JPH02262830A - インバータ制御装置の過電流保護回路 - 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〕 本発明はインバータ制御装置の過電流保護回路に関する
。

〔従来の技術〕

インバータ制御装置の過電流保護回路は第４図に示すよ
うに、圧縮機１１に電力を供給するインバータ回路部１
２の入力の変化を検出する入力検出回路部１３と、同人
力検出回路部１３よりの出力電流値が所定の値を越えた
とき作動し、出力をＨからＬに切り替えるスイッチング
回路部１４と、同スイ・ンチング回路部１４の出力がＨ
からＬに切り替えられたとき前記インバータ回路部１２
をオフならしめる駆動制御部１５とにより構成していた
。

第５図は上記過電流保護回路の具体例で、入力検出回路
部１３は、インバータ回路部１２の入力電源ライン１６
の一方に介装された抵抗Ｒ１１と、同抵抗Ｒ１１の両端
間に直列に結合された抵抗Ｒ１２およびＲ１３と、抵抗
Ｒ１３の両端間にそれぞれ並列結合されたコンデンサＣ
１ｌおよびダイオード０１１とにより構成されている。

スイッチング回路部１４はホトカプラ１７と、抵抗Ｒ１
４とから成り、ホトカプラ１７の端子ａは前記抵抗Ｒ１
２・Ｒ１３間に結合し、端子すは抵抗Ｒ１３の他側と結
合させている。

また、同ホトカプラ１７の端子Ｃは抵抗Ｒ１４を介して
十Ｂラインに結合すると共に駆動制御部１５の入力端１
８と結合させ、端子ｄを接地させた構成になっている。

なお、前記ダイオードＤｌｌの極性は前記ホトカプラ１
７の端子ａ　−ｂ間の発光素子の極性と逆向きに結合さ
せて同発光素子への逆起電力を防止している。

このような過電流保護回路を有するインバータ制御装置
では、圧縮機１１が始動すると入力電源ライン１６を流
れる電流値に比例した電圧が抵抗Ｒ１１の両端間に生ず
るが、正常な運転状態においてはホトカプラ１７が作動
しないよう抵抗Ｒ１１〜Ｒ１３等の値を定めている。

圧縮機１１等に異常があり過電流が発生すると抵抗Ｒ１
１の端子間電圧が上昇し、これに伴って抵抗Ｒ１２を流
れる電流も増え、ホトカプラ１７はオン状態になる。

ホトカプラ１７がオン状態になると、端子ｃ　−ｄ間は
導通するため駆動制御部１５の入力電圧はＨからＬに降
下する。

入力電圧が降下すると駆動制御部１５はインバータ回路
部１２をオフせしめて機器の二次的な異常発生を防止し
ている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、圧縮機に流れる電流Ｉは第６図に示すよ
うに定常運転状態では低めに安定するが始動時には大電
流が流れるため、過電流保護動作電流値は始動時の大電
流値よりも高めに設定し、始動時に誤動作を生じないよ
う考慮している。

このように、始動時の正常な大電流を前提にして設定さ
れた上述の過電流保護動作電流値では、始動時の異常発
生による過電流に対しては有効であっても、定常運転状
態では実際の電流値との差が大きく成り過ぎ、異常電流
の発生をより早く検出させてインバータ回路部等を動作
停止ならしめるには不都合である。

また、ホトカプラが動作を開始するしきい値電圧にはバ
ラツキがあるため、精度上問題があった。

したがって、本発明においてはこれらの課題を解決し、
始動時はもとより、定常運転状態においても異常電流発
生の際は速やかに作動するインバータ制御装置の過電流
保護回路を提供することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は上記の課題を解決するためになされたものであ
り、圧縮機に電力を供給するインバータ回路部の入力を
検出する入力検出回路部と、一方の入力端を前記入力検
出回路部の出力端と結合し、他方の入力端を基準電圧出
力端に結合した比較回路部と、比較回路部よりの出力電
圧により作動し、出力をＨからＬに切り替える第１のス
イッチング回路部と、前記圧縮機の始動よりの所定時間
駆動電圧を出力し、前記第１のスイッチング回路部によ
りＢ電圧がＨからＬに切り替えられたとき前記インバー
タ回路部の動作を停止ならしめる駆動制御部と、同駆動
制御部よりの前記駆動電圧により作動し、前記入力検出
回路部よりの出力レベルを前記所定時間経過後に切り替
え制御する第２のスイッチング回路部とにより構成した
。

