JPH0533640U - 電力回生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 瞬時停電時等に発生する誤回生を検出し保護
する電力回生装置を得る。 【構成】 電力回生装置において、その直流部の電圧を
電圧値変換手段１２を設け、その出力をマイコン１５に
てモニタする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、インバータ装置の負荷である交流電動機を回生制動すべく、上記 インバータ装置の直流部に接続される電力回生装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

図３はインバータ装置に接続された従来の電力回生装置を示す構成図である。 図において、１は商用周波数の交流電源、２は任意の電圧および周波数の交流を 出力する汎用のインバータ装置、３はインバータ装置２の負荷としての誘導電動 機、４Ａは誘導電動機３の制動時におけるその制動エネルギーを交流電源１に回 生する電力回生装置であり、通常は汎用のインバータ装置２とは独立したケース に収納され、インバータ装置の直流回路部に配線にて接続されている。

【０００３】 インバータ装置２において、５は交流電源１から供給される商用周波数の交流 を直流に変換する変換器としてのダイオードブリッジ、６は平滑用の電解コンデ ンサ、７はインバータブリッジであり、スイッチング素子としてのトランジスタ ７ａと還流用ダイオード７ｂを並列接続したアームを６組組み合せて構成され、 直流入力を交流に逆変換して誘導電動機に所定の電圧および周波数の交流を供給 するように構成されている。

【０００４】 電力回生装置４Ａにおいて、８は電源協調用の電流制限抵抗器、９は交流リア クトル、１０はトランジスタブリッジであり、スイッチング素子としてのトラン ジスタ１０ａと還流ダイオード１０ｂを並列接続したアームを６組組み合せて構 成されている。１１は交流電源１の位相を検出する位相検出回路、１３はインバ ータ装置２が回生状態にあるかどうかを判別する回生状態判別手段、１４は回生 状態判別手段１３の出力に基づいてトランジスタブリッジ１０を制御する制御手 段である。制御手段１４はトランジスタブリッジ１０を変換器として動作させる 場合には、位相検出回路１１の出力に基づいて交流電源１と同期をとってトラン ジスタ１０ａをオンオフさせるので力率はほぼ１になるような位相で回生運転を 行う。３１は瞬時停電検出回路であり、１５はマイコン、１８は表示手段である 。マイコン１５は瞬時停電検出回路３０の出力を受け取り、トランジスタ１０ａ を遮断すべく制御手段１４を制御するとともに、表示手段１８を通してエラー表 示出力する。１６は電流制限抵抗であり、１７はフォトカプラである。この抵抗 １６とフォトカプラ１７によりオープンコレクタとして外部にＩＰＦ信号を取り 出している。なお、マイコン１５はその他にも回生電流の計算、表示をしたり、 その他のエラー表示をする能力を持っている。

【０００５】 瞬時停電検出回路３０において、３１は電流制限用電力抵抗であり、３２は双 方向性フォトカプラである。

【０００６】 １９は、交流電源１とインバータ装置２、電源回生装置４Ａの間に客先にてな んらかの理由で取り付けられる可能性のある（降圧、昇圧などの）トランスであ る。または、インバータ装置２や電源回生装置４Ａ自身に取り付けられる降圧用 トランスを指してもいる。

【０００７】 次に動作について説明する。交流電源１から供給される交流はダイオードブリ ッジ５で直流に変換され、コンデンサ６で平滑にし、インバータブリッジ７で所 定の電圧及び周波数の交流に逆変換し、負荷である誘導電動機３へ供給する。な お、交流電源１からは電力回生装置４Ａを介して、すなわち電源協調抵抗器８、 交流リアクトル９を介してトランジスタブリッジ１０に供給され、トランジスタ ブリッジ１０における還流ダイオード１０ｂにより直流に変換され、インバータ 装置２のコンデンサ６を充電する。即ち、通常のインバータ装置２による誘導電 動機３の運転時においては電力回生装置４Ａのトランジスタブリッジ１０はダイ オードブリッジ５と共に順変換装置として動作する。

