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JP2006149135A - Power conversion device and its control method - Google Patents

Power conversion device and its control method Download PDF

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JP2006149135A
JP2006149135A JP2004338352A JP2004338352A JP2006149135A JP 2006149135 A JP2006149135 A JP 2006149135A JP 2004338352 A JP2004338352 A JP 2004338352A JP 2004338352 A JP2004338352 A JP 2004338352A JP 2006149135 A JP2006149135 A JP 2006149135A
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motor
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JP2004338352A
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Masahiro Sano
正浩 佐野
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Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd
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Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power conversion device, along with its control method, of which convenience is improved than before when driving a plurality of objects using the power conversion device. <P>SOLUTION: The electric power rectified by a converter part which is a forward conversion part of a power conversion device is supplied to a plurality of smoothing parts and an inverter part that is a reverse conversion part and connected to them. The reverse inversion parts drive motors that are connected to be driven. In short, a plurality of smoothing part and reverse conversion parts share the forward conversion part. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、電力変換装置を提供する技術に関する。   The present invention relates to a technique for providing a power conversion device.

特許文献1に電力変換装置についての開示がある。   Patent Document 1 discloses a power conversion device.

特開2001−268987号公報JP 2001-268987 A

上記特許文献1では、電力変換装置の順変換装置に回生機能がなくても、交流電動機の回生電力を有効に利用できるものである。   In Patent Document 1, the regenerative power of the AC motor can be used effectively even if the forward conversion device of the power conversion device does not have a regeneration function.

その為に、ナトリウム硫黄電池等の二次電池を設け、当該二次電池に交流電動機の回生電力を充電、回収する構成としている。   For this purpose, a secondary battery such as a sodium-sulfur battery is provided, and the secondary battery is charged and recovered with regenerative power of an AC motor.

従って、二次電池を設けることで、省スペースなどで問題となる場合がある。   Therefore, providing a secondary battery may cause a problem in space saving.

上記も踏まえ、本発明は、駆動対象の電動機を電力変換装置で駆動する場合の回生動作等について、従来よりも利便性を向上させた電力変換装置、及びその制御方法を提供することを課題とする。   Based on the above, it is an object of the present invention to provide a power conversion device that is more convenient than the conventional one for a regenerative operation when the electric motor to be driven is driven by the power conversion device, and a control method thereof. To do.

上記課題に対して、本発明においては、電力変換装置の順変換部であるコンバータ部で整流された電力を複数の平滑部とそれに接続される逆変換部であるインバータ部に供給し、前記各々の逆変換部は、接続された駆動対象の電動機、モータ等を駆動するものである。すなわち、複数の平滑部と逆変換部にて、上記順変換部を共用するものである。   In response to the above problem, in the present invention, the power rectified by the converter unit that is a forward conversion unit of the power conversion device is supplied to a plurality of smoothing units and an inverter unit that is an inverse conversion unit connected thereto, The inverse conversion unit drives a connected electric motor, motor, or the like to be driven. That is, the forward conversion unit is shared by a plurality of smoothing units and inverse conversion units.

上記構成において、第1の平滑部、逆変換部、電動機と第2の平滑部、逆変換部、電動機とがある場合には、以下のような制御方法にて制御するものとする。   In the above configuration, when there are a first smoothing unit, an inverse conversion unit, an electric motor and a second smoothing unit, an inverse conversion unit, and an electric motor, control is performed by the following control method.

第1の電動機がフリーランで逆回転している場合に、正回転させるには、先ず、制動して停止させる必要がある。この際に第1の電動機からは回生電力が発生し、第1の逆変換機に流れ、この回生電力は第1の逆変換機で直流電力に変換され、第1の平滑部に供給される。   When the first electric motor is rotating backward in a free run, it is necessary to first brake and stop it in order to rotate it forward. At this time, regenerative power is generated from the first electric motor and flows to the first reverse converter, and this regenerative power is converted into DC power by the first reverse converter and supplied to the first smoothing unit. .

しかしながら、第1の平滑部に接続され、共用化された順変換部が系統連携機能を持たない単純な整流回路で構成される場合、直流電力を商用電源に逆潮流させることができない。   However, when the common forward conversion unit connected to the first smoothing unit is configured by a simple rectifier circuit that does not have a system linkage function, DC power cannot be reversely flowed to the commercial power source.

その結果前記第1の逆変換部からの直流電力は第1および第2の平滑部に蓄電されることとなり、結果として直流電位の上昇が起こり、平滑部および逆変換部の許容電位を超えると、問題となることが予想される。   As a result, the DC power from the first inverse conversion unit is stored in the first and second smoothing units. As a result, the DC potential rises and exceeds the allowable potentials of the smoothing unit and the inverse conversion unit. , Is expected to be a problem.

一般的には、この様な事態を想定して、回生回路を設け、前記第1の逆変換部で発生した直流電力を回生抵抗により熱等に変換、消費することで、平滑部の電位が許容電位を超えないようにすることが知られている。但し、前記回生抵抗は、装置の価格上昇、大型化を招く要因となるので、不都合である。   In general, assuming such a situation, a regenerative circuit is provided, and the DC power generated by the first inverse conversion unit is converted to heat by a regenerative resistor and consumed, so that the potential of the smoothing unit is It is known not to exceed the allowable potential. However, the regenerative resistance is inconvenient because it causes an increase in the price and size of the device.

