JPH0214319Y2 - - Google Patents

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JPH0214319Y2
JPH0214319Y2 JP8818282U JP8818282U JPH0214319Y2 JP H0214319 Y2 JPH0214319 Y2 JP H0214319Y2 JP 8818282 U JP8818282 U JP 8818282U JP 8818282 U JP8818282 U JP 8818282U JP H0214319 Y2 JPH0214319 Y2 JP H0214319Y2
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voltage
power supply
dynamic brake
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output
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Description

【考案の詳細な説明】 本考案は整流器等を介して直流出力を与えイン
バータ回路から交流出力を得る電圧形インバータ
による負荷駆動におけるダイナミツクブレーキ力
を得る電圧形インバータのダイナミツクブレーキ
装置の改良に関する。
[Detailed description of the invention] The present invention relates to an improvement of a dynamic braking device for a voltage source inverter that obtains a dynamic braking force when driving a load using a voltage source inverter that provides a DC output through a rectifier or the like and obtains an AC output from an inverter circuit. .

電圧形インバータ(以下単にインバータとい
う)による負荷駆動においては、例えば誘導電動
機の回生エネルギーは交流電源入力より整流器を
介して直流出力を得るものとなるためにこれを電
源に戻すことはできない。このため前記回生エネ
ルギーにより直流ステージ出力の電圧は上昇させ
られて過電圧状態に陥り、インバータのスイツチ
ング素子部分などの破損を生じることになる。こ
れを防止するため通常過電圧トリツプ手段を用い
ることによりインバータを保護している。また、
この種のインバータにおいて、前記回生エネルギ
ーを消費してブレーキ力を得るには一般にダイナ
ミツクブレーキ回路を直流ステージ出力の正負端
子間に挿入する方法が採用されるものとなつてい
る。そのダイナミツクブレーキ回路を実現する方
法は種々あるが、直流ステージ出力の電圧上昇時
間が速いことから半導体スイツチによりブレーキ
抵抗を入切する方法を用いるようにしたものが数
多い。
When driving a load with a voltage source inverter (hereinafter simply referred to as an inverter), for example, the regenerated energy of an induction motor cannot be returned to the power source because the regenerated energy is obtained as a DC output via a rectifier rather than an AC power input. Therefore, the voltage of the output of the DC stage is increased by the regenerated energy, resulting in an overvoltage state, which may cause damage to the switching elements of the inverter. To prevent this, the inverter is usually protected by using overvoltage tripping means. Also,
In this type of inverter, a method is generally adopted in which a dynamic brake circuit is inserted between the positive and negative terminals of the DC stage output to obtain braking force by consuming the regenerated energy. There are various methods for realizing such a dynamic brake circuit, but since the voltage rise time of the DC stage output is fast, many of them use a method of turning the brake resistor on and off using a semiconductor switch.

しかしながら、かかるダイナミツクブレーキ装
置において、ブレーキ動作を必要とする直流電圧
レベルを電源変動、負荷変動等の状況をみて安全
な動作点に選定する必要があるに対し、一般に上
記過電圧トリツプ手段のトリツプ電圧値が保護協
調など種々の条件よりそう高いものにすることが
できず、これらダイナミツクブレーキ動作点と過
電圧トリツプ値との差が小さく余裕が少ないもの
になる。かようにして、ダイナミツクブレーキ動
作点の選定に当つては電源変動率、諸動作の安定
性と動作遅れおよび他の主回路定数等を吟味する
必要が生じる。
However, in such a dynamic brake device, it is necessary to select a DC voltage level that requires braking operation at a safe operating point by considering conditions such as power supply fluctuations and load fluctuations. The value cannot be made so high due to various conditions such as protection cooperation, and the difference between the dynamic brake operating point and the overvoltage trip value is small and there is little margin. Thus, when selecting the dynamic brake operating point, it is necessary to carefully examine the power fluctuation rate, the stability and delay of various operations, and other main circuit constants.

第1図および第2図は従来例を示す接続図およ
びその動作点と直流ステージ電圧の関係を示す説
明図である。
1 and 2 are a connection diagram showing a conventional example and an explanatory diagram showing the relationship between its operating point and DC stage voltage.

