JPS60118065A - インバ−タ装置の制御装置 - Google Patents

インバ−タ装置の制御装置

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JPS60118065A
JPS60118065A JP58225730A JP22573083A JPS60118065A JP S60118065 A JPS60118065 A JP S60118065A JP 58225730 A JP58225730 A JP 58225730A JP 22573083 A JP22573083 A JP 22573083A JP S60118065 A JPS60118065 A JP S60118065A
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JP
Japan
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signal
circuit
transistors
inverter
control circuit
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JP58225730A
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English (en)
Inventor
Michio Nakajima
中島 倫夫
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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
    • 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)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)
  • Inverter Devices (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、連続運転が要求されるシステムに好適なイン
バータ装置の制御装置に関する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
交流電動機の駆動装置として近時多用されているスイッ
チング素子としてサイリスクまたはトランジスタを用い
た可変電圧可変周波数インバータ装置(以下インバータ
装置と略称する)は、過電圧、過電流等に対して装置自
身を保護するためその制御装置に保護手段を備えている
特に、小容量形で近時急速に伸展しているトランジスタ
形インバータ装置にあっては、トランジスタの過負荷耐
量がサイリスクよりも低いために、上記保護手段の機能
は強化されている。
従って、このようなインバータ装置において過渡的な電
源変動、過負荷等の一過性異常が発生すると、上記強化
された保護手段は起動してしまい、画一的にスイッチン
グ素子の駆動停止、及びし中断器のトリップ等の動作が
行なわれていた。よって、上記保護手段を備えたインバ
ータ装置を、給水設備、送風設備等の連続運転が要求さ
れる設備に適用すると、一過性異常が発生する毎に上記
設備が運転停止してしまうことになった。また、このよ
うな不具合を解消するためには、負荷電動機に対して2
組のインバータ装置を備え、異常発生に伴う運転停止時
間を最小限にする並列冗長設計としなけれにならない場
合があった。
〔発明の目的〕
本発明は上記事情に基づいてなされたもので、その目的
とするところは、インバータ装置において過渡的な電源
変動或いは過負荷等の一過性異常が発生して一旦停止し
た場合であっても、インバータ装置の機器に故障が無い
時には再始動させ、連続運転に対する信頼性を向上させ
たインバータ装置の制御装置を提供することにある。
〔発明の概袈〕
本発明によるインバータ装置の制御装置は、整流素子を
備えた順変換器からの直流出力を複数のスイッチング素
子によシ交流出力に変換する逆変換器への印;IIIJ
電圧を検出すると共に供給電流″d:検出し、これら検
出信号とノ句波数設足信号とによシ上記スイッチング素
子夫々に駆動信号を供給すると共に上記検出イム号に丞
づき上記逆変換器が異常であると判定δれると上記駆動
信号の供給を停止する制御回路と、上記整流素子及びス
イッチング素子の少なくとも一方の夫夫に設けられ上記
素子夫々の故障を検知する検知手段と、上記制御回路に
て上記検出信号に基づき上記逆に′!s器が異常である
と判定されている時に、上記検知手段により上記素子夫
