JPS61293180A - Protecting device for gto thyristor inverter - Google Patents

Protecting device for gto thyristor inverter

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JPS61293180A
JPS61293180A JP60133949A JP13394985A JPS61293180A JP S61293180 A JPS61293180 A JP S61293180A JP 60133949 A JP60133949 A JP 60133949A JP 13394985 A JP13394985 A JP 13394985A JP S61293180 A JPS61293180 A JP S61293180A
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JP
Japan
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gto
circuit
thyristor
inverter
protection device
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JP60133949A
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Japanese (ja)
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Kenji Kosaka
高坂 憲司
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Fuji Electric Co Ltd
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Fuji Electric Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To prevent the output overcurrent of an inverter from generating by forcibly extinguishing all other normal GTO thyristors when the defect of at least one GTO is detected. CONSTITUTION:A main circuit has 3-phase bridge inverters of GTO thyristors G11-G32 as switching elements, current detectors 2 are connected with the anode sides of the GTOs, and high voltage side circuits 3A-3F are connected between the gates and the cathodes of the GTOs. Logic calculators 41-43 are connected with the high voltage side circuits 3A-3F. When the defect of at least one GTO thyristor is detected by defect detectors 5-7, the calculators 41-43 forcibly extinguish all other normal GTO thyristors.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、ゲート信号によって導通、非導通状態の制
御が可能な、いわゆるゲートターンオアサイリスタ(以
下、単にGTOともいう。)を用いたインバータの保護
装置に関する0 〔従来の技術〕 かかるインバータの保護装置として、出願人は以下の如
きものを提案している。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to an inverter using a so-called gate turn-or-thyristor (hereinafter also simply referred to as GTO) whose conduction and non-conduction states can be controlled by a gate signal. [Prior Art] As a protection device for such an inverter, the applicant has proposed the following.

すなわち、GTOのゲート、カソード(G−に、)間の
電圧を監視することによって各相上、下アームのGTO
のON(導通)、OFF’(非導通)状態を検出し、一
方のGTOがON状態にあるときは他方を点弧(ターン
オン)させないようにブロックして、一方のGTOがタ
ーンオフ(消弧)不能となった場合の他方のGTOの点
弧によるアーム短絡事故を未然に回避する様にし、また
、これ以外のアーム短絡事故については、上、下アーム
のGTOがともにON状態にあることを検出して直ちに
故障信号を発生し、その保護を図るようにするものであ
る。なお、後者の場合(アーム短絡事故の場合)は故障
信号が発生したら、直ちに全GTOおよび短絡サイリス
タを点弧させるものである。
That is, by monitoring the voltage between the gate and cathode (G-) of the GTO, the GTO of the upper and lower arms of each phase is
Detects the ON (conductivity) and OFF' (non-conduction) states of the In order to avoid an arm short-circuit accident due to the firing of the other GTO in the event that the other GTO becomes disabled, it is also possible to detect that both the upper and lower arm GTOs are in the ON state for other arm short-circuit accidents. This system immediately generates a failure signal to provide protection. In the latter case (in the case of an arm short-circuit accident), all GTOs and short-circuit thyristors are fired immediately when a fault signal is generated.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

この方法によれば、インバータのある1相の上あるいは
下アームのうちの一方のGTOがターンオフ不能となっ
た場合は、他方のG T OO点弧によるアーム短絡事
故を未然に回避することができるので、アーム短絡によ
る過電流が生ずることはないが、アーム短絡事故を回避
したとしても、GTOが故障している場合は他相のGT
Oには相変らず点消弧パルスが供給されるため、各相間
の不平衡により負荷回路を介してGTOに過電流が発4
ミし、直流中間回路のヒユーズを溶断させるばかりでな
く、事故が拡大するというおそれがある。
According to this method, if one of the upper or lower arms of one phase of the inverter is unable to turn off, it is possible to avoid an arm short-circuit accident due to the other GTO ignition. Therefore, no overcurrent will occur due to an arm short circuit, but even if an arm short circuit accident is avoided, if the GTO is faulty, the GT of the other phase
Since the ON/OFF pulse is still supplied to O, an overcurrent is generated in the GTO via the load circuit due to unbalance between each phase.
There is a risk that this will not only blow out the fuse in the DC intermediate circuit, but also cause an accident to spread.

なお、このような現象はアーム短絡間M機能にか−わり
なく発生する。
Incidentally, such a phenomenon occurs regardless of the arm short-circuit M function.

したがって、この発明はG’l’0の故障によって発生
する過電流を防止し、作詩機能をより一層充実させるこ
とを目的とする。
Therefore, an object of the present invention is to prevent overcurrent caused by a failure of G'l'0 and to further enhance the poetry writing function.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

各GTOの導通、非導通を監視する監視手段と、この監
視結果と点消弧指令とにもとづいてGTOの故障を検出
する故障検出手段とを設ける。
A monitoring means for monitoring conduction or non-conduction of each GTO is provided, and a failure detection means for detecting a failure of the GTO based on the monitoring result and a turn-off command.