〔作用〕

上記構成によれば、インバータ回路部の人力電源ライン
に大きな電流が流れる圧縮機の始動時には入力検出回路
部での検出電流も大きくなるが、圧縮機始動時の所定時
間に駆動制御部より出力される駆動電圧により第２のス
イッチング回路部がオンされてバイパス回路が形成され
るため、前記入力電源ラインに流れる電流が異常発生に
よる過電流でない限り比較回路部への出力電圧は所定の
値以下に制御することができる。

また、圧縮機が定常運転状態になればインバータ回路部
の入力電源ラインに流れる電流も低めに安定するため入
力検出回路部での検出電流も小さくなるが、同時に第２
のスイッチング回路部がオフされてバイパス回路が解放
されることにより入力検出回路部の出力レベルが高くな
り、比較回路部への出力電圧を前記始動時における出力
電圧とほぼ同等の値に保持することができる。

したがって、始動時あるいは定常運転状態の何れの場合
であっても、インバータ回路部の入力電源ラインに過電
流が発生すれば比較回路部への出力電圧も直ちに増え、
比較回路部では第１のスイッチング回路部をオンさせる
に十分な電圧を出力することができるので、駆動制御部
に印加されている出力電圧はＨからＬになり、インバー
タ回路部をの動作を停止ならしめることができる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図〜第３図に基づいて説
明する。

第１図は同実施例によるインバータ制御装置の過電流保
護回路のブロック図で、ｌは圧縮機、２は圧縮機に電力
を供給するインバータ回路部、３はインバータ回路部２
の入力を検出する入力検出回路部、４は入力検出回路部
３よりの出力値と基準電圧値とを比較する比較回路部、
５は比較回路部４よりの出力電圧により作動し、出力を
ＨからＬに切り替える第１のスイッチング回路部、６は
圧縮機１の始動時の所定時間に駆動電圧を出力し、第１
のスイッチング回路部５よりの出力がＨからＬに切り替
えられたときインバータ回路部２の動作を停止ならしめ
る駆動制御部、７は駆動制御部６よりの前記駆動電圧に
より作動し、前記入力検出回路部３よりの出力レベルを
前記所定時間経過後に切り替え制御する第２のスイッチ
ング回路部、８は入力電圧端子、９は入力電源ラインで
ある。

第２図は第１図の各部に対応する具体的な回路の一例で
ある。

先ず、要部の回路構成について説明する。

入力検出回路部３は、抵抗Ｒ１〜Ｒ４と、コンデンサＣ
１と、ダイオードＤ１とから成り、抵抗Ｒ１はインバー
タ回路部２と入力電圧端子８間とを結ぶ入力電源ライン
９の一方に介装し、同抵抗Ｒ１のインバータ回路部寄り
には抵抗Ｒ２・Ｒ３・Ｒ４から成る直列抵抗のＲ２の一
端を結合し、同抵抗Ｒ１の入力電圧端子８寄りの他端に
はＲ４の他端を結合させ、コンデンサＣ１の一端および
ダイオードＤｌの陰極は共に抵抗Ｒ２・Ｒ３間に結合さ
せ、これらコンデンサＣ１の他端およびダイオードＤＩ
の陽極は共に前記抵抗Ｒ１の入力電圧端子８寄りに結合
させて構成している。

比較回路部４は比較器１０と、抵抗Ｒ５およびＲ６とか
ら成り、比較器１０の十極は前記入力検出回路部３の抵
抗Ｒ２・Ｒ３間のＡ点に結合させ、基準電圧を印加する
一極はＢ電源と前記抵抗Ｒ４の他端間に結合せしめた分
圧抵抗Ｒ５・Ｒ６間のＢ点に結合させて構成している。

