JP3650566B2

JP3650566B2 - Power converter

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Publication number: JP3650566B2
Application number: JP2000101036A
Authority: JP
Inventors: 和則松本; 俊明工藤; 浩士吉田
Original assignee: Toshiba Mitsubishi Electric Industrial Systems Corp
Current assignee: Toshiba Mitsubishi Electric Industrial Systems Corp
Priority date: 2000-04-03
Filing date: 2000-04-03
Publication date: 2005-05-18
Anticipated expiration: 2020-04-03
Also published as: JP2001286155A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、交流電源からの交流電力を直流電力に変換した後に交流電力に変換し該変換電力を交流電動機に供給する電力変換装置に係り、特に再起動時に発生する出力電流が過電流になるのを防止するようにした電力変換装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の電力変換装置においては、瞬停又は制御切替による再起動時にインバータ回路の出力電流が過電流レベルに達して運転を停止する虞がある。そのため、従来から出力電流が過電流レベルに達しないようにさまざまな手法がとられている。
【０００３】
図１０を参照して従来から採用されている代表的な方法を説明する。すなわち、図１において、電力変換装置は、主回路部１０と制御部とから構成され、負荷として三相交流電動機が適用されている。
【０００４】
ここに、主回路部１０は、直流コンデンサ１２により平滑した直流電圧を出力する整流回路１１、この直流電圧を任意の周波数の交流電圧に変換し、交流電動機３０を駆動するインバータ回路１３から構成されている。
【０００５】
先ず、瞬停又は制御切替時には、整流回路１１、インバータ回路１３を停止させるが、インバータ回路１３が停止すると、負荷である交流電動機３０からの残留磁束による残留電圧が誘起される。位相検出装置４３が、検出した残留電圧を基に交流電動機３０の位相を検出し、それに基づいて再起動時のインバータ回路１３の周波数指令値とする。
【０００６】
一方、インバータ回路１３が再起動すると、電流監視部の電流監視レベル５０を過電流検出レベル４９から電流制限レベル４７に下げて、インバータ回路１３の出力電流と電流制限レベル４７と比較を行い、電流制限レベル４７を超えた場合はインバータ回路１３へのゲートパルスを一定期間ブロックして、再起動時の出力電流が過電流レベルに達することを防ぐ。そして、再起動してから一定時間経過後、電流監視レベル５０を電流制限レベル４７から過電流検出レベル４９に上げる。
【０００７】
しかし、電流制限レベル４７から過電流検出レベル４９に上げた直後、インバータ回路１３の出力電流は、過電流検出レベル４９に達するまで流れる場合がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の瞬停又は制御切替による再起動時における出力電流が過大に流れることを防止する方法では、電流監視レベルが電流制限レベルのときは出力電流が過電流になることを制御することができるが、電流監視レベルを電流制限レベルから過電流検出レベルに上げたときに、過電流を検出する虞がある。
【０００９】
この原因は電流制限レベルで抑制しているとき、インバータの位相指令値と交流電動機３０のモータ位相とが大きくずれ、かかる状態で電流制限レベルから過電流検出レベルにあげると、そのずれを補正するために電流が流れ込むために生じる。
【００１０】
したがって、この現象を防ぐためには、電流制限レベルで抑制している場合も交流電動機３０のモータ位相を演算して、位相指令値を補正しなければならない。
【００１１】
しかし、従来のインバータ回路を停止させて抑制する方法は、出力電圧が大きく変動するため、交流電動機３０のモータ位相を正確に検出することはできない。
【００１２】
本発明の目的は、瞬停又は制御切替による再起動時にあっても、インバータ回路の出力電流が過電流レベルに達しないようにし、運転停止を回避するようにした電力変換装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１に係る発明は、交流電源からの交流電力を直流電力に変換する整流回路と、この整流回路の出力を充電するコンデンサと、前記整流回路及び前記コンデンサの直流電力を交流電力に変換し該変換電力を交流電動機に供給するインバータ回路とを有する主回路部と、この主回路部を制御する制御装置とからなる電力変換装置において、前記制御装置は、前記インバータ回路から出力される交流電圧を検出する電圧検出手段と、前記インバータ回路から出力される交流電流を各相ごとに検出する電流検出手段と、前記インバータ回路から出力される交流電圧に基づき前記交流電動機の位相を検出す位相検出手段と、前記整流回路に与える制御信号を生成すると共に前記交流電源が前記主回路部の運転を継続できないレベルまで低下した場合に前記整流回路を停止する整流回路制御手段と、前記インバータ回路に与えるゲートパターンを生成し、前記交流電源が前記主回路部の運転を継続できないレベルまで低下した場合に前記インバータ回路を停止し、前記交流電源が停電になる前に前記交流電源が前記主回路部の運転を行えるレベルまで復電した場合は前記位相検出手段により検出した前記交流電動機の位相に基づいた周波数指令値で前記インバータ回路を起動し、前記電圧検出手段、前記電流検出手段及び前記位相検出手段の出力に基づき速度指令値まで加速運転を行える状態になるまで前記インバータ回路の周波数指令値を補正しながら前記インバータ回路の各相の出力電流を過電流レベルより低い電流制限レベルと比較を行い該電流制限レベルに達した相に対してゲートパルスを一定期間ブロックするインバータ回路制御手段と
を具備することを特徴とする。
【００１４】
上記目的を達成するために請求項２に係る発明は、請求項１における前記インバータ回路が、中性点クランプ型インバータ回路であることを特徴とする。
【００１５】
上記目的を達成するために請求項３に係る発明は、交流電源からの交流電力を直流電力に変換する整流回路と、この整流回路の出力を充電するコンデンサと、前記整流回路及び前記コンデンサの直流電力を交流電力に変換し該変換電力を交流電動機に供給するインバータ回路とを有する主回路部と、この主回路部を制御する制御装置とからなる電力変換装置において、前記制御装置は、前記インバータ回路から出力される交流電圧を検出する電圧検出手段と、前記インバータ回路から出力される交流電流を各相ごとに検出する電流検出手段と、前記インバータ回路から出力される交流電圧に基づき前記交流電動機の位相を検出する位相検出手段とを備えると共に、運用と待機とが互いに設定される複数の制御部とからなり、これら複数の制御部は、前記整流回路に与える制御信号を生成すると共に前記運転中の制御部から待機中の制御部に切り替わる場合に前記整流回路を停止する整流回路制御手段と、前記インバータ回路に与えるゲートパターンを生成し、前記運転中の制御部から待機中の制御部に切り替わる場合に前記インバータ回路を停止し、前記交流電源が停電になる前に前記交流電源が前記主回路部の運転を行えるレベルまで復電した場合は前記位相検出手段により検出した前記交流電動機の位相に基づいた周波数指令値で前記インバータ回路を起動し、前記電圧検出手段、前記電流検出手段及び前記位相検出手段の出力に基づき速度指令値まで加速運転を行える状態になるまで前記インバータ回路の周波数指令値を補正しながら前記インバータ回路の各相の出力電流を過電流レベルより低い電流制限レベルと比較を行い該電流制限レベルに達した相に対してゲートパルスを一定期間ブロックするインバータ回路制御手段とを具備することを特徴とする。
【００１６】
上記目的を達成するために請求項４に係る発明は、請求項３における前記インバータ回路が、中性点クランプ型インバータ回路であることを特徴とする。
【００１７】
