JPH022079Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は直流電力を交流電力に変換して出力す
るようにしたインバータ装置を保護する装置に関
するものである。

一般に、この種インバータ装置は商用交流電源
に、整流回路を介して、一対のパワートランジス
タを直列に接続した直列アームを複数ブリツジ状
に結線したインバータを接続し、このインバータ
の複数個のパワートランジスタのベースに、ベー
スドライブ回路を介して、制御信号を送出する制
御回路を接続し、上記制御信号により複数のパワ
ートランジスタを適時オンオフ制御して、上記直
列アームとなつたパワートランジスタ相互の接続
点から交流出力を送出するようになつておる。

このようなインバータ装置の保護としては、イ
ンバータの主回路に分流器や直流変流器を挿設し
て、これの出力により過電流を検出し、こ検出出
力により制御回路が送出する制御信号を阻止する
ようにしたものが用いられておる。しかし乍ら、
分流器により過電流を検出するようにしたものに
あつては、インバータの主回路と制御回路とが絶
縁されていないため、（いわゆる交流電源回路と
直流電源回路が直結されているため）、制御回路
に対するケースアース等の絶縁強度を高める必要
があることは勿論、耐サージ、耐ノイズ用静電遮
蔽としてケースを兼用することができなくなり、
別個の静電遮蔽が必要となつて、インバータ装置
の外箱構成を複雑化し高価なものとし、一方、直
結されていることにより誘導電動機等の負荷に外
部からサージが重畳したり、インバータ装置の主
要部（例えば、パワートランジスタ）が破壊した
りしたときは、分流器を介してサージ電圧が制御
回路に直接侵入することになり、制御回路を破壊
に至らしめるおそれがあるという問題を有してお
る。又、直流変流器により過電流を検出するよう
にしたものにあつては、分流器による場合に比し
て、上記問題を解決する手段としては有効である
が、形状が大形化しかつ高価で、インバータ装置
の小形化を阻害する要因をなしておる。

これら、分流器や直流変流器に代つて、ホール
素子により過電流を検出するようにしたものもあ
るが、温度に対する安定度が悪くこれを補償する
ため専用の制御部が必要となつて回路構成を複雑
化し、上述同様、高価なものとする問題を有して
おる。

又、整流回路は通常、整流素子とコンデンサに
よつて形成されておるので、コンデンサが経年変
化により劣化した場合、コンデンサには過大な充
電電流が流れて整流素子を破壊に至らしめるおそ
れがあり、インバータの主回路の過電流検出だけ
では整流回路を保護することはできず、これを保
護するため、整流回路の入力側に変流器を挿入す
ることも考えられるが、電流検出手段を２組設け
ることになつて、装置を大形化し、かつ高価なも
のとするという問題を有しておる。

更に、インバータ装置が負荷装置とともに屋外
に設置される場合には、外気温及び負荷によりイ
ンバータ装置の周囲温度が上昇することは勿論、
パワートランジスタ自体においても劣化によつて
スイツチング時におけるコレクタ損失が増大して
過大な発熱を生じて温度が異常に上昇して、熱破
壊するおそれを有しており、単にインバータの主
回路の過電流を検出して保護するだけではインバ
ータ装置を的確に保護することはできないという
問題を有しておる。

本考案は上述した点にかんがみてなされたもの
で、その目的とするところは、簡略化した構成で
安価にかつ小形化を図つてインバータ装置を的確
に保護することができるようにしたもの提供する
ことにある。

