JP3269368B2 - 電力変換器の異常検出回路 - Google Patents
電力変換器の異常検出回路Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、多相交流出力を
発生するように構成した電力変換器の異常検出回路に関
するものである。
発生するように構成した電力変換器の異常検出回路に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】図５は、（社）発明協会発行の発明協会
公開技報Ｖｏｌ．１１−３７、公技番号８６−１１０４
５号に記載のインバータ装置の異常検出回路（不足電圧
検出回路）である。図において、１０は三相ブリッジイ
ンバータ（以下、単にインバータと呼ぶ）、１１は漏れ
リアクタンスを有する変圧器、１２UV、１２VW、１２WU
はインバータ１０の出力側各線間に挿入したコンデンサ
で、変圧器２の漏れリアクタンスとコンデンサ１２UV、
１２VW、１２WUとでフィルタ回路を構成している。１３
は負荷、１４はインバータ１の出力側線間電圧ＶUV、Ｖ
VW、ＶWUを検出する電圧検出器、１５は電圧検出器１４
の出力を整流する整流回路、１６は比較器、１７’は故
障処理回路である。
公開技報Ｖｏｌ．１１−３７、公技番号８６−１１０４
５号に記載のインバータ装置の異常検出回路（不足電圧
検出回路）である。図において、１０は三相ブリッジイ
ンバータ（以下、単にインバータと呼ぶ）、１１は漏れ
リアクタンスを有する変圧器、１２UV、１２VW、１２WU
はインバータ１０の出力側各線間に挿入したコンデンサ
で、変圧器２の漏れリアクタンスとコンデンサ１２UV、
１２VW、１２WUとでフィルタ回路を構成している。１３
は負荷、１４はインバータ１の出力側線間電圧ＶUV、Ｖ
VW、ＶWUを検出する電圧検出器、１５は電圧検出器１４
の出力を整流する整流回路、１６は比較器、１７’は故
障処理回路である。
【０００３】次に動作について説明する。インバータ１
０の出力電圧を変圧器１１の漏れリアクタンスとコンデ
ンサ１２UV、１２VW、１２WUとで構成するフィルタ回路
を介して制御し、負荷１３に安定な電力を供給する。イ
ンバータ１０の出力電圧を比較器１６で監視し、インバ
ータ１０が何らかの原因で異常電圧を出力すると、負荷
に異常電圧を印加しないよう、故障処理回路１７’がイ
ンバータ１０を停止させる。
０の出力電圧を変圧器１１の漏れリアクタンスとコンデ
ンサ１２UV、１２VW、１２WUとで構成するフィルタ回路
を介して制御し、負荷１３に安定な電力を供給する。イ
ンバータ１０の出力電圧を比較器１６で監視し、インバ
ータ１０が何らかの原因で異常電圧を出力すると、負荷
に異常電圧を印加しないよう、故障処理回路１７’がイ
ンバータ１０を停止させる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来のインバータの異
常検出回路は以上のように構成しており、１つの電圧検
出器で検出したインバータ出力電圧でインバータの電圧
制御とインバータの異常電圧保護を行うので、例えば電
圧検出器の検出ゲインが低下すると、インバータの制御
回路には、実際より小さな出力電圧があるものとしてフ
ィードバックするためインバータの出力電圧が過大なも
のになる。異常検出回路は検出ゲインの低下した電圧検
出器出力によって動作するため、この異常電圧を検出す
ることはできない。これを防止するには、制御用と保護
用の２つの電圧検出器を用いなければならないという問
題点があった。
常検出回路は以上のように構成しており、１つの電圧検
出器で検出したインバータ出力電圧でインバータの電圧
制御とインバータの異常電圧保護を行うので、例えば電
圧検出器の検出ゲインが低下すると、インバータの制御
回路には、実際より小さな出力電圧があるものとしてフ
ィードバックするためインバータの出力電圧が過大なも
のになる。異常検出回路は検出ゲインの低下した電圧検
出器出力によって動作するため、この異常電圧を検出す
ることはできない。これを防止するには、制御用と保護
用の２つの電圧検出器を用いなければならないという問
題点があった。
【０００５】この発明は、上述のような課題を解決する
ためになされたもので、電圧検出器の異常を検出するこ
とによって、１つの電圧検出器のみで、電圧検出器に異
常を生じた場合でも負荷に異常電圧を印加することのな
いインバータの制御を行うことのできる異常検出回路を
実現することを目的とする。
ためになされたもので、電圧検出器の異常を検出するこ
とによって、１つの電圧検出器のみで、電圧検出器に異
常を生じた場合でも負荷に異常電圧を印加することのな
いインバータの制御を行うことのできる異常検出回路を
