JPS62254690A - Commutation failure detection system in inverter - Google Patents

Commutation failure detection system in inverter

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Publication number
JPS62254690A
JPS62254690A JP61094572A JP9457286A JPS62254690A JP S62254690 A JPS62254690 A JP S62254690A JP 61094572 A JP61094572 A JP 61094572A JP 9457286 A JP9457286 A JP 9457286A JP S62254690 A JPS62254690 A JP S62254690A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
bit pattern
commutation failure
current
inverter
current vector
Prior art date
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Pending
Application number
JP61094572A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hitoshi Ichinohe
一戸 均
Takashi Akimoto
孝 秋本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
Priority to JP61094572A priority Critical patent/JPS62254690A/en
Publication of JPS62254690A publication Critical patent/JPS62254690A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To prevent a failure due to an overcurrent by comparing a bit pattern from a memory with a bit pattern detected through a switching element fired actually to detect the commutation failure of an inverter. CONSTITUTION:A current vector phase detector 11 inputs output phase currents iv, iw to bit-pattern current vector phases and outputs them. A memory 12 stores bit patterns of each current vector phase by obtaining them in advance. A comparator 13 compares a bit pattern from the memory 12 with the bit pattern from the detector 11 to judge that it is normal when both are coincident with each other and it is judged as commutation failure when both are not coincident.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分舒〕 この発明は、誘導電動機の如き交流機を駆動するインバ
ータ装置、特にその転流失敗検出方式に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application] The present invention relates to an inverter device for driving an alternating current machine such as an induction motor, and particularly to a commutation failure detection method thereof.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

第5図はインバータによる電動機駆動システムの一般的
な例を示す概略図である。
FIG. 5 is a schematic diagram showing a general example of a motor drive system using an inverter.

すなわち、インバータは制御装置1%順変換器2および
逆変換器3からなり、制御装置1にて順変換器2および
逆変換器30点弧制御を行なうことにより、所望の交流
電力を交流機4に供給するものである。
That is, the inverter consists of a control device 1% forward converter 2 and an inverse converter 3, and by controlling the starting of the forward converter 2 and the inverse converter 30 by the control device 1, desired AC power is transferred to the AC converter 4. It is intended to supply

ところで、か−るインバータでその転流失敗を検出する
方式として、例えば第6図に示すものが知られている。
By the way, as a method for detecting commutation failure in such an inverter, for example, the method shown in FIG. 6 is known.

なお、同図において、15 (15a、15b)は整流
器を含む3相電流検出器、16(16a 〜16c)は
コンパレータ、17はアンドゲート、18はインタロッ
ク回路である。
In the figure, 15 (15a, 15b) is a three-phase current detector including a rectifier, 16 (16a to 16c) is a comparator, 17 is an AND gate, and 18 is an interlock circuit.

これは、3相電流検出器15aにより順変換器すること
により3相の合成入力電流を検出し、こhtコンパレー
タ16aにより所定の設定値と比較して入力電流の有無
を判別する一方、逆変換器3の出力電流jutjwから
同様に検出器15bおよびコンパレータ16bにより3
相の合成出力電流の有無を判別し、これら入力と出力の
合成電流の有無を示す信号をアンドゲート17に導き、
その出力から転流失敗を検出するものである。つまり、
入力を流と出力電流が一致すれば正常とし、不一致なら
ば転流失敗が生じたものとする。なお、低速時には誤判
定のおそれがあるので、例えば第5図のパルスジェネレ
ータ5の如き速度検出手段を介する速度信号nをコンパ
レータ16cに導き、これが所定値以下のときは転流失
敗を検出しないようインタ四ツク回路18を働かせる。
This is done by detecting the three-phase combined input current by forward converting with the three-phase current detector 15a, and comparing it with a predetermined set value by the comparator 16a to determine the presence or absence of input current. 3 from the output current jutjw of the device 3 by the detector 15b and the comparator 16b.
determines whether there is a combined output current of the phase, and leads a signal indicating the presence or absence of the combined current of these inputs and outputs to the AND gate 17;
Commutation failure is detected from the output. In other words,
If the input current and output current match, it is considered normal, and if they do not match, it is assumed that a commutation failure has occurred. In addition, since there is a risk of erroneous determination at low speeds, the speed signal n from a speed detection means such as the pulse generator 5 in FIG. The inter-four circuit 18 is activated.

