JP2013247693A - Power converter for motor drive - Google Patents

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Tetsuya Okamoto
徹也 岡本
Yoshito Kato
義人 加藤
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power converter for motor drive capable of achieving safety stop of a motor with relatively simple circuitry.SOLUTION: The power converter for motor drive comprises: an inverter device 11 for driving an AC motor 21 by inverting a DC voltage given into an AC voltage; two gate drive circuits 31, 32 for supplying an on/off gate pulse, respectively, to power semiconductor elements on the positive side and negative side constituting the inverter device 11; PWM signal generation means 51 for supplying a PWM pulse to the gate drive circuits 31, 32; and safety stop means for stopping the AC motor 21 safely. When any one of two independent stop commands 61, 63 is input externally, the safety stop means fixes to turn off the output of at least one of the gate drive circuits 31, 32.

Description

この発明は、改良された安全停止回路を有する電動機駆動用電力変換装置に関する。   The present invention relates to a motor-driven power conversion device having an improved safety stop circuit.

電動機を駆動する電力変換装置は、その電動機駆動という目的のための基本機能とは別に、外部からの安全停止指令に従い機械に直結された電動機を確実に停止させるという要求もある。   In addition to the basic function for the purpose of driving the motor, the power conversion device that drives the motor is also required to reliably stop the motor directly connected to the machine in accordance with a safety stop command from the outside.

このような要求に応えるため、停止信号によりＰＷＭパルスをブロックする回路を用意し、さらに停止動作の信頼性を高めるために停止信号と連動した回路遮断にための開閉器も準備することで冗長化を図るなどの提案が為されていた。（例えば特許文献１参照。）。   In order to meet these requirements, redundancy is provided by preparing a circuit that blocks the PWM pulse by the stop signal, and also preparing a switch for circuit interruption in conjunction with the stop signal in order to increase the reliability of the stop operation. Proposals, such as aiming at, were made. (For example, refer to Patent Document 1).

国際公開ＷＯ２００８−１３２９７５号公報（全体）International Publication WO2008-132975 (Overall)

しかしながら、このＰＷＭパルスをブロックする従来技術では、停止信号回路のシステム故障率を評価する上で機能安全規格が求めるような高い信頼性を確保することは困難である。そのために外部電力を遮断する信号による通電遮断を行って冗長化を図っているが、例えば上記信号によって入力または出力の開閉器を遮断するだけでは、規格安全上の要求レベルによっては信頼性が不十分であり、そのため接触不良や接点溶着の可能性が少ない高信頼性を有する高価な開閉器を準備する必要があった。   However, in the conventional technique for blocking the PWM pulse, it is difficult to ensure the high reliability required by the functional safety standard in evaluating the system failure rate of the stop signal circuit. For this purpose, power is cut off by a signal that cuts off the external power to achieve redundancy. However, for example, if only the input or output switch is cut off by the above signal, reliability may not be achieved depending on the required level for standard safety. Therefore, it is necessary to prepare an expensive switch having high reliability, which is sufficient and therefore has a low possibility of contact failure or contact welding.

本発明は上記問題点に鑑みて為されたもので、比較的簡単な回路構成によって電動機の安全停止を実現することが可能な電動機駆動用電力変換装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a power conversion device for driving an electric motor that can realize a safe stop of the electric motor with a relatively simple circuit configuration.

上記目的を達成するために、本発明の電動機駆動用電力変換装置は、与えられた直流電圧を交流電圧に変換して交流電動機を駆動するインバータ装置と、前記インバータ装置を構成する正側及び負側の夫々の電力用半導体素子にオンオフ用ゲートパルスを供給する２つのゲート駆動回路と、前記２つのゲート駆動回路にＰＷＭパルスを供給するＰＷＭ信号生成手段と、前記交流電動機を安全に停止するための安全停止手段とを具備し、前記安全停止手段は、外部から与えられる独立した２つの停止指令のうち何れか１つが入力されたとき、前記２つのゲート駆動回路のうち少なくとも１つのゲート駆動回路の出力をオフに固定するようにしたこと特徴としている。   In order to achieve the above object, a power conversion device for driving an electric motor according to the present invention includes an inverter device that drives an AC motor by converting a given DC voltage into an AC voltage, and a positive side and a negative side that constitute the inverter device. Two gate drive circuits for supplying on / off gate pulses to the respective power semiconductor elements on the side, PWM signal generating means for supplying PWM pulses to the two gate drive circuits, and the AC motor to be stopped safely The safety stop means includes at least one gate drive circuit of the two gate drive circuits when any one of two independent stop commands given from the outside is input. The output is fixed to off.