上記目的を達成するために請求項５に係る発明は、交流電源からの交流電力を直流電力に変換する整流回路と、この整流回路の出力を充電するコンデンサと、前記整流回路及び前記コンデンサの直流電力を交流電力に変換し該変換電力を交流電動機に供給するインバータ回路とを有する主回路部と、この主回路部を制御する制御装置とからなる電力変換装置において、前記制御装置は、前記インバータ回路から出力される交流電圧を検出する電圧検出手段と、前記インバータ回路から出力される交流電流を各相ごとに検出する電流検出手段と、前記インバータ回路から出力される交流電圧に基づき前記交流電動機の位相を検出する位相検出手段とを備えると共に、運用と待機とが互いに設定される複数の制御部とからなり、これら複数の制御部は、前記整流回路に与える制御信号を生成すると共に前記運転中の制御部から待機中の制御部に切り替わる場合であって前記コンデンサの電圧が運転を継続できない電圧レベルに充電された状態にあって前記整流回路を停止する整流回路制御手段と、前記インバータ回路に与えるゲートパターンを生成し、前記運転中の制御部から待機中の制御部に切り替わる場合であって前記コンデンサの電圧が運転を継続できない電圧レベルに充電された状態にあって前記インバータ回路を停止し、前記交流電源が停電になる前に前記交流電源が前記主回路部の運転を行えるレベルまで復電した場合は前記位相検出手段により検出した前記交流電動機の位相に基づいた周波数指令値で前記インバータ回路を起動し、前記電圧検出手段、前記電流検出手段及び前記位相検出手段の出力に基づき速度指令値まで加速運転を行える状態になるまで前記インバータ回路の周波数指令値を補正しながら前記インバータ回路の各相の出力電流を過電流レベルより低い電流制限レベルと比較を行い該電流制限レベルに達した相に対してゲートパルスを一定期間ブロックするインバータ回路制御手段とを具備することを特徴とする。
【００１８】
上記目的を達成するために請求項６に係る発明は、請求項５における前記インバータ回路が、中性点クランプ型インバータ回路であることを特徴とする。
【００１９】
上記目的を達成するために請求項７に係る発明は、請求項２における前記インバータ回路制御手段が、電流制限レベルに達した相に対して一定期間零電圧を出力するようにゲート信号を制御する手段を具備することを特徴とする。
【００２０】
上記目的を達成するために請求項８に係る発明は、請求項１又は２における前記インバータ回路制御手段が、電流制限レベルに達した相に対してゲートブロックする時間を他の相の電流の和が電流制限レベルよりも小さい制限解除レベルに達したときにゲートブロックを解除するように制御する手段を具備することを特徴とする。
【００２１】
上記目的を達成するために請求項９に係る発明は、請求項３における前記インバータ回路制御手段が、電流制限レベルに達した相に対して零電圧を出力する時間を他の相の電流の和が電流制限レベルより小さい制限解除レベルに達したときゲートブロックを解除するように制御する手段を具備する。
【００２２】
上記目的を達成するために請求項１０に係る発明は、請求項５における前記インバータ回路制御手段が、電流制限レベルに達した相に対して零電圧を出力する時間を他の相の電流の和が電流制限レベルよりも小さい制限解除レベルに達したときに零電圧出力を解除するように制御する手段を具備することを特徴とする。
【００２３】
以上によれば、出力電流が電流制限レベルに達した場合にインバータ回路を停止するのではなく、電流制限レベルに達した相のみをゲートブロックする。これにより、出力電流を電流制限レベルに抑制している場合の出力電圧の変動を抑えることができ、交流電動機３０のモータ位相を検出することができる。そして、検出した交流電動機３０のモータ位相で位相指令値を補正することで、電流制限レベルで制限しているときの位相偏差を小さくして、電流制限レベルから過電流検出レベルにあげたときに、出力電流が過電流になることが防止することが可能となる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る電力変換装置の好適な実施形態を、図面を参照して説明する。本発明に係る電力変換装置は、図１に示すように、整流回路１１、コンデンサ６０（図３，図６，図８においては直流コンデンサ１２であり、図５，図７，図９においては正側直流コンデンサ１５及び負側直流コンデンサ１６である）、インバータ回路１３，１４を有する主回路部１０と、この主回路部１０を制御する一系統の制御装置１００とからなる構成と、図２に示すように制御装置２００が、第１制御部２０１と、第２制御部２０２と、制御部２０１，２０２が運転中であるか又は待機中であるかを切り替える、つまり第１制御部２０１と第２制御部２０２とを切り替える切替器２０３とから構成されるものとがある。ここに、第１制御部２０１及び第２制御部２０２それぞれは、制御装置１００と等価な働きをするものであり、一般には、電圧検出装置４２、電流検出装置４５、位相検出装置４３とは共通とすることができる。
【００２５】
図３は、本発明に係る電力変換装置の請求項１と請求項３に対応する実施形態を示している。図１において、主回路部１０は、直流コンデンサ１２により平滑した直流電圧を出力する整流回路部１１、この直流電圧を任意の周波数の交流電圧に変換し、交流電動機３０を駆動するインバータ回路１３から構成される。
【００２６】
制御装置は、図１に示す制御装置１００と、図２に示す第１制御部２０１又は第２制御部２０２とのいずれかであり、瞬停に対する措置だけが行われる場合は図１に示す制御装置１００であり、運転中の制御部から待機中の制御部に切り替わる場合は図２に示す制御装置２００である。ここでは、運転中の第１制御部２０１が故障して、待機中の第２制御部２０２に切り替わるものとする。
【００２７】
ここでは、図１に示す制御装置１００を例示して説明する。すなわち、制御装置１００は、インバータ回路１３から出力される交流電圧を検出する電圧検出装置４２と、電流検出装置４５と、位相検出装置４３の他に、ゲート制御装置４１０、インバータ回路制御手段としてゲート制御装置４４０及び比較装置４６，４６Ａを有する。
【００２８】
ゲート制御装置４１０は、整流回路１１に与える制御信号を生成するものであり、この他に交流電源２０が瞬停等により主回路部１０の運転を継続できないレベルまで低下した場合に整流回路１１を停止制御する。
【００２９】
インバータ回路制御手段としてゲート制御装置４４０及び比較装置４６は、インバータ回路１３に与えるゲートパターンを生成するものであり、このほかに次のように動作する。すなわち、交流電源２０が瞬停等により主回路部１０の運転を継続できないレベルまで低下した場合にインバータ回路１３を停止し、交流電源２０が停電になる前に交流電源２０が主回路部１０の運転を行えるレベルまで復電した場合は位相検出装置４３により検出した交流電動機３０の位相に基づいた周波数指令値でインバータ回路１３を起動し、電圧検出装置４２、電流検出装置４５及び位相検出装置４３の出力に基づき速度指令値まで加速運転を行える状態になるまでインバータ回路１３の周波数指令値を補正しながらインバータ回路１３の各相の出力電流を過電流検出レベル４９より低い電流制限レベル４７と比較を行い該電流制限レベル４７に達した相に対してゲートパルスを一定期間ブロックする。
【００３０】
ここで、図４を用いて図３に示す電力変換装置の動作例を説明する。すなわち、瞬停又は図２において運転中の制御部２０１から待機中の制御部２０２に制御切替が起きると、ゲート制御装置４１が整流回路１１を、ゲート制御装置４４がインバータ回路１３をそれぞれ停止させる。瞬停中はインバータ回路１３の出力電圧を電圧検出装置４２により検出し、位相検出装置４３で位相を検出して、周波数指令値を補正する。復電し、かつ、位相検出装置４３で検出した位相が収束したことを確認して、整流回路１１とインバータ回路１３を起動させる。
【００３１】
このとき、インバータ回路１３の出力電力と電流制限レベル４７とを比較装置４６で相毎に比較を行い、電流制限レベル４７に達した相のみゲート制御装置４４で一定期間ゲートブロックをして、出力電流を抑制する。
【００３２】
以上のように本実施形態においては、出力電流が電流制限レベルに達した場合にインバータ回路１３を停止するのではなく、電流制限レベルに達した相のみをゲートブロックする。
【００３３】
これにより、出力電流を電流制限レベルに抑制している場合の出力電圧の変動を抑えることができ、交流電動機３０のモータ位相を検出することができる。そして、検出した交流電動機３０のモータ位相で位相指令値を補正することで、電流制限レベルで制限しているときの位相偏差を小さくして、電流制限レベルから過電流検出レベルにあげたときに、出力電流が過電流になることが防止することが可能となる。
【００３４】
図５は、本発明に係る電力変換装置の請求項２，４，７に対応する実施形態を示しており、図３と同一部分には同一符号を付している。
【００３５】
図５において、主回路部１０は正側直流コンデンサ１５と負側直流コンデンサ１６により平滑した直流電圧を出力する整流回路１１、この直流電圧を任意の周波数の交流電圧に変換し、交流電動機３０を駆動する中性点クランプ型インバータ回路１４から構成され、再起動時の出力電流を抑制する例である。
【００３６】