なお、この比較回路部４は後述の第１のスイッチング回
路部５のホトカプラ１１を精度よく駆動せしめるための
ものである。

第１のスイッチング回路部５は発光素子０２と受光素子
Ｄ３とから成るホトカプラ１１と、抵抗Ｒ７およびＲ８
とから成り、発光素子Ｄ２の端子ａは抵抗Ｒ７を介して
前記比較器１０の出力＃Ａ（符号表示せず）に結合させ
、端子すは前記抵抗Ｒ６の他端即ち入力電圧端子８寄り
に結合させ、一方、受光素子Ｄ３の端子Ｃは抵抗Ｒ８を
介してＢ電源に結合せしめると共に駆動制御部６の入力
端１２と結合させ、端子ｄを接地して構成している。

駆動制御１０部６は前記入力端１２の電位がＨからＬに
降下した際に出力端１３よりのインバータ制御電圧をカ
フ）オフならしめる制御機能と、圧縮器ｌの始動よりの
所定時間に出力端１４より直流電圧Ｉ］（５Ｖ）を出力
せしめるタイマー機能等（何れも図示せず）を備えて構
成している。

第２のスイッチング回路部７は前記第１のスイッチング
回路部５で用いたものと同様な発光素子Ｄ４と受光素子
Ｄ５とから成るホトカプラ■５と、抵抗Ｒ９とから成り
、発光素子Ｄ４の端子ａは抵抗Ｒ９を介して前記駆動制
御部６の出力端１４に結合させ、端子すは接地し、受光
素子Ｄ５の端子Ｃは前記入力検出回路部３の抵抗Ｒ３・
Ｒ４間に結合させ、端子ｄは前記抵抗Ｒ６の他端即ち入
力電圧端子８寄りに結合せしめて構成している。

以下、回路動作について説明する。

圧縮機ｌが始動すると抵抗Ｒ１の両端間には入力電源ラ
イン９を流れる電流値に比例した電圧が発生し、電流の
一部は抵抗Ｒ２・Ｒ３・Ｒ４にも流れる。

抵抗Ｒ１〜Ｒ４のそれぞれの値は入力電源ライン９に過
電流が発生したときに、入力検出回路部３の出力端に相
当するＡ点より比較器１０の子種に印加される電圧が一
極に印加されている基準電圧を上回るよう設定している
。

ホトカプラ１５の発光素子Ｄ４の端子ａには圧縮機ｌの
始動とほぼ同時に出力端１４よりの直流電圧Ｈが印加さ
れ、第３図に示すように圧縮機１に流れる電流１が安定
するＴ時間まで継続される。

この間、受光素子Ｄ５は導通状態となり、抵抗Ｒ４は短
絡されたままとなるので、前記Ａ点の電位はＢ点の電位
よりも低めに保持される。

したがって、圧縮機ｌに大きな電流■が流れる始動時の
Ｔ時間内であっても比較器１０は作動しないのでホトカ
プラ１１の発光素子Ｄ２は導通せず、受光素子Ｄ３はオ
フ状態が維持されるため駆動制御部６の入力＠１２に印
加されている電圧はＨのまま変わらず、圧縮機ｌは動作
を継続する。

もし、Ｔ時間内に圧縮機１等に異常があり過電流が発生
するとＡ点の電位も上昇し、Ｂ点の電位を越えたとき比
較器ＩＯが作動して発光素子Ｄ２に電圧が印加されるた
め、受光素子Ｄ３がオン状態になり、駆動制御部６の入
力端１２の入力電圧はＨからＬに降下し、駆動制御部６
ではインバータ回路部２のトランジスタのベース電圧を
オフせしめる制御機能が作動し、インバータ回路部２は
動作を停止する。

次に、Ｔ時間の経過後について説明する。

始動時よりのＴ時間経過後は圧縮機１に流れる電流■そ
のものが第３図に示すように減少するので入力電源ライ
ン９を流れる電流も減少し、この電流の減少に伴って抵
抗Ｒ１の端子間電圧が低下するのでＡ点の電位もほぼ比
例的に低下する。

しかしながら、始動時よりのＴ時間が経過すると、出力
端１４よりの出力電圧ＨがＬ（ＯＶ）に切り替わるので
ホトカプラ１５はオフ状態となり、抵抗Ｒ４は短絡状態
から解除されるので回路の抵抗値が増えることになり、
Ａ点の電位も上昇する。

