生した場合、高圧インバータが出力する周波数を固定し、出力電圧を減少させて出力するように制御する。よって、瞬時停電の運転設定時間以内に停電が復旧した場合、高圧インバータにトリップが発生せず、再び電動機を正常に運転することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】一般的なインバータの構成図である。
【図２】本発明による高圧インバータ制御装置の一実施例の構成図である。
【図３】本発明による高圧インバータ制御方法を説明するための一実施例のフローチャートである。
【図４】図３のＳ３８の定速運転による瞬時停電時の制御方法を説明するための一実施例の詳細フローチャートである。
【図５】図４の制御時の商用電力、周波数及び出力電圧の関係を説明するための一例示図である。
【図６】図３のＳ３９の加速運転による瞬時停電時の制御方法を説明するための一実施例の詳細フローチャートである。
【図７】図６の制御時の商用電力、周波数及び出力電圧の関係を説明するための一例示図である。
【図８】図３のＳ４０の減速運転による瞬時停電時の制御方法を説明するための一実施例の詳細フローチャートである。
【図９】図８の制御時の商用電力、周波数及び出力電圧の関係を説明するための一例示図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明は、様々な変更を加えられることができ、様々な実施例を有することができるところ、特定の実施例を図面に例示し、詳細な説明において詳細に説明する。
【００２０】
しかし、これは、本発明を特定の実施形態に対して限定するものではなく、本発明の思想及び技術範囲に含まれる全ての変更、均等物ないし代替物を含むものと理解しなければならない。
【００２１】
第１、第２などように序数を含む用語は、様々な構成要素を説明するために使用されるが、構成要素は、この用語によって限定されない。
【００２２】
この用語は、一つの構成要素を、他の構成要素から区別する目的のみで使用される。例えば、本発明の権利範囲から外れずに、第２構成要素は、第１構成要素と命名することができ、同様に、第１構成要素も、第２構成要素と命名することができる。
【００２３】
ある構成要素が他の構成要素に「連結されて」いるか、または「接続されて」いると言及するときは、他の構成要素に直接連結されているか、または接続されている場合もあるが、その間に他の構成要素が存在することもあると理解しなければならない。一方、ある構成要素が他の構成要素に「直接連結されて」いるか、または「直接接続されて」いると言及したときには、その間に他の構成要素が存在しないものと理解すべきである。
【００２４】
本出願において使用する用語は、単に特定の実施例を説明するために使用したものであって、本発明を限定しようとする意図ではない。単数の表現は、文脈上明らかに異なる意味を表さない限り、複数の表現を含む。
【００２５】
本出願で、「含む」または「有する」などの用語は、明細書上に記載された特徴、数字、ステップ、動作、構成要素、部品、またはこれらを組み合わせたものが存在することを指定するものであって、一つまたはそれ以上の他の特徴や数字、ステップ、動作、構成要素、部品、またはこれらを組み合わせたものの存在または付加可能性を予め排除していないものと理解しなければならない。
【００２６】
また、本出願において添付された図面は、説明の便宜のために拡大または縮小して示したものと理解しなければならない。
【００２７】
以下に、添付した図面を参照しながら、従来のインバータ制御について説明した後、本発明による好ましい一実施例について詳しく説明する。
【００２８】
図１は、一般的なインバータの構成図である。インバータ１００は、入力される交流電力を直流電力に変換し、変換した直流電力をスイッチング制御信号によってスイッチングして交流電力に変換した後、電動機１１０に出力して、電動機１１０を駆動する。
【００２９】
ここで、電動機１１０は、例えば、産業界全般で用いられているファンまたはポンプなどの負荷を駆動するのに用いられる。
【００３０】
インバータ１００は、整流部１０２、平滑部１０４及びスイッチング部１０６を含む。整流部１０２は、外部から入力される交流電力を整流して、脈流電力に変換する。平滑部１０４は、整流部１０２が整流した脈流電力を平滑して、直流電力に変換する。スイッチング部１０６は、平滑部１０４が平滑した直流電力をスイッチング制御信号によってスイッチングして、交流電力に変換し、変換した交流電力を電動機１１０に出力して電動機１１０が駆動するようにする。
【００３１】
電圧検出部１２０は、平滑部１０４がスイッチング部１０６に出力する直流電圧のレベルを検出し、回生電圧検出部１３０は、電圧検出部１２０の出力電圧を用いて、瞬時停電が発生した場合、電動機１１０で逆起電力が発生し、発生した逆起電力がスイッチング部１０６を通じて平滑部１０４のコンデンサに充電される回生電圧のレベルを検出する。
【００３２】
制御部１４０は、電圧検出部１２０の検出電圧と回生電圧検出部１３０が検出する回生電圧によってスイッチング制御信号を発生し、発生したスイッチング制御信号をインバータ１００のスイッチング部１０６に出力する。
【００３３】
このような構成を有するインバータは、外部から入力される商用交流電力をインバータ１００の整流部１０２が脈流電力に整流し、整流した脈流電力を平滑部１０４が平滑して直流電力に変換し、変換した直流電力がスイッチング部１０６に供給される。
【００３４】
このような状態で、制御部１４０は、電動機１１０の駆動による各種センサ信号及び状態信号によってスイッチング制御信号を発生する。
【００３５】
制御部１４０が発生したスイッチング制御信号によって、スイッチング部１０６が平滑部１０４で出力される直流電力をスイッチングして交流電力を生成し、生成した交流電力が電動機１１０に印加され、電動機１１０が駆動される。
【００３６】
このように動作するにあたって、電圧検出部１２０は、平滑部１０４がスイッチング部１０６に出力する直流電圧のレベルを検出し、検出した直流電圧のレベルを制御部１４０に出力する。
【００３７】
そして、回生電圧検出部１３０は電圧検出部１２０の検出電圧を用いて、瞬時停電が発生する場合に発生する回生電圧を検出し、検出した回生電圧を制御部１４０に出力する。
【００３８】
このような状態で、制御部１４０は、電圧検出部１２０及び回生電圧検出部１３０の出力電圧を用いて瞬時停電が発生したか否かを判断する。
【００３９】
このような判断の結果、瞬時停電が発生した場合、制御部１４０は、回生電圧検出部１３０が検出する回生電圧を測定し、測定した回生電圧を基準に停電基準電圧、低圧トリップ電圧、復電基準電圧及び回生量などを比較して、正常モードでインバータ１００を駆動するか、または、インバータ１００の出力電圧を遮断するか、あるいは、停電モードで動作してインバータ１００が出力する交流電力の周波数を低下させることで、瞬時停電が発生した場合にも電動機１１０を停止せずに、電動機１１０の駆動速度を減速して、電動機１１０の停電による被害を最小化することができるようにしている。