実現することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】３相交流を出力するイン
バータ装置とこのインバータ装置に接続した３相変圧器
とこの３相変圧器に接続したフィルタコンデンサとを備
える電力変換器の異常の検出を行う電力変換器の異常検
出回路において、前記電力変換器の出力電圧を検出する
電圧検出器と、前記電圧検出器の出力電圧に基づいて前
記電力変換器を制御する制御回路と、前記電圧検出器が
正常であるときこの電圧検出器の３つの出力を加算した
結果が零になるように前記電圧検出器の３つの出力を加
算する加算器と、前記電力変換器の出力電圧に基づいて
前記電力変換器の異常を検出し、前記加算器による加算
結果に基づいて前記電圧検出器の異常を検出し、異常が
検出されたときに前記電力変換器の保護動作を行う故障
処理回路とを備えるようにした。
バータ装置とこのインバータ装置に接続した３相変圧器
とこの３相変圧器に接続したフィルタコンデンサとを備
える電力変換器の異常の検出を行う電力変換器の異常検
出回路において、前記電力変換器の出力電圧を検出する
電圧検出器と、前記電圧検出器の出力電圧に基づいて前
記電力変換器を制御する制御回路と、前記電圧検出器が
正常であるときこの電圧検出器の３つの出力を加算した
結果が零になるように前記電圧検出器の３つの出力を加
算する加算器と、前記電力変換器の出力電圧に基づいて
前記電力変換器の異常を検出し、前記加算器による加算
結果に基づいて前記電圧検出器の異常を検出し、異常が
検出されたときに前記電力変換器の保護動作を行う故障
処理回路とを備えるようにした。
【０００７】また、３相交流を出力するインバータ装置
とこのインバータ装置に接続しその負荷側を星形接続し
て３相４線式負荷に給電する３相変圧器とこの３相変圧
器に接続したフィルタコンデンサと前記インバータ装置
の故障を検出をするとともにインバータ装置の保護動作
を行う故障処理回路とを備える電力変換器に対して、こ
の電力変換器の出力電圧に基づいて異常の検出を行う電
力変換器の異常検出回路において、電力変換器出力の相
電圧を検出する電圧検出器と、中性点電流を検出する中
性点電流検出手段と、中性点電流から３相変圧器の漏れ
リアクタンスによる電圧降下を演算によって求める微分
器と、電圧検出器が正常であるとき電圧検出器の３つの
出力と微分器の出力とを加算した結果が原理的に零にな
るように電圧検出器の３つの出力と微分器の出力とを加
算する加算器とを備え、この加算器の出力が所定の値を
超えたとき電圧検出器の異常状態として故障処理回路に
電力変換器の保護動作を行わせるように構成した。
とこのインバータ装置に接続しその負荷側を星形接続し
て３相４線式負荷に給電する３相変圧器とこの３相変圧
器に接続したフィルタコンデンサと前記インバータ装置
の故障を検出をするとともにインバータ装置の保護動作
を行う故障処理回路とを備える電力変換器に対して、こ
の電力変換器の出力電圧に基づいて異常の検出を行う電
力変換器の異常検出回路において、電力変換器出力の相
電圧を検出する電圧検出器と、中性点電流を検出する中
性点電流検出手段と、中性点電流から３相変圧器の漏れ
リアクタンスによる電圧降下を演算によって求める微分
器と、電圧検出器が正常であるとき電圧検出器の３つの
出力と微分器の出力とを加算した結果が原理的に零にな
るように電圧検出器の３つの出力と微分器の出力とを加
算する加算器とを備え、この加算器の出力が所定の値を
超えたとき電圧検出器の異常状態として故障処理回路に
電力変換器の保護動作を行わせるように構成した。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、この発明による電力変換器
の異常検出回路について、複数の実施形態を図を用いて
説明する。各図には従来の電力変換器の異常検出回路を
説明するのに用いた図５におけるのと同一もしくは相当
する部分には同一の符号を付し、機能や作用についての
重複する説明は省略する。
の異常検出回路について、複数の実施形態を図を用いて
説明する。各図には従来の電力変換器の異常検出回路を
説明するのに用いた図５におけるのと同一もしくは相当
する部分には同一の符号を付し、機能や作用についての
重複する説明は省略する。
【０００９】実施形態１．図１は、この発明による第１
の実施形態である電力変換器の異常検出回路であり、１
はインバータ１０出力の各線間電圧ＶUV、ＶVW、ＶWUの
代数和を得る加算器、２は加算１の出力が所定の値を超
えると異常信号を出力する比較器である。次に動作につ
いて説明する。各線間電圧ＶUV、ＶVW、ＶWUの代数和は
原理的に常に０であるから、電圧検出器１４が正常な場
合、加算器１の出力は０である。しかし、電圧検出器１
