JP2708239B2 - Power converter - Google Patents
Power converterInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、過負荷保護機能を有する電力変換装置に関
する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Industrial application field) The present invention relates to a power converter having an overload protection function.
（従来の技術） 従来の電力変換装置の過負荷保護は電動機の許容値で
ある一定時間内の二乗平均値にて管理されていた。例え
ば、負荷を駆動する直流電動機をサイリスタ変換器にて
駆動している場合、電流検出器３により検出した電流を
一定サンプリング時間毎にデータ整理するフィルタ回路
と、このデータからあらかじめ定めた時間（例えば５分
間）の二乗平均値を演算する演算器とからなり、この二
乗平均値とサイリスタ変換器の許容値とを比較器で比較
して許容値を越えたら保護回路を働らかせて駆動装置を
保護する構成となっている。(Prior Art) Conventionally, overload protection of a power converter has been managed by a root-mean-square value within a certain time which is an allowable value of a motor. For example, when a DC motor that drives a load is driven by a thyristor converter, a filter circuit that sorts the data detected by the current detector 3 at regular sampling times, and a predetermined time (for example, (5 minutes) arithmetic unit for calculating the root mean square value. The root mean square value is compared with the permissible value of the thyristor converter by a comparator. If the permissible value is exceeded, the protection circuit is activated to activate the driving device. It is configured to protect.
（発明が解決しようとする課題） 上記技術により、抄紙機のドライヤ通、負荷GD2が大
きく起動電流が大きいが、一方定常負荷は軽いという用
途を保護させようとすると、起動時の過負荷耐量が例え
ば200％−２分間という様に大きく、このため大きな電
力変換装置を選ばなればならないという不経済さがあっ
た。(Problems to be Solved by the Invention) According to the above-mentioned technology, in order to protect an application in which a paper machine has a large dryer GD 2 and a large starting current, but the steady load is light, the overload withstand capability at the time of starting the machine. However, there is an uneconomical problem that a large power conversion device must be selected, for example, 200% for 2 minutes.
そこで本発明は上記問題を鑑み、起動時の過負荷耐量
と、通常運転時の過負荷耐量とを分けて各々厳密に保護
することが可能な電力変換装置を提供することを目的と
する。In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a power conversion device capable of separately protecting an overload withstand amount at the time of startup and an overload withstand amount during normal operation and strictly protecting each.
（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために本発明は、複数の電力変換
素子を有し、電動機に電力を供給する電力変換手段と、
この電力変換手段の交流側の電流を計測する電流検出器
と、この電流検出器の出力信号を所定サンプリング時間
毎に入力するフィルタ回路と、このフィルタ回路の出力
を常時収集し、零電流が所定時間継続しているか否かを
判断するコールド状態比較器と、このコールド状態比較
器にて零電流が所定時間継続していると判断された場
合、予め設定した時間の熱容量を演算する熱容量演算器
と、上記電動機の過負荷耐量を所定時間の二乗平均値を
用いて設定する二乗平均耐量設定器と、上記熱容量演算
器及び前記二乗平均耐量設定器からの出力信号を比較判
定する第１負荷判定回路と、上記コールド状態比較器に
て零電流が所定時間継続していないと判断された場合、
予め設定した時間の電流の二乗平均値を演算する二乗平
均値演算器と、起動時の過負荷耐量値を設定する起動耐
量設定器と、上記二乗平均値演算器及び上記起動耐量設
定器からの出力信号を比較判定する第２過負荷判定回路
と、上記第１過負荷判定回路及び上記第２過負荷判定回
路からの出力信号を加算する加算器と、この加算器から
の出力信号により上記電力変換手段を保護する保護回路
とを備えた電力変換装置を提供する。(Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, the present invention provides a power conversion unit having a plurality of power conversion elements and supplying power to a motor,
A current detector for measuring a current on the AC side of the power conversion means, a filter circuit for inputting an output signal of the current detector every predetermined sampling time, and an output of the filter circuit which is constantly collected and a zero current is set to a predetermined value; A cold state comparator for determining whether or not the time has continued; and a heat capacity calculator for calculating a heat capacity for a preset time when the cold state comparator determines that the zero current has continued for a predetermined time. A first load determination for comparing and comparing output signals from the heat capacity calculator and the root mean square tolerance setter, wherein a root mean square tolerance setter for setting the overload tolerance of the motor using a root mean square value for a predetermined time; When the circuit and the cold state comparator determine that the zero current has not continued for a predetermined time,
A root-mean-square value calculator for calculating a root-mean-square value of a current for a preset time, a start-tolerance setter for setting an overload withstand value at start-up, A second overload determination circuit for comparing and determining an output signal; an adder for adding output signals from the first overload determination circuit and the second overload determination circuit; And a protection circuit for protecting the conversion means.
