JP2709739B2 - Power converter - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は自己消弧機能を有するスイッチング素子例え
ばGTOを用いた電力変換装置に係り、特にスイッチング
素子の保護に好適なヒューズに関する。The present invention relates to a power converter using a switching element having a self-extinguishing function, for example, a GTO, and more particularly to a fuse suitable for protecting the switching element.
従来の電力変換装置は第７図に示すように、正極アー
ムスイッチング素子１と負極アームスイッチング素子２
とそれぞれに付属するスナバ回路５、６及び還流用整流
素子３、４からなり、スイッチング素子を定常の動作か
らは予想しえない禍電流より保護するヒューズ７、８が
直流端子11、12との間に設けられている。この様な各相
毎のアーム構成を組み合わせることによりインバータ装
置として例えば直流から任意の周波数の交流電力を得て
電動機に供給してその回転数を制御することが出来る。
その回路構成からヒューズ７、８に流れる電流はアーム
スイッチング素子に流れる電流と還流用整流素子に流れ
る電流との和になっていた。As shown in FIG. 7, a conventional power converter includes a positive arm switching element 1 and a negative arm switching element 2.
And fuses 7 and 8 for protecting the switching element from damage currents that cannot be expected from normal operation, and fuses 7 and 8 with the DC terminals 11 and 12. It is provided between them. By combining such an arm configuration for each phase, an inverter device, for example, can obtain AC power of an arbitrary frequency from DC and supply it to a motor to control the number of rotations.
From the circuit configuration, the current flowing through the fuses 7 and 8 is the sum of the current flowing through the arm switching element and the current flowing through the return rectifying element.
上記従来技術はヒューズの遮断容量をアームスイッチ
ング素子連続許容定格電流に還流用整流素子連続許容定
格電流を加算した値としている為、アームスイッチング
素子のサージ電流に対してヒューズの遮断容量が過大と
なり、アームスイッチング素子を禍電流より保護出来な
いという問題があった。In the above prior art, since the breaking capacity of the fuse is a value obtained by adding the continuous permissible rated current of the arm switching element to the continuous permissible rated current of the arm switching element, the breaking capacity of the fuse is excessive with respect to the surge current of the arm switching element, There has been a problem that the arm switching element cannot be protected from the evil current.
また電力変換装置の大容量化に伴い高電圧用のアーム
スイッチング素子が開発されているが、ヒューズは開発
がそれに対応して為されていないので、製品の多様化に
ついて配慮がされておらず、規格が限定され選定範囲が
狭く必要以上に容量が大きくコストの高い製品を使用せ
ざるをえないという問題があった。Arm switching elements for high voltage have been developed with the increase in the capacity of power converters, but fuses have not been developed in response to this, so no consideration has been given to product diversification. There is a problem that the standard is limited, the selection range is narrow, and a product having a larger capacity than necessary and having a high cost has to be used.
本発明の目的は、アームスイッチング素子とヒューズ
との間に保護協調のとれた電力変換装置を提供すること
にある。An object of the present invention is to provide a power converter in which protection coordination is achieved between an arm switching element and a fuse.
本発明の目的は、アームスイッチング素子とヒューズ
との間に保護協調のとれた電力変換装置を用いたインバ
ータ装置を提供することにある。An object of the present invention is to provide an inverter device using a power converter in which protection coordination is achieved between an arm switching element and a fuse.
本発明の目的は、アームスイッチング素子とヒューズ
との間に保護協調のとれた電力変換装置を用いたコンバ
ータ装置を提供することにある。An object of the present invention is to provide a converter device using a power converter in which protection coordination is achieved between an arm switching element and a fuse.
上記目的は、還流用整流素子を並列に接続した正極ア
ームスイッチング素子群と同じく還流用整流素子を並列
に接続した負極アームスイッチング素子群相互を直列に
接続し、接続点を交流端子へ導き、前記アームスイッチ
ング素子群の両端をそれぞれ直流端子へ導いた電力変換
装置において、ヒューズを直列に接続した前記各々のア
ームスイッチング素子群と、ヒューズを直列に接続した
前記還流用整流素子とを並列に接続した電力変換装置を
提供することにより達成される。The above object is to connect in series a negative arm switching element group in which a reflux rectifying element is connected in parallel with a positive arm switching element group in which a reflux rectifying element is connected in parallel, and to guide a connection point to an AC terminal. In the power converter in which both ends of the arm switching element group are respectively led to the DC terminals, each of the arm switching element groups each having a fuse connected in series and the rectifying element for reflux having a fuse connected in series are connected in parallel. This is achieved by providing a power converter.