４の一部に異常が生じると加算器１にある大きさの出力
が生じる。この出力を比較器２により検出して電圧検出
器１４の異常信号を出力し、インバータ１０を停止させ
る。電圧検出器１４には検出誤差があるため、比較器２
がこの検出誤差を異常と判定しないよう、適当な検出幅
をもたせる必要がある。このように、制御用と保護用に
それぞれ独立の電圧検出器を用いることなく、インバー
タの制御と負荷の保護が行なえる。
の実施形態である電力変換器の異常検出回路であり、１
はインバータ１０出力の各線間電圧ＶUV、ＶVW、ＶWUの
代数和を得る加算器、２は加算１の出力が所定の値を超
えると異常信号を出力する比較器である。次に動作につ
いて説明する。各線間電圧ＶUV、ＶVW、ＶWUの代数和は
原理的に常に０であるから、電圧検出器１４が正常な場
合、加算器１の出力は０である。しかし、電圧検出器１
４の一部に異常が生じると加算器１にある大きさの出力
が生じる。この出力を比較器２により検出して電圧検出
器１４の異常信号を出力し、インバータ１０を停止させ
る。電圧検出器１４には検出誤差があるため、比較器２
がこの検出誤差を異常と判定しないよう、適当な検出幅
をもたせる必要がある。このように、制御用と保護用に
それぞれ独立の電圧検出器を用いることなく、インバー
タの制御と負荷の保護が行なえる。
【００１０】実施形態２．図２は、この発明による第２
の実施形態である電力変換器の異常検出回路であり、３
相４線式の負荷１３’に電力を供給するようにしたイン
バータ１０の異常検出を行うようにしたものである。変
圧器１１’の２次側は星形接続で、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相と
ともに中性点Ｎが負荷４に接続してある。また、Ｕ相、
Ｖ相、Ｗ相と中性点Ｎの間にはコンデンサ１２U 、１２
V 、１２W が接続してある。電圧検出器１４’はインバ
ータ１０の各相電圧を、電流検出器３は変圧器１１’か
ら中性点Ｎに流れる電流（以下、Ｎ相電流と呼ぶ）を検
出する。４は微分器、５は減算器である。
の実施形態である電力変換器の異常検出回路であり、３
相４線式の負荷１３’に電力を供給するようにしたイン
バータ１０の異常検出を行うようにしたものである。変
圧器１１’の２次側は星形接続で、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相と
ともに中性点Ｎが負荷４に接続してある。また、Ｕ相、
Ｖ相、Ｗ相と中性点Ｎの間にはコンデンサ１２U 、１２
V 、１２W が接続してある。電圧検出器１４’はインバ
ータ１０の各相電圧を、電流検出器３は変圧器１１’か
ら中性点Ｎに流れる電流（以下、Ｎ相電流と呼ぶ）を検
出する。４は微分器、５は減算器である。
【００１１】負荷１３’が３相不平衡である場合、相電
圧ＶU 、ＶV 、ＶW の代数和は０にならない。この原因
は、変圧器１１’の漏れリアクタンスによる電圧降下が
不平衡になるためである。しかし周知の通り、Ｎ相電流
が変圧器１１’の各相の漏れリアクタンスに流れるとし
たときに生じる電圧降下は相電圧ＶU 、ＶV 、ＶW の代
数和と等しい。このことから、変圧器１１’に流れるＮ
相電流を定数倍（変圧器２の漏れリアクタンスの大きさ
に応じた倍率）して微分し、相電圧ＶU 、ＶV 、ＶW の
代数和から減算した量で電圧検出器の状態を監視すれ
ば、この発明の第１の実施形態と同様に制御用と保護用
にそれぞれ独立の電圧検出器を用いることなく、インバ
ータ１０の制御と負荷の保護を行なうことができる。
圧ＶU 、ＶV 、ＶW の代数和は０にならない。この原因
は、変圧器１１’の漏れリアクタンスによる電圧降下が
不平衡になるためである。しかし周知の通り、Ｎ相電流
が変圧器１１’の各相の漏れリアクタンスに流れるとし
たときに生じる電圧降下は相電圧ＶU 、ＶV 、ＶW の代
数和と等しい。このことから、変圧器１１’に流れるＮ
相電流を定数倍（変圧器２の漏れリアクタンスの大きさ
に応じた倍率）して微分し、相電圧ＶU 、ＶV 、ＶW の
代数和から減算した量で電圧検出器の状態を監視すれ
ば、この発明の第１の実施形態と同様に制御用と保護用
にそれぞれ独立の電圧検出器を用いることなく、インバ
ータ１０の制御と負荷の保護を行なうことができる。
【００１２】図２と同様の原理に基づいて、図３に示す
ような保護回路によっても制御用と保護用にそれぞれ独
立の電圧検出器を用いることなく、インバータの制御と
負荷の保護を行なうことができる。一般に、過負荷から
インバータを保護するため、負荷電流を監視してインバ
ータが過負荷になるとゲートを遮断するような保護回路
が設けられている。この保護回路を構成する電流検出器
