JP2007020275A - Ac-ac power converter - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To accurately detect the reverse connection of input and output terminals in a power converter, without having to use a dedicated detection circuit, easily investigating the cause of abnormality, protecting switching elements, and safely operating the power converter in a reverse connection state. <P>SOLUTION: The power converter is provided with an input terminal voltage detecting means 11 for detecting AC voltage applied to the normal input terminal in the power converter, such as a matrix converter 3, an output terminal voltage detecting means 12 for detecting the AC voltage applied to the normal output terminal, a reverse connection detecting means 13 for detecting the reverse connection state of the matrix converter 3, by using voltage information detected by both detecting means 11, 12, and a control means 14 for generating a switching pattern formed, by replacing a driving signal of the switching element during a normal connection with a drive signal during the reverse connection when the reverse connection state is detected. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、交流電源から任意の大きさ及び周波数の交流電圧を出力する交流交流電力変換器において、変換器の入出力端子を誤って逆に接続した場合にこの逆接続状態を速やかに検知すると共に、逆接続状態のままで正常接続時と同様の運転を可能とした電力変換器に関するものである。   In the AC / AC power converter that outputs an AC voltage of an arbitrary magnitude and frequency from an AC power source, when the input / output terminal of the converter is erroneously connected in reverse, the reverse connection state is quickly detected. In addition, the present invention relates to a power converter that can be operated in the reverse connection state as in the normal connection.

交流交流電力変換器の一例として、図12に示すようなマトリクスコンバータ3が知られている。
マトリクスコンバータは、交流電源電圧から大型のエネルギーバッファを介さずに、任意の大きさ及び周波数の交流電圧を直接得ることができる電力変換器であり、長寿命、省スペースであって入力電流が制御できるために電力回生可能であり、電源高調波を抑制できる等の特徴がある。なお、図12において、1は三相交流電源、Smnはマトリクスコンバータ3を構成するスイッチとして、IGBT等の半導体スイッチング素子を備えた双方向スイッチ、R,S,Tは電源1側の入力端子、U,V,Wは負荷側の出力端子である。
A matrix converter 3 as shown in FIG. 12 is known as an example of an AC / AC power converter.
Matrix converter is a power converter that can directly obtain AC voltage of any size and frequency from AC power supply voltage without going through a large energy buffer, and has long life, space saving, and control of input current. Therefore, power regeneration is possible, and power supply harmonics can be suppressed. In FIG. 12, 1 is a three-phase AC power source, S mn is a switch constituting the matrix converter 3, a bidirectional switch including a semiconductor switching element such as an IGBT, and R, S, and T are input terminals on the power source 1 side. , U, V, W are load side output terminals.

一方、エネルギーバッファを有する電力変換器として、整流器とインバータとを有する交流交流電力変換器(以下、インバータ装置という)がある。この場合、整流器としては、ダイオードブリッジやPWM整流器が使用されている。
図13は、エネルギーバッファとしての大型の電解コンデンサ22、ダイオードブリッジからなる整流器24及びインバータ23を備えたインバータ装置を示している。このインバータ装置は、交流入力端子R,S,Tに加えられた交流電源電圧を整流器24により整流して電解コンデンサ22に蓄積し、電解コンデンサ22の直流電圧をインバータ23により任意の大きさ、周波数の交流電圧に変換している。
On the other hand, as a power converter having an energy buffer, there is an AC / AC power converter (hereinafter referred to as an inverter device) having a rectifier and an inverter. In this case, a diode bridge or a PWM rectifier is used as the rectifier.
FIG. 13 shows an inverter device including a large electrolytic capacitor 22 as an energy buffer, a rectifier 24 composed of a diode bridge, and an inverter 23. In this inverter device, the AC power supply voltage applied to the AC input terminals R, S, T is rectified by the rectifier 24 and accumulated in the electrolytic capacitor 22, and the DC voltage of the electrolytic capacitor 22 is set to an arbitrary magnitude and frequency by the inverter 23. Is converted to AC voltage.

ところで、マトリクスコンバータもインバータ装置も、入力端子R,S,Tと出力端子U,V,Wとを誤って逆に接続して運転すると、半導体素子が破壊され、装置の故障を引き起こす。以下、故障する原理について説明する。   By the way, if both the matrix converter and the inverter device are operated by mistakenly connecting the input terminals R, S, T and the output terminals U, V, W, the semiconductor element is destroyed and the device is broken. Hereinafter, the principle of failure will be described.

図13はインバータ装置における誤接続時の電流経路、図14はマトリクスコンバータにおける誤接続時の電流経路を説明するための図である。
図13において、交流電源を入力端子R,S,Tではなく誤って出力端子U,V,Wに接続すると、インバータ装置では還流ダイオードを介して直流電圧が上昇する。通常、インバータ装置では直流電圧から制御装置の電源を供給することが多いため、この場合、制御装置は異常なく運転準備状態となり得る。
一方、マトリクスコンバータの場合には、別系統から制御装置の電源が供給されていれば、同様に運転準備状態となり得る。
FIG. 13 is a diagram for explaining a current path when the inverter device is erroneously connected, and FIG. 14 is a diagram for explaining a current path when the matrix converter is erroneously connected.
In FIG. 13, when the AC power supply is mistakenly connected to the output terminals U, V, and W instead of the input terminals R, S, and T, the DC voltage rises through the return diode in the inverter device. In general, the inverter device often supplies power to the control device from a DC voltage. In this case, the control device can be in an operation ready state without any abnormality.
On the other hand, in the case of a matrix converter, as long as the power of the control device is supplied from another system, the operation can be similarly performed.

このような状態で運転を開始すると、インバータ装置の場合、例えば図13に矢印で示すようにU相及びV相の上アーム間に短絡経路が発生するようなスイッチングパターンが存在し、半導体スイッチング素子に大電流が流れて破壊を招く。これは、例えばU相の上下アームを同時にオンするようなスイッチングパターンは存在しないが、異なるアームのスイッチング素子相互間では任意のスイッチングパターンがあり得るため、短絡経路が形成される可能性があるからである。また、図13に示す短絡経路以外にも、U相及びW相の上アーム間、V相及びW相の上アーム間、各相の下アーム間で短絡経路が形成されるスイッチングパターンが存在する。
マトリクスコンバータの場合もインバータ装置と同様に、入力端子R,S,T同士を短絡するスイッチングパターンは存在しないが、出力端子U,V,W同士を短絡するスイッチングパターンが存在するので、例えば図14に矢印で示すような短絡経路が形成される。
この場合、電力変換器が過電流保護回路を有していたとしても、過電流保護回路は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防ぐことはできない。
When the operation is started in such a state, in the case of the inverter device, for example, there is a switching pattern in which a short-circuit path is generated between the upper arms of the U phase and the V phase as indicated by arrows in FIG. A large current flows through the battery, causing destruction. This is because, for example, there is no switching pattern that simultaneously turns on the upper and lower arms of the U phase, but there may be an arbitrary switching pattern between switching elements of different arms, so a short circuit path may be formed. It is. In addition to the short-circuit path shown in FIG. 13, there is a switching pattern in which a short-circuit path is formed between the upper arms of the U and W phases, between the upper arms of the V and W phases, and between the lower arms of each phase. .
In the case of the matrix converter as well as the inverter device, there is no switching pattern for short-circuiting the input terminals R, S, and T, but there is a switching pattern for short-circuiting the output terminals U, V, and W. A short circuit path as indicated by an arrow is formed.
In this case, even if the power converter has an overcurrent protection circuit, the overcurrent protection circuit operates after a short circuit occurs, and thus the switching element cannot be destroyed.

