JPH04108390U - sine wave power supply - Google Patents

sine wave power supply

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JPH04108390U
JPH04108390U JP1097491U JP1097491U JPH04108390U JP H04108390 U JPH04108390 U JP H04108390U JP 1097491 U JP1097491 U JP 1097491U JP 1097491 U JP1097491 U JP 1097491U JP H04108390 U JPH04108390 U JP H04108390U
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JP
Japan
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pulse width
sine wave
width modulation
voltage
power supply
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JP1097491U
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Japanese (ja)
Inventor
義也 荻原
吉則 河▲崎▼
浩資 森田
Original Assignee
日新電機株式会社
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 パルス幅変調型インバータの定格容量を大き
くすることなく、過負荷時のパルス幅変調型インバータ
およびその周辺素子の破壊を防止する。 【構成】 正弦波交流電源1が過負荷となったときにパ
ルス幅変調用レファレンス電圧を小さい時定数で零にす
る保護回路20を設け、パルス幅変調型インバータ7の
出力端を短絡するスイッチ素子22を設け、正弦波交流
電源1が過負荷となったときにスイッチ素子22を導通
させるスイッチ素子制御手段23を設ける。 【効果】 正弦波交流電源1が過負荷となったときに、
パルス幅変調型インバータ7からの補償電圧の発生を一
時停止してパルス幅変調型インバータ7の過負荷を防止
する。パルス幅変調型インバータ7の出力端を短絡して
直列注入変圧器4を通してパルス幅変調型インバータ7
へ過大な電流が流入するのを防止する。
(57) [Summary] [Purpose] To prevent destruction of a pulse width modulation type inverter and its peripheral elements during overload without increasing the rated capacity of the pulse width modulation type inverter. [Structure] A switch element that short-circuits the output terminal of the pulse width modulation type inverter 7 is provided with a protection circuit 20 that makes the reference voltage for pulse width modulation zero with a small time constant when the sine wave AC power supply 1 becomes overloaded. 22, and a switch element control means 23 for making the switch element 22 conductive when the sine wave AC power source 1 becomes overloaded. [Effect] When the sine wave AC power supply 1 becomes overloaded,
The generation of the compensation voltage from the pulse width modulation type inverter 7 is temporarily stopped to prevent the pulse width modulation type inverter 7 from being overloaded. The output terminal of the pulse width modulation type inverter 7 is short-circuited and the pulse width modulation type inverter 7 is connected through the series injection transformer 4.
Prevent excessive current from flowing into.

Description

【考案の詳細な説明】[Detailed explanation of the idea]

【0001】0001

【産業上の利用分野】[Industrial application field]

この考案は、商用交流電源あるいは大容量のインバータ装置等からなる正弦波 交流電源と負荷との間に直列注入変圧器を介して小容量(定格の10分の1程度 )のパルス幅変調型インバータを挿入接続し、正弦波交流電源の電圧変動・歪を 補償し、負荷には正弦波交流電源の電圧変動・歪にかかわらず定格電圧を供給す る正弦波電源装置に関するものである。 This idea is based on a sine wave generated by a commercial AC power supply or a large-capacity inverter device. A small capacity (about 1/10 of the rated capacity) is connected between the AC power supply and the load via a series injection transformer. ) is inserted and connected to the pulse width modulation type inverter to eliminate voltage fluctuations and distortion of the sine wave AC power supply. compensation, and supplies the rated voltage to the load regardless of voltage fluctuations or distortion of the sine wave AC power supply. This invention relates to a sine wave power supply device.

【0002】0002

【従来の技術】[Conventional technology]

図3に従来の正弦波電源装置の一例のブロック図を示し、図4に正弦波電源装 置の構成要素の一つであるパルス幅変調型インバータの具体的な回路図を示す。 従来の正弦波電源装置は、図3に示すように、商用交流電源あるいは大容量の インバータ装置からなる正弦波交流電源1に直列注入変圧器4の第1の巻線n1 および負荷開閉用のスイッチ2を介して負荷3を接続している。直列注入変圧器 4の第2の巻線n2 には、フィルタ用コンデンサ5およびフィルタ用リアクトル 6を介してパルス幅変調型インバータ(電圧型)7の両出力端子を接続している 。FIG. 3 shows a block diagram of an example of a conventional sine wave power supply device, and FIG. 4 shows a specific circuit diagram of a pulse width modulation type inverter, which is one of the components of the sine wave power supply device. As shown in FIG. 3, a conventional sine wave power supply device has a sine wave AC power supply 1 consisting of a commercial AC power supply or a large-capacity inverter device, a first winding n1 of a series injection transformer 4, and a load switching circuit. A load 3 is connected via a switch 2. Both output terminals of a pulse width modulation type inverter (voltage type) 7 are connected to the second winding n 2 of the series injection transformer 4 via a filter capacitor 5 and a filter reactor 6.

