JP4474141B2 - Inverter control device - Google Patents

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Description

この発明は、インバータ制御装置に関するものである。   The present invention relates to an inverter control device.

従来のインバータ制御装置においては、コンデンサ直列体の両端に直流電圧を印加すると漏れ電流に起因するコンデンサ内部の並列抵抗成分の偏差によって、個々のコンデンサの分担電圧がアンバランスになる。そこで、コンデンサ個々に並列にコンデンサの内部並列抵抗より十分小さい分圧抵抗を接続し、コンデンサの漏れ電流に起因する偏差を補正している。この場合、抵抗での損失が大きいため、トランジスタコンプリメンタル接続体と抵抗の組み合わせによる構成が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 In a conventional inverter control device, when a DC voltage is applied to both ends of a capacitor series body, the shared voltage of each capacitor becomes unbalanced due to the deviation of the parallel resistance component inside the capacitor due to leakage current. Therefore, a voltage dividing resistor that is sufficiently smaller than the internal parallel resistance of the capacitor is connected in parallel to each capacitor to correct the deviation caused by the leakage current of the capacitor. In this case, since the loss at the resistor is large, a configuration by a combination of a transistor complementary connection body and a resistor has been proposed (for example, see Patent Document 1).

特開平10−295081号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-295081

従来のインバータ制御装置では、トランジスタコンプリメンタル接続体と抵抗の組み合わせによる構成の場合、抵抗の損失が小さくてすむものの、コンデンサの静電容量が大きくなると抵抗はより小さい抵抗値を選定する必要が生じ、損失が大きくなる。また、同時にトランジスタの定格電流も大きくする必要がある。その為、機器が大きくなると共に、インバータの始動前にコンデンサを予備充電する予備充電回路の電源容量も大きくなり、予備充電回路の大型化、高コストにつながる。
また、トランジスタを使用しているため、抵抗だけで構成したものに比べ故障率が高くなる。例えば一方のトランジスタがオン故障すると、一方のコンデンサの両端電圧は、2個の抵抗の並列接続により低下する。この時、トランジスタのエミッタ同士の接続点の電圧はトランジスタのベース同士の接続点の電圧よりも高くなるため、今度は他方のトランジスタがオンし続けることになり、トランジスタのコレクタに接続された2個の抵抗ともに常に電流が流れ続け、抵抗及びトランジスタで損失が発生する。この状態では抵抗が大きく、電圧バランス能力が不十分なため、問題である。この異常を検出する必要があるが、その為には更に回路が増え、益々機器の大型化とコスト増を招くことになる。
また、通常、電源電圧がAC400V系のときに、コンデンサの定格電圧がDC400Vのものを直列に2個接続して直流母線として使用するが、この場合、トランジスタを構成するPNPトランジスタは、定格電圧400V以上、定格電流もコンデンサの静電容量によって大きくなるため、定格を満足するトランジスタは非常に種類が少なく、入手性が悪く、かつ高コストで実現困難であった。
In the conventional inverter control device, in the case of the configuration using the combination of the transistor complementary connection body and the resistor, the loss of resistance is small, but when the capacitance of the capacitor increases, it is necessary to select a smaller resistance value for the resistor. , Loss increases. At the same time, it is necessary to increase the rated current of the transistor. As a result, the apparatus becomes larger and the power supply capacity of the precharging circuit for precharging the capacitor before starting the inverter also increases, leading to an increase in the size and cost of the precharging circuit.
In addition, since a transistor is used, the failure rate is higher than that of only a resistor. For example, when one transistor is on-failed, the voltage across one capacitor is reduced by the parallel connection of two resistors. At this time, since the voltage at the connection point between the emitters of the transistors becomes higher than the voltage at the connection point between the bases of the transistors, this time, the other transistor continues to be turned on, and the two connected to the collector of the transistor Current always flows with both resistors, and loss occurs in the resistors and transistors. This is a problem because the resistance is large and the voltage balancing capability is insufficient. Although it is necessary to detect this abnormality, the number of circuits is further increased for this purpose, resulting in an increase in the size and cost of the equipment.
In general, when the power supply voltage is AC400V system, two capacitors having a rated voltage of DC400V are connected in series and used as a DC bus. In this case, the PNP transistor constituting the transistor has a rated voltage of 400V. As described above, since the rated current also increases depending on the capacitance of the capacitor, there are very few types of transistors that satisfy the rating, the availability is low, and it is difficult to realize at high cost.