〔作用〕[Effect]

上記監視手段によりGTOのゲート、カソードて (G−K)間の電圧を監視し各相上、下アームの八 GTOのON、OFF状態を検出し、上記故障検出手段
によりGTO故障などの異常が検出されたときは、他相
の正常なGTOを強制消弧させるようにし、更に、この
強制消弧の過程において、GTOのアノード電流がその
可制御電流を超えるような過電流に到達したときは、全
部のGTOを強制点弧させることによりインバータの保
護を図るようにする。
The above monitoring means monitors the voltage between the gate and cathode (G-K) of the GTO and detects the ON/OFF state of the 8 GTOs in the upper and lower arms of each phase, and the fault detection means detects abnormalities such as GTO failure. When detected, the normal GTO of the other phase is forcibly extinguished, and in the process of forced extinguishing, if the anode current of the GTO reaches an overcurrent that exceeds its controllable current, , the inverter is protected by forcing all GTOs to fire.

〔実施例〕〔Example〕

第1図はこの発明の実施例を示す構成図である。 FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention.

同図において、1は直流電源、2は電流検出器、3(3
A、3B、・・・・・・3F)は高圧側回路、4(41
,42,43)は論理演算回路、5は故障検出回路、6
は過電流検出回路、7は論理和回路、8はインバータ制
御装置、011〜G32はGT0サイリスタ、D11〜
D32は帰還ダイオードである。
In the figure, 1 is a DC power supply, 2 is a current detector, and 3 (3
A, 3B, 3F) is the high voltage side circuit, 4 (41
, 42, 43) are logic operation circuits, 5 is a failure detection circuit, and 6
is an overcurrent detection circuit, 7 is an OR circuit, 8 is an inverter control device, 011~G32 are GT0 thyristors, D11~
D32 is a feedback diode.

すなわち、主回路はGTOサイリスタGll〜G32を
スイッチング素子とする3相ブリツジインバータからな
り、各GTOのアノード側には電流検出器2が直列に接
続され、各GTOのゲート。
That is, the main circuit consists of a three-phase bridge inverter using GTO thyristors Gll to G32 as switching elements, and a current detector 2 is connected in series to the anode side of each GTO.

カソード間には高圧側回路3(3A〜3F)が接続され
ている。高圧側回路3には論理演算回路4が接続され、
より具体的には高圧側回路3A、3Bに対しては論理演
算回路41が、高圧側回路3C,3Dに対しては論理演
算回路42が、また高圧側回路3Bs 3F’に対して
は論理演算回路43が接続される。なお、第1図にはそ
の1部の接続関係を点線にて例示したが、これと同様に
して他の部分の接続が行なわれる。この論理演算回路4
にはインバータ制御装置8の出力であるGTOの点消弧
指令信号pH,PI3.・・・・・・P32と、高圧側
回路3の出力であるGTOのオン(導通)またはオフ(
非導通)の状態信号C1l、C12゜・・・・・・C3
2と、故障検出回路5の出力であるGT0故障化号05
と、過電流検出回路6の出力であるGTO過電流信号0
6と、論理和回路7の出力信号であるGTO強制点弧信
号07とが導かれ、ルイ理演算回路4はこれらの信号に
もとづいてGTOの点消弧信号Qll、Q12.・・・
・・・G32)およびアーム短絡信号Sl、82.83
を出力する。
A high voltage side circuit 3 (3A to 3F) is connected between the cathodes. A logic operation circuit 4 is connected to the high voltage side circuit 3,
More specifically, a logical operation circuit 41 operates for the high voltage side circuits 3A and 3B, a logical operation circuit 42 operates for the high voltage side circuits 3C and 3D, and a logical operation circuit operates for the high voltage side circuits 3Bs and 3F'. Circuit 43 is connected. In FIG. 1, the connection relationship of one part is illustrated by dotted lines, but the other parts are connected in the same manner. This logic operation circuit 4
The GTO turn-off command signal pH, which is the output of the inverter control device 8, and PI3.・・・・・・P32 and GTO, which is the output of the high voltage side circuit 3, are turned on (conducting) or off (
(non-conducting) status signals C1l, C12゜...C3
2 and GT0 failure code 05 which is the output of the failure detection circuit 5.
and the GTO overcurrent signal 0 which is the output of the overcurrent detection circuit 6.
6 and the GTO forced firing signal 07 which is the output signal of the OR circuit 7, and the Louis logic calculation circuit 4 generates the GTO firing signals Qll, Q12 . ...
...G32) and arm short circuit signal Sl, 82.83
Output.