なお、特許文献1には、インバータ装置における入出力端子逆接続時の保護回路が開示されている。
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。
Patent Document 1 discloses a protection circuit at the time of reverse connection of input / output terminals in an inverter device.
The prior art described in claim 1 of this prior art document is provided with a power supply voltage detection circuit for detecting that an AC power supply is normally applied, and an interlock switch and an operation signal switch that are turned on by the output signal thereof. The drive circuit that drives the switching element of the inverter unit is operated according to the AND condition of the inverter unit, and when the input / output terminal of the inverter device is reversely connected, the operation of the drive circuit is disabled by turning off the interlock switch. This prevents the short circuit between the phases by maintaining the shut-off state of the switching element.
Further, the prior art described in claims 3 to 6 of the prior art document includes a voltage comparison circuit that compares the DC voltage of the inverter device (the voltage of the smoothing capacitor) with a predetermined value, and the input / output terminals are reversely connected. Accordingly, since the power supply voltage of the control device is insufficient in a state where the DC voltage is not established, a short circuit between the phases is prevented by maintaining the cutoff state of the switching element by the inoperable control device.

特開平5−268722号公報([0021],[0022],[0025]〜[0028]、図1,図3〜図6等)JP-A-5-268722 ([0021], [0022], [0025] to [0028], FIGS. 1, 3 to 6 etc.)

特許文献1における請求項1の従来技術では、インバータ装置の入出力端子を逆接続した場合と電源電圧低下等による電源異常時との何れの場合にも、インターロックスイッチがオフして駆動回路の動作を不能にすることができるが、これによると逆接続状態を電源電圧異常と判別することができない。また、特許文献1における請求項3〜6の従来技術でも、制御装置の電源が別系統から供給されている場合には、同様に逆接続と電源電圧異常との判別が不可能である。
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。
In the prior art of claim 1 in Patent Document 1, the interlock switch is turned off and the drive circuit is turned off in both cases where the input / output terminals of the inverter device are reversely connected and when the power supply is abnormal due to a power supply voltage drop or the like. Although the operation can be disabled, the reverse connection state cannot be determined as a power supply voltage abnormality. Further, even in the prior arts of claims 3 to 6 in Patent Document 1, when the power of the control device is supplied from another system, it is impossible to discriminate between reverse connection and power supply voltage abnormality.
Therefore, there is a problem that it takes a lot of time and labor to investigate the cause of the artificial misconnection or power supply voltage abnormality, and if a dedicated detection circuit for detecting reverse connection is provided separately, This causes an increase in cost and an increase in size.

一方、マトリクスコンバータ等の直接変換器やインバータ装置の主回路構成を考えれば、入出力端子が逆接続されていても、制御を正しく行えば装置の運転は可能である。しかるに上記従来技術では、そもそも逆接続と電源電圧異常との判別が不可能であるためインバータ装置の運転を停止せざるを得ないばかりか、装置の正常接続時における入力端電圧のみを検出し、出力端電圧(逆接続時の入力端電圧に相当する)を検出する構成を備えていないため、逆接続状態のままで電力変換器を運転することができない。   On the other hand, considering the main circuit configuration of a direct converter such as a matrix converter or an inverter device, even if the input / output terminals are reversely connected, the device can be operated if the control is performed correctly. However, in the above prior art, in the first place, it is impossible to discriminate between reverse connection and power supply voltage abnormality, so not only the operation of the inverter device has to be stopped, but also only the input terminal voltage at the time of normal connection of the device is detected, Since the configuration for detecting the output terminal voltage (corresponding to the input terminal voltage during reverse connection) is not provided, the power converter cannot be operated in the reverse connection state.

そこで本発明の解決課題は、専用の検出回路を要することなく電力変換器の入出力端子が逆接続されていることを正確に検出して異常時の原因究明を容易にし、スイッチング素子等の保護を可能にすると共に、逆接続状態のままで支障なく運転できるようにした交流交流電力変換器を提供することにある。   Accordingly, the problem to be solved by the present invention is to accurately detect that the input / output terminals of the power converter are reversely connected without requiring a dedicated detection circuit to facilitate the investigation of the cause at the time of abnormality, and to protect the switching elements and the like. It is another object of the present invention to provide an AC / AC power converter that can be operated without any trouble in a reverse connection state.

上記課題を解決するため、請求項1に記載した発明は、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電力変換器において、
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を検出する入力端電圧検出手段と、
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を検出する出力端電圧検出手段と、
前記入力端電圧検出手段及び出力端電圧検出手段により検出した電圧情報を用いて、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た逆接続状態を検知する逆接続検知手段と、
この検知手段により逆接続状態を検知した際に、正常接続時における前記半導体スイッチング素子の駆動信号を逆接続時の駆動信号に入れ替えてなるスイッチングパターンを生成する制御手段と、を備えたものである。
In order to solve the above-described problem, the invention described in claim 1 is an AC / AC power converter that converts an AC power supply voltage into an AC voltage having an arbitrary magnitude and frequency by turning on and off the semiconductor switching element, and outputs the AC voltage.
Input terminal voltage detection means for detecting an AC voltage applied to a regular input terminal of the converter;
Output terminal voltage detection means for detecting an AC voltage applied to a regular output terminal of the converter;
Using the voltage information detected by the input terminal voltage detection means and the output terminal voltage detection means, the regular output terminal of the converter is connected to the AC power supply side, and the regular input terminal is connected to the load side. Reverse connection detection means for detecting a reverse connection state;
And a control means for generating a switching pattern by replacing the drive signal of the semiconductor switching element at the time of normal connection with the drive signal at the time of reverse connection when the reverse connection state is detected by the detection means. .

