JP5169060B2 - Power failure detection device for power regeneration inverter device - Google Patents
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Description
本発明はモータを駆動又は回生運転するインバータ装置の停電検出装置に関するものである。 The present invention relates to a power failure detection device for an inverter that drives or regenerates a motor.
負荷であるモータを駆動又は回生運転するインバータ装置において、図2で示すように入力相電流波形を正弦波で、且つ電源相電圧と同相(力率1)にし、回生運転時や減速時に発生したエネルギーを電源に戻すことが行われている。
このようなインバータ装置で、図示省略のモータが回生状態となったときインバータ1は回生運転を行うが、その回生運転中に停電が発生すると交流電源(モータ)からの回生エネルギーの戻り先がなくなってコンデンサCの端子電圧が上昇し、直流回路電圧の上昇による過電圧状態となってインバータ装置の故障原因となる。
In an inverter device that drives or regenerates a motor that is a load, as shown in FIG. 2, the input phase current waveform is a sine wave and the same phase as the power supply phase voltage (power factor 1), and is generated during regenerative operation or deceleration. Energy is being returned to the power source.
In such an inverter device, the inverter 1 performs a regenerative operation when a motor (not shown) is in a regenerative state. However, when a power failure occurs during the regenerative operation, there is no return destination of the regenerative energy from the AC power source (motor). As a result, the terminal voltage of the capacitor C rises, resulting in an overvoltage state due to the rise of the DC circuit voltage, causing a failure of the inverter device.
対策としては、速やかに停電を検出して回生エネルギーが低減するようモータの減速動作を遅くしたり、回生モードでの運転を中止する必要がある。停電には様々な状態があり、例えば、落雷等が原因で電源系統の上位で遮断器が開放されるような場合には、同じ電源系統内に回生電力を消費してくれる負荷があれば運転を継続できる可能性がある。
しかし、ホイストや電気車のように摺動式の給電装置が使われていて、その接触が断たれたような状態では回生電力の消費は期待できず、装置を停止させなければならない。
As countermeasures, it is necessary to detect the power failure promptly and slow down the motor deceleration operation to reduce the regenerative energy or to stop the operation in the regenerative mode. There are various states of power outages. For example, when a circuit breaker is opened at the top of the power system due to lightning, etc., operation is possible if there is a load that consumes regenerative power in the same power system. May continue.
However, a sliding type power supply device such as a hoist or an electric vehicle is used, and in a state where the contact is cut off, consumption of regenerative power cannot be expected, and the device must be stopped.
停電の検出方法としては、特許文献1や特許文献2等を含めて幾つかの方法が公知となっており、一般的には、図2で示すように電源電圧検出部3を介して検出された相電圧検出値を絶対値演算回路4で演算し、その絶対値はフィルタ回路5において処理された後、比較部6で停電検出レベルと比較され、停電検出レベル以下となったときに停電検出信号として出力される。
上記特許文献は、停電時において、受電点に電源周波数以外のPWMキャリア周波数成分が現れることに着目し、その大きさが予め設定したレベルを超えたときに停電と判定している。しかし、実際の電源回生インバータ装置では電源系統にPWMキャリア周波数成分のリップル電流を流出させないために、特別な場合を除きLCフィルタ2が設置されている。したがって、停電が発生しても受電点にPWMキャリア周波数成分は現れにくく、停電を検出することが困難となっている。 The above patent document focuses on the fact that a PWM carrier frequency component other than the power supply frequency appears at the power receiving point at the time of a power failure, and determines that a power failure occurs when the magnitude exceeds a preset level. However, in an actual power regeneration inverter device, the LC filter 2 is installed except in special cases in order to prevent the ripple current of the PWM carrier frequency component from flowing into the power system. Therefore, even if a power failure occurs, the PWM carrier frequency component hardly appears at the power receiving point, and it is difficult to detect the power failure.
本発明が目的とするとこは、例え、LCフィルタ2が設置されていても確実に停電を検出することの出来る電源回生インバータ装置の停電検出装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a power failure detection device for a power regeneration inverter device that can reliably detect a power failure even if the LC filter 2 is installed.
本発明の請求項1は、電源回生インバータの交流出力側と負荷である交流電源間に電源電圧検出器を設け、この電源電圧検出器により検出された検出電圧値と予め設定された停電検出レベル値を比較部に入力して停電を検出するものにおいて、
前記比較部へ入力する信号の切換部を設け、電源回生インバータの運転停止時には前記検出電圧値を切換部の一方の端子を介して比較部に入力すると共に、電源回生インバータの運転時には、インバータの電流制御部の出力側で生成された電圧指令値を前記切換部の他方の端子を介して比較部に入力するよう構成したことを特徴としたものである。
Claim 1 of the present invention provides a power supply voltage detector between the AC output side of the power regeneration inverter and the AC power supply as a load, and the detected voltage value detected by the power supply voltage detector and a preset power failure detection level. In what detects a power outage by entering a value into the comparator,
A switching unit for a signal input to the comparison unit is provided, and when the operation of the power regeneration inverter is stopped, the detected voltage value is input to the comparison unit via one terminal of the switching unit, and when the power regeneration inverter is operated, The voltage command value generated on the output side of the current control unit is input to the comparison unit via the other terminal of the switching unit.
