JP6081039B1 - Regenerative converter - Google Patents

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Abstract

回生コンバータ100は、電力変換部12と、電力変換部12の交流側に接続される交流端子11と、電力変換部12の直流側の一端に接続される第1の端子と、逆流防止素子を介して電力変換部の直流側の一端に接続される第2の端子と、電力変換部12の直流側の他端に接続される第3の端子と、第1の端子および第3の端子の各々に配線が接続されているか、第2の端子および第3の端子の各々に配線が接続されているかを検出する検出回路とを備える。   The regenerative converter 100 includes a power conversion unit 12, an AC terminal 11 connected to the AC side of the power conversion unit 12, a first terminal connected to one end of the DC side of the power conversion unit 12, and a backflow prevention element. A second terminal connected to one end on the DC side of the power converter, a third terminal connected to the other end on the DC side of the power converter 12, and a first terminal and a third terminal And a detection circuit that detects whether a wiring is connected to each of the wirings, and whether the wiring is connected to each of the second terminal and the third terminal.

Description

本発明は、電源から供給される電力を変換して負荷へ出力すると共に負荷から供給される電力を変換して電源へ出力する回生コンバータに関する。   The present invention relates to a regenerative converter that converts electric power supplied from a power source and outputs the converted electric power to a load and converts electric power supplied from the load and outputs the converted electric power to the power source.

回生コンバータは、交流電動機の可変速制御を行うインバータと交流電源との間に配置され、交流電動機の減速時に発生する誘導起電力を交流電源に回生する電力変換器である。特許文献1に示す従来の電力変換器は、回生コンバータの機能とインバータの機能とを併せ持ち、インバータ単体または回生コンバータ単体で使用できるため使い勝手が良く、また生産性の向上を図ることが可能である。   The regenerative converter is a power converter that is arranged between an inverter that performs variable speed control of an AC motor and an AC power source, and that regenerates the induced electromotive force generated when the AC motor is decelerated to the AC power source. The conventional power converter shown in Patent Document 1 has both the functions of a regenerative converter and the function of an inverter, and can be used as a single inverter or a single regenerative converter, so that it is easy to use and can improve productivity. .

特開平7−194144号公報JP 7-194144 A

回生コンバータは2種類に分類され、一方は交流電源から交流電動機に供給される力行電流と交流電動機から交流電源に回生される回生電流との双方が、回生コンバータを構成する主回路の電力変換部に流れるコンバータであり、他方は回生電流のみが電力変換部に流れるコンバータである。以下では説明を簡単化するため、前者のコンバータを全回生コンバータと称し、後者を部分回生コンバータと称する。全回生コンバータでは力行電流が電力変換部に流れるのに対して、部分回生コンバータでは力行電流が電力変換部に流れないようにするため力行電流防止用ダイオードが設けられている。従って全回生コンバータと部分回生コンバータは共用することができない。特許文献1に示す従来技術は、回生コンバータの機能とインバータの機能とを併せ持つが、全回生コンバータの機能と部分回生コンバータの機能とを併せ持つものではなく、回生電力が小さい用途であっても力行電力に対応できる全回生コンバータが必要となるため、回生コンバータのユニットサイズ低減を図るというニーズに対応することができないという課題があった。   Regenerative converters are classified into two types, one of which is the power conversion section of the main circuit that constitutes the regenerative converter, both the power running current supplied from the AC power source to the AC motor and the regenerative current regenerated from the AC motor to the AC power source. The other is a converter in which only the regenerative current flows to the power converter. Hereinafter, in order to simplify the description, the former converter is referred to as a full regenerative converter and the latter is referred to as a partial regenerative converter. In the all regenerative converter, a power running current flows to the power conversion unit, whereas in the partial regenerative converter, a power running current preventing diode is provided to prevent the power running current from flowing to the power conversion unit. Therefore, the full regenerative converter and the partial regenerative converter cannot be shared. The prior art disclosed in Patent Document 1 has both the function of a regenerative converter and the function of an inverter, but does not have both the functions of a full regenerative converter and the function of a partial regenerative converter. Since all the regenerative converters which can respond to electric power are needed, the subject that the unit size reduction of a regenerative converter was aimed at cannot be met.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ユニットサイズの更なる低減を図ることができる回生コンバータを得ることを目的とする。   The present invention has been made in view of the above, and an object thereof is to obtain a regenerative converter capable of further reducing the unit size.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の回生コンバータは、交流電力を直流電力に変換し、直流電力を交流電力に変換する回生コンバータであって、電力変換部と、電力変換部の交流側に接続される交流端子と、電力変換部の直流側の一端に接続される第1の端子と、逆流防止素子を介して電力変換部の直流側の一端に接続される第2の端子と、電力変換部の直流側の他端に接続される第3の端子と、第1の端子および第3の端子の各々に配線が接続されているか、第2の端子および第3の端子の各々に配線が接続されているかを検出する検出回路とを備えることを特徴とする。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, the regenerative converter of the present invention is a regenerative converter that converts AC power into DC power and converts DC power into AC power, and includes a power conversion unit, power An AC terminal connected to the AC side of the converter, a first terminal connected to one end of the DC side of the power converter, and a first terminal connected to one end of the DC side of the power converter via a backflow prevention element 2, a third terminal connected to the other end on the DC side of the power conversion unit, and a wiring is connected to each of the first terminal and the third terminal, or the second terminal and the third terminal And a detection circuit for detecting whether a wiring is connected to each of the terminals.

本発明に係る回生コンバータは、ユニットサイズの更なる低減を図ることができるという効果を奏する。   The regenerative converter according to the present invention has an effect that the unit size can be further reduced.