すなわち、第1図装置は、三相交流電源1がコ
ンバータ回路2により直流変換されてフイルタ回
路3を介して与えられ、このフイルタ回路3出力
が直流ステージ出力となる。また、その直流ステ
ージ電圧VDCはインバータ回路4を通して誘導電
動機5に印加され、図示していない制御回路によ
り可変電圧・可変周波数制御が行われて誘導電動
機5のインバータ駆動が行われるものとなる。さ
らに、例示の如く半導体スイツチ6および抵抗器
7からなるダイナミツクブレーキ回路が挿入さ
れ、ダイナミツクブレーキ量が制御される。な
お、半導体スイツチ6は説明を簡単化するためト
ランジスタの例によるものとする。
That is, in the apparatus shown in FIG. 1, a three-phase AC power source 1 is converted into DC by a converter circuit 2 and is supplied via a filter circuit 3, and the output of this filter circuit 3 becomes the DC stage output. Further, the DC stage voltage V DC is applied to the induction motor 5 through the inverter circuit 4, and variable voltage/variable frequency control is performed by a control circuit (not shown), so that the induction motor 5 is driven by the inverter. Furthermore, as illustrated, a dynamic brake circuit consisting of a semiconductor switch 6 and a resistor 7 is inserted to control the amount of dynamic brake. Note that the semiconductor switch 6 is assumed to be a transistor to simplify the explanation.

ここで8はダイナミツクブレーキ制御回路であ
る。つまり、ダイナミツクブレーキ制御回路8
は、トランス811とダイオードブリツチ812
とコンデンサ813,814より±の電源を供給
し、直流ステージ電圧VDCの入力より可変抵抗器
815にてその動作点を調整し得るものとなり、
この可変抵抗器815の取出点の電圧がツエナー
ダイオード816の電圧より上昇した際に抵抗器
817を介してトランジスタ818のベースエミ
ツタに通流する。ここに、819は抵抗器であ
る。したがつて、トランジスタ818が動作する
とベースアンプ820が半導体スイツチ6をドラ
イブする。ここで、トランジスタ818の不動作
時半導体スイツチ6にマイナス電源によつて逆バ
イアスをかけることより、ブレーキ電流すなわち
抵抗器7に流れる電流をしや断するよう動作され
るものとなる。
Here, 8 is a dynamic brake control circuit. In other words, the dynamic brake control circuit 8
is transformer 811 and diode bridge 812
± power is supplied from the and capacitors 813 and 814, and the operating point can be adjusted by the variable resistor 815 from the input of the DC stage voltage V DC ,
When the voltage at the output point of variable resistor 815 rises above the voltage of Zener diode 816, current flows through resistor 817 to the base emitter of transistor 818. Here, 819 is a resistor. Therefore, when transistor 818 operates, base amplifier 820 drives semiconductor switch 6. Here, by applying a reverse bias to the semiconductor switch 6 by a negative power supply when the transistor 818 is not in operation, the braking current, that is, the current flowing through the resistor 7 is operated to be cut off.

また、第2図は横軸に三相商用電源の交流電圧
を縦軸に直流ステージ出力の直流電圧を示して入
力電源電圧に対するダイナミツクブレーキ回路の
動作線を示すものであり、W1は直流ステージ電
圧VDCの特性線、W2はダイナミツクブレーキ回路
の動作点の移行を示す動作線である。かくの如
く、特に電源変動を考慮してダイナミツクブレー
キ装置の動作点を選定する必要があることがわか
る。すなわち、動作点が低すぎると電源電圧上昇
時に半導体スイツチ6も常時動作したままになつ
て無駄なエネルギーを抵抗器7で消費することに
なり、逆に高すぎるとスイツチング素子等の耐圧
を高くしなければならない。
In addition, Figure 2 shows the AC voltage of the three-phase commercial power supply on the horizontal axis and the DC voltage of the DC stage output on the vertical axis, showing the operating line of the dynamic brake circuit with respect to the input power supply voltage, and W 1 is the DC voltage. The characteristic line W 2 of the stage voltage V DC is an operating line showing the transition of the operating point of the dynamic brake circuit. As described above, it is clear that it is necessary to select the operating point of the dynamic brake device with particular consideration to power supply fluctuations. In other words, if the operating point is too low, the semiconductor switch 6 will remain in constant operation when the power supply voltage rises, resulting in wasted energy being consumed by the resistor 7. Conversely, if the operating point is too high, the withstand voltage of the switching elements etc. will be increased. There must be.

第3図および第4図は別な従来例を示す接続図
およびその動作点と直流ステージ電圧の関係を示
す説明図である。すなわち、第3図および第4図
に示すものは、ダイナミツクブレーキ制御回路
8′が第1図に示すものに対して例示の如き抵抗
器821が付加されてなり、マイナス電源よりト
ランジスタ818のベースに抵抗器821を介し
接続されて動作点の電源変動補償機能を有するも
のである。したがつて、第4図に示される動作線
W2′の如くに動作点が電源電圧に比例して変つて
いるところが第2図と異なる。
FIGS. 3 and 4 are connection diagrams showing another conventional example and explanatory diagrams showing the relationship between the operating point and the DC stage voltage. That is, in the circuit shown in FIGS. 3 and 4, the dynamic brake control circuit 8' has a resistor 821 as exemplified in addition to the circuit shown in FIG. It is connected through a resistor 821 to have a function of compensating for power supply fluctuations at the operating point. Therefore, the operating line shown in FIG.
The difference from FIG . 2 is that the operating point changes in proportion to the power supply voltage, as shown in W 2 '.

