JP2000253686A - Power regenerating circuit - Google Patents

Power regenerating circuit

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JP2000253686A
JP2000253686A JP11056264A JP5626499A JP2000253686A JP 2000253686 A JP2000253686 A JP 2000253686A JP 11056264 A JP11056264 A JP 11056264A JP 5626499 A JP5626499 A JP 5626499A JP 2000253686 A JP2000253686 A JP 2000253686A
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power
phase
circuit
power supply
regeneration
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Toshiaki Sato
俊明 佐藤
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Okuma Corp
Okuma Machinery Works Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a motor controller where the tolerance range for not letting an overcurrent flow to the switching transistor of a regenerative circuit at power regeneration can be set widely. SOLUTION: This power regenerating circuit is composed of a regenerative circuit part 3 which is constituted of a bridge-wired switching element and converts DC power into AC power, a line voltage detector 4 which is connected to the AC power source and output the line voltage of an AC power source in its own combination of each phase, a phase application phase decider 5 which decides the phase to be supplied with power of the regenerative circuit part, based on the line voltage, a zero cross judger 6 which outputs a commutation signal when the absolute value of the line voltage falls under the preset voltage value, a timer 8 which outputs a preset period regeneration stop command after the commutation signal is inputted, and a control signal generator 9 which generates a control signal to control it so that the regenerative circuit may perform the power regenerative actin, based on the current application command, when a regenerative action command is inputted and a regeneration stop command is off.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、制動方式として電
源回生方式を用いるモータ制御装置等に使用される電力
回生回路に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power regeneration circuit used for a motor control device using a power regeneration system as a braking system.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の電力回生回路の構成図の例を制動
方式として電源回生方式を用いるモータ制御装置に適用
されている場合を例にとり図3に示す。図3において、
1は交流電源である。2はコンバータ回路であり、ブリ
ッジ結線された6個のダイオードで構成され、交流電源
1、回生回路部3及び平滑コンデンサ13に接続されて
おり、交流電源1から供給される交流電力を直流電力に
変換する。3は回生回路部であり、6個のトランジスタ
20、21、22、23、24、25のブリッジ結線で
構成され、交流電源1、コンバータ回路2及び平滑コン
デンサ13に接続されており、後述する制御信号11
4、115、116、117、118、119に従って
各トランジスタ20〜25がスイッチングすることによ
り直流電力を交流電力に変換する。7は通電相決定部で
あり、交流電源1に接続されており、入力された各相の
電圧に基づき後述するタイミングで通電相指令103、
104、105、106、107、108及び転流信号
109を出力する。8はタイマーであり、転流信号10
9が入力されてから予め設定された期間回生停止指令1
10をオンし、他の期間は回生停止指令110をオフす
る。9は制御信号発生部であり、回生動作指令113が
入力され回生停止指令110がオフのとき、通電相指令
103、104、105、106、107、108に基
づき後述するタイミングで制御信号114、115、1
16、117、118、119を出力する。また、回生
動作指令113が入力されていないとき、及び回生停止
指令110がオンのとき、制御信号114、115、1
16、117、118、119を全てオフする。10は
交流電圧検出器であり、交流電源1に接続されており、
交流電源電圧の波高値111を出力する。11は直流電
圧検出器であり、平滑コンデンサ13に接続されてお
り、直流回路電圧値112を出力する。12は回生動作
指令器であり、交流電源電圧の波高値111と直流回路
電圧値112が入力され、直流回路電圧値112が3相
交流電源電圧の波高値111より予め設定されている値
以上に大きくなったとき、回生動作指令113を出力す
る。13は平滑コンデンサであり、直流回路電圧を平滑
化する。14はインバータ回路であり、前記平滑コンデ
ンサ13から供給された直流電力に所要の直流交流変換
を行い交流モータ15に駆動電力を駆動する。
2. Description of the Related Art FIG. 3 shows a configuration example of a conventional power regeneration circuit applied to a motor control device using a power regeneration system as a braking system. In FIG.
Reference numeral 1 denotes an AC power supply. Reference numeral 2 denotes a converter circuit, which is composed of six bridge-connected diodes and is connected to the AC power supply 1, the regenerative circuit unit 3, and the smoothing capacitor 13, and converts AC power supplied from the AC power supply 1 into DC power. Convert. Reference numeral 3 denotes a regenerative circuit unit, which is configured by a bridge connection of six transistors 20, 21, 22, 23, 24, and 25, and is connected to the AC power supply 1, the converter circuit 2, and the smoothing capacitor 13, and includes a control unit described later. Signal 11
4, 115, 116, 117, 118 and 119, the transistors 20 to 25 are switched to convert DC power into AC power. Reference numeral 7 denotes an energized phase determining unit, which is connected to the AC power supply 1 and which is energized phase command 103,
It outputs 104, 105, 106, 107, 108 and a commutation signal 109. 8 is a timer, which is a commutation signal 10
Regeneration stop command 1 for a preset period after 9 is input
10 is turned on, and the regeneration stop command 110 is turned off in other periods. Reference numeral 9 denotes a control signal generation unit, which receives control signals 114 and 115 at a timing described later based on the energized phase commands 103, 104, 105, 106, 107 and 108 when the regeneration operation command 113 is input and the regeneration stop command 110 is off. , 1
16, 117, 118 and 119 are output. When the regeneration operation command 113 is not input and when the regeneration stop command 110 is on, the control signals 114, 115, 1
16, 117, 118 and 119 are all turned off. An AC voltage detector 10 is connected to the AC power supply 1,
A peak value 111 of the AC power supply voltage is output. A DC voltage detector 11 is connected to the smoothing capacitor 13 and outputs a DC circuit voltage value 112. Reference numeral 12 denotes a regenerative operation commander, to which a peak value 111 of the AC power supply voltage and a DC circuit voltage value 112 are inputted, and that the DC circuit voltage value 112 is equal to or more than a value set in advance from the peak value 111 of the three-phase AC power supply voltage When it becomes larger, a regeneration operation command 113 is output. A smoothing capacitor 13 smoothes the DC circuit voltage. Reference numeral 14 denotes an inverter circuit, which performs required DC / AC conversion on the DC power supplied from the smoothing capacitor 13 and drives the AC motor 15 with driving power.