請求項2に記載した発明は、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電力変換器において、
前記変換器の正規の入力端子を流れる交流電流を検出する入力端電流検出手段と、
前記変換器の正規の出力端子を流れる交流電流を検出する出力端電流検出手段と、
前記入力端電流検出手段及び出力端電流検出手段により検出した電流情報を用いて、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た逆接続状態を検知する逆接続検知手段と、
この検知手段により逆接続状態を検知した際に、正常接続時における前記半導体スイッチング素子の駆動信号を逆接続時の駆動信号に入れ替えてなるスイッチングパターンを生成する制御手段と、を備えたものである。
The invention described in claim 2 is an AC / AC power converter that converts an AC power supply voltage into an AC voltage having an arbitrary magnitude and frequency by turning on and off the semiconductor switching element, and outputs the AC voltage.
Input terminal current detection means for detecting an alternating current flowing through a regular input terminal of the converter;
Output terminal current detection means for detecting an alternating current flowing through a regular output terminal of the converter;
Using the current information detected by the input terminal current detection means and the output terminal current detection means, the regular output terminal of the converter is connected to the AC power supply side, and the regular input terminal is connected to the load side. Reverse connection detection means for detecting a reverse connection state;
And a control means for generating a switching pattern by replacing the drive signal of the semiconductor switching element at the time of normal connection with the drive signal at the time of reverse connection when the reverse connection state is detected by the detection means. .

なお、請求項3〜8に記載するように、前記電圧情報、電流情報としては、交流電圧または交流電流の大きさ、周波数、位相を用いることができる。   In addition, as described in Claims 3 to 8, the voltage information and current information can be the magnitude, frequency, and phase of an AC voltage or AC current.

本発明によれば、入力端及び出力端の電圧、または入力端及び出力端の電流を検出するという容易に実現可能な手段により、電力変換器の入出力端子の接続状態を正確に検知することができ、入出力端子を誤って逆接続した場合でも、半導体スイッチング素子の駆動信号を適宜入れ替えることで正常接続時と同様の運転を行うことができる。
特に、電圧転流方式の交流交流直接変換器では、変換器を制御するために電圧情報を検出しているが、請求項1記載の発明によれば、接続状態の検知に用いる電圧検出手段と制御に用いる電圧検出手段とを兼用することが可能である。また、接続状態検知用の電圧情報は電圧の大きさ、周波数、位相の何れか一つを検出できればよいので、ほとんどの電力変換器に対して、最小限の回路を追加するだけでよい。すなわち、請求項1に記載した発明は、電圧転流方式の交流交流直接変換器に対して非常に有効であると言える。
同様の理由により、請求項2に記載した発明は、変換器の制御に電流検出を行っている電流転流方式の交流交流直接変換器に対して特に有効である。
According to the present invention, the connection state of the input / output terminals of the power converter can be accurately detected by an easily realizable means of detecting the voltage at the input end and the output end or the current at the input end and the output end. Even when the input / output terminals are reversely connected by mistake, the same operation as in normal connection can be performed by appropriately switching the drive signals of the semiconductor switching elements.
In particular, in a voltage commutation type AC / AC direct converter, voltage information is detected to control the converter. According to the first aspect of the present invention, the voltage detection means used for detecting the connection state and It can also be used as voltage detection means used for control. Further, since the voltage information for detecting the connection state only needs to detect any one of the magnitude, frequency, and phase of the voltage, it is only necessary to add a minimum circuit to most power converters. That is, it can be said that the invention described in claim 1 is very effective for a voltage commutation type AC / AC direct converter.
For the same reason, the invention described in claim 2 is particularly effective for a current commutation type AC / AC direct converter in which current detection is performed for control of the converter.

また、交流交流電力変換器としてのインバータ装置に対しては、請求項1または2の発明のどちらを適用しても逆接続状態の検知及び運転が可能であるから、システム構成に応じて実現が容易な方法を選択すればよい。
いずれにしても、請求項1または2に記載した発明によれば、入出力端子を誤って逆に接続した場合でも、装置を破壊せずに正常に運転できるという高い信頼性を有するばかりでなく、最小限の回路を追加するだけで利便性に優れた安価な電力変換器を提供することができる。
In addition, the inverter device as an AC / AC power converter can detect and operate in a reverse connection state regardless of which of the inventions of claim 1 or 2 is applied, and can be realized according to the system configuration. An easy method may be selected.
In any case, according to the invention described in claim 1 or 2, not only has a high reliability of being able to operate normally without destroying the device even if the input / output terminals are connected in reverse. Therefore, it is possible to provide an inexpensive power converter which is excellent in convenience only by adding a minimum circuit.

以下、図に沿って本発明の実施形態を説明する。図1は第1の発明に係る第1実施形態を示す構成図であり、本発明をマトリクスコンバータ3に適用した場合のものである。
図1において、双方向スイッチSmn群からなるマトリクスコンバータ3と三相交流電源1との間には、リアクトル及びコンデンサ等からなる入力フィルタ2が接続され、マトリクスコンバータ3の出力端子U,V,Wには負荷4が接続されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment according to the first invention, in which the present invention is applied to a matrix converter 3.
In FIG. 1, an input filter 2 including a reactor and a capacitor is connected between a matrix converter 3 including a bidirectional switch S mn group and a three-phase AC power source 1, and output terminals U, V, A load 4 is connected to W.

マトリクスコンバータ3の双方向スイッチSmnをオンオフ制御するための制御装置10Aは、正規の入力端子R,S,Tの電圧を検出する入力端電圧検出手段11と、正規の出力端子U,V,Wの電圧を検出する出力端電圧検出手段12と、両検出手段12,13の出力に基づいて入出力端子の逆接続を検知する逆接続検知手段13と、制御指令と共に検知手段13の出力が加えられてマトリクスコンバータ3のスイッチングパターンを生成するマトリクスコンバータ制御手段14とから構成されている。 The control device 10A for controlling on / off of the bidirectional switch Smn of the matrix converter 3 includes an input terminal voltage detection means 11 for detecting voltages of the regular input terminals R, S, T, and regular output terminals U, V, The output terminal voltage detection means 12 for detecting the voltage of W, the reverse connection detection means 13 for detecting reverse connection of the input / output terminals based on the outputs of the detection means 12 and 13, and the output of the detection means 13 together with the control command In addition, it is composed of matrix converter control means 14 for generating a switching pattern of the matrix converter 3.

マトリクスコンバータ3の入力端子R,S,T及び出力端子U,V,Wが正常に接続されている場合、制御装置10Aでは、入力端電圧検出手段11による電圧検出値と制御指令とを用いてマトリクスコンバータ制御手段14がスイッチングパターンを作成し、ゲートドライブ回路を介して双方向スイッチSmnのオンオフを切り替えることにより所望の出力電圧を発生させている。 When the input terminals R, S, and T and the output terminals U, V, and W of the matrix converter 3 are normally connected, the control device 10A uses the voltage detection value by the input terminal voltage detection means 11 and the control command. The matrix converter control means 14 creates a switching pattern, and generates a desired output voltage by switching on and off the bidirectional switch Smn via a gate drive circuit.