【0003】 パルス幅変調型インバータ7へ供給する直流電力は、商用交流電源(図示せず )の電圧を変圧器10で降圧した後、全波整流器9で整流し、さらに直流コンデ ンサ8で平滑することにより得ている。パルス幅変調型インバータ7のスイッチ ング制御はインバータ制御回路(インバータ制御手段となる)13が行う。パル ス幅変調型インバータ7は、例えば図4に示すように、ブリッジ型に接続した4 個のスイッチング素子Q1 〜Q4 とそれらに各々逆並列接続したダイオードD1 〜D4 からなる。The DC power supplied to the pulse width modulation type inverter 7 is obtained by stepping down the voltage of a commercial AC power supply (not shown) with a transformer 10 , rectifying it with a full-wave rectifier 9 , and smoothing it with a DC capacitor 8 . I am gaining from this. Switching control of the pulse width modulation type inverter 7 is performed by an inverter control circuit 13 (which serves as an inverter control means). For example, as shown in FIG. 4, the pulse width modulation type inverter 7 includes four switching elements Q 1 to Q 4 connected in a bridge type and diodes D 1 to D 4 connected in antiparallel to the switching elements Q 1 to Q 4 .

【0004】 そして、この正弦波電源装置は、インバータ制御回路13の指令に基づいてパ ルス幅変調型インバータ7がスイッチングを行うことにより、直流コンデンサ8 の両端に得られた直流電圧を供給電源として、正弦波交流電源1の電圧変動・歪 を補償する電圧を出力することになる。この電圧は、直列注入変圧器4により、 正弦波交流電源1の電圧に加えられて負荷3に印加されることになる。0004 Then, this sine wave power supply device outputs power based on a command from the inverter control circuit 13. By the pulse width modulation type inverter 7 performing switching, the DC capacitor 8 The voltage fluctuation and distortion of the sine wave AC power supply 1 is controlled by using the DC voltage obtained at both ends of the It will output a voltage that compensates for the This voltage is applied by the series injection transformer 4. It is added to the voltage of the sine wave AC power supply 1 and is applied to the load 3.

【0005】 上記パルス幅変調型インバータ7の出力電圧の制御は以下にようにして行われ る。つまり、正弦波交流電源1の電圧が電圧検出用の変圧器11を通して検出さ れる。この変圧器11の2次電圧に基づいて、同期基準正弦波発生回路14が、 正弦波交流電源1の電圧に同期し、かつ正弦波交流電源1の定格電圧に相当する 基準正弦波電圧を発生する。そして、演算器19において、基準正弦波電圧から 変圧器11の2次電圧(正弦波交流電源1の現電圧に相当する)を減じることに より、パルス幅変調用レファレンス電圧を作成する。[0005] The output voltage of the pulse width modulation type inverter 7 is controlled as follows. Ru. In other words, the voltage of the sine wave AC power supply 1 is detected through the voltage detection transformer 11. It will be done. Based on the secondary voltage of this transformer 11, the synchronous reference sine wave generation circuit 14 Synchronized with the voltage of the sine wave AC power supply 1 and corresponding to the rated voltage of the sine wave AC power supply 1 Generates a reference sine wave voltage. Then, in the arithmetic unit 19, from the reference sine wave voltage, To reduce the secondary voltage of the transformer 11 (corresponding to the current voltage of the sine wave AC power supply 1) Create a reference voltage for pulse width modulation.

【0006】 上記パルス幅変調用レファレンス電圧は、乗算器16を通して比較器18の一 方の入力端子に加えられる。比較器18の他方の入力端子には、三角波発生回路 17からの三角波電圧が加えられる。比較器18は、パルス幅変調用レファレン ス電圧と三角波電圧とを比較することにより、パルス幅変調型インバータ7を構 成するスイッチング素子のオンオフ駆動のためのスイッチング信号を発生する。 パルス幅変調型インバータ7は、スイッチング信号に基づいてスイッチング素子 をオンオフさせることにより、直流コンデンサ8の両端に得られる直流電圧を電 源として、正弦波交流電源1の電圧変動・歪に対応した補償電圧を発生し、負荷 3への印加電圧を定格値に保つ。[0006] The reference voltage for pulse width modulation is supplied to one of the comparators 18 through the multiplier 16. is applied to the other input terminal. The other input terminal of the comparator 18 is connected to a triangular wave generation circuit. A triangular wave voltage from 17 is applied. The comparator 18 is a reference lens for pulse width modulation. The pulse width modulation type inverter 7 can be configured by comparing the voltage of the pulse width modulation and the triangular wave voltage. A switching signal is generated to turn on and off the switching elements that constitute the switching element. The pulse width modulation type inverter 7 switches the switching elements based on the switching signal. By turning on and off the DC voltage obtained across the DC capacitor 8. As a source, it generates a compensation voltage corresponding to voltage fluctuations and distortion of the sine wave AC power supply 1, and Keep the voltage applied to 3 at the rated value.

【0007】 なお、この補償電圧は、フィルタ用リアトクル6およびフィルタ用コンデンサ 5を通ることにより、パルス幅変調の際のキャリア周波数成分(三角波電圧の周 波数成分)が除去された後、直列注入変圧器4を介して正弦波交流電源1の電圧 に重畳して負荷3に印加される。 つぎに、この正弦波電源装置において、過負荷に対する保護動作を行う保護回 路(保護手段となる)20について説明する。正弦波交流電源1から直列注入変 圧器4およびスイッチ2を通して負荷3に供給される負荷電流が電流検出用の変 流器12で検出される。過負荷検出器15は、変流器12の2次出力を予め設定 した正負のしきい値と比較し、変流器12の2次出力が正負のしきい値の範囲内 にあるとき(平常状態)は、スイッチ21をa側に切り替えた状態を保つ。[0007] Note that this compensation voltage is applied to the filter reactor 6 and the filter capacitor. 5, the carrier frequency component (triangular wave voltage frequency) during pulse width modulation is After the wave number components) are removed, the voltage of the sinusoidal AC power supply 1 is increased through the series injection transformer 4. is applied to the load 3 in a superimposed manner. Next, in this sine wave power supply, a protection circuit that protects against overload is introduced. The road 20 (which serves as a protection means) will be explained. Series injection change from sine wave AC power supply 1 The load current supplied to the load 3 through the voltage generator 4 and the switch 2 is It is detected by the flow device 12. The overload detector 15 presets the secondary output of the current transformer 12. The secondary output of current transformer 12 is within the range of positive and negative thresholds. (normal state), the switch 21 is kept switched to the a side.