【００４０】
しかし、高圧インバータのように慣性の大きい負荷を駆動する場合には、減速時間が短く、これにより、負荷によって回生される電圧によってスイッチング部１０６を構成するスイッチング素子は過電圧が印加されて損傷される。
【００４１】
つまり、高圧インバータは、一般に複数の単相インバータを直列接続して用いられるものであって、出力する電圧のレベルによってスイッチング素子の個数が変わり、中性点の近くに位置するスイッチング素子であればあるほど、回生電圧によってトリップが発生する可能性が非常に高い。
【００４２】
図２は、本発明による高圧インバータ制御装置の一実施例の構成図である。
【００４３】
図面に示したように、本発明の制御装置１は、電動機３を駆動する高圧インバータ２を制御するためのものである。高圧インバータ２は、外部から入力される交流電力を整流及び平滑して直流電力に変換し、変換した直流電力をスイッチング制御信号によってスイッチングして交流電力に変換するものであることは上述したとおりである。また、高圧インバータ２は、複数の単相インバータを直列接続して、高圧の電圧を出力するものであることも上述したとおりであるため、その構成に係る詳細な説明は省略する。
【００４４】
図２を参照すると、本発明の制御装置１は、制御部１１及び停電検出部１２を含む。
【００４５】
停電検出部１２は、外部から入力される交流電力が停電などによって入力されないか否かを検出する。また、停電検出部１２は、停電時の復電の可否を検出する。
【００４６】
制御部１１は、外部から入力される制御信号によってスイッチング制御信号を発生して高圧インバータ２を駆動し、停電検出部１２が停電を検出した場合、予め設定された時間高圧インバータ２が発生する交流電力の周波数を、停電検出部１２が停電を検出したときの周波数に固定した状態で、高圧インバータ２が発生する交流電力の電圧レベルを予め設定された勾配によって減少させて出力するように制御し、予め設定された時間が経過する前に交流電力が再び正常に供給される場合、高圧インバータ２を元の状態に復帰させた後、正常運転するようにスイッチング制御信号を発生する。
【００４７】
このような構成を有する本発明の制御装置１は、外部から入力される交流電力を高圧インバータ２が整流し、平滑して、直流電力に変換する。
【００４８】
そして、高圧インバータ２は、変換した直流電力を、制御部１１が発生するスイッチング制御信号によってスイッチングして高圧の交流電力を発生し、発生した高圧の交流電力を電動機３に印加し、電動機３を駆動する。
【００４９】
このような状態で、停電検出部１２は、外部から交流電力が正常に入力されるか否かを判断する。
【００５０】
判断の結果、停電が発生した場合、停電検出部１２は停電の発生を制御部１１に通知する。
【００５１】
すると、制御部１１は、高圧インバータ２が発生する交流電力の周波数を停電検出部１２が停電を検出したときに発生した出力周波数に固定した状態で、高圧インバータ２が発生する交流電力の電圧レベルを予め設定された勾配によって減少させて出力するようにスイッチング制御信号を発生する。
【００５２】
このような状態で、制御部１１は、予め設定された時間が経過する前に交流電力が再び正常に供給される場合、元の状態に高圧インバータ２を復帰させて、電動機３を正常運転するようにスイッチング制御信号を発生する。
【００５３】
図３は、本発明による高圧インバータ制御方法を説明するための一実施例のフローチャートである。
【００５４】
図３を参照すると、本発明の制御方法は、まず、使用者がユーザーインターフェース部（図示せず）を操作して、瞬時停電が発生した場合に運転するか否かを設定する（Ｓ３１）。
【００５５】
瞬時停電運転を設定した場合、制御部１１は、使用者の操作によって瞬時停電の運転時間を設定する（Ｓ３２）。
【００５６】
そして、瞬時停電が発生した場合、出力電圧を減少させる減速勾配を設定し（Ｓ３３）、また、瞬時停電が発生した後に再び交流電力が供給される場合、出力電圧を増加させる加速勾配を設定する（Ｓ３４）。
【００５７】
このような状態で、制御部１１は、外部から入力される制御信号によってスイッチング制御信号を発生して高圧インバータ２をスイッチングし、このスイッチングによって高圧インバータ２は所定の周波数及び電圧を有する高圧の交流電力を発生して電動機３を駆動する。
【００５８】
このように制御部１１が高圧インバータ２をスイッチングして電動機３を駆動する状態で、停電検出部１２は、交流電力が正常に供給されない停電が発生したか否かを判断し、判断信号を制御部１１に出力する。
【００５９】
制御部１１は、外部から入力される制御信号によって高圧インバータ２をスイッチングする状態で、停電検出部１２の判断信号を受信して、停電が発生したか否かを判断する（Ｓ３５）。
【００６０】
Ｓ３５の判断の結果、停電が発生していない場合、制御部１１は、外部から入力される制御信号によって高圧インバータ２をスイッチングする動作を続けて行い、瞬時停電の発生による動作を終了する。
【００６１】
Ｓ３５の判断の結果、停電が発生した場合、制御部１１は、瞬時停電の発生による運転が設定されているか否かを判断する（Ｓ３６）。
【００６２】
瞬時停電の発生による運転が設定されていない場合、制御部１１は、高圧インバータ２の動作を停止し、終了する。
【００６３】
そして、瞬時停電の発生による運転が設定されている場合、制御部１１は、電動機３の現在の運転状態を判断する（Ｓ３７）。すなわち、制御部１１は、電動機３を定速運転、加速運転または減速運転しているかどうかを判断する。
【００６４】
Ｓ３７の判断の結果、電動機３を定速運転している状態で停電が発生した場合、制御部１１は、電動機３の定速運転による瞬時停電運転を行う（Ｓ３８）。
【００６５】
そして、Ｓ３７の判断の結果、電動機３を加速運転している状態で停電が発生した場合、制御部１１は、電動機３の加速運転による瞬時停電運転を行う（Ｓ３９）。
【００６６】
また、Ｓ３７の判断の結果、電動機３を減速運転している状態で停電が発生した場合、制御部１１は、電動機３の減速運転による瞬時停電運転を行う（Ｓ４０）。
【００６７】
図４は、図３のＳ３８の定速運転による瞬時停電時の制御方法を説明するための一実施例の詳細フローチャートであり、図５は、図４の制御時の商用電力、周波数及び出力電圧の関係を説明するための一例示図である。
【００６８】
図４を参照すると、制御部１１は、高圧インバータ２が電動機３を定速運転する状態で図５の（ａ）の時間ｔ１１で停電が発生した場合、制御部１１は、図５の（ｃ）の高圧インバータ２が電動機３に出力する定速出力電圧Ａを格納する（Ｓ４１）。
【００６９】
そして、制御部１１は、高圧インバータ２が電動機３に出力する出力周波数を、図５の（ｂ）のように瞬時停電が発生する前の出力周波数に固定し（Ｓ４２）、高圧インバータ２が電動機３に出力する出力電圧を、図５の（ｃ）のように予め設定された減速勾配Ｂによって降下させて出力するようにする（Ｓ４３）。