上記構成によれば、各々のアームスイッチング素子群
とヒューズを直列に接続し、それらに各々の還流用整流
素子を並列に接続しヒューズに流れる電流をアームスイ
ッチング素子に流れる電流に限ることにより、ヒューズ
の遮断容量はアームスイッチング素子のサージ電流に対
応した値となり保護協調をとることができる。According to the above configuration, each arm switching element group and the fuse are connected in series, each of the return rectifying elements is connected in parallel, and the current flowing through the fuse is limited to the current flowing through the arm switching element. Is a value corresponding to the surge current of the arm switching element, and protection coordination can be achieved.
本発明の実施例を図を用いて説明する。 An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
第１図は本実施例の電力変換装置１相分の構成を示す
回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing the configuration of one phase of the power converter of the present embodiment.
先ず装置の構成を示す。正極側は正極アームスイッチ
ング素子１、スナバ回路５、還流用整流素子３、ヒュー
ズ7,リアクトル９からなり、負極側は負極アームスイッ
チング素子２、スナバ回路６、還流用整流素子４、ヒュ
ーズ８、リアクトル10からなり、リアクトル９は電源側
となる正の直流端子11へ、リアクトル10は同じく電源側
となる負の直流端子12へ、正極と負極の接続点は負荷側
となる交流端子13へ接続されている。First, the configuration of the apparatus will be described. The positive side comprises a positive arm switching element 1, a snubber circuit 5, a reflux rectifier 3, a fuse 7 and a reactor 9, and the negative side comprises a negative arm switching element 2, a snubber circuit 6, a reflux rectifier 4, a fuse 8 and a reactor. The reactor 9 is connected to the positive DC terminal 11 on the power supply side, the reactor 10 is connected to the negative DC terminal 12 also on the power supply side, and the connection point between the positive electrode and the negative electrode is connected to the AC terminal 13 on the load side. ing.
第2a図、第2b図は電力変換装置のスイッチング素子例
えばGTOと還流用整流素子に流れる電流の関係をタイミ
ングチャートに示したものである。先ずPWM制御をする
為のPWM信号を作り出す為に正弦波と三角波を比較す
る。正弦波の正のサイクルで三角波より正弦波が大きく
なった区間で正極アームスイッチング素子１がオンとな
り、三角波より正弦波が小さくなった区間で還流用整流
素子４がオンとなる。次に正弦波の負のサイクルで三角
波より正弦波が小さくなった区間で負極アームスイッチ
ング素子２がオンとなり、三角波より正弦波が大きくな
った区間で還流用整流素子３がオンとなる。交流端子13
には正極アームスイッチング素子１と負極アームスイッ
チング素子２のオン・オフに従い上記正弦波に対し力率
cosだけ位相の遅れた負荷当電流が得られる。本図は
典型的な例を示したもので、制御信号の振幅、出力電流
と出力電圧の位相等によるスイッチング素子に流れる電
流の波形は異なる。2a and 2b are timing charts showing the relationship between the switching element of the power converter, for example, GTO and the current flowing through the rectifying element for return. First, a sine wave and a triangular wave are compared to generate a PWM signal for PWM control. The positive arm switching element 1 is turned on in a section where the sine wave is larger than the triangular wave in the positive cycle of the sine wave, and the return rectifying element 4 is turned on in a section where the sine wave is smaller than the triangular wave. Next, the negative arm switching element 2 is turned on in a section where the sine wave is smaller than the triangular wave in the negative cycle of the sine wave, and the return rectifying element 3 is turned on in a section where the sine wave is larger than the triangular wave. AC terminal 13
The power factor for the above sine wave depends on ON / OFF of the positive arm switching element 1 and the negative arm switching element 2.
A load current with a phase delayed by cos is obtained. This figure shows a typical example, and the waveform of the current flowing through the switching element differs depending on the amplitude of the control signal, the phase of the output current and the phase of the output voltage, and the like.
