JP3601255B2 - インバータ装置の負荷短絡検出方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、インバータ装置の負荷短絡検出方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
図3は、この種のインバータ装置の回路構成図を示し、1は、例えば、商用電源の電力をダイオード整流器を介して変換した直流電源、2は三相ブリッジ結線のインバータ、3は直流電源1とインバータ2との間に設置されたシャント抵抗、4はこのインバータ装置の負荷である。また、インバータ2はトランジスタ11a〜16aなどの自己消弧形半導体素子とダイオード11b〜16bとを逆並列接続してなる半導体スイッチ11〜16を三相ブリッジ結線にしている。
【0003】
図3に示したインバータ装置において、インバータ2から負荷4への配線経路の短絡を検知する従来の方法を以下に説明をする。
このインバータ装置の起動時に、例えば、半導体スイッチ11と半導体スイッチ14,16とを所定の期間オンにし、このオン期間中に、インバータ2の入力電流を検出するシャント抵抗3の両端の電圧が所定の値を越えたか否かを検知し、同様な方法を半導体スイッチ13と半導体スイッチ12,16の組み合わせ及び半導体スイッチ15と半導体スイッチ12,14の組み合わせについても行うことで、インバータ2から負荷4への配線経路の短絡を検知していた。
【0004】
このオン期間は、直流電源1の電圧が最大のときにトランジスタ11a〜16aそれぞれが有する安全動作領域(SOA)の範囲内に動作軌跡が存在するように決定されていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上述の従来のインバータ装置の負荷短絡検出方法によると、直流電源1の電圧が最大のときの値で決定された前記オン期間では、直流電源1の電圧が最小のときにはシャント抵抗3の両端の電圧も小さくなり、その結果、インバータ2から負荷4への配線経路の短絡が検知できない恐れがあった。
【0006】
この発明の目的は、上記問題点を解決し、直流電源1の電圧の変動範囲内では、確実にインバータ2から負荷4への配線経路の短絡が検知できるインバータ装置の負荷短絡検出方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
この第1の発明は、直流電圧を6組の半導体スイッチを三相ブリッジ結線してなるインバータにより交流電圧に変換して負荷に給電するインバータ装置において、前記インバータ装置の起動時に、三相ブリッジ結線のいずれか1相の上アームの半導体スイッチと残りの各相の下アームの半導体スイッチとを、前記直流電圧の増大に対応して減少させた所定の期間オンにすることをそれぞれの相について行い、このオン期間中に、前記インバータの入力電流が所定の値を越えたことにより、該インバータから負荷への配線経路の短絡を検知する。
【0008】
また第2の発明は前記インバータ装置において、前記インバータ装置の起動時に、三相ブリッジ結線のいずれか1相の下アームの半導体スイッチと残りの各相の上アームの半導体スイッチとを、前記直流電圧の増大に対応して減少させた所定の期間オンにすることをそれぞれの相について行い、このオン期間中に、前記インバータの入力電流が所定の値を越えたことにより、該インバータから負荷への配線経路の短絡を検知する。
【0009】
この発明によれば、前記オン期間を前記直流電圧の増大に対応して減少させた所定の期間にすることにより、確実にインバータから負荷への配線経路の短絡が検知できる。
【0010】
【発明の実施の形態】
図1は、この発明のインバータ装置の負荷短絡検知方法を示す波形図である。図1について、図3に示したインバータ装置の回路構成図を参照しつつ、以下に説明をする。
インバータ装置の起動時、先ず時刻t0 までは半導体スイッチ11,12,13それぞれをオフ状態、半導体スイッチ14,15,16をオン状態にする。
【0011】
次に時刻t0 〜t1 の区間は半導体スイッチ11をオン状態、半導体スイッチ12,13をオフ状態、半導体スイッチ14をオフ状態、半導体スイッチ15,16をオン状態にし、直流電源1→半導体スイッチ11→負荷4→半導体スイッチ15(および半導体スイッチ16)→シャント抵抗3→直流電源1の経路の電流をシャント抵抗3の両端電圧によりチェックし、所定の値を越えているときには、外部へ異常を表示する。
【0012】
次に時刻t1 〜t2 の区間は半導体スイッチ11,12,13それぞれをオフ状態、半導体スイッチ14,15,16をオン状態にする。
