JPH0793788B2 - 電力変換装置 - Google Patents
電力変換装置Info
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- JPH0793788B2 JPH0793788B2 JP60067046A JP6704685A JPH0793788B2 JP H0793788 B2 JPH0793788 B2 JP H0793788B2 JP 60067046 A JP60067046 A JP 60067046A JP 6704685 A JP6704685 A JP 6704685A JP H0793788 B2 JPH0793788 B2 JP H0793788B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は複数個の単位電力変換器を並列運転して、電力
変換を行なう電力変換装置の保護の信頼性を向上させる
ことができる電力変換装置に関するものである。
変換を行なう電力変換装置の保護の信頼性を向上させる
ことができる電力変換装置に関するものである。
本発明が適用される電力変換装置としては、整流装置、
インバータ装置、サイリスタモータドライブ装置など種
々のものがあるが、ここではインバータ装置を例にとり
説明する。従来例は東芝レビュー39巻５号P461〜469な
どに示されている。
インバータ装置、サイリスタモータドライブ装置など種
々のものがあるが、ここではインバータ装置を例にとり
説明する。従来例は東芝レビュー39巻５号P461〜469な
どに示されている。
第３図に従来のインバータ装置の例を示す。このインバ
ータ装置は12パルス方式の構成で、単位インバータ回路
を並列運転するものである。この図において、11は入力
交流電源、12は入力変圧器、131と132は整流器、141と1
42は直流リアクトル、151と152はインバータ、16は電動
機、17は制御回路、181と182は整流器131と132のパルス
増幅器、191と192はインバータ151と152のパルス増幅器
である。
ータ装置は12パルス方式の構成で、単位インバータ回路
を並列運転するものである。この図において、11は入力
交流電源、12は入力変圧器、131と132は整流器、141と1
42は直流リアクトル、151と152はインバータ、16は電動
機、17は制御回路、181と182は整流器131と132のパルス
増幅器、191と192はインバータ151と152のパルス増幅器
である。
第３図において、入力交流電源11の交流電力は入力変圧
器12を介して整流器131と132により直流電力に変換さ
れ、この直流電力を直流リアクトル141と142で平滑化し
た後、インバータ151と152で交流電力に逆変換する。こ
の逆変換した交流電力を電動機16に供給し、電動機16の
回転数を制御するが、この制御は制御回路17によって行
なわれる。制御回路17より出力される制御信号はパルス
増幅器181,182,191,192を介して、整流器131,132やイン
バータ151,152に供給される。
器12を介して整流器131と132により直流電力に変換さ
れ、この直流電力を直流リアクトル141と142で平滑化し
た後、インバータ151と152で交流電力に逆変換する。こ
の逆変換した交流電力を電動機16に供給し、電動機16の
回転数を制御するが、この制御は制御回路17によって行
なわれる。制御回路17より出力される制御信号はパルス
増幅器181,182,191,192を介して、整流器131,132やイン
バータ151,152に供給される。
第３図に示す従来のインバータ装置の詳細な動作原理は
公知であるため詳述をさけるが、これらの保護方式につ
いて、従来の問題点を以下述べる。第３図に示す従来の
インバータ装置は種々の故障に対する保護が実施されて
おり、それぞれの事故は最終的に過電流や過負荷として
検出、保護されている。一般に過電流となる事故は速や
かに保護停止されるが、過負荷となる事故は一般に所定
時間後（例えば30秒〜60秒後）にしか検出されず、しか
も駆動する電動機16の負荷条件によっては、故障が発生
しているにもかかわらず検出できないケースも発生する
ことがある。
公知であるため詳述をさけるが、これらの保護方式につ
いて、従来の問題点を以下述べる。第３図に示す従来の
インバータ装置は種々の故障に対する保護が実施されて
おり、それぞれの事故は最終的に過電流や過負荷として
