JPS6341315B2 - - Google Patents
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- JPS6341315B2 JPS6341315B2 JP56023304A JP2330481A JPS6341315B2 JP S6341315 B2 JPS6341315 B2 JP S6341315B2 JP 56023304 A JP56023304 A JP 56023304A JP 2330481 A JP2330481 A JP 2330481A JP S6341315 B2 JPS6341315 B2 JP S6341315B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- current
- inverter
- load
- circuit
- transistors
- Prior art date
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Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 12
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 6
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 3
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- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 2
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 2
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- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS 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
- H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
- H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
- H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
- H02M7/48—Conversion 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
- H02M7/505—Conversion 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 using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means
- H02M7/515—Conversion 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 using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only
- H02M7/525—Conversion 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 using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only with automatic control of output waveform or frequency
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Stopping Of Electric Motors (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は電圧形インバータブリツジにおいて過
度的に発生する過電流を制限するための電流制限
回路に関する。
度的に発生する過電流を制限するための電流制限
回路に関する。
従来の回路の１例を第１図に示す。図中１は直
流電源、２はインバータブリツジで、この例では
トランジスタを用いている。。３は負荷で、この
例では誘導電動機の場合を示している。インバー
タブリツジ２は、トランジスタ２１，２２，２
３，２４，２５，２６及びこれらのトランジスタ
と並列に接続したダイオード３１，３２，３３，
３４，３５，３６から成る周知の回路である。
流電源、２はインバータブリツジで、この例では
トランジスタを用いている。。３は負荷で、この
