JPS61266023A - 周波数変換器の保護装置 - Google Patents

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〕 この発明は、負荷変動に伴う過電流から保護する周波数
変換器の保護装置、特に円滑な周波数制御が可能な周波
数変換器の保護装置に関するものである。

〔従来の技術〕

周波数変換器は、例えば空気調和機に使用され、該調和
機の電動機に供給する交流電源の周波数を切換えること
によりその能力を調整している。この時、負荷である電
動機が過負荷状態になると周波数変換器に過電流が流れ
、このためその保護装置が必要となる。

第５図は、このような従来の周波数変換器の保護装置を
示す回路図である（特願昭５８−２２９６７０号参照）
０図において、１は商用交流電源、２はその交流を全波
整流して直流に変換する全波整流回路、３はその直流を
平滑する平滑用コンデンサ、４は平滑して得られた直流
電源を任意の周波数の交流電源に変換する周波数変換部
、５はこの変換部４の出力により駆動される冷媒圧縮機
用電動機、６は周波数変換部４に流入する電流の検出用
抵抗、７はインバータ（周波数変換器）で、上記余波整
流回路２、周波数変換部４等により構成されている。８
は抵抗６を介して周波数変換部４に流入する電流の過電
流状態を検出し、インバータ７をその過電流から保護す
る保護回路で、以下のように構成されている。即ち、９
はインバータ７と保護回路８を電気的に分離するフォト
カブラ、１０はフォトカブラ９の順電流を制限する抵抗
、１１は抵抗６を流れる電流をフォトカブラ９を介して
間接的に電圧に変換する可変抵抗、１２．１３は過電流
判別用の基準電圧を出力する基準電圧設定用抵抗、１４
は可変抵抗１１の出力電圧と上記基準電圧とを比較して
過電流を判別する比較器、１５は周波数変換部４に任意
の周波数指令信号を出力するマイクロコンピュータで、
比較器１４から過電流判別信号が入力されると周波数変
換部４にその出力周波数を一定周波数下げる指令信号を
出力する。なお、フォトカブラ９によってインバータ７
と電気的に分離された保護回路８には、＋５ＶとＯＶ　
（ＧＮＤ）　の直流電源が接続されている。

空気調和運転が行われている間、電動機５はインバータ
７によって駆動され、その回転数はマイクロコンピュー
タ１５により指定された周波数に対応した回転数となっ
ている。この時、室内側扉の開放等が発生すると、過負
荷状態となり、過大電流が周波数変換部４に流入する。

そして、その電流、つまり抵抗６を流れる電流に応じた
電圧がフォトカブラ９を介して可変抵抗１１に発生し、
この電圧が抵抗１２．１３によって設定された基準電圧
を超えると比較器１４はマイクロコンピュータ１５に過
電流判別信号を出力する。マイクロコンピュータ１５は
過電流判別信号を受けると電動機５の電源周波数を下げ
る指令を周波数変換部４へ出力し、電動機５の回転数を
少なくする。これにより、周波数変換部４に流入する電
流が制限され、過電流からインバータ７の変換部４等の
電気系を保護することができる。その際、マイクロコン
ピュ−タ１５は、一旦過電流判別信号を入力すると所定
時間、例えば１５秒間はその信号あるいは次の過電流判
別信号を無視するようになっており、これらの制御手段
はプログラムに予め組み込まれている。

また、上記電動機５の駆動周波数を可変制御する方式と
しては、正弦波ＰＷＭ方式（ｐｕｌｓｅ　ｗｉｄｔｂ　
ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）が採用されており周波数信号と
電圧信号とを切り換える周波数−電圧切換が行われてい
る。そして、マイクロコンピュータ１５からの指令信号
に基づき周波数変換部４かも負荷である電動機５へ所定
周波数の交流電源が供給されるようになっている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記のような従来の周波数変換器の保２
ｆ装置にあっては、正弦波ＰＷＭ方式での周波数−電圧
切換に数Ｈｚ分分解能を持たせているため、その周波数
−電圧切換時に周波数変換部４に異常電流が流入し、こ
の主流は負荷である電動機５に流入する電流よりも大さ
いので、過電流判別用の基準電圧を電動４１！５に流入
する電流に対応して設定すると、周波数−電圧切換時に
比較器１４が作動して電動機５への出力周波数を下げる
動作を繰り返し最終的に電動機５を停止させてしまうと
いう問題点があり２円滑な運転制御ができないという問
題点があった。

この発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので
、周波数−電圧切換時の異常電波から比較器の誤動作を
防止し、円滑な運転制御が可使な周波数変換器の保護装
置を提供することを目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明の周波数変換器の保護装置には、周波数変換器
に流れる電流の検出信号及び過電流判別用基準信号を入
力して各々比較する比較手段と、その比較結果に基づい
て負荷への出力を制御する制御手段と、前記基準信号を
周波数変換器に流れる電流の波形に応じて切換える切換
手段とが設けられている。

〔作用〕

比較手段は、周波数変換部に流れる電流の検出信号と過
電流判別用基準信号とを比較し、制御手段はその比較結
果に基づいて負荷への出力を制御する。その際、切換手
段は周波数変換部に流れる電流の波形に応じて基準信号
を切換え、比較手段に入力する。これにより、周波数−
電圧切換時の異常電流によって比較手段が誤動作するこ
となく円滑な負荷の運転制御が行われる。

