JPH06153511A - コンバータ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 コンバータ装置の運転中に瞬時停電が発生し
た場合において、復電した後に運転を継続して行うこと
ができるようにする。 【構成】 三相交流電源２からの交流をリアクトル３を
介して入力して直流に変換するコンバータ装置におい
て、三相交流電源２の周波数を検出する周波数検出回路
１０を設けると共に、この周波数検出回路１０により検
出した検出周波数信号が基準周波数信号よりも大きいと
きに三相交流電源２が停電したと判断して異常検出信号
を出力する周波数異常検出回路１１を設け、そして、こ
の周波数異常検出回路１１からの異常検出信号を受けて
コンバータ１の変換運転を停止する運転制御回路７を設
けたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、交流電源からの交流電
力を直流電力に変換するコンバータ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種のコンバータ装置は、ＧＴＯサイ
リスタやトランジスタ等の自己消弧形素子と、この素子
に逆並列に設けられたダイオードとを有して構成されて
いる。上記コンバータ装置では、電力の順変換及び逆変
換が可能なＰＷＭ制御方式がよく用いられている。この
ようなＰＷＭ制御方式のコンバータ装置の一例を、図３
に示す。

【０００３】この図３において、コンバータ１は、三相
交流電源２からの交流電力をリアクトル３を介して入力
して直流電力に変換するものであり、トランジスタ及び
これに逆並列に設けられたダイオードを有して成る。上
記コンバータ１の直流出力端子間には、平滑コンデンサ
４と負荷５とが並列に接続されている。

【０００４】また、コンバータ１をドライブ回路６を介
して駆動制御する制御回路７は、三相交流電源２の位相
検出する位相検出回路８からの検出信号、コンバータ１
への入力電流を検出する電流検出器９からの検出信号、
及び、平滑コンデンサ４の端子間電圧ＶDCを検出してそ
の検出信号を受けるようになっている。

【０００５】上記構成の場合、制御回路７は、平滑コン
デンサ４の端子間電圧ＶDCを検出し、位相検出回路８か
らの三相交流電源２に同期した相電圧信号ＶR 、ＶS 、
ＶTに基づいて各相の電流指令を得て、この電流指令と
電流検出器９からの電流検出信号とからＰＷＭ制御信号
を得る。そして、制御回路７は、上記ＰＷＭ制御信号を
ドライブ回路６を介して増幅してコンバータ１へ与える
ことにより、コンバータ１をＰＷＭ制御して駆動するよ
うにしている。尚、制御回路７の制御ブロックの具体的
な構成は、周知であり、例えば特開平２−５１３６０号
公報に記載されている。これにより、コンバータ１は、
リアクトル３を介して三相交流電源２と電力の送給電を
行う。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記従来構成では、制
御回路７の電源を、コンバータ１の電源である三相交流
電源２からとっている。そして、コンバータ１の運転
（動作）中に三相交流電源２に瞬時停電が起こると、コ
ンバータ１は平滑コンデンサ４に蓄積されたエネルギー
で逆に電源として動作して制御回路７へ電源を供給する
ようになることから、瞬時停電が起こっても制御回路７
は動作する。

【０００７】このとき、位相検出回路８は、コンバータ
１から出力される電流の位相即ちＰＷＭ制御の電圧波形
を検出する。従って、運転制御回路７は、ＰＷＭ制御の
電圧波形に対応する相電圧信号ＶR 、ＶS 、ＶT に基づ
いてコンバータ１をＰＷＭ制御するようになり、誤った
制御を行うようになる。

【０００８】そして、このような制御状態で、三相交流
電源２が復電すると、三相交流電源２からコンバータ１
へ供給される交流の位相と、ＰＷＭ制御されるコンバー
タ１の位相とが相違するようになるので、過電流が流れ
て過電流保護装置（図示しない）が動作して、コンバー
タ装置の運転が停止される。このため、図３に示す従来
構成のコンバータ装置では、瞬時停電が発生した後、復
電しても、過電流が流れてコンバータ装置の運転が停止
されるので、復電後に運転を継続することができないと
いう問題点があった。

