JP2012191716A - Capacitor discharge circuit for dc output circuit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、高電圧直流回路の平滑用コンデンサを放電させる直流出力回路のコンデンサ放電回路に関する。 The present invention relates to a capacitor discharge circuit of a DC output circuit that discharges a smoothing capacitor of a high-voltage DC circuit.
この種の直流出力回路のコンデンサ放電回路としては、例えば、直流電源にスイッチ６を介して接続された平滑用のコンデンサの両端に放電抵抗とスイッチとを直列に接続し、前記スイッチを閉路して前記コンデンサの充電エネルギを前記抵抗器において消費させるようにしたコンデンサの放電回路において、前記放電抵抗と前記スイッチとに対して直列に非直線性電圧-電流特性を有する磁器電流制限器を接続したコンデンサの放電回路が提案されている(例えば、特許文献１参照)。
As a capacitor discharge circuit of this type of DC output circuit, for example, a discharge resistor and a switch are connected in series to both ends of a smoothing capacitor connected to a DC power source via a
この特許文献１に記載された従来例では、スイッチの構成については詳述されていないが、通常５００Ｖ以上の直流電圧を扱う場合には、直流電磁接触器を使用する。この直流電磁接触器としては、接点部を閉成した状態の直流高電圧印加時において、電流遮断時に、接点部を開成する際に、接点部にアークが発生し、このアークによって直流電流が流れ続けることになるため、アークを消弧するためにアーク消弧用の永久磁石を配置することが考えられている（例えば、特許文献２参照）。
In the conventional example described in
同様に、電流遮断時に発生するアークを消弧するためにアークホーンとこのアークホーンにアーク電流を移行させる電磁力を発生する永久磁石と、アーク電流を通流させて発生する磁束が前記永久磁石の磁束に重畳される位置に配置した吹消コイルとを設けるようにした直流電磁接触器が提案されている（例えば、特許文献２参照）。 Similarly, an arc horn for extinguishing the arc generated when the current is interrupted, a permanent magnet for generating an electromagnetic force for transferring the arc current to the arc horn, and a magnetic flux generated by passing the arc current are the permanent magnet. There has been proposed a direct-current electromagnetic contactor provided with a blow-off coil disposed at a position superimposed on the magnetic flux (for example, see Patent Document 2).
ところで、上述したように特許文献１に記載のコンデンサ放電回路を構成するスイッチとして、通常は特許文献２や特許文献３に記載された直流電磁接触器を適用するようにしている。このような直流電磁接触器は、遮断可能な電圧が５５０Ｖ程度と高いものであるが、電流遮断時のアークを消弧するためのアーク消弧機構を設けるようにしているため、高価で且つ大型化してしまうという未解決の課題がある。
そこで、本発明は、上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、安価で小形化が可能な電磁接触器を使用してコンデンサ放電回路を形成することができる直流出力回路のコンデンサ放電回路を提供することを目的としている。
By the way, as described above, the DC electromagnetic contactor described in
Accordingly, the present invention has been made paying attention to the above-mentioned unsolved problems of the conventional example, and a DC output circuit capable of forming a capacitor discharge circuit using an inexpensive and compact electromagnetic contactor An object of the present invention is to provide a capacitor discharge circuit.
上記目的を達成するために、本発明の一の形態に係る直流出力回路のコンデンサ放電回路は、直流電源部に接続された正極側ライン及び負極側ライン間に平滑用コンデンサを接続し、前記正極ラインの前記直流電源部及び平滑用コンデンサ間にスイッチを介挿した直流出力回路のコンデンサ放電回路であって、前記正極側ライン及び負極側ライン間に、前記平滑用コンデンサと並列に、放電用抵抗と交流電磁接触器とを直列に接続し、該交流電磁接触器を、前記スイッチをオフ状態としたときに、前記交流電磁接触器をオン状態とし、前記平滑用コンデンサの端子間電圧が当該交流電磁接触器の遮断可能電圧以下に低下したときにオフ状態に制御する電磁接触器制御部を備えたことを特徴としている。 In order to achieve the above object, a capacitor discharge circuit of a DC output circuit according to an aspect of the present invention includes a smoothing capacitor connected between a positive electrode side line and a negative electrode side line connected to a DC power supply unit, and the positive electrode A capacitor discharge circuit of a DC output circuit in which a switch is interposed between the DC power supply unit and a smoothing capacitor of a line, and a discharge resistor in parallel with the smoothing capacitor between the positive electrode side line and the negative electrode side line And the AC electromagnetic contactor are connected in series, and when the AC electromagnetic contactor is turned off, the AC electromagnetic contactor is turned on, and the voltage across the terminals of the smoothing capacitor is An electromagnetic contactor control unit that controls the electromagnetic contactor to be turned off when the voltage drops below the breakable voltage is provided.
また、本発明の他の形態に係る直流出力回路のコンデンサ放電回路は、前記交流電磁接触器は、三相交流のＵ相接点部、Ｖ相接点部及びＷ相接点部が直列に接続されて直列回路が形成され、該直列回路の一端が前記放電用抵抗に接続され、他端が負極側ラインに接続されていることを特徴としている。
また、本発明の他の形態に係る直流出力回路のコンデンサ放電回路は、前記交流電磁接触器は、Ｕ相接点部、Ｖ相接点部及びＷ相接点部がそれぞれｂ接点で構成されていることを特徴としている。
In addition, a capacitor discharge circuit of a DC output circuit according to another embodiment of the present invention is such that the AC electromagnetic contactor includes a three-phase AC U-phase contact portion, a V-phase contact portion, and a W-phase contact portion connected in series. A series circuit is formed, and one end of the series circuit is connected to the discharging resistor, and the other end is connected to the negative electrode side line.
Further, in the capacitor discharge circuit of a DC output circuit according to another aspect of the present invention, the AC electromagnetic contactor is configured such that the U-phase contact portion, the V-phase contact portion, and the W-phase contact portion are each configured as a b contact. It is characterized by.