【００７０】
このような状態で、制御部１１は、停電が発生した以降の経過時間をカウントし（Ｓ４４）、カウントした停電経過時間が予め設定した瞬時停電の運転時間以内であるか否かを判断する（Ｓ４５）。
【００７１】
Ｓ４５の判断の結果、予め設定した瞬時停電の運転時間以内の場合、制御部１１は、停電検出部１２の出力信号で停電が復旧して、交流電力が正常に入力されるか否かを判断する（Ｓ４６）。
【００７２】
Ｓ４６の判断の結果、停電が復旧していない場合に、制御部１１はＳ４２に進み、高圧インバータ２が電動機３に出力する出力周波数を固定（Ｓ４２）し、高圧インバータ２が電動機３に出力する出力電圧を予め設定された減速勾配によって続けて降下させて出力するようにし（Ｓ４３）、予め設定した瞬時停電の運転時間が経過したか否かを判断する動作（Ｓ４４、Ｓ４５）を繰り返し行う。
【００７３】
このような状態で、予め設定した瞬時停電の運転時間以内の時間ｔ１２で図５の（ａ）のように停電が復旧して再び交流電力が供給される場合、制御部１１は、図５の（ｃ）に示したように、予め設定された加速勾配Ｃによって高圧インバータ２が電動機３に出力する出力電圧を上昇させる（Ｓ４７）。
【００７４】
このような状態で、制御部１１は、高圧インバータ２が電動機３に出力する出力電圧が停電発生以前の電圧に回復するか否かを判断し（Ｓ４８）、高圧インバータ２が電動機３に出力する出力電圧が停電発生以前の状態に回復する場合、制御部１１は、高圧インバータ２を正常に制御して、電動機３を再び定速で駆動するようにする（Ｓ４９）。
【００７５】
そして、Ｓ４８で予め設定された瞬時停電の運転時間が経過しても停電が復旧しない場合、制御部１１は、高圧インバータ２の動作を停止し（Ｓ５０）、瞬時停電の発生による動作を終了する。
【００７６】
図６は、図３のＳ３９の加速運転による瞬時停電時の制御方法を説明するための一実施例の詳細フローチャートであり、図７は、図６の制御時の商用電力、周波数及び出力電圧の関係を説明するための一例示図である。
【００７７】
図６を参照すると、制御部１１は、高圧インバータ２が図７の（ｂ）のように電動機３に出力する周波数を増加させるとともに、図７の（ｃ）のように電動機３に出力する電圧を増加させて加速運転をしている状態で、図７の（ａ）の時間ｔ２１で停電が発生した場合、制御部１１は、図７の（ｃ）で高圧インバータ２が電動機３に出力する加速出力電圧Ｄを格納する（Ｓ６１）。
【００７８】
そして、制御部１１は、高圧インバータ２が電動機３に出力する出力周波数を図７の（ｂ）のように固定し（Ｓ６２）、高圧インバータ２が電動機３に出力する出力電圧を図７の（ｃ）のように予め設定された減速勾配Ｅによって降下させて出力するようにする（Ｓ６３）。
【００７９】
このような状態で、制御部１１は、停電が発生した以降の経過時間をカウントし（Ｓ６４）、カウントした停電経過時間が予め設定した瞬時停電の運転時間以内であるか否かを判断する（Ｓ６５）。
【００８０】
Ｓ６５の判断の結果、予め設定した瞬時停電の運転時間以内の場合、制御部１１は、停電検出部１２の出力信号で停電が復旧して交流電力が正常に入力されるか否かを判断する（Ｓ６６）。
【００８１】
Ｓ６６の判断の結果、停電が復旧していない場合に、制御部１１はＳ６２に進み、高圧インバータ２が電動機３に出力する出力周波数を固定（Ｓ６２）し、高圧インバータ２が電動機３に出力する出力電圧を予め設定された減速勾配によって続けて降下させて出力するようにし（Ｓ６３）、予め設定した瞬時停電の運転時間が経過したか否かを判断する動作（Ｓ６４、Ｓ６５）を繰り返し行う。
【００８２】
このような状態で、予め設定した瞬時停電の運転時間以内の時間ｔ２２で、図７の（ａ）のように停電が復旧して再び交流電力が供給される場合、制御部１１は、予め設定された加速勾配Ｆによって図７の（ｃ）のように高圧インバータ２が電動機３に出力する出力電圧を上昇させる（Ｓ６７）。
【００８３】
このような状態で制御部１１は、高圧インバータ２が電動機３に出力する出力電圧が停電が発生した以前の電圧Ｄに回復するか否かを判断する（Ｓ６８）。
【００８４】
高圧インバータ２が電動機３に出力する出力電圧が停電が発生した以前の電圧Ｄに回復した場合、制御部１１は、図７の（ｂ）のように、電動機３に出力する出力周波数を目標周波数まで増加させるとともに、図７の（ｃ）のように、電動機３に出力する出力電圧を目標電圧まで増加させて、電動機３をまた正常に加速運転するようにする（Ｓ６９）。
【００８５】
一方、Ｓ６５で予め設定された瞬時停電の運転時間が経過しても停電が復旧しない場合、制御部１１は、高圧インバータ２の動作を停止し（Ｓ７０）、瞬時停電の発生による動作を終了する。
【００８６】
図８は、図３のＳ４０の減速運転による瞬時停電時の制御方法を説明するための一実施例の詳細フローチャートであり、図９は、図８の制御時の商用電力、周波数及び出力電圧の関係を説明するための一例示図である。
【００８７】
図８を参照すると、制御部１１は、図９の（ｂ）のように電動機３に出力する周波数を減少させるとともに、図９の（ｃ）のように電動機３に出力する電圧を減少させて電動機３を減速運転する状態で、図９の（ａ）に示したように時間ｔ３１で停電が発生した場合、制御部１１は、図９の（ｃ）のように、高圧インバータ２が電動機３に現在出力する出力電圧Ｇを格納する（Ｓ８１）。
【００８８】
そして、制御部１１は、高圧インバータ２が電動機３に出力する出力周波数を図９の（ｂ）のように固定し（Ｓ８２）、高圧インバータ２が電動機３に出力する出力電圧を図９の（ｃ）のように予め設定された減速勾配Ｈによって降下させて出力するようにする（Ｓ８３）。
【００８９】
このような状態で、制御部１１は、停電が発生した以降の経過時間をカウントし（Ｓ８４）、カウントした停電経過時間が予め設定した瞬時停電の運転時間以内であるか否かを判断する（Ｓ８５）。
【００９０】
Ｓ８５の判断の結果、予め設定した瞬時停電の運転時間以内の場合、制御部１１は、停電検出部１２の出力信号で停電が復旧して交流電力が正常に入力されるか否かを判断する（Ｓ８６）。
【００９１】
Ｓ８６の判断の結果、停電が復旧していない場合に、制御部１１はＳ８２に進み、高圧インバータ２が電動機３に出力する出力周波数を固定（Ｓ８２）し、高圧インバータ２が電動機３に出力する出力電圧を予め設定された減速勾配によって続けて降下させて出力するようにし（Ｓ８３）、予め設定した瞬時停電の運転時間が経過したか否かを判断する動作（Ｓ８４、Ｓ８５）を繰り返し行う。
【００９２】
このような状態で、予め設定した瞬時停電の運転時間以内の時間ｔ３２で図９の（ａ）のように停電が復旧して再び交流電力が供給される場合、制御部１１は、予め設定された加速勾配Ｉによって、図９の（ｃ）のように高圧インバータ２が電動機３に出力する出力電圧を上昇させる（Ｓ８７）。
【００９３】