の検出信号を利用することによって、図２を用いて説明
した電力変換器の異常検出回路のようにＮ相電流を検出
する電流検出器３を設けることなくインバータの制御と
負荷の保護が行なえる。図３は、Ｎ相電流をインバータ
の過負荷を検出する電流検出器１８U 、１８Vおよび１
８W で検出する各相の負荷電流から加算器６を用いて代
数和として求め、コンデンサ１２U 、１２V 、１２W に
流れるコンデンサＮ相電流電流検出器３’によって検出
し、両者の代数和として変圧器Ｎ相電流を求め、以下図
２と同様に構成すればよい。
ような保護回路によっても制御用と保護用にそれぞれ独
立の電圧検出器を用いることなく、インバータの制御と
負荷の保護を行なうことができる。一般に、過負荷から
インバータを保護するため、負荷電流を監視してインバ
ータが過負荷になるとゲートを遮断するような保護回路
が設けられている。この保護回路を構成する電流検出器
の検出信号を利用することによって、図２を用いて説明
した電力変換器の異常検出回路のようにＮ相電流を検出
する電流検出器３を設けることなくインバータの制御と
負荷の保護が行なえる。図３は、Ｎ相電流をインバータ
の過負荷を検出する電流検出器１８U 、１８Vおよび１
８W で検出する各相の負荷電流から加算器６を用いて代
数和として求め、コンデンサ１２U 、１２V 、１２W に
流れるコンデンサＮ相電流電流検出器３’によって検出
し、両者の代数和として変圧器Ｎ相電流を求め、以下図
２と同様に構成すればよい。
【００１３】同様に、図４に示すようにコンデンサＮ相
電流についてはＮ相電圧を微分することによって求める
ようにしてもよい。
電流についてはＮ相電圧を微分することによって求める
ようにしてもよい。
【００１４】なお、コンデンサＮ相電流は一般に小さい
ので図４における加算器７および微分器８を省略しても
よい。その理由は、コンデンサ１２U 、１２V 、１２W
の容量および変圧器２の漏れインダクタンスは、装置定
格の数％程度であり、負荷電流に対してコンデンサ電流
は十分小さいので、これを無視しても影響はわずかであ
り、電圧検出器の異常を検出するのにほとんど影響を与
えないからである。
ので図４における加算器７および微分器８を省略しても
よい。その理由は、コンデンサ１２U 、１２V 、１２W
の容量および変圧器２の漏れインダクタンスは、装置定
格の数％程度であり、負荷電流に対してコンデンサ電流
は十分小さいので、これを無視しても影響はわずかであ
り、電圧検出器の異常を検出するのにほとんど影響を与
えないからである。
【図１】 この発明の第１の実施形態である電力変換器
の異常検出回路である。
の異常検出回路である。
【図２】 この発明の第２の実施形態である電力変換器
の異常検出回路である。
の異常検出回路である。
【図３】 この発明の第２の実施形態の変形例である電
力変換器の異常検出回路である。
力変換器の異常検出回路である。
【図４】 この発明の第２の実施形態の他の変形例であ
る電力変換器の異常検出回路である。
る電力変換器の異常検出回路である。
【図５】 従来の電力変換器の異常検出回路である。
１、５、６、７ 加算器 ２ 比較器 ３
電流検出器 ４、８ 微分器 １７ 故障処理回路
電流検出器 ４、８ 微分器 １７ 故障処理回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02M 7/48 H02H 7/122
Claims (4)
- 【請求項１】 ３相交流を出力するインバータ装置とこ
のインバータ装置に接続した３相変圧器とこの３相変圧
器に接続したフィルタコンデンサとを備える電力変換器
の異常の検出を行う電力変換器の異常検出回路におい
て、 前記電力変換器の出力電圧を検出する電圧検出器と、前
記電圧検出器の出力電圧に基づいて前記電力変換器を制
御する制御回路と、前記電圧検出器が正常であるときこ
の電圧検出器の３つの出力を加算した結果が零になるよ
うに前記電圧検出器の３つの出力を加算する加算器と、
前記電力変換器の出力電圧に基づいて前記電力変換器の
異常を検出し、前記加算器による加算結果に基づいて前
記電圧検出器の異常を検出し、異常が検出されたときに
前記電力変換器の保護動作を行う故障処理回路とを備え
たことを特徴とする電力変換器の異常検出回路。 - 【請求項２】 ３相交流を出力するインバータ装置とこ
のインバータ装置に接続しその負荷側を星形接続して３
相４線式負荷に給電する３相変圧器とこの３相変圧器に
接続したフィルタコンデンサと前記インバータ装置の故
障を検出をするとともに前記インバータ装置の保護動作
を行う故障処理回路とを備える電力変換器に対して、こ
の電力変換器の出力電圧に基づいて異常の検出を行う電
力変換器の異常検出回路において、 前記電力変換器出力の相電圧を検出する電圧検出器と、
