JPS5836594B2 - インバ−タの過電流保護装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はインバータの過電流保護装置に関するものであ
る。

インバータはサイリスタ等の半導体素子によって構成さ
れており、この半導体素子は瞬時でも過電流が流れると
破壊してしまうために瞬時でもこの過電流が流れること
がないように構成しなげればならない。

しかし、過電流が流れないように装置の容量を増加させ
ることは経済性の点で好昔しくない７ 従来のインバータ装置の過電流保護装置は第１図、第２
図に示すように構或されている。

第１図について筐ず説明すると、交流電源がしゃ断器１
を介して整流器２に伝達され、整流器２で直流に変換さ
れる。

一方サイリスタスイツチ３を介して直流電源が同じよう
に供給される。

直流電力はフィルタ５によって平滑された後インバータ
６に伝達され、インバータ６で直流を交流に変換する。

交流出力は変圧器７、フィルタ回路８、サイリスタスイ
ツチ９を介して負荷に伝達される。

サイリスタスイツチ３は交流電源が停電し整流器から直
流が供給されなくなる時にオンされ、交流電源からの電
力に代って直流電源４の直流電流を供給するために設け
られている。

過電流の検出のために負荷電流を検出する変流器１０が
設けられ、変流器１０の出力は比較器１１に伝達され、
比較器１１″′Ｃは基準値Ｅ１と比較し、変流器１０で
検出されたものが基準値以上となった場合には比較器１
１から出力を出しサイリスタスイツチ９をオフさせてそ
れ以上の過電流が流れないようにしている。

出力過電流となるのは２つの状態が考えられる。

１つは過負荷状態であり、もう１つは負荷短絡等の事故
である。

過負荷の場合、インバータ回路６の出力電流すなわち交
流フィルタ８の交流リアクトル電流は第３図、第４図の
ようになる。

すなわち第３図はインバータ回路６の出力側について単
相の場合を考えたものであり、フィルタ回路８を交流リ
アクトル１２、コンデンサ１３で示シ、負荷１４を示し
ている。

今第３図に示すように負荷１４に電流Ｉ。

が流れコンデンサ１３に流れる電流を工。

、リアクトル１２に流れる電流をＩＬとすると第４図に
示すようなベクトル図となる。

Ｖｏは負荷の電圧である。

負荷電流Ｉ。の増加に伴って交流リアクトル１２に流れ
る電流は■Ｌｌのように増加する。

一方インバータ回路では転流能力といわれる瞬時でも越
えてはならない電流の限界があり、この転流能力を大き
くすることは不経済なインバータとなるため一般には定
格電流の１５０〜２００％程度のものとなっている。

従って、過負荷に対しては転流能力の限界となるような
負荷電流を検知とすることによって保護し得るしかしな
がら負荷短絡の場合にはフィルタ回路のコンデンサ１３
から負荷側に急激に電流が流れ出すのに対してリアクト
ル１２を流れる電流は急激には変化しないため負荷電流
の検出による保護の場合にリアクトル１２に流れる電流
すなわちインバータ回路６の出力電流が転流能力を越え
ない場合でも負荷電流は所定値を越えてし筐うためサイ
リスタスイツチをしゃ断動作させてし捷い、インバータ
を有効に使用できない。

又第２図はインバータの出力電流を検出する変流器１５
を設け、この変流器１５により検出された電流が基準値
Ｅ２と比較器１６で比較され、基準値を越えた場合にサ
イリスタスイツチ９をオフするようにしている。

このように構成したものにおいてはインバータ出力電流
すなわち交流リアクトル電流を検知する方式であるがこ
の方式で負荷短絡の場合に交流リアクトル電流の増加を
検知してサイリスタスイツチ９をオフ動作させても交流
リアクトルの電流は瞬時に減少せずインバータの転流能
力に対して問題がある。

このため比較器１６の基準値を低下させることとすると
わずかの過負荷に対してもサイリスタスイッチ９がオフ
動作してしすい効率的な運用ができない問題がある６本
発明は以上のような点に鑑みなされたものであり、本発
明の目的とするところは経済的な運用を行なうことがで
きしかも良好にインバータを保護することができるイン
バータの過電流保護装置を提供するにある。