そこで、上記場合には、第1の逆変換部からの直流電力を第1の平滑部を介し、第2の平滑部、逆変換部、電動機に供給することとする。こうすると、供給された第1の逆変換部からの直流電力は、第2の逆変換部にて第2の電動機を駆動する駆動電力に変換され、第2の電動機を駆動することによって、消費される。従って、第1の平滑部の電位上昇等の問題にも対応可能となる。   Therefore, in the above case, the DC power from the first inverse conversion unit is supplied to the second smoothing unit, the inverse conversion unit, and the electric motor via the first smoothing unit. In this way, the supplied DC power from the first reverse conversion unit is converted into drive power for driving the second electric motor in the second reverse conversion unit, and is consumed by driving the second electric motor. Is done. Therefore, it is possible to cope with problems such as a potential increase in the first smoothing section.

また、上記構成、制御方法とすることよって、第1の電動機の制動の際に、前記第1の電動機で発生した回生電力は、第2の逆変換部を経て、第2の電動機を駆動することで消費されるように出来る。よって、従来のような回生抵抗等を用いなくても、前記第1の電動機を制動、停止することが可能となる。   Further, by adopting the above-described configuration and control method, the regenerative electric power generated in the first motor when the first motor is braked drives the second motor through the second reverse conversion unit. Can be consumed. Therefore, the first electric motor can be braked and stopped without using a regenerative resistor or the like as in the prior art.

なお、第1の電動機からの回生電力が第1の逆変換部で直流電力に変換され、平滑部に供給されると直流部の電位が上昇し、共用化される順変換部の電位よりも高くなると、共用化される順変換部からは電力が流れ込まなくなるので、共用化される順変換部と前記第1の平滑部、第2の平滑部が接続されていても、問題ない。   The regenerative power from the first motor is converted to DC power by the first reverse conversion unit, and when supplied to the smoothing unit, the potential of the DC unit rises and is higher than the potential of the forward conversion unit shared. If it becomes higher, power will not flow from the common conversion unit, so there is no problem even if the common conversion unit, the first smoothing unit, and the second smoothing unit are connected.

従って、上記制御方法を実施するにあたって、第1の電動機の回生電力にて、第2の電動機を駆動させる際に、上記順変換部と前記第1の平滑部、第2の平滑部との接続を切断するスイッチを設けなくても良い。若しくは、上記順変換部と前記第1の平滑部、第2の平滑部との接続を切断する処理、制御を行わなくても良い。   Accordingly, when the second motor is driven with the regenerative power of the first motor in carrying out the control method, the connection between the forward conversion unit, the first smoothing unit, and the second smoothing unit is performed. There is no need to provide a switch for disconnecting. Alternatively, the process and control for disconnecting the connection between the forward conversion unit and the first smoothing unit and the second smoothing unit may not be performed.

但し、上記順変換部と前記第1の平滑部、第2の平滑部との接続を切断する処理、制御を行うこと、上記切断するスイッチを設けることを、上記制御方法の実施において否定するものではない。 また、他の構成として、第1の逆変換部からの直流電力を第2の逆変換部に供給する接続線を設けるものとする。前記接続線を設けることによって、第1の電動機にて生じた回生電力は第1の逆変換部から第2の逆変換部を介し、第2の電動機にて消費することが可能となる。   However, in the implementation of the control method, it is denied that the process and control for disconnecting the connection between the forward conversion unit and the first smoothing unit and the second smoothing unit, and the provision of the switch for disconnecting are provided. is not. As another configuration, a connection line for supplying DC power from the first reverse conversion unit to the second reverse conversion unit is provided. By providing the connection line, the regenerative power generated in the first electric motor can be consumed by the second electric motor from the first reverse conversion unit through the second reverse conversion unit.

また、上記にて、第1の平滑部と第2の平滑部も共用化するものであっても良い。   In the above description, the first smoothing unit and the second smoothing unit may be shared.

本発明によれば、従来よりも利便性を向上させた電力変換装置、及びその制御方法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 power converter device which improved the convenience conventionally, and its control method.

以下、本発明の実施例を図1〜図4を用いて詳細に説明する。各図中において、共通する符号は同一物を示す。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. In each figure, the common code | symbol shows the same thing.

図1は本発明の実施例による電力変換装置の構成、図2はクリーンルームのファンフィルタユニットに本発明の実施例による電力変換装置および制御方法用いたときの構成、図3は本発明の実施例による全モータが逆転側に外力によってフリーラン状態で回されているときに回生回路なしで、全てのモータを正転側に起動する制御方法のフローチャートを示す。   FIG. 1 shows a configuration of a power conversion device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 shows a configuration when the power conversion device and control method according to the embodiment of the present invention are used in a fan filter unit of a clean room, and FIG. 3 shows an embodiment of the present invention. The flowchart of the control method which starts all the motors to the normal rotation side without a regenerative circuit when all the motors by are rotated in the free run state by the external force to the reverse rotation side is shown.