また、本発明の他の形態に係る直流出力回路のコンデンサ放電回路は、前記電磁接触器制御部は、前記平滑用コンデンサの端子間電圧を検出する電圧検出部を備え、該電圧検出部で検出した端子間電圧が前記交流電磁接触器の遮断可能電圧以下になったときに当該交流電磁接触器をオフ状態に制御するように構成されていることを特徴としている。
また、本発明の他の形態に係る直流出力回路のコンデンサ放電回路は、前記電磁接触器制御部は、前記交流電磁接触器をオン状態とした時点からの前記平滑用コンデンサの放電時間を計測するタイマを備え、該タイマの計測時間が前記平滑用コンデンサの端子間電圧が前記交流電磁接触器の遮断可能電圧以下になる放電時間に達したときに当該交流電磁接触器をオフ状態に制御するように構成されていることを特徴としている。
In the capacitor discharge circuit of a DC output circuit according to another aspect of the present invention, the electromagnetic contactor control unit includes a voltage detection unit that detects a voltage between terminals of the smoothing capacitor, and the voltage detection unit detects the voltage. The AC magnetic contactor is controlled to be in an OFF state when the inter-terminal voltage becomes equal to or lower than the breakable voltage of the AC magnetic contactor.
In the capacitor discharge circuit of the DC output circuit according to another aspect of the present invention, the electromagnetic contactor control unit measures the discharge time of the smoothing capacitor from the time when the AC electromagnetic contactor is turned on. A timer is provided, and the AC electromagnetic contactor is controlled to be turned off when the time measured by the timer reaches a discharge time during which the voltage across the smoothing capacitor is less than or equal to the voltage that can be cut off by the AC electromagnetic contactor. It is characterized by being configured.
本発明によれば、コンデンサ放電回路を構成するスイッチを遮断可能な電圧が低く、安価で小形な交流電磁接触器で構成することが可能であるので、コンデンサ放電回路全体を安価で小形な構成とすることができるという効果が得られる。 According to the present invention, the voltage that can cut off the switch constituting the capacitor discharge circuit is low, and it can be constituted by an inexpensive and small-sized AC electromagnetic contactor. Therefore, the entire capacitor discharge circuit has an inexpensive and small configuration. The effect that it can do is acquired.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明によるコンデンサ放電回路の第１の実施形態を適用した直流出力回路を示す回路図である。
直流出力回路１は、例えば５００Ｖ以上の高電圧の直流電源２の正極側に例えば直流電磁接触器で構成されるスイッチ３を介して接続された正極側ラインＬｐと、直流電源２の負極側に接続された負極側ラインＬｎとを有する。これら正極側ラインＬｐ及び負極側ラインＬｎ間には、直流電源２と並列に平滑用コンデンサ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 circuit diagram showing a DC output circuit to which a first embodiment of a capacitor discharge circuit according to the present invention is applied.
The
また、正極側ラインＬｐ及び負極側ラインＬｎ間には、平滑用コンデンサ４は並列にコンデンサ放電回路５が接続されている。
このコンデンサ放電回路５は、正極側ラインＬｐ及び負極側ラインＬｎ間に、平滑用コンデンサ４に充電された電荷を放電する放電用抵抗６とスイッチとしての交流電磁接触器７とが直列に接続された構成を有する。
ここで、交流電磁接触器７は、３相交流のＵ相接点部７ｕ、Ｖ相接点部７ｖ及びＷ相接点部７ｗの３つの接点部を有し、これら３つの接点部のそれぞれは、所定距離を保って対向配置された一対の固定接触子Ｃｓ１，Ｃｓ２と、これら一対の固定接触子Ｃｓ１，Ｃｓ２に接離自在に配置された可動接触子Ｃｍとで構成されている。
Further, between the positive electrode side line Lp and the negative electrode side line Ln, a smoothing capacitor 4 is connected in parallel with a capacitor discharge circuit 5.
In this capacitor discharge circuit 5, a
Here, the AC electromagnetic contactor 7 has three contact portions of a three-phase alternating current
各接点部７ｕ〜７ｗの可動接触子Ｃｍが操作電磁石によって可動する可動接点支えに支持されており、操作電磁石を構成するコイルＬに交流電力が通電されていない非通電時に可動接触子Ｃｍが固定接触子Ｃｓ１，Ｃｓ２から離間して各接点部７ｕ〜７ｗが開成状態となり、コイルＬに交流電力を通電する通電時に可動接触子Ｃｍが固定接触子Ｃｓ１，Ｃｓ２に接触して各接点部７ｕ〜７ｗが閉成状態となる。
The movable contact Cm of each of the
この交流電磁接触器７は、例えばＵ相接点部７ｕの一方の固定接触子例えばＣｓ１が接続線７ａを介して放電用抵抗６に接続され、Ｕ相接点部７ｕの他方の固定接触子Ｃｓ２がＶ相接点部７ｕの一方の固定接触子Ｃｓ１に接続線７ｂ接続され、Ｖ相接点部７ｖの他方の固定接触子Ｃｓ２がＷ相接点部７ｗの一方の固定接触子Ｃｓ１に接続線７ｃで接続され、Ｗ相接点部７ｗの他方の固定接触子Ｃｓ２が接続線７ｄで負極側ラインＬｎに接続されている。
In this AC electromagnetic contactor 7, for example, one fixed contact, for example, Cs1 of the
一方、交流電磁接触器７のコイルＬは、交流電磁接触器制御部１０によって通電制御される。この交流電磁接触器制御部１０は、所定電圧の交流又は直流の操作用電力が供給される電力ラインＬｗ１及びＬｗ２を備えており、一端が電力ラインＬｗ２に接続されたコイルＬの他端と、電力ラインＬｗ１との間に介挿された平滑用コンデンサ４の放電時に出力されるコンデンサの放電指令によってオン状態となるスイッチ部１１と、このスイッチ部１１と並列に接続されたスイッチ部１２とを備えている。
On the other hand, the coil L of the AC electromagnetic contactor 7 is energized and controlled by the AC
スイッチ部１２は、平滑用コンデンサ４の端子間電圧Ｖｃを監視する電圧監視部１３によってオン・オフ制御される。この電圧監視部１３は、スイッチ部１１がオン状態となったときに動作状態となり、検出した平滑用コンデンサ４の端子間電圧Ｖｃが交流電磁接触器７の遮断可能な電圧Ｅ１を超えているときにスイッチ部１２をオン状態に制御し、平滑用コンデンサ４の端子間電圧Ｖｃが遮断可能な電圧Ｅ１以下であるときに、スイッチ部１２をオフ状態に制御する。
The
ここで、前述したスイッチ３を構成する直流電磁接触器は、遮断可能な電圧及び電流の範囲が、図２に示すように、電圧の範囲が０〜５５０Ｖであり、電流の範囲が０〜１３０Ａである。これに対して、交流電磁接触器７は、図２に示すように、電圧の範囲が０〜２２０Ｖであり、電流の範囲が０〜１３０Ａである。
また、正極側ラインＬｐ及び負極側ラインＬｎには負荷としての直流電力を交流電力に電力変換するインバータ回路８が接続され、このインバータ回路８から出力される交流電力が三相電動モータ９に供給されている。
Here, the DC magnetic contactor constituting the switch 3 described above has a voltage and current range that can be cut off as shown in FIG. 2, a voltage range of 0 to 550 V, and a current range of 0 to 130 A. It is. On the other hand, as shown in FIG. 2, the AC electromagnetic contactor 7 has a voltage range of 0 to 220 V and a current range of 0 to 130 A.
