JP2007135310A - 過電流検出回路、過電流検出回路を備えたｐｗｍインバータ装置およびｐｗｍサイクロコンバータ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】過電流検出レベルを変更することができる過電流検出回路を提供する。さらに、容量毎の制御基板を不要とする過電流検出回路を備えたＰＷＭインバータ装置およびＰＷＭサイクロコンバータ装置を提供する。
【解決手段】デジタル設定された過電流検出レベルをアナログ電圧に変換して基準電圧として出力するＤ／Ａコンバータ５を備えた。また、過電流検出レベルを設定する設定スイッチ８、または上位コントローラ１０から伝送される過電流検出レベル設定情報を処理する伝送処理回路９を備えた。
【選択図】図１

Description

本発明は、過電流を検出する過電流検出回路、過電流検出回路を備えたＰＷＭインバータ装置およびＰＷＭサイクロコンバータ装置に関する。

従来の過電流検出回路は、出力電流検出信号を制御基板に取り込み、基準電圧と比較し出力電流が過電流レベルを超えると過電流異常を検出する（例えば、特許文献１参照）。
ところでインバータの場合、この過電流検出レベルはインバータ装置の容量により異なり、分圧抵抗の定数により設定される。よって、インバータ装置の容量毎にそれぞれ過電流検出レベル、すなわち抵抗値の異なる制御基板を準備している。
図３は、従来技術を示す過電流検出回路を備えたＰＷＭインバータ装置の構成図である。
図３において、１、２、３は電流検出器、４はピーク検出回路、６は比較回路、７はインバータ装置の制御を行うＣＰＵ、１１は基準電圧発生回路、１２、１３は抵抗、１４はコンバータ部、１５はインバータ部、１６は電動機、１７は過電流検出回路、１８は制御基板、２０は電流検出部である。また、Ｖｒは基準電圧、Ｖｐは出力電流の絶対値のピークに相当する電圧、Ｓ１は過電流検出信号である。
以下、図３を用いて、従来技術のＰＷＭインバータ装置における過電流検出回路１７の動作を説明する。
電流検出部２０の電流検出器１、２、３は、ＰＷＭインバータ装置の出力電流を、電圧に変換する。電流検出器１、２、３の出力電圧は、制御基板１８のピーク検出回路４に入力される。ピーク検出回路４は、電流検出器１、２、３の出力電圧、すなわち電流検出器１、２、３が検出した３相それぞれの出力電流に相当する電圧から絶対値のピークＶｐを検出する。基準電圧発生回路１１は、抵抗１２と抵抗１３の比により過電流検出レベルに相当する基準電圧Ｖｒを発生する。比較回路６は、ピーク検出回路４の出力電圧Ｖｐと基準電圧発生回路１１で作成された過電流検出レベル、すなわち基準電圧Ｖｒとを比較し、Ｖｐ＞Ｖｒであれば異常と見なし過電流検出信号Ｓ１を出力する。ＣＰＵ７は過電流検出信号Ｓ１を検知するとインバータ部１５の駆動を停止するなどの異常処理を行う。
このように、従来の過電流検出回路は、出力電流検出信号と抵抗分圧した基準電圧を比較して過電流を検出するものである。
特開平７−５９２５４号公報 （第８図）

ＰＷＭインバータ装置やＰＷＭサイクロコンバータ装置などでは、装置本体の出力容量に応じて過電流検出レベルが異なっている。しかし、従来の過電流検出回路では、過電流検出レベルが抵抗値の定数により固定されていて変更することができないので、装置本体の容量毎に制御基板を用意する必要があるという問題があった。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、過電流検出レベルを変更することができる過電流検出回路を提供することを目的とする。さらに、容量毎の制御基板を不要とした過電流検出回路を備えたＰＷＭインバータ装置およびＰＷＭサイクロコンバータ装置を提供することを目的とする。

