JP3369890B2 - インバータの異常検出回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、初期充電抵抗器及
び制動抵抗器を備えたインバータにおいて、各抵抗器が
焼損するような異常を検出して装置の破損を防止するた
めのインバータの異常検出回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】図３は、従来技術を示す回路図である。
図において、１は三相交流電源に接続されたブレーカ、
２は交流−直流変換を行う整流器、４は中間電圧の初期
充電抵抗器、３はその両端に接続された短絡用接点、１
５は初期充電手段、９は直流−交流変換を行うインバー
タ部、８は直流中間回路に接続された中間コンデンサ、
１０は負荷としてのモータ、５は制動トランジスタ、６
は制動トランジスタ５に直列接続された制動抵抗器、７
は制動抵抗器６に近接して配置された温度センサ、１６
は制動電力消費手段、１１は初期充電抵抗器４の両端に
接続された通流検出器、１２は温度センサ７に接続され
た温度異常検出器、１３は通流検出器１１及び温度異常
検出器１２の出力信号が加えられる故障検出器、１４は
故障検出器１３の出力信号が加えられる表示パネルであ
る。

【０００３】以下、この従来技術の動作を説明する。初
期充電抵抗器４は、装置の主電源投入時に中間コンデン
サ８に過大な突入電流が流入するのを防止するためのも
のであり、中間電圧の確立後に図示されていないリレー
の動作により短絡用接点３にて短絡される。しかし、何
らかの異常によって中間電圧が上昇しない場合にはリレ
ーが動作せず、初期充電抵抗器４に電流が流れ続けて抵
抗器４を焼損する恐れがある。そこで、通流検出器１１
により抵抗器４の通流状態を監視し、電源投入後に一定
時間経過しても抵抗器４に電流が流れ続けている場合に
は故障検出器１３により故障と判断して表示パネル１４
により異常表示（警報表示）を行い、装置の運転停止を
促している。

【０００４】制動電力消費手段１６内の制動トランジス
タ５は、モータ１０の制動時に中間電圧が上昇しようと
するのを正常値に抑えるためのものである。すなわち、
制動時に中間電圧が所定値を超えたら制動トランジスタ
５をオンしてモータ１０からの制動電力を制動抵抗器６
により消費させ、中間電圧の上昇を防いでいる。また、
常時はオフしているはずの制動トランジスタ５が故障に
より常時オン状態になって制動抵抗器６が過熱状態にな
ると、これを温度センサ７により検出し、温度異常検出
器１２、故障検出器１３、表示パネル１４により制動電
力消費手段１６の異常（制動抵抗器６の過熱異常、制動
トランジスタ５の常時導通故障）を警報表示するもので
ある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】いま、装置の起動時に
制動トランジスタ５が常時導通故障を起こしていると、
初期充電抵抗器４、制動抵抗器６及び制動トランジスタ
５を介して電流が流れ続け、中間電圧が確立しないまま
となるので、通流検出器１１以後の回路によって制動ト
ランジスタ５の常時導通故障を検出することが可能であ
る。しかるに、運転中は初期充電抵抗器４が短絡用接点
３により短絡されているので、通流検出器１１を介した
検出は不可能になる。また、運転中は前述のように温度
センサ７以後の回路によって制動トランジスタ５の常時
導通故障を検出することができるが、故障発生から制動
抵抗器６が過熱するまでに時間を要するので、検出が遅
れる恐れがある。

【０００６】そこで本発明は、簡単な回路構成で初期充
電手段の異常のみならず制動電力消費手段の異常も迅速
に検出できるようにしたインバータの異常保護回路を提
供しようとするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１記載の発明は、直流電力を交流電力に変換
するインバータ部と、直流中間回路に接続された中間コ
ンデンサと、この中間コンデンサへの突入電流を起動後
の一定期間にわたり制限する初期充電手段と、負荷から
前記インバータ部を介して供給される制動電力を消費す
る制動電力消費手段とを備えたインバータにおいて、前
記初期充電手段内の初期充電抵抗器と前記制動電力消費
手段内の制動抵抗器との直列回路の両端に通流検出器を
接続し、この通流検出器により前記直列回路が一定期間
以上、通流状態にあることを検出して前記初期充電手段
または制動電力消費手段の異常を検出するものである。