このような状態で、制御部１１は、高圧インバータ２が電動機３に出力する出力電圧が停電が発生した以前の電圧Ｇに回復するか否かを判断する（Ｓ８８）。
【００９４】
Ｓ８８の判断の結果、高圧インバータ２が電動機３に出力する出力電圧が停電が発生した以前の電圧Ｇに回復した場合、制御部１１は、図９の（ｂ）のように、目標周波数まで出力周波数を降下させ、高圧インバータ２が電動機３に出力する出力電圧を図９の（ｃ）のように目標電圧まで降下する減速運転を行う（Ｓ８９）。
【００９５】
そして、Ｓ８５で、予め設定された瞬時停電の運転時間が経過しても停電が復旧しない場合、制御部１１は、高圧インバータ２の動作を停止し（Ｓ９０）、瞬時停電の発生による動作を終了する。
【００９６】
以上で、代表的な実施例により本発明について詳細に説明したが、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者は、上述の実施例に対して本発明の範疇から外れない範囲内で様々な変形が可能であることを理解することができるだろう。したがって、本発明の権利範囲は説明した実施例に限定されてはならず、後述する特許請求の範囲だけでなく、この特許請求の範囲と均等なものによって定めなければならない。
【符号の説明】
【００９７】
１ 制御装置
２ 高圧インバータ
３ 電動機
１１ 制御部
１２ 停電検出部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高圧インバータを制御するためのものである。
【背景技術】
【０００２】
産業界で商用交流電力を直接高圧電動機に印加して用いる場合、周波数が６０Ｈｚに固定され、エネルギがほとんど節減されない。最近は、エネルギの節減が大きな問題になり、高圧インバータの使用が増大している。
【０００３】
高圧インバータは、３．３ｋＶ、６．６ｋＶまたは１０ｋＶなどの高圧を用いて電動機を駆動するものであって、主に、慣性の大きい産業用負荷を駆動するのに用いられる。例えば、高圧インバータは、産業界において重要なファン（Ｆａｎ）及びポンプ（Ｐｕｍｐ）などのような負荷を駆動するのに広く用いられている。
【０００４】
一例として、負荷がファンを回転させる電動機である場合、高圧インバータが電動機の回転速度を制御して風量を調節することで、最適のエネルギ節減をなすことができる。
【０００５】
このような高圧インバータがファン及びポンプなどのように慣性の大きい負荷を駆動するにあたって、気象の変化及び電力供給などの問題によって瞬時停電が発生した場合、高圧インバータにトリップ（ｔｒｉｐ）が発生することがある。
【０００６】
平均的に１年に約５回の瞬時停電が発生していると測定されている。インバータに瞬時停電に対する備えがない場合、主な負荷の設備に致命的な故障を誘発し得、これは、製品に対する不良及び人命被害をもたらす重要な問題を発生させることになる。
【０００７】
したがって、瞬時停電が発生した場合、高圧インバータにトリップが発生することなく、電動機を安定して駆動する必要がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明が解決しようとする技術的課題は、高圧インバータが電動機を駆動する状態で瞬時停電が発生した場合、高圧インバータの出力電圧を調節して、トリップが発生することなく、電動機を安定して駆動することができる高圧インバータの制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記のような技術的課題を解決するために、直列接続された複数の単相インバータを含み、高圧の電圧を出力して電動機を駆動する高圧インバータを制御する本発明の装置は、停電発生の有無及び復電の可否を検出する停電検出部と、前記停電検出部が停電を検出した場合、停電を検出した時点の高圧インバータの出力周波数を固定し、前記高圧インバータが発生する交流電力の電圧レベルを予め設定された減速勾配によって減少させて出力するように制御する制御部と、を含む。
【００１０】
本発明の一実施例において、前記制御部は、停電が発生した場合、前記高圧インバータの出力電圧を減少させる前記減速勾配を予め設定することができる。
【００１１】
本発明の一実施例において、前記制御部は、前記停電検出部が所定時間が経過する前に復電を検出した場合、停電発生以前の前記高圧インバータの状態によって前記高圧インバータを制御することができる。
【００１２】
本発明の一実施例において、前記制御部は、所定時間以内の復電時に前記高圧インバータの出力電圧を増加させる加速勾配を予め設定することができる。
【００１３】
本発明の一実施例において、前記高圧インバータは、停電発生前に定速運転、加速運転及び減速運転のいずれか一つのモードで前記電動機を駆動することができる。
【００１４】
本発明の一実施例において、前記高圧インバータが停電発生前に定速運転する場合、前記制御部は、所定時間が経過する前に復電を検出した場合、加速勾配によって前記高圧インバータの出力電圧を上昇させるようにすることができる。
【００１５】
本発明の一実施例において、前記高圧インバータが停電発生前に加速運転する場合、前記制御部は、所定時間が経過する前に復電を検出した場合、加速勾配によって前記高圧インバータの出力電圧を上昇させるようにし、前記高圧インバータの出力電圧が停電が発生した以前の出力電圧に回復した場合、前記高圧インバータの出力周波数及び出力電圧を目標周波数及び目標電圧まで増加させることができる。
【００１６】
本発明の一実施例において、前記高圧インバータが停電発生前に減速運転する場合、前記制御部は、所定時間が経過する前に復電を検出した場合、前記減速勾配によって前記高圧インバータの出力電圧を上昇させるようにし、前記高圧インバータの出力電圧が停電が発生した以前の出力電圧に回復した場合、前記高圧インバータの出力周波数及び出力電圧を目標周波数及び目標電圧まで減少させることができる。
【発明の効果】
【００１７】
このような本発明は、高圧インバータが電動機を駆動する状態で瞬時停電が発生した場合、高圧インバータが出力する周波数を固定し、出力電圧を減少させて出力するように制御する。よって、瞬時停電の運転設定時間以内に停電が復旧した場合、高圧インバータにトリップが発生せず、再び電動機を正常に運転することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】一般的なインバータの構成図である。
【図２】本発明による高圧インバータ制御装置の一実施例の構成図である。
【図３】本発明による高圧インバータ制御方法を説明するための一実施例のフローチャートである。
【図４】図３のＳ３８の定速運転による瞬時停電時の制御方法を説明するための一実施例の詳細フローチャートである。
【図５】図４の制御時の商用電力、周波数及び出力電圧の関係を説明するための一例示図である。
【図６】図３のＳ３９の加速運転による瞬時停電時の制御方法を説明するための一実施例の詳細フローチャートである。