実施の形態に係る回生コンバータの構成図Configuration diagram of regenerative converter according to an embodiment 図1に示す回生コンバータに接続されるインバータの構成図Configuration diagram of inverter connected to regenerative converter shown in FIG. 図1に示す回生コンバータが全回生コンバータとして使用されるときの回生コンバータと図2に示すインバータとの接続例を示す図The figure which shows the example of a connection of the regenerative converter when the regenerative converter shown in FIG. 1 is used as a full regenerative converter, and the inverter shown in FIG. 図1に示す回生コンバータが部分回生コンバータとして使用されるときの回生コンバータと図2に示すインバータとの接続例を示す図The figure which shows the example of a connection of the regenerative converter when the regenerative converter shown in FIG. 1 is used as a partial regenerative converter, and the inverter shown in FIG. 図1に示す回生コンバータと図2に示すインバータとの接続状態を検出する検出回路の構成例を示す図The figure which shows the structural example of the detection circuit which detects the connection state of the regenerative converter shown in FIG. 1, and the inverter shown in FIG. 図5に示す回生コンバータが全回生コンバータとして使用されるときの検出回路の動作を説明するための図The figure for demonstrating operation | movement of a detection circuit when the regenerative converter shown in FIG. 5 is used as a full regenerative converter. 図5に示す回生コンバータが部分回生コンバータとして使用されるときの検出回路の動作を説明するための図The figure for demonstrating operation | movement of a detection circuit when the regenerative converter shown in FIG. 5 is used as a partial regenerative converter.

以下に、本発明の実施の形態に係る回生コンバータを図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。   Hereinafter, a regenerative converter according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.

実施の形態.
図1は実施の形態に係る回生コンバータの構成図であり、図2は図1に示す回生コンバータに接続されるインバータの構成図である。図1に示す回生コンバータ100は、交流端子11と、交流端子11に接続され、複数のスイッチング素子で構成される電力変換部12と、直流端子16と、突入電流防止回路13と、力行電流防止用ダイオード14と、主回路コンデンサ15とを備える。以下の説明では電力変換部12の交流端子11側を「電力変換部12の交流側」とし、電力変換部12の直流端子16側を「電力変換部12の直流側」とする。
Embodiment.
FIG. 1 is a configuration diagram of a regenerative converter according to an embodiment, and FIG. 2 is a configuration diagram of an inverter connected to the regenerative converter shown in FIG. A regenerative converter 100 shown in FIG. 1 includes an AC terminal 11, a power converter 12 connected to the AC terminal 11 and configured by a plurality of switching elements, a DC terminal 16, an inrush current prevention circuit 13, and a power running current prevention. Diode 14 and main circuit capacitor 15. In the following description, the AC terminal 11 side of the power conversion unit 12 is referred to as “AC side of the power conversion unit 12”, and the DC terminal 16 side of the power conversion unit 12 is referred to as “DC side of the power conversion unit 12”.

直流端子16は、突入電流防止回路13を介して電力変換部12の直流側の一端である正極母線Pに接続されると共に、図2に示すインバータ200の直流端子24を構成する正極端子Pに接続される第1の端子P1を備える。また直流端子16は、力行電流防止用ダイオード14を介して電力変換部12の正極母線Pに接続されると共に、図2に示すインバータ200の直流端子24を構成する正極端子Pに接続される第2の端子P2を備える。また直流端子16は、電力変換部12の直流側の他端である負極母線Qに接続されると共に、図2に示すインバータ200の直流端子24を構成する負極端子Nに接続される第3の端子N1を備える。   The DC terminal 16 is connected to the positive electrode bus P which is one end on the DC side of the power converter 12 via the inrush current prevention circuit 13 and also connected to the positive terminal P constituting the DC terminal 24 of the inverter 200 shown in FIG. A first terminal P1 to be connected is provided. The DC terminal 16 is connected to the positive bus P of the power converter 12 via the power running current prevention diode 14 and connected to the positive terminal P constituting the DC terminal 24 of the inverter 200 shown in FIG. Two terminals P2 are provided. The DC terminal 16 is connected to a negative electrode bus Q which is the other end of the DC side of the power converter 12 and is connected to a negative terminal N constituting the DC terminal 24 of the inverter 200 shown in FIG. A terminal N1 is provided.

突入電流防止回路13は、一端が電力変換部12の直流側の正極母線Pと力行電流防止用ダイオード14との接続点に接続され、他端が主回路コンデンサ15と第1の端子P1との接続点に接続される。力行電流防止用ダイオード14は、電力変換部12から第2の端子P2側へ流れる電流、すなわち力行電流を防止する逆流防止素子の一例であり、図示例ではアノードが第2の端子P2に接続され、カソードが突入電流防止回路13に接続される。   One end of the inrush current prevention circuit 13 is connected to a connection point between the positive electrode bus P on the DC side of the power converter 12 and the power running current prevention diode 14, and the other end is connected to the main circuit capacitor 15 and the first terminal P1. Connected to the connection point. The power running current prevention diode 14 is an example of a backflow prevention element that prevents a current flowing from the power conversion unit 12 to the second terminal P2, that is, a power running current. In the illustrated example, the anode is connected to the second terminal P2. The cathode is connected to the inrush current prevention circuit 13.

主回路コンデンサ15は、一端が突入電流防止回路13と第1の端子P1との接続点に接続され、他端が電力変換部12の直流側の負極母線Qと第3の端子N1との接続点に接続される。なお、第1の端子P1と第2の端子P2と第3の端子N1と力行電流防止用ダイオード14と突入電流防止回路13との配置関係は図示例に限定されるものではなく、力行電流防止用ダイオード14と突入電流防止回路13とを電力変換部12の直流側の負極母線Q側に接続し、かつ、力行電流防止用ダイオード14の向きを反転させる構成でもよい。   One end of the main circuit capacitor 15 is connected to the connection point between the inrush current prevention circuit 13 and the first terminal P1, and the other end is connected to the negative electrode bus Q on the DC side of the power converter 12 and the third terminal N1. Connected to a point. The arrangement relationship among the first terminal P1, the second terminal P2, the third terminal N1, the powering current prevention diode 14, and the inrush current prevention circuit 13 is not limited to the illustrated example, and the powering current prevention is performed. The power diode 14 and the inrush current prevention circuit 13 may be connected to the negative electrode bus Q on the DC side of the power converter 12 and the direction of the power running current prevention diode 14 may be reversed.