（作用） 本発明は、電力変換手段の交流側の電流を所定サンプ
リング時間毎に検出し、この検出を常時収集し、零電流
が所定時間継続しているか否かを判断し、零電流が所定
時間継続していると判断された場合、予め設定した時間
の熱容量と電動機の過負荷耐量を所定時間の二乗平均値
を用いて設定された設定値とを比較判定し、零電流が所
定時間継続していないと判断された場合、予め設定した
時間の電流の二乗平均値の起動時の過負荷耐量値とを比
較判定する。そして、これらの比較判定結果に基づき、
電力変換手段を保護する。(Operation) The present invention detects the current on the AC side of the power conversion means at predetermined sampling times, constantly collects the detection, determines whether zero current has continued for a predetermined time, and determines whether the zero current has reached a predetermined value. If it is determined that the current has continued for a predetermined time, the heat capacity of the preset time is compared with the set value set by using the root-mean-square value of the overload tolerance of the motor for a predetermined time, and zero current continues for a predetermined time. If it is determined that it has not been performed, a comparison is made between the root-mean-square value of the current for a preset time and the overload withstand value at startup. Then, based on these comparison results,
Protect power conversion means.
（実施例） 次に本発明の一実施例を説明する。第１図は直流電動
機１に直流電力を供給するサイリスタ変換器２と、サイ
リスタ変換器２の交流側電流を計測する電流検出器３
と、電流検出器３の出力信号を予め定めたサンプリング
時間毎に入力するフィルタ回路５と、フィルタ回路５の
出力を常時取集し零電流が長時間継続しているか否かを
判断するコールド状態比較器９と、コールド状態比較器
９の結果により予め定めた時間の熱容量を演算する熱容
量演算器６と、熱容量演算器６の出力及び装置RMS容量
設定器13からの信号を比較判定する過負荷判定回路７
と、コールド状態比較器９の結果により予め定めた時間
の電流の二乗平均値を演算する二乗平均値演算器10と、
二乗平均値演算器10の出力及び装置容量設定器14からの
信号を比較判定する過負荷判定回路11と、過負荷判定回
路11の出力信号11a及び過負荷判定回路７の出力信号7a
を加算し、サイリスタ変換器２の制御信号とする加算器
12とを具備してなるサイリスタレオナード変換装置の保
護装置を示している。(Example) Next, an example of the present invention will be described. FIG. 1 shows a thyristor converter 2 for supplying DC power to a DC motor 1 and a current detector 3 for measuring the AC current of the thyristor converter 2.
A filter circuit 5 for inputting an output signal of the current detector 3 at every predetermined sampling time, and a cold state in which the output of the filter circuit 5 is constantly collected to determine whether or not zero current continues for a long time. A comparator 9, a heat capacity calculator 6 for calculating a heat capacity for a predetermined time based on the result of the cold state comparator 9, and an overload for comparing the output of the heat capacity calculator 6 and the signal from the device RMS capacity setter 13 Judgment circuit 7
A root mean square calculator 10 for calculating a root mean square of the current for a predetermined time based on the result of the cold state comparator 9;
An overload judging circuit 11 for comparing and judging an output of the root mean square calculator 10 and a signal from the device capacity setting unit 14, an output signal 11a of the overload judging circuit 11, and an output signal 7a of the overload judging circuit 7
Adder for adding a control signal to the thyristor converter 2
12 shows a protection device for a thyristor-leonard conversion device, comprising:
即ち、直流電動機１により、抄紙機のドライヤ等の負
荷４をサイリスタ変換器２にて駆動する装置において、
電流検出器３により検出された電流をフィルタ回路５に
おいて一定サンプリング時間（例えば１秒）毎にサンプ
リング抽出してこの信号をコールド状態比較器９に入力
する。That is, in a device in which a load 4 such as a dryer of a paper machine is driven by a thyristor converter 2 by a DC motor 1,
The current detected by the current detector 3 is sampled and extracted at a constant sampling time (for example, one second) in the filter circuit 5, and this signal is input to the cold state comparator 9.