この発明によれば、比較的簡単な回路構成によって電動機の安全停止を実現することが可能な電動機駆動用電力変換装置を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a power conversion device for driving an electric motor that can realize a safe stop of the electric motor with a relatively simple circuit configuration.

本発明の実施例１に係る電動機駆動用電力変換装置の回路構成図。1 is a circuit configuration diagram of an electric motor driving power conversion device according to a first embodiment of the present invention. 本発明の実施例２に係る電動機駆動用電力変換装置の回路構成図。The circuit block diagram of the power converter device for electric motor drive which concerns on Example 2 of this invention. 本発明の実施例３に係る電動機駆動用電力変換装置の回路構成図。The circuit block diagram of the power converter device for electric motor drive which concerns on Example 3 of this invention. 本発明の実施例４に係る電動機駆動用電力変換装置の回路構成図。The circuit block diagram of the power converter device for electric motor drive which concerns on Example 4 of this invention. 本発明の実施例５に係る電動機駆動用電力変換装置の回路構成図。FIG. 10 is a circuit configuration diagram of a power converter for driving an electric motor according to a fifth embodiment of the present invention.

以下、図面を参照して本発明の実施例について説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

本発明の実施例１に係る電動機駆動用電力変換装置の回路構成図を図１に示す。   FIG. 1 shows a circuit configuration diagram of an electric motor driving power converter according to Embodiment 1 of the present invention.

図１において、インバータ装置１１は図示しない直流電源から直流電圧が給電され、これを３相交流電圧に変換して交流電動機２１を駆動する。インバータ装置１１は例えば複数個の電力用半導体素子をブリッジ接続して構成される。そして正側の電力用半導体素子には正側ゲート駆動回路３１から、負側の電力用半導体素子には負側ゲート駆動回路３２から夫々ゲートパルスが供給されている。これらのゲートパルスは、PWM生成回路５１がゲート駆動回路３１、３２の入力側に設けられたフォトカプラに対してPWMパルスを与え、これを絶縁、増幅することによって達成される。PWM生成回路５１においては、図示しない制御手段によって求められた電圧基準信号を三角波キャリヤ信号と比較することによってPWMパルスを生成する。尚、PWMパルスはインバータ装置１１の電力用半導体素子毎に生成され、ゲート駆動回路３１、３２の入力側に設けられたフォトカプラも電力用半導体素子毎に設けられているのが通常であるが、図１においては簡略化して示している。   In FIG. 1, an inverter device 11 is supplied with a DC voltage from a DC power source (not shown), converts this into a three-phase AC voltage, and drives an AC motor 21. The inverter device 11 is configured, for example, by connecting a plurality of power semiconductor elements by bridge connection. A gate pulse is supplied from the positive side gate driving circuit 31 to the positive power semiconductor element and from the negative side gate driving circuit 32 to the negative power semiconductor element. These gate pulses are achieved by the PWM generation circuit 51 applying a PWM pulse to the photocoupler provided on the input side of the gate drive circuits 31 and 32, and insulating and amplifying it. The PWM generation circuit 51 generates a PWM pulse by comparing a voltage reference signal obtained by control means (not shown) with a triangular wave carrier signal. The PWM pulse is generated for each power semiconductor element of the inverter device 11, and the photocoupler provided on the input side of the gate drive circuits 31 and 32 is usually provided for each power semiconductor element. FIG. 1 shows a simplified form.