【図７】図６の制御時の商用電力、周波数及び出力電圧の関係を説明するための一例示図である。
【図８】図３のＳ４０の減速運転による瞬時停電時の制御方法を説明するための一実施例の詳細フローチャートである。
【図９】図８の制御時の商用電力、周波数及び出力電圧の関係を説明するための一例示図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明は、様々な変更を加えられることができ、様々な実施例を有することができるところ、特定の実施例を図面に例示し、詳細な説明において詳細に説明する。
【００２０】
しかし、これは、本発明を特定の実施形態に対して限定するものではなく、本発明の思想及び技術範囲に含まれる全ての変更、均等物ないし代替物を含むものと理解しなければならない。
【００２１】
第１、第２などように序数を含む用語は、様々な構成要素を説明するために使用されるが、構成要素は、この用語によって限定されない。
【００２２】
この用語は、一つの構成要素を、他の構成要素から区別する目的のみで使用される。例えば、本発明の権利範囲から外れずに、第２構成要素は、第１構成要素と命名することができ、同様に、第１構成要素も、第２構成要素と命名することができる。
【００２３】
ある構成要素が他の構成要素に「連結されて」いるか、または「接続されて」いると言及するときは、他の構成要素に直接連結されているか、または接続されている場合もあるが、その間に他の構成要素が存在することもあると理解しなければならない。一方、ある構成要素が他の構成要素に「直接連結されて」いるか、または「直接接続されて」いると言及したときには、その間に他の構成要素が存在しないものと理解すべきである。
【００２４】
本出願において使用する用語は、単に特定の実施例を説明するために使用したものであって、本発明を限定しようとする意図ではない。単数の表現は、文脈上明らかに異なる意味を表さない限り、複数の表現を含む。
【００２５】
本出願で、「含む」または「有する」などの用語は、明細書上に記載された特徴、数字、ステップ、動作、構成要素、部品、またはこれらを組み合わせたものが存在することを指定するものであって、一つまたはそれ以上の他の特徴や数字、ステップ、動作、構成要素、部品、またはこれらを組み合わせたものの存在または付加可能性を予め排除していないものと理解しなければならない。
【００２６】
また、本出願において添付された図面は、説明の便宜のために拡大または縮小して示したものと理解しなければならない。
【００２７】
以下に、添付した図面を参照しながら、従来のインバータ制御について説明した後、本発明による好ましい一実施例について詳しく説明する。
【００２８】
図１は、一般的なインバータの構成図である。インバータ１００は、入力される交流電力を直流電力に変換し、変換した直流電力をスイッチング制御信号によってスイッチングして交流電力に変換した後、電動機１１０に出力して、電動機１１０を駆動する。
【００２９】
ここで、電動機１１０は、例えば、産業界全般で用いられているファンまたはポンプなどの負荷を駆動するのに用いられる。
【００３０】
インバータ１００は、整流部１０２、平滑部１０４及びスイッチング部１０６を含む。整流部１０２は、外部から入力される交流電力を整流して、脈流電力に変換する。平滑部１０４は、整流部１０２が整流した脈流電力を平滑して、直流電力に変換する。スイッチング部１０６は、平滑部１０４が平滑した直流電力をスイッチング制御信号によってスイッチングして、交流電力に変換し、変換した交流電力を電動機１１０に出力して電動機１１０が駆動するようにする。
【００３１】
電圧検出部１２０は、平滑部１０４がスイッチング部１０６に出力する直流電圧のレベルを検出し、回生電圧検出部１３０は、電圧検出部１２０の出力電圧を用いて、瞬時停電が発生した場合、電動機１１０で逆起電力が発生し、発生した逆起電力がスイッチング部１０６を通じて平滑部１０４のコンデンサに充電される回生電圧のレベルを検出する。
【００３２】
制御部１４０は、電圧検出部１２０の検出電圧と回生電圧検出部１３０が検出する回生電圧によってスイッチング制御信号を発生し、発生したスイッチング制御信号をインバータ１００のスイッチング部１０６に出力する。
【００３３】
このような構成を有するインバータは、外部から入力される商用交流電力をインバータ１００の整流部１０２が脈流電力に整流し、整流した脈流電力を平滑部１０４が平滑して直流電力に変換し、変換した直流電力がスイッチング部１０６に供給される。
【００３４】
このような状態で、制御部１４０は、電動機１１０の駆動による各種センサ信号及び状態信号によってスイッチング制御信号を発生する。
【００３５】
制御部１４０が発生したスイッチング制御信号によって、スイッチング部１０６が平滑部１０４で出力される直流電力をスイッチングして交流電力を生成し、生成した交流電力が電動機１１０に印加され、電動機１１０が駆動される。
【００３６】
このように動作するにあたって、電圧検出部１２０は、平滑部１０４がスイッチング部１０６に出力する直流電圧のレベルを検出し、検出した直流電圧のレベルを制御部１４０に出力する。
【００３７】
そして、回生電圧検出部１３０は電圧検出部１２０の検出電圧を用いて、瞬時停電が発生する場合に発生する回生電圧を検出し、検出した回生電圧を制御部１４０に出力する。
【００３８】
このような状態で、制御部１４０は、電圧検出部１２０及び回生電圧検出部１３０の出力電圧を用いて瞬時停電が発生したか否かを判断する。
【００３９】
このような判断の結果、瞬時停電が発生した場合、制御部１４０は、回生電圧検出部１３０が検出する回生電圧を測定し、測定した回生電圧を基準に停電基準電圧、低圧トリップ電圧、復電基準電圧及び回生量などを比較して、正常モードでインバータ１００を駆動するか、または、インバータ１００の出力電圧を遮断するか、あるいは、停電モードで動作してインバータ１００が出力する交流電力の周波数を低下させることで、瞬時停電が発生した場合にも電動機１１０を停止せずに、電動機１１０の駆動速度を減速して、電動機１１０の停電による被害を最小化することができるようにしている。
【００４０】
しかし、高圧インバータのように慣性の大きい負荷を駆動する場合には、減速時間が短く、これにより、負荷によって回生される電圧によってスイッチング部１０６を構成するスイッチング素子は過電圧が印加されて損傷される。
【００４１】
つまり、高圧インバータは、一般に複数の単相インバータを直列接続して用いられるものであって、出力する電圧のレベルによってスイッチング素子の個数が変わり、中性点の近くに位置するスイッチング素子であればあるほど、回生電圧によってトリップが発生する可能性が非常に高い。
【００４２】
図２は、本発明による高圧インバータ制御装置の一実施例の構成図である。
【００４３】
