JPH07322643A - 電力回生装置用電源瞬停検知回路 - Google Patents

電力回生装置用電源瞬停検知回路

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JPH07322643A
JPH07322643A JP6115800A JP11580094A JPH07322643A JP H07322643 A JPH07322643 A JP H07322643A JP 6115800 A JP6115800 A JP 6115800A JP 11580094 A JP11580094 A JP 11580094A JP H07322643 A JPH07322643 A JP H07322643A
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JP
Japan
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power
signal
pulse width
pulse
semiconductor switch
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JP6115800A
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English (en)
Inventor
Hisakazu Yokose
久和 横瀬
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Fuji Electric Co Ltd
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Fuji Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】誘導電動機を負荷とするインバータ装置と対を
なして動作する電力回生装置に関し、交流電源の瞬停回
復時における電源短絡の発生を防止する。 【構成】交流電源の瞬停検知回路部21を、カウンタ2
11と基準パルスの発振器212とを基本要素とし、前
記カウンタの入力経路に設けた論理反転素子NOTを含
めて構成し、電力回生装置の主回路を構成する各スイッ
チングトランジスタに対するオン/オフ指令信号STI
パルス幅を、この信号の印加時点からカウントされたク
ロックパルス信号SCLのパルス数積算時間によりモニタ
し、このパルス数積算時間が前記信号STIの継続期間内
においてその設定時間T以上となった時点において信号
TOを出力し、この信号STOを以て前記電力回生装置に
対する動作停止指令信号となす。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、誘導電動機を駆動制
御するインバータ装置の直流中間回路に直流電力として
回生された前記電動機の減速分回転エネルギを交流電力
に再変換し、前記インバータ装置の交流電源側へ返還す
る電力回生装置をその保護対象となす電源瞬停検知回路
に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種電力回生装置に対するイン
バータ電源瞬時停電時の保護は、その出力電流異常等の
出力側異常状態を検出する異常検出手段からの指令信号
を受け前記電力回生装置の動作停止を行うものが知られ
ている。因みに、図4はインバータ装置と電力回生装置
とから成る誘導電動機駆動系の回路図の例示である。
【0003】図4において1はインバータ装置、3は誘
導電動機、10は電力回生装置である。なおSF は、外
部設置の図示されていない異常検出手段からの電力回生
装置10に対する動作停止指令信号である。ここに、電
力回生装置10は、インバータ装置1における直流中間
回路の電圧を入力としてこれを前記インバータ装置の三
相電源の電圧に同期した交流電圧に変換することによ
り、前記直流中間回路へ直流電力として回生された誘導
電動機3の減速分回転エネルギを交流電力に再変換しリ
アクトルL1,2,3 を経由して前記三相電源へ返還す
る如く機能するものであり、スイッチングトランジスタ
1 〜T6 と、これらの各トランジスタに逆極性にて並
列接続されたダイオードD1 〜D6 とを各相のアーム要
素として三相ブリッジに構成した主変換回路と、インバ
ータ装置1の三相電源電圧に同期して前記各トランジス
タに対するオン/オフ指令信号を出力する同期信号回路
部22と、図示していない制御電源部等とから構成され
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】前記の如き電力回生装
置において、その電力回生動作中に前記三相電源に停電
が発生すれば、この停電発生時点以後、前記三相電源の
電圧は前記電力回生装置からの返還電力の大きさと電源