図1において、商用電源50は整流ダイオードを搭載する順変換部40(図示のようにノイズフィルタを有するものであっても良い)に接続され交流電力を供給している。順変換部40で直流に整流された電力はケーブル41によって第1の平滑部11と第1の逆変換部12および第1のモータ制御回路13を搭載するコントローラ10に供給される。   In FIG. 1, a commercial power source 50 is connected to a forward conversion unit 40 (which may have a noise filter as shown in the figure) on which a rectifier diode is mounted, and supplies AC power. The electric power rectified to direct current by the forward conversion unit 40 is supplied by a cable 41 to the controller 10 on which the first smoothing unit 11, the first reverse conversion unit 12, and the first motor control circuit 13 are mounted.

更に、順変換部40で直流に整流された電力はケーブル41によって、第2の平滑部21と第2の逆変換部22および第2のモータ制御回路23を搭載するコントローラ20に供給される。   Furthermore, the power rectified to direct current by the forward conversion unit 40 is supplied by a cable 41 to the controller 20 on which the second smoothing unit 21, the second inverse conversion unit 22, and the second motor control circuit 23 are mounted.

上位コントローラ60の指示により、それぞれのコントローラ10,20は直流電力を逆変換部12,22から第1および第2のモータ14、モータ24に供給、駆動する。   In response to an instruction from the host controller 60, the controllers 10 and 20 supply and drive DC power from the inverse converters 12 and 22 to the first and second motors 14 and 24, respectively.

ここで、上記順変換部40に対して接続できるコントローラの数は2台以上であってもよく、その場合には、上記順変換部40に接続されるコントローラの必要電力の総和を供給できる容量の整流ダイオードを上記順変換部40が搭載する必要がある。   Here, the number of controllers that can be connected to the forward conversion unit 40 may be two or more, and in that case, a capacity that can supply the total power required for the controllers connected to the forward conversion unit 40. The forward conversion unit 40 needs to be equipped with the rectifier diode.

図1の特徴は順変換部40に複数のコントローラ10,20を整流後の直流部で接続したことにある。コントローラ10ではモータ14を安定して駆動できるようにするため平滑部11は逆変換部12とモータ制御回路13にできるだけ近接して配置している。   The feature of FIG. 1 resides in that a plurality of controllers 10 and 20 are connected to the forward conversion unit 40 by a DC unit after rectification. In the controller 10, the smoothing unit 11 is arranged as close as possible to the inverse conversion unit 12 and the motor control circuit 13 so that the motor 14 can be driven stably.

また、平滑部11は、逆変換部12の動作による直流部の電圧変動を吸収し、他のコントローラ20への相互影響を抑える構成としている。さらに順変換部40とコントローラとの距離が長くなった場合でも、ケーブル41のインダクタンスによる電圧の跳ね上がりを平滑部11は抑制する効果もある。勿論、平滑部21も同様の働きをするものである。   Further, the smoothing unit 11 is configured to absorb the voltage fluctuation of the DC unit due to the operation of the inverse conversion unit 12 and suppress the mutual influence on the other controller 20. Furthermore, even when the distance between the forward conversion unit 40 and the controller becomes long, the smoothing unit 11 also has an effect of suppressing the voltage jump due to the inductance of the cable 41. Of course, the smoothing part 21 also performs the same function.

コントローラ10に搭載する平滑部11の容量はモータ14の駆動およびモータ制御回路13に必要な容量を設定している。つまり直流部を共有して接続するコントローラの数が増えれば、その増えたのに対応して、必要な容量の平滑部が確保される。   The capacity of the smoothing unit 11 mounted on the controller 10 is set to a capacity necessary for driving the motor 14 and the motor control circuit 13. That is, if the number of controllers that share and connect the direct current section increases, a smoothing section having a necessary capacity is secured in response to the increase.

一方、商用電源側へ流出する高調波の抑制、または商用電源から侵入する雷サージノイズなどは商用電源と接続する一箇所で集中して対策することがコスト、若しくは効果の面から望ましい。従って、これらをまとめて実施すべく、図1に示す順変換部40の構成としている。   On the other hand, it is desirable from the viewpoint of cost or effect that suppression of harmonics flowing out to the commercial power supply side, or lightning surge noise entering from the commercial power supply, etc., should be concentrated in one place connected to the commercial power supply. Accordingly, the forward conversion unit 40 shown in FIG.

順変換部40と平滑部11、平滑部21との間の直流部を接続したことにより、第1のモータ14を回生した場合に発生する回生電力を第2のモータ24の駆動電力として利用することが可能になる。当然その逆も可能である。   By connecting the DC unit between the forward conversion unit 40 and the smoothing unit 11 and the smoothing unit 21, the regenerative power generated when the first motor 14 is regenerated is used as the driving power for the second motor 24. It becomes possible. Of course, the reverse is also possible.