図５の構成においても、図３の実施形態と同様に、瞬停又は制御切替が起きると、ゲート制御装置４１０が整流回路１１を、ゲート制御装置４４０が中性点クランプ型インバータ回路１４をそれぞれ停止させる。瞬停中は中性点クランプ型インバータ回路１４の出力電圧を電圧検出装置４２により検出し、位相検出装置４３で位相を検出して、周波数指令値を補正する。復電し、かつ、位相検出装置４３で検出した位相が収束したことを確認して、整流回路１１と中性点クランプ型インバータ回路１４を起動させる。このとき、中性点クランプ型インバータ回路１４の出力電流と電流制限レベル４７とを比較装置４６で相毎に比較を行い、電流制限レベル４７に達した相のみをゲート制御装置４４０で一定期間ゲートブロック又は零電圧出力をして、出力電流を抑制する。
【００３７】
これにより、図３の実施形態と同様に、出力電流を電流制限レベルに抑制している場合の出力電圧の変動を抑えることができ、交流電動機３０のモータ位相を検出することができる。そして、検出した交流電動機３０のモータ位相で位相指令値を補正することで、電流制限レベルで制限しているときの位相偏差を小さくして、電流制限レベルから過電流検出レベルにあげたときに、出力電流が過電流となることを防止できる。
【００３８】
図６は、本発明に係る電力変換装置の請求項５に対応する実施形態を示している。図６において、主回路部１０は直流コンデンサ１２により平滑した直流電圧を出力する整流回路部１１、この直流電圧を任意の周波数の交流電圧に変換し、交流電動機３０を駆動するインバータ回路１３から構成され、再起動時の出力電流を抑制する例である。
【００３９】
直流コンデンサ１２の電圧レベルが運転を継続できない停止レベル５３に充電された状態で、図２に示す制御装置２００が、運転中の制御部２０１から待機中の制御部２０２に切り替わるときに、ゲート制御装置４１１が整流回路１１を停止させ、ゲート制御装置４４１がインバータ回路１３を停止させる。そして、インバータ回路１３の出力電圧を電圧検出装置４２により検出し、位相検出装置４３で位相を検出して、周波数指令値を補正する。
【００４０】
運転中の制御部２０１から待機中の制御部２０２に切り替わり、かつ、位相検出装置４３で検出した位相が収束したことを確認して、インバータ回路１３を起動する。ただし、整流回路１１は直流コンデンサ１２の電圧が運転が可能な復帰レベル５４まで低下するまで、ゲート制御装置４１１でゲートブロックを行う。そして、インバータ回路１３の出力電流と電流制限レベル４７とを比較装置４６で相毎に比較を行い、電流制限レベル４７に達した相のみをゲート制御装置４４１で一定期間ゲートブロックをして出力電流を抑制する。
【００４１】
これにより、図３，図５の実施形態と同様に、出力電流を電流制限レベルに抑制している場合の出力電圧の変動を抑えることができ、交流電動機３０のモータ位相を検出することができる。そして、検出した交流電動機３０のモータ位相で位相指令値を補正することで、電流制限レベルで制限しているときの位相偏差を小さくして、電流制限レベルから過電流検出レベルにあげたときに、出力電流が過電流となることを防止できる。
【００４２】
図７は、本発明に係る電力変換装置の請求項６に対応する実施形態を示している。図７において、主回路部１０は正側直流コンデンサ１５及び負側直流コンデンサ１６により平滑した直流電圧を出力する整流回路部１１、この直流電圧を任意の周波数の交流電圧に変換し、交流電動機３０を駆動する中性点クランプ型インバータ回路１４から構成され、再起動時の出力電流を抑制する例である。
【００４３】
正側直流コンデンサ１５又は負側直流コンデンサ１６の電圧が運転を継続できない停止レベル５３に充電された状態で、運転中の制御部２０１から待機中の制御部２０２に切り替わるときに、ゲート制御装置４１２が整流回路１１を停止させ、ゲート制御装置４４２がイ中性点クランプ型インバータ回路１４を停止させる。そして、中性点クランプ型インバータ回路１４の出力電圧を電圧検出装置４２により検出し、位相検出装置４３で位相を検出して、周波数指令値を補正する。運転中の制御部２０１から待機中の制御部２０２に切り替わり、かつ、位相検出装置４３で検出した位相が収束したことを確認して、中性点クランプ型インバータ回路１４を起動する。
【００４４】
ただし、整流回路１１は正側直流コンデンサ１５及び負側直流コンデンサ１６の電圧が運転可能な復帰レベル５４まで低下するまで、ゲート制御装置４１２でゲートブロックを行う。そして、中性点クランプ型インバータ回路１４の出力電流と電流制限レベル４７とを比較装置４６で相毎に比較を行い、電流制限レベル４７に達した相のみをゲート制御装置４４２で一定期間ゲートブロックをして、の出力電流を抑制する。
【００４５】
これにより、図３，図５，図６の実施形態と同様に、出力電流を電流制限レベルに抑制している場合の出力電圧の変動を抑えることができ、交流電動機３０のモータ位相を検出することができる。そして、検出した交流電動機３０のモータ位相で位相指令値を補正することで、電流制限レベルで制限しているときの位相偏差を小さくして、電流制限レベルから過電流検出レベルにあげたときに、出力電流が過電流となることを防止できる。
【００４６】
図８は、本発明に係る電力変換装置の請求項８に対応する実施形態を示している。図８において、主回路部１０は直流コンデンサ１２により平滑した直流電圧を出力する整流回路１１、この直流電圧を任意の周波数の交流電圧に変換し、交流電動機３０を駆動するインバータ回路１３から構成され、再起動時の出力電流を抑制する例である。
【００４７】
瞬停又は制御切替、つまり、運転中の制御部２０１から待機中の制御部２０２に切り替わりが起きると、ゲート制御装置４１３が整流回路１１を、ゲート制御装置４４３がインバータ回路１３をそれぞれ停止させる。瞬停中はインバータ回路１３の出力電圧を電圧検出装置４２により検出し、位相検出装置４３で位相を検出して、周波数指令値を補正する。
【００４８】
復電し、かつ、位相検出装置４３で検出した位相が収束したことを確認して、整流回路１１とインバータ回路１３を起動させる。このとき、インバータ回路１３の出力電流と電流制限レベル４７とを比較装置４６で相毎に比較を行い、電流制限レベル４７に達した相のみをゲート制御装置４４３でゲートブロックし、ゲートブロックしていない残り２相の電流の和が電流制限レベル４７よりも小さい制限解除レベル４８に達したときにゲートブロックを解除するように制御して、インバータ回路１３の出力電流を抑制する。
【００４９】
これにより、図３，図５〜図７の実施形態と同様に、出力電流を電流制限レベルに抑制している場合の出力電圧の変動を抑えることができ、交流電動機３０のモータ位相を検出することができる。そして、検出した交流電動機３０のモータ位相で位相指令値を補正することで、電流制限レベルで制限しているときの位相偏差を小さくして、電流制限レベルから過電流検出レベルにあげたときに、出力電流が過電流となることを防止できる。
【００５０】
図９は、本発明に係る電力変換装置の請求項９と請求項１０に対応する実施形態を示している。図９において、主回路部１０は直流コンデンサ１２により平滑した直流電圧を出力する整流回路１１、この直流電圧を任意の周波数の交流電圧に変換し、交流電動機３０を駆動する中性点クランプ型インバータ回路１４から構成され、再起動時の出力電流を抑制する例である。
【００５１】
瞬停又は制御切替、つまり、運転中の制御部２０１から待機中の制御部２０２に切り替わりが起きると、ゲート制御装置４１４が整流回路１１を、ゲート制御装置４４４が中性点クランプ型インバータ回路１４をそれぞれ停止させる。瞬停中は中性点クランプ型インバータ回路１４の出力電圧を電圧検出装置４２により検出し、位相検出装置４３で位相を検出して、周波数指令値を補正する。復電し、かつ、位相検出装置４３で検出した位相が収束したことを確認して、整流回路１１と中性点クランプ型インバータ回路１４を起動させる。
【００５２】
このとき、中性点クランプ型インバータ回路１４の出力電流と電流制限レベル４７とを比較装置４６で相毎に比較を行い、電流制限レベル４７に達した相のみをゲート制御装置４４でゲートブロック又は零電圧出力し、ゲートブロック又は零電圧出力していない残り２相の電流の和が電流制限レベル４７よりも小さい制限解除レベル４８に達したときにゲートブロック又は零電圧出力を解除するように制御して、インバータ回路１４の出力電流を抑制する。
【００５３】
これにより、図３，図５〜図８の実施形態と同様に、出力電流を電流制限レベルに抑制している場合の出力電圧の変動を抑えることができ、交流電動機３０のモータ位相を検出することができる。そして、検出した交流電動機３０のモータ位相で位相指令値を補正することで、電流制限レベルで制限しているときの位相偏差を小さくして、電流制限レベルから過電流検出レベルにあげたときに、出力電流が過電流となることを防止できる。