【0003】かかる構成を有するモータ制御装置は、交
流モータ15を定速度駆動あるいは加速駆動する時、コ
ンバータ回路2にて一旦交流電力を直流電力に変換し、
平滑コンデンサ13で平滑した上で直流電力をインバー
タ回路14に与え、可変周波数の交流電圧を得て交流モ
ータ15を駆動する。また、交流モータ15に制動をか
けモータ速度を低下させる時は、交流モータ15の回転
エネルギーをインバータ回路14にて直流電力に変換す
る。これにともない直流回路電圧が上昇し、直流回路電
圧値112が交流電源電圧の波高値111より予め設定
されている値以上に大きくなったとき、回生動作指令1
13が回生動作指令器12より出力される。回生動作指
令113が制御信号発生部9に入力されることにより、
以下に述べる動作で直流電力を交流電力に変換する。こ
のようにして、交流モータ15の回転エネルギーを交流
電源1に回生し、交流モータ15を速やかに減速させ
る。
The motor control device having such a configuration converts AC power into DC power once in the converter circuit 2 when the AC motor 15 is driven at a constant speed or accelerated.
After smoothing by the smoothing capacitor 13, DC power is supplied to the inverter circuit 14 to obtain an AC voltage having a variable frequency and drive the AC motor 15. When braking the AC motor 15 to reduce the motor speed, the rotational energy of the AC motor 15 is converted into DC power by the inverter circuit 14. Accordingly, when the DC circuit voltage increases and the DC circuit voltage value 112 becomes larger than the peak value 111 of the AC power supply voltage by a predetermined value or more, the regenerative operation command 1
13 is output from the regenerative operation command device 12. When the regenerative operation command 113 is input to the control signal generator 9,
DC power is converted into AC power by the operation described below. In this way, the rotational energy of the AC motor 15 is regenerated to the AC power supply 1, and the AC motor 15 is quickly decelerated.

【0004】ここで転流信号109、通電相指令10
3、104、105、106、107、108及び制御
信号114、115、116、117、118、119
の動作について、交流電源1の各線間電圧が図4に示す
ように推移している場合の例で説明する。ここで、R−
S相電圧はS相を基準としたときのR相とS相間の線間
電圧である。他のR−T相、S−T相も同じ意味であ
る。通電相決定部7はR−S相、R−T相、S−T相、
S−R相、T−R相、T−S相と6種類ある線間電圧か
ら、各タイミング毎に瞬時値が一番高い相を通電相と決
定する。例えば、R−S相の瞬時値が一番高いタイミン
グでは、R−S相を通電相と決定する。
Here, the commutation signal 109 and the energized phase command 10
3, 104, 105, 106, 107, 108 and control signals 114, 115, 116, 117, 118, 119
4 will be described with an example in which the line voltage of the AC power supply 1 changes as shown in FIG. Where R-
The S-phase voltage is a line voltage between the R-phase and the S-phase based on the S-phase. The other RT phase and ST phase have the same meaning. The energizing phase determination unit 7 determines the RS phase, the RT phase, the ST phase,
From the SR phase, the TR phase, the TS phase and the six types of line voltages, the phase having the highest instantaneous value at each timing is determined as the energized phase. For example, at the timing when the instantaneous value of the RS phase is the highest, the RS phase is determined as the energized phase.

