JP2006352960A - 交流交流変換器の異常検出方法 - Google Patents
交流交流変換器の異常検出方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2006352960A JP2006352960A JP2005173090A JP2005173090A JP2006352960A JP 2006352960 A JP2006352960 A JP 2006352960A JP 2005173090 A JP2005173090 A JP 2005173090A JP 2005173090 A JP2005173090 A JP 2005173090A JP 2006352960 A JP2006352960 A JP 2006352960A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- converter
- voltage
- power supply
- reverse connection
- regular
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Protection Of Static Devices (AREA)
- Ac-Ac Conversion (AREA)
Abstract
【解決手段】半導体スイッチング素子のオンオフにより交流電源電圧を任意の大きさ及び周波数の交流電圧に変換して出力するマトリクスコンバータ20等の交流交流変換器において、マトリクスコンバータ20の正規の入力端子R,S,Tに印加されている交流電圧情報と、マトリクスコンバータ20の正規の出力端子U,V,Wに印加されている交流電圧の整流電圧情報とを用いて、正規の出力端子U,V,Wが交流電源10側に接続され、かつ、正規の入力端子R,S,Tが負荷60側に接続されている逆接続状態を検出する。
【選択図】図1
Description
図9は、マトリクスコンバータの概略的な構成を示す回路図である。同図において、10は三相交流電源、20はマトリクスコンバータ、Sは半導体スイッチング素子を組合わせて構成された双方向に電流を通流可能な双方向スイッチ、R,S,Tは正規の入力端子(電源側端子)、U,V,Wは正規の出力端子(負荷側端子)である。
周知のように、この種のマトリクスコンバータは、電解コンデンサ等の大形のエネルギーバッファを介さずに、交流電源電圧を所望の大きさ及び周波数の交流電圧に直接変換する電力変換器であり、長寿命、省スペースであると共に、入力電流を制御できるため電力回生が可能であって電源高調波を抑制できる等の特徴を持っている。
このインバータ装置では、交流電源電圧を整流回路30により整流して得た直流電圧をインバータ部50の半導体スイッチング素子S1〜S6のオンオフによって所定の交流電圧に変換するものであり、エネルギーを蓄積する大形の電解コンデンサ40を備えている。
なお、インバータ装置の故障については図10を用いて説明し、マトリクスコンバータの故障については図11を用いて説明することとする。
これに対し、図11に示すマトリクスコンバータの場合には直流回路が存在しないが、別系列から制御装置の電源が供給されていれば、インバータ装置と同様に運転準備状態となり得る。
通常、インバータ装置もマトリクスコンバータも、ある相の上下アームのスイッチング素子が同時にオンしないようにスイッチングパターンを決めているが、異なる相の上アーム同士または下アーム同士では任意のスイッチングパターンがあり得るため、上述したような短絡経路が発生するおそれがある。
この場合、仮に変換器に過電流保護回路が具備されていたとしても、過電流保護回路は、一般に短絡が発生した後に動作するため、スイッチング素子の破壊を未然に防ぐことは不可能である。
この先行技術文献の請求項1に記載された従来技術は、交流電源が正常に印加されていることを検出する電源電圧検出回路を設け、その出力信号によりオンするインターロックスイッチと運転信号スイッチとのアンド条件によってインバータ部のスイッチング素子を駆動する駆動回路を動作させるものであり、インバータ装置の入出力端子逆接続時には、前記インターロックスイッチをオフさせることで駆動回路の動作を不能にし、インバータ部のスイッチング素子の遮断状態を維持して相間の短絡を防止するものである。
また、先行技術文献の請求項3〜6に記載された従来技術は、インバータ装置の直流電圧(平滑コンデンサの電圧)を所定値と比較する電圧比較回路を備え、入出力端子が逆接続されたことによって前記直流電圧が確立していない状態では制御装置の電源電圧が不足するため、この動作不能な制御装置によってスイッチング素子の遮断状態を維持することにより、相間の短絡を防止するものである。
従って、人為的な誤接続か電源電圧異常かを判別するための原因究明に多くの時間や労力を要するという問題があり、逆接続を検出する専用の検出回路を別に設けるとすれば、装置のコスト上昇や大形化を招く原因となる。
前記変換器の正規の入力端子に印加されている交流電圧情報と、前記変換器の正規の出力端子に印加されている交流電圧の整流電圧情報とを用いて、前記変換器の正規の出力端子が交流電源側に接続され、かつ、正規の入力端子が負荷側に接続されている逆接続状態を検出するものである。
前記変換器の正規の入力端子に印加されている交流電圧の大きさが規定値未満であり、かつ、前記変換器の正規の出力端子に印加されている交流電圧の整流電圧の大きさが規定値以上である場合に逆接続状態を検出するものである。