例では誘導電動機の場合を示している。インバー
タブリツジ２は、トランジスタ２１，２２，２
３，２４，２５，２６及びこれらのトランジスタ
と並列に接続したダイオード３１，３２，３３，
３４，３５，３６から成る周知の回路である。
電流検出器４は、トランジスタ２４，２６及び
２２を通して直流電源１に流れる電流の和を検出
する位置に配置している。周波数設定器６により
インバータ周波数を設定し、加減速制限回路７を
経由し、電圧周波数変換器８よりインバータ周波
数の整数倍の周波数を波形合数回路１２に入力す
る。一方加減速制限回路７の出力は電圧基準回路
９により電圧基準値に変換し、三角波発振器１０
と比較器１１により比較してパルス巾変調
（PWM）出力を波形合成回路１２へ出力する。
波形合成回路１２はインバータ周波数とPWM入
力を合成し、インバータブリツジの６アームのオ
ンオフ信号を出力する。トランジスタ２１，２
３，２５は駆動増幅器４３，４４，４５により駆
動される。
２２を通して直流電源１に流れる電流の和を検出
する位置に配置している。周波数設定器６により
インバータ周波数を設定し、加減速制限回路７を
経由し、電圧周波数変換器８よりインバータ周波
数の整数倍の周波数を波形合数回路１２に入力す
る。一方加減速制限回路７の出力は電圧基準回路
９により電圧基準値に変換し、三角波発振器１０
と比較器１１により比較してパルス巾変調
（PWM）出力を波形合成回路１２へ出力する。
波形合成回路１２はインバータ周波数とPWM入
力を合成し、インバータブリツジの６アームのオ
ンオフ信号を出力する。トランジスタ２１，２
３，２５は駆動増幅器４３，４４，４５により駆
動される。
トランジスタ２４，２６及び２２の駆動信号に
関しては、電流検出器４により電流を検出し、レ
ベル検出器１６により過電流を検出し、アンド回
路１３，１４，１５により過電流時はトランジス
タの駆動信号をしや断し、トランジスタ２４，２
６，２２をすべてオフする様に動作する。なお、
駆動増幅器４６と４８はトランジスタ２４，２
６，２２の駆動信号の増幅用である。
関しては、電流検出器４により電流を検出し、レ
ベル検出器１６により過電流を検出し、アンド回
路１３，１４，１５により過電流時はトランジス
タの駆動信号をしや断し、トランジスタ２４，２
６，２２をすべてオフする様に動作する。なお、
駆動増幅器４６と４８はトランジスタ２４，２
６，２２の駆動信号の増幅用である。
トランジスタ２４，２６，２２をオフすると負
荷に流れていた過電流は、トランジスタ２１，２
３，２５、ダイオード３１，３３，３５の回路で
循環して時間と共に減衰する。この動作の繰返し
により負荷電流が制限される。
荷に流れていた過電流は、トランジスタ２１，２
３，２５、ダイオード３１，３３，３５の回路で
循環して時間と共に減衰する。この動作の繰返し
により負荷電流が制限される。
なお、負荷に流れていた電流が循環することを
第６図を用いて説明する。この第６図は理解を容
易にするために、負荷電動機を同期電動機とし、
これを単相のインバータブリツジにより駆動する
ように書替えたものである。同図に示すように、
負荷を接続する点から見て、図面の下側のトラン
ジスタがオフになつているので、、下側の電流回
路は形成されない。しかしながら、負荷を接続す
る点から見て、上側のトランジスタはスイツチン
グを行つているので、負荷３に電動機逆起電圧Ｖ
が発生しているときトランジスタ２３がオンにな
ると、破線で示したようにダイオード３１→トラ
ンジスタ２３→負荷３→ダイオード３１でなる短
絡回路が形成され、あたかも発電気として作用す
る電動機電流を制限することができない状況にな
る。
第６図を用いて説明する。この第６図は理解を容
易にするために、負荷電動機を同期電動機とし、
これを単相のインバータブリツジにより駆動する
ように書替えたものである。同図に示すように、
負荷を接続する点から見て、図面の下側のトラン
ジスタがオフになつているので、、下側の電流回
路は形成されない。しかしながら、負荷を接続す
る点から見て、上側のトランジスタはスイツチン
グを行つているので、負荷３に電動機逆起電圧Ｖ
が発生しているときトランジスタ２３がオンにな
ると、破線で示したようにダイオード３１→トラ
ンジスタ２３→負荷３→ダイオード３１でなる短
絡回路が形成され、あたかも発電気として作用す
る電動機電流を制限することができない状況にな
る。
かかる現象は、インバータが発生する電圧位相
または電圧値と、電動機の逆起電圧の位相または
電圧値との間に大きな差が発生したときにのみ起
こるもので、電動機を商用電源からインバータに
切換えたような過渡状態で生じる。
または電圧値と、電動機の逆起電圧の位相または
電圧値との間に大きな差が発生したときにのみ起
こるもので、電動機を商用電源からインバータに
切換えたような過渡状態で生じる。
ところが、負荷の誘導電動機が回転中に商用電