中性点電流を検出する中性点電流検出手段と、前記中性
点電流から前記３相変圧器の漏れリアクタンスによる電
圧降下を演算によって求める微分器と、前記電圧検出器
が正常であるとき前記電圧検出器の３つの出力と前記微
分器の出力とを加算した結果が原理的に零になるように
前記電圧検出器の３つの出力と前記微分器の出力とを加
算する加算器とを備え、この加算器の出力が所定の値を
超えたとき前記電圧検出器の異常状態として前記故障処
理回路に前記電力変換器の保護動作を行わせるように構
成したことを特徴とする電力変換器の異常検出回路。 - 【請求項３】 前記中性点電流検出手段が負荷の相電流
を検出する負荷電流検出器と前記フィルタコンデンサを
流れる電流のコンデンサ電流検出器と前記負荷電流検出
器出力と前記コンデンサ電流検出器出力を加算する加算
器からなることを特徴とする請求項２に記載の電力変換
器の異常検出回路。 - 【請求項４】 前記コンデンサ電流検出手段が前記電圧
検出器出力を加算する第２の加算器の出力を演算して前
記フィルタコンデンサを流れる電流を演算によって求め
る第２の微分器からなることを特徴とする請求項３に記
載の電力変換器の異常検出回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33353895A JP3269368B2 (ja) | 1995-12-21 | 1995-12-21 | 電力変換器の異常検出回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33353895A JP3269368B2 (ja) | 1995-12-21 | 1995-12-21 | 電力変換器の異常検出回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09182447A JPH09182447A (ja) | 1997-07-11 |
| JP3269368B2 true JP3269368B2 (ja) | 2002-03-25 |
Family
ID=18267174
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33353895A Expired - Lifetime JP3269368B2 (ja) | 1995-12-21 | 1995-12-21 | 電力変換器の異常検出回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3269368B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3327927A1 (en) * | 2016-11-28 | 2018-05-30 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Motor driving device |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63253877A (ja) * | 1987-04-10 | 1988-10-20 | Toshiba Corp | インバ−タの制御装置 |
| JPH06101933B2 (ja) * | 1988-01-07 | 1994-12-12 | 富士電機株式会社 | 電流瞬時値制御形ｐｗｍインバータ |
| JPH06245301A (ja) * | 1993-02-17 | 1994-09-02 | Hitachi Ltd | 電気車制御装置の欠相検知方式 |
-
1995
- 1995-12-21 JP JP33353895A patent/JP3269368B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3327927A1 (en) * | 2016-11-28 | 2018-05-30 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Motor driving device |
| US10044299B2 (en) | 2016-11-28 | 2018-08-07 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Motor driving device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09182447A (ja) | 1997-07-11 |
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