次に時刻t2 〜t3 の区間は半導体スイッチ12をオン状態、半導体スイッチ11,13をオフ状態、半導体スイッチ15をオフ状態、半導体スイッチ14,16をオン状態にし、直流電源1→半導体スイッチ12→負荷4→半導体スイッチ14(および半導体スイッチ16)→シャント抵抗3→直流電源1の経路の電流をシャント抵抗3の両端電圧によりチェックし、所定の値を越えているときには、外部へ異常を表示する。
【0013】
次に時刻t3 〜t4 の区間は半導体スイッチ11,12,13それぞれをオフ状態、半導体スイッチ14,15,16をオン状態にする。
次に時刻t4 〜t5 の区間は半導体スイッチ13をオン状態、半導体スイッチ11,12をオフ状態、半導体スイッチ16をオフ状態、半導体スイッチ14,15をオン状態にし、直流電源1→半導体スイッチ13→負荷4→半導体スイッチ14(および半導体スイッチ15)→シャント抵抗3→直流電源1の経路の電流をシャント抵抗3の両端電圧によりチェックし、所定の値を越えているときには、外部へ異常を表示する。
【0014】
次に時刻t5 〜t6 の区間は半導体スイッチ11,12,13それぞれをオフ状態、半導体スイッチ14,15,16をオン状態にする。
上記時刻t0 〜t1 区間、時刻t2 〜t3 の区間、時刻t4 〜t5 の区間において、インバータ2から負荷4への配線経路の短絡が検知されないときには、時刻t6 〜t7 の区間では 半導体スイッチ11〜16をオフ状態にし、このインバータ装置は通常の起動操作に入る。
【0015】
このとき、上記時刻t0 〜t1 区間、時刻t2 〜t3 の区間、時刻t4 〜t5 の区間それぞれの時間Tは、図2に示す直流電源1の電圧と時間Tとの関係図に基づく値を、図3には図示しない直流電圧検出器の検出値と、例えば参照テーブルとで決定した値とする。
この時間Tは、図2に示す如く直流電源1の電圧の増大に対応して、ほぼ直線的に減少させた値とすることにより、直流電源1の電圧の変動範囲において、半導体スイッチ11〜16のトランジスタ11a〜16aそれぞれが有する安全動作領域(SOA)の範囲内に動作軌跡が存在するように決定することができる。
【0016】
なお、図1に示した波形図において、半導体スイッチ11,12,13それぞれをオン状態にする順序を入れ換えてもよく、また、半導体スイッチ11,12,13と半導体スイッチ14,15,16の動作を入れ換えてもよい。
【0017】
【発明の効果】
この発明によれば、前記時間Tを前記直流電圧の増大に対応して減少させた値とすることにより、該直流電圧の変動した場合にも、確実にインバータから負荷への配線経路の短絡が検知できる。
例えば、商用電源の電力をダイオード整流器を介して変換した直流電源とした場合、商用電源の電圧が定格200〜230ボルトで変動幅が170ボルト(−15%)から253ボルト(+10%)のときに、このインバータ装置の負荷短絡検知方法は有効である。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例を説明する波形図
【図2】直流電源の電圧と時間Tとの関係図
【図3】インバータ装置の回路構成図
【符号の説明】
1 直流電源
2 インバータ
3 シャント抵抗
4 負荷
11〜16 半導体スイッチ
11a〜16a トランジスタ
11b〜16b ダイオード
Claims (2)
- 直流電圧を6組の半導体スイッチを三相ブリッジ結線してなるインバータにより交流電圧に変換して負荷に給電するインバータ装置において、
前記インバータ装置の起動時に、
三相ブリッジ結線のいずれか1相の上アームの半導体スイッチと残りの各相の下アームの半導体スイッチとを、前記直流電圧の増大に対応して減少させた所定の期間オンにすることをそれぞれ相について行い、
このオン期間中に、前記インバータの入力電流が所定の値を越えたことにより、該インバータから負荷への配線経路の短絡を検知することを特徴とするインバータ装置の負荷短絡検出方法。 - 直流電圧を6組の半導体スイッチを三相ブリッジ結線してなるインバータにより交流電圧に変換して負荷に給電するインバータ装置において、
前記インバータ装置の起動時に、
三相ブリッジ結線のいずれか1相の下アームの半導体スイッチと残りの各相の上アームの半導体スイッチとを、前記直流電圧の増大に対応して減少させた所定の期間オンにすることをそれぞれ相について行い、
このオン期間中に、前記インバータの入力電流が所定の値を越えたことにより、該インバータから負荷への配線経路の短絡を検知することを特徴とするインバータ装置の負荷短絡検出方法。
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