ここでは、電流零の状態が長時間（例えば10分間等）
継続したらコールド状態であると判断し、起動を始めて
の数分間迄はコールドスタートと見なして起動時の過負
荷保護ループに、又そうでない場合はホット状態という
判断を行ないホット状態の過負荷保護ループに分岐され
る。Here, the state where the current is zero is long (for example, 10 minutes).
If it is continued, it is determined to be in the cold state, and it is assumed that it is a cold start for a few minutes after the start, and it is regarded as a cold start overload protection loop, otherwise it is judged as a hot state and a hot state overload protection loop Is branched to
ホット状態では例えば５分間の二乗平均値を常時、熱
容量演算器６にて数式１にもとづいて演算される。但
し、ｎ＝５分X60秒＝300である。In the hot state, for example, the root mean square value for 5 minutes is always calculated by the heat capacity calculator 6 based on Equation 1. However, n = 5 minutes × 60 seconds = 300.
通常直流電動機１は５分間の二乗平均値が１以下とい
う設計がされているため、その場合には装置RMS容量設
定器13にて“1"と設定し、過負荷判定回路７にて演算し
出力する。即ち、５分間の二乗平均値が１を越えている
か否かを判定させるが、直流電動機１の設計値により保
護設定値は可変である。 Normally, the DC motor 1 is designed to have a root mean square value of 1 or less for 5 minutes. In this case, the RMS capacity setting unit 13 sets “1”, and the overload judgment circuit 7 calculates Output. That is, it is determined whether or not the five-minute mean square value exceeds one. The protection set value is variable depending on the design value of the DC motor 1.
一方、コールド状態では、例えば200％−２分間とい
う起動時の過負荷耐量をもった直流電動機１を保護する
ために熱容量I2t値にて管理する。すなわち、起動開始
時点から数分間は例えば数式２にて演算される値（ｎ＝
300）を二乗平均値演算器10にて計算し、起動時の過負
荷設定値の装置設定容量設定器14（200％−２分の場合
は22×120＝480）にて設定した値と比較し、設定値を越
えているか否かを過負荷判定器11にて判定される。On the other hand, in the cold state, the heat capacity is controlled by the heat capacity I 2 t value in order to protect the DC motor 1 having an overload withstand capacity of 200% for 2 minutes at the time of startup. That is, for several minutes from the start of the activation, for example, the value calculated by Expression 2 (n =
300) is calculated by the root-mean-square value calculator 10, and the value set by the device setting capacity setting device 14 of the overload set value at the time of startup (2 2 × 120 = 480 for 200%-2 minutes) Then, the overload determiner 11 determines whether the set value is exceeded or not.
そして、過負荷判定器７または過負荷判定器11にて過
負荷設定値を越えたという信号が出力されると、この信
号を加算器12に入力し、いずれかの信号出力により保護
制御回路８を動作させ、サイリスタ変換器２の保護を行
なわせる。 Then, when a signal indicating that the overload set value is exceeded is output from the overload determiner 7 or the overload determiner 11, this signal is input to the adder 12, and one of the signal outputs outputs the protection control circuit 8 Is operated to protect the thyristor converter 2.
尚、本発明は抄紙機のドライヤのみでなく、他の負荷
の保護装置として使用可能な事は言うまでもない。It goes without saying that the present invention can be used not only as a dryer for a paper machine but also as a protection device for other loads.