GTO故障検出回路5は、論理演算回路4の出力である
GTOの点消弧信号Qll、Q12.・・・・・・G3
2および高圧側回路3の出力であるGTOのONまたは
OFF状態信号C1l、C12,・・・・・・C32を
入力として、GTO故障信号05を出力する。GTO過
電流検出回路6は、各々のGTOに直列に接続されてい
る電流検出器2の出力lG11、lG12.・・・・・
・lG32を入力として、qTO過電流信号06を出力
する。また、論理和回路7は、各相対応に設けられた論
理演算回路41゜42.43の出力であるアーム短絡信
号s1.s2)S3を入力として、GTO強制点弧信号
07を出力する。さらに、インバータ制御装置8は、負
荷に所望の電力を供給するための演算、調節制御を行な
い、各々のG’ll’Oの点消弧指令信号P11゜PI
3.・・・・・・P32を出力する。
The GTO failure detection circuit 5 receives GTO turn-off signals Qll, Q12 .・・・・・・G3
2 and the GTO ON or OFF state signals C1l, C12, . The GTO overcurrent detection circuit 6 receives the output lG11, lG12 .・・・・・・
- Outputs qTO overcurrent signal 06 using lG32 as input. Further, the OR circuit 7 receives the arm short circuit signal s1. which is the output of the logic operation circuit 41.42.43 provided corresponding to each phase. s2) Using S3 as input, output GTO forced ignition signal 07. Furthermore, the inverter control device 8 performs arithmetic and adjustment control to supply desired power to the load, and outputs a point-extinguishing command signal P11°PI of each G'll'O.
3. ...Output P32.

次に、第2A〜2EINを用いて、順次各部の構成およ
び動作を説明する。
Next, the configuration and operation of each part will be sequentially explained using 2A to 2EIN.

高圧側回路3(3A〜3F)は1H2A図に示される如
<、GTOにゲート電流を供給するためのゲート駆動回
路31と、G T OのONまたはOFF状態を監視す
るための比較回路33等から構成されている。GTOサ
イリスタのゲート、カソード(G−K)間にはGTOが
正常な限りは、その導通時では約+0.7V〜+1.5
v程度の電圧が、また非導通時では成る負の電圧がそれ
ぞれ印加される。従って、この電圧を監視することで、
 GTOサイリスタが導通状態にあるのか、非導通状態
にあるのかを検出することができる。なお、 GTOサ
イリスタがターンオフ失敗などで破壊した場合は、ゲー
トルカソード間は短絡状態となって負の電圧が印加され
ないことから、これを検出することができる。また、こ
\ではGTOサイリスタの導通(オン)、非導通(オフ
)を検出するに当たりそのゲート、カソード間電圧を利
用するようにしたが、アノード、カソード間電圧を利用
することもできる。ゲート駆動回路31はGTOサイリ
スタGll〜G32にゲート電流を供給する従来方式と
同一のものであり、電圧検出器32は抵抗器R11,几
12の分圧回路からなり、各GTOサイリスタGll〜
G32のゲート、カソード間電圧を入力とし、それに比
例した適当な大きさの電圧を出力する。また、比較回路
33はGTOサイリスタGll〜G32のゲート、カソ
ード間電圧に比例した電圧を出力する電圧検出器32の
出力電圧を、比較器CP3によって、基準電圧VGKT
と比較する。比較器CP3は例えば、GTOサイリスタ
Gll〜G32のゲート、カソード間が負に逆バイアス
されている時は論理″1″を、また、逆バイアスが無い
時には論理60″をそれぞれ出力する。比較器CP3の
出力は、フォトカブラPCにより絶縁された信号C1l
、C12,・・・・・・C32として取り出される。
As shown in Figure 1H2A, the high voltage side circuit 3 (3A to 3F) includes a gate drive circuit 31 for supplying gate current to the GTO, a comparison circuit 33 for monitoring the ON or OFF state of the GTO, etc. It consists of As long as the GTO is normal, the voltage between the gate and cathode (G-K) of the GTO thyristor is approximately +0.7V to +1.5V when it is conducting.
A voltage of approximately V is applied, and a negative voltage that is in the non-conducting state is applied. Therefore, by monitoring this voltage,
It is possible to detect whether the GTO thyristor is conducting or non-conducting. Note that if the GTO thyristor is destroyed due to turn-off failure or the like, this can be detected because the gate cathode is short-circuited and no negative voltage is applied. Further, in this case, the voltage between the gate and cathode is used to detect conduction (ON) or non-conduction (OFF) of the GTO thyristor, but the voltage between the anode and cathode may also be used. The gate drive circuit 31 is the same as the conventional system that supplies gate current to the GTO thyristors Gll-G32, and the voltage detector 32 consists of a voltage dividing circuit of resistors R11 and 12,
The voltage between the gate and cathode of G32 is input, and an appropriate voltage proportional to the voltage is output. Further, the comparison circuit 33 converts the output voltage of the voltage detector 32, which outputs a voltage proportional to the voltage between the gate and cathode of the GTO thyristors Gll to G32, into a reference voltage VGKT using the comparator CP3.
Compare with. For example, the comparator CP3 outputs a logic "1" when the gates and cathodes of the GTO thyristors Gll to G32 are negatively reverse biased, and outputs a logic 60" when there is no reverse bias. Comparator CP3 The output of is the signal C1l isolated by the photocoupler PC.
, C12, . . . C32.