本発明の請求項2は、前記切換部の2つの端子に入力される信号は、それぞれ3相電圧の絶対値とし、且つ切換部の入力端子の切換は電源回生インバータの運転信号であることを特徴とした According to a second aspect of the present invention, the signals input to the two terminals of the switching unit are the absolute values of the three-phase voltages, respectively, and the switching of the input terminal of the switching unit is an operation signal of the power regeneration inverter. Featured
以上のとおり、本発明によれば、特に、摺動式の給電装置が使われていても、インバータ装置の回生運転中に停電が発生した場合、停電検出を行う比較部への検出信号は電流制御部の出力である電圧指令の絶対値であるため、確実に停電を検出することができる。 As described above, according to the present invention, particularly when a power failure occurs during the regenerative operation of the inverter device, even if a sliding power supply device is used, the detection signal to the comparison unit that detects the power failure is a current. Since it is the absolute value of the voltage command which is the output of the control unit, a power failure can be detected reliably.
電源回生インバータ装置は常に力率1の状態で運転しているため、インバータの出力電圧は電源電圧と略つりあっている。本発明はこの点に着目し、制御装置の電流制御部の出力である電圧指令の絶対値と停電レベルとを比較し、その差信号の大小で停電の有無を判断するものである。以下実施例に基づいて詳述する。 Since the power regeneration inverter device is always operated with a power factor of 1, the output voltage of the inverter is substantially balanced with the power supply voltage. The present invention pays attention to this point, and compares the absolute value of the voltage command, which is the output of the current control unit of the control device, with the power failure level, and determines whether there is a power failure based on the magnitude of the difference signal. This will be described in detail below based on examples.
図1は、本発明の実施例を示す構成図で、1は電源回生機能を有するインバータで、通常は整流器などよりなる直流電源11を電源として交流電圧に変換し、図示省略のモータへ電力を供給する。2はリップル電流除去用のLCフィルタ、3は電源電圧検出部で、入力電流波形を正弦波にするために必要とする相電圧を検出し、零クロス検出回路7を通して理想正弦波発生回路8に出力する。理想正弦波発生回路8によって生成されたU相用SINθ信号とW相用 SIN(θ+120°)信号は電流制御部9の乗算部にそれぞれ出力される。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention. Reference numeral 1 is an inverter having a power regeneration function, which is usually converted into an AC voltage using a
電源電圧検出部3により検出された検出値は絶対値演算回路4にも出力されて絶対値演算が実行され、フィルタ回路5により処理された後、検出値Vabsとして切換部13の一方の端子aに出力される。14はインバータ1の直流電圧を検出する絶縁アンプで、その出力Vdcは減算部15に出力される。減算部15では設定値Vdc*との差演算が実行され、差信号は電流制御部9に出力されて差信号に基づく電流制御信号の演算が行われる。演算された2相の電流制御信号は2相/3相変換部10において3相の電圧指令値Vu*、Vv*、Vw*に変換され、PWM増幅部12を経てインバータ1の各スイッチング素子を制御する。
The detection value detected by the power supply voltage detection unit 3 is also output to the absolute
また、電圧指令値は第2の絶対値演算回路16にも出力されて絶対値演算が実行され、その値Vabs*は切換部13の他方の端子bに出力される。切換部13は、インバータ装置の停止から始動までの電圧指令Vu*、Vv*、Vw*が0の期間中は端子a側の信号、すなわち、検出値Vabsを比較部17に出力して停電検出レベルと比較するよう切換えられ、また、インバータ装置が運転されて電圧指令Vu*、Vv*、Vw*が発生した後は、端子をb側に切換えて絶対値Vabs*と停電検出レベルと比較するよう切換制御される。
The voltage command value is also output to the second absolute
運転前での電圧指令は0であり、端子a側への接続のままでは停電と判定されて運転開始ができなくなる。このため、本発明ではインバータ装置の運転信号により切換部13の端子をa側からb側に切替えることによって比較部13への検出信号の切替えを実行し、始動時でも停電検出を可能としている。
以上のように、本発明によれば、インバータ1が電源回生のためのコンバータとなり、回生運転中に停電が発生しても、比較部17への検出信号は電流制御部9の出力である電圧指令の絶対値であるため、比較部17は確実に停電を検出することが可能となる。
The voltage command before the operation is 0, and if the connection to the terminal a side remains, it is determined that a power failure has occurred and the operation cannot be started. For this reason, in the present invention, the detection signal is switched to the
As described above, according to the present invention, the inverter 1 becomes a converter for power regeneration, and even if a power failure occurs during the regenerative operation, the detection signal to the
1… インバータ
2… LCフィルタ
3… 電源電圧検出部
4、16… 絶対値演算回路
5… フィルタ回路
6、17… 比較部
9… 電流制御部
10… 2相/3相変換部
13… 切換部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Inverter 2 ... LC filter 3 ... Power supply
Claims (2)
前記比較部へ入力する信号の切換部を設け、電源回生インバータの運転停止時には前記検出電圧値を切換部の一方の端子を介して比較部に入力すると共に、電源回生インバータの運転時には、インバータの電流制御部の出力側で生成された電圧指令値を前記切換部の他方の端子を介して比較部に入力するよう構成したことを特徴とした電源回生インバータ装置の停電検出装置。 A power supply voltage detector is installed between the AC output side of the power regeneration inverter and the AC power supply that is the load, and the detected voltage value detected by this power supply voltage detector and the preset power failure detection level value are input to the comparator. For detecting power outages,
A switching unit for a signal input to the comparison unit is provided, and when the operation of the power regeneration inverter is stopped, the detected voltage value is input to the comparison unit via one terminal of the switching unit, and when the power regeneration inverter is operated, A power failure detection device for a power regeneration inverter device, wherein a voltage command value generated on the output side of the current control unit is input to the comparison unit via the other terminal of the switching unit.
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