JPH09182463A - 電圧形インバータのアーム短絡検出装置 - Google Patents
電圧形インバータのアーム短絡検出装置Info
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- JPH09182463A JPH09182463A JP7342030A JP34203095A JPH09182463A JP H09182463 A JPH09182463 A JP H09182463A JP 7342030 A JP7342030 A JP 7342030A JP 34203095 A JP34203095 A JP 34203095A JP H09182463 A JPH09182463 A JP H09182463A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】電圧形インバータの直流主回路に電流検出器を
設置しないでもアーム短絡事故を簡単に検出できるよう
にして、素子破壊などの大事故を未然に防止できるよう
にすることにある。 【解決手段】自己消弧素子でなるインバータでは、各自
己消弧素子にホトカプラを含んだ短絡検知回路を並列接
続させると、同一相上下アーム素子が同時オンのときこ
れらの素子に属する両ホトカプラは共にオフとなる。電
流センスＩＧＢＴでなるインバータでは、各電流センス
ＩＧＢＴの電流検出端子にホトカプラを含んだ短絡検知
回路を接続すると、同一相上下アーム素子が同時オンの
ときこれらの素子に属する両ホトカプラは共にオンとな
る。故障判別回路２７トランジスタ２７Ａ，２７Ｂと論
理積素子２８で構成して、両ホトカプラの同時オフから
アーム短絡発生を検出する。故障判別回路４７は論理積
素子２８の代わりに否定論理積素子を備えることで、両
ホトカプラの同時オンからアーム短絡発生を検出する。
設置しないでもアーム短絡事故を簡単に検出できるよう
にして、素子破壊などの大事故を未然に防止できるよう
にすることにある。 【解決手段】自己消弧素子でなるインバータでは、各自
己消弧素子にホトカプラを含んだ短絡検知回路を並列接
続させると、同一相上下アーム素子が同時オンのときこ
れらの素子に属する両ホトカプラは共にオフとなる。電
流センスＩＧＢＴでなるインバータでは、各電流センス
ＩＧＢＴの電流検出端子にホトカプラを含んだ短絡検知
回路を接続すると、同一相上下アーム素子が同時オンの
ときこれらの素子に属する両ホトカプラは共にオンとな
る。故障判別回路２７トランジスタ２７Ａ，２７Ｂと論
理積素子２８で構成して、両ホトカプラの同時オフから
アーム短絡発生を検出する。故障判別回路４７は論理積
素子２８の代わりに否定論理積素子を備えることで、両
ホトカプラの同時オンからアーム短絡発生を検出する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、自己消弧素子で
構成している電圧形インバータにアーム短絡を生じたこ
とを検出するアーム短絡検出装置に関する。
構成している電圧形インバータにアーム短絡を生じたこ
とを検出するアーム短絡検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図６は自己消弧素子で構成した電圧形イ
ンバータの第１従来例を示した回路図であって、自己消
弧素子としてバイポーラトランジスタを使用した三相イ
ンバータを図示している。図６の第１従来例回路におい
て、６個のバイポーラトランジスタ１１〜１６を三相ブ
リッジ接続し、各トランジスタに別個の駆動回路１１Ａ
〜１６Ａを設けることで三相インバータ１０を構成して
いる。これら各トランジスタをパルス幅変調制御により
別個にオン・オフ動作させることで、直流電源２からの
直流電力は、所望の電圧と周波数の三相交流電力に変換
されるから、誘導電動機３を任意の回転速度で駆動する
ことができる。
ンバータの第１従来例を示した回路図であって、自己消
弧素子としてバイポーラトランジスタを使用した三相イ
ンバータを図示している。図６の第１従来例回路におい
て、６個のバイポーラトランジスタ１１〜１６を三相ブ
リッジ接続し、各トランジスタに別個の駆動回路１１Ａ
〜１６Ａを設けることで三相インバータ１０を構成して
いる。これら各トランジスタをパルス幅変調制御により
別個にオン・オフ動作させることで、直流電源２からの
直流電力は、所望の電圧と周波数の三相交流電力に変換
されるから、誘導電動機３を任意の回転速度で駆動する
ことができる。
【０００３】この三相インバータ１０が運転中に、その
出力電流が異常値になったときに、このインバータを構
成している各バイポーラトランジスタが破壊しないよう