以下、本考案の実施例を図によつて説明する。
１は商用交流電源（例えばAC100V，60Hz）、２
はダイオードをブリツジ接続した整流器とこれの
出力を平滑するコンデンサとにより形成された整
流回路で、上記交流電源１にリレーＸの常閉接点
X_bを介して接続されて、該交流電源１を全波整
流しこれを平滑して直流出力を送出するようにな
つておる。３は上記整流回路２の出力端に接続さ
れた３相ブリツジインバータ部（以下単にインバ
ータという）で、３相ブリツジの各アーを６個の
パワートランジスタQ_u，Q_x，Q_v，Q_y，Q_w，Q_zに
よつて形成し、このパワートランジスタQ_u〜Q_z
のベースには、入力端にホトランジスタ等の受光
素子を設け、発光入力信号により受光素子を導通
せしめてドライブ出力を送出するようにしたベー
スドライ回路B_u〜B_zの出力端をそれぞれ接続し、
このベースドライブ回路B_u〜B_zに制御回路４の
制御信号を送出して、パワートランジスタQ_u〜
Q_zを適時スイツチングさせ、直列アームとなつ
たパワートランジスタQ_uとQ_x，Q_vとQ_y，Q_wとQ_z
の各接続点から３相交流電力を３相誘導電動機５
に送出するようになつておる。そして、上記制御
回路４は、インバータ３の出力周波数とこれに対
応した出力電圧とのデータをパターン化しこのパ
ターン化した複数のパターンデータをリード・オ
ンリー・メモリ（以下単にROMと略称する）に
記憶させ、所望の速度指令に対応した周波数信号
を与えることによつて、上記ROMに記憶させた
データを順次読出し、これをデータセレクトして
インバータ３のパワートランジスタQ_u〜Q_zと対
応して設けた出力端からそれぞれパルス幅を変調
した出力信号を送出するようにした制御部４ａ
と、入力端と回路接地間に抵抗R₁とコンデンサ
C₁を直列に挿入し上記抵抗R₁の端子間にダイオ
ードD₁をコンデンサC₁の放電時に順方向となる
ように挿入して抵抗R₁とコンデンサC₁との接続
点から出力するようにした“Ｌ”から“Ｈ”レベ
ルに至る場合は時定数が大となり“Ｈ”から
“Ｌ”レベルに至る場合は時定数を小として、一
方向性の時限を有する積分器を上記制御部４ａの
各出力端にそれぞれ接続して入力信号が“Ｈ”レ
ベルにある期間、コンデンサC₁が抵抗R₁を通じ
て徐々に充電されてその積分出力を送出し、入力
信号が“Ｌ”レベルに反転したとき、コンデンサ
C₁の電荷をダイオードD₁を介して瞬時に放電さ
せて積分出力を“Ｌ”レベルに反転せしめるよう
にした遅延部４ｂと、入力端にノツト回路N₁を
設けこのノツト回路N₁の出力端に発光ダイオー
ド等からなる発光素子LED₁のカソードを接続し
この発光素子LED₁のアノードを抵抗R₂と後述の
停止回路１２を介して制御電源V_ccに接続するよ
うにした出力器を上記遅延部４ｂの出力端にそれ
ぞれ接続して、入力信号が“Ｈ”レベルにある期
間、発光素子LED₁を発光させ、この発光出力を
制御信号として上記ベースドライブ回路B_u〜B_z
にそれぞれ送出するようにした出力部４ｃとから
形成されておる。６は上記整流回路２の入力側に
流れる交流電流と出力側に流れる直流電流とを検
出して出力するようにした電流検出器である。こ
れは、第２図に示すように、EI形に積層形成さ
れた３脚鉄心の中央脚に出力コイル６ａを、両側
の一方の側脚に交流側入力コイル６ｂを、他方の
側脚に直流側入力コイル６ｃをそれぞれ巻装し、
その巻数は各コイル６ａ，６ｂ，６ｃを６ａ＞＞
６ｂ６ｃの関係に選定し、定常時にあつて両側
脚のアンペア・ターンは略同等となるように設定
され、上記交流側入力コイル６ｂを整流回路２の
入力側にまた直流側入力コイル６ｃを整流回路２
の出力側にそれぞれ直列に挿入し、出力コイルル
６ａの両端（ｋ，ｌ）に後述の過電流検出回路７
に設けた負担抵抗R₄を抵抗R₃とコンデンサC₂に
よるローパスイルタを介して挿入せしめるように
なつており、今、上記出力コイル６ａの両端に上
記ローパスフイルタを介して負担抵抗R₄を挿入
して閉回路を形成し、直流側入力コイル６ｃに流
れる直流電流i_DCをi_DC＝０にして交流側入力コイ
ル６ｂに交流電流i_ACが流れると、この電流i_ACに
よつて起磁力が発生し磁束が中央脚に鎖交する。
これにより出力コイル６ａには電圧が誘起され、
電流が流れて中央側に上記磁束と逆方向に磁束を
鎖交せしめる起磁力が発生して減算され、出力コ
イル６ａの両端に挿入した負担抵抗R₄の両端に
は正負対象波形となつた電圧が発生する。次に、
直流側入力コイル６ｃに直流i_DCが流れると、こ
の電流i_DCの流れる方向によつて定まる磁束密度
の方に（例えば磁束密度の（−）側に）磁気的動
作点がシフトされ、これにより動作点からみた微
分透磁率は一方（例えば磁束密度の（＋）側）に
向つては高くなり、他方（例えば磁束密度の
（−）側）に向つては低くなるマイナーループを
えがく特性を示すことになる。このため、中央脚
に鎖交する磁束についてみれば、上記入力コイル
６ｂに流れる交流電流i_ACの正、負いずれか一方
（例えば正）の半波に対しては磁束は入力コイル
６ｃに流れる直流電流i_DCによつて生ずる磁束と
加算されて鎖交し、他方（例えば負）の半波に対
しては減算されて鎖交することとなつて、出力イ
ル６ａに発生する逆起電力（−dφ／dt）は、交
流電流i_ACの一方（例えば正）の半波に対しては
磁束の変化が急となるので大きなものとなり、他
方（例えば負）の半波に対しては磁束の変化がゆ
るやかとなつて小さなものとなり、負担抵抗R₄
の端子間電圧の波形は基本波に対してひずみを有
するが一方の半波のピーク値は高くなり、他方の
半波のピーク値は上記一方の半波のピーク値より
低くなつた正負非対象波形となる。この非対象波
形となつた電圧波形の振幅は、上記直流電流i_DC
がi_DC＝０のときの正負対象波形となつた電圧波
形の振幅より大きくなつた波形の電圧が得られる
ことになる。このことは、出力コイル６ａの両端
に挿入した負担抵抗R₄の端子間電圧のピーク値
を検出することによつて、電流i_AC，i_DCの少なく
ともいずれか一方が増加したことの検出が可能で
あることを示し、結果として、整流回路２の入力
側と出力側の電流変化即即ち、交流電源側と直流
電源側の過電流検出力を１つの電流検出器から得
ることができるようなつておる。７は上記電流検
出器６の出力コイル６ａの両端ｋ，ｌから接続さ
れて、整流回路２の入力側と出力側に過電流が発
生したとき、これを検出して出力信号を送出する
ようにした過電流検出器である。これは電流検出
器６の出力コイル６ａの両端ｋ，ｌに抵抗R₃と
コンデンサC₂を直列に挿入するローパスフイル
タを介して負担抵抗R₄を挿入し、この抵抗R₄の
端子間に、ダイオードをブリツジ接続した整流器
R_ec1を介して抵抗R₅とコンデンサC₃からなる積