具体的には商用電源が200Vの場合、順変換部で整流された直流電圧はDC288V程度になる。モータ14およびモータ24がともに定格負荷で運転しているときに、モータ14に制動をかけると慣性が大きいときなど負荷の状況によっては、回生電力が発生し、これは直流部の電圧を288V以上に上昇させる方向に働く。   Specifically, when the commercial power source is 200V, the DC voltage rectified by the forward conversion unit is about DC288V. When both the motor 14 and the motor 24 are operating at the rated load, regenerative power may be generated depending on the load condition, such as when inertia is large when the motor 14 is braked. Work in the direction to raise.

商用電源からは順変換部の整流ダイオードで整流された電圧が上昇した直流部より高くなったときのみ平滑部に流れるので、回生電力が大きい時、すなわち直流部の直流電圧が高いときには流れない。このときモータ24の駆動に必要な電力は全てモータ14の回生電力で賄う状態になる。   Since the commercial power source flows to the smoothing unit only when the voltage rectified by the rectifying diode of the forward conversion unit becomes higher than the increased DC unit, it does not flow when the regenerative power is large, that is, when the DC voltage of the DC unit is high. At this time, all the electric power necessary for driving the motor 24 is covered by the regenerative electric power of the motor 14.

つまりコントローラ10とコントローラ20とは、どちらかの回生電力をもう一方へ供給することができるとともに、不足する電力分のみが順変換部より供給される。   That is, the controller 10 and the controller 20 can supply either regenerative power to the other, and only the insufficient power is supplied from the forward conversion unit.

但し、この場合直流部を共有する全てのモータを制動する場合は、回生電力を消費することができない為、過電圧異常を発生する。これに対する対応方法は後述するファンフィルタユニットの運転方式にて説明する。   However, in this case, when all the motors sharing the DC unit are braked, regenerative power cannot be consumed, so an overvoltage abnormality occurs. A method for dealing with this will be described in the operation method of the fan filter unit described later.

図2は半導体製造工場等のクリーンルーム200の構造と、そこに設置されるファンフィルタユニット210,220,230の設置状態を示す。ファンフィルタユニットはクリーンルームの天井全面に設置される為、大規模なものでは1つのシステムに数百台から数千台の規模となる。   FIG. 2 shows the structure of a clean room 200 such as a semiconductor manufacturing factory and the installed state of the fan filter units 210, 220, and 230 installed there. Since the fan filter unit is installed on the entire ceiling of the clean room, a large-scale unit can have a scale of hundreds to thousands in one system.

ファンフィルタユニットは通常数台から数十台を1セットとして上位コントローラ270により管理されている。それぞれのファンフィルタユニットにファンモータ212,222,232があり、それらはコントローラ211,221,231によって可変速制御されている。   The fan filter unit is usually managed by the host controller 270 as a set of several to several tens. Each fan filter unit includes fan motors 212, 222, and 232, which are controlled at variable speeds by controllers 211, 221, and 231.

通常の稼動状態では、全てのファンは天井裏ダクト201の空気をファンフィルタユニット下部のフィルタ202を通して、塵埃を除去してクリーンルーム内の天井から吹き出し、天井から床に向かって流れるダウンフロー203を発生させて室内の塵埃と共に床のスリット204へ吸い込まれる。床下のダクト205は空調機206を経由して、また天井裏へつながれており、常時循環している。   Under normal operating conditions, all the fans blow out air from the ceiling duct 201 through the filter 202 below the fan filter unit, blow out the dust from the ceiling in the clean room, and generate a downflow 203 that flows from the ceiling to the floor. Then, it is sucked into the floor slit 204 together with dust in the room. The duct 205 under the floor is connected to the ceiling via the air conditioner 206 and is constantly circulated.

ここで、メンテナンス等の理由により一台のファンモータ212の駆動を停止すると、天井裏とクリーンルーム内の気圧差によって、停止したファンは逆回転方向にフリーランの状態で回される。   Here, when the drive of one fan motor 212 is stopped for maintenance or the like, the stopped fan is rotated in the reverse rotation direction in a free-running state due to the pressure difference between the ceiling and the clean room.

通常、クリーンルームには、天井裏からファンによって、空気が吹き出している。従って、天井裏とクリーンルーム内との気圧差は、天井裏よりもクリーンルームの方が、程度の違いはあるものの気圧が高いこととなる。この場合には、駆動電力が供給されなくなり、フリーラン状態となったファンは、上記気圧差に基づき、クリーンルームから天井裏に空気が逆に流れる為に、逆向きに回転することとなる。   Usually, air is blown into the clean room by a fan from the back of the ceiling. Accordingly, the atmospheric pressure difference between the back of the ceiling and the clean room is higher in the clean room than in the back of the ceiling, although there is a difference in degree. In this case, the drive power is not supplied, and the fan in the free-run state rotates in the reverse direction because air flows from the clean room to the back of the ceiling based on the pressure difference.

この状態から再度起動しようとすると、ファンの慣性と気圧差による逆回転トルク打ち勝ってモータを制動し一度逆回転を停止させてから正回転方向へ起動する必要がある。   If it is attempted to start again from this state, it is necessary to overcome the reverse rotation torque due to the inertia of the fan and the atmospheric pressure, brake the motor, once stop the reverse rotation, and then start in the forward rotation direction.