Further, an inverter circuit 8 for converting DC power as a load into AC power is connected to the positive electrode side line Lp and the negative electrode side line Ln, and AC power output from the inverter circuit 8 is supplied to the three-phase electric motor 9. Has been.
次に、上記第１の実施形態の動作を説明する。
今、平滑用コンデンサ４が放電状態にあり、スイッチ３がオフ状態にあって、直流出力回路１から直流電力が出力されておらず、平滑用コンデンサ４が放電状態にある出力停止状態にあるものとする。
この出力停止状態では、電磁接触器制御部１０で、スイッチ部１１がオフ状態であるとともに、電圧監視部１３が動作停止状態にあり、スイッチ部１２がオフ状態となっている。
Next, the operation of the first embodiment will be described.
The smoothing capacitor 4 is in a discharge state, the switch 3 is in an off state, no DC power is output from the
In this output stop state, in the magnetic
このため、交流電磁接触器７のコイルＬが非通電状態となり、交流電磁接触器７の各接点部７ｕ〜７ｗの可動接点ｔｍが固定接点ｔｓ１，ｔｓ２より離間して、交流電磁接触器７が図１に示すように開成状態となっている。
この出力停止状態から直流出力状態とするには、スイッチ３をオン状態とすることにより、直流電源２の直流電力が平滑用コンデンサ４に供給されて、この平滑用コンデンサ４を充電する。このため、平滑用コンデンサ４の端子間電圧Ｖｃが図３（ａ）に示すように、急峻に増加して、直流電源２の電源電圧Ｅに達する。
For this reason, the coil L of the AC electromagnetic contactor 7 is not energized, the movable contacts tm of the
In order to change from the output stop state to the DC output state, the DC power of the
この状態では、平滑用コンデンサ４の端子間電圧Ｖｃが負荷としてのインバータ回路８に供給されることにより、このインバータ回路８で、直流電力が交流電力に電力変換されて三相電動モータ９に供給され、これにより三相電動モータが回転駆動される。
その後、直流出力回路１からの直流出力を停止させるには、時点ｔ１でスイッチ３をオフ状態とすることにより、直流電源２から平滑用コンデンサ４及び負荷としてインバータ回路８への電力供給を遮断する。
In this state, the inter-terminal voltage Vc of the smoothing capacitor 4 is supplied to the inverter circuit 8 as a load, so that the inverter circuit 8 converts DC power into AC power and supplies it to the three-phase electric motor 9. As a result, the three-phase electric motor is driven to rotate.
Thereafter, in order to stop the direct current output from the direct
この状態では、図１に示すように、スイッチ部１１がオフ状態であり、電圧監視部１３が動作停止状態にあって、スイッチ部１２もオフ状態であり、交流電磁接触器７のコイルＬが通電状態となり、これによって各接点部７ｕ〜７ｗの可動接点部ｔｍが固定接触子Ｃｓ１，ｔｓ２間に接触して、交流電磁接触器７が開成状態となっている。
したがって、平滑用コンデンサ４の端子間電圧Ｖｃは、図３（ａ）に示すように、直流電源２の電源電圧Ｅを保持している。
In this state, as shown in FIG. 1, the switch unit 11 is in an off state, the
Therefore, the inter-terminal voltage Vc of the smoothing capacitor 4 holds the power supply voltage E of the
この出力停止状態で、平滑用コンデンサ４を放電させるには、電磁接触器制御部１０のスイッチ部１１に時点ｔ２で図３（ｂ）に示すコンデンサ放電指令を与えてオン状態に切り換える。これにより、電圧監視部１３が動作状態となり、この状態では、平滑用コンデンサ４の端子間電圧Ｖｃが交流電磁接触器７の遮断可能電圧Ｅ１より高い電源電圧Ｅを保持しているので、スイッチ部１２をオン状態に制御する。
In order to discharge the smoothing capacitor 4 in the output stopped state, the capacitor discharge command shown in FIG. 3B is given to the switch unit 11 of the electromagnetic
したがって、スイッチ部１１がオン状態となったときに交流電磁接触器７のコイルＬが通電状態となり、これによって交流電磁接触器７の各接点部７ｕ〜７ｗの可動接触子Ｃｍが固定接触子Ｃｓ１，Ｃｓ２に接触して、交流電磁接触器７が閉成状態となる。このため、平滑用コンデンサ４の正極側が放電用抵抗６、交流電磁接触器７の各接点部７ｕ〜７ｗを通って平滑用コンデンサ４の負極側に至る放電路が形成されて、下記（１）式で表されるように平滑用コンデンサ４の端子間電圧Ｖｃが非線型特性で低下する。
Therefore, when the switch unit 11 is turned on, the coil L of the AC electromagnetic contactor 7 is energized, whereby the movable contacts Cm of the
ここで、Ｅは電源電圧、Ｒは放電用抵抗６の抵抗値、Ｃは平滑用コンデンサの静電容量、ｔは経過時間である。
このとき、交流電磁接触器７が閉成状態となっても、端子間電圧Ｖｃが交流電磁接触器７の遮断可能電圧Ｅ１より高いので、電圧監視部１３によってスイッチ部１２がオン状態に制御される。
そして、平滑用コンデンサ４の端子間電圧Ｖｃが交流電磁接触器７の遮断可能電圧Ｅ１に以下となると、電圧監視部１３によってスイッチ部１２がオフ状態に制御される。このとき、コンデンサ放電指令によってスイッチ部１１が図３（ｂ）で実線図示のようにオン状態を長く継続していると、平滑用コンデンサ４の端子間電圧Ｖｃは零まで低下する。
Here, E is the power supply voltage, R is the resistance value of the discharging
At this time, even if the AC electromagnetic contactor 7 is closed, the voltage Vc between the terminals is higher than the breakable voltage E1 of the AC electromagnetic contactor 7, so that the