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、第1の目的は、抵抗などの特別な回路が無くても、直列接続された各コンデンサの電圧バランスを所望の範囲に抑えることができ、機器が大幅に小型化できるとともに、抵抗での損失をなくし、省エネルギー化が図れるインバータの制御装置を提供するものである。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and a first object is to bring the voltage balance of each capacitor connected in series within a desired range without a special circuit such as a resistor. It is possible to provide an inverter control device that can be reduced, the device can be greatly reduced in size, loss in resistance can be eliminated, and energy can be saved.

この発明に係るインバータの制御装置は、三相交流電源と、電源投入スイッチと、電磁接触器と、三相交流を直流に変換するコンバータと、直流から交流に変換するインバータとを有し、三相交流を直流に変換するコンバータと直流から交流に変換するインバータとの間に、複数個直列接続されたコンデンサの両端電圧を直流母線として動作させるものにおいて、複数個のコンデンサを予備充電する予備充電回路と、コンデンサの直列体の両端電圧を検出する電圧検出回路と、電圧検出回路からの信号に基づいて電磁接触器の開閉を制御する制御装置とを備え、予備充電回路は、電源投入スイッチが操作されると、インバータ装置の始動前に個々のコンデンサを同一の定電圧で充電し、制御装置は、電圧検出回路がコンデンサの直列体の両端電圧を検出チェックし、電磁接触器を投入しても突入電流が流れない電圧まで上昇したことを検出したとき、電磁接触器を投入してインバータ装置の動作中も予備充電回路の動作指令を継続して出力するものである。 An inverter control device according to the present invention includes a three-phase AC power source, a power-on switch, an electromagnetic contactor, a converter that converts three-phase AC to DC, and an inverter that converts DC to AC. Precharge that precharges a plurality of capacitors between a converter that converts phase alternating current to direct current and an inverter that converts direct current to alternating current to operate the voltage across the capacitors connected in series as a DC bus. Circuit, a voltage detection circuit for detecting the voltage across the series body of the capacitor, and a control device for controlling the opening and closing of the magnetic contactor based on a signal from the voltage detection circuit. When operated to charge the individual capacitors before the start of the inverter at the same constant voltage, the control device, the voltage detection circuit of the series connection of the capacitor across Detecting check pressure, when it is detected that be charged an electromagnetic contactor rises to a voltage which does not flow inrush current, continued operation command precharge circuit even during operation of the inverter device by introducing an electromagnetic contactor Output .

この発明は、三相交流電源と、電源投入スイッチと、電磁接触器と、三相交流を直流に変換するコンバータと、直流から交流に変換するインバータとを有し、三相交流を直流に変換するコンバータと直流から交流に変換するインバータとの間に、複数個直列接続されたコンデンサの両端電圧を直流母線として動作させるものにおいて、複数個のコンデンサを予備充電する予備充電回路と、コンデンサの直列体の両端電圧を検出する電圧検出回路と、電圧検出回路からの信号に基づいて電磁接触器の開閉を制御する制御装置とを備え、予備充電回路は、電源投入スイッチが操作されると、インバータ装置の始動前に個々のコンデンサを同一の定電圧で充電し、制御装置は、電圧検出回路がコンデンサの直列体の両端電圧を検出チェックし、電磁接触器を投入しても突入電流が流れない電圧まで上昇したことを検出したとき、電磁接触器を投入してインバータ装置の動作中も予備充電回路の動作指令を継続して出力するようにしたので、抵抗などの特別な回路が無くても、直列接続された各コンデンサの電圧バランスを所望の範囲に抑えることができる。その為、機器が大幅に小型化できるとともに、抵抗での損失がなくなるため省エネルギー化が図れる。また、予備充電回路の電源容量も小さくてすむ。言い換えれば、同一の電源容量であれば、高速充電が可能となり、例えば待機電力削減のためにインバータの停止中に予備充電回路の動作を停止していて直列接続されたコンデンサの両端電圧が完全に放電されていたとしても、すばやく高速充電が可能で、インバータの始動までの時間が大幅に短縮され、サービスの低下を防ぐことができる。