【0008】 このとき、1puの電圧によって抵抗R1 を通してコンデンサCが満充電され ており、コンデンサCの両端電圧は1puとなっており、乗算器16に入力され る乗数は1.0となっているため、先に述べたパルス幅変調用レファレンス電圧は 、乗算器16で1.0倍された比較器18に入力されることになり、乗算器16が 無いのと同じ状態である。At this time, the capacitor C is fully charged through the resistor R 1 with a voltage of 1 pu, the voltage across the capacitor C is 1 pu, and the multiplier input to the multiplier 16 is 1.0. Therefore, the above-mentioned reference voltage for pulse width modulation is multiplied by 1.0 by the multiplier 16 and input to the comparator 18, which is the same state as if the multiplier 16 were not provided.

【0009】 ところが、何らかの原因で負荷3に過電流が流れ、その値が前記したしきい値 を超えたときは、過負荷検出器15がスイッチ21をb側に切り替える。この結 果、コンデンサCの蓄積電荷が抵抗R2 を通して放出される。この際、抵抗R2 としては、抵抗値が比較的小さいものが用いられているため(時定数が小)、コ ンデンサCの電圧、つまり乗算器16への入力電圧は、図5に示すように、1p uの電圧から0puの電圧まで速やかに下降する。However, when an overcurrent flows through the load 3 for some reason and its value exceeds the threshold value described above, the overload detector 15 switches the switch 21 to the b side. As a result, the accumulated charge in capacitor C is discharged through resistor R2 . At this time, since a resistor R2 with a relatively small resistance value (small time constant) is used, the voltage of the capacitor C, that is, the input voltage to the multiplier 16, is as shown in FIG. , 1pu quickly drops to a voltage of 0pu.

【0010】 このため、負荷3に過電流が流れ、これによって正弦波交流電源1の電圧が降 下したときに、その降下分を補償するのに乗算器16へ入力されるパルス幅変調 用レファレンス電圧が増大するが、乗算器16から比較器16へ入力されるパル ス幅変調用レファレンス電圧は、速やかに0puになり、パルス幅変調型インバ ータ7の出力電圧が零となり、パルス幅変調型インバータ7が過負荷となるのを 防止し、その保護を図る。0010 Therefore, an overcurrent flows through the load 3, which causes the voltage of the sine wave AC power supply 1 to drop. When the pulse width modulation is input to the multiplier 16 to compensate for the drop, The reference voltage increases, but the pulse input from the multiplier 16 to the comparator 16 increases. The reference voltage for pulse width modulation quickly becomes 0pu, and the pulse width modulation type inverter To prevent the output voltage of the inverter 7 from becoming zero and the pulse width modulation type inverter 7 to become overloaded. prevention and protection.

【0011】 一方、負荷3への過電流がなくなると、過負荷検出器15がスイッチ21をa 側に戻す。この結果、1puの電圧によって、抵抗R1 を通してコンデンサCが 充電される。この際、抵抗R1 としては、抵抗値が比較的大きいものが用いられ ているため(時定数が大)、コンデンサCの電圧、つまり乗算器16への入力電 圧は、図5に示すように、0puの電圧から1puの電圧まで緩やかに上昇し、 パルス幅変調型インバータ7は平常動作に復帰する。On the other hand, when the overcurrent to the load 3 disappears, the overload detector 15 returns the switch 21 to the a side. As a result, a voltage of 1 pu charges capacitor C through resistor R 1 . At this time, since a resistor R1 with a relatively large resistance value is used (large time constant), the voltage of the capacitor C, that is, the input voltage to the multiplier 16, is as shown in FIG. , the voltage gradually increases from 0 pu to 1 pu, and the pulse width modulation type inverter 7 returns to normal operation.

【0012】0012

【考案が解決しようとする課題】[Problem that the idea aims to solve]

上記のような従来の正弦波電源装置では、負荷3がコンデンサ入力型整流器( パーソナルコンピュータ等)の場合には、スイッチ2の投入直後に定格電流の2 〜3倍のピーク値を有する電流が流れる。このとき、比較器18に入力されるパ ルス幅変調用レファレンス電圧をたとえ零にしたとしても、過電流のピーク値が 大きいと、直列注入変圧器4を通してパルス幅変調型インバータ7に流入する電 流によってパルス幅変調型インバータ7に組み込まれたブレーカが過電流トリッ プしてパルス幅変調型インバータ7の動作が停止してしまい、安定な動作を行え ないという問題がある。 In the conventional sine wave power supply device as described above, the load 3 is a capacitor input rectifier ( (personal computer, etc.), immediately after turning on switch 2, the rated current is 2 A current with a peak value of ~3 times flows. At this time, the signal input to the comparator 18 Even if the reference voltage for pulse width modulation is zero, the peak value of overcurrent will be If it is large, the current flowing into the pulse width modulated inverter 7 through the series injection transformer 4 will increase. The breaker built into the pulse width modulated inverter 7 is triggered by an overcurrent trip due to the current. If the pulse width modulation type inverter 7 stops operating due to the The problem is that there is no.