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

しかしながら、上記の如き方式では故障を電流の有無だ
けで判断しているため、たとえ転流失敗が発生しても故
障電流が電動機を経由して流れている限りは検出ができ
ない。つまり、転流失敗により過電流状態となって始め
てそのことが検出されるため、検出遅れが生じるばかり
でなく故障の原因を的確に把握できないという問題があ
る。また、誤動作防止の観点から電動機の回転数が低く
て電流値が小さいどきは、インタロックが掛かつて検出
が不能になると云う問題もある。
However, in the above-mentioned method, a failure is determined only by the presence or absence of current, so even if a commutation failure occurs, it cannot be detected as long as the failure current is flowing through the motor. That is, since an overcurrent state is detected only after commutation failure occurs, there is a problem that not only is there a delay in detection, but also that the cause of the failure cannot be accurately determined. Furthermore, from the viewpoint of preventing malfunctions, when the rotational speed of the motor is low and the current value is small, there is a problem in that an interlock is applied and detection becomes impossible.

したがって、この発明は故障電流の有無や電動機回転数
の如何にか−わらず、転流失敗を迅速かつ的確に検出す
ることを目的とする。
Therefore, it is an object of the present invention to quickly and accurately detect commutation failure regardless of the presence or absence of a fault current or the rotational speed of the motor.

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

て検出する検出手段と、この電流ベクトルの各位相毎の
ビットパターンを記憶するメモリと、このメモリに格納
されているビットパターンと検出手段を介して実際に検
出されるビットパターンから次にオン、オフすべきスイ
ッチング素子を決めてその制御を行なう制御手段とを設
ける。
a detection means for detecting the current vector; a memory for storing bit patterns for each phase of this current vector; A control means for determining and controlling the switching elements to be turned off is provided.

〔作用〕[Effect]

上記制御手段により、スイッチング素子のオン。 The switching element is turned on by the control means.

オフを決めたビットパターンと、このパターンを与えた
結果上記検出手段を介して実際に検出されるビットパタ
ーンとを比較し、この比較結果から転流失敗を検出する
The bit pattern determined to be off is compared with the bit pattern actually detected by the detection means as a result of applying this pattern, and commutation failure is detected from the comparison result.

〔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、11は電流ベクトル位相検出器、12は
メモリ、13はコンバレータテアル。
In the figure, 11 is a current vector phase detector, 12 is a memory, and 13 is a converter terminal.

電流ベクトル位相検出器11は変換回路11aおよび識
別回路11bからなり、インバータの出力電流(図では
’u e iW)から電動機固定子軸を基準とする電流
ベクトル位相をビットパターン化して検出する。すなわ
ち、変換回路11aは出力相電流弓t iwt”導入し
て1vt−求め、これら各相電流F r ’y t ’
y’t’電動機固定子細成分iaと、これと直交する成
分iβとの2軸成分に変換し、識別回路11bはこの2
軸成分の大きさと極性に応じて電流ベクトル位相をビッ
トパターン化する。
The current vector phase detector 11 is composed of a conversion circuit 11a and an identification circuit 11b, and detects the current vector phase based on the motor stator shaft in a bit pattern from the output current of the inverter ('ue iW in the figure). That is, the conversion circuit 11a introduces an output phase current bow t iwt'' to find 1vt, and calculates each phase current F r 'y t '
y't' Motor stator fine component ia and component iβ perpendicular to this are converted into two axis components, and the discriminating circuit 11b uses these two components.
The current vector phase is converted into a bit pattern according to the magnitude and polarity of the axial component.

し84図はか−る原理を説明するためのもので、第2図
は電流形インバータによる誘導電動機駆動システムを示
す構成図、第3図は電動機−次電流ベクトルを示すベク
トル図、第4図は1!流ベクトル空間の分111J、6
様を説明するための説明図である。
Figure 84 is for explaining the principle. Figure 2 is a block diagram showing an induction motor drive system using a current source inverter, Figure 3 is a vector diagram showing the motor-order current vector, and Figure 4. is 1! Minute of flow vector space 111J, 6
FIG.

すなわち、fli2図のようにサイリスタT Hu〜T
 H2=iスイッチング素子とする電流形インバータ3
にて駆動される誘導電動機4の一次電流(線間電FIt
)は、第3図の如く6σおきの決まった句ト′位置iu
z Nj yu (30°、90°、150°。
That is, as shown in figure fli2, the thyristor T Hu~T
Current source inverter 3 with H2=i switching element
The primary current (line current FIt) of the induction motor 4 driven by
) is a fixed phrase position iu at every 6σ as shown in Figure 3.
z Nj yu (30°, 90°, 150°.