に保護することが重要である。図６に図示の第１従来例
回路では、過電流保護のために、三相インバータ１０の
出力側に電動機電流検出器４Ａ，４Ｂを設け、これの検
出電流が所定値を越えたことを交流過電流検出回路５が
検出すれば、制御回路６が三相インバータ１０へ停止指
令を出力する。
出力電流が異常値になったときに、このインバータを構
成している各バイポーラトランジスタが破壊しないよう
に保護することが重要である。図６に図示の第１従来例
回路では、過電流保護のために、三相インバータ１０の
出力側に電動機電流検出器４Ａ，４Ｂを設け、これの検
出電流が所定値を越えたことを交流過電流検出回路５が
検出すれば、制御回路６が三相インバータ１０へ停止指
令を出力する。
【０００４】図７はインバータに多用されているパルス
幅変調制御動作の説明を示したタイムチャートであっ
て、図７はパルス幅変調回路への入力信号、図７は
パルス幅変調回路の出力信号をそれぞれが示している。
即ちパルス幅変調回路は、インバータ出力電圧基準信号
Ｖと、高い周波数の変調信号Ｍとを入力し、両入力の大
小関係を比較している。比較の結果、前者の値が後者の
値よりも大のときに当該パルス幅変調回路は論理Ｈ信号
を出力し、これとは逆に後者の値のほうが大のときは論
理Ｌ信号を出力することにより、パルス幅変調されたパ
ルス列信号が得られる（図７参照）。
幅変調制御動作の説明を示したタイムチャートであっ
て、図７はパルス幅変調回路への入力信号、図７は
パルス幅変調回路の出力信号をそれぞれが示している。
即ちパルス幅変調回路は、インバータ出力電圧基準信号
Ｖと、高い周波数の変調信号Ｍとを入力し、両入力の大
小関係を比較している。比較の結果、前者の値が後者の
値よりも大のときに当該パルス幅変調回路は論理Ｈ信号
を出力し、これとは逆に後者の値のほうが大のときは論
理Ｌ信号を出力することにより、パルス幅変調されたパ
ルス列信号が得られる（図７参照）。
【０００５】図８は自己消弧素子として使用されている
電流センス絶縁ゲートバイポーラトランジスタのシンボ
ル記号を示したシンボル記号図である。大電流を通流で
きるし高頻度での動作も可能な自己消弧素子として、絶
縁ゲートバイポーラトランジスタ（略号ＩＧＢＴ）があ
り、インバータに多用されるようになっているが、この
ＩＧＢＴを高機能化した電流センス絶縁ゲートバイポー
ラトランジスタ（以下では電流センスＩＧＢＴと略記す
る）３０がある。電流センスＩＧＢＴ３０は、従来から
のコレクタ極Ｃ，エミッタ極Ｅ，ゲート極Ｇの他に電流
検出用端子が設けられている。電流センスＩＧＢＴで
は、そのチップ内の一部分を電流検出用チップとして利
用し、この電流検出チップに電流が流れたことを、電流
検出用端子を介して実際に検出できるようにしたもので
ある。
電流センス絶縁ゲートバイポーラトランジスタのシンボ
ル記号を示したシンボル記号図である。大電流を通流で
きるし高頻度での動作も可能な自己消弧素子として、絶
縁ゲートバイポーラトランジスタ（略号ＩＧＢＴ）があ
り、インバータに多用されるようになっているが、この
ＩＧＢＴを高機能化した電流センス絶縁ゲートバイポー
ラトランジスタ（以下では電流センスＩＧＢＴと略記す
る）３０がある。電流センスＩＧＢＴ３０は、従来から
のコレクタ極Ｃ，エミッタ極Ｅ，ゲート極Ｇの他に電流
検出用端子が設けられている。電流センスＩＧＢＴで
は、そのチップ内の一部分を電流検出用チップとして利
用し、この電流検出チップに電流が流れたことを、電流
検出用端子を介して実際に検出できるようにしたもので
ある。
【０００６】図９は図８に図示の電流センスＩＧＢＴの
等価回路を示した等価回路図であって、大電流のオン・
オフを分担する主ＩＧＢＴ３０Ａと、電流検出を分担す
る電流検出ＩＧＢＴ３０Ｂとを並列接続した構成になっ
ている。従って電流センスＩＧＢＴ３０に流れる電流は
主ＩＧＢＴ３０Ａと電流検出ＩＧＢＴ３０Ｂとに分流す
るが、電流検出ＩＧＢＴ３０Ｂに流れる電流の大きさ
は、当該ＩＧＢＴチップの全面積のうちで電流検出ＩＧ
ＢＴチップが占める面積の割合で決まる。よって電流検
出ＩＧＢＴ３０Ｂに流れる電流値から、電流センスＩＧ
ＢＴ３０を通流する全電流を知ることができる。
等価回路を示した等価回路図であって、大電流のオン・
オフを分担する主ＩＧＢＴ３０Ａと、電流検出を分担す
る電流検出ＩＧＢＴ３０Ｂとを並列接続した構成になっ
ている。従って電流センスＩＧＢＴ３０に流れる電流は
主ＩＧＢＴ３０Ａと電流検出ＩＧＢＴ３０Ｂとに分流す
るが、電流検出ＩＧＢＴ３０Ｂに流れる電流の大きさ
は、当該ＩＧＢＴチップの全面積のうちで電流検出ＩＧ
ＢＴチップが占める面積の割合で決まる。よって電流検