上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したのである。
請求項１に記載の発明は、検出した電流を電圧に変換して出力する電流検出部と、前記電流検出部の出力の絶対値のピークを検出するピーク検出回路と、前記ピーク検出回路の出力と基準電圧との比較結果に基づいて過電流異常を検出する比較器と、を備えた過電流検出回路において、デジタル設定された過電流検出レベルをアナログ電圧に変換して前記基準電圧として出力するＤ／Ａコンバータを備えたことを特徴とするものである。
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の過電流検出回路において、前記過電流検出レベルをデジタル設定する設定スイッチを備え、前記Ｄ／Ａコンバータは、前記設定スイッチの設定に基づいて前記基準電圧を出力するものであることを特徴とするものである。
また、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の過電流検出回路において、上位コントローラから伝送された設定情報を処理する伝送処理回路を備え、前記Ｄ／Ａコンバータは、前記設定情報から得られた前記過電流検出レベルに相当するデジタルデータに基づいて前記基準電圧を出力するものであることを特徴とするものである。
また、請求項４に記載の発明は、交流電圧電源を直流電圧に変換するコンバータ部と、前記直流電圧を入力して交流電圧に変換し電動機に電流を出力するインバータ部と、前記電動機への出力電流を検出して電圧に変換して出力する電流検出部、前記電流検出部の出力の絶対値のピークを検出するピーク検出回路、および前記ピーク検出回路の出力と基準電圧との比較結果に基づいて過電流異常を検出する比較器から成る過電流検出回路と、を備えたＰＷＭインバータ装置において、前記過電流検出回路は、請求項１乃至３のいずれかに記載したものであることを特徴とするものである。
また、請求項５に記載の発明は、交流電圧電源を入力して異なる周波数の交流電圧に変換し電動機に電流を出力する周波数変換部と、前記電動機への出力電流を検出して電圧に変換して出力する電流検出部、前記電流検出部の出力の絶対値のピークを検出するピーク検出回路、および前記ピーク検出回路の出力と基準電圧との比較結果に基づいて過電流異常を検出する比較器から成る過電流検出回路と、を備えたＰＷＭサイクロコンバータ装置において、前記過電流検出回路は、請求項１乃至３のいずれかに記載したものであることを特徴とするものである。

請求項１に記載の発明によると、Ｄ／Ａコンバータの出力を変更することで過電流検出レベルを変更することができる。
また、請求項２に記載の発明によると、制御基板上の設定スイッチの設定により過電流検出レベルを任意の値に設定できることができる。
また、請求項３に記載の発明によると、上位コントローラの設定により過電流検出レベルを任意の値に設定できることができる。
また、請求項４に記載の発明によると、制御基板上の設定スイッチの設定、もしくは上位コントローラからの設定情報により出力過電流検出レベルを変更できるため、１種類の制御基板を用意するだけで全容量のＰＷＭインバータ装置に適用することができる。
また、請求項５に記載の発明によると、制御基板上の設定スイッチの設定、もしくは上位コントローラからの設定情報により出力過電流検出レベルを変更できるため、１種類の制御基板を用意するだけで全容量のＰＷＭサイクロコンバータ装置に適用することができる。

以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。

図１は、本発明の第１実施例を示す過電流検出回路を備えたＰＷＭインバータ装置の構成図である。
図１において、５はＤ／Ａコンバータ、８は設定スイッチである。尚、従来技術を示す図３と同じ説明符号のものは図３と同じ構成要素を示すものとし、その説明は省略する。
本発明が従来技術と異なる点は、本実施例で示す過電流検出回路１７は、抵抗１２と抵抗１３の分圧により基準電圧Ｖｒを発生する基準電圧発生回路１１の代わりに、Ｄ／Ａコンバータ５と設定スイッチ８とを備えるようにしている点である。
以下、図１を用いて本発明の過電流検出回路１７および過電流検出回路１７を備えたＰＷＭインバータ装置の動作を説明する。
設定スイッチ８は、ユーザによりインバータ装置の容量毎に異なった値に設定される。ＣＰＵ７は、設定スイッチ８の設定を読み込みインバータ装置の容量を認識し、この時認識されたインバータ装置の容量に対応する過電流検出レベルをＤ／Ａコンバータ５へ設定し、Ｄ／Ａコンバータ５は基準電圧Ｖｒとして出力する。
尚、インバータ装置を例に構成および動作を述べたが、交流電圧電源を入力して異なる周波数の交流電圧に変換し電動機を制御するＰＷＭサイクロコンバータ装置に本発明の過電流検出回路１７を適用した場合も同じである。

このように、本実施例に係る過電流検出回路、過電流検出回路を備えたＰＷＭインバータ装置および過電流検出回路を備えたＰＷＭサイクロコンバータ装置は、過電流検出レベル設定のための設定スイッチとＤ／Ａコンバータを備え、すなわち設定スイッチ８により設定された過電流検出レベルに相当するデジタルデータをＤ／Ａコンバータ５でアナログ電圧に変換し比較器６の基準電圧としているため、設定スイッチ８の設定により過電流検出レベルをＤ／Ａコンバータ５で設定できる範囲で任意のレベルに設定することができる。

図２は、本発明の第２実施例を示す過電流検出回路を備えたＰＷＭインバータ装置の構成図である
図２において、９は伝送処理回路、１０は上位コントローラである。尚、第１実施例を示す図１と同じ説明符号のものは図１と同じ構成要素を示すものとし、その説明は省略する。
本実施例が第１実施例と相違する点は以下のとおりである。すなわち、本実施例は設定スイッチ８の代わりに、本実施例で示す過電流検出回路１７は、伝送処理回路９を備えるようにしている点である。
以下、図２を用いて本発明の過電流検出回路１７および過電流検出回路１７を備えたＰＷＭインバータ装置の動作を説明する。
ユーザはデジタルオペレータ等により上位コントローラにインバータ装置の容量を設定する。上位コントローラ１０は、伝送により伝送処理回路９を介してインバータ装置に設定情報を伝え容量を設定する。
ＣＰＵ７は、設定されたインバータ装置の容量に対応する過電流検出レベルをＤ／Ａコンバータ５へ設定し、Ｄ／Ａコンバータ５は基準電圧Ｖｒとして出力する。
尚、ＰＷＭサイクロコンバータ装置に本発明の過電流検出回路１７を適用した場合も、過電流検出回路１７の構成および動作については、本実施例に係るＰＷＭインバータ装置の場合と同じである。