々が健全であると判定されると上記制御回路に上記駆動
信号の供給再開を指令する診断手段とを備え、上記制御
回路によシ過渡的な電源変動或いは過負荷等の一過性異
常が検知され、上記逆変換器のスイッチング素子への駆
動信号が供給停止さitたとしても、上記検知手段によ
シ上記スイッチング素子夫々が正常であると判定される
と上記診断手段によジ上記駆動信号の供給再開を指令す
るようにしたことを特徴としている。
〔発明の実施例〕
以下本発明によるインバータ装置の制御装置を、第1図
に示す一実施例に従い説明する。
第1図において、1〜6は3相交流電源Eがらの交流を
直流に変換する順変換器を構成するダイオード、7は上
記順変換器の正、負電位ラインP、N間に設けられた平
滑用のコンデンサ、8は同正電位ラインPに設けられた
保護用のヒユーズ、9は同負電位2インNに設けられた
電流検出用の抵抗、lo−11は回正、負電位ラインP
、Nに直列に設けられた抵抗であシ、この抵抗10.1
1で正、負電位ライン間の電圧を分圧し、抵抗1ノは電
圧検出用の抵抗となっている。12〜17は上記正、負
電位ラインP。
Nから供給された直流を所定の周波数、電圧の交流に変
換する逆変換器を構成するスイッチング素子としてのト
ランジスタであシ、これらトランジスタ12〜17の出
方端には3相誘尋電動機Mが接続されている。上記トラ
ンジスタ12〜12の夫々には、過電圧印加防止用のダ
イオード18〜23が夫々並列接続されると共に、抵抗
24〜29夫々とフォトカプラ30〜35の発光ダイオ
ード301L〜35に夫々との直列回路が並列接続され
ている。
36は周波設定器37からの周波設定信号、抵抗9から
の電流検出信号、抵抗1ノからの電圧検出信号に基づい
て、上記トランジスタ12〜17夫々にペース電流を供
給する制御回路である◎この制御回路36は、上記電流
検出信号及び電圧検出信号が予じめ設定された値以上に
なった時、装置異常であると判定し故障信号を後述する
診断回路38に与えると共に上記トランジスタ12〜1
7へのペース電流供給を停止するようになっている。
38はフォトカプラ30〜35のフォトトランジスタ3
0B〜35Bが電気的に接続された診断回路である。こ
の診断回路38は、上記制御回路36から故障信号Xか
与えられ、フォトトランジスタ30B〜35Bからオフ
信号が与えられない時には、上記f[IJ御回路36に
再始動許可信号Yを与え各トランジスタ12〜17にペ
ース電流を供給再開する。この場合の再開ペース電流は
逆変換器からの交流出力が周波数。
電圧共に徐々に上昇するように制御回路36によ勺調整
される。また診断回路38は、上記制御回路36から故
障信号Xが与えられ、フォトトランジスタ30B〜35
Bからオフ信号が与えられると制御回路36へは上記再
始動許可信号Yは与えず、この場合、制御回路36はイ
ン・ぐ−夕装置の故障が一過性の異常ではなく、スイッ
チング素子の故障によるもの七判定し、上記ベース電流
の供給を停止し、報知回路39に異常報知信号2.を与
え、この報知回路39により例えば図示し々い電光ラン
プ等で異常表示すると共に図示しないしゃ断器へのトリ
ップ信号を出力する。
更に診断回路38は、上記制御回路36からの故障信号
Xが与えられなり時、フォトトランジスタ3θB〜35
Bからオフ信号が与えられると報知回路39に異常報知
信号z2を与え、この報知回路39によシ例えば電光ラ
ンプ等で異常表示すると共に例えば図示しないしゃ断器
へのトリ、プ信号を出力する。
次に第2図を参照して診断回路38の詳細について説明
する。即ち、電源+VとコモンラインCOMとの間に7
オトカプラ30〜35のフォトトランジスタ30B〜3
5B夫々と抵抗40〜45夫々との直列回路が接続され
、各フォトトランジスタ30B〜35Bのエミッタ端カ
ラの信号ラインはノット回路46〜51を介し、上述し
た故障信号Xの信号ラインと共゛にナンド回路52の入
力端に接続され、とのナンド回路52の出力端はノット
回路53を介して記憶回路54の入力端に接続される。
この記憶回路54へは、上記故障信号Xがメモリリセッ
ト信号となるように信号ラインが接続され、そしてその
出力端は、再始動許可信号Yの信号ラインとして、また
ノット回路55を介して異常報知信号z2として導出さ
れている。
次に上記の如く構成された本実施例の作用について第1
図、第2図及び第3図(a)〜0)を参照して脱ψノす
る。なお、第3図(a)は、制御回路36から診断回路
38へ与えられる故障(i4号Xの波形図、第3図(b
)は、フォトカブラ30〜35の7オトトランソスタ3
0B〜35Bのオン、“1”、オフ、0”信号波形、第