The present invention has a three-phase AC power source, a power-on switch, an electromagnetic contactor, a converter that converts three-phase AC to DC, and an inverter that converts DC to AC, and converts the three-phase AC to DC Between a converter and a converter for converting DC to AC to operate a voltage across a plurality of capacitors connected in series as a DC bus, a precharging circuit for precharging a plurality of capacitors, and a series of capacitors A voltage detection circuit for detecting a voltage between both ends of the body and a control device for controlling opening and closing of the electromagnetic contactor based on a signal from the voltage detection circuit. individual capacitor before the start of the apparatus was charged with the same constant voltage, the control unit, the voltage detecting circuit detects checked voltage across the series of capacitors, electromagnetic When even the tactile device is turned detects that it has increased to the voltage rush current does not flow, during operation of the inverter device by introducing an electromagnetic contactor also be output to continue operation command precharge circuit Therefore, even without a special circuit such as a resistor, the voltage balance of each capacitor connected in series can be suppressed to a desired range. As a result, the device can be greatly reduced in size and energy can be saved because there is no loss in resistance. Also, the power supply capacity of the precharging circuit can be reduced. In other words, fast charging is possible with the same power supply capacity, for example, the operation of the precharge circuit is stopped while the inverter is stopped to reduce standby power, and the voltage across the capacitors connected in series is completely Even if the battery is discharged, it can be quickly charged at high speed, the time until the inverter is started can be greatly shortened, and service deterioration can be prevented.


実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1におけるインバータ制御装置の全体構成図である。
図において、1は三相交流電源、2はノーヒューズブレーカなどの電源投入スイッチ、3は電磁接触器、4は三相交流を直流電源に変換するコンバータで、複数のダイオードの組み合わせからなるダイオードコンバータ、もしくはダイオードとトランジスタの並列接続体を複数個組み合わせてなる高力率のトランジスタコンバータである。5は直流平滑用コンデンサで、コンデンサの耐圧不足を解消するためにコンデンサ6とコンデンサ7の直列接続により構成されている。8は直流から交流に変換するインバータ、9はモーターである。10は平滑コンデンサ5を予備充電する予備充電回路で、コンデンサ6を充電する第1の充電回路11とコンデンサ7を充電する第2の充電回路12とで構成される。予備充電回路10の配線は、第1の充電回路11の+ラインとコンデンサ6の+ラインを配線する1本と、第2の充電回路12の−ラインとコンデンサ7の−ラインを配線する1本と、第1の充電回路11の−ラインと第2の充電回路12の+ラインとを共通として直列平滑用コンデンサ5の中間部に配線する1本とにより接続されている。13は電圧検出回路14からの信号に基づいて電磁接触器3の開閉などを制御する制御回路である。
また、図2は予備充電回路10a、第1の充電回路11a、第2の充電回路12aの内部回路の1例を示す構成図である。第1の充電回路11a及び第2の充電回路12aはスイッチング電源技術を用いた絶縁型DC/DCコンバータ16及び17で構成されている。15は交流電源を整流する整流ブリッジで、上記DC/DCコンバータ16及び17の入力に直流電圧を供給する。
また、図3は予備充電回路10b、第1の充電回路11b、第2の充電回路12bの内部回路の他の例を示す構成図である。第1の充電回路11b及び第2の充電回路12bは昇圧用の商用トランス18、19と、整流ブリッジ20、21と、充電電流制限用抵抗22、23とによって構成される。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is an overall configuration diagram of an inverter control apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
In the figure, 1 is a three-phase AC power source, 2 is a power-on switch such as a no-fuse breaker, 3 is an electromagnetic contactor, 4 is a converter that converts three-phase AC into DC power, and a diode converter comprising a combination of a plurality of diodes Alternatively, it is a high power factor transistor converter formed by combining a plurality of diodes and transistors connected in parallel. Reference numeral 5 denotes a DC smoothing capacitor, which is composed of a series connection of a capacitor 6 and a capacitor 7 in order to eliminate the insufficient withstand voltage of the capacitor. 8 is an inverter that converts direct current to alternating current, and 9 is a motor. Reference numeral 10 denotes a precharging circuit for precharging the smoothing capacitor 5, which includes a first charging circuit 11 for charging the capacitor 6 and a second charging circuit 12 for charging the capacitor 7. As for the wiring of the pre-charging circuit 10, one wiring that connects the + line of the first charging circuit 11 and the + line of the capacitor 6, and one wiring that connects the − line of the second charging circuit 12 and the − line of the capacitor 7. And the -line of the first charging circuit 11 and the + line of the second charging circuit 12 are connected in common and connected to one intermediate portion of the series smoothing capacitor 5. A control circuit 13 controls the opening / closing of the electromagnetic contactor 3 based on a signal from the voltage detection circuit 14.
FIG. 2 is a block diagram showing an example of internal circuits of the preliminary charging circuit 10a, the first charging circuit 11a, and the second charging circuit 12a. The first charging circuit 11a and the second charging circuit 12a are composed of insulated DC / DC converters 16 and 17 using a switching power supply technology. A rectifier bridge 15 rectifies an AC power supply and supplies a DC voltage to the inputs of the DC / DC converters 16 and 17.
FIG. 3 is a block diagram showing another example of internal circuits of the preliminary charging circuit 10b, the first charging circuit 11b, and the second charging circuit 12b. The first charging circuit 11b and the second charging circuit 12b are composed of boosting commercial transformers 18, 19, rectifier bridges 20, 21, and charging current limiting resistors 22, 23.

