JPS59230463A - 電力変換装置の制御系の異常検出方法 - Google Patents

電力変換装置の制御系の異常検出方法

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JPS59230463A
JPS59230463A JP10415483A JP10415483A JPS59230463A JP S59230463 A JPS59230463 A JP S59230463A JP 10415483 A JP10415483 A JP 10415483A JP 10415483 A JP10415483 A JP 10415483A JP S59230463 A JPS59230463 A JP S59230463A
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JP
Japan
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voltage
control system
output
control signal
power converter
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JP10415483A
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English (en)
Inventor
Yasuhiko Umaguchi
泰彦 味口
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は磁力変換装置の気圧制御系の異常を検出する方
法(−関するものでおる。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
一般に、サイリスタ、パワートランジスタ、ゲートター
ンオフサイリスタ (以下GTOと記す)などの電力用
半導体素子を使った磁力変換装置の出力電圧の制御は、
それらの素子の導通期間を制御することによって行なわ
れている。たとえば、第1図C二足すGTOを使った外
圧チョッパにおいては出力電圧E01.入力電圧E+n
 I GTO+7)導通期間I’os。
非導通期間’I’OFFの間には の関係がある。ここで、Rは、負荷抵抗v ZOはリア
クトルの抵抗分、GTO,ダイオードのオン抵抗などか
ら決まるインピーダンスである。(電気学会雑誌198
0年6月号肩説「スイッチングレギュレータの基本特性
と問題点」 (二宮保)参照)したがって昇圧チョッパ
の出力電圧gotn #t G’rOの導通期間TON
を長くすると上昇する。また、負荷の大小によって昇圧
比が異なることもわかる。
さて、このような装置を制御するには、従来がら第2図
、第3図に示す原理の制御系が使われることが多い。以
下、第2図の制御系の構成について説明する。101は
直流電源、lはチョッパ、2は負荷、3はチョッパ出方
電圧を検出して適当なレベルの電圧(二笈換し、制御系
の人力とする直流電圧検出器、4はチョッパ出方電圧の
基準値Vrafと直流電圧検出器3の出力■。ulとを
比較する減算器でちる(・5はV”’=Vref  V
oat を入力とし、位4H制御信号ECを出力とする
電圧制御補償器であり、通常1個または複数の演算増幅
器で構成され、制御系全体の安定度や過渡応答を考直し
てその伝達関数が決足される。6は移相器で必9、俊速
する原理で、位相’1itlJ御−+i号&(ニルじた
タイミングでチョッパのスイッチング素子のオン、オフ
1d号を出カスる。7はゲート回路で、移相器からのオ
ン。
オフ1B号を増幅し、チョッパのスイッチング素子にオ
ンゲート、オフゲートを与える。
次鑞二、第3図を用い゛C移相器6の動作原理を説明す
る。移相器内部では、固定周期で三角波が兄生芒れてお
9、この三角波と直m E = Ecとの交点でオフパ
ルスが出るよう(−なっている。ECが低iと、三角波
と直線E ’= Ecとの交点は左(二寄シ、導通期間
Towが低くなる。したがってチョッパ出方電圧は下が
る。逆)二Ecが高いとTONは長くなシ、出力電圧は
上がる方向(二なる。このようにして、チョッパの出力
電圧が所定の電圧C二制御される訳である。
さて、入力電圧の大小、及び負荷の大小(ニルじてEC
及び導通角が制御される訳であるが、電力変換装置(二
は、通常、定格入力電圧変動範囲と定格負荷が存在し、
それ(ニルじて自ずからECの変動範囲も決まってくる
。一般に、入力電圧最低、負荷最大のときEcは最大と
なυ、入力電圧最高、負荷最小のときECは最小となる
。過#:現象のため、ごく短時間だけこの範囲を逸脱す
ることはあ)得るが、ある期間以上(二わたって、EC
がこの範囲から外れる場合は明らか(二制御系の異常と
みなすことができる。従来、このようなEcの状態監視
は行なわれておらず、出力電圧の過不足を監視すること