このとき逆回転のフリーランを制動停止させる際に、回生電力が発生するため、直流部の電圧が上昇し一般的なコントローラでは過電圧異常によって、制動できなくなることがある。   At this time, regenerative electric power is generated when stopping the reverse-run free run, so that the voltage of the direct current section rises and a general controller may not be able to brake due to an overvoltage abnormality.

この場合は機械的なブレーキまたは回生回路等により強制的にファンを停止させるか、または、気圧差を減少させる為、他の全てのファン223,233を低速運転することが必要になる。   In this case, the fans are forcibly stopped by a mechanical brake or a regenerative circuit, or all other fans 223 and 233 need to be operated at low speed in order to reduce the pressure difference.

これらの方法では、いずれもモータ212を制動させるために機械ブレーキや回生回路などの装置を新たに設けるか、または空気循環量の低下によるクリーンルームの清浄度低下の危険を生じるため望ましくない。   None of these methods is desirable because a new device such as a mechanical brake or a regenerative circuit is provided to brake the motor 212, or the cleanliness of the clean room is lowered due to a decrease in the air circulation rate.

ここで本発明の実施例による図1と同様の構成で複数のファンモータ212,222,232の直流部を共用した構成とすると、制動させるモータ212が発生する回生電力を正回転中のモータ222,232の駆動用電力として消費することができる為、直流部の電圧上昇を効果的に抑制することができ、確実に逆回転しているモータ212を制動することができる。   Here, if the DC section of the plurality of fan motors 212, 222, 232 is shared in the same configuration as in FIG. 1 according to the embodiment of the present invention, the regenerative power generated by the motor 212 to be braked is the motor 222 that is rotating forward. , 232 can be consumed as driving power, so that the voltage rise in the DC section can be effectively suppressed, and the motor 212 rotating in the reverse direction can be reliably braked.

尚、全てのモータを同時に停止する場合は、商用電源の供給を停止すれば良い。   When all the motors are stopped simultaneously, the supply of commercial power may be stopped.

また、この構成で直流部を共用した全てのファンモータ212,222,232が気圧差により逆回転させられていた場合、単純にモータを制動すると回生電力が消費できずに過電圧異常を発生してしまう。   In addition, if all the fan motors 212, 222, and 232 that share the DC section in this configuration are rotated in reverse by the pressure difference, regenerative power cannot be consumed and the overvoltage abnormality occurs if the motor is simply braked. End up.

この場合は、一台のモータ212を制動するのに必要な回生電力を他の直流部を共用したモータ222,232で消費するように、必要とする回生電力を他のモータ222,232の台数(本実施例では2台)で割り、その電力を消費するよう他のモータ222,232全てを逆回転側にさらに増速運転させれば良い。   In this case, the regenerative power necessary for braking one motor 212 is consumed by the motors 222 and 232 that share the other DC unit, and the necessary regenerative power is the number of the other motors 222 and 232. Dividing by (two in this embodiment), all the other motors 222, 232 may be further accelerated to the reverse rotation side so that the power is consumed.

これにより1台のモータ212の制動は短時間で完了するので、停止後直ちにこの一台212を正転方向に駆動すると同時に他のモータ222,232の逆回転駆動は止めてフリーランの状態にする。   As a result, the braking of one motor 212 is completed in a short time, and immediately after stopping, this one 212 is driven in the forward rotation direction, and at the same time, the reverse rotation driving of the other motors 222 and 232 is stopped and the free run state is achieved. To do.

この状態で直流部を共有した複数のモータの中で、一台のモータが正転方向に力行しているので、次のモータ(222または232)を逆転から制動停止させるための回生電力はこのモータ212の運転で消費することができる。   In this state, among a plurality of motors sharing the DC part, one motor is powering in the forward rotation direction. Therefore, the regenerative power for stopping braking of the next motor (222 or 232) from the reverse rotation is It can be consumed by the operation of the motor 212.

モータの台数が多い場合でも、同様の手順により、正転運転中のモータ駆動電力の総和に見合う回生電力の消費が可能になるので、順次制動するモータ台数を増やしていきながら、本手順を繰り返すことによって、全てのモータを逆転フリーランの状態から正転力行状態へ起動させることが可能となる。   Even if the number of motors is large, the same procedure can be used to consume regenerative power that matches the total motor drive power during forward operation. Repeat this procedure while increasing the number of motors to be braked sequentially. Thus, it is possible to start all the motors from the reverse free-run state to the forward power running state.

図3に上位指令装置から逆転フリーラン中のモータを起動させる手順のフローチャートを示す。   FIG. 3 shows a flowchart of a procedure for starting the motor in the reverse free run from the host command device.