次にこの発明の動作について説明する。ここでは、三相交流電源1がAC440Vのときを考える。コンデンサ6と7は、三相交流電源AC440Vを全波整流した電圧が約DC620Vとなるため、その半分にマージンをプラスして、DC400V定格のコンデンサを使用するものとする。電源投入スイッチ2が操作され、制御回路13が予備充電回路10へ動作開始指令を出力すると、予備充電回路10はその内部の第1の充電回路11と第2の充電回路12を同時に動作開始し、コンデンサ6と7をそれぞれ所望の電圧に充電する。図2のDC/DCコンバータ方式によれば、図示しない回路を構成するスイッチングトランスの巻数比と回路定数の設定により、任意の電圧に調整できる。ここでは第1のDC/DCコンバータ16、第2のDC/DCコンバータ17ともDC325Vを出力するように設定されているものとする。コンデンサ6と7はDC/DCコンバータの持つ保護機能である出力制限機能によって定まる充電カーブでDC325Vに到達するまで電圧が上昇していくことになる。電圧検出回路14はコンデンサ6と7の直列体の両端電圧を検出しチェックしており、電磁接触器3を投入しても突入電流が流れない電圧、例えばDC620Vまで上昇したことを検出したとき、電磁接触器3を投入し、インバータを始動できる状態にする。予備充電の目的は、電磁接触器3を投入するときの突入電流抑制であり、本来ならば、電磁接触器3の投入以降は充電回路動作を停止した方が、充電回路経由でインバータに電力が供給されて、充電回路が過負荷になることを防止できるという観点では好ましい。しかしこの発明では、電磁接触器3の投入以降も予備充電回路の動作指令を継続して出力する。これにより、インバータの動作中に、コンデンサの漏れ電流に起因するコンデンサ内部並列抵抗成分の偏差によって、コンデンサ6と7の分担電圧がアンバランスになって、一方のコンデンサ、例えばコンデンサ6の両端電圧がDC325Vを下回った場合には、予備充電回路11から電力が供給されることにより、コンデンサ6は瞬時にDC325Vに充電される。結果として、コンデンサ6と7は両方とも常にDC325V以上に確保されることになり、コンデンサが定格DC400Vを上回るのは、母線電圧がDC725V(=DC325V+DC400V)を越える場合のみである。通常母線電圧は、コンバータ4がダイオードコンバータの場合、交流電源電圧の整流電圧、例えばAC440Vであれば約DC620VでDC725Vを越えることは無い。またコンバータ4がトランジスタコンバータの場合は、所望の母線電圧に昇圧可能であるが、母線電圧をDC725V以下に制御してやれば、コンデンサ6及び7は、上記の通り定格400Vを越えることはない。
また、トランジスタコンバータの場合には、常に母線電圧を一定、例えばDC700Vに制御できるので、予備充電回路10の出力がDC650V(=DC325V+DC325V)のとき、予備充電回路10から電力が供給されるのは、コンデンサ6と7の電圧分担がアンバランスになって、一方の電圧がDC325Vを下回った場合のみであり、不必要に電力消費することは無い。一方、ダイオードコンバータの場合には、母線電圧が交流電源電圧に応じて変化し、例えばAC440Vのときには、約DC620Vとなるため、予備充電回路出力がDC650Vに設定されるときには、予備充電回路からいつもインバータに電力が供給されることになる。図2において、出力制限機能を適切に設定することにより特に問題が生じることは無いが、省エネルギーの観点からはあまり好ましくない。
ダイオードコンバータの場合には、電磁接触器3の投入後は、予備充電回路の出力電圧を、交流電源電圧の整流電圧よりも下げてやることにより、予備充電回路の不必要な電力消費を回避することができる。
また、ダイオードコンバータの場合、母線電圧が交流電源電圧に応じて変化し、予備充電回路出力が突入電流防止の為交流電源電圧の整流レベルよりも高く設定されるときには、インバータ動作中、予備充電回路からいつもインバータに電力が供給されることになり、不必要な電力消費が発生するため、これを回避することができる。
以上の構成として、予備充電回路10を電磁接触器3の投入後も動作させることにより、電圧バランス用の抵抗など、特別な回路が不要になる。抵抗での損失が大幅に低減でき、機器の小型化と低損失化が図れる。また予備充電回路10にとっても、抵抗が無くなる分負荷が軽くなり、コンデンサの予備充電を高速化できる。これにより、インバータが長時間動作しない場合に、インバータの電源を遮断して待機モードに以降していた場合、必要が生じて電源を再投入した場合に、インバータの始動までの時間が早くなり、サービス低下を招くことなく、省エネが実現できる。
尚、上記の説明では図2の方式を例に挙げて説明したが、図3の場合にも基本的に同様の効果が得られる。異なる点は、図2のDC/DCコンバータ方式が回路定数の変更や電気的な切換えで容易に出力電圧を変更できるのに対し、図3の場合は昇圧用の商用トランス18、19の昇圧比で定まる整流電圧で充電される。また、図2は入力電圧が変化しても出力は常に一定に保てるのに対し、図3の場合は入力電圧が変化すれば、同じ比率で変化する。さらに図2がスイッチング制御回路によって出力制限機能をもったり、容易に出力を停止できるのに対し、図3の場合は制限抵抗22、23により電流制限をもつのみであり、出力を停止するには、交流側もしくは直流側に半導体スイッチを追加する必要がある。(例えば、特開2001−261245号公報参照)
Next, the operation of the present invention will be described. Here, the case where the three-phase AC power supply 1 is AC440V is considered. Capacitors 6 and 7 have a full-wave rectified voltage of the three-phase AC power supply AC440V of about DC620V, so that a margin is added to the half and a capacitor rated for DC400V is used. When the power-on switch 2 is operated and the control circuit 13 outputs an operation start command to the preliminary charging circuit 10, the preliminary charging circuit 10 starts operating the first charging circuit 11 and the second charging circuit 12 therein simultaneously. The capacitors 6 and 7 are charged to desired voltages, respectively. According to the DC / DC converter system of FIG. 2, the voltage can be adjusted to an arbitrary voltage by setting the turn ratio and circuit constants of a switching transformer constituting a circuit (not shown). Here, it is assumed that both the first DC / DC converter 16 and the second DC / DC converter 17 are set to output DC 325V. Capacitors 6 and 7 increase in voltage until reaching DC 325 V on a charging curve determined by an output limiting function which is a protection function of the DC / DC converter. The voltage detection circuit 14 detects and checks the voltage across the series body of the capacitors 6 and 7, and when detecting that the voltage has risen to a voltage at which no inrush current flows even when the electromagnetic contactor 3 is turned on, for example, DC 620V, The magnetic contactor 3 is turned on so that the inverter can be started. The purpose of the preliminary charging is to suppress the inrush current when the electromagnetic contactor 3 is turned on. Originally, when the operation of the charging circuit is stopped after the electromagnetic contactor 3 is turned on, power is supplied to the inverter via the charging circuit. It is preferable from the viewpoint that the charging circuit can be prevented from being overloaded. However, in the present invention, the operation command of the precharging circuit is continuously output