電力変換部12は、スイッチング素子12aとスイッチング素子12dとで構成される直列回路と、スイッチング素子12bとスイッチング素子12eとで構成される直列回路と、スイッチング素子12cとスイッチング素子12fとで構成される直列回路とを備える。また電力変換部12は、スイッチング素子12aと並列に接続されるダイオード12a1と、スイッチング素子12bと並列に接続されるダイオード12b1と、スイッチング素子12cと並列に接続されるダイオード12c1とを備える。また電力変換部12は、スイッチング素子12dと並列に接続されるダイオード12d1と、スイッチング素子12eと並列に接続されるダイオード12e1と、スイッチング素子12fと並列に接続されるダイオード12f1とを備える。   The power conversion unit 12 includes a series circuit including a switching element 12a and a switching element 12d, a series circuit including a switching element 12b and a switching element 12e, and a switching element 12c and a switching element 12f. A series circuit. The power conversion unit 12 includes a diode 12a1 connected in parallel with the switching element 12a, a diode 12b1 connected in parallel with the switching element 12b, and a diode 12c1 connected in parallel with the switching element 12c. The power conversion unit 12 includes a diode 12d1 connected in parallel with the switching element 12d, a diode 12e1 connected in parallel with the switching element 12e, and a diode 12f1 connected in parallel with the switching element 12f.

スイッチング素子12cとスイッチング素子12fとの接続点は交流端子11のR相端子に接続され、スイッチング素子12bとスイッチング素子12eとの接続点は交流端子11のS相端子に接続され、スイッチング素子12aとスイッチング素子12dとの接続点は交流端子11のT相端子に接続されている。6つのスイッチング素子12a,12b,12c,12d,12e,12fの各々には図示しない制御回路から出力されるスイッチング信号が入力される。   The connection point between the switching element 12c and the switching element 12f is connected to the R phase terminal of the AC terminal 11, the connection point between the switching element 12b and the switching element 12e is connected to the S phase terminal of the AC terminal 11, and the switching element 12a A connection point with the switching element 12 d is connected to a T-phase terminal of the AC terminal 11. A switching signal output from a control circuit (not shown) is input to each of the six switching elements 12a, 12b, 12c, 12d, 12e, and 12f.

図2に示すインバータ200は、交流端子21と、複数の整流ダイオードで構成され、交流端子21に接続される整流回路22と、交流端子27とを備える。またインバータ200は、複数のスイッチング素子で構成され、整流回路22から供給される直流電力または図1に示す回生コンバータ100から供給される直流電力を交流電力に変換すると共に、交流端子27を介して供給される交流電力を直流電力に変換する電力変換部26を備える。またインバータ200は、整流回路22と電力変換部26との間の正極母線Pに接続された突入電流防止回路23と、直流端子24と、一端が突入電流防止回路23と電力変換部26との間の正極母線Pに接続され、他端が整流回路22と電力変換部26との間の負極母線Qに接続されるコンデンサ25とを備える。   The inverter 200 illustrated in FIG. 2 includes an AC terminal 21, a rectifier circuit 22 that includes a plurality of rectifier diodes and is connected to the AC terminal 21, and an AC terminal 27. The inverter 200 includes a plurality of switching elements, and converts the DC power supplied from the rectifier circuit 22 or the DC power supplied from the regenerative converter 100 shown in FIG. 1 into AC power, and via the AC terminal 27. A power conversion unit 26 that converts supplied AC power into DC power is provided. The inverter 200 includes an inrush current prevention circuit 23 connected to the positive bus P between the rectifier circuit 22 and the power conversion unit 26, a DC terminal 24, and one end of the inrush current prevention circuit 23 and the power conversion unit 26. The capacitor 25 is connected to the positive electrode bus P between them and the other end is connected to the negative electrode bus Q between the rectifier circuit 22 and the power converter 26.

直流端子24を構成する正極端子Pは、突入電流防止回路23と電力変換部26との間の正極母線Pに接続され、直流端子24を構成する負極端子Nは、整流回路22と電力変換部26との間の負極母線Qに接続される。   The positive terminal P constituting the DC terminal 24 is connected to the positive bus P between the inrush current prevention circuit 23 and the power converter 26, and the negative terminal N constituting the DC terminal 24 is connected to the rectifier circuit 22 and the power converter. 26 is connected to the negative electrode bus Q between them.

図3は図1に示す回生コンバータが全回生コンバータとして使用されるときの回生コンバータと図2に示すインバータとの接続例を示す図である。回生コンバータ100を全回生コンバータとして使用する場合、回生コンバータ100の交流端子11にはリアクトル2を介して交流電源1が接続され、回生コンバータ100の第1の端子P1には、インバータ200の直流端子24を構成する正極端子Pが接続され、回生コンバータ100の第3の端子N1にはインバータ200の直流端子24を構成する負極端子Nが接続される。インバータ200では、交流端子27を構成するU相端子、V相端子、およびW相端子に交流電動機3が接続される。第1の端子P1と正極端子Pは配線41により接続され、第3の端子N1と負極端子Nは配線42により接続される。   3 is a diagram showing a connection example between the regenerative converter and the inverter shown in FIG. 2 when the regenerative converter shown in FIG. 1 is used as a full regenerative converter. When the regenerative converter 100 is used as a full regenerative converter, the AC power source 1 is connected to the AC terminal 11 of the regenerative converter 100 via the reactor 2, and the DC terminal of the inverter 200 is connected to the first terminal P1 of the regenerative converter 100. 24 is connected to the third terminal N1 of the regenerative converter 100, and the negative terminal N of the DC terminal 24 of the inverter 200 is connected to the third terminal N1 of the regenerative converter 100. In inverter 200, AC electric motor 3 is connected to a U-phase terminal, a V-phase terminal, and a W-phase terminal constituting AC terminal 27. The first terminal P1 and the positive terminal P are connected by a wiring 41, and the third terminal N1 and the negative terminal N are connected by a wiring.

以下、図3に示す回生コンバータ100およびインバータ200の動作を説明する。交流電動機3の力行時の動作を説明した後に交流電動機3の回生時の動作を説明する。   Hereinafter, operations of regenerative converter 100 and inverter 200 shown in FIG. 3 will be described. After describing the operation of the AC motor 3 during powering, the operation of the AC motor 3 during regeneration will be described.