このように、回路の抵抗値を始動時のＴ時間内よりも増
やすことにより、前記Ａ点の電位の低下分を持ち上げて
補正している。

この状態におけるＡ点の電位は圧縮機ｌが正常な動作を
続けている限り、Ｂ点の電位以下に維持できる程度に抑
えられているので、ホトカプラ１１もオフ状態にあり、
駆動制御部６の入力端１２には入力電圧Ｈが印加されて
いるので圧縮Ｍｌは運転を継続できる。

もし、圧縮機ｔｑに異常があり過電流が発生するとＡ点
の電位も急激に上昇し、比較器１０が作動して発光素子
Ｄ２に電圧を印加するので受光素子Ｄ３がオン状態にな
り、駆動制御部６の入力端１２の入力電圧はＨからＬに
降下し、駆動制御部６で、はインバータ回路部２のトラ
ンジスタのベース電圧をオフせしめる制御機能が作動し
、インバータ回路部２は動作を停止する。

以上、説明したように、圧縮４１１に大きな電流が流れ
る始動時には抵抗Ｒ４を短絡してＡ点の電位を所定のレ
ベルまで下げることで第３図に示すようにｉ！ｊ電流保
護動作電流値を大きくすることができ、圧縮機１の電流
が安定する後段では抵抗値を上げ、Ａ点の電位を所定の
レベルまで持ち一ヒげるごとで過電流保護動作電流値を
小さくすることができる。

したがって、始動時であっても定常運転時であっても異
常発生による過電流が流れれば速やかにインバータ回路
部２はオフされ圧縮ａｔは動作停止される。

〔発明の効果〕

以上、説明したようなインバータ制御装置の過電流保護
回路であれば、特殊な部品を要せず容易に構成すること
ができ、始動時と定常運転時とで異なる電流に対して過
電流保護動作電流値を２段階に設定することができ、さ
らに、過電流発生時に駆動制御部への出力を切り替える
スイッチング回路部品のしきい値電圧のバラツキに対し
ても有効な働きをする比較回路部を設けているので、圧
縮器の始動後いかなる時点で過電流が発生しても速やか
にインバータ回路の動作を停止せしめることができ、異
常状態の拡大を未然に防止できる効果大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のインバータ制御装置の過電流保護に関
するブロック図、第２図は同発明の一実施例を示す回路
図、第３図は同実施例による過電流保護動作電流特性図
、第４図は従来例を示すブロック図、第５図は同従来の
一実施例を示す回路図、第６図は同従来例による過電流
保護動作電流特性図である。 図中、１−・−・−圧縮機、２−・・−・インバータ回
路部、３・−人力検出回路部、４・・−・・比較回路部
、５・−・−第１のスイッチング回路部、６・・−駆動
制御部、７・・・・第２のスイッチング回路部、８・・
・・入力電圧端子、９・・・・−人力電源ライン、１０
・−・・比較器、１１・・−・−ホトカプラ、１２−・
−入力端、１３．　１４−　出力端、１５−・・・−ホ
トカプラ、十Ｂ−・Ｂ電源、Ｃ１・・、・平滑コンデン
サ、Ｄｌ・・・・ダイオード、Ｄ２．　Ｄ４−・・発光
素子、Ｄ３．　Ｄ５・・−受光素子、Ｒ１−Ｒ９・・・
・抵抗、。 特許出願人　　株式会社富士通ゼネラル第３図 第４図 第１図 第５図 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　圧縮機に電力を供給するインバータ回路部の入力を検
   出する入力検出回路部と、一方の入力端を前記入力検出
   回路部の出力端と結合し、他方の入力端を基準電圧出力
   端に結合した比較回路部と、比較回路部よりの出力電圧
   により作動し、出力をＨからＬに切り替える第１のスイ
   ッチング回路部と、前記圧縮機の始動よりの所定時間駆
   動電圧を出力し、前記第１のスイッチング回路部により
   Ｂ電圧がＨからＬに切り替えられたとき前記インバータ
   回路部の動作を停止ならしめる駆動制御部と、同駆動制
   御部よりの前記駆動電圧により作動し、前記入力検出回
   路部よりの出力レベルを前記所定時間経過後に切り替え
   制御する第２のスイッチング回路部とから成るインバー
   タ制御装置の過電流保護回路。