次に、マトリクスコンバータ3の入力端子R,S,Tが負荷4側に接続され、出力端子U,V,Wが三相交流電源1側に接続される逆接続状態において、正常接続時と同様の運転を行うためには、まず逆接続状態であることを正確に検知する必要がある。
逆接続状態は、入出力電圧の大きさ、周波数、位相の何れか一つに着目すれば検出可能であるが、ここでは入出力電圧の大きさ(振幅)を用いた逆接続状態の検知方法について説明する。
Next, in the reverse connection state in which the input terminals R, S, and T of the matrix converter 3 are connected to the load 4 side and the output terminals U, V, and W are connected to the three-phase AC power source 1 side, the same as in normal connection In order to perform the operation, it is first necessary to accurately detect the reverse connection state.
The reverse connection state can be detected by paying attention to any one of the magnitude, frequency, and phase of the input / output voltage. Here, the reverse connection state detection method using the magnitude (amplitude) of the input / output voltage is used. Will be described.

電力変換器の制御に入力電圧を使用する場合は、入力端電圧検出手段11により制御用の電圧検出と逆接続検知用の電圧検出という二つの機能を兼ね備えることが可能であり、新たに電圧検出手段を追加する必要はない。一方、この実施形態では逆接続状態を検出するために新たに出力端電圧検出手段12が必要になるが、これは比較的簡単な構成によって容易に実現可能である。   When an input voltage is used for controlling the power converter, the input end voltage detection means 11 can have both functions of voltage detection for control and voltage detection for reverse connection detection. There is no need to add means. On the other hand, in this embodiment, the output terminal voltage detection means 12 is newly required to detect the reverse connection state, but this can be easily realized with a relatively simple configuration.

以下、本実施形態における逆接続状態の検知方法について説明する。
入力端子R,S,T側の電圧v,v,vを交流2軸成分vα,vβにより表すと、数式1となる。
Hereinafter, the reverse connection state detection method according to the present embodiment will be described.
When the voltages v r , v s , and v t on the input terminals R, S, and T side are expressed by AC biaxial components v α and v β , Equation 1 is obtained.

Figure 2007020275
Figure 2007020275

数式1から、入力電圧ベクトルの大きさ|V|を求めると数式2となる。 When the magnitude | V i | of the input voltage vector is obtained from Equation 1, Equation 2 is obtained.

Figure 2007020275
Figure 2007020275

ここで、図2に示すように、マトリクスコンバータ3の入力端子R,S,Tが負荷4に接続され、出力端子U,V,Wが入力フィルタ2を介して三相交流電源1に接続される逆接続状態を考える。この場合、入力端子R,S,T側の電圧情報はゼロとなり、逆接続検知手段13に設定された所定のしきい値(第1の異常検知規定値)を下回るため、入力電圧の低下が検出される。
しかしながら、このような入力端電圧の低下だけでは、図2のような逆接続によるものか、あるいは正常接続時における系統電圧の異常であるのかを判別することができない。そこで、本実施形態では、出力端電圧検出手段12による検出電圧から入力端電圧の低下原因を判別し、逆接続を正確に検知するようにした。
Here, as shown in FIG. 2, the input terminals R, S, and T of the matrix converter 3 are connected to the load 4, and the output terminals U, V, and W are connected to the three-phase AC power source 1 through the input filter 2. Consider the reverse connection state. In this case, the voltage information on the input terminals R, S, T side becomes zero and falls below a predetermined threshold value (first abnormality detection specified value) set in the reverse connection detection means 13, so that the input voltage decreases. Detected.
However, it is not possible to determine whether the input terminal voltage alone is due to reverse connection as shown in FIG. 2 or whether the system voltage is abnormal during normal connection. Therefore, in the present embodiment, the cause of the decrease in the input terminal voltage is determined from the voltage detected by the output terminal voltage detection means 12, and the reverse connection is accurately detected.

すなわち、入力端電圧検出手段11により検出された入力端電圧が第1の異常検知規定値を下回った場合、出力端電圧検出手段12による検出電圧と第2の異常検知規定値との大小関係によって正常接続時における系統電圧の異常と逆接続とを判別することができる。つまり、正常接続時には出力端電圧検出手段12による電圧情報がゼロとなり、第2の異常検知規定値を下回るが、逆接続時には出力端子U,V,Wに電源1が接続されているため、出力端電圧検出手段12による検出電圧が第2の異常検知規定値を下回ることはない。   That is, when the input terminal voltage detected by the input terminal voltage detection means 11 falls below the first abnormality detection specified value, the magnitude relationship between the detection voltage by the output terminal voltage detection means 12 and the second abnormality detection specified value is determined. It is possible to discriminate between abnormal system voltage and reverse connection during normal connection. That is, the voltage information by the output terminal voltage detection means 12 becomes zero during normal connection and falls below the second abnormality detection specified value, but the power supply 1 is connected to the output terminals U, V, and W during reverse connection. The voltage detected by the end voltage detection means 12 never falls below the second abnormality detection specified value.

従って、逆接続検知手段13は、両検出手段11,12の出力に基づいて、入力端子R,S,T側の電圧が第1の異常検知規定値以下であり、かつ出力端子U,V,W側の電圧が第2の異常検知規定値以上である場合に、入力端子R,S,Tと出力端子U,V,Wとが誤って逆に接続されていることを検知可能であり、入力電圧が低下した原因を特定することができる。
なお、出力端電圧検出手段12としては厳密な精度は必要ではなく、計器用変圧器及びコンパレータ等により構成できるため、複雑な追加回路は不要である。
Therefore, the reverse connection detection means 13 is based on the outputs of the detection means 11 and 12, and the voltages at the input terminals R, S, and T are below the first abnormality detection specified value, and the output terminals U, V, When the voltage on the W side is equal to or higher than the second abnormality detection specified value, it can be detected that the input terminals R, S, T and the output terminals U, V, W are erroneously connected in reverse. The cause of the decrease in input voltage can be identified.
The output terminal voltage detection means 12 does not require strict accuracy, and can be constituted by an instrument transformer, a comparator, and the like, so that a complicated additional circuit is unnecessary.

図3は、逆接続検知手段13の動作を示すフローチャートであり、入出力電圧の振幅から逆接続状態を検知する場合のものである。
各検出手段11,12により入力端及び出力端電圧を検出し(ステップS1,S2)、入力端電圧に関する数式2の電圧ベクトルの大きさが第1の異常検知規定値以上である場合(S3 NO)には、入出力端子が正常に接続されていると判断してマトリクスコンバータ3に運転許可を与え(S6)、運転待機状態へと移行する。
なお、ステップS1,S2における入力端及び出力端電流の検出処理は、後述する第3,第4実施形態に関するものである。
FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the reverse connection detection means 13, which is for detecting the reverse connection state from the amplitude of the input / output voltage.
When the input and output terminal voltages are detected by the detection means 11 and 12 (steps S1 and S2), and the magnitude of the voltage vector of Equation 2 relating to the input terminal voltage is greater than or equal to the first abnormality detection specified value (S3 NO) ) Determines that the input / output terminals are normally connected, gives operation permission to the matrix converter 3 (S6), and shifts to an operation standby state.
Note that the input end and output end current detection processing in steps S1 and S2 relates to third and fourth embodiments described later.