【0013】 このため、従来は、パルス幅変調型インバータ7を構成するスイッチング素子 Q1 〜Q4 およびダイオードD1 〜D4 の定格容量を大きく設定し、パルス幅変 調型インバータ7の定格を実質的に大きくすることで対処してきた。しかし、こ のような対策では、スイッチング素子Q1 〜Q4 およびダイオードD1 〜D4 が 高価になるとともに、その損失も増大し、経済性の面で問題があった。For this reason, conventionally, the rated capacities of the switching elements Q 1 to Q 4 and the diodes D 1 to D 4 constituting the pulse width modulation type inverter 7 are set large, so that the rating of the pulse width modulation type inverter 7 is effectively reduced. We have dealt with this by making it bigger. However, with such a measure, the switching elements Q 1 to Q 4 and the diodes D 1 to D 4 become expensive, and their losses also increase, resulting in problems in terms of economic efficiency.

【0014】 また、負荷3側で短絡故障が発生した場合には、正弦波交流電源1から直列注 入変圧器4を通して負荷3へきわめて大きな電流が流れるが、この電流は直列注 入変圧器4からパルス幅変調型インバータ7へ流入する。このとき、パルス幅変 調型インバータ7に組み込まれたブレーカが過電流トリップしたとしても、スイ ッチング素子Q1 〜Q4 に各々逆並列接続された還流用のダイオードD1 〜D4 を通して直流コンデンサ8へ流入し、直流コンデンサ8の電圧を高めることにな る。この結果、直流コンデンサ8自体が破壊されたり、スイッチング素子Q1 〜 Q4 等が破壊されるおそれがある。Furthermore, when a short-circuit failure occurs on the load 3 side, an extremely large current flows from the sine wave AC power supply 1 to the load 3 through the series injection transformer 4, but this current is pulsed from the series injection transformer 4. It flows into the width modulation type inverter 7. At this time, even if the breaker built into the pulse width modulation type inverter 7 trips overcurrent, the current is passed through the freewheeling diodes D 1 to D 4 connected in antiparallel to the switching elements Q 1 to Q 4 to the DC capacitor 8. The voltage flows into the DC capacitor 8 and increases the voltage of the DC capacitor 8. As a result, there is a risk that the DC capacitor 8 itself or the switching elements Q 1 to Q 4 etc. may be destroyed.

【0015】 したがって、この考案の目的は、パルス幅変調型インバータの定格容量を大き くすることなく、過負荷時のパルス幅変調型インバータおよびその周辺素子の破 壊を防止することができる正弦波電源装置を提供することである。[0015] Therefore, the purpose of this invention is to increase the rated capacity of pulse width modulated inverters. To prevent damage to pulse width modulated inverters and their peripheral elements during overload without causing damage. It is an object of the present invention to provide a sine wave power supply device that can prevent damage.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】[Means to solve the problem]

この考案の正弦波電源装置は、正弦波交流電源と負荷との間に直列注入変圧器 の第1の巻線を挿入接続し、直列注入変圧器の第2の巻線にパルス幅変調型イン バータの両出力端子を接続している。 また、正弦波交流電源の電圧と基準正弦波電圧との差電圧に相当するパルス幅 変調用レファレンス電圧に基づいてパルス幅変調型インバータを制御することに より、正弦波交流電源の電圧変動・歪を補償して負荷への印加電圧を定格値に保 つ補償電圧を直列注入変圧器の第1の巻線の両端間に発生させるインバータ制御 手段を設けている。 The sine wave power supply device of this invention uses a series injection transformer between the sine wave AC power source and the load. The first winding of the series injection transformer is inserted into the second winding of the series injection transformer. Both output terminals of the converter are connected. In addition, the pulse width corresponds to the voltage difference between the voltage of the sine wave AC power source and the reference sine wave voltage. Controlling a pulse width modulation type inverter based on the modulation reference voltage This compensates for voltage fluctuations and distortions in the sine wave AC power supply and maintains the voltage applied to the load at the rated value. Inverter control that generates a compensation voltage across the first winding of a series injection transformer We have measures in place.

【0017】 さらに、正弦波交流電源の負荷状態を検出することにより、正弦波交流電源が 過負荷となったときにパルス幅変調用レファレンス電圧を零にするとともに正弦 波交流電源の過負荷が解消したときにパルス幅変調用レファレンス電圧を元の状 態に復帰させる保護手段を設けている。 また、パルス幅変調型インバータの両出力端子間を短絡するスイッチ素子を設 け、正弦波交流電源が過負荷となったときにスイッチ素子を導通させるスイッチ 素子制御手段を設けている。[0017] Furthermore, by detecting the load condition of the sine wave AC power supply, the sine wave AC power supply can be When an overload occurs, the reference voltage for pulse width modulation is set to zero, and the sine The reference voltage for pulse width modulation is returned to its original state when the overload of the wave AC power source is removed. Protective measures have been put in place to restore the condition. Additionally, a switch element is installed to short-circuit both output terminals of the pulse width modulation type inverter. A switch that makes the switching element conductive when the sine wave AC power supply becomes overloaded. Element control means is provided.