論理演算回路4の説明は後回わしにして、次に9   
                   j /l −
第2C図を参照して故障検出回路5について説明する。
I'll leave the explanation of logic operation circuit 4 for later, and then move on to 9.
j/l −
The failure detection circuit 5 will be explained with reference to FIG. 2C.

GTO故障検出回路5は、論理演算回路4の出力信号Q
 11 y Q 12 v・・・・・・G32である各
々のGTOO点消弧信号と、高圧側回路3(3A〜3F
)の出力信号C1l、C12,・・・・・・C32であ
る各々のGTOのON、OFF状態信号を入力として、
各々のGTOに対応するそれぞれの入力信号をイクスク
ルーシブオアEXORで排他的論理和をとった後、抵抗
器几5.ダイオードD5゜コンデンサC5から構成され
るフィルタ回路を経て電圧比較器CP5に導入する。こ
の電圧比較器CP5ではフィルタ回路からの出力と、基
準電圧設定器5F35の電圧V5とを比較する。なお、
フィルタ回路は正常動作をしている、例えばGTOサイ
リスタ11のONからOFFへの移行を検出するに当た
り、GTOサイリスタGllのオフ指令信号Qllから
GTOサイリスタGllのターンオフ時の蓄積時間に相
当する遅れがあるので、この蓄積時間に相当する時間だ
け検出を遅らせる目的で設けられる。この回路51は、
例えばGTOサイリスタGllに対応して設けられ、他
のGToサイリスタ012〜G32についても同様に設
けられる(52〜56参照)。そして、その各々の出力
はアンドゲートAND5を通り、ナンドゲー)NAND
51.52で構成された記憶回路に導かれる。
The GTO failure detection circuit 5 receives the output signal Q of the logic operation circuit 4.
11 y Q 12 v......Each GTOO point extinguishing signal which is G32 and high voltage side circuit 3 (3A to 3F
) output signals C1l, C12, . . . C32, which are ON and OFF state signals of each GTO, are input.
After exclusive ORing the respective input signals corresponding to each GTO using exclusive OR EXOR, resistor 5. The signal is introduced into a voltage comparator CP5 through a filter circuit consisting of a diode D5 and a capacitor C5. This voltage comparator CP5 compares the output from the filter circuit with the voltage V5 of the reference voltage setter 5F35. In addition,
The filter circuit is operating normally. For example, when detecting the transition from ON to OFF of the GTO thyristor 11, there is a delay from the off command signal Qll of the GTO thyristor Gll to the accumulation time when the GTO thyristor Gll is turned off. Therefore, it is provided for the purpose of delaying detection by a time corresponding to this accumulation time. This circuit 51 is
For example, it is provided corresponding to the GTO thyristor Gll, and is similarly provided for the other GTO thyristors 012 to G32 (see 52 to 56). Then, each output passes through the AND gate AND5,
51 and 52.

こ\で、論理演算回路4の出力信号Qll、Q12)・
・・・・・G32である各々のGTOO点消弧信号は、
GTO点弧の時”H”レベルであり、消弧の時″′L”
レベルである。また、高圧側回路3A〜3Fの出力信号
C1l、C12,・旧・・C32である各々のGTOの
ON、OF’F状態信号は、GTO点弧の時”L″レベ
ル消弧の時″H”レベルである。これにより、イクスク
ルーシブオアゲ−)EXORの出力は、GTOが点消弧
信号に従って正常動作をしている時は′L”レベルであ
る。
Here, the output signals Qll, Q12) of the logic operation circuit 4
...Each GTOO point extinguishing signal, which is G32, is
It is “H” level when GTO is ignited, and “L” when it is extinguished.
level. In addition, the output signals C1l, C12, old...C32 of the high voltage side circuits 3A to 3F, which are the ON and OFF state signals of each GTO, are "L" level when the GTO is ignited, and "H" when it is extinguished. ``It's the level. As a result, the output of EXOR (EXOR) is at the 'L' level when the GTO is operating normally according to the turn-off signal.

もし、GTOがターンオフ失敗などで破壊した場合、G
TOO点消弧信号とON 、OFF状態信号とは対応が
とれなくなり、イクスクルーシブオアゲートの出力はH
”レベルとなり、電圧比較器CP、5の出力は′L”に
なる。そして、アントゲ−)AND5の出力は、1つ以
上のGTOの故障検出が行なわれたとき″′L″レベル
となり、この信号は次段の記1.Q回路を構成するナン
トゲートNA、N])51 、52に導かれ、これによ
りGTO故障検出回路5の出力05は、リセットスイッ
チSW5が押されるまで、L”レベルの故障信号を出力
し続ける。
If the GTO is destroyed due to turn-off failure, etc., the GTO
The TOO point extinguishing signal no longer corresponds to the ON and OFF state signals, and the output of the exclusive OR gate becomes H.
``level, and the outputs of voltage comparators CP and 5 become ``L''. When one or more GTO failures are detected, the output of the AND5 goes to the ``L'' level, and this signal is transmitted to the next stage as described in 1. The output 05 of the GTO failure detection circuit 5 continues to output an L'' level failure signal until the reset switch SW5 is pressed.