【００５４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、瞬停及び制御切替が発生して再起動する場合、インバータ回路の出力電流を抑制することにより、装置を停止することなく、運転が継続され得る電力変換装置を提供できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電力変換装置の制御装置の一例を示す図。
【図２】本発明に係る電力変換装置の制御装置の他例を示す図。
【図３】本発明の請求項１，３に対応する電力変換装置の実施形態の構成図。
【図４】同実施形態の作用を説明するための波形図。
【図５】本発明の請求項２，４，７に対応する電力変換装置の実施形態の構成図。
【図６】本発明の請求項５に対応する電力変換装置の実施形態の構成図。
【図７】本発明の請求項６に対応する電力変換装置の実施形態の構成図。
【図８】本発明の請求項８に対応する電力変換装置の実施形態の構成図。
【図９】本発明の請求項９，１０に対応する電力変換装置の実施形態の構成図。
【図１０】従来の電力変換装置の一例の構成図。
【符号の説明】
１０…主回路部１１…整流回路
１２…直流コンデンサ１３…インバータ回路
１４…中性点クランプ型インバータ回路
１５…正側直流コンデンサ１６…負側直流コンデンサ
２０…三相交流電源３０…三相交流電動機
４１…ゲート制御装置４２…電圧検出装置
４３…位相検出装置４４…ゲート制御装置
４５…電流検出装置４６，４６Ａ…比較装置
４７…電流制限レベル４８…制限解除レベル
４９…過電流検出レベル５０…電流監視レベル
５１…電圧検出装置５２…比較装置
５３…停止レベル５４…復帰レベル
１００，２００…制御装置２０１，２０２…制御部
４１０，４１１，４１２，４１３，４１４…ゲート制御装置
４４０，４４１，４４２，４４３，４４４…ゲート制御装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a power conversion device that converts AC power from an AC power source into DC power, then converts the AC power into AC power, and supplies the converted power to the AC motor. In particular, the output current generated at the time of restart becomes an overcurrent. The present invention relates to a power conversion device that prevents the above.
[0002]
[Prior art]
In this type of power conversion device, there is a possibility that the output current of the inverter circuit reaches an overcurrent level and stops operation at the time of instantaneous power failure or restart due to control switching. For this reason, various methods have been conventionally employed so that the output current does not reach the overcurrent level.
[0003]
A typical method conventionally employed will be described with reference to FIG. That is, in FIG. 1, the power conversion device includes a main circuit unit 10 and a control unit, and a three-phase AC motor is applied as a load.
[0004]
Here, the main circuit unit 10 outputs a DC voltage smoothed by the DC capacitor 12. Road 1 1. This DC voltage is converted to an AC voltage of an arbitrary frequency, and is composed of an inverter circuit 13 that drives the AC motor 30.
[0005]
First, instantaneous stop Or When switching control, Road 1 1. The inverter circuit 13 is stopped. When the inverter circuit 13 is stopped, a residual voltage due to a residual magnetic flux from the AC motor 30 as a load is induced. Phase detection apparatus 43 detects the phase of the AC motor 30 based on the detected residual voltage, and sets it as the frequency command value of the inverter circuit 13 at the time of restart based on the detected phase.
[0006]
On the other hand, when the inverter circuit 13 is restarted, the current is monitored. Part The current monitoring level 50 is lowered from the overcurrent detection level 49 to the current limit level 47, and the output current of the inverter circuit 13 is compared with the current limit level 47. If the current limit level 47 is exceeded, the gate to the inverter circuit 13 is exceeded. Block the pulse for a certain period to prevent the output current at restart from reaching the overcurrent level. Then, the current monitoring level 50 is raised from the current limit level 47 to the overcurrent detection level 49 after a certain time has elapsed since the restart.
[0007]
However, immediately after the current limit level 47 is increased to the overcurrent detection level 49, the output current of the inverter circuit 13 may flow until the overcurrent detection level 49 is reached.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional method for preventing the output current from flowing excessively at the time of instantaneous power failure or restart by control switching, it is possible to control that the output current becomes an overcurrent when the current monitoring level is the current limit level. However, when the current monitoring level is raised from the current limit level to the overcurrent detection level, there is a risk of detecting the overcurrent.