図1及び図2に示される上位指令装置はまず、直流部を共有する全てのモータの運転状況を確認する(ステップ301)。ここで全てのモータが逆回転でフリーラン中の場合はステップ321からステップ326の処理を追加する。一部のモータが正転力行中の場合はステップ311からステップ315の処理の繰返しで、全てのモータを正転方向へ起動する。   The host command device shown in FIGS. 1 and 2 first checks the operating status of all the motors sharing the DC unit (step 301). Here, when all the motors are in reverse rotation and free running, processing from step 321 to step 326 is added. If some of the motors are running in the normal direction, all the motors are started in the forward direction by repeating the processing from step 311 to step 315.

まず全てのモータが逆回転でフリーラン中の場合について以下説明する。   First, the case where all the motors are free running with reverse rotation will be described below.

上位制御装置は最初に制動停止させる任意の1台を選択する(ステップ321)。
このモータを制動させると同時に他の全てのモータに対し、現在の逆回転フリーランの回転数よりもさらに逆回転数方向に力行させる(ステップ322)。このとき制動させるモータの制動トルクと他の逆転方向に力行させる全てのモータの力行トルクは、その回生電力と逆転力行電力の総和が等しくなるよう設定することで、直流電圧の上昇を抑制する(ステップ323)。
The host controller first selects an arbitrary one to stop braking (step 321).
At the same time as braking the motor, all other motors are powered in the direction of the reverse rotational speed further than the current rotational speed of the reverse rotational free run (step 322). The braking torque of the motor to be braked at this time and the power running torque of all the motors to be powered in the other reverse direction are set so that the sum of the regenerative power and the reverse power running power is equal, thereby suppressing an increase in DC voltage ( Step 323).

制動中のモータが停止するまでの間ステップ323の状態を維持する。   The state of step 323 is maintained until the braked motor is stopped.

モータが停止すると、すぐにこれを正転側に起動すると同時に他の逆回転中モータの力行を停止する。   When the motor stops, it is immediately started to the forward rotation side, and at the same time, the power running of the other reverse rotation motors is stopped.

これで1台のモータが正転力行中で他のモータが逆回転フリーラン中の状態になる(ステップ326)。この後はステップ302の判定以後の処理と同様となる。   As a result, one motor is in the forward power running and the other motor is in the reverse rotation free run (step 326). The subsequent processing is the same as the processing after the determination in step 302.

直流部を共用化している複数のモータの内、一部のモータが正転側に力行している場合は、正転力行中の総電力をPt、これから制動しようとするモータの総回生電力をPgとすると、Pt≧Pgとなるよう制動するモータの台数を決める(ステップ311)。   If some of the motors that share the DC section are powering in the forward direction, Pt is the total power during the forward powering, and the total regenerative power of the motor to be braked If Pg, the number of motors to be braked is determined so that Pt ≧ Pg (step 311).

このとき制動させる全てのモータの制動トルクは、その回生電力の総和が正転力行電力の総和とバランスするよう設定することで、直流電圧の上昇を抑制する(ステップ312)。   At this time, the braking torque of all the motors to be braked is set so that the sum of the regenerative power is balanced with the sum of the forward running power (step 312).

制動して停止したモータは直ちに正転力行を開始させる(ステップ314)。   The motor that has been braked and stopped immediately starts forward rotation (step 314).

ここで上位制御装置は全てのモータ正転運転中であるかを確認しステップ315、まだ正転力行していないものがある場合は、再びステップ311からの処理を繰り返す。   Here, the host controller confirms whether or not all motors are rotating forward, and if there is one that has not yet been rotated forward, the process from step 311 is repeated again.

この方法によれば直流部を共有するモータの台数には制限がなく、最終的に全てのモータを回生回路等の手段を用いることなく逆回転フリーラン状態から制動して正転力行運転とすることができる。   According to this method, there is no limit to the number of motors sharing the DC section, and finally all the motors are braked from the reverse rotation free-run state without using a means such as a regenerative circuit, and the forward rotation power running operation is performed. be able to.

次に屋外に設置する大型の熱交換器の例を図4にて説明する。   Next, an example of a large heat exchanger installed outdoors will be described with reference to FIG.

熱交換器410の筐体内部には熱交換器404と排気ファン402,403があり、通常の運転では排気ファンにより外気を吸気ダクト405から内部に導入し、熱交換器を経由して排気ダクト401から排気することにより、熱交換をおこなっている。   Inside the housing of the heat exchanger 410, there are a heat exchanger 404 and exhaust fans 402, 403. In normal operation, outside air is introduced into the interior from the intake duct 405 by the exhaust fan, and the exhaust duct is passed through the heat exchanger. Heat is exchanged by exhausting from 401.

ここで熱交換器の運転を停止しているときには風の向きによって、排気ダクト401から風が内部に入りファンモータ402及び403を逆回転させ、熱交換器を逆方向に通って、風が吸気ダクト405から抜けることがある。特に台風等の場合は風速が数十mにも達する為、上述の現象が生ずることがある。   Here, when the operation of the heat exchanger is stopped, depending on the direction of the wind, the wind enters from the exhaust duct 401 to rotate the fan motors 402 and 403 in the reverse direction, and passes through the heat exchanger in the reverse direction. The duct 405 may come off. Especially in the case of a typhoon or the like, the wind speed reaches several tens of meters, so the above phenomenon may occur.