次に、第2D図を参照してGTO過電流検出回路6につ
いて説明する。
Next, the GTO overcurrent detection circuit 6 will be explained with reference to FIG. 2D.

GTO過電流検出回路6は各々のG T Oのアノード
側に直列に接続され、GTOのアノード電流に比例した
電圧を出力する電流検出器2の出力IG 11 、 I
 G 12 e・・・・・・lG32を入力として、過
電流信号06を出力する。ずなわち、入力lG11 、
lG12 、・・・・・・lG32はそれぞれ電圧比較
器CP61〜CP66に導かれ、基準電圧膜′定器SE
6の電圧V6と比較される。電圧比較器CP6は、GT
Oに過電流が発生した時″′L”レベルの信号を出力す
る。アントゲ−)AND6の出力は、1つ以上のGTO
の故障検出が行なわれたとき′L”レベルとなり、この
信号は、次段に設けである記憶回路を構成するナンドゲ
ー)NA’ND61,62に導かれ、これによりGTO
過電流検出回路6の出力06は、リセットスイッチSW
6が押されるまで wH”レベル(出力06の取り出し
方に注意)の過電流信号を出力し続ける。
The GTO overcurrent detection circuit 6 is connected in series to the anode side of each GTO, and the output of the current detector 2 outputs a voltage proportional to the anode current of the GTO IG 11 , I
G 12 e...Inputs lG32 and outputs overcurrent signal 06. That is, input lG11,
lG12,...lG32 are respectively led to voltage comparators CP61 to CP66, and are connected to reference voltage film regulator SE.
It is compared with voltage V6 of 6. Voltage comparator CP6 is GT
When an overcurrent occurs in O, a signal of ``L'' level is output. The output of AND6 is one or more GTO
When a failure is detected in the GTO, it becomes 'L' level, and this signal is led to the NAND game (NA'ND61, 62) which constitutes the memory circuit provided at the next stage, and thereby the GTO
The output 06 of the overcurrent detection circuit 6 is a reset switch SW.
It continues to output an overcurrent signal of "wH" level (be careful how to take out output 06) until 6 is pressed.

論理和回路7は第2E図に示されるように、論理演算回
路4の出力Sl、82.S3であるアーム短絡検出信号
を入力・とじて、これらの信号の論理和をとるためのオ
アゲー)OR,7で構成されている。つまり、3つの入
力のうち少なくとも1つノ入力が′H”レベルになった
時、論理和回路7の出力は″′H″レベルのアーム短絡
発生信号07を出力する。
As shown in FIG. 2E, the OR circuit 7 receives the outputs Sl, 82 . It is composed of an OR game (OR, 7) for inputting and concatenating the arm short circuit detection signal S3 and calculating the logical sum of these signals. That is, when at least one of the three inputs is at the ``H'' level, the output of the OR circuit 7 outputs the arm short circuit generation signal 07 at the ``H'' level.

次に、第2B図に戻って論理演算回路について説明する
Next, referring back to FIG. 2B, the logic operation circuit will be explained.

この論理演算回路4は、アーム短絡(上、下アームのG
TO,例えばGllと012が同時にON状態になるこ
とによる直流回路の短絡をいう。)を未然に防ぐために
、これから点弧するGTO(例えばG11)の点弧ゲー
トパルスは、これと逆アームのGTO(例えばG12)
の消弧を確認した後に供給するようにするための論理回
路、アーム短絡検出のための論理回路、GTO故障発生
時に全部のGTOに強制消弧指令を与えるための論理回
路、GTO過電流発生時に全部のGTOに強制点弧指令
を与えるための論理回路、およびアーム短絡発生時に全
部のGTOに強制点弧指令を与えるための論理回路から
構成されている。
This logic operation circuit 4 is connected to an arm short circuit (G of upper and lower arms).
TO refers to a short circuit in a DC circuit caused by, for example, Gll and 012 turning on at the same time. ), the ignition gate pulse of the GTO (e.g. G11) that is about to be ignited should be applied to the GTO (e.g. G12) on the opposite arm.
Logic circuit to supply after confirming the extinguishment of the arc, logic circuit to detect arm short circuit, logic circuit to give forced extinguishing command to all GTOs when a GTO failure occurs, logic circuit to supply a forced extinguishing command to all GTOs when a GTO overcurrent occurs. It consists of a logic circuit for giving a forced firing command to all GTOs, and a logic circuit for giving a forced firing command to all GTOs when an arm short circuit occurs.

まず、第3A図を参照して、アーム短絡を未然に防ぐた
めの動作について説明する。なお、図中の信号A11,
12.C1l、12.pH,12)Qll、12はそれ
ぞれ第1図のそれと対応する。
First, with reference to FIG. 3A, the operation for preventing arm short circuit will be described. In addition, the signals A11,
12. C1l, 12. pH, 12) Qll, 12 correspond to those in FIG. 1, respectively.