[0009]
When the cause is suppressed at the current limit level, the phase command value of the inverter and the motor phase of the AC motor 30 are greatly shifted. In this state, when the current limit level is raised to the overcurrent detection level, the shift is corrected. This is because current flows in.
[0010]
Therefore, in order to prevent this phenomenon, it is necessary to calculate the motor phase of the AC motor 30 and correct the phase command value even when the current limit level is used.
[0011]
However, the conventional method of stopping and suppressing the inverter circuit cannot accurately detect the motor phase of the AC motor 30 because the output voltage fluctuates greatly.
[0012]
An object of the present invention is to provide a power conversion device that prevents an output current of an inverter circuit from reaching an overcurrent level and avoids an operation stop even during a momentary power failure or a restart due to control switching. is there.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an invention according to claim 1 is directed to a rectifier circuit that converts AC power from an AC power source into DC power, a capacitor that charges an output of the rectifier circuit, and a DC of the rectifier circuit and the capacitor. In a power conversion device comprising: a main circuit unit having an inverter circuit that converts electric power into AC power and supplies the converted power to the AC motor; and a control device that controls the main circuit unit, the control device includes the inverter Voltage detection means for detecting an AC voltage output from the circuit, current detection means for detecting an AC current output from the inverter circuit for each phase, and the AC motor based on the AC voltage output from the inverter circuit Phase detection means for detecting the phase of the current and a control signal to be supplied to the rectifier circuit, and the AC power supply can continue the operation of the main circuit unit. If it drops to a level Before The rectifier circuit control means for stopping the rectifier circuit and the gate pattern to be given to the inverter circuit are generated, and the inverter circuit is stopped when the AC power source is lowered to a level at which the operation of the main circuit unit cannot be continued, When the AC power supply is restored to a level at which the main circuit unit can be operated before the AC power supply fails, the inverter circuit is set with a frequency command value based on the phase of the AC motor detected by the phase detection means. Each phase of the inverter circuit is corrected while the frequency command value of the inverter circuit is corrected until the speed command value is reached based on the output of the voltage detection means, the current detection means, and the phase detection means. The output current of the current is compared with a current limit level lower than the overcurrent level. An inverter circuit control unit for a certain period block
It is characterized by comprising.
[0014]
In order to achieve the above object, the invention according to claim 2 is characterized in that the inverter circuit according to claim 1 is a neutral point clamp type inverter circuit.
[0015]
In order to achieve the above object, an invention according to claim 3 includes a rectifier circuit that converts AC power from an AC power source into DC power, a capacitor that charges the output of the rectifier circuit, and a DC of the rectifier circuit and the capacitor. In a power converter comprising a main circuit unit having an inverter circuit that converts electric power into AC power and supplies the converted power to an AC motor, and a control device that controls the main circuit unit, the control device includes the inverter Voltage detection means for detecting an AC voltage output from the circuit, current detection means for detecting an AC current output from the inverter circuit for each phase, and the AC motor based on the AC voltage output from the inverter circuit And a plurality of control units in which operation and standby are set to each other. , When switched to the control unit waiting from the control unit in the operation to generate a control signal to be supplied to the rectifier circuit Before A rectifier circuit control means for stopping the rectifier circuit and a gate pattern to be supplied to the inverter circuit are generated, and the inverter circuit is stopped when the operating control unit is switched to the standby control unit. If the AC power supply is restored to a level at which the main circuit unit can operate before a power failure, the inverter circuit is started with a frequency command value based on the phase of the AC motor detected by the phase detection means, The output current of each phase of the inverter circuit while correcting the frequency command value of the inverter circuit until the speed command value can be accelerated based on the outputs of the voltage detection means, the current detection means and the phase detection means Is compared with a current limit level lower than the overcurrent level, and the gate pulse is blocked for a certain period for the phase that has reached the current limit level Characterized by comprising an inverter circuit control unit for click.
[0016]
In order to achieve the above object, the invention according to claim 4 is characterized in that the inverter circuit according to claim 3 is a neutral point clamp type inverter circuit.
[0017]
In order to achieve the above object, an invention according to claim 5 is directed to a rectifier circuit that converts AC power from an AC power source into DC power, a capacitor that charges the output of the rectifier circuit, and a DC of the rectifier circuit and the capacitor. In a power converter comprising a main circuit unit having an inverter circuit that converts electric power into AC power and supplies the converted power to an AC motor, and a control device that controls the main circuit unit, the control device includes the inverter Voltage detection means for detecting an AC voltage output from the circuit, current detection means for detecting an AC current output from the inverter circuit for each phase, and the AC motor based on the AC voltage output from the inverter circuit And a plurality of control units in which operation and standby are set to each other. Is a state that the voltage of the capacitor in a case where switching to the control unit waiting from the control unit in the operation has been charged to a voltage level that can not continue to operate to generate a control signal to be supplied to the rectifier circuit Before The rectifier circuit control means for stopping the rectifier circuit and the gate pattern to be supplied to the inverter circuit are generated, and the voltage of the capacitor cannot continue the operation when switching from the operating control unit to the standby control unit When the inverter circuit is stopped in a state of being charged to a voltage level, and the AC power source is restored to a level at which the main circuit unit can operate before the AC power source fails, the phase detection means The inverter circuit is started with a frequency command value based on the detected phase of the AC motor, and an acceleration operation can be performed up to a speed command value based on the outputs of the voltage detection means, the current detection means, and the phase detection means. The output current of each phase of the inverter circuit is controlled to be lower than the overcurrent level while correcting the frequency command value of the inverter circuit until Characterized by comprising an inverter circuit control means for the gate pulse for a predetermined period of time blocks relative phase reaches the said current limit level and compares the level.
[0018]
In order to achieve the above object, the invention according to claim 6 is characterized in that the inverter circuit according to claim 5 is a neutral point clamp type inverter circuit.
[0019]
In order to achieve the above object, according to a seventh aspect of the present invention, the inverter circuit control means according to the second aspect controls the gate signal so as to output a zero voltage for a certain period to the phase that has reached the current limit level. Means are provided.
[0020]
In order to achieve the above object, the invention according to claim 8 is characterized in that the inverter circuit control means in claim 1 or 2 comprises: Current Phase that has reached the limit level Vs. And means for controlling the gate block time so as to release the gate block when the sum of the currents of the other phases reaches a limit release level smaller than the current limit level.
[0021]
In order to achieve the above object, an invention according to claim 9 is directed to a phase in which the inverter circuit control means according to claim 3 reaches a current limit level. Vs. And a means for controlling the time for outputting the zero voltage to release the gate block when the sum of the currents of the other phases reaches a limit release level smaller than the current limit level.
[0022]
In order to achieve the above object, the invention according to claim 10 is characterized in that the inverter circuit control means in claim 5 has a phase in which the current limit level is reached. Vs. And a means for controlling the time for outputting the zero voltage so as to release the zero voltage output when the sum of the currents of the other phases reaches a limit release level smaller than the current limit level. .
[0023]
According to the above, when the output current reaches the current limit level, the inverter circuit is not stopped, but only the phase that has reached the current limit level is gate-blocked. Thereby, the fluctuation | variation of the output voltage when the output current is suppressed to the current limit level can be suppressed, and the motor phase of the AC motor 30 can be detected. Then, the phase command value is compensated by the detected motor phase of the AC motor 30. correct This makes it possible to prevent the output current from becoming an overcurrent when the phase deviation when the current limit level is limited is reduced and the current limit level is raised to the overcurrent detection level. Become.