前記変換器の正規の入力端子に印加されている交流電圧情報と、前記制御装置の電源電圧情報とを用いて、前記変換器の正規の出力端子が交流電源側に接続され、かつ、正規の入力端子が負荷側に接続されている逆接続状態を検出するものである。
前記変換器の正規の入力端子に印加されている交流電圧の大きさが規定値未満であり、かつ、前記制御装置の電源電圧が正常である場合に逆接続状態を検出するものである。
前記変換器の運転前にこの変換器の正規の出力端子に印加されている交流電圧情報を用いて、前記変換器の正規の出力端子が交流電源側に接続され、かつ、正規の入力端子が負荷側に接続されている逆接続状態を検出するものである。
前記変換器の正規の入力端子に印加されている交流電圧情報と、前記変換器の正規の出力端子に印加されている交流電圧情報とを用いて、前記変換器の正規の出力端子が交流電源側に接続され、かつ、正規の入力端子が負荷側に接続されている逆接続状態を検出するものである。
前記変換器の正規の入力端子に印加されている交流電圧の大きさが規定値未満であり、かつ、前記変換器の正規の出力端子に印加されている交流電圧の大きさが規定値以上である場合に逆接続状態を検出するものである。
逆接続状態を検出した時に、ある半導体スイッチング素子に印加されるべき正常接続時の駆動信号を、前記半導体スイッチング素子と同じ入出力端子間に接続されている逆接続時の半導体スイッチング素子の駆動信号に入れ替えて前記変換器を運転するものである。
更に、交流交流変換器の制御装置に備えられた電圧検出手段等を利用でき、逆接続検出用の電圧検出回路等を設ける必要がないので、コストの低減も可能である。
まず、図1は請求項1,2に係る本発明の第1実施形態が適用されるブロック図であり、三相交流電源10から入力フィルタ15を介して供給される交流電圧を、交流交流変換器としてのマトリクスコンバータ20により任意の大きさ及び周波数の交流電圧に直接変換して負荷60に供給するシステムである。
ここで、第1,第2の整流回路71,72及びコンデンサ73からなる回路は、例えば米国特許第4697230号明細書によって公知の過電圧保護回路であり、入力端子R,S,Tまたは出力端子U,V,Wの各線間に交流の過電圧が印加された場合に、この電圧を整流してコンデンサ73を充電することにより、双方向スイッチSへの過電圧印加を防止するように作用する。
制御装置80Aにおいて、電圧検出手段81は入力端子R,S,Tの電圧を検出し、後述する数式によって入力電圧ベクトルの大きさを演算して逆接続検出手段83に出力し、直流電圧検出手段82はコンデンサ73の直流電圧を検出して逆接続検出手段83に出力する。
逆接続検出手段83は、これらの電圧情報に基づいてマトリクスコンバータ20の入出力端子が逆接続されていることを検出し、その検出信号を出力可能に構成されている。
なお、前記電圧検出手段81は、マトリクスコンバータ20の入力電流指令等を作成する際に必要な電源位相検出用の電圧検出手段を兼用することができる。
まず、入力端子側の電圧vr,vs,vtを交流2軸成分vα,vβにより表すと、数式1となる。
すなわち、図2に示すように、逆接続検出手段83では、電圧検出手段81により検出した入力電圧だけでなく直流電圧検出手段82により検出した直流電圧も逆接続を判別するための情報として用いることとし(S1,S2)、入力電圧が規定値以上であれば接続状態が正常と判断して運転を許可し(S3NO,S4)、マトリクスコンバータ制御手段84により所定のスイッチングパターンを作成する。また、入力電圧が規定値未満であれば(S3YES)、直流電圧が規定値以上であるかを判断し、規定値未満であれば電源電圧異常と判断すると共に(S5NO,S6)、直流電圧が規定値以上の場合にのみ逆接続と判断して逆接続フラグをオンにする(S5YES,S7)。
なお、直流電圧検出手段82に厳密な精度は必要ではなく、簡単なコンパレータによって構成することができ、更に過電圧監視用に直流電圧の振幅を検出していれば、逆接続を検出するための特別な回路を追加することは不要である。また、図1の整流回路71,72及びコンデンサ73からなる過電圧保護回路は、直流電圧を検出するための一例であり、交流電圧を整流する機能を持つ回路であれば同様に本実施形態における直流電圧の検出が可能である。
この実施形態は、制御装置80Bの電源電圧が前記コンデンサ73から供給されている場合のものである。なお、図1と同一の構成要素には同一の番号を付して説明を省略し、以下では異なる部分を中心に説明する。
また、制御電源電圧監視手段86の出力信号は、電圧検出手段81からの出力と共に逆接続検出手段83に入力されている。その他の構成は第1実施形態と同一である。
逆接続検出手段83は、電圧検出手段81により演算された入力電圧ベクトルの大きさが規定値未満であるか否かを判断し、更に、制御電源電圧監視手段86の出力信号から、制御電源電圧の異常を判断する。
従って、第1実施形態と同様にアラームを発生させ、マトリクスコンバータ20を全ゲートオフするような保護動作を行えば良い。
本実施形態のように制御電源電圧の監視結果を逆接続の判別に用いる着想は、図3のようにコンデンサ73の直流電圧から制御電源電圧を供給する場合に限らず、マトリクスコンバータ20の主回路とは別の電源側端子から制御電源電圧を供給する回路構成にも適用可能である。
この実施形態では、マトリクスコンバータ20の運転前における出力端子U,V,Wの電圧を制御装置80C内の電圧検出手段87が検出し、その電圧検出値に基づいて入出力端子の逆接続を検出するものである。