この状態で熱交換器の運転を開始する場合、排気ダクトから侵入する風によって、逆回転フリーラン状態となっているモータ412及び413を制動して停止させた後に、正転方向に運転させる必要がある。このとき前述したファンフィルタユニットと同様に回生電力の消費手段が必要となる。   When starting operation of the heat exchanger in this state, it is necessary to operate in the forward direction after braking and stopping the motors 412 and 413 in the reverse rotation free-run state by the wind entering from the exhaust duct. There is. At this time, as with the fan filter unit described above, a means for consuming regenerative power is required.

ここで本発明の実施例による図1の直流部をモータ412と413で共用する構成にした場合、これらのファンモータを制御する上位制御装置420は運転前に2台のモータが共に逆転方向にフリーランで回されていることを認識すると、一方のモータ、たとえばモータ412に対しては、さらに逆転方向へ力行運転させると同時に他方のモータ413に対しては制動を開始する。   Here, when the DC part of FIG. 1 according to the embodiment of the present invention is configured to be shared by the motors 412 and 413, the host controller 420 that controls these fan motors has both motors in the reverse direction before operation. When it is recognized that the vehicle is running in a free run, one motor, for example, the motor 412 is further powered in the reverse direction, and at the same time, the other motor 413 is started to be braked.

このとき逆回転の指令回転数はモータの誘起電圧が制御できる範囲とする。すなわち、既に制御範囲を超えて逆回転している場合は異常な強風と判定して安全のため起動すべきではない。   At this time, the reverse rotation command rotational speed is in a range in which the induced voltage of the motor can be controlled. That is, if the vehicle is already rotating backward beyond the control range, it should be determined as an abnormal strong wind and should not be started for safety.

モータ412の逆転力行により排気ダクト内部の圧力Pout431は引き下げられるとともに、排気ファンダクト内部の圧力Po432はファン402の押し込み圧力により上がる方向となる。これはファン403の逆転を制動する方向に働くことからモータ413の制動を助ける方向に働く。   The pressure Pout 431 inside the exhaust duct is reduced by the reverse rotation of the motor 412, and the pressure Po 432 inside the exhaust fan duct is increased by the pushing pressure of the fan 402. This works in the direction of braking the reverse rotation of the fan 403 and thus works in the direction of assisting the braking of the motor 413.

したがって短時間でモータ413の制動が完了し、正転方向への力行を開始することができる。1台が正転方向に力行していれば、その消費電力で他方の回生電力を消費することができるので、モータ412を制動することが可能となる。   Therefore, braking of the motor 413 is completed in a short time, and power running in the forward rotation direction can be started. If one unit is powered in the forward rotation direction, the other regenerative power can be consumed by the power consumption, so that the motor 412 can be braked.

よって本制御方式によれば排気ダクトから強風が侵入する状態であっても回生回路等を設ける等の手段を用いずにモータを制動停止しして、正転方向へ起動することが可能である。   Therefore, according to this control method, it is possible to brake the motor and start it in the forward rotation direction without using a means such as providing a regenerative circuit even when strong wind enters from the exhaust duct. .

本発明の実施例による直流部を共用した電力変換装置の構成図。The block diagram of the power converter device which shared the direct current | flow part by the Example of this invention. 本発明の実施例を適用したファンフィルタユニットシステムの運転を説明する図。The figure explaining the driving | operation of the fan filter unit system to which the Example of this invention is applied. 本発明の実施例による電力変換装置の制御方法を示すフローチャート。The flowchart which shows the control method of the power converter device by the Example of this invention. 本発明の実施例を適用した熱交換器の運転方法を説明する図。The figure explaining the operating method of the heat exchanger to which the Example of this invention is applied.