[0024]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of a power conversion device according to the present invention will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, the power converter according to the present invention includes a rectifier circuit 11 and a capacitor 60 (a DC capacitor 12 in FIGS. 3, 6, and 8, and a positive capacitor in FIGS. 5, 7, and 9. 2, a main circuit unit 10 having inverter circuits 13 and 14, and a single control device 100 for controlling the main circuit unit 10, and FIG. As shown, the control device 200 switches whether the first control unit 201, the second control unit 202, and the control units 201 and 202 are in operation or standby, that is, the first control unit 201 and the first control unit 201 2 and a switcher 203 that switches between the two control units 202. Here, each of the first control unit 201 and the second control unit 202 functions equivalently to the control device 100, and is generally common to the voltage detection device 42, the current detection device 45, and the phase detection device 43. It can be.
[0025]
FIG. 3 shows an embodiment corresponding to claim 1 and claim 3 of the power converter according to the present invention. In FIG. 1, a main circuit unit 10 includes a rectifier circuit unit 11 that outputs a DC voltage smoothed by a DC capacitor 12, and an inverter circuit 13 that converts the DC voltage into an AC voltage having an arbitrary frequency and drives an AC motor 30. Composed.
[0026]
The control device is either the control device 100 shown in FIG. 1 or the first control unit 201 or the second control unit 202 shown in FIG. 2, and when only measures against instantaneous interruption are performed, the control shown in FIG. In the case of the device 100, the control device 200 shown in FIG. 2 is used when switching from the operating control unit to the standby control unit. Here, it is assumed that the operating first control unit 201 fails and switches to the standby second control unit 202.
[0027]
Here, the control device 100 shown in FIG. 1 will be described as an example. That is, the control device 100 includes a gate control device 410 and a gate as an inverter circuit control means in addition to the voltage detection device 42 that detects the AC voltage output from the inverter circuit 13, the current detection device 45, and the phase detection device 43. A control device 440 and comparison devices 46 and 46A are included.
[0028]
The gate control device 410 generates a control signal to be given to the rectifier circuit 11. In addition, the gate controller 410 causes the rectifier circuit 11 to be switched when the AC power supply 20 is lowered to a level at which the operation of the main circuit unit 10 cannot be continued due to a momentary power interruption or the like. Stop control.
[0029]
The gate control device 440 and the comparison device 46 serving as inverter circuit control means generate a gate pattern to be supplied to the inverter circuit 13 and operate in the following manner. That is, the inverter circuit 13 is stopped when the AC power supply 20 is lowered to a level at which the operation of the main circuit unit 10 cannot be continued due to a momentary power failure or the like, and the AC power supply 20 is connected to the main circuit unit 10 before the AC power supply 20 is turned off. When power is restored to a level where operation can be performed, the inverter circuit 13 is activated with a frequency command value based on the phase of the AC motor 30 detected by the phase detection device 43, and the voltage detection device 42, the current detection device 45, and the phase detection device 43. The output current of each phase of the inverter circuit 13 is overcurrent while correcting the frequency command value of the inverter circuit 13 until the speed command value can be accelerated based on the output of detection level 49 Lower current limit level 47 Compare the current limit level with 47 The gate pulse is blocked for a certain period with respect to the phase reached.
[0030]
Here, an operation example of the power conversion device shown in FIG. 3 will be described with reference to FIG. That is, when control switching occurs from the control unit 201 that is operating or the standby control unit 202 in FIG. 2, the gate control device 41 stops the rectifier circuit 11 and the gate control device 44 stops the inverter circuit 13 respectively. . During the momentary power failure, the output voltage of the inverter circuit 13 is detected by the voltage detection device 42, the phase is detected by the phase detection device 43, and the frequency command value is corrected. The power is restored, and it is confirmed that the phase detected by the phase detector 43 has converged, and the rectifier circuit 11 and the inverter circuit 13 are activated.
[0031]
At this time, the output power of the inverter circuit 13 and the current limit level 47 are compared for each phase by the comparison device 46, and only the phase that has reached the current limit level 47 is gate-blocked by the gate control device 44 for a certain period of time. Suppresses current.
[0032]
As described above, in the present embodiment, when the output current reaches the current limit level, the inverter circuit 13 is not stopped, but only the phase that has reached the current limit level is gate-blocked.
[0033]
Thereby, the fluctuation | variation of the output voltage when the output current is suppressed to the current limit level can be suppressed, and the motor phase of the AC motor 30 can be detected. Then, the phase command value is compensated by the detected motor phase of the AC motor 30. correct This makes it possible to prevent the output current from becoming an overcurrent when the phase deviation when the current limit level is limited is reduced and the current limit level is raised to the overcurrent detection level. Become.
[0034]
FIG. 5 shows an embodiment corresponding to claims 2, 4 and 7 of the power converter according to the present invention, and the same parts as those in FIG.
[0035]
In FIG. 5, a main circuit unit 10 outputs a DC voltage smoothed by a positive DC capacitor 15 and a negative DC capacitor 16 and converts the DC voltage into an AC voltage having an arbitrary frequency. This is an example of a neutral point clamp type inverter circuit 14 that is driven and suppresses the output current at the time of restart.
[0036]
Also in the configuration of FIG. 5, as in the embodiment of FIG. 3, when a momentary power failure or control switching occurs, the gate control device 410 causes the rectifier circuit 11, and the gate control device 440 causes the neutral point clamp type inverter circuit 14. Stop. During the momentary power failure, the output voltage of the neutral point clamp type inverter circuit 14 is detected by the voltage detection device 42, the phase is detected by the phase detection device 43, and the frequency command value is corrected. The power is restored, and it is confirmed that the phase detected by the phase detector 43 has converged, and the rectifier circuit 11 and the neutral point clamp type inverter circuit 14 are activated. At this time, the output current of the neutral point clamp type inverter circuit 14 and the current limit level 47 are compared for each phase by the comparator 46, and only the phase that has reached the current limit level 47 is gated by the gate controller 440 for a certain period. Block or zero voltage output to suppress output current.
[0037]
Thereby, similarly to the embodiment of FIG. 3, fluctuations in the output voltage when the output current is suppressed to the current limit level can be suppressed, and the motor phase of the AC motor 30 can be detected. Then, by correcting the phase command value with the detected motor phase of the AC motor 30, the phase deviation when limiting at the current limit level is reduced, and when the current limit level is increased to the overcurrent detection level. The output current can be prevented from becoming an overcurrent.
[0038]
FIG. 6 shows an embodiment corresponding to claim 5 of the power converter according to the present invention. In FIG. 6, the main circuit unit 10 includes a rectifier circuit unit 11 that outputs a DC voltage smoothed by a DC capacitor 12, and an inverter circuit 13 that converts the DC voltage into an AC voltage having an arbitrary frequency and drives an AC motor 30. This is an example of suppressing the output current at the time of restart.
[0039]
When the control device 200 shown in FIG. 2 switches from the operating control unit 201 to the standby control unit 202 in a state where the voltage level of the DC capacitor 12 is charged to the stop level 53 where the operation cannot be continued, the gate control is performed. The device 411 stops the rectifier circuit 11 and the gate control device 441 stops the inverter circuit 13. Then, the output voltage of the inverter circuit 13 is detected by the voltage detector 42, the phase is detected by the phase detector 43, and the frequency command value is corrected.