この実施形態では、出力端子U,V,Wの交流電圧のみを検出すれば良いため、図10に示したようなインバータ装置にもそのまま適用可能である。また、電圧検出手段87は第1,第2実施形態における電圧検出手段81をそのまま転用できると共に、三相全てではなく二相の電圧を検出しても良い。
この実施形態では、マトリクスコンバータ20の入出力端子の電圧を制御装置80D内の電圧検出手段81,87がそれぞれ検出し、これらの電圧検出値に基づいて入出力端子の逆接続を検出する。制御装置80Dの構成としては、入力端子R,S,Tの電圧を検出する第1,第2実施形態の電圧検出手段81と出力端子U,V,Wの電圧を検出する第3実施形態の電圧検出手段87とを設け、これらの出力が逆接続検出手段83に加えられている。
また、この実施形態では、逆接続の検出時において上記のような動作を行わせる以外に、双方向スイッチSに与えるPWMパターン信号を入れ替えてマトリクスコンバータ20を運転することも可能である。以下に、この運転方法を説明する。
従って、マトリクスコンバータ20が逆接続されているにもかかわらず、相間の短絡を防止しながら運転を行うことが可能になる。なお、この実施形態では、逆接続により交流電源10に接続される側の電圧検出手段により電圧位相を検出して入力電流指令を作成することが可能である。
また、双方向スイッチの接続構成は種々存在するが、同様にPWMパターン信号を入れ替えれば逆接続状態での運転を実現できることはいうまでもない。
15:入力フィルタ
20:マトリクスコンバータ
60:負荷
71,72:整流回路
73:コンデンサ
80A,80B,80C,80D:制御装置
81,87:電圧検出手段
82:直流電圧検出手段
83:逆接続検出手段
84:マトリクスコンバータ制御手段
85:DCDCコンバータ
86:制御電源電圧監視手段
Claims (8)
- 半導体スイッチング素子のオンオフにより交流電源電圧を任意の大きさ及び周波数の交流電圧に変換して出力する交流交流変換器において、
前記変換器の正規の入力端子に印加されている交流電圧情報と、前記変換器の正規の出力端子に印加されている交流電圧の整流電圧情報とを用いて、前記変換器の正規の出力端子が交流電源側に接続され、かつ、正規の入力端子が負荷側に接続されている逆接続状態を検出することを特徴とする交流交流変換器の異常検出方法。 - 請求項1に記載した交流交流変換器の異常検出方法において、
前記変換器の正規の入力端子に印加されている交流電圧の大きさが規定値未満であり、かつ、前記変換器の正規の出力端子に印加されている交流電圧の整流電圧の大きさが規定値以上である場合に逆接続状態を検出することを特徴とする交流交流変換器の異常検出方法。 - 半導体スイッチング素子のオンオフにより交流電源電圧を任意の大きさ及び周波数の交流電圧に変換して出力する交流交流変換器であって、制御装置の電源電圧を交流電源から得るようにした交流交流変換器において、
前記変換器の正規の入力端子に印加されている交流電圧情報と、前記制御装置の電源電圧情報とを用いて、前記変換器の正規の出力端子が交流電源側に接続され、かつ、正規の入力端子が負荷側に接続されている逆接続状態を検出することを特徴とする交流交流変換器の異常検出方法。 - 請求項3に記載した交流交流変換器の異常検出方法において、
前記変換器の正規の入力端子に印加されている交流電圧の大きさが規定値未満であり、かつ、前記制御装置の電源電圧が正常である場合に逆接続状態を検出することを特徴とする交流交流変換器の異常検出方法。 - 半導体スイッチング素子のオンオフにより交流電源電圧を任意の大きさ及び周波数の交流電圧に変換して出力する交流交流変換器において、
前記変換器の運転前にこの変換器の正規の出力端子に印加されている交流電圧情報を用いて、前記変換器の正規の出力端子が交流電源側に接続され、かつ、正規の入力端子が負荷側に接続されている逆接続状態を検出することを特徴とする交流交流変換器の異常検出方法。 - 半導体スイッチング素子のオンオフにより交流電源電圧を任意の大きさ及び周波数の交流電圧に変換して出力する交流交流変換器であって、制御装置の電源電圧を交流電源から得るようにした交流交流変換器において、
前記変換器の正規の入力端子に印加されている交流電圧情報と、前記変換器の正規の出力端子に印加されている交流電圧情報とを用いて、前記変換器の正規の出力端子が交流電源側に接続され、かつ、正規の入力端子が負荷側に接続されている逆接続状態を検出することを特徴とする交流交流変換器の異常検出方法。 - 請求項6に記載した交流交流変換器の異常検出方法において、
前記変換器の正規の入力端子に印加されている交流電圧の大きさが規定値未満であり、かつ、前記変換器の正規の出力端子に印加されている交流電圧の大きさが規定値以上である場合に逆接続状態を検出することを特徴とする交流交流変換器の異常検出方法。 - 請求項7に記載した交流交流変換器の異常検出方法において、