検出、保護されている。一般に過電流となる事故は速や
かに保護停止されるが、過負荷となる事故は一般に所定
時間後（例えば30秒〜60秒後）にしか検出されず、しか
も駆動する電動機16の負荷条件によっては、故障が発生
しているにもかかわらず検出できないケースも発生する
ことがある。
この例としては、第３図において、パルス増幅器181,18
2,191,192の断線や整流器131,132のサイリスタゲート回
路の断線などが発生した時、電動機16の出力kWが50％以
下でよければ過負荷検出できず、運転を継続してしま
う。従ってこの状態より負荷が増加するまで保護がされ
ず、システム保護が遅れてしまう問題点があった。この
例としては、従来の保護方式を採用したインバータ装置
によってボイラの給水ポンプなどボイラ補機を駆動すれ
ば、前記のような事故時に保護が不充分で、保護回路が
動作した時点ではボイラの水不足、失火などシステムの
重大事故に発展する危険性があった。
2,191,192の断線や整流器131,132のサイリスタゲート回
路の断線などが発生した時、電動機16の出力kWが50％以
下でよければ過負荷検出できず、運転を継続してしま
う。従ってこの状態より負荷が増加するまで保護がされ
ず、システム保護が遅れてしまう問題点があった。この
例としては、従来の保護方式を採用したインバータ装置
によってボイラの給水ポンプなどボイラ補機を駆動すれ
ば、前記のような事故時に保護が不充分で、保護回路が
動作した時点ではボイラの水不足、失火などシステムの
重大事故に発展する危険性があった。
例えば、給水ポンプの回転数ｎを変化させて運転する
と、このときの入力トルクＴ、入力電力Ｐは、 Ｔ∝n2 Ｐ∝n3 に示す関係に従って変化する。
と、このときの入力トルクＴ、入力電力Ｐは、 Ｔ∝n2 Ｐ∝n3 に示す関係に従って変化する。
従って、給水ポンプを駆動する電動機とその電力変換装
置の出力電圧Ｖと出力電流Ｉは、 Ｉ∝n2 となる。なお、入力電力Ｐ＝kVIにより、Ｖ≒Knと制御
する。
置の出力電圧Ｖと出力電流Ｉは、 Ｉ∝n2 となる。なお、入力電力Ｐ＝kVIにより、Ｖ≒Knと制御
する。
これにより、給水ポンプの回転数が変化すると、電力変
換装置の出力電流Ｉも回転数ｎの２乗に比例して大きく
変化することになり、このことは既知である。
換装置の出力電流Ｉも回転数ｎの２乗に比例して大きく
変化することになり、このことは既知である。
第３図に示すように２組の単位電力変換器を用いた装置
の場合、給水ポンプに用いる電動機16の回転数ｎが70％
以下になると、電力変換装置の出力電流Ｉは２分の１
（n2＝0.72→49％）でよい。
の場合、給水ポンプに用いる電動機16の回転数ｎが70％
以下になると、電力変換装置の出力電流Ｉは２分の１
（n2＝0.72→49％）でよい。
ところが、一方の単位電力変換器において電流を流せな
いような故障が発生し、この故障が保護検出器で検出で
きない故障であれば、電力変換装置は他方の単位電力変
換器のみによって電力供給して運転を継続することにな
る。
いような故障が発生し、この故障が保護検出器で検出で
きない故障であれば、電力変換装置は他方の単位電力変
換器のみによって電力供給して運転を継続することにな
る。
従って、このような場合、本来であれば電力変換装置を
保護検出する必要があるのに、保護検出器では過負荷や
過電流を判別できず、給水ポンプの電動機はＩ∝n2の関
係に従って駆動してシステムの重大事故に発展する虞が
ある。
保護検出する必要があるのに、保護検出器では過負荷や
過電流を判別できず、給水ポンプの電動機はＩ∝n2の関
係に従って駆動してシステムの重大事故に発展する虞が
ある。
他方前記する回路構成要素の断線などの事故は、個々の
回路構成要素に検出回路を設ければ、検出することは技
術的に可能であるが、非常に多数の検出回路を必要と
し、装置の構成や経済性の面で実用化が困難であった。
回路構成要素に検出回路を設ければ、検出することは技
術的に可能であるが、非常に多数の検出回路を必要と
し、装置の構成や経済性の面で実用化が困難であった。
本発明は前記の従来の欠点に鑑みてなされたもので、各
回路構成要素の断線や不動作などの内部故障を簡単な検
出回路で保護できる信頼性の高い電力変換装置を提供す
ることを目的としている。
回路構成要素の断線や不動作などの内部故障を簡単な検
出回路で保護できる信頼性の高い電力変換装置を提供す