いま、時刻1(において、GTOサイリスタG12がタ
ーンオフ不可能となった°場合、つまり、同図のA12
で示される如く、本来ならば点線の如くオフ(なお、信
号All、12はG T Oがオフのとぎ負の電圧であ
る。)になるべきところ、これがオンのま−であると、
それに対応する比較器出力C12はローレベル(なお、
信号C11゜12ばGTOがオンのときローレベルであ
る。)のままである。したがって、GTOザイリスタG
11に対して点弧指令pHが出されても、GTOサイリ
スタG12の高圧側回路3Bからの比較器出力C12に
よってアンドゲートAND11が開かれないため、これ
がブロックされ、サイリスタGllに対するゲート駆動
信号Qllもローレベルのま\となり、アーム短絡事故
が未然に回避される。なお、この関係は、点弧していた
サイリスタGllがターンオフに失敗した場合も同様で
あって、この場合は、点弧指令P12が、アントゲ−)
AND12に与えられる高圧側回路3Aからの比較器出
力C11によってブロックされることになる。
Now, if GTO thyristor G12 becomes unable to turn off at time 1 (in other words, A12 in the figure
As shown in , when it should normally be off as shown by the dotted line (signal All, 12 is a negative voltage at the point where GTO is off), if it remains on,
The corresponding comparator output C12 is at a low level (in addition,
Signals C11 and C12 are at low level when GTO is on. ) remains the same. Therefore, GTO Zyristor G
Even if the firing command pH is issued to thyristor G11, the AND gate AND11 is not opened by the comparator output C12 from the high voltage side circuit 3B of the GTO thyristor G12, so this is blocked and the gate drive signal Qll for the thyristor Gll is also It remains at a low level, and arm short-circuit accidents are avoided. Note that this relationship is the same even when the firing thyristor Gll fails to turn off, and in this case, the firing command P12 is
It will be blocked by the comparator output C11 from the high voltage side circuit 3A applied to AND12.

次に、第3B図を参照して、アーム短絡の検出動作につ
いて説明する。なお、この場合の各種信号も、第3A図
の場合と同じく第1図のそれと対応する。
Next, the arm short circuit detection operation will be described with reference to FIG. 3B. Note that the various signals in this case also correspond to those in FIG. 1, as in the case of FIG. 3A.

いま、同図のAllの如くサイリスタGllが点弧して
いる時刻t8において、サイリスタG12の誤点弧また
は故障等により、GTOサイリスタG12のゲート、カ
ソード間電圧が零近くまで低下したものとする。これに
より、比較器出力C12はロー(L)レベルとなるが、
このとぎ、高圧側回路3Aの比較器出力C1lも同図の
如く四−レベルであるので、これらローレベルの信号C
1l。
Now, assume that at time t8, when the thyristor Gll is firing as indicated by All in the figure, the voltage between the gate and cathode of the GTO thyristor G12 drops to nearly zero due to erroneous firing or failure of the thyristor G12. As a result, the comparator output C12 becomes low (L) level, but
At this time, since the comparator output C1l of the high voltage side circuit 3A is also at the 4-level as shown in the figure, these low level signals C
1l.

12が第2B図のノアゲー)NORに与えられ、その出
力からはハイレベルの信号S1が出力され、アーム短絡
が検出される。
12 is applied to NOR in FIG. 2B, and a high level signal S1 is output from the output thereof, and an arm short circuit is detected.

次に、GTO故障発生時の強制消弧動作について説明す
る。
Next, the forced arc extinguishing operation when a GTO failure occurs will be explained.

論理演算回路40入力TO5に接続されているGTO故
障検出回路5の出力05は、GTOがターンオフ失敗な
どで破壊した時″′L”レベルに変化する。この信号は
、アントゲ−)AND21 。
The output 05 of the GTO failure detection circuit 5 connected to the input TO5 of the logic operation circuit 40 changes to the ``L'' level when the GTO is destroyed due to turn-off failure or the like. This signal is ``AND21''.

22の出力を強制的にL”レベルに変化させる。22 is forcibly changed to L'' level.

したがって、GTO過電流検出回路6の出力06および
@理和回路7の出力07が共にL”レベルの時、つまり
過電流でもなく、かつアーム短絡でもないときはオアゲ
ート0Ri1,0R1zの出力は強制的にL”レベルと
なる。これによって、GTOには強制消弧信号が与えら
れる。
Therefore, when the output 06 of the GTO overcurrent detection circuit 6 and the output 07 of the @rational sum circuit 7 are both at L" level, that is, when there is no overcurrent and no arm short circuit, the outputs of the OR gates 0Ri1 and 0R1z are forced. becomes L” level. As a result, a forced extinguishing signal is given to the GTO.

次に、GTO過電流時の強制点弧動作について説明する
Next, forced ignition operation at the time of GTO overcurrent will be explained.

