JPS6013485A

JPS6013485A - 誘導電動機駆動用インバ−タ装置

Info

Publication number: JPS6013485A
Application number: JP58120542A
Authority: JP
Inventors: Sachio Ueno; 上野　佐千夫; Fumio Okuno; 奥野　文夫
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1983-07-01
Filing date: 1983-07-01
Publication date: 1985-01-23

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】産業上の利用分野本発明は誘動電動機駆動用インバータ装置に関するもの
である。

従来例の構成とその問題点従来より、誘導電動機駆動用インバータ（以下インバー
タと略す）で誘導電動機（以下モータと略す）を周波数
Ｆ（Ｈｚ）で運転している場合、その周波数Ｆを下げる
と、モータとその負荷のイナーシャ、負荷トルクの大き
さ１周波数を下げる速さにより、モータが発電機とｌ−
で動作し、モータとその負荷のイナーシャによる慣性エ
ネルギーをインバータに返す、いわゆる回生制動が働く
モードになることはよく知られている。

仮に負荷トルクが０で、モータとロータのイナーシャを
Ａ（ｋｇｏｍす、モータの回転数をＮ（ｒｐＳ）であり
、このエネルギーをインバータへ返却することになる。

インバータはこのエネルギーを平滑コンデンサで吸収す
るが、イナーシャや回転数が大きい場合は、コンデンサ
容量が十分でないと、コンデンサ３電圧が上昇しすぎ、インバータのパワートランジスタや
コンデンサの耐圧オーバーによる破壊につながるだめ、
コンデンサ電圧が規定値より越えるとインバータの動作
を停止する、いわゆるトリップさせる例が多い。トリッ
プは異常時のみ動作するのが基本であり、そのため、イ
ナーシャの大きい負荷でインバータを使用する時は、周
波数を下げる速さを遅くして、モータを発電機のモード
に入れないように運転しなければならず、停止するまで
の時間が長くなって不便なことが多い０そこで、イナー
シャの大きい負荷に使用されるインバータは第１図に示
す様にコンデンサ３に並列に放電用抵抗器１とそれを駆
動するトランジスタ２を挿入し、コンデンサ３が規定電
圧以上になると、トランジスタ２がＯＮし、慣性エネル
ギーを放電用抵抗器１で消費させることで、コンデンサ
電圧の上昇をおさえて、トリップさせないようにしてい
る。

しかし、この放電抵抗値Ｒは、慣性エネルギーを吸収す
るに足りるワット数の容量がないと抵抗特開昭６Ｏ−１
３４８５（２）器の焼損につながるため、非常に犬き々容量の抵抗を用
いなければならず、丑だその発熱を放出する必要があり
、インバータの体積が大きくなったり、価格が高くなる
欠点があった。またその欠点を防止するため、サーマル
プロテクタを内蔵し、放電用抵抗器が規定温度以上にな
るとトリップさせる機能を内蔵することで、抵抗の容量
を下げる方法をとる例もあった。しかしその場合、自動
復起に時間が必要であり、使用上不便なことが多かった
。

発明の目的本発明は、抵抗器のワット数を小さな容量にすることが
できると共に、焼損や特性劣化を防止できる安価なイン
バータ装置を提供しようとするものである。

発明の構成本発明は、電動機が回生状態になった時、回生電力を放
電させる回生電力放電部の制御回路において、コンデン
サと抵抗器、ダイオードを有し、それらの充・放電回路
の時定数を、回生電力放電５　已用抵抗器の温度上昇・下降の時定数に一致させて制御す
るものである。

が抵抗器の定格容量以下でかつ指定雰囲気温度以下であ
れば連続で使用できることを意味する。それは、抵抗器
それ自体の温度が規定値を越えなければ、焼損や特性劣
化しないからである。故に抵抗器は、短時間（例えば１
０秒とか１分）の使用例では、定格容量の数倍から数十
倍のワット数で使用を許可している。