ることを目的としている。
本発明は、上記目的を達成するために各単位インバータ
回路にそれぞれ設けられた各電流検出器により各単位イ
ンバータ回路に流れてポンプの電動機に供給する各電流
をそれぞれ検出し、これら検出電気信号を受けて各単位
インバータ回路に流れる各電流差が許容値を越えたと判
別されると、差電流検出器により制御回路を停止させて
各整流器及び各インバータの全てを保護停止させ、これ
ら整流器及びインバータのいずれかに発生した断線や不
動作などの内部故障に対して保護するもので、この装置
を採用することにより簡単な検出回路で信頼性の高い保
護ができる電力変換装置を提供することができる。
回路にそれぞれ設けられた各電流検出器により各単位イ
ンバータ回路に流れてポンプの電動機に供給する各電流
をそれぞれ検出し、これら検出電気信号を受けて各単位
インバータ回路に流れる各電流差が許容値を越えたと判
別されると、差電流検出器により制御回路を停止させて
各整流器及び各インバータの全てを保護停止させ、これ
ら整流器及びインバータのいずれかに発生した断線や不
動作などの内部故障に対して保護するもので、この装置
を採用することにより簡単な検出回路で信頼性の高い保
護ができる電力変換装置を提供することができる。
本発明の実施例を第１図に示す。この図において、前述
の第３図と同一番号を付した各回路構成要素は同一機能
の回路構成要素であり、説明を省く。201と202は電流検
出器、21は差電流検出器である。
の第３図と同一番号を付した各回路構成要素は同一機能
の回路構成要素であり、説明を省く。201と202は電流検
出器、21は差電流検出器である。
第１図において、電流検出器201は入力変圧器12より整
流器131、直流リアクトル141、インバータ151を介して
電動機16に、また電流検出器202は同様に整流器132、直
流リアクトル142、インバータ152を介して電動機16に供
給する電流を検出しており、入力変圧器12より電動機16
までのそれぞれの電流ルートで、パルス増幅器181,182,
191,192の断線や、整流器131,132のサイリスタの不動作
などの内部故障が発生すれば、電流検出器201と202の検
出する検出電気信号に差を生じることになる。
流器131、直流リアクトル141、インバータ151を介して
電動機16に、また電流検出器202は同様に整流器132、直
流リアクトル142、インバータ152を介して電動機16に供
給する電流を検出しており、入力変圧器12より電動機16
までのそれぞれの電流ルートで、パルス増幅器181,182,
191,192の断線や、整流器131,132のサイリスタの不動作
などの内部故障が発生すれば、電流検出器201と202の検
出する検出電気信号に差を生じることになる。
この検出電気信号の差が発生した時、差電流検出器21で
許容値を越える（所定値以上の）検出電気信号の差かど
うかを判別し、保護を行なう。この様子を第２図を用い
て説明する。
許容値を越える（所定値以上の）検出電気信号の差かど
うかを判別し、保護を行なう。この様子を第２図を用い
て説明する。
第２図において、（ａ）は整流器131の出力電流、
（ｂ）は整流器132の出力電流、（ｃ）は差電流検出器2
1の検出信号を示す。時刻t1以前には電流検出器201と20
2が検出する検出電気信号は、整流器131と132の電流バ
ランス上許容される電流差しか信号差がないが、時刻t1
の直前に整流器132またはインバータ152が不動作となる
ような内部故障が発生すれば、第２図（ｂ）に図示する
ように整流器132の出力電流は急激に減少する。このよ
うな不動作要因としては、主回路の断線や制御信号の断
線、回路構成要素そのものの故障による不動作などがあ
る。時刻t1において、電流検出器201と202の検出電気信
号の差が所定値以上となると、差電流検出器21が第２図
（ｃ）に示す如く検出信号を出力し、制御回路17を停止
させて、時刻t2で全ての単位電力変換器、つまり整流器
131、132、インバータ151、152を停止させてインバータ
装置を保護停止させることができる。
（ｂ）は整流器132の出力電流、（ｃ）は差電流検出器2
1の検出信号を示す。時刻t1以前には電流検出器201と20
2が検出する検出電気信号は、整流器131と132の電流バ
ランス上許容される電流差しか信号差がないが、時刻t1
の直前に整流器132またはインバータ152が不動作となる