【0018】[0018]

【作用】[Effect]

この考案の構成によれば、正弦波交流電源が過負荷となると、保護手段が動作 してパルス幅変調用レファレンス電圧を速やかに零にするとともに、スイッチ素 子制御手段が動作してスイッチ素子を導通させる。パルス幅変調用レファレンス 電圧が零となることにより、パルス幅変調型インバータからの補償電圧の発生が 一時停止して、パルス幅変調型インバータの過負荷が防止される。また、スイッ チ素子が導通することにより、パルス幅変調型インバータの出力端が短絡され、 直列注入変圧器を通してパルス幅変調型インバータへ過大な電流が流入して直流 コンデンサの両端電圧が過大となるのが防止される。 According to the configuration of this invention, when the sine wave AC power supply is overloaded, the protection means will operate. to quickly bring the reference voltage for pulse width modulation to zero, and also turn off the switch element. The slave control means operates to make the switch element conductive. Reference for pulse width modulation The zero voltage causes the generation of compensation voltage from the pulse width modulated inverter. A pause prevents overloading of the pulse width modulated inverter. Also, switch The output terminal of the pulse width modulation type inverter is short-circuited by the conduction of the Excessive current flows into the pulse width modulated inverter through the series injection transformer, resulting in DC This prevents the voltage across the capacitor from becoming excessive.

【0019】 正弦波交流電源の過負荷状態が解消すれば、パルス幅変調用レファレンス電圧 が本来の電圧に戻り、またスイッチ素子が遮断して、パルス幅変調型インバータ による補償動作が再開される。[0019] Once the overload condition of the sine wave AC power supply is resolved, the reference voltage for pulse width modulation returns to its original voltage, the switch element shuts off again, and the pulse width modulated inverter compensation operation is resumed.

【0020】[0020]

【実施例】【Example】

この考案の一実施例を図1および図2に基づいて説明する。この正弦波電源装 置は、図1に示すように、パルス幅変調型インバータ7の両出力端子間に短絡用 のスイッチ素子(2個のサイリスタの逆並列接続回路)22を接続し、コンデン サCの両端電圧が1.0puから例えば0.8puまで降下した時点でオン指令信号 を発生するとともに、コンデンサCの両端電圧が0puから0.1puまで上昇し た時点でオン指令信号の発生を停止するスイッチ素子制御回路(スイッチ素子制 御手段となる)23およびそのオン指令信号を増幅する増幅回路24を設け、オ ン指令信号によってスイッチ素子22に点弧信号を供給するようにしたものであ る。その他の構成は図3の従来例と同様である。 An embodiment of this invention will be described based on FIGS. 1 and 2. This sine wave power supply As shown in Figure 1, there is a short circuit between both output terminals of the pulse width modulation type inverter switch element (anti-parallel connection circuit of two thyristors) 22 is connected, and a capacitor is connected. When the voltage across the capacitor C drops from 1.0 pu to, for example, 0.8 pu, turn on command signal At the same time, the voltage across capacitor C rises from 0pu to 0.1pu. A switch element control circuit (switch element control circuit) that stops generating the ON command signal when 23 (which acts as a control means) and an amplifier circuit 24 that amplifies the ON command signal. The ignition signal is supplied to the switch element 22 by the ignition command signal. Ru. Other configurations are similar to the conventional example shown in FIG.

【0021】 ここで、この正弦波電源装置の動作を説明する。 この正弦波電源装置において、正弦波交流電源1の平常時(過負荷でないとき )のパルス幅変調型インバータ7およびその周辺回路ならびにインバータ制御回 路13による電圧変動・歪の補償動作は従来例と同様である。 つぎに、正弦波電源装置の過負荷時における保護回路20とスイッチ素子22 とスイッチ素子制御回路23の動作を図2を参照しながら説明する。[0021] Here, the operation of this sine wave power supply device will be explained. In this sine wave power supply device, the sine wave AC power supply 1 is normally operated (when not overloaded). ) pulse width modulation type inverter 7, its peripheral circuits, and inverter control circuit The voltage fluctuation/distortion compensation operation by the line 13 is the same as in the conventional example. Next, the protection circuit 20 and the switch element 22 during overload of the sine wave power supply device The operation of the switch element control circuit 23 will be explained with reference to FIG.

【0022】 正弦波交流電源1から直列注入変圧器4およびスイッチ2を通して負荷3に供 給される負荷電流が電流検出用の変流器12で検出される。過負荷検出器15は 、変流器12の2次出力(図2(a)参照)を予め設定した正負のしきい値L1 ,L2 と比較し、変流器12の2次出力が正負のしきい値L1 ,L2 の範囲内に あるとき(平常状態)は、スイッチ21をa側に切り替えた状態を保つ。A load current supplied from the sine wave AC power supply 1 to the load 3 through the series injection transformer 4 and the switch 2 is detected by a current transformer 12 for current detection. The overload detector 15 compares the secondary output of the current transformer 12 (see FIG. 2(a)) with preset positive and negative thresholds L 1 and L 2 and determines whether the secondary output of the current transformer 12 is When it is within the range of positive and negative thresholds L 1 and L 2 (normal state), the switch 21 is kept switched to the a side.