出ＩＧＢＴ３０Ｂに流れる電流値から、電流センスＩＧ
ＢＴ３０を通流する全電流を知ることができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで、インバータ
の過電流故障の中で、同一相の上側アーム素子と下側ア
ーム素子とが同時にオンとなる所謂アーム短絡事故が発
生すると、これら上下アームの素子で直流電源を短絡す
ることになるので、大電流が流れてこれらの素子を破壊
する大事故になる。このアーム短絡事故は、例えば各素
子の駆動回路の故障などでもたらされる。しかしながら
図６で既述の第１従来例回路では、このアーム短絡事故
時の過電流は検出できない。
の過電流故障の中で、同一相の上側アーム素子と下側ア
ーム素子とが同時にオンとなる所謂アーム短絡事故が発
生すると、これら上下アームの素子で直流電源を短絡す
ることになるので、大電流が流れてこれらの素子を破壊
する大事故になる。このアーム短絡事故は、例えば各素
子の駆動回路の故障などでもたらされる。しかしながら
図６で既述の第１従来例回路では、このアーム短絡事故
時の過電流は検出できない。
【０００８】図１０は自己消弧素子で構成した電圧形イ
ンバータの第２従来例を示した回路図である。この図１
０の第２従来例回路で、例えば第２相上側アームトラン
ジスタ１２と第２相下側アームトランジスタ１５とが誤
動作により同時オンとなるアーム短絡事故が発生する
と、短絡電流は、直流電源２の正極側→第２相上側アー
ムトランジスタ１２→第２相下側アームトランジスタ１
５→直流電流検出器７→直流電源２の負極側の経路で流
れる。このとき三相インバータ１０の直流側に挿入され
ている直流電流検出器７が、アーム短絡事故時に流れる
短絡電流を検出する。この電流が所定値を越えれば、直
流過電流検出回路８を介して制御回路９へ事故検出信号
が送られて、三相インバータ１０へ停止を指令するなど
の処置がなされるので、素子の破壊を未然に防止でき
る。
ンバータの第２従来例を示した回路図である。この図１
０の第２従来例回路で、例えば第２相上側アームトラン
ジスタ１２と第２相下側アームトランジスタ１５とが誤
動作により同時オンとなるアーム短絡事故が発生する
と、短絡電流は、直流電源２の正極側→第２相上側アー
ムトランジスタ１２→第２相下側アームトランジスタ１
５→直流電流検出器７→直流電源２の負極側の経路で流
れる。このとき三相インバータ１０の直流側に挿入され
ている直流電流検出器７が、アーム短絡事故時に流れる
短絡電流を検出する。この電流が所定値を越えれば、直
流過電流検出回路８を介して制御回路９へ事故検出信号
が送られて、三相インバータ１０へ停止を指令するなど
の処置がなされるので、素子の破壊を未然に防止でき
る。
【０００９】しかしながら、直流電源２と三相インバー
タ１０との間に挿入する直流電流検出器７は、交流電流
検出器に比べて複雑・高価であることや、主回路の構造
上で直流電流検出器７を挿入するのが困難であるなどの
不具合が多いので、大部分の電圧形インバータは直流電
流検出器７を設置しない。それ故アーム短絡事故の検出
や保護ができず、素子破壊のような大事故を生じる恐れ
がある。
タ１０との間に挿入する直流電流検出器７は、交流電流
検出器に比べて複雑・高価であることや、主回路の構造
上で直流電流検出器７を挿入するのが困難であるなどの
不具合が多いので、大部分の電圧形インバータは直流電
流検出器７を設置しない。それ故アーム短絡事故の検出
や保護ができず、素子破壊のような大事故を生じる恐れ
がある。
【００１０】そこでこの発明の目的は、電圧形インバー
タの直流主回路に電流検出器を設置しないでもアーム短
絡事故を簡単に検出できるようにして、素子破壊などの
大事故を未然に防止できるようにすることにある。
タの直流主回路に電流検出器を設置しないでもアーム短
絡事故を簡単に検出できるようにして、素子破壊などの
大事故を未然に防止できるようにすることにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、この発明の電圧形インバータのアーム短絡検出装
置は、この電圧形インバータを構成する前記各自己消弧
素子に、少なくともホトカプラを備えている短絡検知回
路を別個に並列接続し、前記電圧形インバータの同一相
を構成する上側アーム自己消弧素子と下側アーム自己消
弧素子とに属する前記ホトカプラの出力を故障判別回路
に入力させ、両ホトカプラが交互にオン・オフを繰り返
しているときは正常で、両ホトカプラが同時にオフした
ときはその相にアーム短絡事故が発生したと判断して、
保護動作を行わせる。
めに、この発明の電圧形インバータのアーム短絡検出装
置は、この電圧形インバータを構成する前記各自己消弧