【０００９】そこで、本発明の目的は、コンバータ装置
の運転中に瞬時停電が発生した場合において、復電した
後に運転を継続して行うことができるコンバータ装置を
提供するにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明のコンバータ装置
は、交流電源からの交流をリアクトルを介して入力して
直流に変換するコンバータ装置において、前記交流電源
と前記リアクトルとの間に設けられ前記交流電源の周波
数を検出する周波数検出手段を備えると共に、この周波
数検出手段により検出された検出周波数が交流電源周波
数よりも大きいときに前記交流電源が停電したと判断し
て変換運転を停止する運転制御手段を備えたところに特
徴を有する。

【００１１】

【作用】上記手段によれば、コンバータ装置の運転中に
交流電源に瞬時停電が起こると、コンバータが逆に電源
として動作するようになる。このとき、コンバータから
出力される電流はＰＷＭ制御された電流であるから、そ
の周波数はＰＷＭ制御のキャリア周波数となり、交流電
源の周波数よりもかなり大きいものである。従って、周
波数検出手段が上記コンバータから出力される電流の周
波数即ちＰＷＭ制御のキャリア周波数を検出する。これ
により、運転制御手段は、上記周波数検出手段により検
出された検出周波数即ちキャリア周波数が交流電源周波
数よりも大きいことから、交流電源が停電したと判断し
て変換運転を停止する。

【００１２】そして、この後、交流電源が復電すると、
運転停止状態で復電して運転が再開されることから、従
来構成とは異なり、交流電源からコンバータへ供給され
る交流の位相とＰＷＭ制御されるコンバータの位相とが
一致するようになり、再開後の運転は継続する。つま
り、瞬時停電が発生した場合、復電後に運転を継続する
ことができるようになる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の一実施例について図１及び図
２を参照しながら説明する。まず、電気的構成を示す図
１において、従来構成を示す図３と同一部分には同一符
号を付している。即ち、コンバータ１は、三相交流電源
２からの交流をリアクトル３を介して入力して直流に変
換する。コンバータ１の直流出力端子間には、平滑コン
デンサ４と負荷５とが並列に接続されている。上記コン
バータ１は、ドライブ回路６を介して制御回路７により
駆動制御される。そして、制御回路７は、位相検出回路
８及び電流検出器９からの各検出信号を受けると共に、
平滑コンデンサ４の端子間電圧ＶDCを検出して、その検
出信号を受ける構成となっている。

【００１４】さて、三相交流電源２とリアクトル３との
間の中間接続点には、周波数検出手段である周波数検出
回路１０が接続されており、もって、周波数検出回路１
０が三相交流電源２とリアクトル３との間に設けられて
いる。この周波数検出回路１０は、三相交流電源２から
出力される交流（三相交流電源２とリアクトル３との間
に流れる交流）の周波数を検出して、周波数の大きさに
対応するレベルの周波数検出信号を出力するように構成
されている。

【００１５】上記周波数検出回路１０から出力される周
波数検出信号は、周波数異常検出回路１１へ与えられ
る。この周波数異常検出回路１１は、周波数検出回路１
０により検出した検出周波数が三相交流電源２の周波数
よりも大きいか否かを判断するものである。具体的に
は、周波数異常検出回路１１は、周波数検出回路１０に
より検出した周波数検出信号と、予め設定された基準周
波数信号とを比較し、周波数検出信号のレベルが基準周
波数信号のレベルよりも大きいときに周波数異常である
と（即ち三相交流電源２が停電したと）判断し、異常検
出信号（即ち停電検出信号）を出力するようになってい
る。ここで、上記基準周波数信号は、三相交流電源２の
周波数よりも大きいものであってコンバータ１のＰＷＭ
制御のキャリヤ周波数よりも小さい周波数の大きさに対
応するレベルの信号である。

【００１６】また、上記周波数異常検出回路１１から出
力される異常検出信号は、制御回路７へ与えられるよう
になっている。この制御回路７は、上記異常検出信号を
受けてコンバータ１の変換運転を停止するようになって
いる。そして、制御回路７は、三相交流電源２が復電す
ると、運転停止状態で復電することから、周波数異常検
出回路１１から異常検出信号が出力されなくなり、位相
検出回路８から出力される検出信号に基づいてコンバー
タ１の変換運転を再開する構成となっている。この場
合、周波数異常検出回路１１と制御回路７とから、運転
制御手段１２が構成されている。

