JPS5967877A - Current limiting system for inverter - Google Patents

Current limiting system for inverter

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JPS5967877A
JPS5967877A JP17718382A JP17718382A JPS5967877A JP S5967877 A JPS5967877 A JP S5967877A JP 17718382 A JP17718382 A JP 17718382A JP 17718382 A JP17718382 A JP 17718382A JP S5967877 A JPS5967877 A JP S5967877A
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JP
Japan
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inverter
current
signal
voltage
command
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JP17718382A
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Japanese (ja)
Inventor
Masaru Ohori
優 大堀
Yoshitaka Fujiwara
藤原 喜隆
Kenichi Okamoto
研一 岡本
Yoshihiro Konishi
義弘 小西
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Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
Fuji Electric Manufacturing Co Ltd
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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
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal 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)

Abstract

PURPOSE:To reduce the fluctuation of a current by flowing a load current during an overcurrent detection signal generating period through a circulating circuit formed of the variable control semiconductor switch and a diode, thereby limiting the overcurrent in good responsiveness. CONSTITUTION:A power source has an input filter 1, a DC/DC converter 2, an intermediate filter 3, an inverter 4 and an output filter 5. The inverter DC input voltage is detected by a voltage detector 21, and the converter 2 is controlled on the basis of the output. When the overcurrent is detected by a current detector 28, a load current is flowed through a circulating circuit formed of transistors U-Z of the inverter 4 and a diode, thereby stopping the rise of the load current.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、それぞれ逆並列にダイオードを有する可制御
半導体スイッチの3相ブリツジからなり、パルス幅制御
機能を持たない制御回路を備えたインバータの過電流制
限方式に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an overcurrent limiting scheme for an inverter with a control circuit consisting of a three-phase bridge of controllable semiconductor switches each having a diode in antiparallel and without pulse width control function.

例えば鉄道車両の冷房装置に給電する補助電源装置をイ
ンバータで構成する場合、架線から集電器を介して受電
される大幅に変動する電源電圧をDC−DCコンバータ
によυ適当なレベルに安定化した直流中間回路電圧に変
換してから、これをインバータ直流入力電圧とすること
は、インバータの安定動作が確保されるはかpでなくイ
ンバータを構成する半導体素子の耐圧余裕が少なくてす
むという理由から好ましい。この場合には、インバータ
内の個々の可制御半導体スイッチのための制御回路がパ
ルス幅制御機能を持たなくても、DC−DCコンバータ
によってインバータ直流入力電圧を制御することによっ
てインバータ交流出力電圧の大きさを所望値に保つこと
ができる。
For example, when an auxiliary power supply device that supplies power to a railway vehicle's cooling system is configured with an inverter, the widely fluctuating power supply voltage received from the overhead wire via a current collector is stabilized to an appropriate level by a DC-DC converter. The reason for converting the DC intermediate circuit voltage to the DC intermediate circuit voltage and then using it as the inverter DC input voltage is that stable operation of the inverter is not only ensured, but also that the withstand voltage margin of the semiconductor elements that make up the inverter is small. preferable. In this case, even if the control circuit for each controllable semiconductor switch in the inverter does not have a pulse width control function, the inverter AC output voltage can be increased by controlling the inverter DC input voltage by the DC-DC converter. can be maintained at a desired value.

ところで上述の如き補助電源装置においては冷房装置の
ほかに照明器具など種々の電気機器が接する突入電流が
生じる。したがって、1両に1台のインバータを塔載す
る分散形電源システムの場合に、従来ではその起動電流
を許容し得る電流容量をインバータに持たせており、装
置として大形で高価なものになっていた。インバータの
大形化を避けるためにはインバータの電流を制限する必
要がある。パルス幅制御機能を持たないインバータ制御
回路の場合においてインバータの電流を制限するために
は、DC,DCコンバータの通流率を絞ってインバータ
の直流入力電圧を下げるようにすればよい。しかしなが
ら、DC−DCコンバータとインバータとの間には電圧
平滑のための中間フィルタが設けられるので、ゆるやか
に上昇する過電流に対しては電流制限ループの応答速度
は十分であるにしても、急峻に立上がる過電流に対して
は電流制限ループはすぐに応答できない。
By the way, in the above-mentioned auxiliary power supply device, an inrush current is generated when various electrical devices such as lighting equipment come into contact with the auxiliary power supply device in addition to the cooling device. Therefore, in the case of a distributed power supply system in which one inverter is installed in each train, conventionally the inverter has a current capacity that can tolerate the starting current, making the device large and expensive. was. In order to avoid increasing the size of the inverter, it is necessary to limit the current of the inverter. In the case of an inverter control circuit that does not have a pulse width control function, in order to limit the inverter current, the DC input voltage of the inverter may be lowered by reducing the current flow rate of the DC/DC converter. However, since an intermediate filter is provided between the DC-DC converter and the inverter for voltage smoothing, even if the response speed of the current limiting loop is sufficient against overcurrents that rise slowly, The current limit loop cannot respond immediately to an overcurrent that rises.