3図(c)はノット回路46〜51の出力波形、第3図
(d)はナンド回路52の出力波形、第3図(e)はノ
ット回路53の出力波形、第3図(f)は記憶回路54
の出力波形、即ら再始動許可信号Yの波形、第3図(g
)はノット回路55の出力波形、即ち、異常報知(m号
Z2の波形を示している。
先づ、抵抗9,1)から制御回l1836に与えられる
電流、電圧信号が予め設是された値以上になった時、異
常と判足し、第3図の時刻t1で異常(M号Xを診断回
路38に与えると共にトランジスタ12〜17へのベー
ス電流を供給停止する。このときトランジスタ12〜1
7及びダイオード18〜23が健全であれは、トランジ
スタ12〜I7のペースがオフされた後は、) コンデンサ711C充−された′1荷は次の3つの直列
回Mを通して、放電される。Rljち、第1の直列回路
は、抵抗24、発光ダイオード30A1抵抗25、発光
ダイオード31Aからなる。第2の直列回路は、抵抗2
6、発光ダイオード32A1抵抗27、発光り゛イオー
ド33Aからなる。第3の直列回路は、抵わし28、発
光ダイオード34A、抵抗29、発光ダイオード35k
からなる。
上記3つの直列回h’c’rでの放電期間中、発光ダイ
オード301〜35には励起され、第3図(b)に示す
ように時刻t2で診断回路38にオン信号を与える。診
断回路38では、上記発光ダイオード30A〜35Aの
オン信号により、フォトトラン・ゾスタ3θB〜35B
fオンジ、第3図(C)に示すようにノット回路46〜
51から時刻t2で”0”を出力し、この時、故障41
号Xと上記ノット回路46〜5ノからの″O″出力とに
よりナンド回路52から第3図(d)に示すように時刻
t2で″′1#出力し、ノット回路53からは第3図(
、)に示すように時刻t2で“0#出力し、記憶回路5
4を介して、第3図(f)に示すように制御回路36に
再始動許可信号Y勿与える。制御回路36では、上記書
始動許司信号Yを受けると、再びトランジスタ12〜1
7にペース電流を供給し、インバータ装置を再始動する
。この時、インバータ装置は、周波数及び電圧とも徐々
に上昇するように運転される。そして、故障信号Xが時
刻t、で0#となり上記電流、電圧検出(Th号が予め
設定された値に達しなけれは、インバータ装置は連続連
転される。
また、上記電流、電圧検出信号が再度、時刻t4で予め
設定された値に達すると、第3図(f)(g)に示すよ
うに制御回路36からは再度故障信号Xを診断回路38
に与え、記憶回路54の内容を反転し、再始動許0I−
伯号Yの出力を停止し、故障報知信号2.を出力するこ
とにょシ、一過性の異常ではないと判定し、トランジス
タ12〜17へのペース電流の供給を停止すると共に報
知回路39に上記異常警報信号2.を与え、図示しない
しゃ断器をトリップする等の動作が行々われる。
次に、上記電流、電圧検出信号が予め設定された値を超
え、且つトランジスタ12〜17のいずれか1個が絶縁
破壊し、コレクターエミッ腸 り間が短絡状になった場合について説明する。
即ち、との場合は、故障したトランジスタ(12〜17
のうち1つ)と並列に接続された発光ダイオード(30
A〜35にのうち1つ)はオンLないため、第3図(b
)における時刻t1〜時刻t2間のようにオフ10#が
出力される。
これによシ診断回路38では、トランジスタ12〜17
が健全でないと判定すると共に制御回路36のペース電
流供給を停止し、報知回路39に故障報知信号2.を与
え、図示しないしゃ断器をトリップする等の動作が行な
われる。
次にトランジスタ12.13又はトランジスタ14.1
5又はトランジスタ16.17のいずれかの組合せが故
障(絶縁破壊等)が発生した場合につbて述べる。この
場合は、一般に、ヒーーズ8が溶断するため、トランジ
スタ12〜17等からなる逆変換器は機能停止し、イン
バータ装置を完全に停止させる。万一、ヒユーズ8が溶
断しない場合は、故障した組のトランジスタ(12〜1
7のうち2つ)に並列接続された発光ダイオード(30
A〜35にのうち2つ)からのオン信号がフォトトラン
ジスタ30B〜35Bを介して診断回路38に与えられ
るので1上述したのと同様に制御回路36が動作し、イ
ンバータ装置を完全に停止させる。
上述した場合以外にもトランジスタ12〜17は故障す
る場合が想定されるが、王妃制御回路36、診断回路、
フォトカゾラ30〜35により、故障検出が行なえ、イ
ンバータ装置を停止させることができる。
また、上記においてトランジスタ12〜17の故障を、
コレクターエミッタ間が短絡状態になった場合について
述べたが、これ以外に例えばコレクターエミッタ間が開
放状態になった場合には、診断回路38によ勺トラン・