系残留電圧とに従い時間的に減衰するものとなり、これ
に伴い、前記三相電源電圧を基準としこれに同期したも
のとして形成される前記各トランジジスタに対するオン
/オフ指令信号のパルス幅は増大する。
【0005】同時に、前記電力回生装置の制御電圧は、
その電源入力が主回路入力源でもある前記インバータ装
置の直流中間回路より供給されるため、前記の如き三相
電源系への電力返還の進行と共に時間的に減衰するもの
となる。従って、時間の経過と共に、前記制御電圧によ
る前記指令信号の演算制御は不正確且つ不安定なものと
なる。
【0006】続いて、前記の停電が復電すれば、この復
電時点において、前記電力回生装置により充電された減
衰状態の三相電源電圧に対し正規の三相電源電圧が重畳
されることになるが、前記停電の継続時間如何によって
は前記制御電圧の減衰に起因して、前記各トランジジス
タに対するオン/オフ指令信号の形成相順と前記三相電
源の各相電圧の大小関係とが正常な対応をなしているか
否かは不確定となり、もし異常な対応関係にあれば、前
記電力回生装置の主回路における2相間のダイオードと
スイッチングトランジスタとを直列経由する短絡経路が
形成され、電源復電後の正規電圧による電源短絡が発生
し、短絡電流通電素子が過電流破壊する危険がある。
【0007】なお、前記停電は、前記インバータ装置の
負荷をなす誘導電動機の減速分回転エネルギがその返還
先である停電中の前記三相電源系の電圧を、その定格値
近辺に保持し得る程度の短時間を対象とし、以下これを
瞬停と略称する。因みに図5は、前記三相電源瞬停時の
図4回路各部における動作波形を示すものであり、また
図6は、図5に示す状態における電源短絡電流の通電経
路を示すものである。
【0008】図5において、VR,S,T は前記三相電
源のR,S,T各相の正規電圧であり、VRF, SF,
TFは前記瞬停時の前記R,S,T各相の電圧であり前記
電力回生装置による充電電圧でもある。また、STI1,
TI2,TI3 は、前記各相電圧VR,S,T 或いはVRF,
SF,TFに同期した信号として同期信号回路部22に
おいて形成された前記各トランジスタT1,2,3 に対
するオン/オフ指令信号である。
【0009】なお図5は、前記の各相電圧VRF, SF,
TFそれぞれの振幅に関し時間的な減衰が顕著でない短
時間内の状態を示すものとし、前記のオン/オフ指令信
号のパルス幅に関してはその正常時の値に比して大とな
して模擬的に示している。また、前記オン/オフ指令信
号の発生相順に関しては、前記瞬停の復電以前はR相→
S相→T相の順に正常に循環し、瞬停復電以降は、前記
各相電圧VR,S,T の大小順序と異なったものとなる
場合を例示している。
【0010】次に図6は、図5に示す状態に対応して電
源短絡経路が形成される模様を示すものであり、三相電
源のR相→リアクトルL1 →ダイオードD1 →トランジ
スタT2 →リアクトルL2 →三相電源のS相の如く電源
短絡電流が環流する状態を示す。この短絡電流によりそ
の通電経路にあるダイオードD1 とトランジスタT2
は過電流破壊されるおそれがある。
【0011】上記に鑑みこの発明は、誘導電動機を駆動
制御するインバータ装置と対をなして動作し、前記誘導
電動機の減速分回転エネルギを交流電力に変換して前記
インバータ装置の交流電源側へ返還する電力回生装置の
保護に関し、前記交流電源の瞬停時において、前記電力
回生装置の主回路を経由する交流電源短絡経路の形成を
防止し得る如く、前記主回路を構成する半導体スイッチ
に対するオフ指令信号を出力する電源瞬停検知回路の提
供を目的とするものである。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明の電力回生装置用電源瞬停検知回路におい
て、 1)請求項1の発明は、逆極性に並列接続されたダイオ
ードを有する自己消弧形の半導体スイッチを各相のアー
ム要素としブリッジ構成された主回路と、インバータ装
置の交流電源電圧に同期して形成された前記各半導体ス
イッチ駆動用の信号を出力する同期信号回路等とから成
り、前記インバータ装置の直流中間電圧を入力としてこ
れを前記半導体スイッチ駆動用信号に従い交流電圧に変
換し、この電圧変換による交流電力をリアクトル等を経
由して前記インバータ装置の交流電源側に返還する電力
回生装置をその制御対象となすものであって、前記半導
体スイッチ駆動用信号のパルス幅測定機能と、このパル
ス幅の測定値とその設定値との比較機能とを有するパル
ス幅判定手段を備えて成り、前記パルス幅の測定値がそ
の設定値以上となった場合に出力される前記パルス幅判
定手段の出力信号を以て前記各半導体スイッチに対する
オフ指令信号となすものとする。
【0013】2)請求項2の発明は、請求項1の電力回
生装置用電源瞬停検知回路において、前記パルス幅判定
手段は、基準パルス発振器と、この発振器による基準パ