また、入力端電圧が第1の異常検知規定値未満であり(S3 YES)、かつ出力端電圧が第2の異常検知規定値未満である場合(S4 NO)は、系統電圧の低下による電源系統の異常と判断し(S7)、運転を停止させる。このように系統電圧の低下による電源異常の場合は、電圧が復帰すれば自動的に再起動を行うなどの処理が可能である。   Further, when the input terminal voltage is less than the first abnormality detection prescribed value (S3 YES) and the output terminal voltage is less than the second abnormality detection prescribed value (S4 NO), the power supply system due to the reduction of the system voltage (S7), and the operation is stopped. Thus, in the case of a power supply abnormality due to a drop in the system voltage, processing such as automatic restart is possible when the voltage is restored.

一方、数式2の電圧ベクトルの大きさが第1の異常検知規定値未満であって出力端電圧が第2の異常検知規定値以上である場合(S4 YES)には、前述の如く逆接続と判断して逆接続フラグをオンし(S5)、図2のマトリクスコンバータ制御手段14へ逆接続状態であることを示す信号を出力した上で、運転を許可する。なお、この逆接続時における運転方法については後述する。   On the other hand, when the magnitude of the voltage vector of Formula 2 is less than the first abnormality detection specified value and the output terminal voltage is greater than or equal to the second abnormality detection specified value (S4 YES), the reverse connection is performed as described above. After judging, the reverse connection flag is turned on (S5), a signal indicating the reverse connection state is output to the matrix converter control means 14 of FIG. 2, and then the operation is permitted. The operation method at the time of reverse connection will be described later.

次に、本実施形態において、入出力電圧の周波数または位相を検出することにより、逆接続状態を検知することも可能である。図4は、入出力電圧の周波数から逆接続状態を検知する場合の逆接続検知手段13の動作を示すフローチャートである。
入力端子R,S,Tに電源1が正しく接続されている場合、入力端電圧検出手段11により電源周波数が検出されるが、電圧低下などの電源異常が発生すると電源周波数と異なる周波数が検出される。
一方、出力端子U,V,Wに電源1を接続すると、入力端電圧検出手段11により検出される電圧の周波数はゼロとなる。
Next, in this embodiment, it is possible to detect a reverse connection state by detecting the frequency or phase of the input / output voltage. FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the reverse connection detection means 13 when detecting the reverse connection state from the frequency of the input / output voltage.
When the power supply 1 is correctly connected to the input terminals R, S, and T, the power supply frequency is detected by the input terminal voltage detection means 11, but when a power supply abnormality such as a voltage drop occurs, a frequency different from the power supply frequency is detected. The
On the other hand, when the power supply 1 is connected to the output terminals U, V, W, the frequency of the voltage detected by the input terminal voltage detection means 11 becomes zero.

そこで、図4のステップS11において検出した入力端電圧の周波数が規定範囲内(例えば、電源周波数±10%の範囲)であれば(S13 NO)、正常に接続されていると判断し、運転許可を与える(S16)。
また、入力端電圧周波数が規定値範囲外の場合(S13 YES)には、正常接続時であって電源異常、または、逆接続状態の何れかであることが推定されるため、ステップS12において検出した出力端電圧の周波数を参照する。この出力端周波数が規定範囲外であれば(S14 NO)、出力端子U,V,Wは電源1に接続されておらず、接続状態は正常であると考えられるので、電源系統の異常と判断し(S17)、運転を停止させる。
更に、出力端電圧の周波数が規定範囲内であれば(S14 YES)、出力端子U,V,Wは電源1に接続されていると見なせるので、逆接続フラグをオンし(S15)、後述する逆接続時の運転に移行する。
Therefore, if the frequency of the input terminal voltage detected in step S11 in FIG. 4 is within a specified range (for example, a range of power supply frequency ± 10%) (S13 NO), it is determined that the connection is normal and the operation is permitted. Is given (S16).
Further, when the input terminal voltage frequency is outside the specified value range (S13 YES), it is estimated that the power supply is abnormal or the reverse connection state is in a normal connection, so that the detection is made in step S12. Refer to the frequency of the output voltage. If this output terminal frequency is outside the specified range (NO in S14), the output terminals U, V, W are not connected to the power source 1 and the connection state is considered to be normal. (S17), and the operation is stopped.
Furthermore, if the frequency of the output terminal voltage is within the specified range (YES in S14), the output terminals U, V, W can be regarded as being connected to the power source 1, so the reverse connection flag is turned on (S15), which will be described later. Transition to reverse operation.

次に、図5は、入出力電圧の位相から逆接続状態を検知する場合の逆接続検知手段13の動作を示すフローチャートである。
すなわち、電源1が接続されていない端子では電圧の位相変化がないことを利用し、入力端電圧の位相に変化がある場合は正常接続時と判断して運転を許可する(S23 NO,S26)。入力端電圧の位相変化がない場合であって出力端電圧の位相変化がない場合には(S23 YES,S24 NO)、正常接続時における電源系統の異常と判断して運転を停止させ(S27)、出力端電圧の位相変化がある場合には(S24 YES)、出力端子U,V,Wに電源1が接続されていると判断して逆接続フラグをオンし(S25)、下記の逆接続時の運転に移行する。
Next, FIG. 5 is a flowchart showing the operation of the reverse connection detection means 13 when detecting the reverse connection state from the phase of the input / output voltage.
That is, using the fact that there is no voltage phase change at the terminal to which the power source 1 is not connected, if there is a change in the phase of the input terminal voltage, it is determined that the connection is normal and the operation is permitted (S23 NO, S26). . If there is no phase change of the input terminal voltage and no phase change of the output terminal voltage (S23 YES, S24 NO), it is determined that the power supply system is abnormal during normal connection and the operation is stopped (S27). If there is a phase change in the output terminal voltage (YES in S24), it is determined that the power supply 1 is connected to the output terminals U, V, W, and the reverse connection flag is turned on (S25). Shift to driving at the time.

次いで、マトリクスコンバータ3の逆接続状態における運転方法について説明する。
図6は、マトリクスコンバータ3の正常接続時の双方向スイッチの接続構成を示し、図7は逆接続時の双方向スイッチの接続構成を示している。これらの図において、入力端子Rと出力端子Uとを接続する双方向スイッチをSruと表記し、以下、同様に各スイッチを定義することとする。
Next, an operation method in the reverse connection state of the matrix converter 3 will be described.
FIG. 6 shows the connection configuration of the bidirectional switch when the matrix converter 3 is normally connected, and FIG. 7 shows the connection configuration of the bidirectional switch when the matrix converter 3 is reversely connected. In these drawings, a bidirectional switch that connects the input terminal R and the output terminal U is denoted as S ru, and hereinafter, each switch is defined similarly.