[0040]
The control unit 201 is switched from the operating control unit 201 to the standby control unit 202, and the inverter circuit 13 is activated after confirming that the phase detected by the phase detection device 43 has converged. However, the rectifier circuit 11 performs gate blocking with the gate control device 411 until the voltage of the DC capacitor 12 decreases to the return level 54 at which operation is possible. Then, the output current of the inverter circuit 13 and the current limit level 47 are compared for each phase by the comparator 46, and only the phase that has reached the current limit level 47 is gate-blocked by the gate controller 441 for a certain period of time to output current. Suppress.
[0041]
Thereby, similarly to the embodiment of FIGS. 3 and 5, fluctuations in the output voltage when the output current is suppressed to the current limit level can be suppressed, and the motor phase of the AC motor 30 can be detected. . Then, by correcting the phase command value with the detected motor phase of the AC motor 30, the phase deviation when limiting at the current limit level is reduced, and when the current limit level is increased to the overcurrent detection level. The output current can be prevented from becoming an overcurrent.
[0042]
FIG. 7 shows an embodiment corresponding to claim 6 of the power converter according to the present invention. In FIG. 7, a main circuit unit 10 outputs a DC voltage smoothed by a positive DC capacitor 15 and a negative DC capacitor 16, and converts the DC voltage into an AC voltage having an arbitrary frequency. This is an example in which the neutral point clamp type inverter circuit 14 for driving the inverter is controlled and the output current at the time of restart is suppressed.
[0043]
When the voltage of the positive-side DC capacitor 15 or the negative-side DC capacitor 16 is charged to the stop level 53 where the operation cannot be continued, the gate control device 412 is switched from the operating control unit 201 to the standby control unit 202. Stops the rectifier circuit 11, and the gate controller 442 stops the neutral point clamp type inverter circuit 14. Then, the output voltage of the neutral point clamp type inverter circuit 14 is detected by the voltage detection device 42, the phase is detected by the phase detection device 43, and the frequency command value is corrected. The control unit 201 is switched from the operating control unit 201 to the standby control unit 202, and after confirming that the phase detected by the phase detection device 43 has converged, the neutral point clamp type inverter circuit 14 is activated.
[0044]
However, the rectifier circuit 11 performs the gate block with the gate control device 412 until the voltages of the positive side DC capacitor 15 and the negative side DC capacitor 16 are lowered to the operable return level 54. Then, the output current of the neutral point clamp type inverter circuit 14 and the current limit level 47 are compared for each phase by the comparator 46, and only the phase that has reached the current limit level 47 is gate-blocked by the gate controller 442 for a certain period. To suppress the output current.
[0045]
Thereby, similarly to the embodiments of FIGS. 3, 5, and 6, fluctuations in the output voltage when the output current is suppressed to the current limit level can be suppressed, and the motor phase of the AC motor 30 is detected. be able to. Then, by correcting the phase command value with the detected motor phase of the AC motor 30, the phase deviation when limiting at the current limit level is reduced, and when the current limit level is increased to the overcurrent detection level. The output current can be prevented from becoming an overcurrent.
[0046]
FIG. 8 shows an embodiment corresponding to claim 8 of the power converter according to the present invention. In FIG. 8, the main circuit unit 10 includes a rectifier circuit 11 that outputs a DC voltage smoothed by a DC capacitor 12, and an inverter circuit 13 that converts the DC voltage into an AC voltage having an arbitrary frequency and drives an AC motor 30. This is an example of suppressing the output current at the time of restart.
[0047]
When instantaneous power failure or control switching occurs, that is, when switching is performed from the operating control unit 201 to the standby control unit 202, the gate control device 413 stops the rectifier circuit 11, and the gate control device 443 stops the inverter circuit 13. During the momentary power failure, the output voltage of the inverter circuit 13 is detected by the voltage detection device 42, the phase is detected by the phase detection device 43, and the frequency command value is corrected.
[0048]
The power is restored, and it is confirmed that the phase detected by the phase detector 43 has converged, and the rectifier circuit 11 and the inverter circuit 13 are activated. At this time, the output current of the inverter circuit 13 and the current limit level 47 are compared for each phase by the comparator 46, and only the phase that has reached the current limit level 47 is gate-blocked by the gate controller 443, and the gate is blocked. When the sum of the remaining two-phase currents reaches a limit release level 48 smaller than the current limit level 47, control is performed so as to release the gate block, and the output current of the inverter circuit 13 is suppressed.
[0049]
Thereby, similarly to the embodiments of FIGS. 3, 5 to 7, fluctuations in the output voltage when the output current is suppressed to the current limit level can be suppressed, and the motor phase of the AC motor 30 is detected. be able to. Then, by correcting the phase command value with the detected motor phase of the AC motor 30, the phase deviation when limiting at the current limit level is reduced, and when the current limit level is increased to the overcurrent detection level. The output current can be prevented from becoming an overcurrent.
[0050]
FIG. 9 shows an embodiment corresponding to claim 9 and claim 10 of the power converter according to the present invention. In FIG. 9, a main circuit unit 10 is a rectifier circuit 11 that outputs a DC voltage smoothed by a DC capacitor 12, and a neutral point clamp type inverter that converts the DC voltage into an AC voltage of an arbitrary frequency and drives an AC motor 30. In this example, the circuit 14 is configured to suppress the output current at the time of restart.
[0051]
When instantaneous power failure or control switching occurs, that is, when the operating control unit 201 is switched to the standby control unit 202, the gate control device 414 uses the rectifier circuit 11, and the gate control device 444 uses the neutral point clamp inverter circuit 14. Respectively. During the momentary power failure, the output voltage of the neutral point clamp type inverter circuit 14 is detected by the voltage detection device 42, the phase is detected by the phase detection device 43, and the frequency command value is corrected. Power recovery and phase detector 43 After confirming that the phase detected in (1) has converged, the rectifier circuit 11 and the neutral point clamp type inverter circuit 14 are activated.
[0052]
At this time, the output current of the neutral-point clamp type inverter circuit 14 and the current limit level 47 are compared for each phase by the comparator 46, and only the phase that has reached the current limit level 47 is gate-blocked by the gate controller 44. Controls to release the gate block or zero voltage output when the zero voltage is output and the sum of the currents of the remaining two phases not outputting the gate block or zero voltage reaches a limit release level 48 that is smaller than the current limit level 47 Thus, the output current of the inverter circuit 14 is suppressed.
[0053]
Thereby, similarly to the embodiments of FIGS. 3 and 5 to 8, the fluctuation of the output voltage when the output current is suppressed to the current limit level can be suppressed, and the motor phase of the AC motor 30 is detected. be able to. Then, by correcting the phase command value with the detected motor phase of the AC motor 30, the phase deviation when limiting at the current limit level is reduced, and when the current limit level is increased to the overcurrent detection level. The output current can be prevented from becoming an overcurrent.
[0054]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, when instantaneous power failure and control switching occur and restart, power conversion can be continued without stopping the device by suppressing the output current of the inverter circuit. A device can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an example of a control device for a power converter according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing another example of the control device for the power conversion device according to the present invention.
FIG. 3 is a configuration diagram of an embodiment of a power converter corresponding to claims 1 and 3 of the present invention.
FIG. 4 is a waveform diagram for explaining the operation of the embodiment.