交流電動機3の力行時には、電力変換部12を構成する複数のダイオードにより、交流電源1から供給される交流電力が直流電力に変換され、変換された直流電力は直流端子16および直流端子24を経由して電力変換部26に供給される。電力変換部26を構成する複数のスイッチング素子が図示しない制御回路から出力されるスイッチング信号に従い動作することにより、電力変換部26では直流電力が交流電力に変換され、交流電力は交流端子27を介して交流電動機3に供給され、交流電動機3は交流電力の供給を受けて駆動する。   When the AC motor 3 is powered, the AC power supplied from the AC power source 1 is converted into DC power by the plurality of diodes constituting the power conversion unit 12, and the converted DC power passes through the DC terminal 16 and the DC terminal 24. Then, it is supplied to the power converter 26. By operating a plurality of switching elements constituting the power conversion unit 26 according to a switching signal output from a control circuit (not shown), the power conversion unit 26 converts DC power into AC power, and the AC power is transmitted through the AC terminal 27. Are supplied to the AC motor 3, and the AC motor 3 is driven by the supply of AC power.

交流電動機3の回生時には、電力変換部26を構成する複数のダイオードにより、交流電動機3から供給される交流電力が直流電力に変換され、変換された直流電力は直流端子24および直流端子16を経由して電力変換部12に供給される。電力変換部12を構成する複数のスイッチング素子が図示しない制御回路から出力されるスイッチング信号に従い動作することにより、電力変換部12では直流電力が交流電力に変換され、交流電力は交流端子11およびリアクトル2を介して交流電源1に回生される。   During regeneration of the AC motor 3, AC power supplied from the AC motor 3 is converted into DC power by a plurality of diodes constituting the power conversion unit 26, and the converted DC power passes through the DC terminal 24 and the DC terminal 16. And supplied to the power converter 12. When a plurality of switching elements constituting the power conversion unit 12 operate according to a switching signal output from a control circuit (not shown), the power conversion unit 12 converts DC power into AC power, and the AC power is converted into AC terminal 11 and a reactor. It is regenerated to the AC power source 1 through 2.

図4は図1に示す回生コンバータが部分回生コンバータとして使用されるときの回生コンバータと図2に示すインバータとの接続例を示す図である。回生コンバータ100を部分回生コンバータとして使用する場合、回生コンバータ100の交流端子11にはリアクトル2を介して交流電源1が接続され、回生コンバータ100の第2の端子P2には、インバータ200の直流端子24を構成する正極端子Pが接続され、回生コンバータ100の第3の端子N1にはインバータ200の直流端子24を構成する負極端子Nが接続される。インバータ200では、交流端子21に交流電源1が接続され、交流端子27を構成するU相端子、V相端子、およびW相端子に交流電動機3が接続される。第2の端子P2と正極端子Pは配線41により接続され、第3の端子N1と負極端子Nは配線42により接続される。   4 is a diagram showing a connection example between the regenerative converter and the inverter shown in FIG. 2 when the regenerative converter shown in FIG. 1 is used as a partial regenerative converter. When the regenerative converter 100 is used as a partial regenerative converter, the AC power source 1 is connected to the AC terminal 11 of the regenerative converter 100 via the reactor 2, and the DC terminal of the inverter 200 is connected to the second terminal P2 of the regenerative converter 100. 24 is connected to the third terminal N1 of the regenerative converter 100, and the negative terminal N of the DC terminal 24 of the inverter 200 is connected to the third terminal N1 of the regenerative converter 100. In inverter 200, AC power supply 1 is connected to AC terminal 21, and AC electric motor 3 is connected to a U-phase terminal, a V-phase terminal, and a W-phase terminal constituting AC terminal 27. The second terminal P2 and the positive terminal P are connected by a wiring 41, and the third terminal N1 and the negative terminal N are connected by a wiring 42.

以下、図4に示す回生コンバータ100およびインバータ200の動作を説明する。交流電動機3の力行時の動作を説明した後に交流電動機3の回生時の動作を説明する。   Hereinafter, operations of regenerative converter 100 and inverter 200 shown in FIG. 4 will be described. After describing the operation of the AC motor 3 during powering, the operation of the AC motor 3 during regeneration will be described.

交流電動機3の力行時には、整流回路22を構成する複数の整流ダイオードにより、交流電源1から供給される交流電力が直流電力に変換され、変換された直流電力は電力変換部26に供給される。電力変換部26を構成する複数のスイッチング素子が図示しない制御回路から出力されるスイッチング信号に従い動作することにより、電力変換部26では直流電力が交流電力に変換され、交流電力は交流端子27を介して交流電動機3に供給され、交流電動機3は交流電力の供給を受けて駆動する。この際、力行電流防止用ダイオード14により電力変換部12には電流が流れないため、電力変換部12では電力変換が行われない。   During powering of the AC motor 3, AC power supplied from the AC power supply 1 is converted into DC power by the plurality of rectifier diodes constituting the rectifier circuit 22, and the converted DC power is supplied to the power converter 26. By operating a plurality of switching elements constituting the power conversion unit 26 according to a switching signal output from a control circuit (not shown), the power conversion unit 26 converts DC power into AC power, and the AC power is transmitted through the AC terminal 27. Are supplied to the AC motor 3, and the AC motor 3 is driven by the supply of AC power. At this time, since no current flows through the power conversion unit 12 due to the power running current prevention diode 14, the power conversion unit 12 does not perform power conversion.

交流電動機3の回生時には、電力変換部26を構成する複数のダイオードにより、交流電動機3から供給される交流電力が直流電力に変換され、変換された直流電力は直流端子24および直流端子16を経由して電力変換部12に供給される。電力変換部12を構成する複数のスイッチング素子が図示しない制御回路から出力されるスイッチング信号に従い動作することにより、電力変換部12では直流電力が交流電力に変換され、交流電力は交流端子11およびリアクトル2を介して交流電源1に回生される。   During regeneration of the AC motor 3, AC power supplied from the AC motor 3 is converted into DC power by a plurality of diodes constituting the power conversion unit 26, and the converted DC power passes through the DC terminal 24 and the DC terminal 16. And supplied to the power converter 12. When a plurality of switching elements constituting the power conversion unit 12 operate according to a switching signal output from a control circuit (not shown), the power conversion unit 12 converts DC power into AC power, and the AC power is converted into AC terminal 11 and a reactor. It is regenerated to the AC power source 1 through 2.