第７図に示す従来の電力変換装置において制御信号の
正弦波１サイクル平均で見ればヒューズ７に流れる電流
は正極アームスイッチング素子１と還流用整流素子３の
和になり、ヒューズ８に流れる電流は負極アームスイッ
チング素子２と還流用整流素子４の和になる。従って正
極アームスイッチング素子１をヒューズ７によって保護
しようとする場合、還流用整流素子３に流れる電流を加
算してヒューズ７の遮断容量を決める必要があり、ヒュ
ーズ７が大きくなりヒューズのi2・ｔをスイッチング素
子のi2・ｔより小さくすることが困難である。本実施例
では第１図に示すようにヒューズをスイッチング素子と
直列に接続しそれらと還流用整流素子を並列に接続する
ことによりスイッチング素子とヒューズに流れる電流を
ほぼ等しくしてヒューズのi2・ｔをスイッチング素子の
i2・ｔより小さくし保護協調をとることが容易になる。In the conventional power converter shown in FIG. 7, the current flowing through the fuse 7 is the sum of the positive-arm switching element 1 and the rectifying element 3 for freewheeling, and the current flowing through the fuse 8 is It is the sum of the negative arm switching element 2 and the rectifying element 4 for circulation. Therefore, when the positive electrode arm switching element 1 is to be protected by the fuse 7, it is necessary to determine the breaking capacity of the fuse 7 by adding the current flowing through the reflux rectifying element 3, and the fuse 7 becomes large, and the fuse i 2 · t Is smaller than i 2 · t of the switching element. Fuse i 2 · of substantially equal currents flowing through the switching device and a fuse by connecting in parallel a freewheeling rectifier element and they connect the fuse to the switching element in series, as shown in FIG. 1 in this embodiment t of the switching element
It is easier to achieve protection coordination by making i < 2 > t smaller.
第３図はスイッチング素子を保護するヒューズと還流
用整流素子を保護するヒューズを設けた例で、還流用整
流素子はスイッチング素子のように制御の乱れで過電流
が流れることもなく、製品化されてからの歴史が長く性
能が安定しており、大きなサージ電流に耐える特性から
保護するヒューズの必要性は高くないが、異常時に回路
から切り離すことの必要性を認める場合には実施しても
スイッチング素子の保護協調を乱すものではない。FIG. 3 shows an example in which a fuse for protecting the switching element and a fuse for protecting the return rectifier element are provided. The return rectifier element is commercialized without overcurrent flowing due to control disturbance as in the case of the switching element. It has a long history, stable performance, and it is not necessary to use a fuse to protect it from the characteristics that can withstand large surge currents. It does not disrupt the protection coordination of the elements.
第４図は電力変換装置の電源電圧を高めて大容量化す
る為にスイッチング素子と還流用整流素子をそれぞれ２
個直列に接続する場合の実施例で、ヒューズも高電圧に
耐える特殊仕様の製品を用いる必要がある。本実施例で
は２個直列に接続する場合を示したが直列に接続する素
子は２個に限定されるものではなく何個接続しても本発
明の効果は変らない。FIG. 4 shows two switching elements and two return rectifying elements for increasing the power supply voltage of the power converter to increase the capacity.
In the embodiment in which the fuses are connected in series, it is necessary to use a fuse having a special specification that can withstand a high voltage. In this embodiment, the case where two devices are connected in series is shown, but the number of devices connected in series is not limited to two, and the effect of the present invention does not change even if any number of devices are connected.
第５図は、電力変換装置の電源電流を高めて大容量化
する為にスイッチング素子と還流用整流素子をそれぞれ
２個並列に接続する場合の実施例で、ヒューズも高電流
に耐える特殊仕様の製品を用いる必要がある。本実施例
では２個並列に接続する場合を示したが並列に接続する
素子は２個に限定されるものではなく何個接続しても本
発明の効果は変らない。FIG. 5 shows an embodiment in which two switching elements and two return rectifying elements are connected in parallel to increase the power supply current of the power converter and increase the capacity. You need to use a product. In this embodiment, the case where two devices are connected in parallel is shown, but the number of devices connected in parallel is not limited to two, and the effect of the present invention does not change even if any number of devices are connected.
本実施例の電力変換装置は三相インバータ或いは三相
コンバータの何れにも適用することが出来る。The power converter of the present embodiment can be applied to either a three-phase inverter or a three-phase converter.
第６図は本実施例の電力変換装置を三相インバータに
適用した例で直流電力を電源として入力し交流電力を出
力し電動機31を駆動する例を示す。FIG. 6 shows an example in which the power converter of the present embodiment is applied to a three-phase inverter, in which DC power is input as a power source, AC power is output, and the motor 31 is driven.
本実施例によれば、ヒューズに流れる電流は従来技術
に対し還流用整流素子の分少なくなり、負荷力率で変化
するが第６図に示すように３相ブリッジで考えた場合そ
の値は次の式で与えられる。According to this embodiment, the current flowing through the fuse is smaller than that of the prior art by the amount of the rectifying element for circulation, and varies with the load power factor. However, when considered with a three-phase bridge as shown in FIG. Is given by
とおくとアーム電流の内ダイオードに流れる電流Diは となりその分ヒューズの容量を低減出来る。 Far To current D i flowing through the inner diode of the arm current Thus, the capacity of the fuse can be reduced accordingly.