分器を挿入し、これの出力端に可変抵抗VR₁を接
続し、この可変抵抗VR₁の摺動子を高抵抗の抵抗
R₆を介して出力端がオープンコレクタとなつた
演算増幅器からなる比較器CP₁の非反転入力端子
に接続し、この比較器CP₁の非反転入力端子と出
力端子間に、非反転入力端子にカソードを接続し
たダイオードD₂と低抵抗の抵抗R₇を挿入し、比
較器CP₁の出力端子を抵抗R₈を介して制御電源
V_ccに接続し、比較器CP₁の反転入力端子には、
制御電源V_ccと回路接地間に直列に挿入した抵抗
R₉とR₁₀の接続点から基準電圧V_refを送出するよ
うにした基準設定器を接続し、比較器CP₁の非反
転入力端子及び反転入力端子と回路接地間にノイ
ズ防止用のコンデンサC₄，C₅をそれぞれ挿入し、
上記基準電圧V_refはインバータ装置の最大定格出
力電流時における負担抵抗R₄の端子間電圧のピ
ーク値から設定し、又、上記抵抗R₆とR₇はR₆＞
＞R₇の関係に設定して、負担抵抗R₄の端子間電
圧のピーク値と対応して入力する比較器CP₁の非
反転入力端子の入力電圧が上記基準電圧V_refより
大きくなつたとき、比較器CP₁の出力端子から
“Ｈ”レベルの出力信号を検出出力として送出す
ると共に、これを抵抗R₇とダイードドD₂を介し
て正帰還をかけて、ラツチし、上記“Ｈ”レベル
の出力信号をリセツトされるまで保持せしめるよ
うになつておる。８は交流電源１にリレーＸの常
閉接点X_bを介して接続した変成器９の出力端か
ら接続されて、入力電圧がインバータ装置の最大
定格電圧を超えたとき、これを検出して出力する
ようにした電圧検出回路である。これは変成器９
の出力端にダイオードをブリツジ接続した整流器
R_ec2を接続し、この整流器R_ec2の出力端子間に、
順方向に挿入するダイオードD₃を介して抵抗R₁₁
とコンデンサC₆からなる積分器を接続し、この
積分器の出力端に可変抵抗VR₂を挿入し、この可
変抵抗VR₂の摺動子を高抵抗の抵抗R₁₂を介して
出力端がオープンコレクタとなつた演算増幅器か
らなる比較器CP₂の非反転入力端子に接続し、こ
の比較器CP₂の非反転入力端子と出力端子間に、
非反転入力端子にカソードを接続したダイオード
D₄を介して低抵抗の抵抗R₁₃を挿入し、比較器
CP₂の出力端子を制御電源V_ccに抵抗R₁₄を介して
接続し、比較器CP₂の反転入力端子には制御電源
V_ccと回路接地間に直列に挿入した抵抗R₁₅とR₁₆
の接続点から基準電圧V_refを送出するようにした
基準電圧設定器を接続し、比較器CP₂の非反転入
力端子及び反転入力端子と回路接地間にノイズ防
止用のコンデンサC₇，C₈をそれぞぜ挿入し、上
記抵抗R₁₂とR₁A₃はR₁₂＞＞R₁₃の関係に選定し
て、入力電圧に対応して入力する比較器CP₂の非
反転入力端子の入力電圧が基準電圧V_refのより大
きくなつたとき、比較器CP₂の出力端子から
“Ｈ”レベルの出力信号を検出出力として送出す
ると共に、これを抵抗R₁₃とダイオードD₄を介し
て正帰還をかけてラツチし上記“Ｈ”レベルの出
力信号をリセツトされるまで保持して送出するよ
うになつておる。１０は、上記インバータ３のパ
ワートランジスタQ_u〜Q_zの近傍に設けたサーマ
ルリードリレー等からなる温度センサ１１から接
続されて、温度センサ１１が設定温度以上になつ
たとき、検出出力を送出するようにした温度検出
回路である。これは、制御電源V_ccと回路接地間
に上記温度センサ１１を抵抗R₁₇を介して直列に
挿入し、温度センサ１１の端子間に抵抗R₁₈とコ
ンデンサC₉からなる積分器を挿入し、この積分
器の出力端を高抵抗の抵抗R₁₉を介して出力端が
オープレコレクタとなつた演算増幅器からなる比
較器CP₃の非反転入力端子に接続し、この比較器
CP₃の非反転入力端子と出力端子間に非反転入力
端子にカソードを接続したダイオードD₅を介し
て低抵抗の抵抗R₂₀を挿入し、比較器CP₃の出力
端子を抵抗R₂₁を介して制御電源V_ccに接続し、比
較器CP₃の反転入力端子には制御電源V_ccと回路
接地間に直列に挿入した抵抗R₂₂とR₂₃との接続
点から基準電圧V_refを送出するようにした基準電
圧設定器の出力端を接続し、比較器CP₃の非反転
入力端子及び反転入力端子と回路接地間にノイズ
防止用のコンデンサC₁₀，C₁₁をそれぞれ挿入し、
上記抵抗R₁₉とR₂₀はR₁₉＞＞R₂₀の関係に設定し
て、温度センサ１１が設定温度以上につたことを
検出したとき（常閉接点が開路）この検出によつ
て比較器CP₃の非反転入力端子の入力電圧が基準
電圧V_refより大きくなつて、出力端子から“Ｈ”
レベルの出力信号を検出出力として送出すると共
に、これを抵抗R₂₀とダイオードD₅を介して正帰
還をかけてラツチし、上記“Ｈ”レベル出力信号
をリセツトされるまで保持して送出するようにな
つておる。１２は上記検出回路７，８，１０の出
力端から接続されていずれか一方の“Ｈ”レベル
の入力信号により、上記制御回路４に出力を送出
して制御信号の送出を停止せしめると共に、リレ
ーＸの常閉接点X_bを開路してインバータ装置の
入力電源をオフせしめるようにした停止回路であ
る。これは、オアー回路OR₁の入力端を上記検出
回路７，８，１０の比較器CP₁，CP₂，CP₃の出
力端子に接続し、オアー回路OR₁の出力端子に、
抵抗R₂₄を介して、エミツタが制御電源V_ccに接続
されコレクタが抵抗R₂₅を介して回路接地された
PNP形トランジスタQ₁のベースを接続すると共
に、抵抗R₂₆を介して、コレクタがリレーＸを介
して制御電源V_ccに接続されたエミツタ接地のト
ランジスタQ₂のベースを接続し、上記トランジ
スタQ₁のコレクタを上記制御回路４の出力部４
ｃの発光素子LED₁のアノードに抵抗R₂を介して
接続して、該停止回路１２の“Ｌ”レベルの出力
信号を停止指令として出力部４ｃに送出して発光
素子LED₁の発光を阻止せしめると共に、上記リ
レーＸの烈磁によりその常閉接点X_bを開路して
交流電源の印加を停止せしめるようになつてお
る。１３は検出回路７，８，１０を初期状態にお
いて、リセツトせしめるリセツト回路で、制御電
源V_ccと回路接地間に抵抗R₂₇とコンデンサC₁₂と
を直列に挿入し、上記抵抗R₂₇の両端にダイオー
ドD₆を逆方向に挿入し、上記コンデンサC₁₂の両
端にリセツトスイツチS₁を挿入し、抵抗R₂₇とコ
ンデンサC₁₂の接続点にノノツト回路N₂の入力端
を抵抗R₂₈を介して接続して、制御電源V_ccの印加
によりノツト回路N₂の出力端から“Ｈ”レベル
の出力信号を逆流阻止用のダイオードD₇，D₈，
D₉を介して検出回路７，８，１０の比較器CP₁，
CP₂，CP₃の反転入力端子にそれぞれ送出して各
検出回路７，８，１０の出力信号を“Ｌ”レベル
に反転せしめる（則ち、リセツトせしめる）よう
になつておる。