ような内部故障が発生すれば、第２図（ｂ）に図示する
ように整流器132の出力電流は急激に減少する。このよ
うな不動作要因としては、主回路の断線や制御信号の断
線、回路構成要素そのものの故障による不動作などがあ
る。時刻t1において、電流検出器201と202の検出電気信
号の差が所定値以上となると、差電流検出器21が第２図
（ｃ）に示す如く検出信号を出力し、制御回路17を停止
させて、時刻t2で全ての単位電力変換器、つまり整流器
131、132、インバータ151、152を停止させてインバータ
装置を保護停止させることができる。
以上の如く、それぞれの電流ルートに流れる電流に対応
した検出電気信号を比較して、その差が所定値以上とな
った時にインバータ装置を保護停止するようにすれば、
簡単な保護回路によって速やかに単位電力変換器の不動
作を検出して保護することができる。従って、ボイラの
給水ポンプなどの電動機に適用すれば、整流器131、イ
ンバータ151、又は整流器132、152のいずれかに発生し
た断線や不動作などの内部故障が発生したとしても、こ
のときの電流差を検出して速やかにインバータ装置を保
護停止でき、システムの重大事故に発展する前にシステ
ム保護を行うことができる。
した検出電気信号を比較して、その差が所定値以上とな
った時にインバータ装置を保護停止するようにすれば、
簡単な保護回路によって速やかに単位電力変換器の不動
作を検出して保護することができる。従って、ボイラの
給水ポンプなどの電動機に適用すれば、整流器131、イ
ンバータ151、又は整流器132、152のいずれかに発生し
た断線や不動作などの内部故障が発生したとしても、こ
のときの電流差を検出して速やかにインバータ装置を保
護停止でき、システムの重大事故に発展する前にシステ
ム保護を行うことができる。
第１図では、電流検出器201と202を整流器131と132の入
力側に設けているが、入力変圧器12より電動機16までの
電流ルートのどの部分に挿入しても、前記する保護方式
を実現することが可能であり、本発明では電流検出器20
1と202の挿入箇所を特に限定するものではない。
力側に設けているが、入力変圧器12より電動機16までの
電流ルートのどの部分に挿入しても、前記する保護方式
を実現することが可能であり、本発明では電流検出器20
1と202の挿入箇所を特に限定するものではない。
更に、差電流検出器21の構成を本発明では特に限定する
ものではなく、演算増幅器（オペレーションアンプ）を
使用した比較回路や、ディジタル信号の比較回路とし
て、公知の種々の回路技術によって構成することができ
る比較検出器であれば良い。
ものではなく、演算増幅器（オペレーションアンプ）を
使用した比較回路や、ディジタル信号の比較回路とし
て、公知の種々の回路技術によって構成することができ
る比較検出器であれば良い。
その他、本発明の要旨を変更しない範囲において、実施
できることが明らかである。
できることが明らかである。
以上説明のように本発明によれば、各単位インバータ回
路からポンプに供給する各電流を各電流検出器により検
出し、これら検出電気信号を受けて各単位インバータ回
路に流れる各電流差が許容値を越えたと判別すると、差
電流検出器により制御回路を停止させるので、ポンプの
電動機を回転数制御している場合、整流器及びインバー
タのいずれかに断線や不動作などの内部故障が発生し、
過負荷や過電流の状態となっても、ポンプの電動機にＩ
∝n2の関係に従う電流を流すことなく、各単位インバー
タ回路に流れる各電流差を検出して各整流器及び各イン
バータの全てを保護停止できてシステムの重大事故に発
展する前にシステムを保護することができ、簡単な検出
回路で信頼性の高い保護ができる電力変換装置を提供で
きる。
路からポンプに供給する各電流を各電流検出器により検
出し、これら検出電気信号を受けて各単位インバータ回
路に流れる各電流差が許容値を越えたと判別すると、差
電流検出器により制御回路を停止させるので、ポンプの
電動機を回転数制御している場合、整流器及びインバー
タのいずれかに断線や不動作などの内部故障が発生し、
過負荷や過電流の状態となっても、ポンプの電動機にＩ
∝n2の関係に従う電流を流すことなく、各単位インバー
タ回路に流れる各電流差を検出して各整流器及び各イン
バータの全てを保護停止できてシステムの重大事故に発
展する前にシステムを保護することができ、簡単な検出
回路で信頼性の高い保護ができる電力変換装置を提供で