When the inter-terminal voltage Vc of the smoothing capacitor 4 becomes equal to or lower than the breakable voltage E1 of the AC electromagnetic contactor 7, the
ところが、平滑用コンデンサ４の端子間電圧Ｖｃが交流電磁接触器７の遮断可能電圧Ｅ１まで低下する前に、スイッチ部１１がオフ状態に操作されると、このスイッチ部１１を通じての交流電磁接触器７のコイルＬへの通電路は遮断されるが、電圧監視部１３では、平滑用コンデンサ４の端子間電圧Ｖｃが交流電磁接触器７の遮断可能電圧Ｅ１より高いので、スイッチ部１２がオン状態を継続しており、交流電磁接触器７の開成状態への移行が阻止されてインターロック状態となる。
However, if the switch unit 11 is turned off before the inter-terminal voltage Vc of the smoothing capacitor 4 is reduced to the cutoff voltage E1 of the AC electromagnetic contactor 7, the AC electromagnetic contactor through the switch unit 11 is operated. 7 is cut off, but in the
その後、平滑用コンデンサ４の放電が進んで、端子間電圧Ｖｃが交流電磁接触器７の遮断可能電圧Ｅ１以下に低下すると、これが電圧監視部１３で検出されて、この電圧監視部１３によってスイッチ部１２がオフ状態に制御される。
このため、交流電磁接触器７のコイルＬへの通電が遮断され、交流電磁接触器７の各接点部７ｕ〜７ｗの可動接触子Ｃｍが固定接触子Ｃｓ１，Ｃｓ２から離間して電流遮断状態となり、交流電磁接触器７が開成状態となる。このため、平滑用コンデンサ４の放電路が開放される。この状態で、スイッチ３をオン状態とすることにより、直流出力状態に復帰する。
Thereafter, when the discharging of the smoothing capacitor 4 proceeds and the inter-terminal voltage Vc drops below the breakable voltage E1 of the AC electromagnetic contactor 7, this is detected by the
For this reason, energization to the coil L of the AC electromagnetic contactor 7 is interrupted, and the movable contacts Cm of the
また、コンデンサ放電用指令を、図３（ｂ）で鎖線図示のように、平滑用コンデンサ４の端子間電圧Ｖｃが交流電磁接触器７の遮断可能電圧Ｅ１以下となっている時点ｔ３でオフ状態としてスイッチ部１１をオフ状態とするとともに、スイッチ３をオン状態とすると、この場合には、電圧監視部１３によってスイッチ部１２がオフ状態とされているので、交流電磁接触器７のコイルＬへの通電が直ちに遮断され、これに応じて交流電磁接触器７の各接点部７ｕ〜７ｗの可動接触子Ｃｍが固定接触子Ｃｓ１，Ｃｓ２から離間し、交流電磁接触器７が直ちに開成状態となる。
Further, the capacitor discharge command is turned off at the time t3 when the voltage Vc between the terminals of the smoothing capacitor 4 is equal to or lower than the breakable voltage E1 of the AC electromagnetic contactor 7 as shown by a chain line in FIG. When the switch unit 11 is turned off and the switch 3 is turned on, in this case, the
このように、上記第１の実施形態によると、スイッチ３をオン状態からオフ状態として、直流出力回路１の直流電力の出力を停止する場合に、コンデンサ放電指令によって電磁接触器制御部１０のスイッチ部１１をオン状態とすると、交流電磁接触器７が閉成状態となり、平滑用コンデンサ４の放電を開始する。
このとき、平滑用コンデンサ４の端子間電圧Ｖｃが交流電磁接触器７の遮断可能電圧Ｅ１より高い状態では、電磁接触器制御部１０の電圧監視部１３によって、スイッチ部１２がオン状態に制御されてインターロック状態となる。
As described above, according to the first embodiment, when the switch 3 is switched from the on state to the off state and the output of the DC power of the
At this time, in a state where the inter-terminal voltage Vc of the smoothing capacitor 4 is higher than the cutoff voltage E1 of the AC electromagnetic contactor 7, the
このインターロック状態では、コンデンサ放電指令を取り消してスイッチ部１１をオフ状態としてもスイッチ部１２によって交流電磁接触器７の閉成状態を継続することができる。このため、交流電磁接触器７が遮断可能電圧Ｅ１より高い電圧が印加されている状態で遮断動作されることを確実に回避することができる。したがって、安価で小形な交流電磁接触器７を放電回路のスイッチとして使用した場合でも、何ら問題なく遮断動作を行うことができる。
In this interlock state, the closed state of the AC electromagnetic contactor 7 can be continued by the
次に、本発明の第２の実施形態を図４について説明する。
この第２の実施形態では、交流電磁接触器のインターロック状態を電圧監視部で制御する場合に代えてタイマで制御するようにしたものである。
すなわち、第２の実施形態では、図４に示すように、前述した第１の実施形態の図１の構成において、電磁接触器制御部１０のスイッチ部１１及び１２が省略され、これらに代えて、動作電源ラインＬｗ１及びＬｗ２間に、交流電磁接触器７のコイルＬとタイマ２１の限時復帰ａ接点２２との直列回路が介挿されているとともに、コンデンサ放電指令によってオン・オフされるスイッチ部１１とタイマ２１との直列回路が介挿されている。そして、スイッチ部１１と並列にタイマ２１の自己保持接点２３が接続されている。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
In the second embodiment, the interlock state of the AC electromagnetic contactor is controlled by a timer instead of being controlled by the voltage monitoring unit.