次にその動作について説明する、図示しない制
御電源回路の投入により制御電源V_ccが印加され、
これによりリセツト回路１２のノツト回路N₂の
出力信号が一定時間“Ｈ”レベルとなりこれをイ
ニシヤルリセツト信号として検出回路７，８，１
０の比較器CP₁，CP₂，CP₃の反転入力端子にダ
イオードD₇，D₈，D₉を介して送出する。これを
うけた比較器CP₁，CP₂，CP₃は、その反転入力
端子の入力電圧が非反転入力端子の入力電圧より
高くなるので、出力信号を“Ｌ”レベルに反転す
る。これにより、停止回路１２の出力はトランジ
スタQ₁のオンにより“Ｈ”レベルに反転して制
御回路４の出力部４ｃに送出される。これをうけ
た出力部４ｃの発光素子LED₁はカソードに接続
されたノツト回路N₁の出力信号が“Ｈ”レベル
にあるので（即ち、制御部４ａの出力信号が全て
“Ｌ”レベルにあり、遅延部４ｂの出力信号も全
て“Ｌ”レベルにあるので）、発光せず、インバ
ータ３には発光出力（即ち制御信号）は送出され
ない。この際、上記リセツト回路１２は、制御電
源V_ccの印加により“Ｈ”レベルの出力信号をイ
ニシヤルリセツト信号として一旦送出するが、コ
ンデンサC₁₂が抵抗R₂₇を通して充電されるので、
そのCR時定数で定まる時限後、出力信号は“Ｌ”
レベルに反転し、イニシヤルリセツト信号の送出
を自動的に停止する。又、交流電源１の印加によ
り、電圧検出回路８は変成器９を介して、入力電
圧をうけ、これを整流器R_ec2によつて全波整流し
て直流に変換し、この直流出力はダイオードD₃
を通して積分器によつて積分された出力が可変抵
抗VR₂抵抗R₁₂を介して比較器CP₂に送出される。
比較器CP₂は基準電圧V_refと比較するが、V_refよ
り小さいので出力信号は“Ｌ”レベルのまゝであ
る（即ち、検出出力は送出されない）。一方、交
流電源１の印加により整流回路２はこれを図示し
ない整流器により整流し、図示しない平滑用コン
デンサを充電することになるが、インバータ３の
パワートランジスタQ_u〜Q_zは全てオフ状態にあ
るので、整流回路２から直流出力は送出されな
い。このとき、電流検出器６は、その交流側入力
コイル６ｂに交流電流i_ACが流れ、直流側入力コ
イル６ｃには直流電電流i_DCが流れていないので
（i_DC＝０）、出力コイル６ａの両端ｋ，ｌにロー
パスフイルタを介して挿入した負担抵抗R₄端子
間電圧のピーク値は、上記整流回路２の図示しな
い平滑用コンデンサを充電する際大きな突入電流
が流れるため、短時間電位が上昇し、これが整流
器R_ec1と積分器によつて整流され、積分されて抵
抗VR₁，R₆を介して比較器CP₁の非反転入力端子
に送出されることになる。しかし、比較器CP₁は
その反転入力端子に上記突入電流が流れている時
間以上の期間、上記リセツト回路１３のイニシヤ
ルリセツト信号が送出されて基準電圧V_refと加算
された電圧が入力されているので、反転入力端子
の入力電圧の方が高くなり、該比較器CP₁の出力
信号は“Ｌ”レベルにある、（即ち、過電流検出
の出力は送出されない）。

