JPH01198286A - 回生処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は搬送機器の変速やロボットの駆動源となるモー
タをコントロールするパワーエレクトロニクス機器で、
インダクションモータや同期モータを駆動するインバー
タ部のＤＣ電源部に用いられる回生処理装置に関する。

従来の技術 従来、インバータやサーボモータの駆動用アンプの電源
に設けられた、モータよりの回生エネルギを消費させる
ための抵抗器（以下、回生用抵抗器とする）の焼損を防
ぐ方法として第３図のように回生用抵抗器１と直列に接
続された温度ヒユーズ５を回生用抵抗器１に密着、ある
いは回生用抵抗器内に内蔵させ、回生用抵抗器が加熱す
ると同温度ヒユーズが溶断することにより回生用抵抗器
の焼損を防止する方法や、第４図のように回生用抵抗器
１をオンオフするスイッチ手段２へのオンオフ指令信号
を瞥視し、一定時間以上、オン指令信号がスイッチ手段
へ指令された場合に、タイマー回路４により検出し、そ
の端子Ｓよりの出力によりシステムの動作を停止させて
、回生電力が発生しないようにして、回生用抵抗器の焼
損を防止する方法がある。

なお、第３図、第４図において、１は回生用抵抗器、２
は回生用抵抗器１をオンオフするパワートランジスタ、
３はパワートランジスタ２のオンオフをコントロールす
る制御部で、端子Ａ、Ｂがコンバータ出力回路に負荷と
して接続される。

発明が解決しようとする課題 しかし前者の温度ヒユーズ５を使った方法では、−度温
度ヒユーズ５が溶断してしまうと再使用がそのままの状
態ではできなかった。また後者の回生用抵抗器１をオン
オフするスイッチ手段２のオンオフ指令信号を監視する
方法では、回生用抵抗器１の断線や回生用抵抗器１が接
続されていない場合には、電源として不完全な状態で知
らずに使用することになり、回生動作が要求された場合
に応えることができなかった。

そこで本発明は、コンバータ出力回路に負荷として接続
された回生用抵抗器の断線あるいは未接続状態の検出と
、回生用抵抗器の焼損を未然に防止するための異常検出
信号を簡単な構成で得ようとするものである。

課題を解決するための手段 本発明は、コンバータ出力回路に負荷として接続された
回生用抵抗器と回生用抵抗器をオンオフするスイッチ手
段の直列回路からなる回生処理部において少なくとも回
生処理部の、回生用抵抗器をオンオフするスイッチ手段
と並列に接続した第１の抵抗器と、回生用抵抗器と並列
に接続した第２の抵抗器とコンデンサからなる充放電回
路と、前記コンデンサの充電電圧が所定の電圧値以上と
なると検出出力信号を出力する電圧検出手段を有するも
のである。

作用 回生用抵抗器と並列に接続した第２の抵抗器とコンデン
サからなる充放電回路により、ローパスフィルタを形成
する。回生動作は回生用抵抗器をオンオフするために直
列に接続されたスイッチ手段によりチョッパ制御され、
コンバータ出力の負荷端電圧に応じてオンオフの時間比
率がコントロールされて、負荷端電圧が大きくなるにし
たがってオンの時間比率が大きくなるのは一般的な回生
動作と全く同様である。

、第２の抵抗器とコンデンサからなる充放電回路の時定
数をスイッチ手段のチョッパ周波数よりもかなり太き（
設定することにより回生用抵抗器のオンオフの積算時間
比率で、オンの比率が大きくなるとコンデンサの充電電
圧は高くなり、オンの比率が小さ（なると充電電圧は低
（なる、この場合のコンデンサの充電電圧は回生用抵抗
器に印加される平均電圧値を示す。

回生動作を行わない状態での、コンデンサの最終充電電
圧はコンバータの整流出力電圧に第１の抵抗器と回生用
抵抗器の分圧比を乗算したもの、即ちコンバータの出力
電圧値Ｘ回生用抵抗の抵抗値／（回生用抵抗器の抵抗値
土弟１の抵抗器の抵抗値）となる。

ここでコンデンサの充電電圧値を検出する電圧検出手段
の電圧検出レベルをこの回生動作を行わない状態でのコ
ンデンサ充電電圧値よりも大きく設定し、電圧検出出力
が生じないようにし、この電圧検出出力が生じない状態
で回生用抵抗器は、回生動作を行わない状態で加わる電
圧の値によって焼損しないものを使用しなければならな
い。

ここで電圧検出手段の電圧検出レベル、および第２の抵
抗器とコンデンサによる充放電回路の時定数を回生用抵
抗器の熱時定数よりも小さな適切な値に設定しておくと
回生用抵抗器が焼損する前に電圧検出信号が出力される
。この電圧検出信号を回生処理装置の異常検出信号とし
て負荷電力が回生用抵抗器に加わらないように装置の動
作を停止させてしまえば回生用抵抗器の焼損を未然に防
止できるものである。

次に回生用抵抗器が断線、または接続されていない状態
の場合を説明する。

この場合コンデンサへの最終充電電圧は第１の抵抗器と
第２の抵抗器の直列の抵抗器によりコンバータの整流出
力電源からコンデンサへ充電され、コンバータの整流出
力電圧値とコンデンサの最終充電電圧値は等しくなろう
とするが、その前に電圧検出手段の電圧検出レベルを越
えてしまい、電圧検出信号が出力される。この電圧検出
信号、すなわち異常検出信号により回生用抵抗器の断線
、あるいは未接続の状態を知らしめることができるもの
である。