That is, in the second embodiment, as shown in FIG. 4, in the configuration of FIG. 1 of the first embodiment described above, the
ここで、タイマ２１のタイムアップ時間は、前述したように、平滑用コンデンサ４の端子間電圧Ｖｃは前記（１）式によって変化し、電源電圧Ｅ、放電用抵抗６の抵抗値Ｒ、平滑用コンデンサ４の静電容量Ｃが一定であることから、前記（１）式の端子間電圧Ｖｃを遮断可能電圧Ｅ１に置換して、平滑用コンデンサ４の端子間電圧Ｖｃが交流電磁接触器７の遮断可能電圧Ｅ１以下に低下するまでの時間ｔを算出し、算出した時間ｔに余裕時間Δｔを加算した時間ｔ＋Δｔに設定されている。
Here, as described above, the time-up time of the
その他の構成は、図１と同様の構成を有し、図１との対応部分には同一の符号を付し、その詳細説明はこれを省略する。
この第２の実施形態によると、直流出力回路１がスイッチ３をオン状態として、直流電力を負荷となるインバータ回路に出力している直流電力出力状態では、前述した第１の実施形態と同様に、コンデンサ放電指令がオフ状態であり、タイマ２１もオフ状態を維持している。
The other configurations are the same as those in FIG. 1, and the same reference numerals are given to the corresponding portions to those in FIG. 1, and the detailed description thereof will be omitted.
According to the second embodiment, in the DC power output state in which the
この直流出力状態から、直流出力回路１を出力停止状態とするために、スイッチ３をオフ状態とした後に、コンデンサ放電指令をオン状態として、電磁接触器制御部１０のスイッチ部１１がオン状態となることにより、タイマ２１に動作電力が供給されて、計時動作を開始する。これと同時にタイマ２１の限時復帰ａ接点２２がオン状態となり、これによって交流電磁接触器７のコイルＬに通電されて、交流電磁接触７の各接点部７ｕ〜７ｗの可動接触子Ｃｍが固定接触子Ｃｓ１，Ｃｓ２に接触して閉成状態となり、平滑用コンデンサ４の放電路が形成される。
From this direct current output state, in order to place the direct
このとき、タイマ２１の自己保持接点２３がオン状態となるので、インターロック状態となる。
そして、平滑用コンデンサ４の端子間電圧Ｖｃが放電により直流電源電圧から減少して、交流電磁接触器７の遮断可能電圧Ｅ１以下となる所定時間ｔが経過し、これに余裕時間Δｔを加算した時間が経過して、タイマ２１がタイムアップすると、自己保持接点２３がオフ状態となる。
このとき、コンデンサ放電指令オン状態を継続していてスイッチ部１１がオン状態であるときには、タイマ２１に動作電力が供給されていることから、限時復帰ａ接点２２はオン状態を継続し、交流電磁接触器７のコイルＬへの通電を継続し、交流電磁接触器７を閉成状態に維持し、平滑用コンデンサ４の端子間電圧Ｖｃが零となるまで放電される。
At this time, since the self-holding
Then, the inter-terminal voltage Vc of the smoothing capacitor 4 decreases from the DC power supply voltage due to the discharge, and a predetermined time t when the AC electromagnetic contactor 7 becomes the cut-off voltage E1 or less elapses, and a margin time Δt is added thereto. When time elapses and the
At this time, when the capacitor discharge command is on and the switch unit 11 is on, the operating power is supplied to the
しかしながら、平滑用コンデンサ４の端子間電圧が交流電磁接触器７の遮断可能電圧Ｅ１より高くタイマ２１がタイムアップする前に、スイッチ部１１がオフ状態となると、この場合には、タイマ２１がタイムアップしていないので、自己保持接点２３がオン状態を継続し、タイマ２１への動作電源の供給状態が継続し、限時復帰ａ接点２２がオン状態を継続することから交流電磁接触器７のコイルＬへの通電が継続される。このため、交流電磁接触器７は閉成状態を維持し、遮断可能電圧Ｅ１を超える電圧が印加されている状態で、遮断動作となることが確実に防止されるインターロック状態となる。
However, if the voltage between the terminals of the smoothing capacitor 4 is higher than the breakable voltage E1 of the AC electromagnetic contactor 7 and the
この上記第２の実施形態においても、スイッチ部１１がオン状態となったときに、タイマ２１が動作状態となって交流電磁接触器７のコイルＬへの通電が開始されて、交流電磁接触器７が閉成状態となり、平滑用コンデンサ４の放電路が形成されるが、平滑用コンデンサ４の端子間電圧が交流電磁接触器７の遮断可能電圧Ｅ１以下に低下するまでの間はタイマ２１がタイムアップすることはなく、交流電磁接触器７のコイルＬの通電状態が継続され、タイマ２１がタイムアップしたときに限時ａ接点２２が開いて交流電磁接触器７のコイルＬへの通電が遮断される。このため、交流電磁接触器７にその遮断可能電圧Ｅ１を超える電圧が印加されている状態で、交流電磁接触器７が開状態となることを確実に防止することができる。したがって、安価で且つ小形な交流電磁接触器７を使用してコンデンサ放電回路を構成することができ、このコンデンサ放電回路を安価で且つ小形な構成とすることができる。
Also in the second embodiment, when the switch unit 11 is turned on, the
次に、本発明の第３の実施形態を図５について説明する。
この第３の実施形態では、前述した第１の実施形態における交流電磁接触器７の接点部７ｕ〜７ｗをｂ接点構造としたものである。
すなわち、第３の実施形態では、図５に示すように、前述した第１の実施形態における交流電磁接触器７の各接点部７ｕ〜７ｗがｂ接点構造とされているとともに、電磁接触器制御部１０でスイッチ部１２がｂ接点構造とされてスイッチ部１１と直列に接続され、さらに交流電磁接触器７のコイルＬと直列に電磁リレー３１が介挿され、この電磁リレー３１のリレー接点３２がスイッチ部１２と並列に接続されていることを除いては図１と同様の構成を有し、図１との対応部分には同一符号を付し、その詳細説明はこれを省略する。