ゲート駆動回路３１の入力側のフォトカップラのフォトダイオードのアノードには、オンゲート遮断回路４２を介してゲート駆動オン電圧４１が印加され、カソード側にはトランジスタが接続されている。同様に、ゲート駆動回路３２の入力側のフォトカップラのフォトダイオードのアノードには、オンゲート遮断回路４３を介してゲート駆動オン電圧４１が印加され、カソード側にはトランジスタが接続されている。そして、PWM生成回路５１の出力によってこれらのトランジスタをオンオフ制御することによってフォトダイオードへの通電電流を制御している。   A gate drive on voltage 41 is applied to the anode of the photodiode of the photocoupler on the input side of the gate drive circuit 31 via an on-gate cutoff circuit 42, and a transistor is connected to the cathode side. Similarly, the gate drive on voltage 41 is applied to the anode of the photodiode of the photocoupler on the input side of the gate drive circuit 32 via the on-gate cutoff circuit 43, and a transistor is connected to the cathode side. The current supplied to the photodiode is controlled by controlling on / off of these transistors according to the output of the PWM generation circuit 51.

オンゲート遮断回路４３には安全停止信号６１が、またオンゲート遮断回路４２には安全停止信号６１とは独立した安全停止信号６３が与えられている。そして、以下に説明するように安全停止信号６１とオンゲート遮断回路４３によってゲート駆動回路３２を介して全ての負側の電力用半導体素子に対する電源遮断を行い、安全停止信号６３とオンゲート遮断回路４２によってゲート駆動回路３１を介して全ての正側の電力用半導体素子に対する電源遮断を行っている。ここで、オンゲート電源遮断回路４２、４３は、MOSFETなどで構成している。   A safety stop signal 61 is given to the on-gate cutoff circuit 43, and a safety stop signal 63 independent of the safety stop signal 61 is given to the on-gate cutoff circuit 42. Then, as will be described below, the safety stop signal 61 and the on-gate cutoff circuit 43 cut off the power to all the negative power semiconductor elements via the gate drive circuit 32, and the safety stop signal 63 and the on-gate cutoff circuit 42 The power supply to all the power semiconductor elements on the positive side is cut off via the gate drive circuit 31. Here, the on-gate power supply cutoff circuits 42 and 43 are constituted by MOSFETs or the like.

通常の運転状態においては、安全停止信号６１および安全停止信号６３はオフ指令（LOW入力）であるので、ゲート駆動オン電圧４１を有したＰＷＭ生成回路５１からのＰＷＭ信号がゲート駆動回路３１、３２に入力され、インバータ装置１１が動作し、交流電動機２１への電力が供給され交流電動機２１がトルクを発生し回転する。   In a normal operation state, the safety stop signal 61 and the safety stop signal 63 are off commands (LOW input), so that the PWM signal from the PWM generation circuit 51 having the gate drive ON voltage 41 is the gate drive circuits 31, 32. , The inverter device 11 operates, power is supplied to the AC motor 21, and the AC motor 21 generates torque and rotates.

ここで安全停止信号６１がオン（HIGH入力）したときは、オンゲート電源遮断回路４１が動作し、ゲート駆動回路３２のフォトカプラへの電源供給を遮断するため、PWMパルスがオン状態で伝達されてもオフ信号としか認識されず、ゲート信号がブロックされた状態と等価となる。同様に安全停止信号６３がオン（HIGH入力）時は、オンゲート電源遮断回路４２が動作し、ゲート駆動回路３１のフォトカプラへの電源供給を遮断するため、PWM信号があってもオフ信号としか認識されず、ゲート信号がブロックされた状態と等価となる。つまり安全停止信号がオン（HIGH入力）であれば、交流電動機２１は回転することができず、交流電動機２１に接続された機械も動作しないこととなる。なお２つの停止指令が同時に入力される、もしくは少なくともいずれか１つ指令が入力されれば停止が優先され、交流電動機２１をフリーラン停止することができる。これは機能安全規格におけるセーフトルクオフを実現していることに相当する。２つの独立した回路のうちいずれか１つの信号が入力されれば安全停止するという冗長回路により、安全停止指令が入力されても停止しないような危険側故障確率は大幅に低減され、機械の停止に対する信頼度が向上する。   Here, when the safety stop signal 61 is turned on (HIGH input), the on-gate power cut-off circuit 41 operates and cuts off the power supply to the photocoupler of the gate drive circuit 32, so that the PWM pulse is transmitted in the on state. Is recognized only as an off signal, which is equivalent to a state where the gate signal is blocked. Similarly, when the safety stop signal 63 is on (HIGH input), the on-gate power supply cut-off circuit 42 operates and cuts off the power supply to the photocoupler of the gate drive circuit 31. It is not recognized and is equivalent to the state where the gate signal is blocked. That is, if the safety stop signal is ON (HIGH input), the AC motor 21 cannot rotate, and the machine connected to the AC motor 21 does not operate. If two stop commands are input at the same time, or if at least one of the commands is input, the stop is given priority, and the AC motor 21 can be free-run stopped. This is equivalent to realizing safe torque-off in the functional safety standard. A redundant circuit that stops safely if any one of two independent circuits is input, greatly reduces the probability of dangerous failure that does not stop even if a safety stop command is input, and stops the machine The reliability with respect to is improved.