このことは、第２図に示す様に抵抗器の温度上昇と抵抗
の消費ワットの関係より明らかな様に、抵抗器の定格ワ
ットと抵抗器の消費ワットが等しい場合の曲線をＡとし
、充分な時間を経て温度上昇が飽和した時の温度上昇値
をＴｏとすると、消費ワットが定格ワットの数倍の場合
の曲線をＢとして、抵抗器の温度上昇値が、ＴＯとなる
時間ｔ１までの時間であれば抵抗器は、焼損や特性劣化
な６ミ゛く使用できることを意味する。なお曲線Ｃは、抵抗器の
消費ワットがＢの曲線より多い場合の例であり、その場
合、使用できる時間ｔ２は、１＋　より当然短くなる。

次に第３図は、インバータで実際に回生モードになった
ときのコンデンサ電圧と時間、抵抗器の温度上昇値と時
間の関係を示す例である。

時間ｔ３より回生モードに入シ、コンデンサ電圧は上昇
する。そして、ｔ４で抵抗器がＯＮＬ、放電を開始する
ため、コンデンサ電圧は下降する。

ｔ５で、抵抗器はＯＦ　Ｆ　ｌ、、コンデンサ電圧は再
び上昇する。以下そのくり返しとなる。この場合、抵抗
器の温度上昇は、１４〜１５間、ｔ６〜ｔ７間で上昇し
、ｔ５〜ｔ６間、１７〜１８間で下降する。

で一定の値であることがわかる。

次に第４図は、上記ｖ１の電圧を、抵抗器の両端に印加
して抵抗器を温度上昇させ、規定温度Ｔａに到達後、’
？１９ｊ−印加を中１１−シた場合の、抵抗の温度上列
と時間の関係を示す（−）この場合は、第２図でも明ら
かな様に抵抗器の消費電力は、定格値の数倍から数十倍
である。第４図で、抵抗器のＯＮ時で、抵抗器の献度が
−１−、−ｊ１時Ｔ、のｅ’（＃ｏ、ｓア）倍時の温度
上ゲ（値から、Ｔａに到達する壕での時間をｔｌｏ、抵
抗器のＯＦＦ時でＴａの温度から、同様ｅ　倍に寸で温
度が下降する時間を１＋＋とすると、それらＶｌ、抵抗
器の温度」−渭及び温度降下の時定数を示１〜でいる。

故に第３図の例は、１４〜１５間、１６〜１７間等では
、第４図の温度上昇時の時定数の軌跡で−上昇し、１５
〜１６間では、温度降下の時定数の軌跡で下降している
。

実施例の説明本発明の一実施例を第５図を参照して説明する。

図において、４はインバータの順変換部で、一方は三相
電源に、他方は逆変換部と回生電力放電部に接続され、
工相全波整流器５と平滑コンデンサ３より構成される。

６は回生電力放電部で、放電用抵抗器２２、トランジス
タ２３．１−ランジスタ２３を駆動する制御回路了より
構成される。８はインバータの逆変換部であり、一方は
順変換部４及び回生電力放電部６に、他方は三相誘導電
動機９に接続されている。次に第６図は回生電力放電部
６の詳細図である。抵抗器１１とツェナーダイオード１
２で定電圧回路をつくり、その電圧を抵抗器１３と１４
、及び１５と１６で分割して、それぞれの中点はオープ
ンコレクタのコンパレータ１７．１８の基準電圧として
いる。１９と２０゜２１の抵抗器は、コンデンサの電圧
を分割し、回生電力を消費する抵抗器２２がＯＮ又はＯ
ＦＦする電圧を決める様にヒステリミスをもたせている
抵抗器である。３０．２３は抵抗器２２をドライブする
トランジスタである。２４はダイオード、２５　＋　２
６は抵抗器、２７はコンデンサであり、２８は抵抗器で
ある。