だけが行なわれていた。従来出力電圧異常を検出した場
合、制御系の異常でEcが異常な値になったためか、あ
るいは出力電圧検出系の誤検出艦=よるものか、あるい
は主回路の異常によるものか等、故障原因を特定するこ
とが困難でちるか、あるいは時間のかかることが多かっ
た。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、上記欠点を改良し、電力変換装置制御
系の異常をすみやか(二検出する方法を提供すること(
=ある。
〔発明の概要〕
本発明は上記目的を達成するため、jtilJ御系の出
力電圧Ecの1直を監視し、負荷−流と入力電圧が一定
の範囲にあるとき、Ecの値があるレベル以下の状態で
るる期間継続したとき、またはあるレベル以上の状態で
ある期間継続したとき、11+1JIil系を異常と判
定すること(=ちる。
また、&を監視する条件としては、出力電力と入力電圧
が一定の範囲(′−あるときでもよい。インバータのよ
う(=出力が交流である電力変換装置の場合には、EC
を監視する条件として負荷電流の有効成分と入力電圧が
一定の範囲にある場合、あるいは有効出力電力と入力電
圧が一定の範囲にある場合でもよい。さらに、チョッパ
のよう(=直流回路を含む電力変換装置Cおいては回路
の一部の直流電流と入力電圧か一定の範囲にある場合で
もよい。
〔発明の実施例〕
以下、第4図(二おいて本発明の一実施例を説明する。
第4図(二て第2図と同一符号を付したものは同一のも
のを示すので説明を省略する。
第4図口おいて8は負荷電流を検出する直流電圧検出器
、9は負荷電流が一定レベル以上(二らるかどうかを判
定するコンパレータ、 10は入力電圧Elnを検出す
る入力重圧検出器、11はE inがある範囲にあるか
どうかを検出するコンパレータ、12はAND回路、1
3はAND回路12の出力が1”の時、すなわち負荷電
流と直流人力゛電圧が一定の範囲にろる時にONとなる
アナログスイッチ、14は制御信号ECの過磁圧を検出
するコンパレータ、15は制御信号EcO不足電圧を検
出するコンパレータ、16゜17はそれぞれ制御信号過
大及び過少の継続時間をカウントするタイマである。
直流電流検出器8で検出された負荷電流ILはコンパレ
ータ9によってあらかじめ設定された一足レベル以上で
あるかどうか調べられる。一方、直流電圧検出器10に
よって検出された入力電圧E1mはコンパレータ11に
よって一定の範囲(二あるかどうか調べられる。コンパ
レータ9と11の両方の出力が1”となったとき、AN
D回路の出方は′1′となシ、アナログスイッチ13が
動作して位相制御1H号ECの監視が行なわれる。位相
例#18号Ecはアナログ・スイッチ13を通って過電
圧検出コンパレータ14.不足電圧検出コンパレータ1
5(二加えられ、タイマ16または17と合わせてEC
がめるレベル以上の状態である期間継続するがどうが、
ECがあるレベル以下の状態である期間継続するがどう
がが調べられる。タイマ16からは「位相制御信号過大
」。
タイマ17からは「位相制御信号過小」の信号が出力さ
れ、チョッパ停止など、必要な処置がとられる。
前述したよう(;負荷電流と直流入力鎮圧C二よりて1
位相制御信号の動作範囲は異なるので、本発明(二おい
て負荷電流と直流人力威圧が一定の範囲内(=ある時だ
けEcを監視する考え万は重璧でめる。
今の場合、第5図の−・ツチ27で示した領励内に負荷
毫訛、匝流入力電圧がある場曾、ECを監視すること(
二なる。
さてたとえば、出力不足電圧90 % 2 sec継続
で故障停止させるような装置(二おいては、位相制御信
号過小の検出レベルをたとえば90チ1.5 sec 
としておく。こうしておくと、実際(二は位相制御信号
過小で停止したときは、故障記録として「位相制御信号
過小」が残シ、「出力不足電圧」は残らない。また、出
力不足′磁圧検出回路の誤動作(二よp、停止した場合
は故障記録として「出力不足電圧」がIAシ、「位相制
御信号過小」は残らない。
以上、出力不足電圧に関連する故障について述べたが、
出力過電圧(二関連する故障についても同様で必シ、本
発明を採用すると装置が出力゛電圧異常(二関連する故
障で停止した場合、故障原因を従来よシ速やか(二特定
することが可能となる。
次に本発明の他の実施例を第6図を用いて説明する。第
4図に示した前述の実施例は負荷車流と入力電圧が2次
元座標系の一定の範囲内にある場合にEcを監視するも
のであるが、第6図に示す実施例は第4図の直流電流検
出器8を埴カ検出器18におきかえたもので、出力電力
と入力電圧が2次元座標系の一定の範囲内にある場合に
Ecを監視するものである。この場合にも出方電圧異常
の原因を速やかに特定することが可能なことは同様であ
る。
同様に、本発明の他の実施例を第7図、第8図。
第9図を用いて説明する。いずれの図においても既出の
器具(二ついての説明は省略する。
第7図において、19は直流電圧を交#、電圧に変換す