図面に示したように、本発明の制御装置１は、電動機３を駆動する高圧インバータ２を制御するためのものである。高圧インバータ２は、外部から入力される交流電力を整流及び平滑して直流電力に変換し、変換した直流電力をスイッチング制御信号によってスイッチングして交流電力に変換するものであることは上述したとおりである。また、高圧インバータ２は、複数の単相インバータを直列接続して、高圧の電圧を出力するものであることも上述したとおりであるため、その構成に係る詳細な説明は省略する。
【００４４】
図２を参照すると、本発明の制御装置１は、制御部１１及び停電検出部１２を含む。
【００４５】
停電検出部１２は、外部から入力される交流電力が停電などによって入力されないか否かを検出する。また、停電検出部１２は、停電時の復電の可否を検出する。
【００４６】
制御部１１は、外部から入力される制御信号によってスイッチング制御信号を発生して高圧インバータ２を駆動し、停電検出部１２が停電を検出した場合、予め設定された時間高圧インバータ２が発生する交流電力の周波数を、停電検出部１２が停電を検出したときの周波数に固定した状態で、高圧インバータ２が発生する交流電力の電圧レベルを予め設定された勾配によって減少させて出力するように制御し、予め設定された時間が経過する前に交流電力が再び正常に供給される場合、高圧インバータ２を元の状態に復帰させた後、正常運転するようにスイッチング制御信号を発生する。
【００４７】
このような構成を有する本発明の制御装置１は、外部から入力される交流電力を高圧インバータ２が整流し、平滑して、直流電力に変換する。
【００４８】
そして、高圧インバータ２は、変換した直流電力を、制御部１１が発生するスイッチング制御信号によってスイッチングして高圧の交流電力を発生し、発生した高圧の交流電力を電動機３に印加し、電動機３を駆動する。
【００４９】
このような状態で、停電検出部１２は、外部から交流電力が正常に入力されるか否かを判断する。
【００５０】
判断の結果、停電が発生した場合、停電検出部１２は停電の発生を制御部１１に通知する。
【００５１】
すると、制御部１１は、高圧インバータ２が発生する交流電力の周波数を停電検出部１２が停電を検出したときに発生した出力周波数に固定した状態で、高圧インバータ２が発生する交流電力の電圧レベルを予め設定された勾配によって減少させて出力するようにスイッチング制御信号を発生する。
【００５２】
このような状態で、制御部１１は、予め設定された時間が経過する前に交流電力が再び正常に供給される場合、元の状態に高圧インバータ２を復帰させて、電動機３を正常運転するようにスイッチング制御信号を発生する。
【００５３】
図３は、本発明による高圧インバータ制御方法を説明するための一実施例のフローチャートである。
【００５４】
図３を参照すると、本発明の制御方法は、まず、使用者がユーザーインターフェース部（図示せず）を操作して、瞬時停電が発生した場合に運転するか否かを設定する（Ｓ３１）。
【００５５】
瞬時停電運転を設定した場合、制御部１１は、使用者の操作によって瞬時停電の運転時間を設定する（Ｓ３２）。
【００５６】
そして、瞬時停電が発生した場合、出力電圧を減少させる減速勾配を設定し（Ｓ３３）、また、瞬時停電が発生した後に再び交流電力が供給される場合、出力電圧を増加させる加速勾配を設定する（Ｓ３４）。
【００５７】
このような状態で、制御部１１は、外部から入力される制御信号によってスイッチング制御信号を発生して高圧インバータ２をスイッチングし、このスイッチングによって高圧インバータ２は所定の周波数及び電圧を有する高圧の交流電力を発生して電動機３を駆動する。
【００５８】
このように制御部１１が高圧インバータ２をスイッチングして電動機３を駆動する状態で、停電検出部１２は、交流電力が正常に供給されない停電が発生したか否かを判断し、判断信号を制御部１１に出力する。
【００５９】
制御部１１は、外部から入力される制御信号によって高圧インバータ２をスイッチングする状態で、停電検出部１２の判断信号を受信して、停電が発生したか否かを判断する（Ｓ３５）。
【００６０】
Ｓ３５の判断の結果、停電が発生していない場合、制御部１１は、外部から入力される制御信号によって高圧インバータ２をスイッチングする動作を続けて行い、瞬時停電の発生による動作を終了する。
【００６１】
Ｓ３５の判断の結果、停電が発生した場合、制御部１１は、瞬時停電の発生による運転が設定されているか否かを判断する（Ｓ３６）。
【００６２】
瞬時停電の発生による運転が設定されていない場合、制御部１１は、高圧インバータ２の動作を停止し、終了する。
【００６３】
そして、瞬時停電の発生による運転が設定されている場合、制御部１１は、電動機３の現在の運転状態を判断する（Ｓ３７）。すなわち、制御部１１は、電動機３を定速運転、加速運転または減速運転しているかどうかを判断する。
【００６４】
Ｓ３７の判断の結果、電動機３を定速運転している状態で停電が発生した場合、制御部１１は、電動機３の定速運転による瞬時停電運転を行う（Ｓ３８）。
【００６５】
そして、Ｓ３７の判断の結果、電動機３を加速運転している状態で停電が発生した場合、制御部１１は、電動機３の加速運転による瞬時停電運転を行う（Ｓ３９）。
【００６６】
また、Ｓ３７の判断の結果、電動機３を減速運転している状態で停電が発生した場合、制御部１１は、電動機３の減速運転による瞬時停電運転を行う（Ｓ４０）。
【００６７】
図４は、図３のＳ３８の定速運転による瞬時停電時の制御方法を説明するための一実施例の詳細フローチャートであり、図５は、図４の制御時の商用電力、周波数及び出力電圧の関係を説明するための一例示図である。
【００６８】
図４を参照すると、制御部１１は、高圧インバータ２が電動機３を定速運転する状態で図５の（ａ）の時間ｔ１１で停電が発生した場合、制御部１１は、図５の（ｃ）の高圧インバータ２が電動機３に出力する定速出力電圧Ａを格納する（Ｓ４１）。
【００６９】
そして、制御部１１は、高圧インバータ２が電動機３に出力する出力周波数を、図５の（ｂ）のように瞬時停電が発生する前の出力周波数に固定し（Ｓ４２）、高圧インバータ２が電動機３に出力する出力電圧を、図５の（ｃ）のように予め設定された減速勾配Ｂによって降下させて出力するようにする（Ｓ４３）。
【００７０】
このような状態で、制御部１１は、停電が発生した以降の経過時間をカウントし（Ｓ４４）、カウントした停電経過時間が予め設定した瞬時停電の運転時間以内であるか否かを判断する（Ｓ４５）。
【００７１】
Ｓ４５の判断の結果、予め設定した瞬時停電の運転時間以内の場合、制御部１１は、停電検出部１２の出力信号で停電が復旧して、交流電力が正常に入力されるか否かを判断する（Ｓ４６）。
【００７２】
Ｓ４６の判断の結果、停電が復旧していない場合に、制御部１１はＳ４２に進み、高圧インバータ２が電動機３に出力する出力周波数を固定（Ｓ４２）し、高圧インバータ２が電動機３に出力する出力電圧を予め設定された減速勾配によって続けて降下させて出力するようにし（Ｓ４３）、予め設定した瞬時停電の運転時間が経過したか否かを判断する動作（Ｓ４４、Ｓ４５）を繰り返し行う。
