JPH03239163A - 電圧形インバータ - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、とくに初期充電回路を備えたインバータに関
する。

（従来の技術） 初期充電回路を備えた電圧形インバータの一例を示す第
６図において、三相電源１７に接続された主回路開閉用
の電磁接触器８が投入されるとタイマ１９が動作を開始
し、整流器１と初期充電電流抑制用の抵抗器４を介して
インバータ２と並列に接続された主回路充電用のコンデ
ンサ３が充電され、タイマ１９に設定された所定の時間
が経過した後に抵抗器４が短絡される。

又、第７図は第６図と異なる初期充電回路を備えた従来
の電圧形インバータの回路図で、図示しない主回路開閉
用の電磁接触器の投入で充電されるコンデンサ３の充電
電圧は、抵抗器２０で分圧検呂され、フォトカプラ８を
介してコンパレータ１５へ入力される。すると、コンパ
レータ１５では、この値が抵抗器１３とあらかじめ設定
された可変抵抗器１４の抵抗値で決まる値と比較され、
もし、充電電圧が高いときにはＣＰＵＩＩへ信号が出力
され、ＣＰｔＪｌｌはトランジスタ１０のベースを駆動
してリレー５をオンさせて抵抗器４を短絡させる。

（発明が解決しようとする課題） ところが、このように構成された電圧形インバータのう
ち、第６図では充電の時定数が電源インピーダンスの違
いで異なってくるのに対し、主回路が投入されてから抵
抗器４が短絡されるまでの時間はタイマＩ９で一定であ
るので、入力側の電圧変動でコンデンサ３の充電が不十
分となるおそれがある。

その結果、もし、この電圧形インバータが電圧変動の大
きい電源に接続されて、抵抗器４が短絡されたときの充
電電圧と入力電圧との差が大きいときには、この差によ
る充電電流を制限するのは電源インピーダンスだけとな
るので、突入電流が大きくなって１図示しない入力側の
ヒユーズが溶断したり、短絡用の接点１９ａ、整流器１
やコンデンサ３などの主回路部品に過大なストレスがか
かり１部品の寿命を縮めるおそれがある。

一方、第７図では、直接測定された充電電圧が設定値を
超えると抵抗器４を短絡させているが、もし、入力電圧
が高いと、充電電圧との差が増えて過大な突入電流が流
れ、上記と同様に部品の寿命を縮めて、電圧形インバー
タの信頼性を落とすおそれがある。

そこで、本発明の目的は、電源インピーダンスおよび入
力電圧の如何にかかわらず突入電流を抑制することがで
き、主回路部品が受けるストレスを防ぎ信頼性を維持す
ることのできる電圧形インバータを得ることである。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明は、整流器の直流側に初期充電電流抑制用の抵抗
器と主回路充電用のコンデンサを備えた初期充電回路で
設けられた電圧形インバータにおいて、抵抗器を短絡す
る短絡器とともに抵抗器に並列に接続されこの抵抗器を
流れるコンデンサの充電電流があらかじめ設定された値
を上下することでＯＮ・ＯＦＦする素子と、この素子か
らのＯＮ・ＯＦＦ信号が入力され素子からのＯＦＦ信号
で短絡器を駆動するＣＰＵを設（づたことを特徴とする
電圧形インバータである。

（作　用） この結果、初期充電電流抑制用の抵抗器は、整流器の入
力電圧の変動や電源インピーダンス、コンデンサおよび
抵抗器の値の如何にかかわらず、充電電流が所定の値以
下になったことをＣＰＵで見極めから投入されることに
なる。