〔実施例〕

以丁、この発明の一実施例を図面について説明する。

第１図は、この発明に係る周波数変換器の保護装置を示
す回路図であり、従来の第５図と同一符号は同一部分を
示している０図において、１は商用交流電源、２は余波
整流回路、３は平滑用コンデンサ、４は直流電源を任意
の周波数の交流電源に変換する周波数変換部、５はこの
変換部４の出力により駆動される冷媒圧縮機用電動機、
６は周波数変換部４に流入する電流の検出用抵抗で、過
電流を検出する。７はインバータ（周波数変換器）、８
は抵抗６を介して周波数変換部４に流入する電流の過電
流状態を検出してインバータ７を保護する保護回路、９
はインバータ７と保護回路８とを電気的に分離するフォ
トカブラ、１０はフォトカプラ９の順電流を制限する抵
抗、１１は抵抗６を流れる電流をフォトカブラ９を介し
て間接的に電圧に変換する可変抵抗、１２．１３は過電
流判別用の基準電圧を出力する基準電圧設定用抵抗、１
４は周波数変換部４に流れる電流の検出信号と過電流判
別用基準信号とを比較する比較器で、可変抵抗１１の電
圧を検出信号とし、上記基準電圧を基準信号として比較
する。１５は周波数変換部４に任意の周波数指令信号を
出力するマイクロコンピュータで、上記検出信号と基準
信号との比較結果に基づいてインバータ７の出力周波数
を制御する制御手段を構成している。１６は上記基準信
号を周波数変換器７に流れる電流の波形に応じて切換え
る切換手段としてのコンデンサで。

可変抵抗１１と抵抗１２．１３の接続点との間に接続さ
れている。

次に、上記構成による周波数変換器の保護装置の動作に
ついて説明する。

空気調和運転が開始され、負荷である電動機５がマイク
ロコンピュータ１５によって指定された周波数で駆動さ
れている時、例えば室内側扉の開放等により急激な負荷
変動が発生すると、この負荷変動に対応して周波数変換
部４に過大電流が流れる。そして、この過大電流に比例
した電圧がフォトカプラ９を介して可変抵抗１１に発生
し、これを検出信号として比較器１４は上述した基準信
号と比較する。比較した結果過電流が判別されると、比
較器１４はマイクロコンピュータ１５に過電流判別信号
を出力する。マイクロコンピュータ１５は、過電流判別
信号を受けると従来と同様電動機５の駆動周波数を下げ
る指令を周波数変換部４に出力する。これで電動ａ５の
回転数は下がり、周波数変換部４に流入する電流を制限
することができる。

ここで、上記周波数変換部４に流入する電流の波形は第
２図に示すような波形であるが、周波数−電圧切換時に
は第３図に示すように、ｔｌ。

ｔ２時において異常電流が発生する。しかし、ｔｌ、ｔ
２時における電流波形の時間幅が短いため、この検出電
圧はコンデンサ１６の特性により該コンデンサ１６を通
過して基準電圧に重畳し、第４図に示すようなｔｌ、ｔ
２時の電圧波形が得られる。即ち、基準電圧が上がるた
め、比較器１４は判別を行わす過を流判別信号を出力す
ることはない。

一方、電動機５の負荷が増大した場合は、周波数変換部
４に流入する電流の波形は、第３図のし３時と同様の波
形で絶対値が高い電流波形となる。このＬ３時の電流波
形の場合は時間幅が長い為、コンデンサ１６の特性によ
り同波形の電圧が直接比較器１４に入力される。この比
較器１４に入力された電圧が基準電圧よりも高くなると
比較器１４は過電流判別信号として例えば“Ｈ″信号を
マイクロコンピュータ１５に出力する。マイクロコンピ
ュータ１５は上記“Ｈ”信号を入力すると現在の周波数
より例えば数Ｈｚ下げた周波数指令を出力する。

このように、周波数変換部４に流入する電流の波形に応
じて比較器１４に入力する基準信号を切換え、その際周
波数−電圧切換時の異常電流の波形が時間幅の短い電流
波形であれば、それを無効とし、実電流波形のみを有効
として比較しているので、従来のように周波数−電圧切
換時に発生する異常′ｒＬ流によって比較器１４が作動
し、電動機５への出力周波数を低くあるいは電動機５を
停止させるような不都合はなく、円滑な運転制御が可能
となる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、この発明によれば、過電流判別用
基準信号を周波数変換器に流れる電流の波形に応じて切
換えるようにしたため、周波数−電圧切換時に周波数変
換部に流れる異常電流を実質無効とすることができ、比
較手段の誤動作を防止して円滑な負荷の運転制御を行う
ことができるという効果があり、しかも周波数変換器を
過電流から確実に保護することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す回路図、第２図は第
１図の周波数変換部に流入する電流の波形図、第３図は
周波数−電圧切換時に発生する異常電流の波形図、第４
図は第１図のコンデンサによって切換えられた基準電圧
信号の波形図、第５図は従来例を示す回路図である。 ４・・・・・・・・・周波数変換部 ５・・・・・・・・・負荷である電動機６・・・・・・
・・・電流検出用抵抗 ７・・・・・・・・・インバータ（周波数変換器）８・
・・・・・・・・保護回路 １２．１３・・・・・・基準電圧設定用抵抗１４・・・
・・・比較器 １５・・・・・・マイクロコンピュータ（制御手段）１
６・・・・・・切換手段としてのコンデンサなお、図中
同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 任意周波数の交流電源を負荷へ供給する周波数変換器の
   保護装置において、該周波数変換器に流れる電流の検出
   信号及び過電流判別用基準信号を入力して各々比較する
   比較手段と、その比較結果に基づいて負荷への出力を制
   御する制御手段とを備え、且つ前記基準信号を周波数変
   換器に流れる電流の波形に応じて切換える切換手段を具
   備したことを特徴とする周波数変換器の保護装置。