素子に、少なくともホトカプラを備えている短絡検知回
路を別個に並列接続し、前記電圧形インバータの同一相
を構成する上側アーム自己消弧素子と下側アーム自己消
弧素子とに属する前記ホトカプラの出力を故障判別回路
に入力させ、両ホトカプラが交互にオン・オフを繰り返
しているときは正常で、両ホトカプラが同時にオフした
ときはその相にアーム短絡事故が発生したと判断して、
保護動作を行わせる。
【００１２】または、前記電圧形インバータを構成する
スイッチング素子に電流センス自己消弧素子を使用し、
少なくともホトカプラを備えている短絡検知回路を前記
各電流センス自己消弧素子の電流検出端子に別個に接続
し、前記電圧形インバータの同一相を構成する上側アー
ム電流センス自己消弧素子と下側アーム電流センス自己
消弧素子とに属する前記ホトカプラが交互にオン・オフ
を繰り返しているときは正常で、両ホトカプラが同時に
オンしたときはその相にアーム短絡事故が発生したと判
断して、保護動作を行わせる。
スイッチング素子に電流センス自己消弧素子を使用し、
少なくともホトカプラを備えている短絡検知回路を前記
各電流センス自己消弧素子の電流検出端子に別個に接続
し、前記電圧形インバータの同一相を構成する上側アー
ム電流センス自己消弧素子と下側アーム電流センス自己
消弧素子とに属する前記ホトカプラが交互にオン・オフ
を繰り返しているときは正常で、両ホトカプラが同時に
オンしたときはその相にアーム短絡事故が発生したと判
断して、保護動作を行わせる。
【００１３】
【発明の実施の形態】図１は本発明の第１実施例を表し
た回路図であって、図６で既述の第１従来例回路におけ
る三相インバータ１０の第１相の部分を図示している。
この第１実施例回路では、ホトカプラ２１Ｐと抵抗２１
Ｒとの直列接続でなる第１相上側アーム短絡検知回路２
１を第１相上側アームトランジスタ１１に並列に接続
し、ホトカプラ２４Ｐと抵抗２４Ｒとの直列接続でなる
第１相下側アーム短絡検知回路２４を第１相下側アーム
トランジスタ１４に並列に接続し、ホトカプラ２１Ｐの
出力とホトカプラ２４Ｐの出力とは故障判別回路２７へ
入力させる。
た回路図であって、図６で既述の第１従来例回路におけ
る三相インバータ１０の第１相の部分を図示している。
この第１実施例回路では、ホトカプラ２１Ｐと抵抗２１
Ｒとの直列接続でなる第１相上側アーム短絡検知回路２
１を第１相上側アームトランジスタ１１に並列に接続
し、ホトカプラ２４Ｐと抵抗２４Ｒとの直列接続でなる
第１相下側アーム短絡検知回路２４を第１相下側アーム
トランジスタ１４に並列に接続し、ホトカプラ２１Ｐの
出力とホトカプラ２４Ｐの出力とは故障判別回路２７へ
入力させる。
【００１４】図２は図１の第１実施例回路に記載の故障
判別回路の構成を表した回路図である。図２の回路図に
おいて、故障判別回路２７はトランジスタ２７Ａとトラ
ンジスタ２７Ｂ，及び論理積素子２８で構成していて、
第１相上側アームトランジスタ１１に属するホトカプラ
２１Ｐの出力はトランジスタ２７Ａへ与えられ、第１相
下側アームトランジスタ１４に属するホトカプラ２４Ｐ
の出力はトランジスタ２７Ｂへ与えられている。
判別回路の構成を表した回路図である。図２の回路図に
おいて、故障判別回路２７はトランジスタ２７Ａとトラ
ンジスタ２７Ｂ，及び論理積素子２８で構成していて、
第１相上側アームトランジスタ１１に属するホトカプラ
２１Ｐの出力はトランジスタ２７Ａへ与えられ、第１相
下側アームトランジスタ１４に属するホトカプラ２４Ｐ
の出力はトランジスタ２７Ｂへ与えられている。
【００１５】三相インバータ１０が正常に動作している
とき、第１相上側アームトランジスタ１１と第１相下側
アームトランジスタ１４とは交互にオン・オフを繰り返
す。よって、第１相上側アームトランジスタ１１がオフ
で第１相下側アームトランジスタ１４がオンのときは、
第１相上側アーム短絡検知回路２１には直流電源２の全
電圧が印加されてホトカプラ２１Ｐはオンとなるが、第
１相下側アーム短絡検知回路２４の印加電圧は零とな
り、ホトカプラ２４Ｐの出力はオフである。それ故、上
下アームのトランジスタ１１と１４がオン・オフすると
き、ホトカプラ２１Ｐと２４Ｐはこれらとは逆にオフ・
オンの動作をする（図１参照）。
とき、第１相上側アームトランジスタ１１と第１相下側
アームトランジスタ１４とは交互にオン・オフを繰り返
す。よって、第１相上側アームトランジスタ１１がオフ
で第１相下側アームトランジスタ１４がオンのときは、
第１相上側アーム短絡検知回路２１には直流電源２の全
電圧が印加されてホトカプラ２１Ｐはオンとなるが、第
１相下側アーム短絡検知回路２４の印加電圧は零とな