この状態で誘導電動機５を起動する。即ち、制
御回路４の制御部４ａに所望の速度指令が与えら
れることによつて、これに対応する周波数信号に
達するまでカウンタがカウント動作しカウント数
に応じた信号をROMにアドレス及びページ指定
の信号として送出して記憶したデーをROMから
順次読出しこれをデータセレクタによつて選択し
て、制御部４ａの出力端からパルス幅変調した出
力信号をそれぞれ送出する。これをうけた遅延部
４ｂは入力端子に“Ｈ”レベルの入力信号をうけ
ている期間抵抗R₁を通してコンデンサC₁を充電
させて積分し、この積分出力を該遅延部４ｂの各
積分器の出力端から送出する。これをうけた出力
部４ｃのノツト回路N₁は、上記積分出力が該ノ
ツト回路N₁のスレツシユホールドレベル以上に
ある期間、出力を“Ｌ”レベルに反転することに
より発光素子LED₁が発光し、この発光出力を制
御回路４のパルス幅を変調した制御信号として、
インバータ３のパワートランジスタQ_u〜Q_zのベ
ースに、ベースドライブ回路B_u〜B_zを介して送
出して、パワートランジスタQ_u〜Q_zを、直列ア
ームとなつた一方がオン時には他方がオフとなる
ように適時オン・オフ制御してインバータ３の出
力端から三相交流電力を３相誘導電部機５に送出
し、電動機５を起動させ、所望の速度指令に達す
るまでインバータ３の出力周波数とこれに対応し
た出力電圧を上昇せしめ、電動機５を駆動し図示
しない軸負荷を運転する。この際、電流検出器６
の直流側入力コイル６ｃには直流電流i_DCが流れ
ることになつて過電流検出回路７の負担抵抗R₄
の端子間電圧のピーク値も上昇することになる
が、その値は基準電圧V_refより小さいので比較器
CP₁の出力信号は“Ｌ”レベルのまゝである。