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
In the third embodiment, the
That is, in 3rd Embodiment, as shown in FIG. 5, while each
この第３の実施形態によると、スイッチ３がオフ状態となって直流出力回路１が出力停止状態を継続している場合には、コンデンサ充電指令がオフ状態でスイッチ部１１がオフ状態とされているので、スイッチ部１２の状態にかかわらず交流電磁接触器７のコイルＬの通電が遮断されている。このため、交流電磁接触器７の各接点部７ｕ〜７ｗの可動接触子Ｃｍが固定接触子Ｃｓ１，Ｃｓ２に接触して平滑用コンデンサ４の放電路が形成され、平滑用コンデンサ４の端子間電圧Ｖｃが零に放電されている。この状態では、電圧監視部１３で検出する平滑用コンデンサ４の端子間電圧Ｖｃが交流電磁接触器７の遮断可能電圧Ｅ１以下であるので、スイッチ部１２をオン状態に制御している。
According to the third embodiment, when the switch 3 is turned off and the
この直流出力回路１の出力停止状態からスイッチ部１１に対してコンデンサ充電指令を与えてこのスイッチ部１１をオン状態とすると、平滑用コンデンサ４の端子間電圧Ｖｃが交流電磁接触器７の遮断可能電圧Ｅ１以下であり、電圧監視部１３によってスイッチ部１２がオン状態に制御されているので、交流電磁接触器７のコイルＬが通電状態となり、交流電磁接触器７の各接点部７ｕ〜７ｗの可動接触子ｔｍが固定接触子ｔｓ１，ｔｓ２から離間して交流電磁接触器７が開成状態となる。これによって、平滑用コンデンサ４の放電路が開放されて平滑用コンデンサ４が充電可能な状態となる。
When a capacitor charging command is given to the switch unit 11 from the output stop state of the
このように、交流電磁接触器７のコイルＬが通電状態となると、これに直列に接続された電磁リレー３１が付勢状態となり、その自己保持接点３２がオン状態となり、自己保持状態となり、スイッチ部１１がオフ状態となるまで、交流電磁接触器７のコイルＬの通電状態が確保され、交流電磁接触器７が開成状態に維持される。
その後、スイッチ３をオン状態とすることにより、直流電源２の直流電力が平滑用コンデンサ４に供給されるので、この平滑用コンデンサ４が充電される。この平滑用コンデンサ４の充電が完了すると、その端子間電圧Ｖｃが直流電源２の電源電圧Ｅと等しくなり、これがインバータ回路８に供給されるので、このインバータ回路８で直流電力を交流電力に電力変換して三相電動モータ９に供給し、この三相電動モータ９が回転駆動される。
As described above, when the coil L of the AC electromagnetic contactor 7 is energized, the
Thereafter, the switch 3 is turned on so that the DC power of the
この直流電力出力状態で、インバータ回路８の動作を停止させるとともにスイッチ３をオフ状態とすることにより、三相電動モータの駆動を停止する直流電力出力停止状態とすることができる。この直流電力出力停止状態で、平滑用コンデンサ４を放電するには、コンデンサ充電指令をオフとしてスイッチ部１１をオフ状態とする。このように、スイッチ部１１がオフ状態となることにより、交流電磁接触器７のコイルＬ及び電磁リレー３１が非通電状態となり、電磁リレー３１の自己保持接点３２がオフ状態となる。
In this DC power output state, the operation of the inverter circuit 8 is stopped and the switch 3 is turned off, so that the DC power output stop state in which the driving of the three-phase electric motor is stopped can be achieved. In order to discharge the smoothing capacitor 4 in the DC power output stop state, the capacitor charging command is turned off and the switch unit 11 is turned off. As described above, when the switch unit 11 is turned off, the coil L of the AC electromagnetic contactor 7 and the
このため、交流電磁接触器７の各接点部７ｕ〜７ｗの可動接触子Ｃｍが固定接触子Ｃｓ１，Ｃｓ２に接触して、交流電磁接触器７が閉成状態となり、平滑用コンデンサ４の放電路が形成されて、平滑用コンデンサ４の蓄積エネルギが放電用抵抗６で消費されて放電される。
このとき、平滑用コンデンサ４の端子間電圧Ｖｃが電圧監視部１３で監視されており、端子間電圧Ｖｃが交流電磁接触器７の遮断可能電圧Ｅ１を超えているときには、スイッチ部１２がオフ状態となり、端子間電圧Ｖｃが遮断可能電圧Ｅ１以下であるときには、スイッチ部１２がオン状態となる。
For this reason, the movable contacts Cm of the
At this time, the voltage Vc between the terminals of the smoothing capacitor 4 is monitored by the
したがって、平滑用コンデンサ４の端子間電圧Ｖｃが交流電磁接触器７の遮断可能電圧Ｅ１を超えている状態で、再度コンデンサ充電指令をスイッチ部１１に与えて、これをオン状態とすると、スイッチ部１２がオフ状態であり、リレー接点３２もオフ状態であるので、交流電磁接触器７のコイルＬ及び電磁リレー３１が非通電状態となり、交流電磁接触器７は閉成状態を維持し、インターロック状態となる。
Therefore, when the inter-terminal voltage Vc of the smoothing capacitor 4 exceeds the breakable voltage E1 of the AC electromagnetic contactor 7, when the capacitor charging command is again given to the switch unit 11 to turn it on, the
しかしながら、平滑用コンデンサ４の端子間電圧Ｖｃが交流電磁接触器７の遮断可能電圧Ｅ１以下に低下すると、電圧監視部１３によってスイッチ部１２がオン状態に制御されることにより、交流電磁接触器７のコイルＬに通電されるとともに、電磁リレー３１にも通電されて、リレー接点３２が閉じてコイルＬへの通電状態が自己保持される。このため、交流電磁接触器７の各接点部７ｕ〜７ｗの可動接触子Ｃｍが固定接触子Ｃｓ１，Ｃｓ２から離間して、交流電磁接触器７が開成状態となり、平滑用コンデンサ４の放電路が開放される。