【００１７】次に、上記構成の作用を図２も参照して説
明する。三相交流電源２が正常な場合（停電していない
場合）には、制御回路７は、平滑コンデンサ４の端子間
電圧ＶDCを検出し、位相検出回路８から出力される検出
信号即ち三相交流電源２に同期した相電圧信号ＶR 、Ｖ
S 、ＶT に基づいて各相の電流指令を得て、この電流指
令と電流検出器９からの電流検出信号とからＰＷＭ制御
信号を得る。そして、制御回路７は、上記ＰＷＭ制御信
号をドライブ回路６を介して増幅してコンバータ１へ与
えることにより、コンバータ１をＰＷＭ制御して駆動制
御している。これにより、コンバータ１は、三相交流電
源２からの交流を直流に変換して、該直流電力を負荷５
へ供給している。

【００１８】尚、上記したように三相交流電源２が正常
な場合は、周波数検出回路１０が三相交流電源２の周波
数を検出することから、該周波数検出回路１０から出力
される周波数検出信号は、基準周波数信号よりもレベル
が小さい。このため、周波数異常検出回路１１は、異常
検出信号を出力しない。

【００１９】さて、図２（ａ）に示すように、時刻ｔ１
において例えば瞬時停電が発生したとすると、コンバー
タ１は平滑コンデンサ４に蓄積されたエネルギーで逆に
電源として動作して制御回路７へ電源を供給するように
なり、瞬時停電が起こっても制御回路７は動作する。こ
の場合、コンバータ１から出力されて三相交流電源２側
への電源ラインに供給される電流は、ＰＷＭ制御された
電流であり、その周波数はＰＷＭ制御のキャリア周波数
となる。尚、図２（ａ）に、上記電流の電圧波形即ちＰ
ＷＭ電圧波形を示す。

【００２０】従って、周波数検出回路１０が上記コンバ
ータ１から出力される電流の周波数即ちＰＷＭ制御のキ
ャリア周波数を検出する。これにより、運転制御手段１
２の周波数異常検出回路１１は、図２（ｂ）に示すよう
に、上記周波数検出回路１０により検出した検出周波数
即ちキャリア周波数が基準周波数信号よりも大きい（交
流電源周波数よりも大きい）ことから、異常検出信号を
運転制御手段１２の制御回路７へ与える。この制御回路
７は、上記異常検出信号を受けて、三相交流電源２が停
電したと判断し、図２（ａ）に示すように、時刻ｔ２で
コンバータ１の変換運転を停止する。

【００２１】そして、この後、図２（ａ）に示すよう
に、時刻ｔ３において三相交流電源２が復電すると、制
御回路７によりコンバータ１の運転が再開される。この
場合、運転停止状態で復電して運転が再開されることか
ら、従来構成（図３参照）とは異なり、三相交流電源２
からコンバータ１へ供給される交流の位相とＰＷＭ制御
されるコンバータ１の位相とが正確に一致するようにな
り、再開後の運転は継続するようになる。つまり、瞬時
停電が発生した場合には、復電後に運転を継続すること
ができるようになる。

【００２２】尚、上記実施例では、運転制御手段１２を
周波数異常検出回路１１と制御回路７とから構成した
が、これに限られるものではなく、例えばワンチップ形
のマイクロコンピュータにより構成しても良い。

【００２３】

【発明の効果】本発明は以上の説明から明らかなよう
に、交流電源の周波数を検出する周波数検出手段を備え
ると共に、この周波数検出手段により検出された検出周
波数が交流電源周波数よりも大きいときに交流電源が停
電したと判断して変換運転を停止する運転制御手段を備
える構成としたので、瞬時停電が発生した場合、直ちに
運転が停止され、そして、復電後に運転を継続すること
ができるという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す電気回路図

【図２】タイムチャート

【図３】従来構成を示す図１相当図

【符号の説明】

１はコンバータ、２は三相交流電源、３はリアクトル、
４は平滑コンデンサ、５は負荷、７は制御回路、８は位
相検出回路、１０は周波数検出回路（周波数検出手
段）、１１は周波数異常検出回路、１２は運転制御手段
を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 交流電源からの交流をリアクトルを介し
   て入力して直流に変換するコンバータ装置において、 前記交流電源と前記リアクトルとの間に設けられ前記交
   流電源の周波数を検出する周波数検出手段と、 この周波数検出手段により検出された検出周波数が交流
   電源周波数よりも大きいときに、前記交流電源が停電し
   たと判断して変換運転を停止する運転制御手段とを備え
   たことを特徴とするコンバータ装置。