そこで、負荷短絡事故時における過電流保護と同等の扱
いで、すべての可制御半導体スイッチのパルスオフを併
用することが考えられる。しかしながら、この場合には
パルスオフ後負荷電流は可制御半導体スイッチに並列に
設けられているダイオードを介してインバータの直流入
力側に逆流するため、電流の減衰が速い反面、電流制限
ループの電圧引下げ動作に反して、逆流する負荷電流は
インバータ直流入力回路の平滑コンデンサを充電して電
圧を高める作用をする。このために電流制限ループのゆ
るやか々る電流制限作用が有効に働らかずに、正常のイ
ンバータ制御状態とパルスオフ状態との間切換え動作が
頻繁に繰り返えされて負荷電流が激しく動揺する。この
ために゛駆動機の円滑な起動が妨げられ、起動不能とな
ったシ、あるいは起動に長時間を要して他の負荷に許容
できない悪影響をもたらす。
Therefore, it is conceivable to use pulse-off of all controllable semiconductor switches in conjunction with the same treatment as overcurrent protection in the event of a load short-circuit accident. However, in this case, the load current after the pulse-off flows back to the DC input side of the inverter via the diode installed in parallel with the controllable semiconductor switch, so the current attenuation is fast, but the voltage reduction operation of the current limit loop On the other hand, the reversely flowing load current has the effect of charging the smoothing capacitor of the inverter DC input circuit and increasing the voltage. For this reason, the gradual current limiting action of the current limiting loop does not work effectively, and the switching operation between the normal inverter control state and the pulse-off state is frequently repeated, causing severe fluctuations in the load current. This prevents the drive machine from starting smoothly, making it impossible to start or requiring a long time to start, resulting in an unacceptable negative impact on other loads.

本発明の目的は、応答性良く過電流を制限するだけでな
く、電流動揺の少ない円滑な電流制限を可能にすること
にある。
An object of the present invention is to not only limit overcurrent with good responsiveness, but also to enable smooth current limiting with little current fluctuation.

この目的は、本発明によれば、特許請求の範囲に記載の
構成によって達成される。この構成によれば、過電流検
出信号の発生期間中負荷電流はインバータの可制御半導
体スイッチとダイオードとで形成される環流路を介して
流れるので、インバータの直流入力側には逆流しない。
This object is achieved according to the invention by the features described in the claims. According to this configuration, during the generation period of the overcurrent detection signal, the load current flows through the circulation path formed by the controllable semiconductor switch and the diode of the inverter, so that it does not flow back to the DC input side of the inverter.

がメる環流動作はいずれかの可制御半導体スイッチの制
御信号反転時に一旦解除されるが、過電流検出信号が持
続していればすぐに再び新たな環流動作に移行する。
The free circulation operation is temporarily canceled when the control signal of any of the controllable semiconductor switches is reversed, but if the overcurrent detection signal continues, the new circulation operation is immediately resumed.

以下、図面を参照しながら、本発明をさらに詳細に説明
する。
Hereinafter, the present invention will be explained in more detail with reference to the drawings.

第1図ないし第3図は車両用補助電源装置に本発明によ
る過電流制限方式を適用した実施例を示し、第1図は主
回路部分の構成例を示し、第2図は制御装置部分の構成
例を示し、第3図は第2図に示す制御装置における要部
の詳細実施例を示す。
1 to 3 show an embodiment in which the overcurrent limiting method according to the present invention is applied to a vehicle auxiliary power supply device, FIG. 1 shows an example of the configuration of the main circuit portion, and FIG. 2 shows a configuration example of the control device portion. A configuration example is shown, and FIG. 3 shows a detailed embodiment of the main parts of the control device shown in FIG. 2.

第1図に示されている車両用補助電源装置は、入力フィ
ルタ1.DC−DCコンバータ装置2、中間フィルタ3
、インバータ4、出力フィルタ5からなる。インバータ
4はそれぞれ逆並列にダイオードを有する6つの可制御
半導体スイッチU。
The vehicle auxiliary power supply device shown in FIG. 1 includes an input filter 1. DC-DC converter device 2, intermediate filter 3
, an inverter 4, and an output filter 5. The inverter 4 consists of six controllable semiconductor switches U each having a diode in anti-parallel.

v、w、x、y、zの3相ブリツジがらなシ、各可制御
半導体スイッチとしてはここではトランジスタが使用さ
れている。DC−DCコンバーク装置2は入力フィルタ
1および中間フィルタ3と協動して、例えば架線から集
電器を介して受電される変動する直流高電圧を1、イン
バータ4の直流入力電圧として適した電圧値を持つ安定
化された中間回路電圧に変換する。DC−DCコンバー
タ装置2もトランジスタで構成されているが、トランジ
スタの耐圧に限界があるため、入力側では互いに直列接
続され出方側では互いに並列接続されている複数個単位
コンバータから構成されている。
A transistor is used here as each controllable semiconductor switch in the three-phase bridge of v, w, x, y, and z. The DC-DC converter 2 cooperates with the input filter 1 and the intermediate filter 3 to convert a fluctuating DC high voltage received from an overhead line via a current collector into a voltage value suitable as the DC input voltage of the inverter 4. Convert to a stabilized intermediate circuit voltage with. The DC-DC converter device 2 is also composed of transistors, but since there is a limit to the withstand voltage of the transistors, it is composed of a plurality of unit converters connected in series with each other on the input side and connected in parallel with each other on the output side. .