（実施例） 以下、本発明の電圧形インバータの一実施例を図面を参
照して説明する。

第１図は、本発明の電圧形インバータを示す回路図であ
る。

同図において、整流器１、インバータ２、主回路充電用
のコンデンサ３．初期充電電流抑制用の抵抗器４からな
る電圧形インバータの抵抗器４の電源側には、可変抵抗
器６の片側が、同じく負荷側には抵抗器７の片側がそれ
ぞれ接続され、これらの他側にはフォトカプラ８とこの
フォトカプラ８を過電圧から保護するダイオード１２が
正極側を可変抵抗器６の他側にして並列に接続されてい
る。

又、フォトカプラ８の出力側には、ＣＰＵ１ｌの入力端
が接続され、ＣＰＵＩＩの出力側にはトランジスタ１０
のベースに接続され、このトランジスタ１０のコレクタ
は抵抗器４を短絡するリレー５に接続されている。

このように構成された電圧形インバータにおいて、今、
図示しない電磁接触器で主回路が投入されると、整流器
上からコンデンサ３と抵抗器４に直流電流が流れるが、
投入直後のコンデンサ３が充分充電されていないときに
は、抵抗器４の両端には充電電流で高い電圧が現れ、そ
の値が抵抗器４に接続された可変抵抗器６と抵抗器７で
定められた値を超えると、フォトカプラ８がオンされて
、その出力はＣＰＵＩＩへ入力され、出力信号がＬＬ　
１　ｕ→ＩＩ　ＯＩＴに変化したとき、ＣＰＵＩＩでは
主回路が投入されたことを認識する。

次に、コンデンサ３が充電されて徐々に充電電流が減る
と、抵抗器４の両端の電圧も下がってくるが、その値が
可変抵抗器６と抵抗器７で定められた値より小さくなる
と、フォトカプラ８がオフし、ＣＰ　Ｕｌｌへ入力され
たフォトカプラ８の出力信号はＬＬ　Ｏ＋ｌ→１（Ｉ　
ＩＴと変化する。ＣＰＵ１１は第４図のフローチャート
に示すように、フォトカプラ８の出力信号が０″′→１
１１　ＩＴとなってから、チャタリング防止のため入力
電源周波数の半サイクル分以上で設定するタイマ設定値
の間、フォトカプラ８の出力信号をチェックし、再びフ
ォトカプラ８がオンしないことを確認することで、コン
デンサ３が充分充電されたと判断し、トランジスタ１０
をオンする信号を出力する。すると、リレー５がオンさ
れ。

抵抗器４が短絡されて以後のインバータ運転に備えられ
る。

このように、三相の入力電圧が正常であれば、主回路投
入後の直流電圧は第２図（ａ）のようになり、抵抗器４
の両端の電圧は、同２図（ｂ）のようになる。抵抗器４
の両端の電圧が可変抵抗器６と、抵抗７で定まる値Ｘよ
り低くなったとき、前記動作で、抵抗器４を短絡させる
。

もし、三相の入力電圧の一相が欠けているときは、貼札
全波整流となって、直流電圧は第３図（ａ）のようにな
り、抵抗器４の両端の電圧は、同３図（ｂ）のようにな
る。この場合、この電圧でＣＰＵ１１へ入力されている
フォトカプラ８の出力信号は、ｔｌｌｌＱＩＩ、　ｊ、
１ｌｌｌｌ、　ｊ３１１Ｑｌｌ、　ｔｊＬ１＋″、ｔ、
１ｌＱｕ　というように断続する。ＣＰＵＩＩは第４図
のフローチャートに示すように、ｔ、で１０″となった
ときタイマを始動させるが、タイムアツプする前にｔ２
で＋１１　ｕとなるので、カウンタを一つカウントアン
プし、タイマの停止と、リセットを行ない再度充電々流
のチェックを行なう。ｔ３で再度″０″′となりタイマ
も再始動するが、タイムアツプする前にｔ４でＩＩ　Ｉ
　Ｉｔとなるため、再びカウンタのカウントアツプとタ
イマの停止とリセットを行なう。ＣＰＵＩＩは、フォト
カプラ８の出力信号がＬＬ　ＯＩＩ→“１″と変化する
のを一回だけでは誤検出のおそれもあるため、二回以上
検出することで充電電流が脈流であることを確認し入力
電圧が単相であると判断して欠相検出をアラームとして
出力する。