かように第1図および第2図に示すものは、電
源変動補償回路をもたずに定格電源状態にあつて
も電源電圧が高いとき動作しない値に設定される
ため、例えばダイナミツクブレーキ回路の動作遅
れ時間の間に直流ステージ電圧VDCが余分に上昇
させられることにより過電圧トリツプ手段の動作
点との余裕が失われ、抵抗器7の抵抗値、直流ス
テージコンデンサの容量によつてその余裕度が異
なつてくる欠点をもつ。
As shown in Figures 1 and 2, the circuits shown in Figures 1 and 2 do not have a power supply fluctuation compensation circuit and are set to values that do not operate when the power supply voltage is high even in the rated power supply state. As the DC stage voltage V DC is increased excessively during the operation delay time, the margin with the operating point of the overvoltage tripping means is lost, and the margin is reduced by the resistance value of resistor 7 and the capacitance of the DC stage capacitor. It has drawbacks of varying degrees.

また第3図および第4図に示すものは、電源変
動によりその動作点を可変移行して第1図および
第2図に示した欠点はなくなるが、電源低下時に
動作点が下がるために直流ステージ電圧VDCが低
くなつて最大ブレーキトルクも低下する欠点があ
る。
Furthermore, the devices shown in Figures 3 and 4 have their operating points variably shifted due to power fluctuations, eliminating the drawbacks shown in Figures 1 and 2, but the DC stage There is a drawback that the maximum brake torque also decreases as the voltage V DC decreases.

本考案は上述したような不具合点を解消するた
めなされたもので、電源変動に応じてダイナミツ
クブレーキ動作点を可変せしめて特にほぼ定格電
源電圧以下では一定の動作点位置となし、過電圧
トリツプ手段との間に余裕をもちかつ電源低下時
にブレーキトルクの低下を回避し得る電圧形イン
バータのダイナミツクブレーキ装置を提供するも
のである。以下本考案を実施例図面により詳細説
明する。
The present invention has been developed in order to eliminate the above-mentioned problems.The dynamic brake operating point is made to vary according to power supply fluctuations, and is maintained at a constant position especially below the rated power supply voltage. The present invention provides a dynamic brake device using a voltage source inverter that has a margin between the two and can avoid a decrease in brake torque when the power supply decreases. The present invention will be explained in detail below with reference to the drawings.

第5図および第6図は第1図に示す装置、第3
図に示す装置に類する本考案の一実施例の接続図
およびその動作点と直流ステージ電圧の関係を示
す説明図であり、8″はダイナミツクブレーキ制
御回路、W2″は動作線である。図中第1図〜第4
図と同符号のものは同じ機能を有する部分を示
す。
5 and 6 show the apparatus shown in FIG.
1 is a connection diagram of an embodiment of the present invention similar to the device shown in the figure, and an explanatory diagram showing the relationship between its operating point and DC stage voltage, where 8'' is a dynamic brake control circuit and W 2 '' is an operating line. Figures 1 to 4 in the diagram
The same reference numerals as in the figure indicate parts having the same function.

すなわち、第5図に示すものは、ダイナミツク
ブレーキ制御回路8″は第3図に示されるダイナ
ミツクブレーキ制御回路8′における抵抗器82
1にさらに直列にツエナーダイオード822が例
示の極性方向をもつて設けられてなるものであ
り、また第6図に示す動作線W2″を得る如く作用
し得るものである。かかる変更内容を除き他の部
分は第3図および第4図と同じであるのでその説
明は省略する。なお、前記ツエナーダイオード8
22は、ここでそのツエナー電圧を電源が定格の
ときマイナス電圧の値にほぼ等しいように選定し
ておくものとする。
That is, the dynamic brake control circuit 8'' shown in FIG. 5 has a resistor 82 in the dynamic brake control circuit 8' shown in FIG.
1 is further provided with a Zener diode 822 in series with the illustrated polarity direction, and can act to obtain the operating line W 2 '' shown in FIG. 6. Except for such changes. The other parts are the same as those in FIGS. 3 and 4, so their explanation will be omitted. Note that the Zener diode 8
22 is assumed to have its Zener voltage selected so as to be approximately equal to the value of the negative voltage when the power supply is rated.