逆接続状態を検出した時に、ある半導体スイッチング素子に印加されるべき正常接続時の駆動信号を、前記半導体スイッチング素子と同じ入出力端子間に接続されている逆接続時の半導体スイッチング素子の駆動信号に入れ替えて前記変換器を運転することを特徴とする交流交流変換器の異常検出方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005173090A JP4761117B2 (ja) | 2005-06-14 | 2005-06-14 | 交流交流変換器の異常検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005173090A JP4761117B2 (ja) | 2005-06-14 | 2005-06-14 | 交流交流変換器の異常検出方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006352960A true JP2006352960A (ja) | 2006-12-28 |
JP4761117B2 JP4761117B2 (ja) | 2011-08-31 |
Family
ID=37648198
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005173090A Expired - Fee Related JP4761117B2 (ja) | 2005-06-14 | 2005-06-14 | 交流交流変換器の異常検出方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4761117B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007020275A (ja) * | 2005-07-06 | 2007-01-25 | Fuji Electric Holdings Co Ltd | 交流交流電力変換器 |
CN109739172A (zh) * | 2019-01-03 | 2019-05-10 | 苏州巨联电气有限公司 | 一种变频器校检平台 |
DE112021004457T5 (de) | 2020-10-26 | 2023-06-07 | Fanuc Corporation | Wandler, aufweisend eine Verdrahtungszustands-Erfassungseinheit, und Motorantriebsvorrichtung |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TWI555316B (zh) | 2015-10-07 | 2016-10-21 | 財團法人工業技術研究院 | 保護電路 |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01214270A (ja) * | 1988-02-23 | 1989-08-28 | Mitsubishi Electric Corp | インバータ装置 |
JPH0236770A (ja) * | 1988-07-27 | 1990-02-06 | Mitsubishi Electric Corp | インバータ装置 |
JPH02133035A (ja) * | 1988-11-09 | 1990-05-22 | Mitsubishi Electric Corp | インバータ保護回路 |
JPH02237472A (ja) * | 1989-03-08 | 1990-09-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 三相交流電動機の可変速駆動装置 |
JPH02246730A (ja) * | 1989-03-17 | 1990-10-02 | Mitsubishi Electric Corp | インバータ装置 |
JPH05268722A (ja) * | 1991-10-21 | 1993-10-15 | Fuji Electric Co Ltd | インバータ装置の誤配線保護回路 |
JP2003230275A (ja) * | 2002-01-30 | 2003-08-15 | Yaskawa Electric Corp | Pwmサイクロコンバータの保護方法 |
JP2005057864A (ja) * | 2003-08-01 | 2005-03-03 | Yaskawa Electric Corp | 半導体モジュールとその使用方法 |
JP2005073334A (ja) * | 2003-08-21 | 2005-03-17 | Fuji Electric Holdings Co Ltd | 交流−交流直接変換形電力変換器の制御装置 |
-
2005
- 2005-06-14 JP JP2005173090A patent/JP4761117B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01214270A (ja) * | 1988-02-23 | 1989-08-28 | Mitsubishi Electric Corp | インバータ装置 |
JPH0236770A (ja) * | 1988-07-27 | 1990-02-06 | Mitsubishi Electric Corp | インバータ装置 |
JPH02133035A (ja) * | 1988-11-09 | 1990-05-22 | Mitsubishi Electric Corp | インバータ保護回路 |
JPH02237472A (ja) * | 1989-03-08 | 1990-09-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 三相交流電動機の可変速駆動装置 |