図2におけるマトリクスコンバータ制御手段14は、逆接続検知手段13からの逆接続フラグによって逆接続を検出すると、マトリクスコンバータ3の出力端子U,V,Wを電源側端子としてPWMパターン信号を演算し、得られたPWMパターン信号を表1に従って入れ替える。例えば、正常接続時の双方向スイッチSruに与えるPWMパターン信号1はそのまま逆接続時の双方向スイッチSruのPWMパターン信号とし、正常接続時のSrvに与えるPWMパターン信号2は逆接続時のSsuのPWMパターン信号とし、以下同様に正常接続時のSrwに与えるPWMパターン信号3を逆接続時のStuに、正常接続時のSsuに与えるPWMパターン信号4を逆接続時のSrvに、……というように入れ替える。 When the matrix converter control unit 14 in FIG. 2 detects reverse connection by the reverse connection flag from the reverse connection detection unit 13, the matrix converter control unit 14 calculates the PWM pattern signal using the output terminals U, V, and W of the matrix converter 3 as power supply side terminals, The obtained PWM pattern signals are exchanged according to Table 1. For example, a PWM pattern signal of the bidirectional switch S ru in PWM pattern signal 1 as reverse connection to be applied to the bidirectional switch S ru of normal connection, the PWM pattern signal 2 reverse connection given to S rv of the normal connection of the PWM pattern signal S su, following during reverse a PWM pattern signal 3 applied to the S rw at the time same properly connected to the S tu, during reverse connect the PWM pattern signal 4 to give the S su when normal connection Replace with S rv , and so on.

Figure 2007020275
Figure 2007020275

これにより、図7の如く逆接続された状態でも、逆接続時の双方向スイッチSruには正常接続時の同SruのPWMパターン信号1がそのまま与えられ、逆接続時の双方向スイッチSsuには正常接続時の同SrvのPWMパターン信号2がそのまま与えられ、逆接続時の双方向スイッチStuには正常接続時の同SrwのPWMパターン信号3がそのまま与えられ、……というように、実質的に図6の正常接続時と同様の接続状態を得ることができる。
従って、マトリクスコンバータ3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、逆接続により電源1に接続される側の出力端電圧検出手段12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も可能である。
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。
As a result, even in the reverse connection state as shown in FIG. 7, the PWM pattern signal 1 of the same S ru at the time of normal connection is directly applied to the bidirectional switch S ru at the time of reverse connection, and the bidirectional switch S at the time of reverse connection. normal connection during PWM pattern signal 2 of the same S rv is given as it is in su, the PWM pattern signal 3 of the same S rw of the normal connection to the bidirectional switch S tu during reverse connection given as it is, ...... In this way, it is possible to obtain a connection state substantially similar to the normal connection in FIG.
Therefore, it is possible to perform the operation while preventing a short circuit between the phases even though the matrix converter 3 is reversely connected. In this embodiment, it is also possible to create an input current command by detecting the voltage phase by the output terminal voltage detecting means 12 on the side connected to the power source 1 by reverse connection.
Further, although there are various connection configurations of the bidirectional switches, it goes without saying that operation in the reverse connection state can be realized if the PWM pattern signals are similarly replaced.

次に、図8は第1の発明に係る第2実施形態を示す構成図であり、交流交流電力変換器として、PWM整流器21とインバータ23とエネルギーバッファとしての電解コンデンサ22とからなるインバータ装置20を用いた場合のものである。
また、図9はPWM整流器21及びインバータ23の構成図であり、S1r〜S6r,S〜Sは還流ダイオードが逆並列接続されたIGBT等の半導体スイッチング素子を示す。
Next, FIG. 8 is a block diagram showing a second embodiment according to the first invention. As an AC / AC power converter, an inverter device 20 comprising a PWM rectifier 21, an inverter 23, and an electrolytic capacitor 22 as an energy buffer. It is a thing when using.
FIG. 9 is a configuration diagram of the PWM rectifier 21 and the inverter 23, and S 1r to S 6r and S 1 to S 6 indicate semiconductor switching elements such as IGBTs in which freewheeling diodes are connected in antiparallel.

この実施形態においても、第1実施形態と同様に逆接続状態を検知可能であり、PWMパターン信号を入れ替えることで逆接続時にインバータ装置20を運転することができる。
すなわち、第1実施形態と同様に、図8の制御装置10Bは、入力端電圧検出手段11、出力端電圧検出手段12及び逆接続検知手段13によりインバータ装置20の逆接続状態を検知する。逆接続状態の検出には、前記同様に入出力端電圧の大きさ、周波数、位相の何れを用いてもよい。
Also in this embodiment, the reverse connection state can be detected as in the first embodiment, and the inverter device 20 can be operated during reverse connection by switching the PWM pattern signals.
That is, as in the first embodiment, the control device 10B of FIG. 8 detects the reverse connection state of the inverter device 20 by the input terminal voltage detection unit 11, the output terminal voltage detection unit 12, and the reverse connection detection unit 13. For the detection of the reverse connection state, any of the magnitude, frequency, and phase of the input / output terminal voltage may be used as described above.

インバータ装置制御手段15では、逆接続検知手段13からの逆接続フラグを検知すると、インバータ23の出力端子U,V,Wを電源側端子としてPWMパターン信号を演算し、得られたPWMパターン信号を表2に従って入れ替えることにより、逆接続状態においても正常接続時と同様の運転が可能になる。   When the inverter device control means 15 detects the reverse connection flag from the reverse connection detection means 13, it calculates the PWM pattern signal using the output terminals U, V, W of the inverter 23 as the power supply side terminals, and uses the obtained PWM pattern signal. By switching according to Table 2, the same operation as in normal connection is possible even in the reverse connection state.

Figure 2007020275
Figure 2007020275

また、図9から明らかなように、PWM整流器21はすべての半導体スイッチング素子S1r〜S6rをオフすると、ダイオードブリッジとして動作する。よって、表3に示すように、逆接続時にはインバータ23側の6個の半導体スイッチング素子S〜Sをすべてオフすることにより、運転を行うことも可能である。 As is clear from FIG. 9, the PWM rectifier 21 operates as a diode bridge when all the semiconductor switching elements S 1r to S 6r are turned off. Therefore, as shown in Table 3, it is also possible to operate by turning off all the six semiconductor switching elements S 1 to S 6 on the inverter 23 side during reverse connection.