り、ホトカプラ２４Ｐの出力はオフである。それ故、上
下アームのトランジスタ１１と１４がオン・オフすると
き、ホトカプラ２１Ｐと２４Ｐはこれらとは逆にオフ・
オンの動作をする（図１参照）。
【００１６】図２において、前述したように第１相上側
アームトランジスタ１１がオフならばホトカプラ２１Ｐ
がオンするので、このオン信号を入力するトランジスタ
２７Ａもオンとなり、論理積素子２８へは論理Ｌ信号を
出力する。一方、第１相下側アームトランジスタ１４が
オンならばホトカプラ２４Ｐはオフになるからトランジ
スタ２７Ｂもオフとなり、論理積素子２８へは論理Ｈ信
号を出力する。従って論理積素子２８の出力は論理Ｌ信
号である。しかしながら、第１相下側アームトランジス
タ１４がオン状態にあるときに第１相上側アームトラン
ジスタ１１もオンになると、トランジスタ２７Ａとトラ
ンジスタ２７Ｂはいずれもオフになって論理積素子２８
へ論理Ｈ信号を出力するので、この論理積素子２８も次
段へ論理Ｈ信号，即ちアーム短絡検知信号をを出力す
る。
アームトランジスタ１１がオフならばホトカプラ２１Ｐ
がオンするので、このオン信号を入力するトランジスタ
２７Ａもオンとなり、論理積素子２８へは論理Ｌ信号を
出力する。一方、第１相下側アームトランジスタ１４が
オンならばホトカプラ２４Ｐはオフになるからトランジ
スタ２７Ｂもオフとなり、論理積素子２８へは論理Ｈ信
号を出力する。従って論理積素子２８の出力は論理Ｌ信
号である。しかしながら、第１相下側アームトランジス
タ１４がオン状態にあるときに第１相上側アームトラン
ジスタ１１もオンになると、トランジスタ２７Ａとトラ
ンジスタ２７Ｂはいずれもオフになって論理積素子２８
へ論理Ｈ信号を出力するので、この論理積素子２８も次
段へ論理Ｈ信号，即ちアーム短絡検知信号をを出力す
る。
【００１７】図３は図１と図２で既述の第１実施例回路
の動作を表したタイムチャートであって、図３は第１
相上側アームトランジスタ１１のオン・オフ動作、図３
はホトカプラ２１Ｐのオン・オフ動作、図３は第１
相下側アームトランジスタ１４のオン・オフ動作、図３
はホトカプラ２４Ｐのオン・オフ動作、図３は論理
積素子２８の出力信号、をそれぞれが表している。この
図３で明らかなように、第１相上側アームトランジスタ
１１と第１相下側アームトランジスタ１４とが共にオン
となるアーム短絡発生時点以降では、ホトカプラ２１Ｐ
と２４Ｐの出力ははいずれもオフとなる。即ち、２つの
入力がいずれも論理Ｈ信号となる論理積素子２８の出力
は論理Ｈ信号となり、アーム短絡事故の発生を知らせ
る。
の動作を表したタイムチャートであって、図３は第１
相上側アームトランジスタ１１のオン・オフ動作、図３
はホトカプラ２１Ｐのオン・オフ動作、図３は第１
相下側アームトランジスタ１４のオン・オフ動作、図３
はホトカプラ２４Ｐのオン・オフ動作、図３は論理
積素子２８の出力信号、をそれぞれが表している。この
図３で明らかなように、第１相上側アームトランジスタ
１１と第１相下側アームトランジスタ１４とが共にオン
となるアーム短絡発生時点以降では、ホトカプラ２１Ｐ
と２４Ｐの出力ははいずれもオフとなる。即ち、２つの
入力がいずれも論理Ｈ信号となる論理積素子２８の出力
は論理Ｈ信号となり、アーム短絡事故の発生を知らせ
る。
【００１８】図４は本発明の第２実施例を表した回路図
であって、図６で既述の第１従来例回路における三相イ
ンバータ１０の第１相の部分を図示しているが、このイ
ンバータのスイッチング素子には電流センスＩＧＢＴを
使用する。この第２実施例回路において、第１相上側ア
ーム電流センスＩＧＢＴ３１の電流検出用端子には第１
相上側アーム短絡検知回路としてのホトカプラ４１Ｐを
接続し、第１相下側アーム電流センスＩＧＢＴ３４の電
流検出用端子には第１相下側アーム短絡検知回路として
のホトカプラ４４Ｐを接続し、これら両ホトカプラ４１
Ｐと４４Ｐの出力を故障判別回路４７へ入力させる。こ
の故障判別回路４７の図示は省略するが、前述した図２
に図示の故障判別回路２７とほぼ同じ回路構成である。
但し論理積素子２８の代わりに否定論理積素子を使用
し、これに入力する２つの信号がいずれも論理Ｌ信号の
ときに論理Ｈ信号を出力させる。即ち第１相上側アーム
電流センスＩＧＢＴ３１がオンで第１相下側アーム電流
センスＩＧＢＴ３４もオンとなるアーム短絡事故時に
は、両ホトカプラ４１Ｐと４４Ｐとが共にオンとなり、
故障判別回路４７に内蔵しているそれぞれに対応したト
ランジスタもオンとなり、否定論理積素子へは２つの論
理Ｌ信号が与えられる。その結果、否定論理積素子は論
理Ｈ信号を出力してアーム短絡事故の発生を知らせる。
であって、図６で既述の第１従来例回路における三相イ