even after the electromagnetic contactor 3 is turned on. Thereby, during the operation of the inverter, the voltage sharing between the capacitors 6 and 7 becomes unbalanced due to the deviation of the capacitor internal parallel resistance component due to the leakage current of the capacitor, and the voltage across one capacitor, for example, the capacitor 6 is When the voltage is lower than DC 325 V, the capacitor 6 is instantaneously charged to DC 325 V by supplying power from the preliminary charging circuit 11. As a result, both the capacitors 6 and 7 are always secured at DC 325 V or more, and the capacitor exceeds the rated DC 400 V only when the bus voltage exceeds DC 725 V (= DC 325 V + DC 400 V). When the converter 4 is a diode converter, the normal bus voltage is approximately DC 620V and does not exceed DC 725V when the rectified voltage of the AC power supply voltage, for example, AC 440V is used. When the converter 4 is a transistor converter, it can be boosted to a desired bus voltage. However, if the bus voltage is controlled to DC 725 V or less, the capacitors 6 and 7 do not exceed the rated voltage of 400 V as described above.
In the case of a transistor converter, the bus voltage can always be controlled to a constant value, for example, DC 700 V. Therefore, when the output of the preliminary charging circuit 10 is DC 650 V (= DC 325 V + DC 325 V), power is supplied from the preliminary charging circuit 10 Only when the voltage sharing between the capacitors 6 and 7 is unbalanced and one voltage falls below DC325V, power is not consumed unnecessarily. On the other hand, in the case of a diode converter, the bus voltage changes according to the AC power supply voltage. For example, when the voltage is AC 440V, the voltage is about DC 620V. Therefore, when the output of the preliminary charging circuit is set to DC 650V, Electric power is supplied to. In FIG. 2, there is no particular problem by appropriately setting the output limiting function, but this is not very preferable from the viewpoint of energy saving.
In the case of a diode converter, after the electromagnetic contactor 3 is turned on, unnecessary power consumption of the precharge circuit is avoided by lowering the output voltage of the precharge circuit from the rectified voltage of the AC power supply voltage. be able to.
In the case of a diode converter, when the bus voltage changes according to the AC power supply voltage and the output of the precharge circuit is set higher than the rectification level of the AC power supply voltage to prevent inrush current, the precharge circuit is operated during the inverter operation. Therefore, power is always supplied to the inverter, and unnecessary power consumption occurs, which can be avoided.
As described above, by operating the precharge circuit 10 even after the electromagnetic contactor 3 is turned on, a special circuit such as a voltage balancing resistor is not necessary. Loss in resistance can be greatly reduced, and downsizing and low loss of equipment can be achieved. Also, for the precharge circuit 10, the load is reduced by the amount of resistance, and the precharge of the capacitor can be speeded up. As a result, when the inverter does not operate for a long time, if the inverter power supply is shut off and the standby mode is set, the time until the inverter starts becomes faster when the power is turned on again when necessary. Energy saving can be realized without causing service degradation.
In the above description, the method of FIG. 2 is described as an example, but basically the same effect can be obtained in the case of FIG. The difference is that the DC / DC converter system of FIG. 2 can easily change the output voltage by changing circuit constants or electrical switching, whereas in the case of FIG. 3, the boost ratio of the commercial transformers 18 and 19 for boosting is different. It is charged with the rectified voltage determined by In FIG. 2, the output can always be kept constant even when the input voltage changes, whereas in FIG. 3, if the input voltage changes, the output changes at the same ratio. Further, FIG. 2 has an output limiting function by the switching control circuit, or the output can be easily stopped, whereas in FIG. 3, only the current is limited by the limiting resistors 22 and 23. It is necessary to add a semiconductor switch to the AC side or the DC side. (For example, refer to JP 2001-261245 A)