However, when the inter-terminal voltage Vc of the smoothing capacitor 4 falls below the breakable voltage E1 of the AC electromagnetic contactor 7, the
また、直流出力回路１が直流電力出力状態にあるときに、事故などで停電状態となると、電磁接触器制御部１０でも電力供給が停止されるので、交流電磁接触器７のコイルＬが非通電状態となり、交流電磁接触器７の各接点部７ｕ〜７ｗの可動接触子Ｃｍが固定接触子Ｃｓ１，Ｃｓ２に接触して、交流電磁接触器７が閉成状態となる。このため、平滑用コンデンサ４の放電路が自動的に形成されて、平滑用コンデンサ４に蓄積されている充電エネルギを放電用抵抗６で消費させ、平滑用コンデンサ４を放電させる。
Further, when the
その後、復電したときには、電圧監視部１３が動作状態となることから、停電直後で、平滑用コンデンサ４の端子間電圧Ｖｃが交流電磁接触器７の遮断可能電圧Ｅ１より高いときには、スイッチ部１２がオフ状態に制御されるので、交流電磁接触器７のコイルＬは非通電状態を維持する。このため、平滑用コンデンサ４の放電状態が継続され、交流電磁接触器７は自己の遮断可能電圧Ｅ１より高い電圧が印加された状態で開成されることを確実に防止することができる。
Thereafter, when the power is restored, the
その後、平滑用コンデンサ４の端子間電圧Ｖｃが交流電磁接触器７の遮断可能電圧Ｅ１以下となると、電圧監視部１３によってスイッチ部１２がオン状態に制御されることにより、交流電磁接触器７のコイルＬに通電されるとともに、電磁リレー３１に通電されて、リレー接点３２が閉じてコイルＬの通電状態が保持されるとともに、交流電磁接触器７の各接点部７ｕ〜７ｗの可動接触子Ｃｍが固定接触子Ｃｓ１，Ｃｓ２から離間して電流遮断状態となり、交流電磁接触器７が開成状態に復帰し、平滑用コンデンサ４の放電路が開放され、平滑用コンデンサ４に直流電源２の直流電力が供給されることにより充電状態となる。
Thereafter, when the inter-terminal voltage Vc of the smoothing capacitor 4 becomes equal to or lower than the breakable voltage E1 of the AC electromagnetic contactor 7, the
一方、停電状態がしばらく継続して、平滑用コンデンサ４の放電が進み、その端子間電圧Ｖｃが交流電磁接触器７の遮断可能電圧Ｅ１以下となっている状態で、復電した場合には、電圧監視部１３が動作状態に復帰したときに、スイッチ部１２をオン状態に制御するので、交流電磁接触器７のコイルＬ及び電磁リレー３１に直ちに通電される。このため、交流電磁接触器７が開成状態となり、平滑用コンデンサ４の放電路が直ちに開放される。
On the other hand, when the power failure state continues for a while, the discharging of the smoothing capacitor 4 proceeds, and when the power is restored in a state where the voltage Vc between the terminals is equal to or lower than the breakable voltage E1 of the AC electromagnetic contactor 7, When the
この第３の実施形態においても、前述した第１の実施形態と同様に、直流出力回路１で負荷としてのインバータ回路８に直流電力を供給している状態で、スイッチ３をオフ状態としてから、平滑用コンデンサ４を放電させるために、電磁接触器制御部１０のスイッチ部１１をオフ状態とした場合には、交流電磁接触器７が直ちに閉成状態に移行して、平滑用コンデンサ４の放電路が形成される。
In the third embodiment, as in the first embodiment described above, the
その後に、スイッチ部１１をオン状態に復帰させた場合には、平滑用コンデンサ４の端子間電圧Ｖｃが交流電磁接触器７の遮断可能電圧Ｅ１以下となったときに、交流電磁接触器７の各接点部７ｕ〜７ｗの可動接触子Ｃｍが固定接触子Ｃｓ１，Ｃｓ２から離間して電流遮断状態となるので、安価で小形な交流電磁接触器７を使用して、平滑用コンデンサ４の放電回路を構成することができる。
After that, when the switch unit 11 is returned to the ON state, when the voltage Vc between the terminals of the smoothing capacitor 4 becomes equal to or lower than the breakable voltage E1 of the AC electromagnetic contactor 7, the AC electromagnetic contactor 7 Since the movable contacts Cm of the
しかも、交流電磁接触器７の各接点部７ｕ〜７ｗをｂ接点構成としているので、事故等で停電状態となったときに、交流電磁接触器７を直ちに閉成状態として平滑用コンデンサ４の放電路を自動的に形成することができ、保守作業者の安全を確保することができる。その後、復電した場合には、交流電磁接触器の遮断可能電圧以下になってから交流電磁接触器７が開状態となるので、交流電磁接触器７に高い交流電圧が印加されている状態で遮断状態となることを確実に防止することができる。
In addition, since the
次に、本発明の第４の実施形態を図６について説明する。
この第４の実施形態では、前述した第２の実施形態において、交流電磁接触器の各接点部をｂ接点構成としたものである。
すなわち、第４の実施形態では、図６に示すように、前述した図４の構成において、交流電磁接触器７の各接点部７ｕ〜７ｗがｂ接点構成とされているとともに、電磁接触器制御部１０のスイッチ部１２がコンデンサ充電指令によってオン動作されることを除いては図４と同様の構成を有し、図４との対応部分には同一符号を付し、その詳細説明はこれを省略する。
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
In the fourth embodiment, each contact portion of the AC electromagnetic contactor in the second embodiment described above has a b-contact configuration.