この結果、このように構成された電圧形インバータでは
、主回路充電電圧を直接検出しないで、初期充電電流抑
制用抵抗器の両端の電圧を観測して主回路コンデンサの
充電状態を推測し、充電電流が十分減ってから抵抗器４
を短絡するので、入力電圧の変動や電源インピーダンス
、コンデンサや抵抗器の値の如何にかかわらず、突入電
流を減らすことができ、主回路部品の受けるストレスを
減らし信頼性を維持することのできる電圧形インバータ
を得ることができるだけでなく、充電電流の波形を観る
ことで、主回路入力の欠相も検出することのできる電圧
形インバータとなる。

次に、第５図は本発明の電圧形インバータの他の実施例
を示す。

同図において、抵抗器４の両端には絶縁アンプ１６が接
続され、この絶縁アンプ１６の出力はコンパレータ１５
の片側へ入力され、他側には、抵抗器１３と可変抵抗器
１４が接続されるとともにコンパレータ１５の出力がＣ
ＰＵＩＩへ入力され、この出力でトランジスタ１０がオ
ンされて抵抗器４が短絡されるリレー５がオンされる。

このように構成された電圧形インバータにおいて、もし
、充電電流が太きいときには、絶縁アンプ１６の出力に
も高い電圧が発生し、その値が抵抗器１３と可変抵抗器
１４で定まる値より大きければ。

コンパレータの出力はｒｔ　Ｉ　ＩＩとなって、ＣＰＵ
ＩＩへ入力される。一方、充電電流が減ってきて、絶縁
アンプ１６の出力電圧が設定値より低くなると。

コンパレータ１５の出力は“０″となってＣＰＵＩＩへ
入力される。すると、ＣＰＵ１１は“１”→“０”でコ
ンデンサ３が充分充電されたと判断し、トランジスタ１
０をドライブし、トランジスタ１０がオンすればリレー
５もオンして抵抗器４が短絡される。

また、もし、主回路入力が一相が欠けていると、第１実
施例と同様にコンパレータ１５の出力は断続するので、
ＣＰＵ］、Ｌは第４図のフローにより、欠相していると
判断してアラームを出力する。この場合にも第１実施例
と同じ効果を得ることができる。

〔発明の効果〕

以上１本発明によれば、初期充電回路を備えた電圧形イ
ンバータにおいて、初期充電電流抑制用抵抗器の短絡を
、充電電流の推移で主回路コンデンサの充電状態をｗ４
ｍし充電終了を判断して行ったので、入力電圧の変動や
電源インピーダンス、コンデンサおよび抵抗器の値の如
何にかかわらず、突入電流を減らすことができるので、
主回路部品の受けるストレスを減らすことができ、信頼
性を維持することのできる電圧形インバータを得ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の電圧形インバータの一実施例を示す回
路図、第２図と第３図は本発明の電圧形インバータの作
用を示す図、第４図は本発明の電圧形インバータの作用
を示すフローチャート、第５図は本発明の電圧形インバ
ータの他の実施例示す回路図、第６図と第７図は従来の
電圧形インバータの一例を示す回路図である。 １　・整流器　　　　　　　２・・パワースイッチング
素子３　主回路充電電用のコンデンサ ４・初期充電電流抑制用の抵抗器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 整流器の直流側に初期充電電流抑制用の抵抗器を備えた
   電圧形インバータにおいて、前記抵抗器、を短絡する短
   絡器と、前記抵抗器に流れる充電電流が一定値以下にな
   った時点からあらかじめ設定されたパターンの電流が流
   れたかをチェックして正常のときは前記短絡器を短絡す
   る判定手段を設けたことを特徴とする電圧形インバータ
   。