JPH09201067A - インバータ装置の保護装置 - Google Patents

インバータ装置の保護装置

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JPH09201067A
JPH09201067A JP8009500A JP950096A JPH09201067A JP H09201067 A JPH09201067 A JP H09201067A JP 8009500 A JP8009500 A JP 8009500A JP 950096 A JP950096 A JP 950096A JP H09201067 A JPH09201067 A JP H09201067A
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JP
Japan
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inverter
circuit
reactor
current
series
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Application number
JP8009500A
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English (en)
Inventor
Yoshinori Kawasaki
吉則 河▲崎▼
Norikazu Kawakami
了司 川上
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Nissin Electric Co Ltd
Original Assignee
Nissin Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 インバータ装置の保護装置の直流電流検出器
による検出電流中には負荷電流以外に保護対象ではない
スイッチング素子保護用スナバ回路の充電電流を含むた
め、過電流を検出しても一定時間、上記充電電流を無視
しなければならず、事故電流発生時、スイッチング素子
遮断に要する時間が遅れたり、又は、短絡保護用リアク
トルのインダクタンス容量を大きくする必要が生じて機
器の大型化やコスト高を招く点である。 【解決手段】 直流給電部1とインバータ部2入力側との
間に直列に挿入され、両端にダイオードからなる還流部
12が並列接続されたインバータ短絡保護用直流リアクト
ル9と、コンデンサCbと抵抗Rbとを直列接続して還流部1
2に並列接続した還流部保護回路13と、過電流発生時に
インバータ部2を遮断制御するインバータ保護回路11と
を有する保護装置3において、過電流検出用直流電流検
出器14をリアクトル9に直列に挿入して検出出力をイン
バータ保護回路11に入力する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、自励式無効電力補
償装置等に用いられるインバータ装置を過電流から保護
する保護装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】GTO(Gate Turn Offサイリスタ)等
を用いたインバータ装置にはインバータ短絡等の事故に
対する保護装置が設置されており、その一例を図2を参
照して次に示す。図において(1)は直流給電部、
(2)はインバータ部、(3)は保護装置である。上記
直流給電部(1)は商用電源(4)と整流回路(コンバ
ータ)(5)と直流コンデンサ部(6)(以下、単にコ
ンデンサ部と称す。)とを有し、商用電源(4)をコン
バータ(5)で交直変換してコンデンサ部(6)を充電
し、コンデンサ部(6)から後述するインバータ部
(2)に直流給電する。インバータ部(2)は一対のイ
ンバータハーフブリッジ(7)(7)を並列接続した12
0゜通電単相方式のものである。上記インバータハーフブ
リッジ(7)は各大容量のGTOからなる一対のスイッ
チング素子(Sa)(Sb)を直列接続して接続点から一出
力端子(P)を導出し、各スイッチング素子(Sa)(S
b)に還流ダイオード(Da)(Db)を並列接続してな
る。ここで、一対のスイッチング素子(Sa)(Sb)を直
列接続したものをアームと称し、又、各スイッチング素
子(Sa)(Sb)にそれぞれ過電圧保護用スナバ回路
(8)(8)を並列接続する。上記スナバ回路(8)は
ダイオード(Dc)とコンデンサ(Ca)とを直列接続して
ダイオード(Dc)に抵抗(Ra)を並列接続したもので、
スイッチング素子(Sa)(Sb)を過電圧から保護する。
【0003】保護装置(3)はインバータ短絡保護用直
流リアクトル(9)(以下、単にリアクトルと称す。)