【0005】次に、このように決定された通電相のプラ
ス側の相に接続されているトランジスタを通じて直流回
路のプラス側と交流電源1を接続し、通電相のマイナス
側の相に接続されているトランジスタを通じて直流回路
のマイナスと交流電源1を接続するように、通電相指令
103、104、105、106、107、108が通
電相決定部7から出力される。例えば、R−S相が通電
相であるタイミングでは、回生回路部3において交流電
源1のR相と直流回路のプラス側に接続されているトラ
ンジスタ20と、交流電源1のS相と直流回路のマイナ
ス側に接続されているトランジスタ23がオンするよう
に通電相指令が出力される。なお、トランジスタ20を
オンさせる通電相指令は通電相指令103であり、トラ
ンジスタ23をオンさせる通電相指令は通電相指令10
6である。従って、このタイミングでは通電相指令10
3、106が出力される。また、他のトランジスタと通
電相指令との対応は、トランジスタ21が通電相指令1
04、トランジスタ22が通電相指令105、トランジ
スタ24が通電相指令107、トランジスタ25が通電
相指令108である。
Next, the positive side of the DC circuit is connected to the AC power supply 1 through the transistor connected to the positive side of the energized phase determined in this way, and connected to the negative side of the energized phase. Energized phase commands 103, 104, 105, 106, 107, and 108 are output from the energized phase determination unit 7 so that the negative of the DC circuit is connected to the AC power supply 1 through the transistor. For example, at the timing when the RS phase is the energized phase, the transistor 20 connected to the R phase of the AC power supply 1 and the plus side of the DC circuit in the regenerative circuit unit 3, the S phase of the AC power supply 1 and the DC circuit An energization phase command is output so that the transistor 23 connected to the minus side is turned on. The energized phase command for turning on the transistor 20 is the energized phase command 103, and the energized phase command for turning on the transistor 23 is the energized phase command 10
6. Therefore, at this timing, the energized phase command 10
3, 106 are output. Further, the correspondence between the other transistors and the energized phase command is as follows:
04, the transistor 22 is a conduction phase command 105, the transistor 24 is a conduction phase command 107, and the transistor 25 is a conduction phase command.

【0006】また、転流信号109は、図4に示される
ように通電相の切り替わった時、通電相決定部7から出
力される。一方、回生停止指令110はタイマー8に転
流信号109が入力されてから予め設定された期間オン
され、他の期間はオフされる。
The commutation signal 109 is output from the energized phase determining section 7 when the energized phase is switched as shown in FIG. On the other hand, the regeneration stop command 110 is turned on for a preset period after the commutation signal 109 is input to the timer 8, and is turned off in other periods.

【0007】制御信号114、115、116、11
7、118、119については、制御信号114のオン
によりトランジスタ20がオンし、制御信号115のオ
ンによりトランジスタ21がオンし、制御信号116の
オンによりトランジスタ22がオンし、制御信号117
のオンによりトランジスタ23がオンし、制御信号11
8のオンによりトランジスタ24がオンし、制御信号1
19のオンによりトランジスタ24がオンするよう構成
される。このため、制御信号114は、回生動作指令1
13が制御信号発生部9に入力されかつ回生停止指令1
10がオフのとき、通電相指令103に従ってオンす
る。即ち、図4に示されるように、回生動作指令113
が入力されているとき、R−S相、R−T相の瞬時値が
一番高い期間で通電相の切り替わりの直後を除きオンす
る。また、この制御信号114のオンにより、トランジ
スタ20がオンし、交流電源1のR相と直流回路のプラ
ス側が接続される。この他の制御信号及びトランジスタ
も同様の動作を行ない、各線間電圧と各制御信号のオン
のタイミング即ち各トランジスタのオンのタイミングの
関係は、図4に示されるようになる。
The control signals 114, 115, 116, 11
With respect to 7, 118 and 119, the transistor 20 is turned on when the control signal 114 is turned on, the transistor 21 is turned on when the control signal 115 is turned on, the transistor 22 is turned on when the control signal 116 is turned on, and the control signal 117 is turned on.
Turns on, the transistor 23 turns on, and the control signal 11
8 turns on the transistor 24 and the control signal 1
The transistor 19 is configured to be turned on when 19 is turned on. Therefore, the control signal 114 is the regenerative operation command 1
13 is input to the control signal generator 9 and the regeneration stop command 1
When 10 is off, it turns on in accordance with the energized phase command 103. That is, as shown in FIG.
Is input, it is turned on except during the period immediately after the switching of the energized phase during the period in which the instantaneous values of the RS phase and the RT phase are the highest. When the control signal 114 is turned on, the transistor 20 is turned on, and the R phase of the AC power supply 1 is connected to the positive side of the DC circuit. Other control signals and transistors perform the same operation, and the relationship between the line voltage and the ON timing of each control signal, that is, the ON timing of each transistor, is as shown in FIG.

【0008】このような動作を行なうことにより、回生
動作指令113が入力されているとき、交流電源1の線
間電圧の瞬時値が一番高い相と直流回路とが同一極性で
接続される。ところで、回生動作指令113は直流回路
電圧値112が交流電源電圧の波高値111より予め設
定されている値より大きくなったとき、回生動作指令器
12から出力される。以上説明したように、交流電源1
と直流回路が交流電源相によって決まるタイミングで接
続されると、直流回路から交流電源1へ電流が流れ、直
流電力が交流電力に変換される。なお、交流電源1の線
間電圧の瞬時値が一番高い相と直流回路を接続している
のは、交流電源1と直流回路間の電位差を一定値以下に
することにより、過大な電流を流さないためである。
By performing such an operation, when the regenerative operation command 113 is input, the phase having the highest instantaneous value of the line voltage of the AC power supply 1 and the DC circuit are connected with the same polarity. Incidentally, the regenerative operation command 113 is output from the regenerative operation commander 12 when the DC circuit voltage value 112 becomes larger than a predetermined value from the peak value 111 of the AC power supply voltage. As described above, the AC power supply 1
And the DC circuit are connected at a timing determined by the AC power supply phase, a current flows from the DC circuit to the AC power supply 1, and DC power is converted into AC power. The reason why the DC circuit is connected to the phase having the highest instantaneous value of the line voltage of the AC power supply 1 is that an excessive current is generated by setting the potential difference between the AC power supply 1 and the DC circuit to a certain value or less. This is to prevent shedding.