実施の形態2.
図4はこの発明の実施の形態2におけるインバータ制御装置の全休構成図である。
図において、1〜14は実施の形態1と同様なものであるが、予備充電回路10の出力がコンデンサ6と7の直列接続体からなる直流平滑用コンデンサ5に対し、4本配線されており、第1の充電回路11から2本、第2の充電回路から2本配線されている。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 4 is an all-off configuration diagram of the inverter control apparatus according to Embodiment 2 of the present invention.
In the figure, 1 to 14 are the same as those in the first embodiment, but the output of the precharge circuit 10 is wired to the DC smoothing capacitor 5 comprising the series connection body of the capacitors 6 and 7. Two wires from the first charging circuit 11 and two wires from the second charging circuit are wired.

次にこの発明の動作にについて説明する。電源投入スイッチ2が操作されてから、予備充電回路の通常の動作については変わりなく、電圧バランス機能を有することは、上記実施の形態1と同じである。ここでは、予備充電回路10の故障、配線の外れや接触不良が発生した場合の動作について説明する。図1の予備充電回路の配線では、第1の充電回路11の−ラインと、第2の充電回路12の+ラインが共通線となりコンデンサ5に配線されているので、この配線の外れや接触不良が発生しても、電圧検出回路14で検出される母線電圧は見かけ上、正常である。よって、実施の形態1で説明した電圧バランス機能が働かない状態にあるにもかかわらず、この異常を検出できないことになる。尚、第1の充電回路11もしくは第2の充電回路12が出力停止した場合には、電圧検出回路14の電圧が所定値まで上昇しないため、制御回路13で異常を認識できる。
これに対し、図4の実施の形態2においては、第1の充電回路11の−ラインと第2の充電回路12の+ラインがコンデンサ5に対し独立に配線されているので、この2本の配線が同時に外れたり接触不良に至らない限り、電圧検出回路14の電圧チェックにより、制御回路13で異常を認識することができる。
以上の構成により、電圧バランス機能が動作しない異常状態が認識されないまま、インバータが動作し続けることがないため、信頼性の高いインバータ装置が実現できる。
予備充電回路の出力線が、何らかの原因で外れたり、接触不良を起こした場合や、予備充電回路自体が故障して出力を停止した場合に、直列接続されたコンデンサの両端電圧の電圧をチェックすることにより、容易に異常を検出できる。故障が認識されないまま、インバータが動作を続けることが無いため、信頼性の高いインバータ装置が実現できる。
Next, the operation of the present invention will be described. The normal operation of the precharge circuit is not changed after the power-on switch 2 is operated, and the voltage balance function is the same as in the first embodiment. Here, the operation in the case where a failure of the precharging circuit 10, disconnection of wiring, or poor contact occurs will be described. In the wiring of the preliminary charging circuit in FIG. 1, the − line of the first charging circuit 11 and the + line of the second charging circuit 12 serve as a common line and are wired to the capacitor 5. Even if this occurs, the bus voltage detected by the voltage detection circuit 14 is apparently normal. Therefore, this abnormality cannot be detected even though the voltage balance function described in the first embodiment does not work. When the output of the first charging circuit 11 or the second charging circuit 12 is stopped, the voltage of the voltage detection circuit 14 does not rise to a predetermined value, so that the control circuit 13 can recognize an abnormality.
On the other hand, in the second embodiment shown in FIG. 4, the −line of the first charging circuit 11 and the + line of the second charging circuit 12 are wired independently to the capacitor 5. As long as the wirings are not disconnected at the same time or contact failure is not caused, the control circuit 13 can recognize the abnormality by the voltage check of the voltage detection circuit 14.
With the above configuration, since the inverter does not continue to operate without recognizing an abnormal state in which the voltage balance function does not operate, a highly reliable inverter device can be realized.
When the output line of the precharge circuit is disconnected for some reason, or when contact failure occurs, or when the precharge circuit itself breaks down and stops output, the voltage across the capacitors connected in series is checked. Therefore, an abnormality can be easily detected. Since the inverter does not continue to operate without a failure being recognized, a highly reliable inverter device can be realized.