きる。
第１図は本発明の電力変換装置の一実施例を示すブロッ
ク図、第２図は第１図の動作を説明するための本発明の
波形例、第３図は従来の電力変換装置のブロック図であ
る。 11……入力交流電源、12……入力変圧器、131,132……
整流器、141,142……リアクトル、151,152……インバー
タ、16……電動機、17……制御回路、181,182……パル
ス増幅器、191,192……パルス増幅器、201,202……電流
検出器（検出器）、21……差電流検出器（比較検出
器）。
ク図、第２図は第１図の動作を説明するための本発明の
波形例、第３図は従来の電力変換装置のブロック図であ
る。 11……入力交流電源、12……入力変圧器、131,132……
整流器、141,142……リアクトル、151,152……インバー
タ、16……電動機、17……制御回路、181,182……パル
ス増幅器、191,192……パルス増幅器、201,202……電流
検出器（検出器）、21……差電流検出器（比較検出
器）。
Claims (1)
- 【請求項１】交流電力を整流器により直流電力に変換
し、この後にこの直流電力をインバータにより交流電力
に逆変換する単位インバータ回路を並列接続し、これら
整流器及びインバータを制御回路により動作制御して前
記各単位インバータ回路を並列運転し、これら単位イン
バータ回路から出力される交流電力をポンプを駆動する
電動機に供給して回転数を制御する電力変換装置におい
て、 前記各単位インバータ回路にそれぞれ設けられ、これら
単位インバータ回路に流れて前記ポンプに供給する各電
流をそれぞれ検出して各検出電気信号を出力する各電流
検出器と、 これら電流検出器から出力される各検出電気信号を受け
て前記各単位インバータ回路に流れる各電流差を求め、
この電流差が許容値を越えたと判別されると、前記制御
回路を停止させて前記各整流器及び前記各インバータの
全てを保護停止させる差電流検出器と、 を具備したことを特徴とする電力変換装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60067046A JPH0793788B2 (ja) | 1985-03-30 | 1985-03-30 | 電力変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60067046A JPH0793788B2 (ja) | 1985-03-30 | 1985-03-30 | 電力変換装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61227638A JPS61227638A (ja) | 1986-10-09 |
| JPH0793788B2 true JPH0793788B2 (ja) | 1995-10-09 |
Family
ID=13333508
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60067046A Expired - Lifetime JPH0793788B2 (ja) | 1985-03-30 | 1985-03-30 | 電力変換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0793788B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5528086A (en) * | 1978-08-22 | 1980-02-28 | Canon Inc | Electromagnetically driven shutter device |
| JPS589577A (ja) * | 1981-07-07 | 1983-01-19 | Toyo Electric Mfg Co Ltd | 複数電源装置の故障判別方法 |
-
1985
- 1985-03-30 JP JP60067046A patent/JPH0793788B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61227638A (ja) | 1986-10-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R371 |
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