【0009】また、以上のような動作を行なうことによ
り、交流電源1の線間電圧の瞬時値の一番高い相が切り
替わった場合は、一定期間回生動作を停止する。これ
は、交流電源1の線間電圧の瞬時値が一番高い相、即ち
通電相が切り替わると、交流電源1と直流回路間を接続
しているトランジスタを切り替えるが、交流電源1に存
在するインダクタンスにより電流が流れ続けるためであ
る。つまり、トランジスタをオフすると、それまでオン
していたトランジスタと反対アームのトランジスタのフ
リーホイールダイオードを通じて、回路に存在するイン
ダクタンスに蓄積されたエネルギーが消費されるまで電
流が流れ続ける。このため、通電相の切り替りのタイミ
ングで、次の通電相のトランジスタをオンすると、この
ときオンしているフリーホイールダイオードとトランジ
スタを通じて交流電源1が短絡され、過大な電流が流れ
トランジスタは破壊する。そこで、通電相の切り替り後
のフリーホイール期間中は全てのトランジスタをオフす
ることにより、上述の短絡による過大な電流が流れトラ
ンジスタが破壊することを防止する。なお、タイマー8
に設定されている回生停止指令110をオンする期間の
長さは、制御装置の使用条件を考慮して、このフリーホ
イール期間中回生動作を停止できる値に設定されてい
る。
By performing the above operation, when the phase having the highest instantaneous value of the line voltage of the AC power supply 1 is switched, the regenerative operation is stopped for a certain period. This is because, when the phase at which the instantaneous value of the line voltage of the AC power supply 1 is the highest, that is, the energized phase is switched, the transistor connecting the AC power supply 1 and the DC circuit is switched. This keeps the current from flowing. That is, when the transistor is turned off, the current continues to flow through the freewheeling diode of the transistor on the opposite arm to the transistor that has been turned on until the energy stored in the inductance existing in the circuit is consumed. Therefore, when the transistor of the next energized phase is turned on at the timing of switching of the energized phase, the AC power supply 1 is short-circuited through the free wheel diode and the transistor which are turned on at this time, an excessive current flows and the transistor is destroyed. . Therefore, by turning off all the transistors during the freewheel period after the switching of the energized phase, it is possible to prevent an excessive current from flowing due to the above-mentioned short-circuit and to destroy the transistors. Note that timer 8
Is set to a value at which the regenerative operation can be stopped during the freewheel period in consideration of the use conditions of the control device.

【0010】ここで、通電相の切り替わり時の電流、電
圧の動作をT−S相からR−S相への切り替わりを例に
説明する。まず、通電相がT−S相である時は、トラン
ジスタ23、24がオンしており、図5に示される向き
で直流回路から交流電源1へ電流が流れ、直流電力が交
流電力に回生変換されている。次に、R−S相電圧が上
昇しR相の電位がT相より高くなると、トランジスタ2
4がオンしているため、トランジスタ20のフリーホイ
ールダイオードは、トランジスタ24を通じてT相に接
続される。このため、トランジスタ20のフリーホイー
ルダイオードが順バイアス状態となってオンする。この
ため、トランジスタ20のフリーホイールダイオードと
トランジスタ24にて、交流電源1のR相、T相間が短
絡され図6に示される向きの電源短絡電流Isが流れ
る。交流電源1のR相、T相間が回生回路部3にて短絡
されているため、通電相決定部7の入力において、図7
に示されるように上昇してきたR−S相電圧はT−S相
電圧と等しくなる。このため、通電相決定部7は、通電
相の切り替わりを判別できず、T−S相を通電相として
回生動作を継続する。この本来の通電期間を過ぎても回
生動作が継続する期間中は、交流電源1に存在する電源
インピーダンスと、各トランジスタ間等に存在する電力
回生回路の配線インピーダンスの比で決まる電圧が通電
相決定部7に入力される。やがて、R−T相電圧の増加
により通電相決定部7が通電相の切り替わりを判別でき
る値までR−S相電圧がT−S相電圧より大きくなった
時点で、転流信号109が出力され、前述した動作にて
回生動作が停止する。回生動作の停止によりトランジス
タ24がオフし、短絡経路が切れるため、通電相決定部
7の入力電圧は交流電源1の電圧と等しくなる。
Here, the operation of the current and the voltage when the energized phase is switched will be described by taking the switching from the TS phase to the RS phase as an example. First, when the energized phase is the TS phase, the transistors 23 and 24 are on, a current flows from the DC circuit to the AC power supply 1 in the direction shown in FIG. 5, and the DC power is regenerated and converted into AC power. Have been. Next, when the RS phase voltage rises and the potential of the R phase becomes higher than the T phase, the transistor 2
Since 4 is on, the freewheeling diode of transistor 20 is connected through transistor 24 to the T phase. Therefore, the freewheel diode of the transistor 20 is turned on with a forward bias state. For this reason, the R-phase and T-phase of the AC power supply 1 are short-circuited by the freewheel diode of the transistor 20 and the transistor 24, and the power supply short-circuit current Is flows in the direction shown in FIG. Since the R-phase and T-phase of the AC power supply 1 are short-circuited by the regenerative circuit unit 3,
The RS phase voltage that has risen as shown in FIG. 7 becomes equal to the TS phase voltage. Therefore, the energized phase determination unit 7 cannot determine the switching of the energized phase, and continues the regenerative operation with the TS phase as the energized phase. During the period in which the regenerative operation continues even after the original energization period, the voltage determined by the ratio of the power impedance present in the AC power supply 1 to the wiring impedance of the power regeneration circuit existing between the transistors and the like is determined as the energized phase. Input to the unit 7. The commutation signal 109 is output at a point in time when the RS phase voltage becomes larger than the TS phase voltage until the energized phase determination unit 7 can determine the switching of the energized phase due to the increase in the RT phase voltage. Then, the regenerative operation is stopped by the operation described above. When the regenerative operation is stopped, the transistor 24 is turned off and the short-circuit path is cut off, so that the input voltage of the energized phase determination unit 7 becomes equal to the voltage of the AC power supply 1.