ここでは2個の単位コンバータから構成される装る場合
を示している。両単位コンバータはそれぞれトランジス
タQ、もしくはQ2、変圧器T、もしくはT2、ブロッ
キングダイオードD、もしくはD2からなる公知のリン
ギングチョークコンバータとして構成されている。入力
フィルタ1は平滑リアクトルL1と平滑コンデンサC1
,C,とからなる。入力フィルタ1の2分割されて互い
に直列接続関係にある2つの平滑コンデンサC,,C2
は、両者の共通接続点と単位コンバータ入力側共通接続
点とが結ばれていることによって、両単位コンバータ間
での入力電圧分担をバランスさせるだめの分圧コンデン
サとして役立つ。両単位コンバータのトランジスタQ、
、Q2は同じオン・オフ指令にしだがって制御される。
Here, a case is shown in which the system is configured with two unit converters. The two unit converters are constructed as known ringing choke converters, each consisting of a transistor Q or Q2, a transformer T or T2, and a blocking diode D or D2. Input filter 1 includes smoothing reactor L1 and smoothing capacitor C1
,C,. Two smoothing capacitors C, , C2 which are divided into two parts of the input filter 1 and connected in series with each other.
Since the common connection point of both unit converters and the unit converter input side common connection point are connected, it serves as a voltage dividing capacitor for balancing the input voltage sharing between both unit converters. Transistor Q of both unit converters,
, Q2 are controlled according to the same on/off command.

インバータ4に設けられている出力フィルタ5は図示さ
れていない負荷に供給される電圧を正弦化するのに役立
つ。この場合に出力フィルタ5の小形のためインバータ
4はパルス幅変調されることが好ましい。
An output filter 5 provided on the inverter 4 serves to sinusoidize the voltage supplied to a load (not shown). In this case, because of the small size of the output filter 5, the inverter 4 is preferably pulse width modulated.

インバータ直流入力電圧は電圧検出器21によって検出
される。この電圧検出器21によって検出された電圧実
際値信号Vdは第2図に示す電圧調節器22に入力され
る。電圧調節器22はその電圧実際値信号■dを電圧設
定器23からの電圧目標値信号■と比較し、その比較結
果得られる電圧制御偏差に応じて通流率指令信号を形成
して通流率制御回路24に与える。通流率制御回路24
はその通流率指令信号にしたがってDC−DCコンバー
タ装置2内の両トランジスタQ、、Q2 をオン・オフ
制御する。
The inverter DC input voltage is detected by a voltage detector 21. The voltage actual value signal Vd detected by this voltage detector 21 is input to a voltage regulator 22 shown in FIG. The voltage regulator 22 compares the voltage actual value signal d with the voltage target value signal 2 from the voltage setting device 23, forms a conduction rate command signal according to the voltage control deviation obtained as a result of the comparison, and controls the conduction. is applied to the rate control circuit 24. Conductivity control circuit 24
controls on/off both transistors Q, , Q2 in the DC-DC converter device 2 according to the duty ratio command signal.

さらに、インバータ4の出力側にはインバータ出力電流
検出器25が設けられている。インバータ出力電流検出
器25は詳しくは図示されていないが整流回路を備え交
流検出信号を直流信号に変換し、これを第2図に示す電
流調節器26に電流実11M値信号Iaとして与える。
Further, an inverter output current detector 25 is provided on the output side of the inverter 4. Although not shown in detail, the inverter output current detector 25 includes a rectifier circuit, converts the AC detection signal into a DC signal, and supplies this to the current regulator 26 shown in FIG. 2 as the actual current 11M value signal Ia.

電流調節器26はこの電流実際値信号■8が電流制限値
設定器27からの電流制限設定信号l”を上回るとき電
圧調節器22の出力制限回路に作用してコンバータの通
流率を下げる方向に作用する。これによって、インバー
タ出力電流は制限値内にとどめられる。
When the current actual value signal 8 exceeds the current limit setting signal l'' from the current limit value setting device 27, the current regulator 26 acts on the output limiting circuit of the voltage regulator 22 to lower the current conduction rate of the converter. This causes the inverter output current to remain within the limit value.