【０００８】 一方、交流電動機３からのエネルギーを回生して制動をかける場合にはインバ ータブリッジ７が純変換器として動作し、回生電力はコンデンサ６を充電する。 コンデンサ６の端子電圧が上昇したことを回生判別手段１３により検出してトラ ンジスタブリッジ１０を逆変換器として動作させ、交流電源１に電力を回生する 。この場合、交流リアクトル９はトランジスタブリッジ１０を位相制御する場合 の電流変化率を制限するために用いられる。即ち、交流電源１の急変等による過 電流を防ぐ上で効果がある。また電源協調抵抗器８は電流のピーク値を制限する ために用いられる。

【０００９】 瞬時停電検出回路３０は、正常時は双方向性フォトカプラ３２がオンしており 、マイコン１５にＬｏｗとして入力され正常として認識されている。従って、表 示手段１８には瞬時停電エラーは出力されておらず、外部へのＩＰＦ信号も正常 となる。

【００１０】 瞬時停電が起きると、通常は電源がなくなるので瞬時停電検出回路３０は双方 向性フォトカプラ３２がオフする。したがって、マイコン１５にはＨｉｇｈとし て入力され、トランジスタ１０ｂを遮断すべく制御手段１４を制御し、表示手段 １８、およびＩＰＦ信号もエラー、即ち、異常として出力される。

【００１１】 以上の動作を図４の動作フローにて示している。回生信号がオンである場合、 回生動作が開始される。（ステップ２０、２１）回生信号がオフの場合は電力回 生装置の機能はストップした状態である。回生動作中に瞬時停電が発生すると（ ステップ３３）瞬時停電検出回路はあるもののこれが前述した様に誤動作すると （ステップ３４）、ベース遮断されないため位相検出回路も誤動作し（ステップ ３５）その後瞬時停電が復帰すると（ステップ３６）電源の位相と位相検出回路 の位相が合わなくなり、電力回生装置が破損する恐れがでてくる。（ステップ３ ７）尚、瞬時停電は発生せず、その他のエラーも発生せず回生信号がオフになる と（ステップ２６）回生動作は停止する。（ステップ２７）

【００１２】

【考案が解決しようとする課題】

従来の電力回生装置は以上のように構成されているので、通常の瞬時停電の場 合は問題ないが、回生時に瞬時停電が起きると、瞬時停電検出回路３０が正常に 動作しないことがあるという問題点があった。これは、電源１の部分になんらか の理由でトランス１９が挿入されているとき、また、インバータ装置２自身や電 源回生装置４Ａ自身の入力側に降圧トランスを有しているときで、ある一定量以 上の電力を回生しているときに、瞬時停電が起きると、瞬時停電しているにもか かわらず瞬時停電検出回路３０に回生電流が回り込んで誤検出してしまう。また 、同様に位相検出回路１１にも回生電流が回り込んで正常な位相を検出しない状 態が発生する。つまり、瞬時停電しているにもかかわらず、正常に電源が供給さ れているとみなし、そのままの状態で電源が復帰すると、交流電源１の位相と位 相検出回路１１の位相がずれて、電力回生装置４Ａが破損するという結果にいた ることがあった。

【００１３】 この考案は上記のような問題点を解決するためになされたもので、瞬時停電が おきても、即検知してトランジスタのベース遮断をかけ保護する電力回生操作を 得ることを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】

この考案にかかわる電力回生制御装置は、電源投入後、最初の回生動作時の直 流部の電圧を記憶するとともに、常に直流部の電圧をモニタする機能を備えた装 置である。

【００１５】

【作用】

この考案においては、電力回生装置に電源が投入された後、最初に回生動作が 行われたときの直流部の電圧を記憶しておくとともに、常に直流部の電圧をモニ タしておき、その電圧値が記憶されている値よりある一定値以上高くなると異常 であると判断してトランジスタのベース遮断をかけることができるために電力回 生装置になんの破損もなく安全に機器システムを保護できる。