ンバータ１０の第１相の部分を図示しているが、このイ
ンバータのスイッチング素子には電流センスＩＧＢＴを
使用する。この第２実施例回路において、第１相上側ア
ーム電流センスＩＧＢＴ３１の電流検出用端子には第１
相上側アーム短絡検知回路としてのホトカプラ４１Ｐを
接続し、第１相下側アーム電流センスＩＧＢＴ３４の電
流検出用端子には第１相下側アーム短絡検知回路として
のホトカプラ４４Ｐを接続し、これら両ホトカプラ４１
Ｐと４４Ｐの出力を故障判別回路４７へ入力させる。こ
の故障判別回路４７の図示は省略するが、前述した図２
に図示の故障判別回路２７とほぼ同じ回路構成である。
但し論理積素子２８の代わりに否定論理積素子を使用
し、これに入力する２つの信号がいずれも論理Ｌ信号の
ときに論理Ｈ信号を出力させる。即ち第１相上側アーム
電流センスＩＧＢＴ３１がオンで第１相下側アーム電流
センスＩＧＢＴ３４もオンとなるアーム短絡事故時に
は、両ホトカプラ４１Ｐと４４Ｐとが共にオンとなり、
故障判別回路４７に内蔵しているそれぞれに対応したト
ランジスタもオンとなり、否定論理積素子へは２つの論
理Ｌ信号が与えられる。その結果、否定論理積素子は論
理Ｈ信号を出力してアーム短絡事故の発生を知らせる。
【００１９】図５は図４で既述の第２実施例回路の動作
を表したタイムチャートであって、図５は第１相上側
アーム電流センスＩＧＢＴ３１の動作、図５はホトカ
プラ４１Ｐの動作、図５は第１相下側アーム電流セン
スＩＧＢＴ３４の動作、図５はホトカプラ４４Ｐの動
作、図５は故障判別回路４７の動作、をそれぞれが表
している。この図５で明らかなように、第１相上側アー
ム電流センスＩＧＢＴ３１と第１相下側アーム電流セン
スＩＧＢＴ３４とが共にオンとなるアーム短絡発生時点
以降では、両ホトカプラ４１Ｐ，４４Ｐの出力はいずれ
もオンとなり、故障判別回路４７は論理Ｈ信号を出力し
てアーム短絡事故発生を知らせる。
を表したタイムチャートであって、図５は第１相上側
アーム電流センスＩＧＢＴ３１の動作、図５はホトカ
プラ４１Ｐの動作、図５は第１相下側アーム電流セン
スＩＧＢＴ３４の動作、図５はホトカプラ４４Ｐの動
作、図５は故障判別回路４７の動作、をそれぞれが表
している。この図５で明らかなように、第１相上側アー
ム電流センスＩＧＢＴ３１と第１相下側アーム電流セン
スＩＧＢＴ３４とが共にオンとなるアーム短絡発生時点
以降では、両ホトカプラ４１Ｐ，４４Ｐの出力はいずれ
もオンとなり、故障判別回路４７は論理Ｈ信号を出力し
てアーム短絡事故発生を知らせる。
【００２０】
【発明の効果】スイッチング素子のブリッジ接続でなる
従来の電圧形インバータでは、アーム短絡事故の検出に
は直流主回路に直流過電流検出器を設置する必要があっ
たが、この直流過電流検出器は設置場所の制約から取付
けが困難であるし、装置全体が大形化・高価格化する欠
点があったので、直流過電流検出器の設置を省略するこ
とが多かった。そのためアーム短絡事故が検出できず、
事故時にはインバータを構成するスイッチング素子が破
壊してしまう大事故に発展する恐れがあった。
従来の電圧形インバータでは、アーム短絡事故の検出に
は直流主回路に直流過電流検出器を設置する必要があっ
たが、この直流過電流検出器は設置場所の制約から取付
けが困難であるし、装置全体が大形化・高価格化する欠
点があったので、直流過電流検出器の設置を省略するこ
とが多かった。そのためアーム短絡事故が検出できず、
事故時にはインバータを構成するスイッチング素子が破
壊してしまう大事故に発展する恐れがあった。
【００２１】この発明によれば、電圧形インバータを構
成する各素子には、ホトカプラを構成要素にした短絡検
知回路を別個に並列接続する。または、電流センスを備
えた素子（例えば電流センスＩＧＢＴ）では、各素子の
電流検出用端子にホトカプラを構成要素にしている短絡
検知回路を別個に接続する。電圧形インバータが正常動
作中は、同一相の上下アーム素子に付属している各ホト
カプラは交互にオン・オフを繰り返すが、これら同一相
上下アーム素子が同時にオンとなるアーム短絡事故時に
は、両ホトカプラは共にオン状態、または共にオフ状態
となる。両ホトカプラのこの動作の変化から、インバー
タのアーム短絡事故を簡単に検出できるので、従来は装
置を大形化・高価格化させていた直流過電流検出器が不
要になり、インバータを小形化・低価格化できる効果が
得られる。また、アーム短絡検出装置を備えていなかっ
たインバータにも簡単に取りつけることができるので、
アーム短絡により素子が破壊される大事故を未然に防止
できる効果も得られる。
成する各素子には、ホトカプラを構成要素にした短絡検
知回路を別個に並列接続する。または、電流センスを備