【0023】 このとき、1puの電圧によって抵抗R1 を通してコンデンサCが満充電され ており、コンデンサCの両端電圧は1puとなっており、乗算器16に入力され る乗数は1.0となっているため(図2(b)参照)、先に述べたパルス幅変調用 レファレンス電圧は、乗算器16で1.0倍された比較器18に入力されることに なり、乗算器16が無いのと同じ状態である(図2(c)参照)。また、このと き、スイッチ素子制御回路23は、オン指令信号を発生していない(図2(d) 参照)。At this time, the capacitor C is fully charged through the resistor R 1 with a voltage of 1 pu, the voltage across the capacitor C is 1 pu, and the multiplier input to the multiplier 16 is 1.0. Therefore, the reference voltage for pulse width modulation mentioned above is input to the comparator 18 which is multiplied by 1.0 by the multiplier 16. This is the same state as (see FIG. 2(c)). Further, at this time, the switch element control circuit 23 does not generate the ON command signal (see FIG. 2(d)).

【0024】 ところが、何らかの原因で負荷3に過電流が流れ、変流器12の2次出力が図 2(a)に示すように前記したしきい値L1 ,L2 の範囲から外れた(超えた) 時点(時刻t0 )で、過負荷検出器15がスイッチ21をb側に切り替える。こ の結果、コンデンサCの蓄積電荷が抵抗R2 を通して放出される。 この際、抵抗R2 としては、抵抗値が比較的小さいものが用いられているため (時定数が小)、コンデンサCの電圧、つまり乗算器16への入力電圧は、図2 (b)に示すように、1puの電圧から0puの電圧まで速やかに下降する。However, for some reason, an overcurrent flows through the load 3, and the secondary output of the current transformer 12 falls outside the range of the thresholds L 1 and L 2 as shown in FIG. 2(a). At a time (time t 0 ), the overload detector 15 switches the switch 21 to the b side. As a result, the accumulated charge in capacitor C is discharged through resistor R2 . At this time, since a resistor R 2 with a relatively small resistance value is used (the time constant is small), the voltage of the capacitor C, that is, the input voltage to the multiplier 16 is as shown in FIG. 2 (b). As shown, the voltage quickly drops from 1 pu to 0 pu.

【0025】 このため、負荷3に過電流が流れ、これによって正弦波交流電源1の電圧が降 下したときに、その降下分を補償するのに演算器19の出力のパルス幅変調用レ ファレンス電圧が増大するが、乗算器16から比較器16へ入力されるパルス幅 変調用レファレンス電圧は、図2(c)に示すように速やかに0puになり、パ ルス幅変調型インバータ7の出力電圧が零となり、パルス幅変調型インバータ7 が過負荷となるのを防止し、その保護を図る。[0025] Therefore, an overcurrent flows through the load 3, which causes the voltage of the sine wave AC power supply 1 to drop. When the drop occurs, the pulse width modulation level of the output of the arithmetic unit 19 is used to compensate for the drop. Although the reference voltage increases, the pulse width input from the multiplier 16 to the comparator 16 The modulation reference voltage quickly becomes 0pu, as shown in Figure 2(c), and the The output voltage of the pulse width modulation type inverter 7 becomes zero, and the pulse width modulation type inverter 7 To prevent and protect the equipment from being overloaded.

【0026】 また、コンデンサCの両端電圧、つまり乗算器16への入力電圧が降下し始め ると、スイッチ素子制御回路23は、図2(d)に示すように、上記電圧が0.8 puまで降下した時点(時刻t1 )で、オン指令信号を発生し、スイッチ素子2 2を導通させ、パルス幅変調型インバータ7の両出力端子間を短絡する。これに よって、直列注入変圧器1の第1の巻線n1 から第2の巻線n2 へ電流へ向かっ て電流が流入するのを防止し、パルス幅変調型インバータ7を構成するダイオー ドD1 〜D4 を通して直流コンデンサ8が充電されるのを防止する。Furthermore, when the voltage across the capacitor C, that is, the input voltage to the multiplier 16 begins to drop, the switch element control circuit 23 controls the voltage to decrease to 0.8 pu, as shown in FIG. 2(d). At the time of falling (time t 1 ), an ON command signal is generated, the switching element 22 is made conductive, and both output terminals of the pulse width modulation type inverter 7 are short-circuited. This prevents current from flowing from the first winding n 1 to the second winding n 2 of the series injection transformer 1, and prevents the diode D 1 forming the pulse width modulated inverter 7 from flowing into the second winding n 2 . - Prevents DC capacitor 8 from being charged through D4 .