以上に説明したように、第2の端子P2および第3の端子N1にインバータ200の直流端子24を接続することにより、回生コンバータ100は部分回生コンバータとして機能する。また、第1の端子P1および第3の端子N1にインバータ200の直流端子24を接続することにより、回生コンバータ100は全回生コンバータとして機能する。従って回生コンバータ100は、第1の端子P1、第2の端子P2、および第3の端子N1への接続を替えることにより、部分回生コンバータと全回生コンバータとの何れにも対応可能である。   As described above, the regenerative converter 100 functions as a partial regenerative converter by connecting the DC terminal 24 of the inverter 200 to the second terminal P2 and the third terminal N1. Further, by connecting the DC terminal 24 of the inverter 200 to the first terminal P1 and the third terminal N1, the regenerative converter 100 functions as a full regenerative converter. Therefore, the regenerative converter 100 can cope with both the partial regenerative converter and the full regenerative converter by changing the connection to the first terminal P1, the second terminal P2, and the third terminal N1.

このように回生コンバータ100は、全回生コンバータの機能と部分回生コンバータの機能との双方を有するが、電力変換部12の直流側に接続される3つの端子を有するため、使用者が配線41および配線42を誤配線する可能性がある。誤配線の一の例としては、図3に示すように回生コンバータ100を全回生コンバータとして動作させる際、配線41の一端を第1の端子P1ではなく第2の端子P2に接続することである。誤配線の他の例としては、図4に示すように回生コンバータ100を部分回生コンバータとして動作させる際、配線41の一端を第2の端子P2ではなく第1の端子P1に接続することである。   Thus, regenerative converter 100 has both the functions of a full regenerative converter and the function of a partial regenerative converter, but has three terminals connected to the direct current side of power converter 12, so that the user can connect wiring 41 and There is a possibility that the wiring 42 is miswired. As an example of erroneous wiring, when the regenerative converter 100 is operated as a full regenerative converter as shown in FIG. 3, one end of the wiring 41 is connected to the second terminal P2 instead of the first terminal P1. . Another example of erroneous wiring is to connect one end of the wiring 41 to the first terminal P1 instead of the second terminal P2 when the regenerative converter 100 is operated as a partial regenerative converter as shown in FIG. .

以下では、誤配線された状態で回生コンバータ100およびインバータ200が運転することを未然に防ぐ構成例を説明する。   Hereinafter, a configuration example will be described in which the regenerative converter 100 and the inverter 200 are prevented from operating in a miswired state.

図5は図1に示す回生コンバータと図2に示すインバータとの接続状態を検出する検出回路の構成例を示す図である。図5に示す検出回路500は、一端が回生コンバータ100の第2の端子P2と力行電流防止用ダイオード14との接続点に接続される抵抗素子53と、一端が抵抗素子53に接続される抵抗素子54とを備える。また検出回路500は、一端が回生コンバータ100の第1の端子P1と主回路コンデンサ15と突入電流防止回路13との接続点に接続される抵抗素子51と、一端が抵抗素子51の他端に接続され、他端が回生コンバータ100の第3の端子N1と主回路コンデンサ15との接続点に接続される抵抗素子52とを備える。   FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration example of a detection circuit that detects a connection state between the regenerative converter illustrated in FIG. 1 and the inverter illustrated in FIG. 2. The detection circuit 500 shown in FIG. 5 has a resistance element 53 having one end connected to the connection point between the second terminal P2 of the regenerative converter 100 and the powering current prevention diode 14, and a resistance having one end connected to the resistance element 53. And an element 54. The detection circuit 500 has one end connected to a connection point between the first terminal P1 of the regenerative converter 100, the main circuit capacitor 15, and the inrush current prevention circuit 13, and one end connected to the other end of the resistance element 51. The resistor element 52 is connected, and the other end is connected to a connection point between the third terminal N1 of the regenerative converter 100 and the main circuit capacitor 15.

また検出回路500は、非反転入力端子56、反転入力端子57および出力端子58を有するコンパレータ55を備える。非反転入力端子56は抵抗素子53と抵抗素子54との接続点に接続され、反転入力端子57は抵抗素子51と抵抗素子52との接続点に接続される。   The detection circuit 500 includes a comparator 55 having a non-inverting input terminal 56, an inverting input terminal 57, and an output terminal 58. The non-inverting input terminal 56 is connected to a connection point between the resistance element 53 and the resistance element 54, and the inverting input terminal 57 is connected to a connection point between the resistance element 51 and the resistance element 52.

抵抗素子53および抵抗素子54で構成される第1の分圧回路50−1は、一端が第2の端子P2に接続され、他端が第3の端子N1に接続される。抵抗素子51および抵抗素子52で構成される第2の分圧回路50−2は、一端が第1の端子P1に接続され、他端が第3の端子N1に接続される。   One end of the first voltage dividing circuit 50-1 including the resistance element 53 and the resistance element 54 is connected to the second terminal P2, and the other end is connected to the third terminal N1. One end of the second voltage dividing circuit 50-2 including the resistance element 51 and the resistance element 52 is connected to the first terminal P1, and the other end is connected to the third terminal N1.

また検出回路500には、コンパレータ55の出力レベルに応じて回生コンバータ100への配線41の接続状態を判定する接続状態判定回路600が接続される。なお図5では、検出回路500および接続状態判定回路600が回生コンバータ100の外部に配置されているが、検出回路500および接続状態判定回路600は回生コンバータ100の内部に配置してもよい。   The detection circuit 500 is connected to a connection state determination circuit 600 that determines the connection state of the wiring 41 to the regenerative converter 100 according to the output level of the comparator 55. In FIG. 5, the detection circuit 500 and the connection state determination circuit 600 are disposed outside the regenerative converter 100, but the detection circuit 500 and the connection state determination circuit 600 may be disposed inside the regenerative converter 100.

以下、検出回路500の動作を説明する。   Hereinafter, the operation of the detection circuit 500 will be described.