なお、インバータ装置１１への停止信号は、外部の上位コントローラや操作デスク等から出力されるが、その出力を指令として電力変換装置内のフォトカプラなどで受信し、停止信号の接点オープン（開放）でオン信号（HIGH入力）と認識するように変換する等のフェールセーフ対策を行うことが好ましい。   The stop signal to the inverter device 11 is output from an external host controller, operation desk, or the like. The output is received as a command by a photocoupler in the power converter, and the stop signal contact is opened (opened). It is preferable to take a fail-safe measure such as converting the signal to be recognized as an ON signal (HIGH input).

図２は本発明の実施例２に係る電動機駆動用電力変換装置の回路構成図である。この実施例２の各部について、図１の本発明の実施例１に係る電動機駆動用電力変換装置の各部と同一部分は同一符号で示し、その説明は省略する。この実施例２が実施例１と異なる点は、オンゲート電源遮断回路４１に対してオンゲート電源遮断回路４４を直列に設け、オンゲート電源遮断回路４４の出力を、ゲート駆動回路３１及びゲート駆動回路３２のフォトカップラの入力であるフォトダイオードのアノードに並列に接続し、オンゲート電源遮断回路４４のゲートに安全停止信号６１を与える構成とした点である。   FIG. 2 is a circuit configuration diagram of an electric motor driving power converter according to a second embodiment of the present invention. The same parts of the second embodiment as those of the electric motor driving power converter according to the first embodiment of the present invention shown in FIG. The second embodiment is different from the first embodiment in that an on-gate power shut-off circuit 44 is provided in series with the on-gate power shut-off circuit 41, and the output of the on-gate power shut-off circuit 44 is supplied to the gate drive circuit 31 and the gate drive circuit 32. The configuration is such that the safety stop signal 61 is supplied to the gate of the on-gate power supply cutoff circuit 44 by connecting in parallel to the anode of the photodiode which is the input of the photocoupler.

すなわち、図１の回路構成におけるオンゲート電源遮断回路４２、４３が正側電力用半導体素子と負側電力用半導体素子それぞれの一括オフ制御を担っていたのに対し、両者が全電力用半導体素子の一括オフ制御をコントロールするものである。オンゲート電源遮断回路４２と４４が直列に接続されているので、安全停止信号６１がオン（HIGH入力）時は、オンゲート電源遮断回路４４が動作し、ゲート駆動回路のフォトカプラへの電源を遮断するため、全電力用半導体素子をオフ状態とすることができる。 安全停止信号６３についても、オンゲート電源遮断回路４１とオンゲート電源遮断回路４４が直列に接続されているため、全く同様となる。 この実施例２の回路は、実施例１の図１の回路に比べシンプルに構成できる利点がある。   That is, the on-gate power supply cutoff circuits 42 and 43 in the circuit configuration of FIG. 1 are responsible for batch off control of the positive power semiconductor element and the negative power semiconductor element, respectively, Controls batch off control. Since the on-gate power shut-off circuits 42 and 44 are connected in series, when the safety stop signal 61 is on (HIGH input), the on-gate power shut-off circuit 44 operates and shuts off the power to the photocoupler of the gate drive circuit. Therefore, the full power semiconductor element can be turned off. The safety stop signal 63 is exactly the same because the on-gate power cutoff circuit 41 and the on-gate power cutoff circuit 44 are connected in series. The circuit of the second embodiment has an advantage that it can be configured more simply than the circuit of the first embodiment shown in FIG.