ゾスタ12〜17は健全であると判定され、このとき、
再始動許可イー号Yによシトランジスタ12〜17を再
始動すると逆変換器の出力電圧は不平衡となるので、一
般的に過電流状態となシ、抵抗9により、異常な電流検
出(i号が検出され、やは多制御回路36によシトラン
ジスタ12〜17を停止することが可能となる。
以上述べたように本実施例によれば、一過性異常が発生
した場合は、インバータ装置を完全停止さぜす、スイッ
チング素子の破壊等が発生した場合のみ、インバータ装
置6を完全停止するようにしたので、連続無人運転が要
求される設備に適用される電動機のインバータ装置とし
ては、好適となシ、運転に対する信頼性を大幅に向上さ
せることができる。
本発明は上記実施例に限定されるものではなく、例えば
、トランジスタ12〜17以外に)@変換器を構成する
ダイオード1〜6にフォトカノラ等からなる故障検知手
段を設けた構成とし、順変換器の故障ケ検知するように
してもよい。
また故障検知手段はフォトカプラ30〜35以外に光ア
イソレートを用いたもの、一般的な電流、電圧検出形の
ものであってもよい。史に、順、逆変換器からなるイン
バータ装置は、トランジスタ形以外にザイリスタを用い
たものであっても適用可能である。また、イン・ぐ−夕
装置は3相電源用以外に却相或いは3相以上の多相形の
イン7クータ装置でありてもよい。
この他に本発明の要旨を逸脱しない範囲で種種変形して
実施できる。
〔発明の効果〕
以上述べたように本発明によれば、イン7クータ装置に
おいて、電流素子を備えだ順変換器からの直流出力を複
数のスイッチング素子によシ交流出力に変換する逆変換
器への印加電圧を検出すると共に供給電流を検出し、こ
れら検出信号と周波数設定信号とによシ上記スイッチン
グ素子夫々に駆動信号を供給すると共に上記検出信号に
基づき上記逆変換器が異常であると判定されると上記駆
動信号の供給を停止する制御回路と、上記整流素子及び
スイッチング素子の少なくとも一方の夫々に設けられ上
記素子夫々の故障を検知する検知手段と、上記制御回路
にて上記検出信号に基づき上記逆変換器が異常であると
判定されている時に、上記検知手段によシ上記素子夫々
が健全であると判定されると上記制御回路に上記駆動信
号の供給再開を指令する診断手段とを備えた構成とし、
上記制御回路によシ過渡的な電源変動或いは過負荷等の
一過性異常が検知され、上記逆変換器のスイッチング素
子への駆動信号が供給停止されたとしても、上記検知手
段によシ上記素子夫々が正常であると判定されると上記
診断手段によシ上記駆動信号の供給再開を指令するよう
にしたので、連続運転が要求されるシステムに適用され
る場合において、極めて信頼性を向上させることが出来
るインバータ装置の制御装置が提供できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明によるインバータ装置の制御装置の一実
施例を示す構成図、第2図は同実施例における診断回路
の詳細を示す構成図、第3図は同実施例の作用を説明す
るための波形図である。 E・・・3相交流電源、M・・・3相誘導電動機)1〜
6・・・ダイオード、7・・・コンデンサ、8・・・ヒ
ユーズ、9.10,11・・・抵抗、12〜17゛°・
トランジスタ、18〜23・・・ダイオード、24〜2
9・・・抵抗、30〜35・・・フォトカプラ、30A
〜35A・・・フォトカメラの発光ダイオード、30B
〜35B・・・フォトカプラのフォトトランジスタ、3
6・・・制御回路、37・・・周波数設定器、38・・
・診断回路、39・・・報知回路。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 整流素子を備えた順変換器からの直流出力を複数のスイ
    ッチング素子によシ交流出力に変換する逆変換器への印
    加電圧を検出すると共に供給電流を検出し、これら検出
    信号と周波数設定信号とによシ上記スイッチング素子夫
    々に駆動信号を供紬すると共に上記検出信号に基づき上
    記逆変換器が異常であると判定されると上記駆動信号の
    供給を停止する制御回路と、上記整流素子及びスイッチ
    ング素子の少なくとも一方の夫々に設けられ上記素子夫
    々の故障を検知する検知手段と、上記FljlJ御回路
    にて上記検出信号に基づき上記逆変換器が異常であると
    判定されている時に、上記検知手段によシ上記素子夫々
    が健全であると判定されると上記制御回路に上記
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