本発明は負荷電流およびインバータ回路出力電流を別々
に検知し、該検知された電流と比較する基準値を適切な
ものとするようにしたことを特徴とするものである。

以下本発明の一実施例を図と共に説明する。

第５図は本発明の一実施例を示すものである。

図において第１図と同一符号は同一物もしくは相当物を
示している。

図においてインバータ６の出力電流を検出する変流器１
７および負荷に流れる負荷電流を検出するための変流器
１８が設けられている。

変流器１７で検出された電流は比較器１９に伝達され比
較器１９で基準値Ｅ３と比較され、基準値以上となった
時に比較器１９は出力を出す。

この基準値Ｅ３としてはインバータ出力電流が定格電流
の１ ５０％程度となったことに対応する値とされる。

又、負荷電流を検出する変流器１８で検出された電流は
比較器２０に伝達され比較器２０で基準値Ｅ４と比較さ
れ、基準値以上となったときに比較器２０は出力を出す
。

この基準値Ｅ４としては負荷電流が定格電流の２００〜
３００％となったことに対応する値とされる。

比較器１９と比較器２０の出力はオア回路２１に伝達さ
れ、比較器１９，２０の少くとも一方から出力があった
場合にはサイリスタスイッチ９に信号を伝達し、このサ
イリスタスイッチ９をオフ動作させる。

このように構威されたものにおいては、過負荷の場合に
インバータ６の出力電流が定格電流の１５０％程度とな
ると比較器１９が出力信号を出し、サイリスタスイツチ
９をオフ動作させて負荷をインバータ回路６から切離し
、インバータ回路６の転流能力を止筐らないようにして
インバータ回路を保護する。

この場合基準値Ｅ３の決定に当ってはインバータ回路６
０転流能力を考慮し転流能力を越えない適切な基準値Ｅ
３とされるべきことは当然である。

又、負荷短紹の場合には負荷電流が基準値を越えると比
較器２０が出力を出し、サイリスタスイツチ９をオフ動
作させる。

この場合には比較器１９はインバータ出力電流が交流リ
アクトルの影響で定格電流の１５０咎を越えるようなｆ
直とはなっておらず出力を出さない。

このような点を考慮すれば比較器２０に与えられる基準
値Ｅ４としては負荷短絡の場合に負荷電流をサイリスタ
スイツチ９でしゃ断した場合にその後フィルタ回路８の
交流リアクトルの電流が増加しインバータ出力電流がイ
ンバータ回路６の転流能力を越えないような適切な値と
されるべきである。

この値がどのようになるかは負荷がどのようなものであ
るが、サイリスタスイッチ９の動作時間、フィルタ回路
８の交流リアクトル、コンデンサの値を考慮することに
よって予め適切なものとすることができる。

このように構成することによって通常の過負荷は比較器
１９によって検出され、負荷短絡は比較器２０によって
検出されるためインバータ回路６の転流能力に近い値捷
で電流を流すことができ、この転流能力を上まわる電流
を確実に検出して電流をしゃ断することが可能であるた
めインバータの過電流を確実に保護することが可能であ
る。

本発明は以上説明したように構成されたものであるから
経済性をそこなわずインバータの過電流を確実に保護す
ることができるインバータの過電流保護装置を提供でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は従来のインバータの過電流保護装置
のそれぞれ異る例を示す回路図、第３図は第１図の動作
を説明する説明図、第４図は第３図の電流ベクトル図、
第５図は本発明の一実施例を示すインバータの過電流保
護装置の回路図である。 ６・・・・・・インバータ回路、８・・・・・・フィル
タ回路、９・・・・・・サイリスタスイツチ、１７・・
・・・・変流器、１８・・・・・・変流器、１９・・・
・・・比較器、２０・・・・・・比較器、２１・・・・
・・オア回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 直流を交流に変換するインバータと、該インバータ
   の出力ヲフィルタ回路およびサイリスタスイツチを介し
   て負荷に供給するように構成したものにおいて、上記イ
   ンバータの出力電流を検出する出力電流検出装置と、上
   記負荷に流れる負荷電流を検出する負荷電流検出装置と
   、該出力電流検出装置の出力を第１の設定値と比較し、
   第１の設定値以上となったときに出力を発生する第１の
   比較器と、該負荷電流検出装置の出力を第２の設定値と
   比較し第２の設定値以上とＬ次ときに出力を発生する第
   ２の比較器とを設け、該第１の比較器、第２の比較器の
   いずれか一方が出力したときに上記サイリスタスイッチ
   はオフ動作するように構成したことを特徴とするインバ
   ータの過電流保護装置。