電圧実際値信号Vdはインバータ出力周波数指令信号と
して電圧・周波数変換器41に導かれ、ここでそれに比
例した周波数のパルスに変換されてからインバータ制御
回路42に入力される。このインバータ制御回路42が
発生する3つの制御信号u、v、wはインバータ4内の
一方の直流入力端子側のトランジスタU、V、Wの制御
信号として伝達されるとともに、それぞれ否定回路53
1〜533 によって反転されることによって他方の直
流端子側のトランジスタX、Y、Zの制御信号として伝
達される。この場合制御回路42は、上述のように同じ
出力端子に属する2つのトランジスタUとX、■とY、
WとZをそれぞれ互いに反転関係にてオン・オフ制御す
るとともに、各直流入力端子側では2つのトランジスタ
にオン指令が与えられる状態と1つのトランジスタにの
みオフ指令が与えられる状態とが交互に生じるように個
々のトランジスタを制御する。か\る制御回路42の最
も単純な例は、3つの制御信号がそれぞれ180°のパ
ルス幅を有し、互いに120°の位相差を有するような
パルス分配回路である。しかしながら、出力フィルタ5
の小形化するために所定次数以下の低次高調波を除去す
べく所定のパルス幅変調を行なうよう制御回路を構成す
ることが好ましい。第6図は、19次以下の高調波を含
まないようにしたパルス幅変調制御信号u 、 V 、
 Wの波形例を示す。この場合にパルス幅(角度)の制
御機能は不要であシ、固定のパルス幅デー−ティでよい
The voltage actual value signal Vd is guided as an inverter output frequency command signal to the voltage/frequency converter 41, where it is converted into a pulse with a frequency proportional to the signal, and then input to the inverter control circuit 42. The three control signals u, v, w generated by the inverter control circuit 42 are transmitted as control signals to the transistors U, V, W on one DC input terminal side in the inverter 4, and are also transmitted to the inverter 53, respectively.
1 to 533 and transmitted as control signals for the transistors X, Y, and Z on the other DC terminal side. In this case, the control circuit 42 controls two transistors U and X, ■ and Y, which belong to the same output terminal as described above.
W and Z are controlled on and off in an inverse relationship to each other, and on each DC input terminal side, a state in which an ON command is given to two transistors and a state in which an OFF command is given to only one transistor occurs alternately. to control individual transistors. The simplest example of such a control circuit 42 is a pulse distribution circuit in which the three control signals each have a pulse width of 180° and a phase difference of 120° from each other. However, the output filter 5
In order to reduce the size of the device, it is preferable to configure the control circuit to perform predetermined pulse width modulation to remove low-order harmonics below a predetermined order. FIG. 6 shows pulse width modulation control signals u, V, which do not contain harmonics below the 19th order.
An example of the waveform of W is shown. In this case, there is no need for a pulse width (angle) control function, and a fixed pulse width data is sufficient.

前述の電流調節器26による電流制限ループはインバー
タ出力電流■、が制限値エニを上回るときコンバータの
通流率を絞ってインバータ直流入力電圧を下げる。イン
バータ直流入力電圧の低下に応じてインバータ出力周波
数が下けられ、これによってインバータ出力電圧とイン
バータ出力周波数との比が一定に保たれる。したがって
冷房装置の誘導電動機が直入れ起動されるときに生じる
大きな突入゛電流の回避のために電流制限を働かせる場
合にも、電動機の1次側餉、圧とその周波数との比が一
定に保たれるので、はソ一定の駆動トルクを確保するこ
とができる。しかしながら、平滑コンデンサCからなる
中間フィルタ3の存在のため、コンバータ通流率を絞っ
てもインバータ直流入力電圧は瞬時には低減されない。
The current limiting loop by the current regulator 26 described above throttles the current flow rate of the converter to lower the inverter DC input voltage when the inverter output current (2) exceeds the limit value Any. As the inverter DC input voltage decreases, the inverter output frequency is lowered, thereby keeping the ratio between the inverter output voltage and the inverter output frequency constant. Therefore, even when current limiting is applied to avoid large inrush currents that occur when an induction motor of a cooling system is directly started, the ratio between the motor's primary side pressure and its frequency can be maintained constant. This allows a constant driving torque to be ensured. However, because of the presence of the intermediate filter 3 made of the smoothing capacitor C, the inverter DC input voltage is not instantaneously reduced even if the converter current flow rate is reduced.

第4図は電動機の起動中およびその前後のインバータ直
流人力′亀圧V4の時間に対する経過を示している。こ
のように電流調節器26による電流制限ループは応答遅
れを有するためにインバータ直流入力電圧当が値■1ま
で低下するまでの期間T、においてはインバータに過大
な゛電流が流れる。
FIG. 4 shows the time course of the inverter direct current human power torque V4 during and before and after starting up the electric motor. As described above, since the current limiting loop by the current regulator 26 has a response delay, an excessive current flows through the inverter during the period T until the inverter DC input voltage drops to the value 1.