−150°、−90°、−30°)をとることが知られ
ている。したがって、この全領域(360°の空間)を
飼えば第4図のように、境界ttALl、L2.L3に
より6つの領域A1〜A6に区分する。なお、このとき
6つの電流ベクトル位置が各領域の丁度中央になるよう
に、各境界線を配置する。このようにすると、電流ベク
トルがいずれの位置にあるかは、この3つの境界1st
−挾んでいずれの側にあるかにより判別することができ
る。そこで、境界別回路を各境界線対応に設け、いずれ
の側に存在するかに応じて論理11”または′1”を与
えることにより、各識別回路からは電流ベクトルの存在
する領域に応じた固有のビットパターンが得られ、これ
によって電流ベクトル位相を求めることができる。
-150°, -90°, -30°). Therefore, if we keep this entire area (360° space), we will have boundaries ttALl, L2 . It is divided into six areas A1 to A6 by L3. Note that at this time, each boundary line is arranged so that the six current vector positions are exactly at the center of each area. In this way, the position of the current vector can be determined from these three boundaries 1st
- It can be distinguished by which side it is on when pinched. Therefore, by providing a boundary-specific circuit corresponding to each boundary line and giving logic 11" or '1" depending on which side the current vector exists, each identification circuit can output a unique signal corresponding to the region where the current vector exists. A bit pattern of is obtained, from which the current vector phase can be determined.

一方、メモリ12には、以上の如くして求められた電流
ベクトル位相毎のビットパターンが予め求められて格納
されている。コンパレータ13はこのメモリ12からの
ビットパターンと、検出器11からのビットパターンと
を比較し、両者が一致していれば正常であり、一致して
いなければ転流失敗が生じたものと判断する。つまり、
検出器11を介して実際に検出されるビットパターンと
、メモリ12からのビットパターンとにもとづきスイッ
チング素子が選択的にオン、オフされるので、このオン
、オフを決めたビットパターンとこれを与えた結果検出
器11ft介して検出されるビットパターンとをコンパ
レータ13にて比較することにより、正しいルートで電
流が流れているか否かを判別することができる。このと
き、コンパレータ13に与えられる2つのビットパター
ンに時間的な差異が生じるときは、図示されないタイマ
等を用いて調整することができる。
On the other hand, in the memory 12, bit patterns for each current vector phase obtained as described above are obtained and stored in advance. The comparator 13 compares the bit pattern from the memory 12 and the bit pattern from the detector 11, and if they match, it is normal; if they do not match, it is judged that a commutation failure has occurred. . In other words,
Since the switching element is selectively turned on or off based on the bit pattern actually detected by the detector 11 and the bit pattern from the memory 12, the bit pattern that determines whether to turn it on or off and the bit pattern given. By comparing the detected result with the bit pattern detected by the detector 11ft using the comparator 13, it is possible to determine whether or not the current is flowing through the correct route. At this time, if a temporal difference occurs between the two bit patterns given to the comparator 13, the adjustment can be made using a timer or the like (not shown).

なお、以上ではコンパレータ13を制御装W!(第5図
の符号1参照)にハードウェアとして設けるようにした
が、これを制御装置のソフトウェアで処理することも可
能である。また、電流ベクトル位相検出装置としては上
記のものに限らず、位相をビットパターン化して求める
ことができるものならば如何なるものを用いても良いこ
とは云う迄もない。
In addition, in the above, the comparator 13 is replaced by the control device W! (See reference numeral 1 in FIG. 5) is provided as hardware, but it is also possible to process this using software of the control device. It goes without saying that the current vector phase detection device is not limited to the one described above, but any device that can determine the phase by converting it into a bit pattern may be used.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

この発明によれば、メモリから読み出されスイッチング
素子に与えられるビットパターンと、このビットパター
ンにもとづいて実際に点弧されたスイッチング素子を介
して検出されるビットパターンとを比較して、インバー
タの転流失敗を検出するようにしているため、 イ)転流失敗が発生して故障電流が流れる場合の検出が
的確かつ迅速に行なわれ、その結果過電流による故障を
防止することができる。
According to this invention, the bit pattern read from the memory and applied to the switching element is compared with the bit pattern detected via the switching element that is actually turned on based on this bit pattern, and the inverter is activated. Since a commutation failure is detected, (a) detection is performed accurately and quickly when a commutation failure occurs and fault current flows, and as a result, failures due to overcurrent can be prevented.

p)誤検出を回避すべく回転数によるインタロックを掛
ける必要がなく、始動時や低速時にも検出が可能になる
p) There is no need to apply an interlock based on the rotational speed to avoid false detection, and detection is possible even at startup or at low speeds.