【0011】このように、通電相決定部7が通電相の切
り替わりを判別する時点は、交流電源1に存在する電源
インピーダンスと、電力回生回路の配線インピーダンス
との比で決まり、標準的な使用条件下では異常が発生す
る前に、通電相の切り替わりを判別する。しかし、電源
インピーダンスが大きい交流電源にて使用される場合、
本来の通電期間を過ぎても回生動作が継続する期間が長
くなり、交流電源と直流回路間の電位差が大きくなり、
過大な電流が流れトランジスタが破壊する。
As described above, the time point at which the energized phase determination unit 7 determines the switching of the energized phase is determined by the ratio of the power impedance present in the AC power supply 1 to the wiring impedance of the power regenerating circuit. In the lower part, switching of the energized phase is determined before an abnormality occurs. However, when used with an AC power supply with a large power supply impedance,
The period during which the regenerative operation continues even after the original energization period becomes longer, the potential difference between the AC power supply and the DC circuit increases,
Excessive current flows and the transistor is destroyed.

【0012】なお、回生回路部にフリーホイールダイオ
ードを持たないサイリスタ等のスイッチング素子を使用
した場合でも、コンバータ回路をブリッジ結線されたダ
イオードで構成する場合は、前述の説明においてフリー
ホイールダイオードと同じ動作をコンバータ回路のダイ
オードが行う。
Even when a switching element such as a thyristor having no freewheeling diode is used in the regenerative circuit section, when the converter circuit is configured by a bridge-connected diode, the same operation as the freewheeling diode in the above description is performed. Is performed by the diode of the converter circuit.

【0013】このため、回生回路部を構成するスイッチ
ング素子と逆並列にダイオードが接続されている電力回
生回路の使用条件は、電源インピーダンスの大きさによ
り制限されている。
For this reason, the operating conditions of the power regeneration circuit in which a diode is connected in anti-parallel to the switching element constituting the regeneration circuit section are limited by the magnitude of the power supply impedance.

【0014】ここまで説明してきたのは、電力回生回路
のうち、交流電源回路の各相の電圧を検出して電力変換
部の通電すべき相を決定し回生動作を行なう電力回生回
路についてであり、電圧制御は行なっているが直流回路
から交流電源回路へ流れる電流の制御は行なっていな
い。この他、直流回路から交流電源回路へ流れる電流フ
ィードバック制御を行なっている高級な電力回生回路が
あり、電流値の制御を常時行なっているので過大な電流
が流れ使用しているスイッチング素子が破壊することが
ない。しかし、電圧制御のみの電力回生回路に比べ処理
または構成が非常に複雑になる。
What has been described so far is a power regeneration circuit that detects a voltage of each phase of the AC power supply circuit, determines a phase to be energized by the power conversion unit, and performs a regeneration operation. Although voltage control is performed, current flowing from the DC circuit to the AC power supply circuit is not controlled. In addition, there is a high-grade power regeneration circuit that performs current feedback control from the DC circuit to the AC power supply circuit. Since the current value is constantly controlled, an excessive current flows and the switching element used is destroyed. Nothing. However, processing or configuration becomes very complicated as compared with a power regeneration circuit using only voltage control.