次に動作について説明する○回生モードに入り、コンデ
ンサ３の電圧が上昇し、規定値を越えるとコンパレータ
１７が１−ＬＪ高出力なって３０と２３のトランジスタ
がＯＮし、抵抗器２２に電流が流れる。それと同時にト
ランジスタ３０を経て、ダイオード２４から、抵抗器２
５の抵抗値Ｒ２５と抵抗器２６の抵抗値Ｒ２６、コンデ
ンサ２７のコンデンサ容量０２７とすると、なるτＯＮの時定数で、コンデンサ２７が充電される。

一方、抵抗器２２への電流が遮断されると、コンデンサ
２７に充電された電荷は、 τＯＦＦ　＝　Ｒ２６Ｘ　０２７なる時定数で放電される。

なお、Ｃ２７の電圧が、抵抗器１５と１６に分割された
電圧より−に昇すると、コンパレータ１８が「Ｌ」出力
となり、抵抗器２９を介して、コンパレーク１７の入力
を変化させ、コンパレータ２１の出力を１−ＬＪからＯ
ＦＦとさせて抵抗器２２への通電を断つ、いわゆるトリ
ップのモードにしている。

ここで、−］―述のコンデンサ２γの充電・放電の時定
数τ。、・τＯＦＦを抵抗器の温度上昇と温度降下　０に合わせて設定すると、コンデンサ２７の電圧は、抵抗
器２２の温度と対応する。そしてコンパレータ１８の動
作するコンデンサ２７の充電電圧を、抵抗器の規定温度
（第２図のＴｏ）に設定すれば、抵抗器の温度は、７０
以上になれば、回生電力の放電が停止し、抵抗器の温度
」−昇が停止する。

発明の効果以上の如く本発明は、放電用抵抗器の温度上昇、温度降
下の時定数とコンデンサの充・放電の時定数を一致させ
て制御することで、小さなワット数の抵抗で、十分な放
電機能を満足でき、安価となる特長があり、かつ温度」
二昇値をその抵抗器の安全温度以下におさえられること
で、溶損や特性劣化のない安全な回生電力放電部となる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は回生電力放電部を持つ一般的なインバータの回
路図、第２図は回生電力放電部の放電抵抗器の温度一時
間特性図、第３図（ａ）、　（ｂ）は回生電力放電部の
電圧一時間と放電用抵抗器の温度一時間特性図、第４図
は放電用抵抗器の温度一時間特１１　゛性図、第６図は本発明の一実施例にかかるインバータの
パワ一部のブロック図、第６図は同回生電力放電部の具
体的表回路図である。３・・・・・・平滑コンデンサ、４・・・・・・順変換
部、６・・・・・・回生電力放電部、８・・・・・・逆
変換部、９・・・・・・電動機、２２・・・・・・放電
用抵抗器、２３．３０・・・・・・トランジスタ、２４
・・・・・ダイオード、２５．２６・・・・・・抵抗器
、２７・・・・・・コンデンサ。代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図第２図敏　ｐ　、’ｙ　’＋５−■―−シ　巽暦幽！１−セ梗
ａ　逼

Claims

【特許請求の範囲】電動機が回生状態になったとき慣性エネルギーを吸収す
る平滑コンデンサを備えた順変換部と、回生電力を放電
させる回生電力放電部と、前記電動機を制御する逆変換
部とを備え、前記回生電力変換部は、回生電力を消費す
る放電用抵抗器と、回生モードに入り、前記平滑コンデ
ンサの電工が規定値を越えると前記放電用抵抗器に放電
電流を流すトランジスタと、このトランジスタをＯＮ。ＯＦＦ制御するコンデンサ２抵抗、ダイオードよりなる
充・放電回路を備え、この充・放電回路の時定数を回生
電力放電用抵抗器の温度上昇、下降の時定数に一致させ
てなる誘導電動機駆動用インバータ装置。