実施例 本発明の具体的な実施例として第１図を参照して説明す
る。

第１図において１は回生用抵抗器、２はパワートランジ
スタ、３は第１の抵抗器、４は第２の抵抗器、５はコン
デンサ、６はツェナーダイオード、７はフォトカブラで
ある。回生用抵抗器１とパワートランジスタ２の直列回
路とした、端子Ａ、Ｂがコンバータ出力回路に負荷とし
て接続される。

ここで第２の抵抗器４とコンデンサ５により充放電回路
を構成する。ツェナーダイオード６とフォトカブラ７に
より、コンデンサ５の充電電圧を検出する電圧検出手段
を構成し、ツェナーダイオード６のツェナー電圧とフォ
トカブラフの入力ダイオードの順方向電圧を加えた所定
の検出電圧値を越えるとフォトカプラ７の出力トランジ
スタがオンとなって電圧検出信号、即ち回生処理装置の
異常検出信号が出力される。

またフォトカブラ７は入出力間の電気絶縁もかねている
。

なお回生動作そのものを制御するためのトランジスタ２
のベース電流コントロール回路は本発明と直接間わりが
ないため省略している。

本発明をインバータ装置に適用した例を第２図に示す。

全体は交流電源を一度コンバータによりＤＣ電源として
インバータ回゛路により再び可変電圧可変周波数の交流
電源出力に変換してモータの句変速制御を行う一般的な
インバータ装置で、回生処理装置に本発明を適用したも
のである。

第２図において１は回生用抵抗器、２は回生用抵抗器１
をスイッチするためのスイッチ手段としてのパワートラ
ンジスタ、３は第１の抵抗器、４は第２の抵抗器、５は
コンデンサ、８はコンデンサ５の充電電圧が所定値であ
ることを検出する電圧検出手段、９はコンバータ、１０
はコンバータの出力をオンオフ制御するための第１の制
御回路、１１は交流電源、１２はパワートランジスタの
オンオフをコントロールするための第２の制御回路、１
３はインバータ回路、１４はインバータ回路により駆動
されるモータ、１５はインバータ回路をコントロールす
るための第３の制、列回路である。

次に動作を説明する。

全体としては一般的なインバータ装置のためその具体的
な動作説明は省略する。また構成要素１〜５，８の回生
処理装置部は本発明による部分でその動作は前述の作用
の項で説明したのと同様なため説明を省略し、全体の動
作の中での本発明による回生処理装置の働きを説明する
。

電圧検出手段８の出力、すなわち回生処理装置の異常検
出出力Ｐはコンバータのオンオフをコントロールする第
１の制御回路１０に送られ、回生用抵抗器１の断線、未
接続を検出した場合、および回生用抵抗器１の焼損を未
然に検出しコンバータ出力そのものをオフとし電力が出
力しないようにし、回生用抵抗器１そのものへ負荷電力
が加わらないようになる。

また、回生用抵抗器１をスイッチするスイッチ手段とし
てのパワートランジスタ２が短絡モードで破損していた
場合も保護が可能となる。即ち、パワートランジスタ２
が短絡していると、同パワートランジスタが連続してオ
ンとなっている場合と同様にコンデンサ５への充電は第
２の抵抗器４を通して直接に充電されるため、パワート
ランジスタ２が通常のオフ時間区間を有するオンオフの
チョッピング動作をしている場合よりも速（充電され、
電圧検出手段８により、コンデンサ５の充電電圧が所定
値以上であることをより速く検出して電圧検出出力、即
ち回生処理装置の異常検出信号を出力してコンバータ出
力をオフとして回生処理装置そのものに電源が印加され
ない状態となって回生用抵抗器の焼損を防止する。

発明の効果 以上の説明から明らかなように本発明によれば下記の効
果を奏する。

１、回生用抵抗器の焼損を防止するための異常検出出力
を得ることができる。

２、回生用抵抗器の断線、未接続の異常状態を異常検出
信号として検知できる。

３、回生用抵抗器をスイッチするスイッチ手段の短絡モ
ードでの異常を検知できる。

以上を極めて簡単な構成で実現できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す回路図、第２図は本発明
をインバータ装置に適用した場合の実施例を示す回路図
、第３図は温度ヒユーズを使用し、　　た回生用抵抗器
の焼損防止の従来例を示す回路図、第４図は回生用抵抗
器をオンオフするスイッチ手段へのオンオフ指令信号を
監視して回生用抵抗器の焼損を防止する従来例を示す回
路図である。 １・・・・・・回生用抵抗器、２・・・・・・パワート
ランジスタ、３・・・・・・第１の抵抗器、４・・・・
・・第２の抵抗器、５・・・・・・コンデンサ、８・・
・・・・電圧検出手段、Ｐ・・・・・・異常検出出力。 代理人の氏名　弁理士　中尾敏男　ほか１名目−ロ生用
抵犠器 ２−一一パワーＦウンジスタ ３−−一笛１のｔギ尤器 ４−一一第２のイ＆↑九碧騙 ８−−一電圧＃！上手毅 第９図　　　　　ｐ＝−貝＠腋ぶエヵ 第３図 第７を図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. コンバータ出力に接続する回生用抵抗器とスイッチ手段
   からなる直列回路と、この直列回路の少なくともスイッ
   チ手段と並列に接続した第１の抵抗器と、前記回生用抵
   抗器と並列に接続した第２の抵抗器とコンデンサからな
   る充放電回路と、前記コンデンサの充電電圧が所定の電
   圧値以上となると検出出力信号を出力する電圧検出手段
   を有する回生処理装置。