この発明の実施の形態1におけるインバータ装置の全体構成図である。1 is an overall configuration diagram of an inverter device according to a first embodiment of the present invention. この発明の実施の形態1におけるインバータ装置の予備充電回路の一例を示す構成図である。It is a block diagram which shows an example of the precharging circuit of the inverter apparatus in Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態1におけるインバータ装置の予備充電回路の他の例を示す構成図である。It is a block diagram which shows the other example of the precharging circuit of the inverter apparatus in Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態2におけるインバータ装置の全体構成図である。It is a whole block diagram of the inverter apparatus in Embodiment 2 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 三相交流電源
2 電源投入スイッチ
3 電磁接触器
4 コンバータ
5 直流平滑用コンデンサ
6、7 コンデンサ
8 インバータ
9 モーター
10 予備充電回路
11、11a、11b 第1の充電回路
12、12a、12b 第2の充電回路
13 制御回路
14 電圧検出回路
15、20、21 整流ブリッジ
16、17 絶縁型DC/DCコンバータ
18、19 昇圧用の商用トランス
22、23 充電電流制限用抵抗
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Three-phase alternating current power supply 2 Power-on switch 3 Magnetic contactor 4 Converter 5 DC smoothing capacitor 6, 7 Capacitor 8 Inverter 9 Motor 10 Precharge circuit 11, 11a, 11b 1st charge circuit 12, 12a, 12b 2nd Charging circuit 13 Control circuit 14 Voltage detection circuit 15, 20, 21 Rectifier bridge 16, 17 Insulated DC / DC converter 18, 19 Booster commercial transformer 22, 23 Charging current limiting resistor