【0027】 一方、負荷3への過電流がなくなる(時刻t2 )と、過負荷検出器15がスイ ッチ21をa側に戻す。この結果、1puの電圧によって、抵抗R1 を通してコ ンデンサCが充電される。 この際、抵抗R1 としては、抵抗値が比較的大きいものが用いられているため (時定数が大)、コンデンサCの電圧、つまり乗算器16への入力電圧は、図2 (b)に示すように、0puの電圧から1puの電圧まで緩やかに上昇する。し たがって、パルス幅変調用レファレンス電圧も図2(c)に示すように徐々に本 来の振幅に戻っていく。このとき、乗算器16への入力電圧が0.1puを超えた 時点(時刻t3 )で図2(d)に示すようにスイッチ素子制御回路23からのオ ン指令信号の発生が停止し、スイッチ素子22へのゲート信号が遮断され、スイ ッチ素子22はその後自然消弧し、パルス幅変調型インバータ7は平常動作に復 帰する。なお、図2(c)において、破線は乗算器16の入力側のパルス幅変調 用レファレンス電圧を示している。On the other hand, when the overcurrent to the load 3 disappears (time t 2 ), the overload detector 15 returns the switch 21 to the a side. As a result, a voltage of 1 pu charges capacitor C through resistor R 1 . At this time, since a resistor R1 with a relatively large resistance value is used (large time constant), the voltage of the capacitor C, that is, the input voltage to the multiplier 16, is as shown in FIG. 2(b). As shown, the voltage gradually increases from 0 pu to 1 pu. Therefore, the reference voltage for pulse width modulation also gradually returns to its original amplitude as shown in FIG. 2(c). At this time, when the input voltage to the multiplier 16 exceeds 0.1 pu (time t 3 ), the generation of the ON command signal from the switch element control circuit 23 stops as shown in FIG. 2(d), and the switch The gate signal to the element 22 is cut off, the switch element 22 is then self-extinguished, and the pulse width modulation type inverter 7 returns to normal operation. Note that in FIG. 2(c), the broken line indicates the reference voltage for pulse width modulation on the input side of the multiplier 16.

【0028】 この実施例の正弦波電源装置は、正弦波交流電源1が過負荷となったときにパ ルス幅変調用レファレンス電圧を零にする保護回路20を設け、パルス幅変調型 インバータ7の出力端を短絡するスイッチ素子22を設け、正弦波交流電源1が 過負荷となったときにスイッチ素子22を導通させるスイッチ素子制御手段23 を設けているので、正弦波交流電源1が過負荷となったときに、パルス幅変調用 レファレンス電圧を速やかに零にするとともに、スイッチ素子22を導通させる ことができる。[0028] The sine wave power supply device of this embodiment has power when the sine wave AC power supply 1 is overloaded. A protection circuit 20 is provided to make the reference voltage for pulse width modulation zero, and the pulse width modulation type A switch element 22 is provided to short-circuit the output end of the inverter 7, and the sine wave AC power supply 1 is Switch element control means 23 that makes the switch element 22 conductive when overload occurs. is provided, so when the sine wave AC power supply 1 is overloaded, the pulse width modulation Immediately bring the reference voltage to zero and make the switch element 22 conductive. be able to.

【0029】 このため、パルス幅変調型インバータ7からの補償電圧の発生を一時停止して 、パルス幅変調型インバータ7の過負荷を防止するとともに、パルス幅変調型イ ンバータ7の出力端を短絡して、直列注入変圧器4を通してパルス幅変調型イン バータ7へ過大な電流が流入するのを防止することができ、しかも直流コンデン サ8の両端電圧が過大となるのを防止することができる。この結果、パルス幅変 調型インバータ7の定格容量を増大させることなく、過負荷時のパルス幅変調型 インバータ7およびその周辺の直流コンデンサ8等の破壊を防止することができ る。したがって、コンパクトな装置を実現できる。[0029] Therefore, generation of the compensation voltage from the pulse width modulation type inverter 7 is temporarily stopped. , prevents overload of the pulse width modulation type inverter 7, and also prevents the pulse width modulation type inverter 7 from overloading. The output end of the inverter 7 is short-circuited and the pulse width modulated input is connected through the series injection transformer 4. It is possible to prevent excessive current from flowing into the inverter 7, and also It is possible to prevent the voltage across the sensor 8 from becoming excessive. As a result, the pulse width changes Pulse width modulation type during overload without increasing the rated capacity of the adjustable inverter 7 This can prevent damage to the inverter 7 and the DC capacitors 8, etc. around it. Ru. Therefore, a compact device can be realized.

【0030】 なお、スイッチ素子22としては、上記実施例では通常の逆阻止3端子サイリ スタを用いたが、ゲートターンオフサイリスタや電力用トランジスタ等も使用可 能であり、この場合には強制消弧が可能であるので、オン指令信号の消滅と同時 にスイッチ素子22を遮断することができる。[0030] In addition, in the above embodiment, the switch element 22 is a normal reverse blocking three-terminal silicate switch. Although we used a gate turn-off thyristor, power transistors, etc. can also be used. In this case, forced extinguishing is possible, so it is possible to simultaneously extinguish the ON command signal. The switch element 22 can be cut off at any time.

【0031】[0031]

【考案の効果】[Effect of the idea]

この考案の正弦波電源装置によれば、正弦波交流電源が過負荷となったときに パルス幅変調用レファレンス電圧を零にする保護手段を設け、パルス幅変調型イ ンバータの出力端を短絡するスイッチ素子を設け、正弦波交流電源が過負荷とな ったときにスイッチ素子を導通させるスイッチ素子制御手段を設けているので、 正弦波交流電源が過負荷となったときに、パルス幅変調用レファレンス電圧を零 にするとともにスイッチ素子を導通させることができる。 According to the sine wave power supply device of this invention, when the sine wave AC power supply becomes overloaded, A protection means is provided to reduce the pulse width modulation reference voltage to zero, and the pulse width modulation type A switch element is installed to short-circuit the output end of the inverter to prevent the sine wave AC power supply from overloading. Since the switch element control means is provided to make the switch element conductive when the Zero the reference voltage for pulse width modulation when the sine wave AC power supply is overloaded. At the same time, the switch element can be made conductive.