論理演算回路40入力TO6に接続されているGTO過
電流検出回路6の出力06は、GTOに過電流が発生し
た時″′H”レベルに変化する。この信号は、オアゲー
)OR11,0RI2を通して論理演算回路4の出力Q
ll、Q12を強制的にH”レベルに変化させる。これ
により、 GTO過電流発生時には全m G T Oに
強制点弧指令が与えられる。
The output 06 of the GTO overcurrent detection circuit 6 connected to the input TO6 of the logic operation circuit 40 changes to the ``H'' level when an overcurrent occurs in the GTO. This signal is transmitted to the output Q of the logic operation circuit 4 through OR11 and 0RI2.
ll, Q12 are forcibly changed to the H" level. As a result, a forced ignition command is given to all m GTOs when a GTO overcurrent occurs.

最後に、アーム短絡発生時の強制点弧動作について説明
する。
Finally, the forced ignition operation when an arm short circuit occurs will be explained.

論理演算回路4の入力TO7に接続されている論理和回
路7の出力07は、インバータにアーム短絡が発生した
時″′H”レベルに変化する。この信号は、オアゲート
0几11,0几12を通して論理演算回路4の出力Q1
.1.Q12を強制的に”H”レベルに変化させる。こ
れにより、GTOアーム短絡発生時には全部のGTOに
強制点弧指令が与えられる。
The output 07 of the OR circuit 7 connected to the input TO7 of the logic operation circuit 4 changes to the ``H'' level when an arm short circuit occurs in the inverter. This signal is passed through the OR gates 011 and 012 to the output Q1 of the logic operation circuit 4.
.. 1. Q12 is forcibly changed to "H" level. As a result, a forced firing command is given to all GTOs when a GTO arm short circuit occurs.

〔発明0効果〕         5ア。1□4−〜こ
の発明によれば、GTOのG−に間型圧によってそのO
N 、OFF状態を判別するとともにGTOの故障検出
を行ない、故障検出後直ちに正常な全部のGTOを強制
消弧するようにしたので、負荷回路を通して発生する過
電流を未然に防止することができ、直流中間回路に設け
られたヒユーズ溶断などへの事故の拡大を防止する効果
が得られるものである。また、インバータ各相の2つの
GTOのうちの一方竺ターンオ7(消弧)不能となった
ときは、他方のGTOに点弧信号を与えずこれをブロッ
クするようにしたので、アーム短絡事故を未然に防ぐこ
とができる。さらに、このようなブロック機能にか\わ
らずアーム短絡が発生したときは、全てのGTOを強制
点弧することにより短絡電流を分流させるようにしたの
で、インバータの体膜機能が一段と充実されるものであ
る。
[Invention 0 effect] 5a. 1□4-~According to this invention, the O of the GTO is
N. Since the OFF state is determined and GTO failure is detected, all normal GTOs are forcibly extinguished immediately after the failure is detected, making it possible to prevent overcurrent from occurring through the load circuit. This has the effect of preventing the spread of an accident to a fuse provided in a DC intermediate circuit. In addition, when one of the two GTOs for each phase of the inverter becomes unable to turn off (extinguish), the other GTO is blocked without giving an ignition signal, thereby preventing arm short-circuit accidents. It can be prevented. Furthermore, despite this blocking function, when an arm short circuit occurs, all GTOs are forcibly fired to divert the short circuit current, further enhancing the inverter's body membrane function. It is something.