などの利点がもたらされる。Benefits such as:

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

第1図はこの発明の実施例を示す構成図、第2図は電流
形インバータによる誘導電動機駆動システムを示す構成
図、第3図は電動機−次電流ベクトルを示すベクトル図
、#!4図は電流ベクトル空間の分割態様を説明するた
めの説明図、第5図はインバータによる電動機駆動シス
テムの一般的な例を示す概略図、第6図は転流失敗検出
方式の従来例を示す構成図である。 符号説明 1・・・・・・制御装置、2・・・・・・順変換器(コ
ンバータ)、3・・・・・・逆変換器(インバータ)、
4・・間交流機(誘導電動機)、5・・・・・・パルス
ジェネレータ、1109111.り!≧It −J A
  L  M−h9すq會bllJ!lミ   11 
^ −一一一一一 旗嬌開路、llb・・・・・・識別
回路、12・・・・・・メモリ、13゜16 (16a
〜16 c )・−−−−・コンパレータ、15(15
a、15b)・・・・・・3相電流検出器、17・・・
・・・アンドゲート、18・・・・・・インタ四ツク回
路。 代理人 弁理士 並 木 昭 夫 代理人 弁理士 松 崎    清 −1111111!!1 拵2図 w3III    β @4WJ
Fig. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a block diagram showing an induction motor drive system using a current source inverter, and Fig. 3 is a vector diagram showing the motor-order current vector. Figure 4 is an explanatory diagram for explaining how the current vector space is divided, Figure 5 is a schematic diagram showing a general example of a motor drive system using an inverter, and Figure 6 is a conventional example of a commutation failure detection method. FIG. Description of symbols 1... Control device, 2... Forward converter (converter), 3... Inverse converter (inverter),
4... Alternating current machine (induction motor), 5... Pulse generator, 1109111. the law of nature! ≧It −J A
L M-h9sqai bllJ! l mi 11
^ -11111 Flag opening circuit, llb...Identification circuit, 12...Memory, 13゜16 (16a
~16 c)・----・Comparator, 15 (15
a, 15b)...Three-phase current detector, 17...
...and gate, 18...inter four-way circuit. Agent Patent Attorney Akio Namiki Agent Patent Attorney Kiyoshi Matsuzaki - 1111111! ! 1 Koshirae 2 figure w3III β @4WJ

Claims (1)

【特許請求の範囲】 交流電動機を駆動するインバータの出力電流から電動機
固定子軸を基準とする電流ベクトル位相をビットパター
ン化して検出する検出手段と、該電流ベクトルの各位相
毎のビットパターンを記憶するメモリと、 該メモリに格納されているビットパターンと前記検出手
段を介して検出されるビットパターンから次に点、消弧
すべきスイッチング素子を決めてその制御を行なう制御
手段と、 を備え、該制御手段はスイッチング素子の点、消弧を決
めたビットパターンと、該パターンを与えた結果前記検
出手段を介して実際に検出されるビットパターンとを比
較し、その比較結果から転流失敗を検出することを特徴
とするインバータにおける転流失敗検出方式。
[Claims] Detection means for detecting a current vector phase based on a motor stator shaft as a bit pattern from an output current of an inverter that drives an AC motor, and a bit pattern for each phase of the current vector is stored. and a control means that determines the next switching element to be turned off based on the bit pattern stored in the memory and the bit pattern detected by the detection means, and controls the switching element. The control means compares the bit pattern that determines arc extinction at the point of the switching element with the bit pattern that is actually detected by the detection means as a result of applying the pattern, and detects a commutation failure from the comparison result. A commutation failure detection method in an inverter characterized by detecting commutation failure.
JP61094572A 1986-04-25 1986-04-25 Commutation failure detection system in inverter Pending JPS62254690A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012200109A (en) * 2011-03-23 2012-10-18 Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp Apparatus for controlling ac motor

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