るインバータ、20は負荷電流の有効成分を検出する検
出器である。インバータは固定角で運転され、出力電圧
の制御はチョッパで行なわれる。
この場合、負荷電流の有効成分と入力電圧が一定の範囲
内にある場合(二Ecが監視される。
今の場合、チョッパとインバ〜りから構成される装置を
例にとって説明したが、交流を出方とする電力変換装置
については、たとえばインバータ単体で構成され、パル
ス幅制御によって出カ峨圧を制御する装置でも、負荷電
流の有効成分と入力電圧が一足の範囲内にある場合にE
cが監視される点は同じである。
第8図は第7図(二おける負荷電流の有効成分を検出す
る装置を、有効出力電力を検出する装置21(二おきか
えたものであシ、有効出力電力と入力電圧が一定の範囲
内にある場合にEcを監視するものである。
第9図はチョッ、パの出力に直流電流検出器22を蝕け
て、直流電流と入力電圧が一定の範囲(二あるときにE
Cが監視されるよう(二する実施例である。
この場合、負荷電流と一定の関係C二ある厘流成流なら
ば、チョッパ出方の直流電流でなくても、第1図のGT
O104、リアクトル103あるいはダイオード105
などを流れる電流を代ゎ月二使りてもよい。
〔発明の効果〕
以上のよう(−装置が出カシ圧異常(−関連する故障で
停止した場合、本発明の採用(−よシ故障原因の特足が
従来よりはやくできるよう(二なυ、故障修復時間を短
縮することができ、チョッパを含む電力変侠装置の信頼
度向上(二役立つ。
【図面の簡単な説明】
第1図はチョッパ回路の一例を示す図、第2図は従来の
チョッパ制御装置のブロック図、第3図は第2図の移相
器の動作を示す図、第4図は不発明の一実施例を示]−
図、第5図は位相制御信号の監視条件の一例を示す図、
第6図、第7図、第8図、第9図は本発明の他の実施例
を示す図である。 100・・・昇圧チョッパ、 101・・・直流電源1
02・・・リアクトル内部抵抗、103・・・リアクト
ル104・・・GTOサイリスタ、105・・・ダイオ
ード106・・・電解コンデンサ、 1・・・チョッパ、    2・・・負荷3・・・直流
電圧検出器、4・・・減算器5・・・電圧制御補償器、
6・・・移相器7・・・ゲート回路、   8・・・直
流磁流検出器9・・・コンパレータ、   1o・・・
直流電圧検出器11・・・コンパレータ、12・・・A
NDla[13・・・アナログスイッチ、14・・・過
軛検出コンパレータ15・・・不足電圧検出コンパレー
タ、  16.17・・・タイマ18・・・電力検出器
、    19・・・インバータ加・・・負荷電流の有
効成分検出器 21・・・有効出力磁力検出器、 22・・・直流シ流
検出器(7317)  代理人 弁理士 則 近 憲 
佑(はが1名)第1図 第21!! 第3図 π 第4図 第5図 第6図 第7図 第8図 第9図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 制御信号(二応じて出力電圧が制御される磁力変換装置
    において、該電力変換装置の出力電気量と、入力電気量
    が出力電気量を−りの軸、入力電気量をもう一つの軸に
    とった2次元座標系の一定の範囲内(二ある場合(二削
    配制御佃号の値があるレベル以下の状態である期間継続
    したとき、又は前記制御信号の値が所定レベル以上の状
    態である期間継続したときに前記電力変換装置の制御系
    を異常と判定するようにしたことを特徴とする電力変換
    装置の制御系の異常検出方法。
JP10415483A 1983-06-13 1983-06-13 電力変換装置の制御系の異常検出方法 Pending JPS59230463A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61254069A (ja) * 1985-04-30 1986-11-11 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電源保護装置
JPH01295671A (ja) * 1988-05-23 1989-11-29 Fuji Electric Co Ltd 短絡保護機能付dc/dcコンバータ
JP2008092639A (ja) * 2006-09-29 2008-04-17 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電源装置

Cited By (3)

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JPH01295671A (ja) * 1988-05-23 1989-11-29 Fuji Electric Co Ltd 短絡保護機能付dc/dcコンバータ
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