図３は本発明の実施例３に係る電動機駆動用電力変換装置の回路構成図である。この実施例３の各部について、図１の本発明の実施例１に係る電動機駆動用電力変換装置の各部と同一部分は同一符号で示し、その説明は省略する。この実施例３が実施例１と異なる点は、安全停止信号６３によって制御されるオンゲート電源遮断回路４５の出力を、ゲート駆動回路３１及びゲート駆動回路３２のフォトカップラの入力であるフォトダイオードのアノードに並列に接続した点、また、オンゲート電源遮断回路４３に代えて論理回路５７を設け、PWM生成回路５１の出力及び安全停止信号６１を論理回路５７の入力とし、論理回路５７の出力をゲート駆動回路３１、３２のフォトカップラのカソード側のトランジスタのゲートに接続する構成とした点である。   FIG. 3 is a circuit configuration diagram of an electric motor driving power converter according to a third embodiment of the present invention. The same parts of the third embodiment as those of the electric motor driving power converter according to the first embodiment of the present invention shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. The third embodiment is different from the first embodiment in that the output of the on-gate power supply cutoff circuit 45 controlled by the safety stop signal 63 is used as the anode of the photodiode which is the input of the photocoupler of the gate drive circuit 31 and the gate drive circuit 32. In addition, a logic circuit 57 is provided in place of the on-gate power supply cutoff circuit 43, and the output of the PWM generation circuit 51 and the safety stop signal 61 are input to the logic circuit 57, and the output of the logic circuit 57 is gate-driven. The circuit 31 and 32 are connected to the gate of the transistor on the cathode side of the photocoupler.

論理回路５７は、PWM生成回路５１の出力と安全停止信号６１の反転信号との論理和をとっているため、安全停止信号６１がオン信号（HIGH入力）のときＰＷＭパルスをブロックできる。   Since the logic circuit 57 takes the logical sum of the output of the PWM generation circuit 51 and the inverted signal of the safety stop signal 61, the PWM pulse can be blocked when the safety stop signal 61 is an ON signal (HIGH input).

通常の運転状態では、安全停止信号６１および安全停止信号６３はオフ指令（LOW入力）であるので、ゲート駆動オン電圧４１を有したPWM生成回路５１の出力であるＰＷＭパルスがゲート駆動回路３１、３２に入力され、インバータ１１が動作し、交流電動機２１への電力が供給される。   In a normal operation state, the safety stop signal 61 and the safety stop signal 63 are off commands (LOW input), so that the PWM pulse that is the output of the PWM generation circuit 51 having the gate drive on voltage 41 is generated by the gate drive circuit 31, 32, the inverter 11 operates, and power to the AC motor 21 is supplied.

そして安全停止信号６１がオン（HIGH入力）時は、論理回路５７によりＰＷＭパルス信号がブロックされるため、交流電動機２１には電力が供給されない。また、実施例１と同様、安全停止信号６３がオン（HIGH入力）時は、オンゲート電源遮断回路４５が動作し、ゲート駆動回路３１、３２のフォトカプラへの電源供給を遮断するため、PWMパルスがあってもオフ信号としか認識されず、ゲート信号がブロックされた状態と等価となる。つまり、いずれかの停止信号がオン（HIGH入力）であれば、交流電動機２１への電力供給はされず、２冗長停止回路による電動機の安全停止が実現できる。   When the safety stop signal 61 is on (HIGH input), the PWM pulse signal is blocked by the logic circuit 57, so that no electric power is supplied to the AC motor 21. Similarly to the first embodiment, when the safety stop signal 63 is ON (HIGH input), the on-gate power supply cutoff circuit 45 operates to cut off the power supply to the photocouplers of the gate drive circuits 31 and 32. Even if there is, it is recognized only as an off signal, which is equivalent to a state where the gate signal is blocked. That is, if any one of the stop signals is ON (HIGH input), the AC motor 21 is not supplied with power, and the motor can be safely stopped by the two redundant stop circuit.