That is, in the fourth embodiment, as shown in FIG. 6, in the configuration of FIG. 4 described above, the
この第４の実施形態によると、上述した第３の実施形態と同様に、スイッチ３をオン状態として、直流出力回路１で直流電源２の直流電力をインバータ回路に出力している状態で、事故などの何らかの原因で停電状態となると、交流電磁接触器７のコイルＬに供給されている作動電力が遮断されることにより、交流電磁接触器７の各接点部７ｕ〜７ｗの可動接触子Ｃｍが固定接触子Ｃｓ１，Ｃｓ２に接触して、交流電磁接触器７が閉成状態となる。このため、平滑用コンデンサ４の放電路が自動的に形成されることになり、平滑用コンデンサ４が放電される。
According to the fourth embodiment, as in the third embodiment described above, the switch 3 is turned on, and the
この停電状態がしばらく継続する場合には、平滑用コンデンサ４の端子間電圧Ｖｃが零まで低下する。
そして、停電状態から復電すると、タイマ２１に動作電源が投入されるので、タイマ２１のコイルに通電開始された時点から自己保持接点２３が閉じ、タイマ２１がタイムアップした時点で限時ａ接点２２が閉じて交流電磁接触器７のコイルＬに通電される。このため、復電時に平滑用コンデンサ４の端子間電圧Ｖｃが交流電磁接触器７の遮断可能電圧より高い場合であっても、タイマ２１がタイムアップするまで交流電磁接触器７が閉状態を維持して平滑用コンデンサＣを放電させて、その端子間電圧Ｖｃが交流電磁接触器７の遮断可能電圧より低下してから交流電磁接触器７が開かれる。
When the power failure state continues for a while, the inter-terminal voltage Vc of the smoothing capacitor 4 decreases to zero.
When power is restored from the power failure state, the operating power is supplied to the
このように、上記第４の実施形態でも、前述した第３の実施形態と同様に、事故等で停電状態となったときに、交流電磁接触器７を直ちに閉成状態として平滑用コンデンサ４の放電路を自動的に形成することができ、保守作業者の安全を確保することができる。その後、復電した場合には、交流電磁接触器の遮断可能電圧以下になってから交流電磁接触器７が開状態となるので、交流電磁接触器７に高い交流電圧が印加されている状態で遮断状態となることを確実に防止することができる。 As described above, also in the fourth embodiment, as in the third embodiment described above, when a power failure occurs due to an accident or the like, the AC electromagnetic contactor 7 is immediately closed and the smoothing capacitor 4 is The discharge path can be automatically formed, and the safety of the maintenance worker can be ensured. After that, when the power is restored, the AC electromagnetic contactor 7 is opened after the AC electromagnetic contactor becomes less than the breakable voltage, so that a high AC voltage is applied to the AC electromagnetic contactor 7. It can prevent reliably that it will be in the interruption | blocking state.
なお、上記実施形態においては、直流源として直流電源２を適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、直流電源２として低い電圧の直流電源を適用し、この直流電源の直流電力をチョッパ回路で昇圧するようにしてもよく、さらには交流電力を直流電力に電力変換するコンバータ回路を適用するようにしてもよい。
また、上記実施形態においては、負荷としてインバータ回路を適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、直流電力を必要とする任意の負荷を適用することができる。
In the above embodiment, the case where the
Moreover, in the said embodiment, although the case where the inverter circuit was applied as a load was demonstrated, it is not limited to this, Arbitrary loads which require direct-current power are applicable.
１…直流出力回路、２…直流電源、３…スイッチ、４…平滑用コンデンサ、５…コンデンサ放電回路、６…放電用抵抗、７…交流電磁接触器、７ｕ…Ｕ相接点部、７ｖ…Ｖ相接点部、７ｗ…Ｗ相接点部、７ａ〜７ｄ…接続線、８…インバータ回路、９…三相電動モータ、１０…電磁接触器制御部、１１，１２…スイッチ部、１３…電圧監視部、２１…タイマ、２２…限時ａ接点、２３…自己保持接点、３１…電磁リレー
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記正極側ライン及び負極側ライン間に、前記平滑用コンデンサと並列に、放電用抵抗と交流電磁接触器とを直列に接続し、該交流電磁接触器を、前記スイッチをオフ状態としたときに、前記交流電磁接触器をオン状態とし、前記平滑用コンデンサの端子間電圧が当該交流電磁接触器の遮断可能な電圧以下に低下したときにオフ状態に制御する電磁接触器制御部を備えたことを特徴とする直流出力回路のコンデンサ放電回路。 A capacitor discharge circuit of a DC output circuit in which a smoothing capacitor is connected between a positive electrode side line and a negative electrode side line connected to a DC power source unit, and a switch is interposed between the DC power source unit and the smoothing capacitor of the positive electrode line. There,
Between the positive electrode side line and the negative electrode side line, in parallel with the smoothing capacitor, a discharging resistor and an AC electromagnetic contactor are connected in series, and the AC electromagnetic contactor is turned off. And an electromagnetic contactor control unit that turns on the AC electromagnetic contactor and controls the smoothing capacitor to an OFF state when the voltage across the smoothing capacitor decreases to a voltage that can be cut off by the AC electromagnetic contactor. Capacitor discharge circuit of DC output circuit characterized by
Priority Applications (1)
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| JP2011051858A JP2012191716A (en) | 2011-03-09 | 2011-03-09 | Capacitor discharge circuit for dc output circuit |
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|---|---|---|---|---|
| CN106855601A (en) * | 2017-01-16 | 2017-06-16 | 广西吉光电子科技有限公司 | It is a kind of for test capacitors implosion or the test circuit of short circuit |
| JP2018050395A (en) * | 2016-09-21 | 2018-03-29 | 東芝シュネデール・インバータ株式会社 | Inverter apparatus |
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- 2011-03-09 JP JP2011051858A patent/JP2012191716A/en not_active Withdrawn
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| CN106855601A (en) * | 2017-01-16 | 2017-06-16 | 广西吉光电子科技有限公司 | It is a kind of for test capacitors implosion or the test circuit of short circuit |
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