図6は図5に示す回生コンバータが全回生コンバータとして使用されるときの検出回路の動作を説明するための図である。図6の接続状態で電源が投入された場合、回生コンバータ100の主回路コンデンサ15とインバータ200のコンデンサ25とに電荷が充電され、第1の端子P1と第3の端子N1との間には電位差が生じる。このとき、第2の端子P2には何も接続されていないため、第2の端子P2と第3の端子N1との間には電位差が生じない。従って、第1の分圧回路50−1で分圧される電圧は、第2の分圧回路50−2で分圧される電圧よりも低い値になる。この場合、コンパレータ55は、非反転入力端子56に印加される電圧と反転入力端子57に印加される電圧とを比較し、Lowレベルの信号を出力する。なお、インバータが、第2の端子P2に接続されていない場合、理想的には、力行電流防止用ダイオード14があるため抵抗素子53および抵抗素子54には電流が流れない。すなわちP2−N1間には電圧降下が発生しないため電位差が生じない。しかしながら、実際は力行電流防止用ダイオード14の漏れ電流で若干の電流が流れるため、この漏れ電流が流れても非反転入力端子56の電圧が、反転入力端子57の電圧よりも小さくなるように、抵抗素子53および抵抗素子54を調整する必要がある。この調整条件は以下の通りである。
(1)部分回生接続時には、P2−N1間の電位差がP1−N1間の電位差よりも大きいという条件を満たすこと。
(2)P2−N間の電位差とP1−N1間の電位差との差分がコンパレータ55の定格仕様を超えないこと。
(3)全回生接続時には、P1−N1間の電位差がP2−N1間の電位差よりも大きいという条件を満たすこと。
なお力行電流防止用ダイオード14の漏れ電流が大きい場合、上記の調整条件(3)を満たすためには抵抗素子53および抵抗素子54を小さくする必要がある。しかしながら抵抗素子51および抵抗素子52が先に決定されている場合、上記の調整条件(1)および(3)を同時に満たすためには、漏れ電流分を消費するために図示しない抵抗を接続する必要がある。
FIG. 6 is a diagram for explaining the operation of the detection circuit when the regenerative converter shown in FIG. 5 is used as a full regenerative converter. When the power is turned on in the connection state of FIG. 6, the main circuit capacitor 15 of the regenerative converter 100 and the capacitor 25 of the inverter 200 are charged, and between the first terminal P1 and the third terminal N1, A potential difference occurs. At this time, since nothing is connected to the second terminal P2, there is no potential difference between the second terminal P2 and the third terminal N1. Therefore, the voltage divided by the first voltage dividing circuit 50-1 is lower than the voltage divided by the second voltage dividing circuit 50-2. In this case, the comparator 55 compares the voltage applied to the non-inverting input terminal 56 with the voltage applied to the inverting input terminal 57, and outputs a Low level signal. When the inverter is not connected to the second terminal P2, ideally, no current flows through the resistance element 53 and the resistance element 54 because there is the power running current prevention diode 14. That is, there is no voltage difference between P2 and N1, so there is no potential difference. However, since a slight current flows due to the leakage current of the power running current prevention diode 14 in practice, the resistance of the non-inverting input terminal 56 becomes smaller than the voltage of the inverting input terminal 57 even if this leakage current flows. It is necessary to adjust the element 53 and the resistance element 54. The adjustment conditions are as follows.
(1) At the time of partial regenerative connection, the condition that the potential difference between P2 and N1 is larger than the potential difference between P1 and N1 is satisfied.
(2) The difference between the potential difference between P2 and N and the potential difference between P1 and N1 does not exceed the rated specification of the comparator 55.
(3) The condition that the potential difference between P1 and N1 is larger than the potential difference between P2 and N1 at the time of full regenerative connection.
When the leakage current of the power running current preventing diode 14 is large, it is necessary to reduce the resistance element 53 and the resistance element 54 in order to satisfy the adjustment condition (3). However, when the resistance element 51 and the resistance element 52 are determined in advance, in order to simultaneously satisfy the adjustment conditions (1) and (3), it is necessary to connect a resistor (not shown) to consume the leakage current. There is.

図7は図5に示す回生コンバータが部分回生コンバータとして使用されるときの検出回路の動作を説明するための図である。図7の接続状態で電源を投入した場合、回生コンバータ100の主回路コンデンサ15とインバータ200のコンデンサ25とに電荷が充電され、第2の端子P2と第3の端子N1との間に電位差が生じる。このとき、第1の端子P1の電位は、第2の端子P2の電位から力行電流防止用ダイオード14の順電圧分を差し引いた値となる。ただし、力行電流防止用ダイオード14の順電圧が、第2の端子P2と第3の端子N1との間の電位差に比べて小さいとき、第2の端子P2と第3の端子N1との間の電位差は、第1の端子P1と第3の端子N1との間の電位差に等しい。ここで抵抗素子53と抵抗素子54との分圧比は、非反転入力端子56に印加される電圧が反転入力端子57に印加される電圧よりも大きくなるように、調整される。この場合、コンパレータ55は、非反転入力端子56に印加される電圧と反転入力端子57に印加される電圧とを比較し、Highレベルの信号を出力する。   FIG. 7 is a diagram for explaining the operation of the detection circuit when the regenerative converter shown in FIG. 5 is used as a partial regenerative converter. When the power is turned on in the connection state of FIG. 7, the main circuit capacitor 15 of the regenerative converter 100 and the capacitor 25 of the inverter 200 are charged, and a potential difference is generated between the second terminal P2 and the third terminal N1. Arise. At this time, the potential of the first terminal P1 is a value obtained by subtracting the forward voltage of the powering current preventing diode 14 from the potential of the second terminal P2. However, when the forward voltage of the power running current prevention diode 14 is smaller than the potential difference between the second terminal P2 and the third terminal N1, the voltage between the second terminal P2 and the third terminal N1 The potential difference is equal to the potential difference between the first terminal P1 and the third terminal N1. Here, the voltage dividing ratio between the resistance element 53 and the resistance element 54 is adjusted so that the voltage applied to the non-inverting input terminal 56 is larger than the voltage applied to the inverting input terminal 57. In this case, the comparator 55 compares the voltage applied to the non-inverting input terminal 56 with the voltage applied to the inverting input terminal 57, and outputs a high level signal.

コンパレータ55の出力端子58から出力される信号は接続状態判定回路600に入力され、接続状態判定回路600は、出力端子58から出力される信号がLowレベルであるときには、図6に示すように配線41,42が接続されていると判定する。また接続状態判定回路600は、出力端子58から出力される信号がHighレベルであるときには、図7に示すように配線41,42が接続されていると判定する。これらの判定結果の情報は、図示しない表示手段または音声出力手段に送信される。   The signal output from the output terminal 58 of the comparator 55 is input to the connection state determination circuit 600. When the signal output from the output terminal 58 is at the low level, the connection state determination circuit 600 performs wiring as shown in FIG. It is determined that 41 and 42 are connected. Further, when the signal output from the output terminal 58 is at a high level, the connection state determination circuit 600 determines that the wirings 41 and 42 are connected as shown in FIG. Information on these determination results is transmitted to display means or sound output means (not shown).