ルスと前記半導体スイッチ駆動用信号とを入力とするパ
ルスカウンタとから成り、基準パルス数のカウントによ
り測定された前記半導体スイッチ駆動用信号のパルス幅
測定値がその設定値以上となった場合に所要の信号を出
力するものとする。
【0014】
【作用】インバータ装置と、その負荷誘導電動機の減速
回転エネルギを交流電力に変換して前記インバータ装置
の三相交流電源へ返還する電力回生装置とから成る誘導
電動機駆動制御系において、電力回生動作中に前記三相
電源に瞬停が発生すれば、この瞬停発生時点以後、前述
の如く、前記三相電源の電圧は時間的に減衰し、この電
源電圧を基準としこれと同期したものとして形成される
前記電力回生装置主回路半導体スイッチに対するオン/
オフ指令信号のパルス幅も増大する。
【0015】また、前記電力回生装置の制御電源電圧
も、前記電源系への電力返還の進行と共に時間的に減衰
するものとなり、前記制御電圧に依存する各種制御も不
安定なものとなる。即ち、前記オン/オフ指令信号のパ
ルス幅は、前記の三相電源電圧と制御電圧両者の減衰度
合いと連動するものとなり、その過度の増大は、前記誘
導電動機の減速分回転エネルギの前記三相電源系への返
還が進行し、エネルギ残量と制御性の両面より前記電力
回生装置による電力返還動作のそれ以上の続行が不能で
ある状態を示すものとなる。
【0016】上記に従いこの発明の電源瞬停検知回路
は、前記オン/オフ指令信号のパルス幅の増大度合いか
ら、前記電力回生装置の電力返還動作の続行の可否を決
定するものであり、 1)請求項1による如く、前記指令信号のパルス幅測定
機能と、このパルス幅の測定値とその設定値との比較機
能とを有するパルス幅の判定手段を設け、前記パルス幅
の測定値がその設定値以上となった場合に出力される前
記パルス幅判定手段の出力信号により前記電力回生装置
の運転を停止させるものである。
【0017】2)請求項2による如く、請求項1に記載
のパルス幅判定手段は、基準パルス発振器と、この発振
器による基準パルスと前記の指令信号とを入力とするパ
ルスカウンタとから成り、基準パルス数のカウントによ
り測定された前記指令信号のパルス幅の測定値がその設
定値以上となった場合に前記電力回生装置の運転停止指
令信号を出力するものである。
【0018】
【実施例】以下この発明の実施例を図1,図2,図3の
各図により説明する。先ず図3は、インバータ装置と電
力回生装置とから成る誘導電動機駆動系回路図の例示で
あり、従来技術の実施例を示す図4に対し瞬停検知回路
部21を加えたものである。なお図3においては、図4
の場合と同一機能の構成要素に対しては同一の表示符号
を付している。
【0019】次に、図1は瞬停検知回路部21の回路図
である。図1に示す如く、瞬停検知回路部21は、カウ
ンタ211と発振器212とを基本要素となし、カウン
タ211の入力経路に設けられた論理素子NOTを含め
て構成されており、入力信号STIのパルス幅をモニタ
し、そのモニタ結果を信号STOとして出力するものであ
る。
【0020】ここに、前記の入力信号STIは、前記三相
電源におけるR,S,Tの各相電圧に同期した信号とし
て前記の同期信号回路部22により形成され、電力回生
装置2の主回路を構成するスイッチングトランジスタT
1 〜T6 に対するオン/オフ指令信号である。また、S
TMは信号STIの反転信号、SCLは発振器212からのク
ロックパルス信号であり、前記信号STOと共に、それぞ
れカウンタ211のRESET,CLOCK,OUTP
UTの各端子に入出力される。
【0021】なお、カウンタ211の授受信号の極性条
件如何によっては、前記信号STIの反転は不要となり、
従って前記素子NOTも不要となる。次に図2は、図1
に示す瞬停検知回路部21の各部動作波形図であり、前
記のパルス幅モニタ状態を示すものである。図示の如
く、瞬停検知回路部21は、信号STIの印加時点からカ
ウントされたクロックパルス信号SCLのパルス数積算時
間が前記信号STIの継続期間内においてその設定時間T
以上となった時点において信号STOを出力するものであ
り、この信号STOを以て電力回生装置2の動作停止指令
信号となすものである。
【0022】ここに前記の設定時間Tは、電力回生装置
2による誘導電動機3の減速分回転エネルギの前記三相
電源系への電力返還動作をそれ以上続行することが不能
であると見做される状態における前記信号STIのパルス
幅に対応する時間である。例えば、カウンタ211を1
2ビットのカウンタとし、発振器212の出力するクロ
ックパルス信号SCLの周波数を16MHZ とし、前記設
定時間Tに対応するパルス積算数を2048個(2
11個)とすれば、前記設定時間Tは、 T=2048個/(16×106 個/秒)=128μ秒 となる。
【0023】前記の如く決定された信号STOによる電力
回生装置2の動作停止により、前記三相電源に発生した