符号の説明Explanation of symbols

10…第1のコントローラ、11…第1の平滑部、12…第1の逆変換部、13…第1のモータ制御回路部、14…第1のモータ、20…第2のコントローラ、21…第2の平滑部、22…第2の逆変換部、23…第2のモータ制御回路部、24…第2のモータ、40…順変換部、41…ケーブル、50…商用電源、60…上位制御装置、200…クリーンルーム、201…天井裏ダクト、202…フィルタ、203…ダウンフロー、204…床スリット、205…床下ダクト、206…空調機、207…半導体製造装置等、210…第1のファンフィルタユニット、211…第1のファンモータ用コントローラ、212…第1のファン駆動用モータ、213…第1のファン、210…第1のファンフィルタユニット、211…第1のファンモータ用コントローラ、212…第1のファン駆動用モータ、213…第1のファン、220…第2のファンフィルタユニット、221…第2のファンモータ用コントローラ、222…第2のファン駆動用モータ、223…第2のファン、230…第3のファンフィルタユニット、231…第3のファンモータ用コントローラ、232…第3のファン駆動用モータ、233…第3のファン、270…ファンフィルタユニットシステム上位制御装置、271…運転指令用ケーブル、301〜326…フローチャート、401…排気ダクト、402…第1の排気ファン、403…第2の排気ファン、404…熱交換器、405…吸気ダクト、410…熱交換器筐体、412…第1のファン駆動用モータ、413…第2のファン駆動用モータ、420…熱交換器本体制御装置、430…第1のファン逆転駆動時の空気の流れ、431…排気ダクト内圧、432…熱交換器2次側内圧、433…熱交換器1次側内圧。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... 1st controller, 11 ... 1st smoothing part, 12 ... 1st inversion part, 13 ... 1st motor control circuit part, 14 ... 1st motor, 20 ... 2nd controller, 21 ... 2nd smoothing part, 22 ... 2nd reverse conversion part, 23 ... 2nd motor control circuit part, 24 ... 2nd motor, 40 ... Forward conversion part, 41 ... Cable, 50 ... Commercial power supply, 60 ... Host Control device, 200 ... clean room, 201 ... ceiling duct, 202 ... filter, 203 ... down flow, 204 ... floor slit, 205 ... underfloor duct, 206 ... air conditioner, 207 ... semiconductor manufacturing equipment, etc. 210 ... first fan Filter unit, 211 ... first fan motor controller, 212 ... first fan drive motor, 213 ... first fan, 210 ... first fan filter unit, 211 ... first fan Controller 212, first fan driving motor, 213, first fan, 220, second fan filter unit, 221, second fan motor controller, 222, second fan driving motor 223 ... 2nd fan, 230 ... 3rd fan filter unit, 231 ... 3rd fan motor controller, 232 ... 3rd fan drive motor, 233 ... 3rd fan, 270 ... fan filter unit system Upper control device, 271 ... operation command cable, 301-326 ... flowchart, 401 ... exhaust duct, 402 ... first exhaust fan, 403 ... second exhaust fan, 404 ... heat exchanger, 405 ... intake duct, 410 ... heat exchanger housing, 412 ... first fan driving motor, 413 ... second fan driving motor, 42 ... heat exchanger main body control unit, 430 ... first fan reverse drive of the air flow, 431 ... exhaust duct pressure, 432 ... heat exchanger secondary side pressure, 433 ... heat exchanger primary side pressure.

Claims (4)

供給された交流電力を直流電力に変換する順変換部と、
前記順変換部からの出力が接続される第1の平滑部と、
前記第1の平滑部の出力が接続される第1の逆変換部と、
前記順変換部からの出力が接続される第2の平滑部と、
前記第2の平滑部の出力が接続される第2の逆変換部と
を有することを特徴とする電力変換装置。
A forward conversion unit for converting supplied AC power into DC power;
A first smoothing unit to which an output from the forward conversion unit is connected;
A first inverse transform unit to which an output of the first smoothing unit is connected;
A second smoothing unit to which an output from the forward conversion unit is connected;
And a second inverse conversion unit to which an output of the second smoothing unit is connected.
供給された交流を直流電力に変換する順変換部と、
前記順変換部からの出力が接続される平滑部と、
前記平滑部の出力が接続される第1の逆変換部と、
前記平滑部の出力が接続される第2の逆変換部と
を有することを特徴とする電力変換装置。
A forward converter that converts the supplied AC to DC power;
A smoothing unit to which an output from the forward conversion unit is connected;
A first inverse transform unit to which an output of the smoothing unit is connected;
And a second inverse conversion unit to which the output of the smoothing unit is connected.
第1の逆変換部と第2の逆変換部とが電気的に接続されている電力変換装置の制御方法において、
第1の電動機にて発生した回生電力を前記第1の逆変換部にて直流電力に変換後、前記第2の逆変換部に電力供給し、前記供給された直流電力を前記第2の逆変換部にて第2の電動機を駆動する電力に変換後、前記第2の電動機に供給して、前記第2の電動機を駆動することを特徴とする電力変換装置の制御方法。
In the control method of the power conversion device in which the first inverse conversion unit and the second inverse conversion unit are electrically connected,
After the regenerative power generated by the first motor is converted to DC power by the first reverse conversion unit, power is supplied to the second reverse conversion unit, and the supplied DC power is supplied to the second reverse conversion unit. A method for controlling a power converter, wherein the converter converts the electric power to drive the second electric motor and then supplies the electric power to the second electric motor to drive the second electric motor.
第1の逆変換部と第2の逆変換部とが電気的に接続されている電力変換装置の制御方法において、
第1の電動機を制動する際に、
第1の電動機で発生した回生電力を前記第1の逆変換部にて直流電力に変換後、
前記第2の逆変換部に電力供給し、前記供給された直流電力を前記第2の逆変換部にて第2の電動機を駆動する電力に変換後、
前記第2の電動機に供給して、前記第2の電動機を駆動することによって、
前記第1の電動機を停止することを特徴とする電力変換装置の制御方法。
In the control method of the power conversion device in which the first inverse conversion unit and the second inverse conversion unit are electrically connected,
When braking the first motor,
After the regenerative power generated by the first electric motor is converted to DC power by the first reverse conversion unit,
After power is supplied to the second inverse conversion unit, the supplied direct-current power is converted into electric power for driving the second electric motor by the second reverse conversion unit,
By supplying the second motor and driving the second motor,
A method for controlling a power converter, wherein the first electric motor is stopped.
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