【００１６】

【実施例】 実施例１． 図１はこの考案の一実施例を示す図である。この図はインバータ装置及び電力 回生装置の構成図であり、上記電力回生装置はその回路部を外付けタイプのケー スに収納させ、インバータ装置に接続されたものである。図中、従来例と同じ符 号で示されたものは従来例と同一もしくは同等なものを示す。

【００１７】 図１において、４は電力回生装置でありこの電力回生装置４において、１２は 直流部の電圧を、マイコン１５に入力可能な電圧値に変換して出力する電圧値変 換手段である。

【００１８】 次に動作について説明する。回生制御方式は図２に示した従来例とまったく同 一であるが、常時、直流部の電圧を電圧値変換手段１２を通してマイコン１５に てモニタする。そして、電源投入後、回生判別手段１３から最初に回生信号が出 力された時の直流部の電圧をマイコン１５に記憶し、この値よりも直流部の電圧 がある一定値以上になると異常であると判断する機能を備えている。

【００１９】 通常、直流部の電圧が上昇すると回生判別手段１３から回生信号が出力され、 制御手段１４により、トランジスタブリッジ１０を動作させ回生エネルギーは交 流電源１に回生される。このため、直流部の電圧は回生が開始される電圧以上に はほとんど上昇しない。ところが、瞬時停電が発生すると返すべき回生エネルギ ーの行場がなくなるため、直流部の電圧は上昇し続ける。この直流電圧の異常な 上昇をマイコン１５にて検出し、即ベース遮断すべく制御手段１４を制御し、表 示手段１８により、またＩＰＦ信号はエラーとして異常出力する。

【００２０】 以上の動作を図２の動作フローにて示している。回生信号がオンである場合回 生動作が開始される。（ステップ２０、２１）この回生動作が回生装置に電源投 入後始めての動作である場合、このときの直流部の電圧がＶ１としてマイコンに 記憶される。（ステップ２２、２３）それ以後、マイコンは常に直流部の電圧を Ｖ２としてモニタし続ける。（ステップ２４）そしてＶ２の値が、Ｖ１に予め設 定されている値△Ｖを加えた値とを比較し、（ステップ２５）Ｖ２の方が大きく なった場合、即座にベース遮断をかけ（ステップ２８）、エラー表示する。（ス テップ２９）その後回生動作は停止する。

【００２１】 以上のように、回生信号がオンしているにもかかわらず母線電圧が異常に上昇 することが検出できるため、瞬時停電時の保護以外にも適用できることは言うま でもない。

【００２２】

【考案の効果】

この考案は、以上説明したとおりマイコンにて直流部の電圧をモニタし母線電 圧の異常な上昇を検出することにより電力回生装置の異常を即発見でき、保護等 の処置ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の一実施例による電力回生装置及びイ
ンバータ装置の構成図である。

【図２】この考案による保護方法の動作フローを示す図
である。

【図３】従来の電力回生装置及びインバータ装置の構成
図である。

【図４】従来の保護方法における動作フローを示す図で
ある。

【符号の説明】

１ 交流電源 ２ インバータ装置 ３ 誘導電動機 ４、４Ａ 電力回生装置 ５ ダイオードブリッジ ６ 電解コンデンサ ７、１０ インバータブリッジ ７ａ、１０ａ トランジスタ ７ｂ、１０ｂ 還流ダイオード ８ 電源協調用の電流制限抵抗器 ９ 交流リアクトル １１ 位相検出回路 １２ 電圧値変換手段 １３ 回生判別手段 １４ トランジスタブリッジ制御手段 １５ マイコン １６ 電流制限抵抗 １７ フォトカプラ １８ 表示手段 １９ トランス ３０ 瞬時停電検出回路 ３１ 電流制限用電力抵抗 ３２ 双方向性フォトカプラ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 交流電力からの入力を直流に変換して出
   力すると共に、上記直流出力側から逆に入力される直流
   を交流に逆変換して上記交流電源に回生可能なようにス
   イッチング素子とダイオードを並列接続したアームをブ
   リッジ構成した回路から成る電力回生装置において、母
   線電圧を常にモニタしておき、母線電圧がある値以上に
   なると遮断信号を出力することを特徴とする電力回生装
   置。