【0032】 したがって、パルス幅変調型インバータからの補償電圧の発生を一時停止して パルス幅変調型インバータの過負荷を防止するとともに、パルス幅変調型インバ ータの出力端を短絡して直列注入変圧器を通してパルス幅変調型インバータへ過 大な電流が流入するのを防止することができ、さらに直流コンデンサの両端電圧 が過大となるのを防止することができる。[0032] Therefore, generation of compensation voltage from the pulse width modulated inverter is temporarily suspended. It prevents overloading of pulse width modulated inverters and Short-circuit the output of the converter and pass it through the series injection transformer to the pulse-width modulated inverter. It can prevent large currents from flowing in, and also reduce the voltage across the DC capacitor. can be prevented from becoming excessive.

【0033】 この結果、パルス幅変調型インバータの定格容量を増大させることなく、過負 荷時のパルス幅変調型インバータおよびその周辺の素子の破壊を防止することが できる。したがって、コンパクトな装置を実現できる。[0033] As a result, overloads can be handled without increasing the rated capacity of the pulse width modulated inverter. This prevents damage to the pulse width modulated inverter and its surrounding elements during loading. can. Therefore, a compact device can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

【図1】この発明の一実施例の正弦波電源装置の構成を
示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a sine wave power supply device according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1に示した正弦波電源装置の各部のタイムチ
ャートである。
FIG. 2 is a time chart of each part of the sine wave power supply device shown in FIG. 1;

【図3】正弦波電源装置の従来例の構成を示すブロック
図である。
FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of a conventional example of a sine wave power supply device.

【図4】インバータの具体的な構成を示す回路図であ
る。
FIG. 4 is a circuit diagram showing a specific configuration of an inverter.

【図5】乗算器への入力信号の時間変化を示すタイムチ
ャートである。
FIG. 5 is a time chart showing changes over time in an input signal to a multiplier.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 正弦波交流電源 2 スイッチ 3 負荷 4 直列注入変圧器 5 フィルタ用コンデンサ 6 フィルタ用リアクトル 7 パルス幅変調用インバータ 8 直流コンデンサ 9 全波整流器 10 変圧器 11 変圧器 12 変流器 13 インバータ制御回路 14 同期基準正弦波発生回路 15 過負荷検出器 16 乗算器 17 三角波発生器 18 比較器 19 演算器 20 保護回路 21 スイッチ 22 スイッチ素子 23 スイッチ素子制御回路 1 Sine wave AC power supply 2 switch 3 Load 4 Series injection transformer 5 Filter capacitor 6 Filter reactor 7 Pulse width modulation inverter 8 DC capacitor 9 Full wave rectifier 10 Transformer 11 Transformer 12 Current transformer 13 Inverter control circuit 14 Synchronous reference sine wave generation circuit 15 Overload detector 16 Multiplier 17 Triangle wave generator 18 Comparator 19 Arithmetic unit 20 Protection circuit 21 Switch 22 Switch element 23 Switch element control circuit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H02M 7/48 F 8730−5H ──────────────────────────────────────────────── ─── Continued from front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Internal reference number FI Technical display location H02M 7/48 F 8730-5H

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 【請求項1】 正弦波交流電源と負荷との間に直列注入
変圧器の第1の巻線を挿入接続し、前記直列注入変圧器
の第2の巻線にパルス幅変調型インバータの両出力端子
を接続し、前記正弦波交流電源の電圧と基準正弦波電圧
との差電圧に相当するパルス幅変調用レファレンス電圧
に基づいて前記パルス幅変調型インバータを制御するこ
とにより前記正弦波交流電源の電圧変動・歪を補償して
前記負荷への印加電圧を定格値に保つ補償電圧を前記直
列注入変圧器の第1の巻線の両端間に発生させるインバ
ータ制御手段を設け、前記正弦波交流電源の負荷状態を
検出することにより前記正弦波交流電源が過負荷となっ
たときに前記パルス幅変調用レファレンス電圧を零にす
るとともに前記正弦波交流電源の過負荷が解消したとき
に前記パルス幅変調用レファレンス電圧を元の状態に復
帰させる保護手段を設けた正弦波電源装置において、前
記パルス幅変調型インバータの両出力端子間を短絡する
スイッチ素子を設け、前記正弦波交流電源が過負荷とな
ったときに前記スイッチ素子を導通させるスイッチ素子
制御手段を設けたことを特徴とする正弦波電源装置。
1. A first winding of a series injection transformer is inserted and connected between a sine wave AC power supply and a load, and both outputs of a pulse width modulation type inverter are connected to a second winding of the series injection transformer. of the sine wave AC power source by connecting the terminals and controlling the pulse width modulation type inverter based on the pulse width modulation reference voltage corresponding to the voltage difference between the voltage of the sine wave AC power source and the reference sine wave voltage. an inverter control means for generating a compensation voltage across the first winding of the series injection transformer to compensate for voltage fluctuations and distortions and maintain the voltage applied to the load at the rated value; By detecting the load state of the sine wave AC power source, when the sine wave AC power source becomes overloaded, the reference voltage for pulse width modulation is set to zero, and when the overload of the sine wave AC power source is eliminated, the pulse width modulation is performed. The sine wave power supply device is provided with a protection means for restoring the reference voltage to the original state, and a switch element is provided to short-circuit both output terminals of the pulse width modulation type inverter, so that the sine wave AC power supply is prevented from overloading. A sine wave power supply device comprising a switch element control means for making the switch element conductive when the switch element is turned on.
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