このように、本実施例に係る過電流検出回路１７、過電流検出回路１７を備えたＰＷＭインバータ装置および過電流検出回路１７を備えたＰＷＭサイクロコンバータ装置は、過電流検出レベル設定のための伝送処理回路９とＤ／Ａコンバータ５を備え、すなわち、Ｄ／Ａコンバータ５は、上位コントローラ１０から伝送された設定情報から伝送処理回路９を介して得られた過電流検出レベルに相当するデジタルデータに基づいて電圧を比較器６の基準電圧として出力するようにしているため、上位コントローラ１０からの設定により過電流検出レベルをＤ／Ａコンバータ５で設定できる範囲で任意のレベルに設定することができる。

本発明は、ＰＷＭインバータ装置およびＰＷＭサイクロコンバータ装置に限らず、出力を過電流から保護することを要求される電力変換装置に広く適用が可能である。

本発明の第１実施例を示す過電流検出回路を備えたＰＷＭインバータ装置の構成図 本発明の第２実施例を示す過電流検出回路を備えたＰＷＭインバータ装置の構成図 従来技術を示す過電流検出回路を備えたＰＷＭインバータ装置の構成図

符号の説明

１、２、３ 電流検出器
４ ピーク検出回路
５ Ｄ／Ａコンバータ
６ 比較器
７ ＣＰＵ
８ 設定スイッチ
９ 伝送処理回路
１０ 上位コントローラ
１１ 基準電圧発生回路
１２、１３ 抵抗器
１４ コンバータ部
１５ インバータ部
１６ 電動機
１７ 過電流検出回路
１８ 制御基板
２０ 電流検出部

Claims (5)

1. 検出した電流を電圧に変換して出力する電流検出部（２０）と、
   前記電流検出部（２０）の出力の絶対値のピークを検出するピーク検出回路（４）と、
   前記ピーク検出回路（４）の出力と基準電圧との比較結果に基づいて過電流異常を検出する比較器（６）と、
   を備えた過電流検出回路において、
   デジタル設定された過電流検出レベルをアナログ電圧に変換して前記基準電圧として出力するＤ／Ａコンバータ（５）を備えたことを特徴とする過電流検出回路。
2. 前記過電流検出レベルをデジタル設定する設定スイッチ（８）を備え、
   前記Ｄ／Ａコンバータ（５）は、
   前記設定スイッチ（８）の設定に基づいて前記基準電圧を出力するものであることを特徴とする請求項１に記載の過電流検出回路。
3. 上位コントローラ（１０）から伝送された設定情報を処理する伝送処理回路（９）を備え、
   前記Ｄ／Ａコンバータ（５）は、
   前記設定情報から得られた前記過電流検出レベルに相当するデジタルデータに基づいて前記基準電圧を出力するものであることを特徴とする請求項１に記載の過電流検出回路。
4. 交流電圧電源を直流電圧に変換するコンバータ部（１４）と、
   前記直流電圧を入力して交流電圧に変換し電動機（１６）に電流を出力するインバータ部（１５）と、
   前記電動機（１６）への出力電流を検出して電圧に変換して出力する電流検出部（２０）、 前記電流検出部（２０）の出力の絶対値のピークを検出するピーク検出回路（４）、および前記ピーク検出回路（４）の出力と基準電圧との比較結果に基づいて過電流異常を検出する比較器（６）から成る過電流検出回路（１７）と、
   を備えたＰＷＭインバータ装置において、
   前記過電流検出回路（１７）は、請求項１乃至３のいずれかに記載したものであることを特徴とする過電流検出回路を備えたＰＷＭインバータ装置。
5. 交流電圧電源を入力して異なる周波数の交流電圧に変換し電動機（１６）に電流を出力する周波数変換部と、
   前記電動機（１６）への出力電流を検出して電圧に変換して出力する電流検出部（２０）、 前記電流検出部（２０）の出力の絶対値のピークを検出するピーク検出回路（４）、および前記ピーク検出回路（４）の出力と基準電圧との比較結果に基づいて過電流異常を検出する比較器（６）から成る過電流検出回路（１７）と、
   を備えたＰＷＭサイクロコンバータ装置において、
   前記過電流検出回路（１７）は、請求項１乃至３のいずれかに記載したものであることを特徴とする過電流検出回路を備えたＰＷＭサイクロコンバータ装置。

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