【0015】[0015]

【発明が解決しようとする課題】以上示したように、従
来技術における電圧制御のみを行ない回生回路部を構成
するスイッチング素子と逆並列にダイオードが接続され
ている電力回生回路を用いるモータ制御装置では、電源
インピーダンスの大きさにより使用条件が制限されてい
る欠点がある。このため、現状と同等の処理または構成
による電力回生回路を用いるモータ制御装置では制御装
置の安全に動作するとの保証ができる使用条件の許容範
囲を広くとれないという課題がある。本発明は、上記の
問題に鑑みて成されたものであり、本発明の目的は、従
来技術における電力回生回路と同等の簡単な処理または
構成による電力回生回路を用いることにより、広い使用
条件の許容範囲を持つモータ制御装置を提供することに
ある。
As described above, in the prior art motor control apparatus using a power regeneration circuit in which only a voltage control is performed and a diode is connected in anti-parallel with a switching element constituting a regeneration circuit unit in a reverse manner. However, there is a drawback that the use conditions are limited by the magnitude of the power supply impedance. For this reason, there is a problem that a motor control device using a power regeneration circuit having the same processing or configuration as the current state cannot have a wide allowable range of operating conditions that can guarantee that the control device operates safely. The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to use a power regeneration circuit having the same simple processing or configuration as the power regeneration circuit in the related art to achieve a wide range of use conditions. An object of the present invention is to provide a motor control device having an allowable range.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】本発明の上記目的は、ブ
リッジ結線されたスイッチング素子で構成され直流電力
を交流電力に変換する回生回路部と、交流電源に接続さ
れ入力された各相それぞれの組み合わせで交流電源の線
間電圧を出力する線間電圧検出器と、前記線間電圧に基
づき前記回生回路部の通電すべき相を決定し通電相指令
を出力する通電相決定部と、前記線間電圧の絶対値が予
め設定されている電圧値以下になったとき、転流信号を
出力するゼロクロス判定器と、前記転流信号が入力され
た後、予め設定された期間回生停止指令を出力するタイ
マーと、前記回生動作指令が入力され前記回生停止指令
がオフのとき前記通電相指令に基づき前記回生回路部が
電力回生動作を行うよう制御する制御信号を発生する制
御信号発生部を備えることを特徴とする電力回生回路を
用いることにより達成される。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a regenerative circuit unit which is composed of bridge-connected switching elements and converts DC power into AC power, and a regenerative circuit unit connected to an AC power source for each input phase. A line voltage detector that outputs a line voltage of an AC power supply in combination, an energized phase determining unit that determines an energized phase of the regenerative circuit unit based on the line voltage and outputs an energized phase command, A zero-crossing determiner that outputs a commutation signal when the absolute value of the inter-voltage falls below a preset voltage value, and after the commutation signal is input, outputs a regeneration stop command for a preset period. And a control signal generating unit for generating a control signal for controlling the regenerative circuit unit to perform a power regenerating operation based on the energized phase command when the regenerative operation command is input and the regenerative stop command is off. It is achieved by using a power regeneration circuit according to claim Rukoto.

【0017】[0017]

【作用】本発明は、交流電源の線間電圧の絶対値が予め
設定されている電圧値以下になったとき回生動作を停止
するので、回生回路部を構成するスイッチング素子と逆
並列に接続されているダイオードがオンせず、電源イン
ピーダンスの大きさと関わりなく交流電源の電圧に応じ
たタイミングで通電相決定部が通電相の切り替わりを判
別することができる。
According to the present invention, the regenerative operation is stopped when the absolute value of the line voltage of the AC power supply becomes equal to or lower than a preset voltage value. The energized phase determining unit can determine the switching of the energized phase at a timing according to the voltage of the AC power supply regardless of the magnitude of the power supply impedance without turning on the diode.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下、図面に基づき本発明にかか
る好適な実施形態を説明する。図1は、本発明にかかる
電力回生回路を用いた制動方式として電源回生方式を用
いるモータ制御装置の一実施形態を示す構成図である。
4は線間電圧検出器であり、交流電源1に接続されてお
り、入力された各相それぞれの組み合わせで3つの線間
電圧100、101、102を出力する。5は通電相決
定部であり、入力された線間電圧100、101、10
2に基づき前述した従来技術における通電相決定部と同
じタイミングで通電相指令103、104、105、1
06、107、108を出力する。6はゼロクロス判定
器であり、入力された線間電圧100、101、102
の絶対値が予め設定されている電圧値V以下になったと
き、転流信号109を出力する。
Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of a motor control device using a power regeneration system as a braking system using a power regeneration circuit according to the present invention.
Reference numeral 4 denotes a line voltage detector, which is connected to the AC power supply 1 and outputs three line voltages 100, 101, and 102 in combination with the input phases. Reference numeral 5 denotes an energized phase determination unit which receives input line voltages 100, 101, and 10
2, the energized phase commands 103, 104, 105, 1 at the same timing as the energized phase determination unit in the prior art described above.
06, 107 and 108 are output. Reference numeral 6 denotes a zero-crossing determiner, which has input line voltages 100, 101, and 102.
When the absolute value of is smaller than or equal to a preset voltage value V, a commutation signal 109 is output.