本発明によれば、各々のアームスイッチング素子群と
ヒューズを直列に接続し、それらに各々の還流用整流素
子を並列に接続しヒューズに流れる電流をアームスイッ
チング素子に限ることにより、ヒューズの遮断容量はア
ームスイッチング素子のサージ電流に対応した値となり
保護協調をとることができる。According to the present invention, each of the arm switching element groups and the fuse are connected in series, the respective return rectifying elements are connected in parallel to each other, and the current flowing through the fuse is limited to the arm switching element. Becomes a value corresponding to the surge current of the arm switching element, and protection coordination can be achieved.
更に、ヒューズの遮断容量をスイッチング素子のみに
対応した値に低減しヒューズを小形化する効果が得られ
る。Further, the breaking capacity of the fuse is reduced to a value corresponding to only the switching element, and the effect of reducing the size of the fuse can be obtained.
第１図は本発明の実施例の構成を示す回路図、第2a図、
第2b図は第１図に示した回路の動作を説明するタイミン
グチャート、第３図は本発明の他の実施例の構成を示す
回路図、第４図は本発明の他の実施例の構成を示す回路
図、第５図は本発明の他の実施例の構成を示す回路図、
第６図は本発明を適用した三相インバータの回路図、第
７図は従来の電力変換装置の回路図である。 １……正極アームスイッチング素子、 ２……負極アームスイッチング素子、 ３……還流用整流素子、４……還流用整流素子、 ５……スナバ回路、６……スナバ回路、 ７……ヒューズ、８……ヒューズ、 ９……リアクトル、10……リアクトル、 11……直流端子、12……直流端子、 13……交流端子、31……電動機FIG. 1 is a circuit diagram showing the configuration of an embodiment of the present invention, FIG. 2a,
FIG. 2b is a timing chart for explaining the operation of the circuit shown in FIG. 1, FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration of another embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a configuration of another embodiment of the present invention. FIG. 5 is a circuit diagram showing a configuration of another embodiment of the present invention,
FIG. 6 is a circuit diagram of a three-phase inverter to which the present invention is applied, and FIG. 7 is a circuit diagram of a conventional power converter. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Positive arm switching element, 2 ... Negative arm switching element, 3 ... Rectifying element for reflux, 4 ... Rectifying element for reflux, 5 ... Snubber circuit, 6 ... Snubber circuit, 7 ... Fuse, 8 ... fuse, 9 ... reactor, 10 ... reactor, 11 ... DC terminal, 12 ... DC terminal, 13 ... AC terminal, 31 ... motor
Claims (1)
ムスイッチング素子群と同じく還流用整流素子を並列に
接続した負極アームスイッチング素子群相互を直列に接
続し、接続点を交流端子へ導き、前記アームスイッチン
グ素子群の両端をそれぞれ直流端子へ導いた電力変換装
置において、ヒューズを直列に接続した前記各々のアー
ムスイッチング素子群と、ヒューズを直列に接続した前
記還流用整流素子とを並列に接続したことを特徴とする
電力変換装置。1. A negative arm switching element group in which a reflux rectifying element is connected in parallel with a positive arm switching element group in which a reflux rectifying element is connected in parallel, and a connection point is led to an AC terminal. In the power converter in which both ends of the arm switching element group are led to DC terminals, the respective arm switching element groups each having a fuse connected in series and the return rectifying element having a fuse connected in series are connected in parallel. A power conversion device, comprising:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1245535A JP2709739B2 (en) | 1989-09-21 | 1989-09-21 | Power converter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1245535A JP2709739B2 (en) | 1989-09-21 | 1989-09-21 | Power converter |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03112370A JPH03112370A (en) | 1991-05-13 |
| JP2709739B2 true JP2709739B2 (en) | 1998-02-04 |
Family
ID=17135140
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1245535A Expired - Fee Related JP2709739B2 (en) | 1989-09-21 | 1989-09-21 | Power converter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2709739B2 (en) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59188378A (en) * | 1983-04-07 | 1984-10-25 | Mitsubishi Electric Corp | Inverter |
-
1989
- 1989-09-21 JP JP1245535A patent/JP2709739B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59188378A (en) * | 1983-04-07 | 1984-10-25 | Mitsubishi Electric Corp | Inverter |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03112370A (en) | 1991-05-13 |
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