これを防止するために、本発明にしたがって、インバー
タの直流側に設けられた電流検出器28の電流検出信号
■4比較器44に導かれ設定器45の設定信号工5と比
較され、検出値Idが設定値工5を上回るとき過電流検
出信号aが発せられ、この過電流検出信号は制御回路4
2の出力側の反転段531〜533 の前に挿入された
ロジック回路43に伝達される。このロジック回路43
の具体例が第3図に示されている。
In order to prevent this, according to the present invention, the current detection signal of the current detector 28 provided on the DC side of the inverter is led to the comparator 44 and compared with the setting signal 5 of the setting device 45, and the detected value When Id exceeds the set value 5, an overcurrent detection signal a is generated, and this overcurrent detection signal is sent to the control circuit 4.
The signal is transmitted to the logic circuit 43 inserted before the inverting stages 531 to 533 on the output side of No. 2. This logic circuit 43
A specific example is shown in FIG.

第3図において、u、v、wは第2図の制御回路42か
ら導かれる3相の制御信号であり、これらは既に述べた
ように、例えば第6図に示す如きパルス幅変調信号であ
る。501〜502 はぞれぞれ変調信号u、v、wの
立上がりおよび立下がり時点で一定時間“1″信号を発
生する単安定回路である。各単安定回路501〜503
 はそれぞれ2つの単安定素子と1つの否定素子から構
成することができる。すなわち、一方の単安定素子には
直接に、他方の単安定素子には否定素子を介してそれぞ
れ入力信号が力えられ、両年安定素子の出力は論理和結
合されている。単安定回路501〜503の出力信号は
ORゲート504を介して3つのRSフリップフロップ
511〜513 のセット入力端子Sに導かれる。変調
信号u、V、wはそれぞれEXORゲート521,52
2,523  の一方の入力端子にも導かれておシ、こ
れらのEXORケートの他方の入力端子はそれぞれフリ
ップ70ツブ511゜512.513  の出力端子Q
に接続されている。これらのEXORゲート521〜5
23 の出力側に設けられている否定回路531〜53
3 は既に第2図において示したものである。
In FIG. 3, u, v, and w are three-phase control signals derived from the control circuit 42 of FIG. 2, and as already mentioned, these are pulse width modulated signals as shown in FIG. 6, for example. . 501 to 502 are monostable circuits that generate a "1" signal for a certain period of time at the rising and falling points of the modulation signals u, v, and w, respectively. Each monostable circuit 501 to 503
can each consist of two monostable elements and one negation element. That is, an input signal is applied directly to one monostable element, and an input signal is applied to the other monostable element via a negation element, and the outputs of both monostable elements are OR-combined. The output signals of the monostable circuits 501-503 are led to set input terminals S of three RS flip-flops 511-513 via an OR gate 504. Modulation signals u, V, and w are provided by EXOR gates 521 and 52, respectively.
2,523, and the other input terminals of these EXOR gates are connected to the output terminals Q of the flip 70 tubes 511, 512, and 513, respectively.
It is connected to the. These EXOR gates 521-5
Inverting circuits 531 to 53 provided on the output side of 23
3 is already shown in FIG.

RSフリップフロップ511〜513 のリセット入力
端子RはそれぞれANDゲート561〜563 の出力
端子に接続されている。ANDゲート561〜563の
一方の入力端子は第2図の比較器44の出力端子に接続
されている。ANDゲート561〜563の他方の入力
端子はそれぞれEXORゲート541〜543 の出力
端子にそれぞれ否定回路551〜553を介して接続さ
れている。EXORゲート541の2つの入力端子には
それぞれ変調信号u、wが、EXORゲート542の2
つの入力端子にはそれぞれ変調信号w、uが、EXOR
ゲート543の2つの入力端子には変調信号u、vが導
かれる。
Reset input terminals R of RS flip-flops 511-513 are connected to output terminals of AND gates 561-563, respectively. One input terminal of AND gates 561-563 is connected to the output terminal of comparator 44 in FIG. The other input terminals of AND gates 561-563 are connected to the output terminals of EXOR gates 541-543, respectively, via negation circuits 551-553, respectively. The two input terminals of the EXOR gate 541 receive modulation signals u and w, respectively, and the two input terminals of the EXOR gate 542
The two input terminals receive modulation signals w and u, respectively, and EXOR
Modulation signals u and v are introduced to two input terminals of gate 543.