この実施例３によれば、実施例１、２で説明したゲート電源オフ機能のみによる冗長停止回路とは異なり、ＰＷＭパルス信号のオフ信号への固定化という異なる手法も採り入れたので、共通原因故障の発生確率をより確実に低減させることができるメリットがある。   According to the third embodiment, unlike the redundant stop circuit using only the gate power-off function described in the first and second embodiments, a different method of fixing the PWM pulse signal to the off signal is also adopted. There is an advantage that the probability of occurrence can be reduced more reliably.

図４は本発明の実施例４に係る電動機駆動用電力変換装置の回路構成図である。この実施例４の各部について、図１の本発明の実施例１に係る電動機駆動用電力変換装置の各部と同一部分は同一符号で示し、その説明は省略する。この実施例４が実施例１と異なる点は、オンゲート電源遮断回路４２、４３の出力側に、夫々正側電力用半導体素子用のオンゲート電源喪失検出回路５３および負側電力用半導体素子のオンゲート電源喪失検出回路５４を接続し、オンゲート電源遮断回路４２、４３が確実に動作したことを電源喪失検出回路５３、５４によって夫々検出した信号を論理回路５８にて論理反転してフィードバックする信号６２、６４を夫々設けた点である。   FIG. 4 is a circuit configuration diagram of an electric motor driving power converter according to a fourth embodiment of the present invention. The same parts of the fourth embodiment as those of the electric motor driving power converter according to the first embodiment of the present invention shown in FIG. The fourth embodiment is different from the first embodiment in that the on-gate power supply loss detection circuit 53 for the positive-side power semiconductor element and the on-gate power supply for the negative-side power semiconductor element are provided on the output side of the on-gate power supply cutoff circuits 42 and 43, respectively. Loss detection circuit 54 is connected, and signals 62 and 64 are fed back by logically inverting the signals detected by the power loss detection circuits 53 and 54, respectively, that the on-gate power supply cutoff circuits 42 and 43 have been reliably operated by the logic circuit 58. This is the point where each was provided.

電源喪失検出回路５３、５４は、オンゲート電圧４１の変動分を加味した下限値未満（例えば１５Ｖ電圧で１０％変動あれば、１３．５Ｖ未満）で電源の喪失を検出するように設定することによって、誤動作を防止することができる。そして、論理回路５８にて論理反転したフィードバック信号６２、６４を用いることによって、安全回路の信頼性を高めることが可能となる。このフィードバック信号６２、６４を上位コントローラで監視することで、安全回路自体の事前故障診断ができ、安全回路の信頼性を高めることが可能となる。なお、フィードバック信号６２、６４は、フェールセーフを考慮して、フォトカプラなどを介しｂ接点（ノルマルクローズ接点）で上位コントローラへ出力することが好ましい。   The power loss detection circuits 53 and 54 are set so as to detect the loss of the power when less than the lower limit value including the fluctuation of the on-gate voltage 41 (for example, less than 13.5 V if the fluctuation is 10% at 15 V voltage). , Malfunction can be prevented. Then, by using the feedback signals 62 and 64 logically inverted by the logic circuit 58, the reliability of the safety circuit can be improved. By monitoring the feedback signals 62 and 64 with the host controller, it is possible to perform a pre-failure diagnosis of the safety circuit itself, and to improve the reliability of the safety circuit. Note that the feedback signals 62 and 64 are preferably output to the host controller via a photocoupler or the like at a b-contact (normally closed contact) in consideration of fail-safe.