Figure 2007020275
Figure 2007020275

次いで、第2の発明に係る第3実施形態を説明する。
この第3実施形態は、入力端電流及び出力端電流に基づいて電力変換器の逆接続状態を検出し、逆接続状態のままで変換器の運転を可能としたものである。
Next, a third embodiment according to the second invention will be described.
In the third embodiment, the reverse connection state of the power converter is detected based on the input terminal current and the output terminal current, and the converter can be operated in the reverse connection state.

エネルギーバッファを持たないマトリクスコンバータ等の交流交流直接変換器は、入力電圧を検出して制御を行う電圧転流方式のものと、出力電流を検出して制御を行う電流転流方式のものがある。電流転流方式の直接変換器は電圧検出手段を持たないため、前述した第1実施形態を適用すると、逆接続状態を検出するために新たに電圧検出手段を入出力端双方に追加する必要が生じる。また、逆接続状態において運転を行うには、直接変換器の入力端(正常接続時の出力端)に電流検出手段を設ける必要がある。これらの検出手段を追加して逆接続時における運転が可能になったとしても、入出力端に電圧検出手段と電流検出手段とを設けることにより装置のコストが上昇するという問題がある。   AC / AC direct converters such as matrix converters that do not have an energy buffer include a voltage commutation system that detects and controls an input voltage, and a current commutation system that detects and controls an output current. . Since the current commutation type direct converter does not have voltage detection means, when the first embodiment described above is applied, it is necessary to newly add voltage detection means to both the input and output terminals in order to detect the reverse connection state. Arise. In order to operate in the reverse connection state, it is necessary to provide a current detection means at the input end of the direct converter (output end during normal connection). Even if these detection means are added and operation at the time of reverse connection becomes possible, there is a problem that the cost of the apparatus increases by providing the voltage detection means and the current detection means at the input / output terminals.

そこで第3実施形態では、電流転流方式の交流交流電力変換器、特にマトリクスコンバータ等の直接変換器において、逆接続状態を検知するために入出力端の電流を利用することとした。電流転流方式の直接変換器では、制御に用いる電流検出手段と逆接続検知に用いる電流検出手段とを兼用できるため、入力端(正常接続時の出力端)に電流検出手段を追加するだけでよく、追加する回路を必要最小限に抑えることができる。
よって、第1の発明に係る第1実施形態は電圧転流方式の電力変換器に、第2の発明に係る第3実施形態は電流転流方式の電力変換器に対してより有効であると言える。
Therefore, in the third embodiment, in the current commutation type AC / AC power converter, particularly a direct converter such as a matrix converter, the current at the input / output terminals is used to detect the reverse connection state. In the current commutation type direct converter, since the current detection means used for control and the current detection means used for reverse connection detection can be used together, it is only necessary to add the current detection means to the input terminal (output terminal at normal connection). Well, it is possible to minimize the added circuit.
Therefore, the first embodiment according to the first invention is more effective for a voltage commutation type power converter, and the third embodiment according to the second invention is more effective for a current commutation type power converter. I can say that.

なお、前述した第2実施形態や後述する第4実施形態のインバータ装置20では、直流電圧を検出すれば運転が可能である。よって、入出力電圧、入出力電流は逆接続状態を検知するために必要なだけであり、どちらを検出しても機能に差異は生じないため、適用するシステムに応じてより適した検出手段を選択することが可能である。
ここで、表4は、マトリクスコンバータ等の直接変換器及びインバータ装置に対する第1、第2の発明の適性をまとめたものである。
Note that the inverter device 20 of the second embodiment described above or the fourth embodiment described later can be operated if a DC voltage is detected. Therefore, the input / output voltage and input / output current are only necessary to detect the reverse connection state, and no difference occurs in the function regardless of which is detected. It is possible to select.
Here, Table 4 summarizes the suitability of the first and second inventions for a direct converter such as a matrix converter and an inverter device.

Figure 2007020275
Figure 2007020275

なお、第1の発明と第2の発明とを併用すれば、電圧・電流いずれの転流方式の変換器においても逆接続状態での運転が可能となるが、入出力端子に電圧検出手段及び電流検出手段を設ける必要があるため、コストを考えると必ずしも適切とは言えない。   In addition, if the first invention and the second invention are used in combination, a voltage-current commutation type converter can be operated in a reverse connection state. Since it is necessary to provide a current detection means, it is not necessarily appropriate considering the cost.

図10は第2の発明に係る第3実施形態の構成図であり、電流転流方式のマトリクスコンバータ3を対象としている。
制御装置10C内の入力端電流検出手段16は入力端の電流情報を、出力端電流検出手段17は出力端の電流情報を検出する。逆接続検知手段13は、検出した入出力電流により逆接続状態、電源系統異常を検知するが、この検知手段13は、入出力端電圧情報を用いる第1,第2実施形態と全く同一の構成によって実現可能であり、入出力端電流の大きさ、周波数、位相の何れか一つを用いて逆接続状態、電源系統異常を検出すればよい。
マトリクスコンバータ制御手段14ではPWMパターンを演算し、検知したマトリクスコンバータ3の接続状態を示す信号に応じて、演算したPWMパターンを前述の表1のように双方向スイッチへ割り当てることにより、逆接続状態での運転を可能とする。
FIG. 10 is a block diagram of a third embodiment according to the second invention, and is intended for a current commutation type matrix converter 3.
The input terminal current detection means 16 in the control device 10C detects input terminal current information, and the output terminal current detection means 17 detects output terminal current information. The reverse connection detection means 13 detects the reverse connection state and the power supply system abnormality based on the detected input / output current. The detection means 13 has the same configuration as the first and second embodiments using the input / output terminal voltage information. The reverse connection state and power supply system abnormality may be detected using any one of the magnitude, frequency, and phase of the input / output terminal current.
The matrix converter control means 14 calculates the PWM pattern, and assigns the calculated PWM pattern to the bidirectional switch as shown in Table 1 in accordance with the detected signal indicating the connection state of the matrix converter 3, so that the reverse connection state It is possible to drive in.

図11は第2の発明に係る第4実施形態の構成図であり、インバータ装置20を対象としている。
図11における制御装置10Dの構成は、インバータ装置制御手段15以外は実質的に図10の制御装置10Cと同一である。
インバータ装置20の接続状態はマトリクスコンバータ3の場合と同一の方法で検知することができ、インバータ装置制御手段15により演算したPWMパターンを、接続状態に応じて前述の表2または表3のように各スイッチング素子に割り当てるだけで逆接続状態での運転を実現することができる。
FIG. 11 is a configuration diagram of the fourth embodiment according to the second invention, and is intended for the inverter device 20.
The configuration of the control device 10D in FIG. 11 is substantially the same as the control device 10C in FIG. 10 except for the inverter device control means 15.
The connection state of the inverter device 20 can be detected by the same method as that of the matrix converter 3, and the PWM pattern calculated by the inverter device control means 15 is as shown in Table 2 or Table 3 according to the connection state. The operation in the reverse connection state can be realized only by assigning to each switching element.