表示手段は、接続状態判定回路600から送信された情報を基に、接続状態を示す文字情報を表示する。表示情報としては「全回生コンバータとして使用可能な接続状態」または「部分回生コンバータとして使用可能な接続状態」といった内容を例示できる。   The display means displays character information indicating the connection state based on the information transmitted from the connection state determination circuit 600. Examples of the display information include “connection state usable as a full regenerative converter” or “connection state usable as a partial regenerative converter”.

音声出力手段は、接続状態判定回路600から送信された情報を基に、接続状態を示す音声ガイダンスを再生する。音声ガイダンスとしては「全回生コンバータとして使用可能な接続状態です」または「部分回生コンバータとして使用可能な接続状態です」といった内容を例示できる。   The voice output unit reproduces voice guidance indicating the connection state based on the information transmitted from the connection state determination circuit 600. Examples of the voice guidance include “a connection state usable as a full regenerative converter” or “a connection state usable as a partial regenerative converter”.

これにより使用者は、回生コンバータ100が全回生コンバータとして使用されるときの接続状態であるか、回生コンバータ100が部分回生コンバータとして使用されるときの接続状態であるかを知ることができる。従って、使用者が意図しない接続状態、すなわち誤配線された状態で回生コンバータ100およびインバータ200が運転することを未然に防ぐことができる。   Accordingly, the user can know whether the regenerative converter 100 is in a connection state when used as a full regenerative converter or whether the regenerative converter 100 is in a connection state when used as a partial regenerative converter. Therefore, it is possible to prevent the regenerative converter 100 and the inverter 200 from operating in a connection state that is not intended by the user, that is, a miswired state.

なお本実施の形態に係る突入電流防止回路13の接続箇所は図示例に限定されるものではない。すなわち図1に示す突入電流防止回路13の代わりに、一端が電力変換部12の直流側の正極母線Pに接続され、他端が力行電流防止用ダイオード14と第1の端子P1との接続点に接続される突入電流防止回路を用いてもよい。この場合、力行電流防止用ダイオード14のカソードは、第1の端子P1と主回路コンデンサ15との接続点に接続される。   The connection location of the inrush current prevention circuit 13 according to the present embodiment is not limited to the illustrated example. That is, instead of the inrush current prevention circuit 13 shown in FIG. 1, one end is connected to the positive pole bus P on the DC side of the power converter 12, and the other end is a connection point between the power running current prevention diode 14 and the first terminal P1. You may use the inrush current prevention circuit connected to. In this case, the cathode of the power running current prevention diode 14 is connected to the connection point between the first terminal P 1 and the main circuit capacitor 15.

また本実施の形態に係る検出回路500は、第1の分圧回路50−1に抵抗素子53および抵抗素子54を用いることにより、第2の端子P2と第3の端子N1との間の浮遊容量にチャージされる電荷を消費することができる。具体的に説明すると、力行電流防止用ダイオード14において逆方向に漏れ電流が流れると、第2の端子P2と第3の端子N1との間の電位差が高まる。この漏れ電流は、第2の端子P2と第3の端子N1との間の電位差が、第1の端子P1と第3の端子N1との間の電位差と等しくなるまで流れ続ける。前述したように全回生で運転する場合、第2の端子P2の電位は第1の端子P1の電位より低い値にする必要がある。抵抗素子53および抵抗素子54によって浮遊容量にチャージされた電荷が消費されるため、第2の端子P2の電位が第1の端子P1の電位より低い値になり、抵抗素子の値にばらつきがある場合でも、検出回路500における接続状態の検出精度が向上する。   In addition, the detection circuit 500 according to the present embodiment uses the resistance element 53 and the resistance element 54 in the first voltage dividing circuit 50-1, thereby floating between the second terminal P2 and the third terminal N1. The charge charged in the capacitor can be consumed. More specifically, when a leakage current flows in the reverse direction in the power running current prevention diode 14, the potential difference between the second terminal P2 and the third terminal N1 increases. This leakage current continues to flow until the potential difference between the second terminal P2 and the third terminal N1 becomes equal to the potential difference between the first terminal P1 and the third terminal N1. As described above, when operating in full regeneration, the potential of the second terminal P2 needs to be lower than the potential of the first terminal P1. Since the electric charge charged in the stray capacitance by the resistive element 53 and the resistive element 54 is consumed, the potential of the second terminal P2 becomes lower than the potential of the first terminal P1, and the value of the resistive element varies. Even in this case, the detection accuracy of the connection state in the detection circuit 500 is improved.

以上に説明したように本実施の形態に係る回生コンバータは、第1の端子、第2の端子および第3の端子を備える。部分回生コンバータと全回生コンバータとの何れにも対応可能である。第1の端子、第2の端子、および第3の端子で構成される直流端子の接続を切り替えることにより、全回生コンバータの機能と部分回生コンバータの機能とを発揮することができ、各々の機能を有する回生コンバータを個別に製作する必要がなく、ユニットサイズの更なる低減を図ることが可能である。   As described above, the regenerative converter according to the present embodiment includes the first terminal, the second terminal, and the third terminal. Both the partial regenerative converter and the full regenerative converter can be supported. By switching the connection of the DC terminal composed of the first terminal, the second terminal, and the third terminal, the function of the full regenerative converter and the function of the partial regenerative converter can be exhibited. Therefore, it is possible to further reduce the unit size.

また本実施の形態に係る回生コンバータは、第1の端子および第3の端子の各々に配線が接続されているか、第2の端子および第3の端子の各々に配線が接続されているかを検出する検出回路を備える。この構成により、電力変換部の直流側に接続される3つの端子へ誤配線された状態で回生コンバータおよびインバータが運転することを未然に防ぐことができる。   In addition, the regenerative converter according to the present embodiment detects whether a wiring is connected to each of the first terminal and the third terminal or whether a wiring is connected to each of the second terminal and the third terminal. A detection circuit is provided. With this configuration, it is possible to prevent the regenerative converter and the inverter from operating in a state where they are erroneously wired to the three terminals connected to the DC side of the power conversion unit.