と直流電流検出器(10)(以下、単に電流検出器と称
す。)とインバータ保護回路(11)とを有する。上記リ
アクトル(9)はインバータ短絡保護器としてコンデン
サ部(6)とインバータ部(2)との間に直列に挿入さ
れ、且つ、リアクトル(9)にダイオードからなる還流
部(12)が並列接続される。更に、コンデンサ(Cb)と
抵抗(Rb)とを直列接続した還流部保護回路(13)を還
流部(12)に並列接続して過電圧から素子を保護する。
電流検出器(10)は直流給電部(1)とインバータ部
(2)との間に直列に挿入され、過電流を検知してイン
バータ保護回路(11)に検出出力を送出する。インバー
タ保護回路(11)は電流検出器(10)に接続され、事故
による過電流発生時にインバータ部(2)に制御信号を
送出してスイッチング素子(Sa)(Sb)を遮断する。
【0004】上記構成においてインバータ運転時、まず
電源電圧をコンバータ(5)により直流変換し、コンデ
ンサ部(6)を直流充電してインバータ部(2)に直流
給電する。そして、インバータハーフブリッジ(7)
(7)の各スイッチング素子(Sa)(Sb)…を交互に点
弧制御して力行、回生、及び還流各モードを順次、繰り
返し、直交変換して出力端子(P)から交流を出力す
る。この時、同一ハーフブリッジ内のスイッチング素子
(Sa)(Sb)は正常に点弧制御していれば、それらが同
時に導通することはない。ところが、誤点弧等によりス
イッチング素子(Sa)(Sb)が同時に導通してアームが
短絡すると、GTOの遮断電流を超過する過大な電流が
流れてスイッチング素子(Sa)(Sb)を破壊する。その
ため、リアクトル(9)により電流上昇率(di/dt)を
抑制して急峻な電流の立ち上がりを防止し、インバータ
短絡電流に対しスイッチング素子(Sa)(Sb)を保護す
る。
【0005】一方、リアクトル(9)にダイオードから
なる還流部(12)を並列接続しており、力行モード時に
リアクトル(9)に蓄積されたエネルギーを還流モード
時にリアクトル電流として還流部(12)を還流させる。
それによりスイッチング素子(Sa)(Sb)…をOFFして
還流モードになった際、リアクトル(9)からスイッチ
ング素子(Sa)(Sb)…に過電圧が加わらないようにす
る。
【0006】又、電流検出器(10)において事故等によ
り設定値以上の過電流を検出すると、その検出出力をイ
ンバータ保護回路(11)に送出し、更に、インバータ保
護回路(11)によりスイッチング素子(Sa)(Sb)…の
ゲートを遮断制御する。一方、スイッチング素子(Sa)
(Sb)をON、OFFする際、そのスイッチングの度に保護用
スナバ回路(8)(8)に電圧が加わったり、切れたり
してスナバ回路(8)に過渡的に充電電流が流れる。そ
の際、スナバ回路(8)の回路定数より上記充電電流は
数十μ秒程度の時定数になるため、その電流はリアクト
ル(9)よりも低インピーダンスとなる還流部保護回路
(13)を介して流れる。そのため、電流検出器(10)の
検出電流中にはスイッチング素子(Sa)(Sb)…に流れ
る保護すべき負荷電流以外にスナバ回路(8)の充電電
流が含まれる。
【0007】上記充電電流はスイッチング素子(Sa)
(Sb)…を流れず、本来、保護すべき対象ではない余分
の電流である。ところが、それをそのまま放置しておく
と、過電流として検出されて装置を停止させるため、ス
イッチング素子保護の際に上記充電電流を一定の短い時
間、無視する必要がある。そこで、過電流を検出しても
上記充電電流が消滅するまで数十μ秒程度、保護を遅延
する等の対策を施す必要があり、その条件回路をインバ
ータ保護回路(11)に予め含めておく。或いは、同じ対
策としてリアクトル(9)のインダクタンス容量を大き
くして電流抑制作用を高め、同じ時間内で電流上昇率を
低減しても良い。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】解決しようとする課題
は、電流検出器(10)による検出電流中には、保護すべ
き負荷電流以外に保護対象ではないスナバ回路(8)の
充電電流を含むため、過電流を検出しても一定時間、上
記充電電流を無視して保護を遅延しなければならず、そ
の結果、実際の事故電流発生時、スイッチング素子(S
a)(Sb)…の遮断に要する時間が遅れたり、又は、電
流抑制作用を高めるためにリアクトル(9)のインダク
タンス容量を大きくする必要が生じて機器の大型化やコ
スト高を招く点である。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、直流給電部と
インバータ部入力側との間に直列に挿入され、且つ、両
端にダイオードからなる還流部が並列接続されたインバ
ータ短絡保護用直流リアクトルと、コンデンサと抵抗と
を直列接続して上記還流部に並列接続した還流部保護回
路と、過電流発生時にインバータ部を遮断制御するイン
バータ保護回路とを有するインバータ装置の保護装置に
おいて、過電流検出用直流電流検出器を上記リアクトル
に直列に挿入して検出出力を上記インバータ保護回路に
入力したことを特徴とする。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明に係るインバータ装置の保
護装置の実施の形態を図1を参照して以下に説明する。
図2に示す部分と同一部分には同一参照符号を付してそ
の説明を省略する。相違する点は、保護装置(3)にお
いて直流電流検出器(14)(以下、単に電流検出器と称
す。)をリアクトル(9)に直列に挿入し、その検出出
力をインバータ保護回路(11)に入力したことである。
【0011】上記構成に基づき本発明の動作を次に説明
する。まずインバータ装置運転時、力行モード時に負荷
電流がリアクトル(9)を流れる。又、還流モード時に
おいても一定のリアクトル電流が低損失で還流部(12)
を介して還流し続け、結果としてリアクトル(9)には
連続して負荷電流のピーク値が流れている。一方、スイ
ッチングする度にスナバ回路(8)の充電電流が還流部
保護回路(13)を介して流れ、高インピーダンスとなる
リアクトル(9)には流れない。
【0012】そこで、リアクトル(9)に直列挿入した
電流検出器(14)によって電流を検出した際、その検出
電流中にスナバ回路(8)の充電電流が含まれず、負荷
電流のみ含まれる。そのため、電流検出器(14)により
スイッチング素子(Sa)(Sb)…に流れる負荷電流、イ
ンバータ短絡電流を直接、確実に検出出来る。従って、
定格電流値以上の過電流を電流検出器(14)で直接、検
出出来て短時間で確実に事故電流が検出される。それに
より検出遅延する必要がなく、事故電流を高速に遮断出
来て即座に装置を停止して保護出来る。又、リアクトル
(9)のインダクタンス容量を低減出来る。
【0013】
【発明の効果】本発明によれば、インバータ部のスイッ
チング素子に流れる過電流を検出してインバータ装置を
停止及び保護するインバータ装置の保護装置において、
インバータ短絡保護用リアクトルに直列に電流検出器を
挿入し、その検出出力をインバータ保護回路に入力した
から、リアクトルに流れる負荷電流を検出して事故電流
を直接、確実に検出出来、それを短時間に遮断して装置
を停止及び保護出来るようになる。又、リアクトルのイ
ンダクタンス容量を従来の20〜30%まで低減出来て機器
の小型化及びコスト低減を実現出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るインバータ装置の保護装置の実施
の形態を示す要部回路図である。
【図2】従来のインバータ装置の保護装置の一例を示す
要部回路図である。
【符号の説明】
1 直流給電部 2 インバータ部 3 保護装置 9 リアクトル 11 インバータ保護回路 12 還流部 13 還流部保護回路 14 電流検出器

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 直流給電部とインバータ部入力側との間
    に直列に挿入され、且つ、両端にダイオードからなる還
    流部が並列接続されたインバータ短絡保護用直流リアク
    トルと、コンデンサと抵抗とを直列接続して上記還流部
    に並列接続した還流部保護回路と、過電流発生時にイン
    バータ部を遮断制御するインバータ保護回路とを有する
    インバータ装置の保護装置において、過電流検出用直流
    電流検出器を上記リアクトルに直列に挿入して検出出力
    を上記インバータ保護回路に入力したことを特徴とする
    インバータ装置の保護装置。
JP8009500A 1996-01-23 1996-01-23 インバータ装置の保護装置 Withdrawn JPH09201067A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20000042504A (ko) * 1998-12-21 2000-07-15 최석락 태양열 집열판 및 가열부의 열에너지를 열전반도체에 이용한발전장치

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20000042504A (ko) * 1998-12-21 2000-07-15 최석락 태양열 집열판 및 가열부의 열에너지를 열전반도체에 이용한발전장치

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Effective date: 20030401