本発明の第1実施形態を示す構成図である。It is a block diagram which shows 1st Embodiment of this invention. 第1実施形態における逆接続時の構成図である。It is a block diagram at the time of reverse connection in 1st Embodiment. 本発明の各実施形態における逆接続検知動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the reverse connection detection operation | movement in each embodiment of this invention. 本発明の各実施形態における逆接続検知動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the reverse connection detection operation | movement in each embodiment of this invention. 本発明の各実施形態における逆接続検知動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the reverse connection detection operation | movement in each embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態における正常接続時の構成図である。It is a block diagram at the time of the normal connection in 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態における逆接続時の構成図である。It is a block diagram at the time of reverse connection in 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態を示す構成図である。It is a block diagram which shows 2nd Embodiment of this invention. 第2実施形態におけるインバータ装置の構成図である。It is a block diagram of the inverter apparatus in 2nd Embodiment. 本発明の第3実施形態を示す構成図である。It is a block diagram which shows 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4実施形態を示す構成図である。It is a block diagram which shows 4th Embodiment of this invention. マトリクスコンバータの構成図である。It is a block diagram of a matrix converter. インバータ装置の構成図である。It is a block diagram of an inverter apparatus. マトリクスコンバータにおける短絡電流経路の説明図である。It is explanatory drawing of the short circuit current path | route in a matrix converter.

符号の説明Explanation of symbols

1:三相交流電源
2:入力フィルタ
3:マトリクスコンバータ
4:負荷
10A,10B,10C,10D:制御装置
11:入力端電圧検出手段
12:出力端電圧検出手段
13:逆接続検知手段
14:マトリクスコンバータ制御手段
15:インバータ装置制御手段
16:入力端電流検出手段
17:出力端電圧検出手段
20:インバータ装置
21:PWM整流器
22:電解コンデンサ
23:インバータ
mn:双方向スイッチ
R,S,T:入力端子
U,V,W:出力端子
1: Three-phase AC power supply 2: Input filter 3: Matrix converter 4: Load 10A, 10B, 10C, 10D: Control device 11: Input terminal voltage detection means 12: Output terminal voltage detection means 13: Reverse connection detection means 14: Matrix Converter control means 15: Inverter control means 16: Input terminal current detection means 17: Output terminal voltage detection means 20: Inverter device 21: PWM rectifier 22: Electrolytic capacitor 23: Inverter Smn : Bidirectional switch R, S, T: Input terminals U, V, W: Output terminals

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電力変換器において、
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を検出する入力端電圧検出手段と、
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を検出する出力端電圧検出手段と、
前記入力端電圧検出手段及び出力端電圧検出手段により検出した電圧情報を用いて、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た逆接続状態を検知する逆接続検知手段と、
この検知手段により逆接続状態を検知した際に、正常接続時における前記半導体スイッチング素子の駆動信号を逆接続時の駆動信号に入れ替えてなるスイッチングパターンを生成する制御手段と、
を備えたことを特徴とする交流交流電力変換器。
In an AC / AC power converter that converts an AC power supply voltage into an AC voltage of an arbitrary magnitude and frequency by turning on and off the semiconductor switching element, and outputs the AC voltage,
Input terminal voltage detection means for detecting an AC voltage applied to a regular input terminal of the converter;
Output terminal voltage detection means for detecting an AC voltage applied to a regular output terminal of the converter;
Using the voltage information detected by the input terminal voltage detection means and the output terminal voltage detection means, the regular output terminal of the converter is connected to the AC power supply side, and the regular input terminal is connected to the load side. Reverse connection detection means for detecting a reverse connection state;
Control means for generating a switching pattern by replacing the drive signal of the semiconductor switching element at the time of normal connection with the drive signal at the time of reverse connection when the reverse connection state is detected by the detection means,
An AC / AC power converter characterized by comprising:
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電力変換器において、
前記変換器の正規の入力端子を流れる交流電流を検出する入力端電流検出手段と、
前記変換器の正規の出力端子を流れる交流電流を検出する出力端電流検出手段と、
前記入力端電流検出手段及び出力端電流検出手段により検出した電流情報を用いて、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た逆接続状態を検知する逆接続検知手段と、
この検知手段により逆接続状態を検知した際に、正常接続時における前記半導体スイッチング素子の駆動信号を逆接続時の駆動信号に入れ替えてなるスイッチングパターンを生成する制御手段と、
を備えたことを特徴とする交流交流電力変換器。
In an AC / AC power converter that converts an AC power supply voltage into an AC voltage of an arbitrary magnitude and frequency by turning on and off the semiconductor switching element, and outputs the AC voltage,
Input terminal current detection means for detecting an alternating current flowing through a regular input terminal of the converter;
Output terminal current detection means for detecting an alternating current flowing through a regular output terminal of the converter;
Using the current information detected by the input terminal current detection means and the output terminal current detection means, the regular output terminal of the converter is connected to the AC power supply side, and the regular input terminal is connected to the load side. Reverse connection detection means for detecting a reverse connection state;
Control means for generating a switching pattern by replacing the drive signal of the semiconductor switching element at the time of normal connection with the drive signal at the time of reverse connection when the reverse connection state is detected by the detection means,
An AC / AC power converter characterized by comprising:
請求項1に記載した交流交流電力変換器において、
前記電圧情報が交流電圧の大きさであることを特徴とする交流交流電力変換器。
The AC / AC power converter according to claim 1,
The AC / AC power converter, wherein the voltage information is a magnitude of an AC voltage.
請求項1に記載した交流交流電力変換器において、
前記電圧情報が交流電圧の周波数であることを特徴とする交流交流電力変換器。
The AC / AC power converter according to claim 1,
The AC / AC power converter, wherein the voltage information is an AC voltage frequency.
請求項1に記載した交流交流電力変換器において、
前記電圧情報が交流電圧の位相であることを特徴とする交流交流電力変換器。
The AC / AC power converter according to claim 1,
The AC / AC power converter, wherein the voltage information is a phase of an AC voltage.
請求項2に記載した交流交流電力変換器において、
前記電流情報が交流電流の大きさであることを特徴とする交流交流電力変換器。
The AC / AC power converter according to claim 2,
The AC / AC power converter, wherein the current information is a magnitude of an AC current.
請求項2に記載した交流交流電力変換器において、
前記電流情報が交流電流の周波数であることを特徴とする交流交流電力変換器。
The AC / AC power converter according to claim 2,
The AC / AC power converter, wherein the current information is a frequency of an AC current.
請求項2に記載した交流交流電力変換器において、
前記電流情報が交流電流の位相であることを特徴とする交流交流電力変換器。
The AC / AC power converter according to claim 2,
The AC / AC power converter, wherein the current information is a phase of an AC current.
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