【0019】図1においては、線間電圧検出器4、通電
相決定部5、ゼロクロス判定器6以外のコンバータ回路
2、回生回路部3、タイマー8、制御信号発生部9、交
流電圧検出器10、直流電圧検出器11、回生動作指令
器12、平滑コンデンサ13、インバータ回路14、交
流モータ15の機能は図3の従来装置と同じであり、同
一符号の構成要素は同一機能を持つ。
In FIG. 1, a converter circuit 2, a regenerative circuit 3, a timer 8, a control signal generator 9, an AC voltage detector 10 other than the line voltage detector 4, the energized phase determiner 5, and the zero-cross determiner 6. The functions of the DC voltage detector 11, the regenerative operation commander 12, the smoothing capacitor 13, the inverter circuit 14, and the AC motor 15 are the same as those of the conventional device of FIG. 3, and the components having the same reference numerals have the same functions.

【0020】次に、図2は図1に示したモータ制御装置
における線間電圧100、101、102、転流信号1
09の関係の例を示す図である。かかる構成を有するモ
ータ制御装置において、回生動作指令113が制御信号
発生部9に入力され回生動作を行なっているとき、線間
電圧100、101、102の何れか1つの絶対値が予
め設定されている電圧値V以下になったとき、ゼロクロ
ス判定器6が転流信号109を出力する。回生回路部
3、タイマー8、制御信号発生部9の機能は図3の従来
装置と同じであるので、転流信号109がタイマー8へ
入力されると、全てのトランジスタ20、21、22、
23、24、25をオフし、一定期間回生動作を停止す
る。このため、トランジスタのフリーホイールダイオー
ドが順バイアス状態となる前に、全てのトランジスタが
オフされるため、フリーホイールダイオードはオンしな
い。このため、電源インピーダンスの大きさと関わりな
く交流電源1の電圧に応じたタイミングで通電相決定部
5が通電相の切り替わりを判別する。
Next, FIG. 2 shows the line voltages 100, 101, 102 and the commutation signal 1 in the motor control device shown in FIG.
It is a figure showing an example of the relation of 09. In the motor control device having such a configuration, when the regenerative operation command 113 is input to the control signal generator 9 and the regenerative operation is performed, one of the absolute values of the line voltages 100, 101, and 102 is set in advance. When the voltage value becomes equal to or lower than the current voltage value V, the zero-crossing determiner 6 outputs a commutation signal 109. The functions of the regenerative circuit 3, the timer 8, and the control signal generator 9 are the same as those of the conventional device of FIG. 3, so that when the commutation signal 109 is input to the timer 8, all the transistors 20, 21, 22,
23, 24 and 25 are turned off, and the regenerative operation is stopped for a certain period. Therefore, all the transistors are turned off before the freewheeling diodes of the transistors enter the forward bias state, so that the freewheeling diodes do not turn on. For this reason, the energized phase determination unit 5 determines the switching of the energized phase at a timing according to the voltage of the AC power supply 1 irrespective of the magnitude of the power supply impedance.

【0021】以上説明したように、本実施形態では、入
力された線間電圧100、101、102の絶対値が予
め設定されている電圧値V以下になったとき、転流信号
109を出力するゼロクロス判定器6をを設けたことに
より、交流電源の線間電圧が予め設定されている電圧値
V以下になったとき回生動作を停止するので、トランジ
スタのフリーホイールダイオードがオンせず、電源イン
ピーダンスの大きさと関わりなく交流電源1の電圧に応
じたタイミングで通電相決定部5が通電相の切り替わり
を判別し、使用条件の許容範囲を広くとることができ
る。
As described above, in the present embodiment, the commutation signal 109 is output when the absolute values of the input line voltages 100, 101, and 102 become equal to or less than a preset voltage value V. By providing the zero-cross determiner 6, the regenerative operation is stopped when the line voltage of the AC power supply becomes equal to or less than a preset voltage value V, so that the freewheel diode of the transistor does not turn on and the power supply impedance is reduced. Irrespective of the size of the AC power supply 1, the energized phase determining unit 5 determines the switching of the energized phase at a timing corresponding to the voltage of the AC power supply 1, and can widen the allowable range of the use condition.

【0022】このように、本実施形態によれば、図3の
従来装置とほぼ同等の簡単な構成及び処理により、使用
条件の許容範囲を広くとることができる。
As described above, according to the present embodiment, the allowable range of use conditions can be widened with a simple configuration and processing almost equivalent to those of the conventional apparatus shown in FIG.

【0023】[0023]

【発明の効果】以上のように本発明の電力回生回路によ
れば、交流電源に接続され入力された各相それぞれの組
み合わせで交流電源の線間電圧を出力する線間電圧検出
器と、前記線間電圧の絶対値が予め設定されている電圧
値以下になったとき、転流信号を出力するゼロクロス判
定器を備える電力回生回路を用いることにより、従来技
術における電力回生回路と同等で簡単な処理または構成
で、電源インピーダンスの大きさに関わりなく交流電源
の電圧に応じたタイミングで通電相決定部が通電相の切
り替わりを判別することができるので、広い使用条件の
許容範囲を持つモータ制御装置を提供することが可能と
なる。
As described above, according to the power regeneration circuit of the present invention, a line voltage detector connected to an AC power supply and outputting a line voltage of the AC power supply in a combination of each input phase, When the absolute value of the line voltage becomes equal to or less than a preset voltage value, by using a power regeneration circuit including a zero-crossing determiner that outputs a commutation signal, the power regeneration circuit in the related art is simple and equivalent. In the processing or configuration, the energized phase determination unit can determine the switching of the energized phase at a timing according to the voltage of the AC power supply regardless of the magnitude of the power supply impedance, so that the motor control device has a wide range of allowable usage conditions. Can be provided.