また本実施の形態に係る第1の分圧回路は、逆流防止素子の順電圧が第2の端子と第3の端子との間の電位差に比べて小さい場合と、逆流防止素子の順電圧が第2の端子と第3の端子との間の電位差に比べて大きい場合とにより、コンパレータの出力を反転させる抵抗素子を備える。この構成によれば、抵抗素子の値を変えるだけでコンパレータの出力を変化させることができ、ユニットサイズの増加を抑制しながら精度良く接続状態を判定することができる。   In the first voltage dividing circuit according to the present embodiment, when the forward voltage of the backflow prevention element is smaller than the potential difference between the second terminal and the third terminal, the forward voltage of the backflow prevention element is A resistance element is provided that inverts the output of the comparator depending on the case where the potential difference is larger than the potential difference between the second terminal and the third terminal. According to this configuration, the output of the comparator can be changed simply by changing the value of the resistance element, and the connection state can be accurately determined while suppressing an increase in unit size.

以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。   The configuration described in the above embodiment shows an example of the contents of the present invention, and can be combined with another known technique, and can be combined with other configurations without departing from the gist of the present invention. It is also possible to omit or change the part.

1 交流電源、2 リアクトル、3 交流電動機、11,21,27 交流端子、12,26 電力変換部、12a,12b,12c,12d,12e,12f スイッチング素子、12a1,12b1,12c1,12d1,12e1,12f1 ダイオード、13,23 突入電流防止回路、14 力行電流防止用ダイオード、15 主回路コンデンサ、16,24 直流端子、22 整流回路、25 コンデンサ、41,42 配線、50−1 第1の分圧回路、50−2 第2の分圧回路、51,52,53,54 抵抗素子、55 コンパレータ、56 非反転入力端子、57 反転入力端子、58 出力端子、100 回生コンバータ、200 インバータ、500 検出回路、600 接続状態判定回路。   1 AC power source, 2 reactor, 3 AC motor, 11, 21, 27 AC terminal, 12, 26 power converter, 12a, 12b, 12c, 12d, 12e, 12f switching element, 12a1, 12b1, 12c1, 12d1, 12e1, 12f1 diode, 13, 23 Inrush current prevention circuit, 14 power running current prevention diode, 15 main circuit capacitor, 16, 24 DC terminal, 22 rectifier circuit, 25 capacitor, 41, 42 wiring, 50-1 first voltage dividing circuit 50-2 Second voltage dividing circuit 51, 52, 53, 54 Resistance element 55 Comparator 56 Non-inverting input terminal 57 Inverting input terminal 58 Output terminal 100 Regenerative converter 200 Inverter 500 Detection circuit 600 Connection state determination circuit.

Claims (6)

交流電力を直流電力に変換し、直流電力を交流電力に変換する回生コンバータであって、
電力変換部と、
前記電力変換部の交流側に接続される交流端子と、
前記電力変換部の直流側の一端に接続される第1の端子と、
逆流防止素子を介して前記電力変換部の直流側の一端に接続される第2の端子と、
前記電力変換部の直流側の他端に接続される第3の端子と、
前記第1の端子および前記第3の端子の各々に配線が接続されているか、前記第2の端子および前記第3の端子の各々に配線が接続されているかを検出する検出回路と
を備えることを特徴とする回生コンバータ。
A regenerative converter that converts AC power into DC power and converts DC power into AC power,
A power converter,
An AC terminal connected to the AC side of the power converter;
A first terminal connected to one end on the DC side of the power converter;
A second terminal connected to one end of the power conversion unit on the direct current side through a backflow prevention element;
A third terminal connected to the other end of the DC side of the power converter;
A detection circuit configured to detect whether a wiring is connected to each of the first terminal and the third terminal or whether a wiring is connected to each of the second terminal and the third terminal. Regenerative converter characterized by.
一端が前記電力変換部の直流側の一端に接続され、他端が前記逆流防止素子と前記第1の端子との接続点に接続される突入電流防止回路を備えることを特徴とする請求項1に記載の回生コンバータ。   2. An inrush current prevention circuit having one end connected to one end on the DC side of the power conversion unit and the other end connected to a connection point between the backflow prevention element and the first terminal. Regenerative converter described in. 一端が前記電力変換部の直流側の一端と前記逆流防止素子との接続点に接続され、他端が前記第1の端子に接続される突入電流防止回路を備えることを特徴とする請求項1に記載の回生コンバータ。   2. An inrush current prevention circuit having one end connected to a connection point between one end on the DC side of the power converter and the backflow prevention element and the other end connected to the first terminal. Regenerative converter described in. 前記検出回路は、
前記第2の端子と前記第3の端子との間に接続される第1の分圧回路と、
前記第1の端子と前記第3の端子との間に接続される第2の分圧回路と、
前記第1の分圧回路で分圧された電圧と前記第2の分圧回路で分圧された電圧とを比較するコンパレータと
を備えることを特徴とする請求項1から請求項3の何れか一項に記載の回生コンバータ。
The detection circuit includes:
A first voltage dividing circuit connected between the second terminal and the third terminal;
A second voltage dividing circuit connected between the first terminal and the third terminal;
The comparator according to any one of claims 1 to 3, further comprising: a comparator that compares the voltage divided by the first voltage dividing circuit with the voltage divided by the second voltage dividing circuit. The regenerative converter according to one item.
前記第1の分圧回路は、前記逆流防止素子の順電圧が前記第2の端子と前記第3の端子との間の電位差に比べて小さい場合と、前記逆流防止素子の順電圧が前記第2の端子と前記第3の端子との間の電位差に比べて大きい場合とにより、前記コンパレータの出力を反転させる抵抗素子を備えることを特徴とする請求項4に記載の回生コンバータ。   In the first voltage dividing circuit, when the forward voltage of the backflow prevention element is smaller than the potential difference between the second terminal and the third terminal, the forward voltage of the backflow prevention element is 5. The regenerative converter according to claim 4, further comprising a resistance element that inverts the output of the comparator when the potential difference between the second terminal and the third terminal is larger than the potential difference between the second terminal and the third terminal. 前記第1の分圧回路は、前記第2の端子に帯電する電荷を消費する抵抗素子を備えることを特徴とする請求項4または請求項5に記載の回生コンバータ。   6. The regenerative converter according to claim 4, wherein the first voltage dividing circuit includes a resistance element that consumes an electric charge charged in the second terminal.
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