つまり、ダイナミツクブレーキ制御回路8″は、
ツエナーダイオード822の電圧以下では抵抗器
821とツエナーダイオード822の直列回路が
不導通になるために、電源電圧補償が行われず一
定の動作点のものとなり、さらにその電圧値を超
えるにダイナミツクブレーキ制御回路8′と同一
の作用を奏するものとなる。したがつて、第6図
に示す如く、動作線W2″は定格電圧近くから動作
点が一定のものとなることは明らかである。な
お、かようなダイナミツクブレーキ制御回路8″
をトランジスタ、ツエナダイオード等の構成部品
によるもので示されるものとしたが、オペアン
プ、IC等を用いて構成するものであつてもよく、
他の構成部品より同一の動作を行うようにした回
路に置換させることも容易である。
In other words, the dynamic brake control circuit 8'' is
Below the voltage of the Zener diode 822, the series circuit of the resistor 821 and the Zener diode 822 becomes non-conductive, so power supply voltage compensation is not performed and the operating point becomes constant, and when the voltage exceeds that voltage, dynamic brake control is activated. It has the same effect as circuit 8'. Therefore, as shown in FIG. 6, it is clear that the operating point of the operating line W 2 '' becomes constant from near the rated voltage.
is shown as being composed of components such as transistors and Zener diodes, but it may also be constructed using operational amplifiers, ICs, etc.
It is also easier to replace other components with circuits that perform the same operations.

以上説明したように本考案によれば、ダイナミ
ツクブレーキ動作点を有効に補償せしめて十分な
余裕度を有しかつブレーキトルクの低下を回避し
得る装置を提供できる。
As explained above, according to the present invention, it is possible to provide a device that effectively compensates the dynamic brake operating point, has a sufficient margin, and can avoid a decrease in brake torque.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図および第2図は従来例を示す接続図およ
びその動作点と直流ステージ電圧の関係を示す説
明図、第3図および第4図は別な従来例を示す接
続図およびその動作点と直流ステージ電圧の関係
を示す説明図、第5図および第6図は本考案によ
る第1図装置、第3図装置に類する一例を示す接
続図およびその動作点と直流ステージ電圧の関係
を示す説明図である。 2……コンバータ回路、3……フイルタ回路、
4……インバータ回路、6……半導体スイツチ、
7……抵抗器、8,8′,8″……ダイナミツクブ
レーキ制御回路、W1……直流ステージ電圧VDC
特性線、W2,W2′,W2″……ダイナミツクブレー
キ回路の動作線。
Figures 1 and 2 are connection diagrams showing a conventional example and explanatory diagrams showing the relationship between its operating point and DC stage voltage. Figures 3 and 4 are connection diagrams showing another conventional example and their operating points. An explanatory diagram showing the relationship between the DC stage voltage, and FIGS. 5 and 6 are connection diagrams showing an example similar to the device shown in FIG. 1 and the device shown in FIG. 3 according to the present invention, and an explanation showing the relationship between the operating point and the DC stage voltage. It is a diagram. 2...Converter circuit, 3...Filter circuit,
4...Inverter circuit, 6...Semiconductor switch,
7...Resistor, 8,8',8''...Dynamic brake control circuit, W1 ...Characteristic line of DC stage voltage V DC , W2 , W2 ', W2 ''...Dynamic brake circuit line of motion.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 交流電源を得て整流器等を介して直流出力を与
えインバータ回路から交流出力を得る電圧形イン
バータの直流ステージ正負端子間に抵抗器と半導
体スイツチを直列にしてなる半導体形ダイナミツ
クブレーキ回路を備え、直流ステージ出力の電圧
上昇を検出する比較器出力で前記半導体スイツチ
を制御する電圧形インバータのダイナミツクブレ
ーキ装置において、前記比較器の動作点を電源変
動に対して比例動作となる電源変動補償機能を有
するとともに、この電源変動補償機能が不動作と
なる基準値発生手段を備え、その基準値発生手段
の基準値以上の電源電圧では前記電源変動補償機
能が作動し、かつ基準値未満の電源電圧では補償
機能が不動作となり、前記比較器の動作点が一定
に作動するごとく構成したことを特徴とする電圧
形インバータのダイナミツクブレーキ装置。
Equipped with a semiconductor type dynamic brake circuit consisting of a resistor and a semiconductor switch in series between the positive and negative terminals of a DC stage of a voltage type inverter that receives AC power, provides DC output via a rectifier, etc., and receives AC output from the inverter circuit. In a dynamic brake device for a voltage source inverter that controls the semiconductor switch using the output of a comparator that detects a voltage rise in the output of a DC stage, the operating point of the comparator is provided with a power fluctuation compensation function that operates proportionally to fluctuations in the power supply. and a reference value generation means in which the power supply fluctuation compensation function is disabled, and the power supply fluctuation compensation function is activated at a power supply voltage equal to or higher than the reference value of the reference value generation means, and at a power supply voltage less than the reference value. 1. A dynamic brake device for a voltage source inverter, characterized in that the compensation function is disabled and the comparator is operated at a constant operating point.
JP8818282U 1982-06-15 1982-06-15 Dynamic brake device for voltage source inverter Granted JPS58193789U (en)

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JPS58193789U JPS58193789U (en) 1983-12-23
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