JPH02246730A (ja) * | 1989-03-17 | 1990-10-02 | Mitsubishi Electric Corp | インバータ装置 |
JPH05268722A (ja) * | 1991-10-21 | 1993-10-15 | Fuji Electric Co Ltd | インバータ装置の誤配線保護回路 |
JP2003230275A (ja) * | 2002-01-30 | 2003-08-15 | Yaskawa Electric Corp | Pwmサイクロコンバータの保護方法 |
JP2005057864A (ja) * | 2003-08-01 | 2005-03-03 | Yaskawa Electric Corp | 半導体モジュールとその使用方法 |
JP2005073334A (ja) * | 2003-08-21 | 2005-03-17 | Fuji Electric Holdings Co Ltd | 交流−交流直接変換形電力変換器の制御装置 |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007020275A (ja) * | 2005-07-06 | 2007-01-25 | Fuji Electric Holdings Co Ltd | 交流交流電力変換器 |
CN109739172A (zh) * | 2019-01-03 | 2019-05-10 | 苏州巨联电气有限公司 | 一种变频器校检平台 |
DE112021004457T5 (de) | 2020-10-26 | 2023-06-07 | Fanuc Corporation | Wandler, aufweisend eine Verdrahtungszustands-Erfassungseinheit, und Motorantriebsvorrichtung |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4761117B2 (ja) | 2011-08-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2014217085A (ja) | Dcリンク部異常検出機能を備えたモータ駆動装置 | |
JP6766506B2 (ja) | 異常検出装置及び車載用電源装置 | |
JP4770795B2 (ja) | 無停電電源装置 | |
JP3960350B1 (ja) | 地絡検出方法 | |
US9871479B2 (en) | Fault detection system for isolated two-switch exciter drive gate driver | |
JP5358873B2 (ja) | パワーコンディショナ装置 | |
JP2010252536A (ja) | インバータ装置及びその故障診断方法 | |
JP2009038865A (ja) | 短絡検出機能を備えた電力供給装置 | |
JP6133827B2 (ja) | 電磁接触器の溶着検出機能を有するモータ駆動装置 | |
JP2009033938A (ja) | 電気車制御装置 | |
JP4761117B2 (ja) | 交流交流変換器の異常検出方法 | |
JP2009011042A (ja) | 突入電流防止回路の保護方法およびインバータ装置 | |
JP4556918B2 (ja) | 回生エネルギー消費回路を備える電源装置 | |
CN108347213B (zh) | 电动机驱动装置 | |
JPWO2016035159A1 (ja) | 車載型充電装置 | |
JP2008253008A (ja) | 電力変換装置および電源誤接続判定方法 | |
JP4839704B2 (ja) | 交流交流電力変換器 | |
JP2006304456A (ja) | 電力変換装置 | |
CN110391754B (zh) | 电力变换装置以及异常检测方法 | |
KR102520385B1 (ko) | 모터 구동 장치 | |
JP2006340532A (ja) | 突入電流防止回路および電力変換装置 | |
JP4766241B2 (ja) | 直流電圧降圧回路および電力変換装置 | |
JP6797233B2 (ja) | 電力変換装置 | |
JP4609634B2 (ja) | 交流−交流直接変換器の保護装置 | |
JP4771125B2 (ja) | 無停電電源装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080415 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110208 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110408 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20110512 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20110525 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140617 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |