JPH1124762A - Method and device for protecting overcurrent - Google Patents
Method and device for protecting overcurrentInfo
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- JPH1124762A JPH1124762A JP9196557A JP19655797A JPH1124762A JP H1124762 A JPH1124762 A JP H1124762A JP 9196557 A JP9196557 A JP 9196557A JP 19655797 A JP19655797 A JP 19655797A JP H1124762 A JPH1124762 A JP H1124762A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、インバータ等の電
気回路を過電流から保護するための方法及び装置に関す
る。The present invention relates to a method and an apparatus for protecting an electric circuit such as an inverter from an overcurrent.
【0002】[0002]
【従来の技術】インバータ等における電気回路素子(例
えばスイッチング素子)に過電流が流れると温度上昇が
生じ、電気回路素子が破壊する。従って、過電流保護が
必要になる。従来の典型的な過電流保護回路は、電流検
出器と、ここで検出された電流値と過電流検出基準値と
を比較する比較器と、比較器の出力に基づいて過電流を
遮断又は制限する手段とから成る。なお、極く短時間の
過電流の場合には電流の遮断又は制限は実行しないで、
所定時間以上の過電流の時に電流の遮断又は制限を実行
するのが一般的である。別の過電流保護方法として、電
流の大きさを考慮して電流の遮断又は制限時点又は警報
の発生時点を決定する方法即ち一般に電子サーマルと呼
ばれている方法がある。この方法では過電流の程度が高
い時に短時間の内に電流の遮断又は制限又は警報の発生
を行い、過電流の程度が低い時には高い時よりも遅れて
電流の遮断又は制限又は警報の発生を行う。2. Description of the Related Art When an overcurrent flows through an electric circuit element (for example, a switching element) in an inverter or the like, a temperature rise occurs, and the electric circuit element is destroyed. Therefore, overcurrent protection is required. A typical conventional overcurrent protection circuit includes a current detector, a comparator that compares the detected current value with an overcurrent detection reference value, and shuts off or limits the overcurrent based on the output of the comparator. Means. In the case of an overcurrent for a very short time, do not cut off or limit the current,
It is general to cut off or limit the current when an overcurrent occurs for a predetermined time or more. As another overcurrent protection method, there is a method of determining the cutoff or limiting time of the current or the time of occurrence of an alarm in consideration of the magnitude of the current, that is, a method generally called electronic thermal. In this method, when the degree of overcurrent is high, the current is cut off or limited or an alarm is generated within a short time, and when the degree of overcurrent is low, the current is cut off or limited or an alarm is generated later than when it is high. Do.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】ところで、前者の典型
的な過電流保護方法は過電流の時間幅を考慮している
が、過電流の程度の変化を考慮していないので、過電流
の保護不足状態又は過保護状態が生じるおそれがある。
また、後者の電子サーマル方法では、過電流が流れてい
る時間幅の考慮不足の保護になる。また、電子サーマル
方法の場合には、過電流の遮断又は制限又は警報の発生
を実行するまでの時間と過電流レベルとの関係が二次曲
線的になり、過電流レベルの高い領域では過電流の程度
の変化に比べて過電流の遮断又は制限又は警報の発生等
の保護を実行するまでの時間幅の変化が少なく、保護を
実行する時間にバラツキが生じ易い。The former typical overcurrent protection method considers the time width of the overcurrent, but does not consider the change in the degree of the overcurrent. A shortage or over-protection state may occur.
Also, the latter electronic thermal method protects against insufficient consideration of the time width during which the overcurrent flows. In the case of the electronic thermal method, the relationship between the time until the overcurrent is cut off or limited or the alarm is generated and the overcurrent level become a quadratic curve. The change in the time width until protection such as interruption or limitation of an overcurrent or generation of an alarm is small compared to the change in the degree of protection, and the protection execution time tends to vary.
【0004】そこで、本発明の目的は、過電流の遮断又
は制限又は警報等をバラツキの少ない状態で合理的に行
うことができる方法及び装置を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a method and apparatus capable of rationally interrupting or limiting an overcurrent or performing an alarm with a small variation.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決し、上記
目的を達成するための本発明は、電気回路を過電流から
保護する方法であって、前記電気回路に流れる電流を検
出する第1のステップと、前記第1のステップで得られ
た検出電流値と過電流検出基準値とを比較し、前記検出
電流値が前記過電流検出基準値以上になったか否かを判
定する第2のステップと、前記第2のステップにおいて
前記検出電流値が前記過電流検出基準値以上であること
を示す判定結果が得られた時にクロック信号をカウンタ
で計数する第3のステップと、前記カウンタの計数値が
所定計数出力値に達した時に前記電気回路の電流を遮断
又は低減するか又は警報を発生する第4のステップとを
有していることを特徴とする過電流保護方法に係わるも
のである。なお、請求項2に示すように、カウンタの計
数出力値が所定計数出力値(例えばアラーム基準値L2
)に達する前に検出電流値が過電流検出基準値L1 よ
りも低下した場合にはダウンカウント動作によって計数
出力を徐々に下げ、この下げた値を初期値として次のア
ップカウントを行うことが望ましい。また、請求項3に
示すように、ダウンカウントによる計数値の低減を保護
すべき部分の放熱特性に適合するように決定することが
望ましい。また、請求項4に示すように、電気回路をイ
ンバータ回路とし、この出力電流の実効値を検出するこ
とができる。また、請求項5に示すように、請求項1の
発明に対応するように装置を構成することができる。SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above problems and to achieve the above object, the present invention is a method for protecting an electric circuit from overcurrent, and comprising a first method for detecting a current flowing in the electric circuit. And a second step of comparing the detected current value obtained in the first step with an overcurrent detection reference value to determine whether the detected current value has become equal to or greater than the overcurrent detection reference value. And a third step of counting a clock signal by a counter when a determination result indicating that the detected current value is equal to or greater than the overcurrent detection reference value is obtained in the second step; And a fourth step of interrupting or reducing the current of the electric circuit when a numerical value reaches a predetermined count output value or generating an alarm. . The count output value of the counter is set to a predetermined count output value (for example, the alarm reference value L2).
If the detected current value is lower than the overcurrent detection reference value L1 before the value reaches (1), it is desirable to gradually reduce the count output by a down-count operation and to perform the next up-count with the reduced value as an initial value. . In addition, it is desirable that the reduction of the count value by the down-counting is determined so as to conform to the heat radiation characteristic of the portion to be protected. Further, as described in claim 4, the electric circuit is an inverter circuit, and the effective value of the output current can be detected. Further, as described in claim 5, the apparatus can be configured to correspond to the invention of claim 1.
【0006】[0006]
【発明の効果】各請求項の発明によれば、電流が過電流
検出基準値L1 以上となっている期間をカウンタで計測
し、この期間を示す計数出力値と所定計数出力値(保護
基準値L2 )とを比較して保護時点即ち電流遮断又は制
限又はアラーム発生時点を決定するので、保護時点をバ
ラツキの少ない状態で正確且つ容易に決定することがで
きる。また、請求項2及び3の発明によれば、電流が過
電流検出基準値以上になる期間が短い場合であっても、
これを無視しないで保護時点を決定するので保護時点の
決定を合理的に行うことができる。According to the invention of each claim, a period in which the current is equal to or more than the overcurrent detection reference value L1 is measured by the counter, and a count output value indicating this period and a predetermined count output value (protection reference value). L2) to determine the protection point, that is, the point at which current is cut off or limited or an alarm occurs, so that the protection point can be determined accurately and easily with little variation. According to the second and third aspects of the present invention, even when the period during which the current is equal to or more than the overcurrent detection reference value is short,
Since the protection point is determined without ignoring this, the protection point can be determined rationally.
【0007】[0007]
【実施例】次に、本発明の実施形態を説明するための可
変周波数及び可変電圧のPWMインバータ装置を図1〜
図5を参照して説明する。図1のインバータ装置は、直
流電源1の直流電圧をDC−AC変換回路2によって交
流に変換して3相誘導電動機3を駆動するように構成さ
れている。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, a variable frequency and variable voltage PWM inverter device for explaining an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
This will be described with reference to FIG. The inverter device shown in FIG. 1 is configured to drive a three-phase induction motor 3 by converting a DC voltage of a DC power supply 1 into an AC by a DC-AC conversion circuit 2.
【0008】変換回路2は、トランジスタから成る第1
〜第6のスイッチQ1 〜Q6 を3相ブリッジ接続し、各
スイッチQ1 〜Q6 に並列にダイオードD1 〜D6 を接
続した周知の回路である。周知のように変換回路2の上
側の3つのスイッチQ1 、Q3 、Q5 のオン期間は12
0度間隔に配置される。下側のスイッチQ2 、Q4 、Q
6 は同一アームの上側のスイッチQ1 、Q3 、Q5 と反
対に動作する。なお、変換回路2の出力電流を遮断する
時には全部のスイッチQ1 〜Q6 を同時にオフにする
か、又は上側の3個のスイッチQ1 、Q3 、Q5 を同時
にオフにするか、又は下側の3個のスイッチQ2 、Q4
、Q6 を同時にオフにする。また、電動機3のオフ期
間及び停止時に周知の直流励磁及び直流制動するように
スイッチQ1〜Q6 を制御する。即ち、起動を容易に行
うために電動機3のオフ期間に比較的低い直流電圧を電
動機3に供給し、また電動機3の停止時に回生制動を行
うようにスイッチQ1 〜Q6 を制御する。The conversion circuit 2 is composed of a first transistor
This is a well-known circuit in which the third to sixth switches Q1 to Q6 are connected in a three-phase bridge, and diodes D1 to D6 are connected in parallel to the switches Q1 to Q6. As is well known, the ON period of the upper three switches Q1, Q3, Q5 of the conversion circuit 2 is 12
They are arranged at 0 degree intervals. Lower switches Q2, Q4, Q
6 operates oppositely to the upper switches Q1, Q3, Q5 of the same arm. When the output current of the conversion circuit 2 is cut off, all the switches Q1 to Q6 are simultaneously turned off, or the upper three switches Q1, Q3, Q5 are simultaneously turned off, or the lower three switches Q1, Q3, Q5 are simultaneously turned off. Switches Q2 and Q4
, Q6 are simultaneously turned off. Further, the switches Q1 to Q6 are controlled so as to perform the well-known DC excitation and DC braking when the motor 3 is in the off period and when the motor 3 is stopped. That is, the switches Q1 to Q6 are controlled so that a relatively low DC voltage is supplied to the motor 3 during the off-period of the motor 3 for easy start-up, and regenerative braking is performed when the motor 3 is stopped.
【0009】変換回路2の3相出力ライン4a、4b、
4cには電流検出手段としての電流検出器5a、5b、
5cが電磁結合又は磁気結合されている。電流検出器5
a、5b、5cは変流器又はホール素子等で構成するこ
とができる。実施例では3個の電流検出器5a、5b、
c5cが設けられているが、任意の2相の電流を検出
し、残りの相の電流を演算で求めることもできる。The three-phase output lines 4a, 4b,
4c, current detectors 5a, 5b as current detecting means;
5c is electromagnetically or magnetically coupled. Current detector 5
Each of a, 5b, and 5c can be constituted by a current transformer, a Hall element, or the like. In the embodiment, three current detectors 5a, 5b,
Although c5c is provided, any two-phase currents can be detected, and the remaining phase currents can be calculated.
【0010】各スイッチQ1 〜Q6 の制御端子(ベー
ス)に接続された制御信号作成回路6は、スイッチQ1
〜Q6 によってDC−AC変換するためのPWM(パル
ス幅変調)信号から成る制御信号を形成する回路と、ス
イッチQ1 〜Q6 を全てオフに制御する回路と、電動機
3を直流励磁及び制動する制御信号を形成する回路とを
含む周知の回路である。この詳細は追って説明する。The control signal generation circuit 6 connected to the control terminals (bases) of the switches Q1 to Q6
To Q6 to form a control signal consisting of a PWM (pulse width modulation) signal for DC-AC conversion, a circuit to turn off all the switches Q1 to Q6, and a control signal to excite and brake the electric motor 3 by DC. Is a well-known circuit including: The details will be described later.
【0011】運転及び停止指令装置7は操作パネルの操
作スイッチ等であって、電動機3の起動指令及び停止指
令を制御信号作成回路6に与えるものである。The operation and stop command device 7 is an operation switch or the like of an operation panel, and gives a start command and a stop command of the electric motor 3 to the control signal generation circuit 6.
【0012】過電流保護装置8は本発明に従うものであ
り、電流検出器5a、5b、5cに接続されている。こ
の過電流保護装置8は、過電流時に警報即ちアラームを
発生する手段と変換回路2の出力電流を実質的に遮断す
る手段とを含む。この詳細は追って説明する。なお、図
1では制御信号作成回路6、及び過電流保護装置8が個
別に示されているが、これ等の多くの部分はディジタル
信号処理回路即ちマイクロプロセッサ(マイコン)で構
成されている。The overcurrent protection device 8 according to the present invention is connected to the current detectors 5a, 5b and 5c. The overcurrent protection device 8 includes a means for generating an alarm or an alarm when an overcurrent occurs and a means for substantially interrupting the output current of the conversion circuit 2. The details will be described later. Although the control signal generation circuit 6 and the overcurrent protection device 8 are separately shown in FIG. 1, many of these components are constituted by a digital signal processing circuit, that is, a microprocessor (microcomputer).
【0013】図2は制御信号作成回路6の1相分のPW
Mパルス形成回路を原理的に示すものである。この図2
において、正弦波信号発生手段21は例えば正弦波デー
タが格納されたROM(リード・オンリー・メモリ)か
ら正弦波デ−タを読み出して正弦波信号を得るものであ
り、正弦波の周波数及び振幅を変えることができるよう
に構成されている。三角波発生回路22は正弦波発生手
段21から読み出された正弦波信号及び変換回路2の交
流出力電圧の周波数よりも十分に高い繰返し周波数で三
角波を発生する。コンパレータ23は正弦波発生手段2
1の正弦波信号と三角波発生器22の三角波電圧とを比
較してPWMパルスを出力する。分配回路24は3相の
PWMパルスを変換回路2のスイッチQ1 〜Q6 に所定
の順番で分配する。なお、正弦波発生手段21は図3の
第3の比較手段40のオフ指令出力に応答して正弦波信
号の発生を中止する。また、正弦波発生手段21は図1
の運転及び停止指令装置7からの運転指令に応答して振
幅及び周波数が所定値に向って徐々に近づくように正弦
波信号を発生する。また、正弦波発生手段21は、電動
機3の起動直前の期間に変換回路2から電動機3に直流
が供給されるように動作する。FIG. 2 shows PW for one phase of the control signal generation circuit 6.
1 shows an M pulse forming circuit in principle. This figure 2
In the above, the sine wave signal generating means 21 obtains a sine wave signal by reading sine wave data from a ROM (read only memory) in which sine wave data is stored, for example. It is configured so that it can be changed. The triangular wave generating circuit 22 generates a triangular wave at a repetition frequency sufficiently higher than the frequency of the sine wave signal read from the sine wave generating means 21 and the frequency of the AC output voltage of the conversion circuit 2. The comparator 23 is a sine wave generating means 2
The PWM signal is output by comparing the sine wave signal of No. 1 with the triangular wave voltage of the triangular wave generator 22. The distribution circuit 24 distributes the three-phase PWM pulses to the switches Q1 to Q6 of the conversion circuit 2 in a predetermined order. The sine wave generating means 21 stops generating the sine wave signal in response to the off command output of the third comparing means 40 in FIG. In addition, the sine wave generating means 21
In response to the operation command from the operation and stop command device 7, a sine wave signal is generated so that the amplitude and the frequency gradually approach a predetermined value. The sine wave generating means 21 operates so that DC is supplied from the conversion circuit 2 to the motor 3 during a period immediately before the motor 3 is started.
【0014】図3は図1の過電流保護装置8を詳しく示
すブロック図である。過電流保護装置8は例えば第1相
の電流検出器5aに接続されたA/D(アナログ・ディ
ジタル)変換器30と、実効値演算手段31と、過電流
基準値発生手段32と、第1の比較手段33と、クロッ
ク信号発生手段34と、カウンタ35と、アラーム基準
値発生手段36と、第2の比較手段37と、アラーム手
段38と、オフ基準値発生手段39と、第3の比較手段
40とを備えている。FIG. 3 is a block diagram showing the overcurrent protection device 8 of FIG. 1 in detail. The overcurrent protection device 8 includes, for example, an A / D (analog / digital) converter 30 connected to the first phase current detector 5a, an effective value calculating means 31, an overcurrent reference value generating means 32, Comparison means 33, clock signal generation means 34, counter 35, alarm reference value generation means 36, second comparison means 37, alarm means 38, off reference value generation means 39, and third comparison Means 40.
【0015】図3の各部の状態をアナログ類推で示す図
4を参照して過電流保護装置8の動作を次に説明する。
A/D変換器30には交流電流又は直流励磁時の直流電
流が入力し、これがディジタル信号に変換されて実効値
演算手段31に送られる。実効値演算手段31は変換回
路2の出力電流の実効値I0 を出力する。なお、以後、
出力電流の実効値I0 を単に電流I0 と呼ぶことにす
る。過電流検出基準値発生手段32は図4(A)に示す
過電流基準値L1 を発生する。基準値L1 はインバータ
装置の定格電流やスイッチQ1 〜Q6 の破壊耐量、放熱
特性等を考慮して決定され、また変えることが可能に設
定されている。第1の比較手段33は電流I0 が過電流
検出基準値L1 よりも高くなった期間に図4(B)に示
すように例えば論理の“1”を示す高レベルの電圧を出
力する。クロック信号発生手段34は第1の比較手段3
3の高レベル出力に応答して第1の周波数f1 でクロッ
ク信号(クロックパルス)を送出し、第1の比較手段3
3の低レベル出力(論理の0)に応答して第1の周波数
f1 よりも低い第2の周波数f2 でクロックを発生す
る。カウンタ35はゼロから図4(C)に示すアラーム
基準値L2 以上の所定値までの計数出力を得ることがで
きるものであって、第1の比較手段33の高レベル出力
に応答してアップ動作し、第1の比較手段33の低レベ
ル出力に応答してダウン動作する。図4のt0 時点より
も前においてカウンタ35の出力がゼロであるとすれ
ば、電流I0 が過電流検出基準値L1 よりも高くなるt
0 時点又はt2 時点からカウンタ35は第1の周波数f
1 のクロツク信号のアップカウントを開始し、この計数
出力は徐々に大きくなる。アラ−ム基準値発生手段36
は図4(C)に示すアラ−ム発生の基準値L2 を発生す
るものであって、カウンタ35の所定計数出力に対応す
るディジタル値を発生する。このアラ−ム基準値はイン
バ−タ装置の定格電流やスイッチQ1 〜Q6 の破壊耐量
及び放熱特性等を考慮して決定される。第2の比較手段
37はカウンタ35の出力とアラ−ム基準値L2 とを比
較する。図4の場合には、電流I0 が過電流検出基準値
L1 よりも大きい期間がt0 〜t1 で示す時間幅T1 に
なると、カウンタ35の出力は図4(C)に示すように
アラーム基準値L2 に達する。この結果、第2の比較手
段37の出力がt1 時点で転換し、アラーム指示信号が
得られる。アラーム指示信号はアラーム手段38に送ら
れ、ブザー等の音によるアラーム(警報)又は発光素子
による光のアラーム(警報)等が発生する。The operation of the overcurrent protection device 8 will now be described with reference to FIG. 4, which shows the state of each part in FIG. 3 in analog analogy.
An AC current or a DC current at the time of DC excitation is input to the A / D converter 30, which is converted into a digital signal and sent to an effective value calculating means 31. The effective value calculating means 31 outputs an effective value I0 of the output current of the conversion circuit 2. After that,
The effective value I0 of the output current is simply called the current I0. The overcurrent detection reference value generating means 32 generates an overcurrent reference value L1 shown in FIG. The reference value L1 is determined in consideration of the rated current of the inverter device, the breakdown resistance of the switches Q1 to Q6, the heat radiation characteristics, and the like, and is set to be variable. The first comparing means 33 outputs a high-level voltage indicating, for example, logic "1" as shown in FIG. 4B during a period when the current I0 is higher than the overcurrent detection reference value L1. The clock signal generating means 34 is the first comparing means 3
3 outputs a clock signal (clock pulse) at the first frequency f1 in response to the high level output of the first comparing means 3.
A clock is generated at a second frequency f2 that is lower than the first frequency f1 in response to a low level output of 3 (logic 0). The counter 35 is capable of obtaining a count output from zero to a predetermined value equal to or greater than the alarm reference value L2 shown in FIG. 4C, and performs an up operation in response to the high level output of the first comparing means 33. Then, the down operation is performed in response to the low level output of the first comparing means 33. Assuming that the output of the counter 35 is zero before the time point t0 in FIG. 4, the current I0 becomes higher than the overcurrent detection reference value L1.
From time 0 or time t2, the counter 35 sets the first frequency f
The up-counting of the clock signal of 1 starts, and the count output gradually increases. Alarm reference value generating means 36
Generates a reference value L2 for alarm generation shown in FIG. 4C, and generates a digital value corresponding to a predetermined count output of the counter 35. The alarm reference value is determined in consideration of the rated current of the inverter device, the breakdown resistance of the switches Q1 to Q6, the heat radiation characteristics, and the like. The second comparing means 37 compares the output of the counter 35 with the alarm reference value L2. In the case of FIG. 4, when the period in which the current I0 is larger than the overcurrent detection reference value L1 becomes the time width T1 shown by t0 to t1, the output of the counter 35 becomes the alarm reference value L2 as shown in FIG. Reach As a result, the output of the second comparing means 37 changes at time t1, and an alarm instruction signal is obtained. The alarm instruction signal is sent to the alarm means 38, and an alarm (alarm) by a sound such as a buzzer or a light alarm (alarm) by a light emitting element is generated.
【0016】電流I0 が過電流検出基準値L1 以上にな
る期間が図4のt2 〜t3 に示す短い時間幅T2 の場合
には、カウンタ35の出力がアラーム基準値L2 に達し
ない。電流I0 がt3 時点で過電流検出基準値L1 より
も小さくなると、クロック信号発生手段34から第2の
周波数f2 でクロック信号が発生し、且つカウンタ35
はダウンカウントを開始する。もし、t3 時点よりも後
の比較的長い期間電流I0 が過電流検出基準値L1 以上
にならないと、カウンタ35の出力はゼロになる。しか
し、図4のt3 〜t4 期間で示すように比較的短い時間
幅T3 後のt4時点で再び電流I0 が過電流検出基準値
L1 以上になるとカウンタ35の出力はゼロに戻る前に
再びアップカウントを開始する。カウンタ35は初期値
aからアップカウントを開始するので、電流I0 が過電
流検出基準値L1 以上の状態がt4 以後継続して発生す
ると、t4 時点から比較的短時間後のt5 時点でカウン
タ出力はアラーム基準値L2 に達する。従って、t4 〜
t5 の時間幅T4 はt0 〜t1 の時間幅T1 よりも短
い。過電流から保護すべき例えばスイッチQ1 〜Q6 等
の電子部品の破壊又は劣化は、温度によって生じる。電
子部品の温度は所定の放熱特性を有して変化し、過電流
状態がt3 時点で解消されても直ちに正常温度に戻らな
い。t3 〜t4 の時間幅T3 が短い場合にはt2 〜t3
の過電流状態によって上昇した温度がt4 時点で正常値
に戻らない。従って、もしt4 時点からt0 時点と同様
にカウント出力ゼロからアップカウントを開始すると、
アラーム基準値L2 に達するまでに電子部品の温度が所
定範囲よりも高くなり、電子部品が破壊するおそれがあ
る。これに対し、本実施例では初期値aを与えてアップ
カウントさせるので、カウンタ出力が比較的短い時間幅
T4 でアラーム基準値L2 に達し、合理的にアラームが
発生する。If the period during which the current I0 is equal to or greater than the overcurrent detection reference value L1 is a short time width T2 shown from t2 to t3 in FIG. 4, the output of the counter 35 does not reach the alarm reference value L2. When the current I0 becomes smaller than the overcurrent detection reference value L1 at time t3, a clock signal is generated from the clock signal generation means 34 at the second frequency f2, and the counter 35
Starts counting down. If the current I0 does not exceed the overcurrent detection reference value L1 for a relatively long period after time t3, the output of the counter 35 becomes zero. However, as shown by the period t3 to t4 in FIG. 4, when the current I0 becomes equal to or higher than the overcurrent detection reference value L1 again at time t4 after the relatively short time width T3, the output of the counter 35 is counted up again before returning to zero. To start. Since the counter 35 starts counting up from the initial value a, if the state where the current I0 is equal to or more than the overcurrent detection reference value L1 continues to occur after t4, the counter output is increased at time t5, which is a relatively short time after time t4. The alarm reference value L2 is reached. Therefore, t4
The time width T4 of t5 is shorter than the time width T1 of t0 to t1. Destruction or deterioration of electronic components to be protected from overcurrent, such as the switches Q1 to Q6, is caused by temperature. The temperature of the electronic component changes with a predetermined heat radiation characteristic, and does not immediately return to the normal temperature even if the overcurrent state is eliminated at time t3. When the time width T3 of t3 to t4 is short, t2 to t3
Does not return to a normal value at time t4. Therefore, if the up-counting is started from the count output zero similarly to the time t0 from the time t4,
By the time the temperature reaches the alarm reference value L2, the temperature of the electronic component becomes higher than a predetermined range, and the electronic component may be broken. On the other hand, in the present embodiment, since the initial value a is given to count up, the counter output reaches the alarm reference value L2 within a relatively short time width T4, and a reasonable alarm is generated.
【0017】図3のオフ基準値発生手段39は、図4
(A)に示す過電流検出基準値L1 よりも高く設定され
たオフ基準値L3 を発生する。オフ基準値L3 は電流I
0 の大きさに基づいて変換回路2の出力電流を遮断する
ためのレベルであり、インバ−タ装置の定格電流やスイ
ッチQ1 〜Q6 の破壊耐量、放熱特性等を考慮して決定
される。第3の比較手段40は、電流I0 とオフ基準値
L3 とを比較し、電流I0 がオフ基準値L3 以上になっ
た時にスイッチQ1 〜Q6 をオフにするための指令を発
生し、これを制御信号作成回路6に供給する。The off-reference value generating means 39 shown in FIG.
An off reference value L3 set higher than the overcurrent detection reference value L1 shown in FIG. The off reference value L3 is the current I
This is a level for interrupting the output current of the conversion circuit 2 based on the magnitude of 0, and is determined in consideration of the rated current of the inverter device, the breakdown resistance of the switches Q1 to Q6, the heat radiation characteristics, and the like. The third comparing means 40 compares the current I0 with the off reference value L3, and when the current I0 becomes equal to or more than the off reference value L3, generates a command for turning off the switches Q1 to Q6. The signal is supplied to the signal creation circuit 6.
【0018】図5は図1のインバータ装置の動作の流れ
を示すフローチャートである。ステップS1 で運転及び
停止指令装置7における操作パネルのスイッチ操作によ
って運転指令を与えると、過電流保護のプログラムがス
タートする。次に、ステップS2 で各相の出力電圧指令
値を与える。また、電流遮断処理を実行するか、又はア
ラーム処理を実行するかを設定する。図5のフローチャ
ートは両方の処理を実行するものとして示されている。
次に、ステップS3 で電流I0 がオフ基準値L3 以上か
否かを判定する。これは図3の第3の比較手段40で行
われる。オフ基準値L3 は図4(A)に示すようにアラ
ーム用の過電流検出基準値L1 よりも高く設定されてい
る。従って、アラーム発生よりも緊急性が要求される高
いレベルの過電流時にはステップS4 においてアラーム
の発生に無関係に自動的にスイッチQ1 〜Q6 をオフに
制御してインバ−タ出力電流を遮断する。ステップS3
で電流I0 がオフ基準値L3 よりも低いことを示すNO
の出力が得られた時及びL3 ≦I0 を示すYESの出力
が得られた時のいずれにおいてもステップS5 で電流I
0 が過電流検出基準値L1 以上か否かが判定される。こ
の判定は第1の比較手段33で実行する。L1 ≦I0 を
示すYESの出力の時にはステップS6 でカウンタ35
をアップ動作させる。また、L1 >I0 を示すNOの出
力の時にはステップS7 でカウンタ35をダウン動作さ
せる。次に、ステップS8 でカウンタ出力値がアラーム
基準値L2 以上か否かを第2の比較手段37において判
定する。L2 ≦カウンタ出力値、を示すYESの出力の
時はステップS9 に示すようにアラーム処理を行う。ま
た、L2 >カウンタ出力値、を示すNOの出力の時には
ステップS10に示すようにスイッチQ1 〜Q6にDC−
AC変換のための制御信号を送る。しかる後、ステップ
S11で一連の処理が終了する。FIG. 5 is a flowchart showing the flow of the operation of the inverter device shown in FIG. In step S1, when an operation command is given by operating a switch on the operation panel of the operation and stop command device 7, the overcurrent protection program starts. Next, in step S2, an output voltage command value for each phase is given. In addition, it sets whether to execute the current interruption processing or the alarm processing. The flowchart of FIG. 5 is shown as performing both processes.
Next, in step S3, it is determined whether or not the current I0 is equal to or greater than the off reference value L3. This is performed by the third comparing means 40 of FIG. The OFF reference value L3 is set higher than the alarm overcurrent detection reference value L1 as shown in FIG. Therefore, in the event of a high level of overcurrent that requires more urgency than the occurrence of an alarm, the switches Q1 to Q6 are automatically turned off in step S4 regardless of the occurrence of an alarm to cut off the inverter output current. Step S3
Indicating that the current I0 is lower than the OFF reference value L3.
Is obtained and the output of YES indicating L3 .ltoreq.I0 is obtained in step S5.
It is determined whether 0 is equal to or greater than the overcurrent detection reference value L1. This determination is performed by the first comparing means 33. When the output is YES indicating L1≤I0, the counter 35 is set at step S6.
Up operation. On the other hand, when the output is NO indicating L1> I0, the counter 35 is operated to be down in step S7. Next, in step S8, the second comparing means 37 determines whether the counter output value is equal to or greater than the alarm reference value L2. When YES is output indicating L2≤counter output value, an alarm process is performed as shown in step S9. When L2> counter output value, the output of NO indicates that the switches Q1 to Q6 have DC-switches as shown in step S10.
Sends a control signal for AC conversion. Thereafter, a series of processing ends in step S11.
【0019】本実施例は次の効果を有する。 (イ) 電流I0 が過電流検出基準値L1 以上になって
いる期間をカウンタ35によって正確に計測し、アラー
ムを正確に発生することができる。従って、過電流に対
する処理を正確に実行できる。なお、電動機3の起動直
前の直流励磁期間における過電流保護アラームに特に有
効である。 (ロ) 電流I0 が過電流検出基準値L1 以上になって
期間がt2 〜t3 期間のように短い場合には、これによ
ってアラームは発生しないが、t3 〜t4 のダウンカウ
ントによって次のアップカウントの初期値aを与える。
従って、短い時間幅の過電流もアラームの発生に関与
し、過電流から保護すべき回路素子の放熱特性を考慮し
た合理的なアラームの発生が可能になる。 (ハ) オフ基準値L3 以上に電流I0 が増大した時に
は直ちにインバータ出力電流を遮断するので、アラーム
との組み合せによって過電流保護を確実に達成すること
ができる。 (ホ) アラームの発生の条件の変更を容易に行うこと
ができる。This embodiment has the following effects. (A) The period during which the current I0 is equal to or higher than the overcurrent detection reference value L1 can be accurately measured by the counter 35, and an alarm can be generated accurately. Therefore, the processing for the overcurrent can be executed accurately. It is particularly effective for an overcurrent protection alarm during the DC excitation period immediately before the start of the motor 3. (B) If the current I0 is equal to or greater than the overcurrent detection reference value L1 and the period is short, such as the period from t2 to t3, no alarm is generated, but the down-counting from t3 to t4 causes the next up-count to be performed. Give an initial value a.
Accordingly, an overcurrent having a short time width is involved in the generation of an alarm, and a reasonable alarm can be generated in consideration of the heat radiation characteristics of the circuit element to be protected from the overcurrent. (C) When the current I0 increases beyond the OFF reference value L3, the inverter output current is immediately cut off, so that the overcurrent protection can be reliably achieved by combination with the alarm. (E) The condition for generating an alarm can be easily changed.
【0020】[0020]
【変形例】本発明は上述の実施例に限定されるものはで
なく、例えば次の変形が可能なものである。 (1) アラーム基準値L2 をスイッチQ1 〜Q6 によ
るインバータ出力電流の遮断又は抑制の基準値とするこ
とができる。即ち図3の第2の比較手段37の出力に基
づいてスイッチQ1 〜Q6 をオフに制御するか、又はス
イッチQ1 、Q3 、Q5 をオフに制御するか、又はスイ
ッチQ2 、Q4 、Q6 をオフに制御するか、又はスイッ
チQ1 〜Q6 のPWMパルスのデューティ比を小さくす
ることができる。 (2) 過電流保護装置8及び制御信号作成回路6の一
部をマイコンを使用したソフトウエアとする代りに、図
3に示すような個別回路で構成することができる。 (3) 図4のt4 における初期値aをt4 時点よりも
前の比較手段33の出力の情報に基づいて演算で決定す
ることができる。[Modifications] The present invention is not limited to the above-described embodiment, and for example, the following modifications are possible. (1) The alarm reference value L2 can be used as a reference value for interrupting or suppressing the inverter output current by the switches Q1 to Q6. That is, based on the output of the second comparing means 37 in FIG. 3, the switches Q1 to Q6 are controlled to be turned off, the switches Q1, Q3 and Q5 are controlled to be turned off, or the switches Q2, Q4 and Q6 are turned off. This can be controlled or the duty ratio of the PWM pulses of the switches Q1 to Q6 can be reduced. (2) Instead of using a microcomputer as a part of the overcurrent protection device 8 and the control signal generation circuit 6, a separate circuit as shown in FIG. 3 can be used. (3) The initial value a at t4 in FIG. 4 can be determined by calculation based on the information of the output of the comparing means 33 before the time t4.
【図1】本発明の実施例の電動機駆動用インバータ装置
を示す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing an electric motor driving inverter device according to an embodiment of the present invention.
【図2】図1の制御信号形成回路を詳しく示すブロック
図であるるFIG. 2 is a block diagram illustrating a control signal forming circuit of FIG. 1 in detail;
【図3】図1の過電流保護装置を等価的に詳しく示すブ
ロック図である。FIG. 3 is a block diagram equivalently showing the overcurrent protection device of FIG. 1 in detail;
【図4】図3の各部の状態をアナログ類推で示す波形図
である。FIG. 4 is a waveform diagram showing the state of each unit in FIG. 3 by analog analogy.
【図5】過電流保護の動作を説明するための流れ図であ
る。FIG. 5 is a flowchart illustrating an operation of overcurrent protection.
2 DC−AC変換回路 3 交流電動機 5a、5b、5c 電流検出器 8 過電流保護装置 L1 過電流検出基準値 L2 アラーム基準値 L3 オフ基準値 2 DC-AC conversion circuit 3 AC motor 5a, 5b, 5c Current detector 8 Overcurrent protection device L1 Overcurrent detection reference value L2 Alarm reference value L3 Off reference value
Claims (5)
って、 前記電気回路に流れる電流を検出する第1のステップ
と、 前記第1のステップで得られた検出電流値と過電流検出
基準値とを比較し、前記検出電流値が前記過電流検出基
準値以上になったか否かを判定する第2のステップと、 前記第2のステップにおいて前記検出電流値が前記過電
流検出基準値以上であることを示す判定結果が得られた
時にクロック信号をカウンタで計数する第3のステップ
と、 前記カウンタの計数出力値が所定計数出力値に達した時
に前記電気回路の電流を遮断又は低減するか又は警報を
発生する第4のステップとを有していることを特徴とす
る過電流保護方法。1. A method for protecting an electric circuit from overcurrent, comprising: a first step of detecting a current flowing in the electric circuit; a detection current value obtained in the first step; and an overcurrent detection reference. A second step of comparing the detected current value with the overcurrent detection reference value to determine whether or not the detected current value is not less than the overcurrent detection reference value. In the second step, the detected current value is not less than the overcurrent detection reference value. And a third step of counting the clock signal by a counter when a determination result indicating that is obtained is obtained, and interrupting or reducing the current of the electric circuit when the count output value of the counter reaches a predetermined count output value. Or a fourth step of generating an alarm.
流検出基準値以上になった後に前記カウンタの計数出力
値が前記所定計数出力値に達しないで前記過電流検出基
準値よりも低くなった時には、前記カウンタをダウンカ
ウント動作させることによって計数出力値を徐々に低減
させ、再び前記検出電流値が前記過電流検出基準値以上
になった時に前記低減された値を初期値として前記カウ
ンタをアップカウント動作させるステップを有している
ことを特徴とする請求項1記載の過電流保護方法。2. The method according to claim 1, wherein the count output value of the counter does not reach the predetermined count output value and becomes lower than the overcurrent detection reference value after the detection reference value becomes equal to or more than the overcurrent detection reference value. The count output value is gradually reduced by causing the counter to perform a down-counting operation when the counter value becomes lower, and when the detected current value becomes equal to or higher than the overcurrent detection reference value again, the reduced value is set as an initial value and the counter value is set as the initial value. 2. The overcurrent protection method according to claim 1, further comprising the step of:
回路の過電流から保護すべき部分の放熱特性に適合する
ように決定されていることを特徴とする請求項2記載の
過電流保護方法。3. The overcurrent protection according to claim 2, wherein the rate of reduction of the count output value is determined so as to conform to a heat radiation characteristic of a portion of the electric circuit to be protected from overcurrent. Method.
前記電流の検出は前記インバータ回路の出力電流の実効
値の検出である請求項1又は2又は3記載の過電流保護
方法。4. The electric circuit is an inverter circuit,
4. The overcurrent protection method according to claim 1, wherein the detection of the current is detection of an effective value of an output current of the inverter circuit.
置であって、 前記電気回路に流れる電流を検出するための電流検出手
段と、 過電流検出基準値を与える手段と、 前記電流検出手段から得られた検出電流値と前記過電流
検出基準値とを比較し、前記検出電流値が前記過電流検
出基準値以上になったか否かを示す信号を得るための比
較手段と、 前記比較手段から得られた前記検出電流値が前記過電流
検出基準値以上であることを示す信号に応答してクロッ
ク信号を計数するカウンタ手段と、 前記カウンタ手段の所定計数出力値に対応する保護基準
値を発生する手段と、 前記カウンタ手段の出力と前記保護基準値とを比較し、
前記カウンタ手段の出力が前記保護基準値に達した時に
前記電気回路の電流を遮断又は低減させるか又は警報を
発生させるための信号を出力する比較手段とを備えた過
電流保護装置。5. An apparatus for protecting an electric circuit from an overcurrent, comprising: a current detecting means for detecting a current flowing through the electric circuit; a means for providing an overcurrent detection reference value; and the current detecting means. Comparing the detected current value obtained from the above with the overcurrent detection reference value, and comparing means for obtaining a signal indicating whether or not the detected current value is equal to or more than the overcurrent detection reference value; and the comparing means Counter means for counting a clock signal in response to a signal indicating that the detected current value obtained from is equal to or greater than the overcurrent detection reference value, and a protection reference value corresponding to a predetermined count output value of the counter means. Generating means, comparing the output of the counter means with the protection reference value,
A comparator for outputting a signal for interrupting or reducing the current of the electric circuit or generating an alarm when the output of the counter reaches the protection reference value.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9196557A JPH1124762A (en) | 1997-07-07 | 1997-07-07 | Method and device for protecting overcurrent |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP9196557A JPH1124762A (en) | 1997-07-07 | 1997-07-07 | Method and device for protecting overcurrent |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1124762A true JPH1124762A (en) | 1999-01-29 |
Family
ID=16359723
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP9196557A Pending JPH1124762A (en) | 1997-07-07 | 1997-07-07 | Method and device for protecting overcurrent |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPH1124762A (en) |
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1997
- 1997-07-07 JP JP9196557A patent/JPH1124762A/en active Pending
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