FIG. 5 is a configuration diagram of an embodiment of a power converter corresponding to claims 2, 4 and 7 of the present invention.
FIG. 6 is a configuration diagram of an embodiment of a power converter corresponding to claim 5 of the present invention.
FIG. 7 is a configuration diagram of an embodiment of a power converter corresponding to claim 6 of the present invention.
FIG. 8 is a configuration diagram of an embodiment of a power converter corresponding to claim 8 of the present invention.
FIG. 9 is a configuration diagram of an embodiment of a power conversion device corresponding to claims 9 and 10 of the present invention.
FIG. 10 is a configuration diagram of an example of a conventional power conversion device.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Main circuit part 11 ... Rectifier circuit
12 ... DC capacitor 13 ... Inverter circuit
14 ... Neutral point clamp type inverter circuit
15 ... Positive side DC capacitor 16 ... Negative side DC capacitor
20 ... Three-phase AC power supply 30 ... Three-phase AC motor
41 ... Gate control device 42 ... Voltage detection device
43 ... Phase detector 44 ... Gate control device
45 ... Current detection device 46, 46A ... Comparison device
47 ... Current limit level 48 ... Limit release level
49 ... Overcurrent detection level 50 ... Current monitoring level
51 ... Voltage detection device 52 ... Comparison device
53 ... Stop level 54 ... Return level
100, 200 ... control device 201, 202 ... control unit
410, 411, 412, 413, 414 ... Gate control device
440, 441, 442, 443, 444 ... Gate control device

Claims

A rectifier circuit that converts AC power from an AC power source into DC power, a capacitor that charges the output of the rectifier circuit, DC power of the rectifier circuit and the capacitor is converted into AC power, and the converted power is supplied to the AC motor A main circuit portion having an inverter circuit to perform,
In the power conversion device comprising the control device for controlling the main circuit unit,
The controller is
Voltage detection means for detecting an AC voltage output from the inverter circuit;
Current detection means for detecting an alternating current output from the inverter circuit for each phase;
Phase detection means for detecting the phase of the AC motor based on the AC voltage output from the inverter circuit;
A rectifying circuit control means for stopping the pre-Symbol rectifier circuit when the AC power supply has fallen to a level that can not continue the operation of the main circuit unit generates the control signal to be supplied to the rectifier circuit,
A gate pattern to be applied to the inverter circuit is generated, the inverter circuit is stopped when the AC power supply is lowered to a level at which the operation of the main circuit unit cannot be continued, and the AC power supply is turned off before the AC power supply fails. When power is restored to a level at which the main circuit unit can be operated, the inverter circuit is activated with a frequency command value based on the phase of the AC motor detected by the phase detection means, and the voltage detection means and the current detection means And the current limit level lower than the overcurrent level while correcting the frequency command value of the inverter circuit until the speed command value can be accelerated based on the output of the phase detection means. And an inverter circuit system that blocks the gate pulse for a certain period for the phase that has reached the current limit level. Power conversion apparatus characterized by and means.

The power converter according to claim 1, wherein the inverter circuit is a neutral clamp type inverter circuit.

A rectifier circuit that converts AC power from an AC power source into DC power;
A capacitor that charges the output of this rectifier circuit;
In a power converter comprising a main circuit unit having an inverter circuit that converts DC power of the rectifier circuit and the capacitor into AC power and supplies the converted power to an AC motor, and a control device that controls the main circuit unit. ,
The control device includes voltage detection means for detecting an AC voltage output from the inverter circuit;
A current detecting means for detecting the alternating current output from the inverter circuit for each phase; a phase detecting means for detecting the phase of the alternating current motor based on the alternating voltage output from the inverter circuit; It consists of a plurality of control units that are set to stand by,
The plurality of control unit includes a rectifying circuit control means for stopping the pre-Symbol rectifier circuit when switching to the control unit waiting from the control unit in the operation to generate a control signal to be supplied to the rectifier circuit,
A gate pattern to be applied to the inverter circuit is generated, and the inverter circuit is stopped when the operating control unit is switched to the standby control unit, and the AC power source is connected to the main circuit before the AC power source fails. The inverter circuit is started with a frequency command value based on the phase of the AC motor detected by the phase detector when the power is restored to a level at which the operation of the unit can be performed, the voltage detector, the current detector, and the phase The output current of each phase of the inverter circuit is compared with a current limit level lower than the overcurrent level while correcting the frequency command value of the inverter circuit until the state where acceleration operation can be performed up to the speed command value based on the output of the detection means. And inverter circuit control means for blocking the gate pulse for a certain period for the phase that has reached the current limit level. Power converter, characterized in that.

The power converter according to claim 3, wherein the inverter circuit is a neutral clamp type inverter circuit.

A rectifier circuit that converts AC power from an AC power source into DC power;
A capacitor that charges the output of this rectifier circuit;
A main circuit unit having an inverter circuit that converts the DC power of the rectifier circuit and the capacitor into AC power and supplies the converted power to the AC motor;
In the power conversion device comprising the control device for controlling the main circuit unit,
The control device includes voltage detection means for detecting an AC voltage output from the inverter circuit;
Current detecting means for detecting the alternating current output from the inverter circuit for each phase; and phase detecting means for detecting the phase of the AC motor based on the alternating voltage output from the inverter circuit;
A case in which operation and standby are configured with a plurality of control units, and the plurality of control units generate a control signal to be supplied to the rectifier circuit and switch from the operating control unit to the standby control unit a rectifying circuit control means for stopping the pre-Symbol rectifier circuit in a state that is charged to the voltage level the voltage of the capacitor may not be able to continue driving a at,
A gate pattern to be applied to the inverter circuit is generated and the inverter is switched from the operating control unit to the standby control unit, and the voltage of the capacitor is charged to a voltage level at which the operation cannot be continued, and the inverter The frequency command based on the phase of the AC motor detected by the phase detecting means when the circuit is stopped and the AC power source is restored to a level at which the main circuit unit can be operated before the AC power source fails. The inverter circuit is started with the value, and the frequency command value of the inverter circuit is corrected until an acceleration operation can be performed up to the speed command value based on the outputs of the voltage detection means, the current detection means, and the phase detection means. The output current of each phase of the inverter circuit is compared with a current limit level lower than the overcurrent level, and the current limit level is reached. Power converter, wherein a gate pulse comprises an inverter circuit control unit for a certain period blocked for the other phases.

The power converter according to claim 5, wherein the inverter circuit is a neutral point clamp type inverter circuit.

3. The power converter according to claim 2, wherein the inverter circuit control means includes means for controlling a gate signal so as to output a zero voltage for a certain period with respect to a phase that has reached a current limit level.

The inverter circuit control means releases the gate block when it reaches a time to the gate block against the phase current limit is reached level less restriction release level than the sum current limit level of the other phase currents The power conversion device according to claim 1 or 2, further comprising means for controlling as described above.

The inverter circuit control unit releases the gate block when it reaches a time of outputting the zero voltage against the phase current limit is reached level sum current limit level smaller restriction release level of the other phase currents 4. The power conversion apparatus according to claim 3, further comprising means for controlling as described above.

The inverter circuit control unit, the current limit level reached phase pair to zero time to output a voltage sum of the currents of the other phase current limit level zero voltage output when it reaches the small restriction release level than 6. The power conversion device according to claim 5, further comprising means for controlling to release the power.