次に保護動作について説明する。今、インバー
タ３に接続された誘導電動機５の図示しない軸負
荷が過負荷状態になつて、インバータ３の出力電
流が大巾に増加すると、電流検出器６の直流側入
力コイル６ｃに流れる電流i_DCが過大となるので、
負担抵抗R₄の端子間電圧のピーク値が上昇しこ
れを積分器を介して比較器CP₁に送出されること
になるので、基準電圧V_refより大きくなり比較器
CP₁の出力信号は“Ｈ”レベルに反転して保持し
（即ち、検出出力の送出）、これにより停止回路１
２はトランジスタQ₁がオフして、出力信号が
“Ｌ”レベルに反転し、制御回路４の出力部４ｃ
の発光素子LED₁の発光を阻止し、発光出力（制
御信号）の送出を停止せしめて、インバータ３の
パワートランジスタQ_u〜Q_zを全てオフさせて、
パワートランジスタQ_u〜Q_zの破壊を防止する。
一方、上記比較器CP₁の“Ｈ”レベルの出力信号
によりトランジスタQ₂がオンし、リレーＸが励
磁しその常閉接点X_bを開路して交流電源１をし
や断してインバータ装置を保護する。又、外部サ
ージ等の影響により、インバータ３の直列アーム
となつた上、下のトランジスタ（例えばQ_uとQ_z）
が一時短絡状態となつて過電流が流れた場合に
も、上述同様に動作して、停止回路１１２の
“Ｌ”レベルの出力信号により制御回路４の出力
部４ｃの発光素子LED₁の発光を停止させ、パワ
ートランジスタQ_u〜Q_zを全てオフさせ、上述同
様、インバータ装置を保護する。