本発明によれば、抄紙機ドライヤ装置のように、起動
時のみ過大な過負荷耐量が要求され、通常運転時には標
準の耐量で問題のない様な負荷のサイリスタ変換器を選
定する際に経済的な選定が可能となり、また実際の電動
機及び変換器の定格にあった保護が可能となるという効
果がある。According to the present invention, an excessive overload capacity is required only at the time of start-up, such as a paper machine dryer apparatus, and it is economical to select a thyristor converter with a load that does not have a problem with a standard capacity during normal operation. In addition, there is an effect that it is possible to select a suitable motor and to protect the motor and the converter in accordance with the ratings of the actual motor and the converter.
第１図は本発明の一実施例を示すサイリスタレオナード
変換装置の保護装置の構成図である。 ２……サイリスタ変換器、３……電流検出器 ５……フィルタ回路、６……熱容量演算器 ７……過負荷判定器、９……コールド状態比較器 10……二乗平均値演算器、12……加算器FIG. 1 is a configuration diagram of a protection device of a thyristor-leonard converter showing an embodiment of the present invention. 2 ... thyristor converter, 3 ... current detector 5 ... filter circuit, 6 ... heat capacity calculator 7 ... overload determiner, 9 ... cold state comparator 10 ... mean square value calculator, 12 ...... Adder
Claims (1)
を供給する電力変換手段と、 この電力変換手段の交流側の電流を計測する電流検出器
と、 この電流検出器の出力信号を所定サンプリング時間毎に
入力するフィルタ回路と、 このフィルタ回路の出力を常時収集し、零電流が所定時
間継続しているか否かを判断するコールド状態比較器
と、 このコールド状態比較器にて零電流が所定時間継続して
いると判断された場合、予め設定した時間の熱容量を演
算する熱容量演算器と、 前記電動機の過負荷耐量を所定時間の二乗平均値を用い
て設定する二乗平均耐量設定器と、 前記熱容量演算器及び前記二乗平均耐量設定器からの出
力信号を比較判定する第１過負荷判定回路と、 前記コールド状態比較器にて零電流が所定時間継続して
いないと判断された場合、予め設定した時間の電流の二
乗平均値を演算する二乗平均値演算器と、 起動時の過負荷耐量値を設定する起動耐量設定器と、 前記二乗平均値演算器及び前記起動耐量設定器からの出
力信号を比較判定する第２過負荷判定回路と、 前記第１過負荷判定回路及び前記第２過負荷判定回路か
らの出力信号を加算する加算器と、 この加算器からの出力信号により前記電力変換手段を保
護する保護回路とを具備したことを特徴とする電力変換
装置。1. A power conversion means having a plurality of power conversion elements for supplying power to a motor, a current detector for measuring a current on an AC side of the power conversion means, and an output signal of the current detector. A filter circuit that is input every predetermined sampling time, a cold state comparator that constantly collects the output of the filter circuit and determines whether the zero current continues for a predetermined time, and a zero current that is calculated by the cold state comparator. Is determined to have continued for a predetermined time, a heat capacity calculator that calculates the heat capacity for a preset time, and a root mean square resistance setting device that sets the overload resistance of the motor using a root mean square value for a predetermined time. A first overload determination circuit that compares and determines output signals from the heat capacity calculator and the root mean square resistance setting device; and the cold state comparator determines that zero current has not continued for a predetermined time. If the power is turned off, a root-mean-square value calculator for calculating a root-mean-square value of a current for a preset time, a start tolerance setting device for setting an overload withstand value at startup, the root-mean-square value calculator and the startup A second overload determination circuit that compares and determines an output signal from the tolerance setting device; an adder that adds output signals from the first overload determination circuit and the second overload determination circuit; And a protection circuit for protecting the power conversion means with an output signal.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1211780A JP2708239B2 (en) | 1989-08-17 | 1989-08-17 | Power converter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1211780A JP2708239B2 (en) | 1989-08-17 | 1989-08-17 | Power converter |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0378430A JPH0378430A (en) | 1991-04-03 |
| JP2708239B2 true JP2708239B2 (en) | 1998-02-04 |
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ID=16611479
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1211780A Expired - Fee Related JP2708239B2 (en) | 1989-08-17 | 1989-08-17 | Power converter |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| JP (1) | JP2708239B2 (en) |
-
1989
- 1989-08-17 JP JP1211780A patent/JP2708239B2/en not_active Expired - Fee Related
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| JPH0378430A (en) | 1991-04-03 |
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