えた素子（例えば電流センスＩＧＢＴ）では、各素子の
電流検出用端子にホトカプラを構成要素にしている短絡
検知回路を別個に接続する。電圧形インバータが正常動
作中は、同一相の上下アーム素子に付属している各ホト
カプラは交互にオン・オフを繰り返すが、これら同一相
上下アーム素子が同時にオンとなるアーム短絡事故時に
は、両ホトカプラは共にオン状態、または共にオフ状態
となる。両ホトカプラのこの動作の変化から、インバー
タのアーム短絡事故を簡単に検出できるので、従来は装
置を大形化・高価格化させていた直流過電流検出器が不
要になり、インバータを小形化・低価格化できる効果が
得られる。また、アーム短絡検出装置を備えていなかっ
たインバータにも簡単に取りつけることができるので、
アーム短絡により素子が破壊される大事故を未然に防止
できる効果も得られる。
【図１】本発明の第１実施例を表した回路図
【図２】図１の第１実施例回路に記載の故障判別回路の
構成を表した回路図
構成を表した回路図
【図３】図１と図２で既述の第１実施例回路の動作を表
したタイムチャート
したタイムチャート
【図４】本発明の第２実施例を表した回路図
【図５】図４で既述の第２実施例回路の動作を表したタ
イムチャート
イムチャート
【図６】自己消弧素子で構成した電圧形インバータの第
１従来例を示した回路図
１従来例を示した回路図
【図７】インバータに多用されているパルス幅変調制御
動作の説明を示したタイムチャート
動作の説明を示したタイムチャート
【図８】自己消弧素子として使用されている電流センス
絶縁ゲートバイポーラトランジスタのシンボル記号を示
したシンボル記号図
絶縁ゲートバイポーラトランジスタのシンボル記号を示
したシンボル記号図
【図９】図８に図示の電流センスＩＧＢＴの等価回路を
示した等価回路図
示した等価回路図
【図１０】自己消弧素子で構成した電圧形インバータの
第２従来例を示した回路図
第２従来例を示した回路図
２ 直流電源 ３ 誘導電動機 ５ 交流過電流検出回路 ６，９ 制御回路 ７ 直流電流検出器 ８ 直流過電流検出回路 １０ 三相インバータ １１ 第１相上側アームトランジスタ １２ 第２相上側アームトランジスタ １３ 第３相上側アームトランジスタ １４ 第１相下側アームトランジスタ １５ 第２相下側アームトランジスタ １６ 第３相下側アームトランジスタ ２１ 第１相上側アーム短絡検知回路 ２１Ｐ，２４Ｐ ホトカプラ ２４ 第１相下側アーム短絡検知回路 ２７，４７ 故障判別回路 ２７Ａ，２７Ｂ トランジスタ ２８ 論理積素子 ３０ 電流センスＩＧＢＴ ３０Ａ 主ＩＧＢＴ ３０Ｂ 電流検出ＩＧＢＴ ３１ 第１相上側アーム電流センスＩＧＢＴ ３４ 第１相下側アーム電流センスＩＧＢＴ ４１Ｐ，４４Ｐ ホトカプラ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０３Ｋ 17/08 9184−5Ｋ Ｈ０３Ｋ 17/08 Ｂ 17/16 9184−5Ｋ 17/16 Ｋ 17/78 17/78 Ｋ
Claims (4)
- 【請求項１】スイッチング素子に自己消弧素子を使用し
て構成している電圧形インバータにおいて、 前記電圧形インバータを構成する前記各自己消弧素子
に、少なくともホトカプラを備えている短絡検知回路を
別個に並列接続し、前記電圧形インバータの同一相を構
成する上側アーム自己消弧素子と下側アーム自己消弧素
子とに属する前記ホトカプラの出力を故障判別回路に入
力させ、両ホトカプラの出力状態から当該相のアーム短
絡を検出することを特徴とする電圧形インバータのアー
ム短絡検出装置。 - 【請求項２】請求項１に記載の電圧形インバータのアー
ム短絡検出装置において、 前記故障判別回路は、入力する２つのホトカプラの出力
信号が交互にオンとオフとを繰り返す状態を正常と判断
し、２つのホトカプラの出力信号が同時にオフする状態
をアーム短絡事故と判断する機能を備えることを特徴と
する電圧形インバータのアーム短絡検出装置。 - 【請求項３】スイッチング素子に自己消弧素子を使用し
て構成している電圧形インバータにおいて、 前記電圧形インバータを構成するスイッチング素子に電
流センス自己消弧素子を使用し、少なくともホトカプラ
を備えている短絡検知回路を前記各電流センス自己消弧
素子の電流検出端子に別個に接続し、前記電圧形インバ
ータの同一相を構成する上側アーム電流センス自己消弧
素子と下側アーム電流センス自己消弧素子とに属する前
記ホトカプラの出力を故障判別回路に入力させ、両ホト
カプラの出力状態から当該相のアーム短絡を検出するこ
とを特徴とする電圧形インバータのアーム短絡検出装
置。 - 【請求項４】請求項３に記載の電圧形インバータのアー