瞬停の復電時点における三相電源短絡の危険を回避する
ことができる。
【0024】
【発明の効果】この発明によれば、誘導電動機を負荷と
して可変速制御するインバータ装置と対をなして動作
し、前記誘導電動機の減速分回転エネルギを交流電力に
変換して前記インバータ装置の交流電源側へ返還する電
力回生装置をその保護対象となす電力回生装置用電源瞬
停検知回路に関し、請求項1による如く、前記インバー
タ装置の交流電源電圧に同期して形成された電力回生装
置主回路スイッチング素子駆動用信号のパルス幅測定機
能と、このパルス幅の測定値とその設定値との比較機能
と、を有するパルス幅判定手段を備えて成り、前記パル
ス幅の測定値がその設定値以上となった場合に出力され
る前記のパルス幅判定手段の出力信号を以て前記電力回
生装置主回路の各スイッチング素子に対するオフ指令信
号となすことにより、また請求項2による如く、前記パ
ルス幅判定手段を、基準パルス発振器と、この発振器に
よる基準パルスと前記の素子駆動用信号とを入力とする
パルスカウンタとから構成し、基準パルス数のカウント
により測定された前記素子駆動用信号のパルス幅測定値
がその設定値以上となった場合に前記のオフ指令信号を
出力するものとなすことにより、前記誘導電動機減速分
回転エネルギの前記交流電源系への返還が進行し、エネ
ルギ残量と制御性の両面より前記電力回生装置による電
力返還動作のそれ以上の続行が不能である状態を検知し
てこの回生装置の動作停止をなし、前記交流電源に発生
した瞬停の復電時における交流電源短絡の危険性を簡易
且つ確実に回避することができ、前記のインバータ装置
と対をなして運転される電力回生系の運転信頼性の向上
を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例を示す瞬停検知回路部の回路
【図2】図1に示す瞬停検知回路部の各部動作波形図
【図3】この発明の実施例を示す誘導電動機駆動系回路
【図4】従来技術の実施例を示す誘導電動機駆動系回路
【図5】図4に示す誘導電動機駆動系回路の各部動作波
形図
【図6】図5に対応する電源短絡経路を示す誘導電動機
駆動系回路図
【符号の説明】
1 インバータ装置 2 電力回生装置 3 誘導電動機 10 電力回生装置 21 瞬停検知回路部 22 同期信号回路部 211 カウンタ 212 (基準パルス)発振器 D ダイオード(D1 〜D6 ) NOT 反転論理素子 T スイッチングトランジスタ(T1 〜T6

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】逆極性に並列接続されたダイオードを有す
    る自己消弧形半導体スイッチを各相アーム要素としブリ
    ッジ構成された主回路と、インバータ装置の交流電源電
    圧に同期して形成された前記各半導体スイッチ駆動用の
    信号を出力する同期信号回路等とから成り、前記インバ
    ータ装置の直流中間電圧を入力としてこれを前記半導体
    スイッチ駆動用信号に従い交流電圧に変換し、この電圧
    変換による交流電力をリアクトル等を経由して前記イン
    バータ装置の交流電源側に返還する電力回生装置をその
    制御対象となすものであって、前記半導体スイッチ駆動
    用信号のパルス幅測定機能と、このパルス幅の測定値と
    その設定値との比較機能とを有するパルス幅判定手段を
    備えて成り、前記パルス幅の測定値がその設定値以上と
    なった場合に出力される前記パルス幅判定手段の出力信
    号を以て前記各半導体スイッチに対するオフ指令信号と
    なすことを特徴とする電力回生装置用電源瞬停検知回
    路。
  2. 【請求項2】請求項1に記載の電力回生装置用電源瞬停
    検知回路において、前記パルス幅判定手段は、基準パル
    ス発振器と、この発振器による基準パルスと前記半導体
    スイッチ駆動用信号とを入力とするパルスカウンタとか
    ら成り、基準パルス数のカウントにより測定された前記
    半導体スイッチ駆動用信号のパルス幅の測定値がその設
    定値以上となった場合に所要の信号を出力するものであ
    ることを特徴とする電力回生装置用電源瞬停検知回路。
JP6115800A 1994-05-30 1994-05-30 電力回生装置用電源瞬停検知回路 Pending JPH07322643A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006136507A2 (de) * 2005-06-20 2006-12-28 Siemens Vdo Automotive Ag Verfahren und anordnung zur überwachung von signalen

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