過電流検出信号が発生していないときには、すなわち第
2図の比較器44の出力信号aがII OIT倍信号あ
るときにはANDゲート561〜563 の出力信号は
′0#の状態に保たれているため、フリップフロップ5
11〜513 はリセットされないため、EXORゲー
ト521〜523 の一方の入力端子に接続されている
出力端子Qの信号は” o ”に保たれている。したが
って、EXORケート521〜523 の出力信号はそ
れぞれ変調信号u、v2wと一致する。したがってイン
バータ4の負側直流入力端子に属するトランジスタU 
、 V 、 Wのベース信号(!:してはそれぞれ変調
信号u、v、wがそのせ\伝達され、インバータ4の正
側直流出力端子に属するトランジスタX、Y、Zのベー
ス信号としてはそれぞれ変調信号u、v、wが否定回路
531〜533によって反転されてから伝達される。第
7図は第6図に示す期間Aの部分についての変調信号u
、v、wを拡大して示すとともに、トランジスタU、V
、Wのベース信号並びに比較器44の出力信号aの経過
を示している。これからも信号aが過電流検出状態を意
味する1″の状態にないときは、変調信号U〜Vがトラ
ンジスタU−Zのベース信号としてそのま\伝達烙れて
いることがわかる。
When the overcurrent detection signal is not generated, that is, when the output signal a of the comparator 44 in FIG. , flip-flop 5
Since EXOR gates 11 to 513 are not reset, the signal at the output terminal Q connected to one input terminal of EXOR gates 521 to 523 is kept at "o". Therefore, the output signals of EXOR gates 521 to 523 match the modulation signals u and v2w, respectively. Therefore, the transistor U belonging to the negative side DC input terminal of the inverter 4
, V, W base signals (!) are respectively transmitted with modulation signals u, v, w, and base signals of transistors X, Y, Z belonging to the positive side DC output terminal of the inverter 4 are respectively The modulated signals u, v, w are inverted by the negative circuits 531 to 533 and then transmitted. FIG. 7 shows the modulated signal u for the period A shown in FIG.
, v, w are shown enlarged, and the transistors U, V
, W as well as the output signal a of the comparator 44. From this, it can be seen that when the signal a is not in the state of 1'', which means an overcurrent detection state, the modulation signals U to V are transmitted as they are as the base signals of the transistors U to Z.

変調信号u、v、wは、Uのみが” 1 ” [モード
I〕、Wのみが”0”〔モード■〕、■のみが゛1#〔
モード用〕、Uのみが’O”[モードIV)、Wのみが
1″〔モード■〕、Uのみが“0″〔モード■〕という
ように6つのモードを取り得る。
For the modulation signals u, v, and w, only U is “1” [mode I], only W is “0” [mode ■], and only ■ is “1#”
For U mode], only U is 'O' [Mode IV], only W is 1'' [Mode ■], and only U is '0'' [Mode ■].

第7図では2個所で信号aが過電流検出状態を示す”1
″信号に変化している。1番目の過電流検出信号が発せ
られる直前においては変調信号U。
In Fig. 7, the signal a indicates the overcurrent detection state at two locations "1".
'' signal. Immediately before the first overcurrent detection signal is issued, the modulation signal U.

v、wは、Uのみが1″にあって、したがってモード■
の状態にある。このモード■ではインバータ4のトラン
ジスタは第5A図に示すようにU。
For v and w, only U is at 1'', so mode ■
is in a state of In this mode (2), the transistors of the inverter 4 are U as shown in FIG. 5A.

Y、Zにオン指令が与えられていて、図示矢印の向きに
電流が流れている。このモード■においては3つの否定
回路551〜553 のうち否定回路551の出力信号
のみII I IIとなる。したがって、信号aが゛じ
から1″へ変化するや否やANDゲート561によって
7リツプフロツプ511のリセットが行なわれ、出力端
子Qの信号が“0”がら1″へ反転する。これにともな
ってEXoRゲート521の出力信号が1″からII 
Onへ反転する。すなわち、第7図からも分るようにト
ランジスタUは時ならぬにオフ指令を与えられる。その
代シにトランジスタXにオン指令が与えられ、第5B図
に示すように負荷電流が直流入力回路を介することなく
環流する動作状態となる。これによって直流入力回路か
ら負荷へのエネルギ供給が断たれるので電流は設定レベ
ル■5カら上昇するのを阻止される。この設定レベル■
5は平均値的な電流制限のための設定レベル■二よりも
高いところに設定されていて、平均値的な電流制限が間
に合わずに電流が設定レベルリを越えて設定レベル■5
を上回るや否や瞬時的に電流上昇の阻止が行なわれる。
An ON command is given to Y and Z, and current flows in the direction of the arrow shown. In this mode (2), only the output signal of the NOT circuit 551 among the three NOT circuits 551 to 553 becomes II II II. Therefore, as soon as the signal a changes from "0" to "1", the AND gate 561 resets the 7-lip-flop 511, and the signal at the output terminal Q is inverted from "0" to "1". Accordingly, the output signal of the EXoR gate 521 changes from 1'' to II.
Flip to On. That is, as can be seen from FIG. 7, the transistor U is given an OFF command at an inopportune time. Instead, an on command is given to the transistor X, and as shown in FIG. 5B, an operating state is established in which the load current circulates without passing through the DC input circuit. This cuts off the energy supply from the DC input circuit to the load, and prevents the current from increasing from the set level 5. This setting level
5 is the setting level for average value current limit■ 5 is set higher than 2, and the average value current limit is not in time and the current exceeds the set level 5.
The current rise is instantaneously blocked as soon as it exceeds the current limit.