ム短絡検出装置において、 前記故障判別回路は、入力する２つのホトカプラの出力
信号が交互にオンとオフとを繰り返す状態を正常と判断
し、２つのホトカプラの出力信号が同時にオンする状態
をアーム短絡事故と判断する機能を備えることを特徴と
する電圧形インバータのアーム短絡検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7342030A JPH09182463A (ja) | 1995-12-28 | 1995-12-28 | 電圧形インバータのアーム短絡検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7342030A JPH09182463A (ja) | 1995-12-28 | 1995-12-28 | 電圧形インバータのアーム短絡検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09182463A true JPH09182463A (ja) | 1997-07-11 |
Family
ID=18350639
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7342030A Pending JPH09182463A (ja) | 1995-12-28 | 1995-12-28 | 電圧形インバータのアーム短絡検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09182463A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010002826A (ko) * | 1999-06-18 | 2001-01-15 | 이형도 | 암쇼트 판별회로 |
| JP2004328329A (ja) * | 2003-04-24 | 2004-11-18 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置 |
| JP2005312235A (ja) * | 2004-04-23 | 2005-11-04 | Toshiba Corp | 電力変換装置 |
| JP2013203081A (ja) * | 2012-03-27 | 2013-10-07 | Daihatsu Motor Co Ltd | 車両のパワースライドドア制御装置 |
| CN111431141A (zh) * | 2020-03-31 | 2020-07-17 | 广州金升阳科技有限公司 | 一种短路保护电路 |
| CN113507218A (zh) * | 2021-08-17 | 2021-10-15 | 阳光电源股份有限公司 | 一种风电变流器、风电系统及igbt故障测试的方法 |
-
1995
- 1995-12-28 JP JP7342030A patent/JPH09182463A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010002826A (ko) * | 1999-06-18 | 2001-01-15 | 이형도 | 암쇼트 판별회로 |
| JP2004328329A (ja) * | 2003-04-24 | 2004-11-18 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置 |
| JP2005312235A (ja) * | 2004-04-23 | 2005-11-04 | Toshiba Corp | 電力変換装置 |
| JP4693362B2 (ja) * | 2004-04-23 | 2011-06-01 | 株式会社東芝 | 電力変換装置 |
| JP2013203081A (ja) * | 2012-03-27 | 2013-10-07 | Daihatsu Motor Co Ltd | 車両のパワースライドドア制御装置 |
| CN111431141A (zh) * | 2020-03-31 | 2020-07-17 | 广州金升阳科技有限公司 | 一种短路保护电路 |
| CN111431141B (zh) * | 2020-03-31 | 2022-06-17 | 广州金升阳科技有限公司 | 一种短路保护电路 |
| CN113507218A (zh) * | 2021-08-17 | 2021-10-15 | 阳光电源股份有限公司 | 一种风电变流器、风电系统及igbt故障测试的方法 |
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