図５は本発明の実施例５に係る電動機駆動用電力変換装置の回路構成図である。この実施例５の各部について、図３の本発明の実施例３に係る電動機駆動用電力変換装置の各部と同一部分は同一符号で示し、その説明は省略する。この実施例５が実施例３と異なる点は、オンゲート電源遮断回路４５の出力側に、正側及び負側の電力用半導体素子用のオンゲート電源喪失検出回路５３を接続し、オンゲート電源遮断回路４５が確実に動作したことを電源喪失検出回路５３によって検出した信号を論理回路５８にて論理反転してフィードバックする信号６４を設けた点、安全停止信号６１を論理回路５８にて論理反転してフィードバックする信号６２を設けた点である。   FIG. 5 is a circuit configuration diagram of an electric motor driving power converter according to a fifth embodiment of the present invention. In each part of the fifth embodiment, the same parts as those of the power converter for driving an electric motor according to the third embodiment of the present invention shown in FIG. The fifth embodiment is different from the third embodiment in that an on-gate power supply loss detection circuit 53 for the power semiconductor elements on the positive side and the negative side is connected to the output side of the on-gate power supply cut-off circuit 45, Is provided with a signal 64 for logically inverting the signal detected by the power loss detection circuit 53 by the logic circuit 58 and feeding it back, and by inverting the safety stop signal 61 by the logic circuit 58. The signal 62 is provided.

この実施例５においては、実施例３で安全停止を行った動作結果をフィードバック監視することにより、実施例４と同様に安全停止回路自体の事前故障診断ができ、安全停止回路の信頼性を高めることが可能となる。なお、フィードバック信号６２、６４は、フェールセーフを考慮して、フォトカプラなどを介しｂ接点（ノルマルクローズ接点）で上位コントローラへ出力することが好ましい。   In the fifth embodiment, by performing feedback monitoring of the operation result obtained by performing the safe stop in the third embodiment, the pre-failure diagnosis of the safety stop circuit itself can be performed similarly to the fourth embodiment, and the reliability of the safe stop circuit is improved. It becomes possible. Note that the feedback signals 62 and 64 are preferably output to the host controller via a photocoupler or the like at a b-contact (normally closed contact) in consideration of fail-safe.

以上本発明のいくつかの実施例を説明したが、これらの実施例は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施例は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施例やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。   Although several embodiments of the present invention have been described above, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

すなわち、本願は安全停止指令信号を独立した２つの信号とし、この２つの信号の何れかが電動機駆動用電力変換装置に与えられたとき、正側及び負側の電力用半導体素子用のゲート駆動回路のうち少なくとも１つのゲート駆動回路の出力をオフに固定するような安全停止手段を備えたものであれば良い。   That is, in the present application, the safety stop command signal is made into two independent signals, and when either of these two signals is given to the motor drive power conversion device, the gate drive for the positive and negative power semiconductor elements is performed. Any circuit provided with a safety stop means for fixing the output of at least one gate drive circuit of the circuits to off may be used.

１１ インバータ装置
２１ 交流電動機
３１、３２ ゲート駆動回路
４１ ゲート駆動オン電圧
４２、４３、４４、４５ オンゲート電源遮断回路
５１ ＰＷＭ生成回路
５３、５４ オンゲート電源喪失検出回路
５７、５８ 論理回路
６１、６３ 安全停止信号
６２、６４ フィードバック信号 11 Inverter device 21 AC motor 31, 32 Gate drive circuit 41 Gate drive on voltage 42, 43, 44, 45 On-gate power supply cutoff circuit 51 PWM generation circuit 53, 54 On-gate power loss detection circuit 57, 58 Logic circuit 61, 63 Safe stop Signal 62, 64 Feedback signal

Claims (6)

