電気駆動システムとは何か？
定義
電気駆動システムとは、電気モーターの速度、トルク、方向を制御するための機構です。各電気駆動システムは独自の特性を持つかもしれませんが、いくつかの共通の特徴も持っています。
電気駆動システム
以下の図は、プラントレベルの電力分配ネットワークの典型的な構成を示しています。この設定では、電気駆動システムはモーターコントロールセンタ（MCC）から交流（AC）電源を供給されます。MCCは中央ハブとして機能し、特定のエリア内の複数の駆動装置への電力分配を管理します。
大規模製造プラントでは、多くのMCCが稼働していることがよくあります。これらのMCCは、パワーコントロールセンター（PCC）と呼ばれる主要な分配センターから電力を受けています。MCCとPCCは通常、エアサーキットブレーカーを主な電力切替要素として使用します。これらのスイッチングコンポーネントは、800ボルトおよび6400アンペアまでの電気負荷に対応し、電気駆動システムと全体的なプラントインフラストラクチャでの信頼性と効率性の高い電力管理を確保します。
以下の図にGTOインバータ制御誘導電動機駆動が示されています：
電気駆動システムの主要部品
これらの駆動システムの主要な構成要素は以下の通りです：
入力ACスイッチ
電力変換器およびインバータ組み立て
出力DCおよびACスイッチギア
制御論理
モーターおよび関連する負荷
電力システムの主要部品は以下に詳細に記載されています。
入力ACスイッチギア
入力ACスイッチギアは、スイッチ・ヒューズユニットとAC電力コンタクターで構成されています。これらのコンポーネントは通常、660Vおよび800Aまでの電圧と電流の定格を持っています。通常のコンタクターの代わりにバー取り付け型コンタクターがよく使用され、エアサーキットブレーカーが入力スイッチとして機能します。バー取り付け型コンタクターを使用することで、定格能力は1000Vおよび1200Aまで拡張できます。
このスイッチギアは、660Vおよび800Aまでの定格を持つ高破断容量（HRC）ヒューズを装備しています。また、熱過負荷保護メカニズムを含んでおり、システムを過負荷から保護します。場合によっては、スイッチギアのコンタクターを成形ケース回路ブレーカーに置き換えることで、性能と保護を向上させることができます。
電力変換器/インバータ組み立て
この組み立ては、パワーエレクトロニクスと制御エレクトロニクスという2つの主要な部分に分けられます。パワーエレクトロニクス部分には、半導体デバイス、ヒートシンク、半導体ヒューズ、サージ抑制器、冷却ファンが含まれています。これらのコンポーネントは協調して高電力変換タスクを処理します。
制御エレクトロニクス部分には、トリガ回路、独自の規制電源、およびドライビングおよび絶縁回路が含まれています。ドライビングおよび絶縁回路は、モーターへの電力フローを制御および調整する責任があります。
ドライブが閉ループ構成で動作する場合、コントローラーと電流および速度フィードバックループが含まれます。制御システムは3ポート絶縁を特徴とし、電源、入力、出力が適切な絶縁レベルで絶縁されており、安全性と信頼性を向上させます。
ラインサージ抑制器
ラインサージ抑制器は、半導体コンバータを電圧スパイクから保護する重要な役割を果たします。これらのスパイクは、同じ線路上に接続されている負荷のオンオフによって発生することがあります。ラインサージ抑制器とインダクタンスの組み合わせにより、これらの電圧スパイクが効果的に抑制されます。
入力回路ブレーカーが動作して電流供給を中断すると、ラインサージ抑制器は一定量の捕らえられたエネルギーを吸収します。ただし、パワー変調器が半導体デバイスでない場合は、ラインサージ抑制器は必要ないかもしれません。
制御論理
制御論理は、正常時、故障時、緊急時の様々な駆動システムの操作をインターロッキングおよびシーケンス化するために使用されます。インターロッキングは異常かつ危険な操作を防ぐように設計されており、システムの整合性を確保します。一方、シーケンス化は、起動、ブレーキング、逆転、ジョギングなどの駆動操作が事前に決定された順序で行われるよう保証します。複雑なインターロッキングおよびシーケンス化タスクには、柔軟かつ信頼性の高い制御を提供するプログラマブルロジックコントローラ（PLC）がしばしば使用されます。