Claims (4)

三相交流電源と、電源投入スイッチと、電磁接触器と、三相交流を直流に変換するコンバータと、直流から交流に変換するインバータとを有し、三相交流を直流に変換するコンバータと直流から交流に変換するインバータとの間に、複数個直列接続されたコンデンサの両端電圧を直流母線として動作させるインバータ装置において、上記複数個のコンデンサを予備充電する予備充電回路と、上記コンデンサの直列体の両端電圧を検出する電圧検出回路と、上記電圧検出回路からの信号に基づいて上記電磁接触器の開閉を制御する制御装置とを備え、上記予備充電回路は、上記電源投入スイッチが操作されると、上記インバータ装置の始動前に個々のコンデンサを同一の定電圧で充電し、上記制御装置は、上記電圧検出回路が上記コンデンサの直列体の両端電圧を検出チェックし、上記電磁接触器を投入しても突入電流が流れない電圧まで上昇したことを検出したとき、上記電磁接触器を投入して上記インバータ装置の動作中も上記予備充電回路の動作指令を継続して出力することを特徴とするインバータの制御装置。 A three-phase AC power source, a power-on switch, an electromagnetic contactor, a converter that converts three-phase AC to DC, and an inverter that converts DC to AC, and a converter and DC that convert three-phase AC to DC An inverter device that operates a voltage across a plurality of capacitors connected in series as a DC bus between an inverter for converting from AC to AC, a precharging circuit for precharging the plurality of capacitors, and a series body of the capacitors A voltage detection circuit for detecting a voltage between both ends of the power supply and a control device for controlling the opening / closing of the electromagnetic contactor based on a signal from the voltage detection circuit , wherein the power-on switch is operated in the preliminary charging circuit If, charged with the same constant voltage to each capacitor before the start of the inverter device, the control device, the voltage detection circuit of the capacitor Detecting check the voltage across the column body, when it detects that it has increased to a voltage that does not rush current flows to put the electromagnetic contactor, and introducing the electromagnetic contactor even during operation of the inverter device described above An inverter control device that continuously outputs an operation command for a precharge circuit. 予備充電回路の出力電圧は、インバータ装置の動作中、交流電源電圧の整流電圧レベル以下になるように制御することを特徴とする請求項1記載のインバータの制御装置。   2. The inverter control device according to claim 1, wherein the output voltage of the precharging circuit is controlled to be equal to or lower than a rectified voltage level of the AC power supply voltage during operation of the inverter device. 予備充電回路の出力線は、直列接続される各コンデンサの+ライン、−ラインに1本づつと、各コンデンサの−ライン及び+ラインの共通線1本とにより配線されることを特徴とする請求項1記載のインバータの制御装置。   The output line of the pre-charging circuit is wired by one + line and −line of each capacitor connected in series and one common line of the −line and + line of each capacitor. The inverter control device according to Item 1. 予備充電回路の出力線は、直列接続される各コンデンサにそれぞれ2本づつ配線されることを特徴とする請求項1記載のインバータの制御装置。   2. The inverter control device according to claim 1, wherein two output lines of the precharging circuit are wired to each of the capacitors connected in series.
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