【００７３】
このような状態で、予め設定した瞬時停電の運転時間以内の時間ｔ１２で図５の（ａ）のように停電が復旧して再び交流電力が供給される場合、制御部１１は、図５の（ｃ）に示したように、予め設定された加速勾配Ｃによって高圧インバータ２が電動機３に出力する出力電圧を上昇させる（Ｓ４７）。
【００７４】
このような状態で、制御部１１は、高圧インバータ２が電動機３に出力する出力電圧が停電発生以前の電圧に回復するか否かを判断し（Ｓ４８）、高圧インバータ２が電動機３に出力する出力電圧が停電発生以前の状態に回復する場合、制御部１１は、高圧インバータ２を正常に制御して、電動機３を再び定速で駆動するようにする（Ｓ４９）。
【００７５】
そして、Ｓ４８で予め設定された瞬時停電の運転時間が経過しても停電が復旧しない場合、制御部１１は、高圧インバータ２の動作を停止し（Ｓ５０）、瞬時停電の発生による動作を終了する。
【００７６】
図６は、図３のＳ３９の加速運転による瞬時停電時の制御方法を説明するための一実施例の詳細フローチャートであり、図７は、図６の制御時の商用電力、周波数及び出力電圧の関係を説明するための一例示図である。
【００７７】
図６を参照すると、制御部１１は、高圧インバータ２が図７の（ｂ）のように電動機３に出力する周波数を増加させるとともに、図７の（ｃ）のように電動機３に出力する電圧を増加させて加速運転をしている状態で、図７の（ａ）の時間ｔ２１で停電が発生した場合、制御部１１は、図７の（ｃ）で高圧インバータ２が電動機３に出力する加速出力電圧Ｄを格納する（Ｓ６１）。
【００７８】
そして、制御部１１は、高圧インバータ２が電動機３に出力する出力周波数を図７の（ｂ）のように固定し（Ｓ６２）、高圧インバータ２が電動機３に出力する出力電圧を図７の（ｃ）のように予め設定された減速勾配Ｅによって降下させて出力するようにする（Ｓ６３）。
【００７９】
このような状態で、制御部１１は、停電が発生した以降の経過時間をカウントし（Ｓ６４）、カウントした停電経過時間が予め設定した瞬時停電の運転時間以内であるか否かを判断する（Ｓ６５）。
【００８０】
Ｓ６５の判断の結果、予め設定した瞬時停電の運転時間以内の場合、制御部１１は、停電検出部１２の出力信号で停電が復旧して交流電力が正常に入力されるか否かを判断する（Ｓ６６）。
【００８１】
Ｓ６６の判断の結果、停電が復旧していない場合に、制御部１１はＳ６２に進み、高圧インバータ２が電動機３に出力する出力周波数を固定（Ｓ６２）し、高圧インバータ２が電動機３に出力する出力電圧を予め設定された減速勾配によって続けて降下させて出力するようにし（Ｓ６３）、予め設定した瞬時停電の運転時間が経過したか否かを判断する動作（Ｓ６４、Ｓ６５）を繰り返し行う。
【００８２】
このような状態で、予め設定した瞬時停電の運転時間以内の時間ｔ２２で、図７の（ａ）のように停電が復旧して再び交流電力が供給される場合、制御部１１は、予め設定された加速勾配Ｆによって図７の（ｃ）のように高圧インバータ２が電動機３に出力する出力電圧を上昇させる（Ｓ６７）。
【００８３】
このような状態で制御部１１は、高圧インバータ２が電動機３に出力する出力電圧が停電が発生した以前の電圧Ｄに回復するか否かを判断する（Ｓ６８）。
【００８４】
高圧インバータ２が電動機３に出力する出力電圧が停電が発生した以前の電圧Ｄに回復した場合、制御部１１は、図７の（ｂ）のように、電動機３に出力する出力周波数を目標周波数まで増加させるとともに、図７の（ｃ）のように、電動機３に出力する出力電圧を目標電圧まで増加させて、電動機３をまた正常に加速運転するようにする（Ｓ６９）。
【００８５】
一方、Ｓ６５で予め設定された瞬時停電の運転時間が経過しても停電が復旧しない場合、制御部１１は、高圧インバータ２の動作を停止し（Ｓ７０）、瞬時停電の発生による動作を終了する。
【００８６】
図８は、図３のＳ４０の減速運転による瞬時停電時の制御方法を説明するための一実施例の詳細フローチャートであり、図９は、図８の制御時の商用電力、周波数及び出力電圧の関係を説明するための一例示図である。
【００８７】
図８を参照すると、制御部１１は、図９の（ｂ）のように電動機３に出力する周波数を減少させるとともに、図９の（ｃ）のように電動機３に出力する電圧を減少させて電動機３を減速運転する状態で、図９の（ａ）に示したように時間ｔ３１で停電が発生した場合、制御部１１は、図９の（ｃ）のように、高圧インバータ２が電動機３に現在出力する出力電圧Ｇを格納する（Ｓ８１）。
【００８８】
そして、制御部１１は、高圧インバータ２が電動機３に出力する出力周波数を図９の（ｂ）のように固定し（Ｓ８２）、高圧インバータ２が電動機３に出力する出力電圧を図９の（ｃ）のように予め設定された減速勾配Ｈによって降下させて出力するようにする（Ｓ８３）。
【００８９】
このような状態で、制御部１１は、停電が発生した以降の経過時間をカウントし（Ｓ８４）、カウントした停電経過時間が予め設定した瞬時停電の運転時間以内であるか否かを判断する（Ｓ８５）。
【００９０】
Ｓ８５の判断の結果、予め設定した瞬時停電の運転時間以内の場合、制御部１１は、停電検出部１２の出力信号で停電が復旧して交流電力が正常に入力されるか否かを判断する（Ｓ８６）。
【００９１】
Ｓ８６の判断の結果、停電が復旧していない場合に、制御部１１はＳ８２に進み、高圧インバータ２が電動機３に出力する出力周波数を固定（Ｓ８２）し、高圧インバータ２が電動機３に出力する出力電圧を予め設定された減速勾配によって続けて降下させて出力するようにし（Ｓ８３）、予め設定した瞬時停電の運転時間が経過したか否かを判断する動作（Ｓ８４、Ｓ８５）を繰り返し行う。
【００９２】
このような状態で、予め設定した瞬時停電の運転時間以内の時間ｔ３２で図９の（ａ）のように停電が復旧して再び交流電力が供給される場合、制御部１１は、予め設定された加速勾配Ｉによって、図９の（ｃ）のように高圧インバータ２が電動機３に出力する出力電圧を上昇させる（Ｓ８７）。
【００９３】
このような状態で、制御部１１は、高圧インバータ２が電動機３に出力する出力電圧が停電が発生した以前の電圧Ｇに回復するか否かを判断する（Ｓ８８）。
【００９４】
Ｓ８８の判断の結果、高圧インバータ２が電動機３に出力する出力電圧が停電が発生した以前の電圧Ｇに回復した場合、制御部１１は、図９の（ｂ）のように、目標周波数まで出力周波数を降下させ、高圧インバータ２が電動機３に出力する出力電圧を図９の（ｃ）のように目標電圧まで降下する減速運転を行う（Ｓ８９）。
【００９５】
そして、Ｓ８５で、予め設定された瞬時停電の運転時間が経過しても停電が復旧しない場合、制御部１１は、高圧インバータ２の動作を停止し（Ｓ９０）、瞬時停電の発生による動作を終了する。
【００９６】