このような環流動作による電流上昇の阻止は次に変調信
号u、v、wのいずれかに変化が生じたとき壕で継続さ
れる。ここでは変調信号Wが′0″から” 1 ”へ反
転したとき単安定回路503からORゲート504を介
してフリップフロップ511のセット端子Sに入力され
る“1″信号によって、出力端子Qの信号が再び°゛0
″に戻シ、トランジスタU。
This blocking of the current increase due to the circulation operation is continued in the trench when a change occurs in any of the modulation signals u, v, and w. Here, when the modulation signal W is inverted from '0' to '1', the signal at the output terminal Q is changed by the '1' signal input from the monostable circuit 503 to the set terminal S of the flip-flop 511 via the OR gate 504. is °゛0 again
”, transistor U.

Xはこのときの変調信号Uの指令どおシに、Uがオン、
Xがオフにされる。したがって、今やトランジスタU 
、 ’W 、 Zにオン指令が与えられて動作モード■
に移る。このとき既に過電流検出信号は消えているので
、環流モードへの移行は行なわれない。もし、過電流検
出信号がなおも持続していれば、このモード■ではフリ
ップフロップ512のリセットが行なわれて、トランジ
スタ■がオンへ、トランジスタYがオフへ切シ換えられ
て、それによって今度はU、V、Wがオン状態で環流モ
ードとなる。過電流検出信号が比較的長く続く場合の動
作は、第7図の信号aの2番目の“1”状態移行期間に
おける変調信号u−wとベース信号U〜Zとの相違を参
照されたい。
In response to the command of the modulation signal U at this time, X is turned on,
X is turned off. Therefore, now the transistor U
, 'W, Z are given an ON command and the operation mode is set■
Move to. At this time, since the overcurrent detection signal has already disappeared, the transition to the free circulation mode is not performed. If the overcurrent detection signal still persists, in this mode ■, the flip-flop 512 is reset, transistor ■ is turned on, and transistor Y is turned off, so that When U, V, and W are on, the circulation mode is activated. Regarding the operation when the overcurrent detection signal continues for a relatively long time, please refer to the difference between the modulation signal uw and the base signals U to Z in the second "1" state transition period of the signal a in FIG.

結局、EXORゲート541〜543 および否定回路
551〜553 は、制御信号u−wから、その都度い
ずれかの直流入力端子側で1つのみオン指令を与えられ
ているトランジスタ、すなわち直流人力′電流に等しい
電流を流しているトランジスタを判別する手段を構成し
ている。そしてANDゲート561〜563 、フリッ
プフロップ511〜513 およびEXORゲート52
1〜523 は、過電流検出信号が発せられたとき次に
制御信号のいずれかが変化するまでの間、前記手段によ
って判別されたトランジスタとこれと同じ交流出力端子
に属するトランジスタのだめのオン・オフ指令を正規の
制御信号に従う指令に対して反転した関係に保つ手段を
構成している。
As a result, the EXOR gates 541 to 543 and the inverting circuits 551 to 553 are connected to the transistors to which only one on-command is given at each DC input terminal side from the control signals uw, that is, the DC human power current. This constitutes means for determining which transistors are flowing the same current. AND gates 561-563, flip-flops 511-513 and EXOR gate 52
1 to 523 turn on/off the transistor determined by the means and the transistors belonging to the same AC output terminal from when the overcurrent detection signal is issued until the next change in any of the control signals. It constitutes means for maintaining the command in an inverted relationship with respect to the command according to the regular control signal.