又、整流回路２の図示しないコンデンサが経年
変化等により劣化して充電電流が過大となつた場
合は電流検出器６の交流側入力コイル６ｂに流れ
る電流i_ACが過大となるので、上述同様、出力コ
イル６ａの両端に挿入された過電流検出回路７の
負担抵抗R₄の端子間電圧ピーク値は上昇して基
準電圧V_refにより大きくなり、比較器CP₁の出力
は“Ｈ”レベルに反転して保持され、停止回路１
２の出力信号によつて制御回路４の制御信号の送
出を停止せしめて次段への事故波及を防止すると
共に交流電源１の印加を停止せしめてインバータ
装置を保護する。

又、交流電源１の電源電圧が変動してインバー
タ装置の最大定格電圧以上に上昇したとき、これ
を変成器９を介してうけた電圧検出回路８は、入
力電圧が基準電圧V_refより大きくなるので、比較
器CP₂の出力は“Ｈ”レベルに反転し、これを保
持して検出出力を送出する。これにより、上述同
様、停止回路１２のトランジスタQ₁はオフして
コレクタ出力は“Ｌ”レベルとなり、制御回路４
の制御信号の送出を阻止してインバータ３のパワ
ートランジスタQ_u〜Q_zを全てオフせしめると共
に、トランジスタQ₂のオンによりリレーＸの励
磁によつてその常閉接点X_bを開路して交流電源
１の印加を停止して、インバータ装置を保護す
る。

更に、パワートランジスタQ_u〜Q_z自体が経年
変化等により劣化してスイツチング時におけるコ
レクタ損失が増大し過大な自己発熱を生じて温度
が異常に上昇したり、装置自体が屋外に負荷装帯
と共に設置されて、外気温とパワートランジスタ
の自己発熱とにより、パワートランジスタ及びそ
の周辺の温度が異常に上昇したりして、温度セン
サ１１の設定温度を超えた場合は、温度センサー
１１が応動してその常閉接点が開路することによ
り、温度検出回路１０の比較器CP₃の非反転入力
端子の入力電圧が基準電圧V_refより大きくなるの
で、、比較器CP₃の出力は“Ｈ”レベルに反転し
てこれを保持し、上述同様、停止回路１２のトラ
ンジスタQ₁のコレクタ出力を“Ｌ”レベルに反
転させて、制御回路４の制御信号の送出を停止せ
しめてインバータ３のパワートランジスタQ_u〜
Q_zを全てオフして、このパワートランジスタの
熱破壊を防止すると共に、リレーＸの励磁によつ
てその常閉接点X_bを開路して交流電源１の印加
を停止せしめ、インバータ装置を保護する。

上記保護動作において各検出回路７，８，１０
の検出出力の送出は、リセツト回路１３のリセツ
トスイツチS₁を一旦閉路してコンデンサC₁₂を瞬
時に放電させて開路することにより、初期状態と
同様、リセツト信号を各検出回路７，８，１０に
送出するまで保持される。