与えられた直流電圧を交流電圧に変換して交流電動機を駆動するインバータ装置と、
前記インバータ装置を構成する正側及び負側の夫々の電力用半導体素子にオンオフ用ゲートパルスを供給する２つのゲート駆動回路と、
前記２つのゲート駆動回路にＰＷＭパルスを供給するＰＷＭ信号生成手段と、
前記交流電動機を安全に停止するための安全停止手段と
を具備し、
前記安全停止手段は、
外部から与えられる独立した２つの停止指令のうち何れか１つが入力されたとき、
前記２つのゲート駆動回路のうち少なくとも１つのゲート駆動回路の出力をオフに固定するようにしたことを特徴とする電動機駆動用電力変換装置。 An inverter device for converting a given DC voltage into an AC voltage and driving an AC motor;
Two gate drive circuits for supplying on / off gate pulses to the positive-side and negative-side power semiconductor elements constituting the inverter device;
PWM signal generation means for supplying PWM pulses to the two gate drive circuits;
Safe stop means for safely stopping the AC motor,
The safety stop means is
When any one of two independent stop commands given from the outside is input,
An electric power conversion apparatus for driving a motor, wherein an output of at least one of the two gate drive circuits is fixed off. 前記２つのゲート駆動回路の各々は、入力側に設けられたフォトカプラに前記ＰＷＭパルスを与えることによって動作するようにし、
前記安全停止手段は、
前記フォトカプラの夫々に与えるオン電圧をオンオフするオンゲート電源遮断回路を夫々有すると共に、前記独立した２つの停止指令を前記オンゲート電源遮断回路の夫々に与えるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の電動機駆動用電力変換装置。 Each of the two gate drive circuits operates by applying the PWM pulse to a photocoupler provided on the input side,
The safety stop means is
2. The on-gate power supply cutoff circuit for turning on and off an on-voltage applied to each of the photocouplers is provided, and the two independent stop commands are given to each of the on-gate power supply cutoff circuits. The electric power converter for electric motor drive of description. 前記２つのゲート駆動回路の各々は、入力側に設けられたフォトカプラに前記ＰＷＭパルスを与えることによって動作するようにし、
前記安全停止手段は、
前記フォトカプラに与えるオン電圧をオンオフする直列接続された２つのオンゲート電源遮断回路を有すると共に、前記独立した２つの停止指令を前記２つのオンゲート電源遮断回路の夫々に与えるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の電動機駆動用電力変換装置。 Each of the two gate drive circuits operates by applying the PWM pulse to a photocoupler provided on the input side,
The safety stop means is
It has two on-gate power shut-off circuits connected in series to turn on / off the on-voltage applied to the photocoupler, and the two independent stop commands are given to each of the two on-gate power shut-off circuits. The power conversion device for driving an electric motor according to claim 1. 前記２つのゲート駆動回路の各々は、入力側に設けられたフォトカプラに前記ＰＷＭパルスを与えることによって動作するようにし、
前記安全停止手段は、
前記フォトカプラに与えるオン電圧をオンオフする１つのオンゲート電源遮断回路と、前記ＰＷＭパルスの前記フォトカプラへの信号をブロックする論理回路を有すると共に、前記独立した２つの停止指令の一方を前記オンゲート電源遮断回路に与え、他方を前記論理回路に与えるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の電動機駆動用電力変換装置。 Each of the two gate drive circuits operates by applying the PWM pulse to a photocoupler provided on the input side,
The safety stop means is
And an on-gate power supply cutoff circuit for turning on / off an on-voltage applied to the photocoupler, and a logic circuit for blocking a signal of the PWM pulse to the photocoupler, and one of the two independent stop commands is supplied to the on-gate power supply. 2. The electric power conversion apparatus for driving a motor according to claim 1, wherein the power is supplied to a shut-off circuit and the other is supplied to the logic circuit. 前記安全停止手段は、
前記オンゲート電源遮断回路の夫々の出力側からオンゲート電源が確実にオフされたことを監視するフィードバック信号を夫々得るようにしたことを特徴とする請求項２に記載の電動機駆動用電力変換装置。 The safety stop means is
3. The electric power conversion apparatus for driving a motor according to claim 2, wherein feedback signals for monitoring that the on-gate power supply is reliably turned off are respectively obtained from the respective output sides of the on-gate power supply cutoff circuit. 前記安全停止手段は、
前記オンゲート電源遮断回路の出力側からオンゲート電源が確実にオフされたことを監視するフィードバック信号を得ると共に、前記他方の停止指令が前記論理回路に伝達されたことを監視するフィードバック信号を得るようにしたことを特徴とする請求項４に記載の電動機駆動用電力変換装置。 The safety stop means is
A feedback signal for monitoring that the on-gate power supply has been reliably turned off is obtained from the output side of the on-gate power supply cutoff circuit, and a feedback signal for monitoring that the other stop command has been transmitted to the logic circuit is obtained. The electric power converter for driving an electric motor according to claim 4, wherein
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