本発明にしたがってか\る手段をインパーク制御回路に
付属させて追加することによって、遠心的に負荷電流の
上昇を阻止してインバータの電流が過電流制限レベルを
上回らないようにすることができるとともに、−斉パル
スオフ方式に比べれば、インバータの直流入力側への逆
流による直流人力′電圧の上昇をもたらすことがないの
で、平均値的な電流制限ループを併用する場合にそれに
対する悪影響もなく、また電流動揺も生じない。したが
って、本発明は直入れ起動される交流電動機を負荷とし
て有するような車両用補助電源装置に使用されるインバ
ータの過電流制限に適用すると非常に効果的である。
By adding such means to the impark control circuit according to the present invention, it is possible to centrifugally prevent the load current from increasing and prevent the inverter current from exceeding the overcurrent limit level. In addition, compared to the -simultaneous pulse-off method, there is no rise in DC voltage due to reverse current to the DC input side of the inverter, so there is no negative effect when using an average current limiting loop. Also, no current fluctuation occurs. Therefore, the present invention is very effective when applied to overcurrent limiting of an inverter used in a vehicle auxiliary power supply device that has an AC motor that is directly started as a load.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明一実施例の主回路部を示す回路接続図、
第2図は本発明一実施例の制御装置部分と示すブロック
図、第3図は第2図における要部の詳細構成例を示すブ
ロック図、第4図は平均値的な過電流制限ループによっ
て行なわれるインバータ直流入力電圧の低下についてそ
の時間終過例を示すタイムチャート、第5A図および第
5B図は本発明による過電流制限動作を説明するだめの
回路図、第6図は制御信号の例を示すタイムチャート、
第7図は第6図に示す期間Aについて一犬□。 して制御信号とトランジスタベース信号との経過例を示
すタイムチャートである。 1・・・入力フィルタ、2・・・DC−DCコンバータ
装置、3・・・中間フィルタ、4・・・インバータ、5
・・・出力フィルタ、21・・・インバータ直流入力電
圧検出器、22・・・電圧調節器、23・・・電圧設定
器、24・・・通流率制御回路、25・・・インバータ
出力電流検出器、26・・・電流調節器、27・・・電
流制限値設定器、28・・・インバータ入力電流検出器
、41・・・電圧・周波数変換器、42・・・制御回路
、43・・・論理回路、44・・・比較器、45・・・
過電流制限レベル設定器、501〜503 ・・・単安
定回路、504・・・ORゲート、511〜513 ・
・・RSフリップフロップ、521〜523,541〜
543 ・・・EXORゲート、531〜533,55
1〜553 ・・・否定回路、u −w・・・制御信号
(変調信号)、U−Z・・・l・ランジスタ(又はその
ベース信号)。 才 3 図 オ 4 図
FIG. 1 is a circuit connection diagram showing the main circuit section of an embodiment of the present invention;
Fig. 2 is a block diagram showing the control device part of one embodiment of the present invention, Fig. 3 is a block diagram showing a detailed configuration example of the main part in Fig. 5A and 5B are circuit diagrams for explaining the overcurrent limiting operation according to the present invention, and FIG. 6 is an example of a control signal. A time chart showing
Figure 7 shows one dog □ for period A shown in Figure 6. 3 is a time chart showing an example of the progression of a control signal and a transistor base signal. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Input filter, 2... DC-DC converter device, 3... Intermediate filter, 4... Inverter, 5
... Output filter, 21 ... Inverter DC input voltage detector, 22 ... Voltage regulator, 23 ... Voltage setting device, 24 ... Duty ratio control circuit, 25 ... Inverter output current Detector, 26... Current regulator, 27... Current limit value setter, 28... Inverter input current detector, 41... Voltage/frequency converter, 42... Control circuit, 43. ...Logic circuit, 44...Comparator, 45...
Overcurrent limit level setter, 501-503... Monostable circuit, 504... OR gate, 511-513 ・
...RS flip-flop, 521~523,541~
543...EXOR gate, 531-533, 55
1 to 553... Inverting circuit, u-w... Control signal (modulation signal), U-Z... l transistor (or its base signal). Sai 3 Figure O 4 Figure

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] l)それぞれ逆並列にダイオードを有する可制御半導体
スイッチの3相ブリツジからなり、同じ交流出力端子に
属する2つの可制御半導体スイッチのいずれか一方にオ
フ指令が与えられるとき他方にはオン指令が与えられ、
かつ各直流入力端子側では2つの可制御半導体スイッチ
にオン指令が与えられる状態と1つの可制御半導体スイ
ッチのみにオン指令が与えられる状態とが交互に生じる
ように可制御半導体スイッチにオンφオフ指令を与える
制御信号を発生する制御回路を備えたインノく一タにお
いて、可制御半導体スイッチのだめの制御信号からその
都度いずれかの直流入力端子側で1つのみオン指令を与
えられている可制御半導体スイッチを判別する第1手段
と、インノく一夕の電流が所定の過電流検出レベルを上
回ったときに次にいずれかの可制御半導体スイッチの制
御信号が変化するまでの間、前記第1手段によって判別
された可制御半導体スイッチとこれと同じ交流出力端子
に属する可制御半導体スイッチとを、正規の制御信号を
反転させた信号にて制御する第2手段とを設けたことを
特徴とするインバータのへ電流制限方式。
l) Consisting of a three-phase bridge of controllable semiconductor switches each having a diode in antiparallel, when one of the two controllable semiconductor switches belonging to the same AC output terminal is given an OFF command, the other is given an ON command. is,
In addition, on each DC input terminal side, the controllable semiconductor switches are turned on and off so that a state in which an on command is given to two controllable semiconductor switches and a state in which an on command is given to only one controllable semiconductor switch occur alternately. In an industrial computer equipped with a control circuit that generates a control signal that gives a command, there is a controllable semiconductor switch in which only one turn-on command is given to any DC input terminal from the control signal of the controllable semiconductor switch. a first means for determining a semiconductor switch; and a first means for determining a semiconductor switch; and a first means for identifying a semiconductor switch; A second means is provided for controlling the controllable semiconductor switch determined by the means and the controllable semiconductor switch belonging to the same AC output terminal with a signal obtained by inverting the regular control signal. Current limiting method for inverter.
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