尚、実施例にあつて、インバータ装置はパルス
幅変調方式（PWM方式）のものとして説明した
が、これに限定されるものではなく、チヨツパー
や整流器により直流入力電圧を制御し、インバー
タは直流、交流変換を行ういわゆるPAM方式に
対しても適用できることは勿論である。

本考案によれば、電流検出器は３脚鉄心の中央
脚に出力コイルを、両側脚に入力コイルをそれぞ
れ巻装し、側脚の一方に巻装した入力コイルを交
流電源に、側脚の他方に巻装した入力コイルを直
流電源側にそれぞれ直列に挿入して、中央脚に巻
装した出力コイルの両端に挿入せしめて閉回路を
形成するようにした負担抵抗の端子間電圧のピー
ク値により電流の変化を検出せしめるようにして
あるので、交流側と直流側の電流変化を１個の電
流検出器で検出することができ、従来に比して、
大形で高価な直流変流器を用いたり、分流器を用
いることによる絶縁強度の強化や静電遮蔽の構成
の複雑化及びサージ電圧の直接の侵入を招来する
ようなことは全くなく、しかも交流電源側の電流
を検出するための変流器も不安となつて、装置を
簡略化した構成で安価なものとすることができ
る。しかも、装置は過電流、電源電圧の変動及び
異常な温度上昇を並列的に検出して、電源を開路
すると共に、インバータのパワートランジスタを
全てオフせしめるようにしてあるので、電動機が
過負荷状態となつても、あるいは、インバータ装
置が負荷装置と共に屋外に設置されて温度が異常
に上昇してもインバータ装置及び電動機を的確に
保護することができる。更に、過電流、電圧、温
度の各検出回路は入力を電圧変換して基準電圧と
比較することにより検出するようにしてあるの
で、検出回路の抵抗値等回路定数の選定により同
一の基準電圧で比較検出せしめることができIC
回路部品もいわゆる一石のもので構成することが
可能となつて、検出回路構成も単純化し装置を小
形化しインバータ装置を安価なものとすることが
できる等実用上著しい効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例を示すブロツク図、第
２図は第１図の電流検出器の概略構成図である。 １：商用交流電源、２：整流回路、３：インバ
ータ、４：制御回路、６：電流検出器、７：過電
流検出回路、８：電圧検出回路、１０：温度検出
回路、１１：温度センサー、１２：停止回路、
Q_u〜Q_z：パワートランジスタ、B_u〜B_z：ベース
ドライブ回路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 交流電源に、リレーの常閉接点と整流回路を介
   して、複数のパワートランジスタをブリツジ形に
   結線してなるインバータ部を接続し、このインバ
   ータ部のパワートランジスタのベースに、ベース
   ドライブ回路を介して制御信号を送出するように
   した制御回路を接続し、上記制御信号により複数
   のパワートランジスタを適時オンオフ制御してイ
   ンバータ部から出力を送出するようにしたインバ
   ータ装置において、上記整流回路の入力側に３脚
   鉄心の一方の側脚に巻装した交流側入力コイル
   を、整流回路の出力側に３脚鉄心の他方の側脚に
   巻装した直流側入力コイルをそれぞれ直列に挿入
   し３脚鉄心の中央脚に出力コイルを巻装した電流
   検出器と、この電流検出器の出力コイルの両端に
   負担抵抗を挿入し、この負担抵抗の端子間電圧が
   基準電圧より大きくなつたとき、出力するように
   した過電流検出回路と、上記交流電源に変成器を
   介して接続されて入力電圧が基準電圧より大きく
   なつたとき、出力するようにした電圧検出回路
   と、上記パワートランジスタの近傍に配設された
   温度センサから接続されて、パワートランジスタ
   周辺温度がセンサの設定温度より大きくなつたと
   き、出力するようにした温度検出回路と、これら
   検出回路から接続されて少くとも１つの検出回路
   の出力が入力したとき、上記制御回路の制御信号
   の送出を阻止する信号と電源を開路する信号を送
   出するようにした停止回路とを具備せしめたこと
   を特徴とするインバータ装置の保護装置。