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

【図1】 本発明にかかる電力回生回路を用いた制動方
式として電源回生方式を用いるモータ制御装置の一実施
形態を示す構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of a motor control device using a power regeneration system as a braking system using a power regeneration circuit according to the present invention.

【図2】 図1に示した本発明にかかる電力回生回路に
おける3相交流電源回路の線間電圧、転流信号の関係の
例を示す図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a relationship between a line voltage and a commutation signal of a three-phase AC power supply circuit in the power regeneration circuit according to the present invention illustrated in FIG.

【図3】 従来の電力回生回路を用いた制動方式として
電源回生方式を用いるモータ制御装置の構成図である。
FIG. 3 is a configuration diagram of a motor control device using a power regeneration system as a braking system using a conventional power regeneration circuit.

【図4】 図3に示した従来の電力回生回路における3
相交流電源回路の線間電圧、転流信号、回生停止指令、
通電相指令、制御信号の関係の例を示す図である。
FIG. 4 is a circuit diagram of the conventional power regeneration circuit shown in FIG.
Phase line power supply circuit line voltage, commutation signal, regeneration stop command,
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a relationship between a conduction phase command and a control signal.

【図5】 図3に示した従来の電力回生回路における通
常の回生状態の電流の流れの例を示す図である。
5 is a diagram illustrating an example of a current flow in a normal regenerative state in the conventional power regeneration circuit illustrated in FIG. 3;

【図6】 図3に示した従来の電力回生回路における通
電相の切り替わり時に発生する電源短絡電流Isの流れ
の例を示す図である。
6 is a diagram showing an example of a flow of a power supply short-circuit current Is generated at the time of switching of a conduction phase in the conventional power regeneration circuit shown in FIG.

【図7】 図3に示した従来の電力回生回路における通
電相決定部の入力電圧の例を示す図である。
7 is a diagram illustrating an example of an input voltage of a conduction phase determination unit in the conventional power regeneration circuit illustrated in FIG. 3;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 交流電源、2 コンバータ回路、3 回生回路部、
4 線間電圧検出器、5 通電相決定部、6 ゼロクロ
ス判定器、7 通電相決定部、8 タイマー、9 制御
信号発生部、10 交流電圧検出器、11 直流電圧検
出器、12 回生動作指令器、13 平滑コンデンサ、
14 インバータ回路、15 交流モータ。
1 AC power supply, 2 converter circuit, 3 regenerative circuit section,
4 Line voltage detector, 5 energized phase determining unit, 6 zero crossing determiner, 7 energized phase determining unit, 8 timer, 9 control signal generator, 10 AC voltage detector, 11 DC voltage detector, 12 regenerative operation commander , 13 smoothing capacitor,
14 Inverter circuit, 15 AC motor.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 外部からの回生動作指令により直流回路
から交流電源回路への電力回生動作を行う電力回生回路
において、 ブリッジ結線されたスイッチング素子で構成され直流電
力を交流電力に変換する回生回路部と、 交流電源に接続され入力された各相それぞれの組み合わ
せで交流電源の線間電圧を出力する線間電圧検出器と、 前記線間電圧に基づき前記回生回路部の通電すべき相を
決定し通電相指令を出力する通電相決定部と、 前記線間電圧の絶対値が予め設定されている電圧値以下
になったとき、転流信号を出力するゼロクロス判定器
と、 前記転流信号が入力された後、予め設定された期間回生
停止指令を出力するタイマーと、 前記回生動作指令が入力され前記回生停止指令がオフの
とき前記通電相指令に基づき前記回生回路部が電力回生
動作を行うよう制御する制御信号を発生する制御信号発
生部を備えることを特徴とする電力回生回路。
An electric power regenerating circuit for performing a power regenerating operation from a DC circuit to an AC power supply circuit in response to a regenerative operation command from the outside, wherein the regenerative circuit unit is constituted by a bridge-connected switching element and converts DC power into AC power. A line voltage detector that is connected to an AC power supply and outputs a line voltage of the AC power supply in combination with each of the input phases; and determines a phase to be energized in the regenerative circuit unit based on the line voltage. An energized phase determining unit that outputs an energized phase command; a zero-crossing determiner that outputs a commutation signal when an absolute value of the line voltage becomes equal to or less than a preset voltage value; After that, a timer for outputting a regeneration stop command for a preset period, and when the regeneration operation command is input and the regeneration stop command is off, the regeneration circuit unit is turned on based on the energization phase command. A power regeneration circuit, comprising: a control signal generation unit that generates a control signal for controlling power regeneration operation.
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