以上で、代表的な実施例により本発明について詳細に説明したが、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者は、上述の実施例に対して本発明の範疇から外れない範囲内で様々な変形が可能であることを理解することができるだろう。したがって、本発明の権利範囲は説明した実施例に限定されてはならず、後述する特許請求の範囲だけでなく、この特許請求の範囲と均等なものによって定めなければならない。
【符号の説明】
【００９７】
１ 制御装置
２ 高圧インバータ
３ 電動機
１１ 制御部
１２ 停電検出部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直列接続された複数の単相インバータを含み、高圧の電圧を出力して電動機を駆動する高圧インバータを制御する装置において、
停電発生の有無及び復電の可否を検出する停電検出部と、
前記停電検出部が停電を検出した場合、停電を検出した時点の高圧インバータの出力周波数を固定し、前記高圧インバータが発生する交流電力の電圧レベルを予め設定された減速勾配によって減少させて出力するように制御する制御部と、
を含むことを特徴とする制御装置。
【請求項２】
前記制御部は、停電が発生した場合、前記高圧インバータの出力電圧を減少させる前記減速勾配を予め設定することを特徴とする、請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記停電検出部が所定時間が経過する前に復電を検出した場合、停電発生以前の前記高圧インバータの状態によって前記高圧インバータを制御することを特徴とする、請求項１又は２に記載の制御装置。
【請求項４】
前記制御部は、所定時間以内の復電時に前記高圧インバータの出力電圧を増加させる加速勾配を予め設定することを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項５】
前記高圧インバータは、停電発生前に定速運転、加速運転及び減速運転のいずれか一つのモードで前記電動機を駆動することを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項６】
前記高圧インバータが停電発生前に定速運転する場合、前記制御部は、所定時間が経過する前に復電を検出した場合、加速勾配によって前記高圧インバータの出力電圧を上昇させるようにすることを特徴とする、請求項５に記載の制御装置。
【請求項７】
前記高圧インバータが停電発生前に加速運転する場合、前記制御部は、所定時間が経過する前に復電を検出した場合、加速勾配によって前記高圧インバータの出力電圧を上昇させるようにし、前記高圧インバータの出力電圧が停電が発生した以前の出力電圧に回復した場合、前記高圧インバータの出力周波数及び出力電圧を目標周波数及び目標電圧まで増加させることを特徴とする、請求項５又は６に記載の制御装置。
【請求項８】
前記高圧インバータが停電発生前に減速運転する場合、前記制御部は、所定時間が経過する前に復電を検出した場合、前記減速勾配によって前記高圧インバータの出力電圧を上昇させるようにし、前記高圧インバータの出力電圧が停電が発生した以前の出力電圧に回復した場合、前記高圧インバータの出力周波数及び出力電圧を目標周波数及び目標電圧まで減少させることを特徴とする、請求項５乃至７のいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項１】
直列接続された複数の単相インバータを含み、高圧の電圧を出力して電動機を駆動する高圧インバータを制御する装置において、
停電発生の有無及び復電の可否を検出する停電検出部と、
前記停電検出部が停電を検出した場合、停電を検出した時点の高圧インバータの出力周波数を固定し、前記高圧インバータが発生する交流電力の電圧レベルを予め設定された減速勾配によって減少させて出力するように制御する制御部と、
を含むことを特徴とする制御装置。
【請求項２】
前記制御部は、停電が発生した場合、前記高圧インバータの出力電圧を減少させる前記減速勾配を予め設定することを特徴とする、請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記停電検出部が所定時間が経過する前に復電を検出した場合、停電発生以前の前記高圧インバータの状態によって前記高圧インバータを制御することを特徴とする、請求項１又は２に記載の制御装置。
【請求項４】
前記制御部は、所定時間以内の復電時に前記高圧インバータの出力電圧を増加させる加速勾配を予め設定することを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項５】
前記高圧インバータは、停電発生前に定速運転、加速運転及び減速運転のいずれか一つのモードで前記電動機を駆動することを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項６】
前記高圧インバータが停電発生前に定速運転する場合、前記制御部は、所定時間が経過する前に復電を検出した場合、加速勾配によって前記高圧インバータの出力電圧を上昇させるようにすることを特徴とする、請求項５に記載の制御装置。
【請求項７】
前記高圧インバータが停電発生前に加速運転する場合、前記制御部は、所定時間が経過する前に復電を検出した場合、加速勾配によって前記高圧インバータの出力電圧を上昇させるようにし、前記高圧インバータの出力電圧が停電が発生した以前の出力電圧に回復した場合、前記高圧インバータの出力周波数及び出力電圧を目標周波数及び目標電圧まで増加させることを特徴とする、請求項５又は６に記載の制御装置。
【請求項８】
前記高圧インバータが停電発生前に減速運転する場合、前記制御部は、所定時間が経過する前に復電を検出した場合、前記減速勾配によって前記高圧インバータの出力電圧を上昇させるようにし、前記高圧インバータの出力電圧が停電が発生した以前の出力電圧に回復した場合、前記高圧インバータの出力周波数及び出力電圧を目標周波数及び目標電圧まで減少させることを特徴とする、請求項５乃至７のいずれか一項に記載の制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１３−２７３１０（Ｐ２０１３−２７３１０Ａ）
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１６１７４９（Ｐ２０１２−１６１７４９）
【出願日】平成２４年７月２０日（２０１２．７．２０）
【出願人】（５９３１２１３７９）エルエス産電株式会社 (221)
【氏名又は名称原語表記】ＬＳＩＳ ＣＯ．， ＬＴＤ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年７月２０日（２０１２．７．２０）
【出願人】（５９３１２１３７９）エルエス産電株式会社 (221)
【氏名又は名称原語表記】ＬＳＩＳ ＣＯ．， ＬＴＤ
【Ｆターム（参考）】
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