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

第1図はこの発明の実施例を示す構成図、第2Allは
第1図に示される高圧側回路の具体例を示す構成図、第
2B図は第1図に示される論理演算回路の具体例を示す
構成図、第2C図は第1図に示される故障検出回路の具
体例を示す構成図、第2D図は第1図に示される過電流
検出回路の具体側を示す構成図、第2E図は第1図に示
される論理和回路の具体例を示す構成図、第3A図は論
理演算回路によるアーム短絡を未然に回避するための動
作を説明するためのタイムチャート、第3B図は同じく
アーム短絡時の検出動作を説明するためのタイムチャー
トである。 符号説明 1・・・・・・直流電源、2・・・・・・電流検出器、
3(3A〜3F)・・・・・・高圧側回路、4(41〜
43)・・・用論理演算回路、5・・・・・・故障検出
回路、6・・間過電流検出回路、7・・曲m理和回路、
8・・・・・・インバータ制御装置、31・・・・・・
ゲート駆動回路、32・・・・・・電圧検出器、33・
・・・・・比較回路、G]、1〜G32・・・・・・G
TOサイリスタ、CF2,5.6(61〜66)・・・
・・比較器、PC・・・・・・フォトカプラ、ANDl
l、12,21,22,5,6・・・・・・アンドゲー
ト、0RII、12.7・・・・・・オアゲート、N。 几・・・・・・ノアゲート、NAND51 、52 、
61 。 62・・・・・・ナントゲート、EXOR・・・・・・
排他的M理和ゲート、NOT・・・・・・ノットゲート
、sgs 、 6・・・・・・基準電圧設定器、SW5
,6・・・・・・リセットスイッチ。 代理人 弁理士 並 木 昭 夫 代理人 弁理士 松 崎    清 し−−−、−−−−−J M2C図 第2θ図
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, 2All is a block diagram showing a specific example of the high voltage side circuit shown in FIG. 1, and FIG. 2B is a specific example of the logic operation circuit shown in FIG. 1. FIG. 2C is a configuration diagram showing a specific example of the failure detection circuit shown in FIG. 1, FIG. 2D is a configuration diagram showing a specific example of the overcurrent detection circuit shown in FIG. The figure is a configuration diagram showing a specific example of the OR circuit shown in Fig. 1, Fig. 3A is a time chart for explaining the operation to prevent an arm short circuit caused by the logic operation circuit, and Fig. 3B is the same. It is a time chart for explaining the detection operation at the time of arm short circuit. Code explanation 1...DC power supply, 2...Current detector,
3 (3A~3F)...High voltage side circuit, 4 (41~
43) Logic operation circuit for... 5... Failure detection circuit, 6... Overcurrent detection circuit, 7... Song m logic sum circuit,
8... Inverter control device, 31...
Gate drive circuit, 32... Voltage detector, 33.
...Comparison circuit, G], 1 to G32...G
TO thyristor, CF2, 5.6 (61-66)...
...Comparator, PC...Photocoupler, ANDl
l, 12, 21, 22, 5, 6...AND gate, 0RII, 12.7...OR gate, N.几・・・Noah Gate, NAND51, 52,
61. 62... Nantes Gate, EXOR...
Exclusive M logic sum gate, NOT...Not gate, sgs, 6...Reference voltage setter, SW5
, 6... Reset switch. Agent Patent Attorney Akio Namiki Agent Patent Attorney Kiyoshi Matsuzaki---, -----J M2C Diagram 2θ

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1)多相インバータを構成する個々のゲートターンオフ
(GTO)サイリスタの導通、非導通を監視する監視手
段と、該監視結果と点消弧指令とにもとづいてGTOサ
イリスタの故障を検出する故障検出手段とを設け、該故
障検出手段により少なくとも1つのGTOサイリスタの
故障が検出されたときは、他の正常な全てのGTOサイ
リスタを強制消弧することにより、インバータ出力過電
流を未然に防止することを特徴とするGTOサイリスタ
インバータの保護装置。 2)特許請求の範囲第1項に記載の保護装置において、
前記監視手段はGTOサイリスタの導通、非導通の監視
をそのゲート、カソード間電圧により行なうことを特徴
とするGTOサイリスタインバータの保護装置。 3)特許請求の範囲第1項に記載の保護装置において、
前記監視手段はGTOサイリスタの導通、非導通の監視
をそのアノード、カソード間電圧により行なうことを特
徴とするGTOサイリスタインバータの保護装置。 4)特許請求の範囲第1項ないし第3項のいずれかに記
載の保護装置において、各相を構成する2つのGTOサ
イリスタのうちの一方が消弧不能のときは、他方のGT
Oサイリスタを点弧させないようにしてアーム短絡事故
を未然に回避することを特徴とするGTOサイリスタイ
ンバータの保護装置。 5)特許請求の範囲第1項ないし第4項のいずれかに記
載の保護装置において、前記強制消弧の過程で少なくと
も1つのGTOサイリスタに過電流が検出されたときは
、インバータを構成する全てのGTOサイリスタを強制
点弧することを特徴とするGTOサイリスタインバータ
の保護装置。
[Claims] 1) Monitoring means for monitoring conduction or non-conduction of each gate turn-off (GTO) thyristor constituting a multiphase inverter, and detecting a failure of the GTO thyristor based on the monitoring result and an ignition/extinguishing command. When a failure of at least one GTO thyristor is detected by the failure detection means, all other normal GTO thyristors are forcibly extinguished to suppress the inverter output overcurrent. A protection device for the GTO thyristor inverter, which is characterized by preventing accidents. 2) In the protection device according to claim 1,
A protection device for a GTO thyristor inverter, wherein the monitoring means monitors whether the GTO thyristor is conductive or non-conductive using a voltage between its gate and cathode. 3) In the protection device according to claim 1,
A protection device for a GTO thyristor inverter, wherein the monitoring means monitors whether the GTO thyristor is conductive or non-conductive using a voltage between its anode and cathode. 4) In the protection device according to any one of claims 1 to 3, when one of the two GTO thyristors constituting each phase cannot be extinguished, the other GT thyristor
A protection device for a GTO thyristor inverter characterized by preventing an O thyristor from igniting to avoid an arm short-circuit accident. 5) In the protection device according to any one of claims 1 to 4, when an overcurrent is detected in at least one GTO thyristor during the forced arc extinguishing process, all components of the inverter A protection device for a GTO thyristor inverter, characterized by forcibly firing a GTO thyristor.
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