【０００８】 また、請求項２記載の発明は、請求項１
記載のインバータの異常検出回路において、前記制動抵
抗器に対し並列に、高抵抗の補助抵抗器を接続したもの
である。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図に沿って本発明の実施形
態を説明する。図１は請求項１，２に記載した発明の実
施形態を示す回路図であり、図３と同一の構成要素には
同一符号を付してある。この実施形態では、初期充電抵
抗器４の整流器２側の一端と、制動抵抗器６の制動トラ
ンジスタ５側の一端とが通流検出器１１に接続されてい
る。すなわち、初期充電抵抗器４と制動抵抗器６との直
列回路の両端が通流検出器１１に接続されている。ま
た、制動抵抗器６に対し並列に、制動抵抗器６の断線時
にも通流検出器１１が動作するように高抵抗の補助抵抗
器１７が接続されている。なお、図３に示した温度セン
サ７及び温度異常検出器１２は設けられていない。

【００１０】図２は通流検出器１１の構成の一例を示し
ており、初期充電抵抗器４と制動抵抗器６との直列回路
の両端はフォトカプラ保護抵抗ａ、ツェナダイオードｂ
を介してフォトカプラｃの入力側に接続され、その出力
側から通流検出信号が出力されるようになっている。な
お、ｄはプルアップ抵抗である。

【００１１】次に、この実施形態の動作を説明する。主
電源投入時、中間コンデンサ８を保護するために、初期
充電抵抗器４により突入電流が制限される。このとき、
通流検出器１１は通流状態を検出しており、図２におけ
る検出信号のレベルは「Ｌ」となっている。この検出信
号は故障検出器１３に入力されるが、例えば検出信号の
レベルが「Ｌ」である期間が一定期間以内の時には故障
と見なさないようなソフトウェアの作用により、故障検
出器１３からは故障検出信号が出力されない。

【００１２】しかし、リレーの故障等により初期充電手
段１５内の短絡用接点３がオンせず、初期充電抵抗器４
への通流状態が予め定められた中間コンデンサ８の充電
時間を超えて一定期間以上継続する場合には、故障検出
器１３が故障を検出し、表示パネル１４により異常表示
（警告表示）を行って装置の運転停止を促す。

【００１３】装置の運転中、モータ１０の制動電力によ
り中間電圧が設定値以上になった場合、制動トランジス
タ５がオンして通流検出器１１により通流が検出され
る。しかし、故障検出器１３は直ちに故障と判断せず、
ソフトウェアの作用等により、制動トランジスタ５のオ
ンによる通流状態の継続時間が、制動電力、制動トラン
ジスタ５のオン動作レベル、制動抵抗値等から定められ
た一定期間を超えたときに初めて、制動トランジスタ５
の常時導通故障等の故障と判断し、故障検出信号を表示
パネル１４に送って異常表示（警報表示）を行わせる。

【００１４】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、従来より
も簡単な回路構成で初期充電手段及び制動電力消費手段
の異常、故障を確実に検出することができる。このた
め、異常検出回路のコストを低減し、インバータの保護
を万全にすることができる。また、制動抵抗器の過熱を
検出条件としていないので、速やかな異常検出が可能に
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態を示す回路図である。

【図２】図１の実施形態における通流検出器の一例を示
す回路図である。

【図３】従来技術を示す回路図である。

【符号の説明】

１ ブレーカ ２ 整流器 ３ 短絡用接点 ４ 初期充電抵抗器 ５ 制動スイッチ ６ 制動抵抗器 ８ 中間コンデンサ ９ インバータ部 １０ モータ １１ 通流検出器 １３ 故障検出器 １４ 表示パネル １５ 初期充電手段 １７ 補助抵抗器 １８ 制動電力消費手段 ａ フォトカプラ保護抵抗 ｂ ツェナダイオード ｃ フォトカプラ ｄ プルアップ抵抗

フロントページの続き (72)発明者 多田 和広 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内 (56)参考文献 特開 平８−317660（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−9660（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−260564（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H02M 7/42 - 7/98 G05F 1/10

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】直流電力を交流電力に変換するインバータ
   部と、直流中間回路に接続された中間コンデンサと、こ
   の中間コンデンサへの突入電流を起動後の一定期間にわ
   たり制限する初期充電手段と、負荷から前記インバータ
   部を介して供給される制動電力を消費する制動電力消費
   手段とを備えたインバータにおいて、 前記初期充電手段内の初期充電抵抗器と前記制動電力消
   費手段内の制動抵抗器との直列回路の両端に通流検出器
   を接続し、この通流検出器により前記直列回路が一定期
   間以上、通流状態にあることを検出して前記初期充電手
   段または制動電力消費手段の異常を検出することを特徴
   とするインバータの異常検出回路。
2. 【請求項２】請求項１記載のインバータの異常検出回路
   において、 前記制動抵抗器に対し並列に、高抵抗の補助抵抗器を接
   続したことを特徴とするインバータの異常検出回路。