源からインバータ源に切換える要求がポンプやフ
アンの省エネルギ制御では多く、この場合インバ
ータ電源に切換えた瞬間は、インバータ電圧と誘
導電動機の逆起電圧の位相が合わないため、上記
したような過電流検出によりインバータブリツジ
の下側半分のトランジスタをオフしても、上側半
分のトランジスタとダイオードの間に循環電流が
流れ、負荷電流を制限することが出来ず、トラン
ジスタの破損につながること多く、インバータの
信頼性を低下させていた。
源からインバータ源に切換える要求がポンプやフ
アンの省エネルギ制御では多く、この場合インバ
ータ電源に切換えた瞬間は、インバータ電圧と誘
導電動機の逆起電圧の位相が合わないため、上記
したような過電流検出によりインバータブリツジ
の下側半分のトランジスタをオフしても、上側半
分のトランジスタとダイオードの間に循環電流が
流れ、負荷電流を制限することが出来ず、トラン
ジスタの破損につながること多く、インバータの
信頼性を低下させていた。
このような現象は負荷電動機から電源にエネル
ギを回生するモードでも減速度を過度にすると発
生する。したがつて電圧形インバータでは完全な
る電流制限動作は不可能であつた。
ギを回生するモードでも減速度を過度にすると発
生する。したがつて電圧形インバータでは完全な
る電流制限動作は不可能であつた。
本発明は上記した点に鑑みてなされたもので、
負荷電動機の回生モードや、商用電源からインバ
ータ電源への切換時の過渡状態においてもインバ
ータ出力電流を設定値以下に制限することによ
り、電圧形インバータの信頼性を向上させる電圧
形インバータの電流制限回路を提供することを目
的とする。
負荷電動機の回生モードや、商用電源からインバ
ータ電源への切換時の過渡状態においてもインバ
ータ出力電流を設定値以下に制限することによ
り、電圧形インバータの信頼性を向上させる電圧
形インバータの電流制限回路を提供することを目
的とする。
以下本発明の一実施例を図面に基づいて説明す
る。第２図はその構成を示すブロツク図、第３図
は動作説明図で、第１図と同一のものには同一の
番号を付し説明は省略する。第２図において、４
Ａと４Ｂは電流検出器、１６Ａは第１のレベル検
出器、１６Ｂは第１のレベル検出器、１７は整流
回路、１８と１９及び２０はアンド回路である。
る。第２図はその構成を示すブロツク図、第３図
は動作説明図で、第１図と同一のものには同一の
番号を付し説明は省略する。第２図において、４
Ａと４Ｂは電流検出器、１６Ａは第１のレベル検
出器、１６Ｂは第１のレベル検出器、１７は整流
回路、１８と１９及び２０はアンド回路である。
電流検出器４Ａ，４Ｂによりインバータブリツ
ジ２の出力電流を検出し、これを整流回路１７に
より直流に変換した上第１レベル検出器１６Ａに
入力する。第１のレベル検出器１６は該検出値が
設定した電流レベル以上になると、そのロジカル
出力VLを“０”とし、アンド回路１３，１４，
１５を閉じてトランジスタ２４，２６，２２の駆
動信号をしや断する。この結果インバータブリツ
ジ２への直流電源１からの電源供給が中止され
る。
ジ２の出力電流を検出し、これを整流回路１７に
より直流に変換した上第１レベル検出器１６Ａに
入力する。第１のレベル検出器１６は該検出値が
設定した電流レベル以上になると、そのロジカル
出力VLを“０”とし、アンド回路１３，１４，
１５を閉じてトランジスタ２４，２６，２２の駆
動信号をしや断する。この結果インバータブリツ
ジ２への直流電源１からの電源供給が中止され
る。
トランジスタ２４，２６，２２をしや断しても
負荷電動機３の逆起電力により、トランジスタ２
１，２３，２５、ダイオード３１，３３，３５の
間に循環電流が流れ、第１のレベル検出器の設定
より高く設定した第２のレベル検出器１６Ｂが動
作すると、そのロジカル出力VHが“０”にな
り、アンド回路１８，１９，２０を閉じてトラン
ジスタ２１，２３，２５をオフする。これにより
負荷側からの電流はダイオード３１，３３，３５
を通つて直流電源１に逆つてダイオード３４，３
６，３２の回路に流れるので急速に減衰する。
負荷電動機３の逆起電力により、トランジスタ２
１，２３，２５、ダイオード３１，３３，３５の
間に循環電流が流れ、第１のレベル検出器の設定
より高く設定した第２のレベル検出器１６Ｂが動
作すると、そのロジカル出力VHが“０”にな
り、アンド回路１８，１９，２０を閉じてトラン
ジスタ２１，２３，２５をオフする。これにより
負荷側からの電流はダイオード３１，３３，３５
を通つて直流電源１に逆つてダイオード３４，３
６，３２の回路に流れるので急速に減衰する。
第３図は、この動作を示すもので、時刻t1では
インバータ出力電流の整流値idは、第１のレベル
検出器１６Ａの設定値Ｌより少ないため、ロジツ
ク出力VL・VH“１”の状態でアンド路１３，１
４，１５，１８，１９，２０はインバータブリツ
ジへオン、オフ信号を伝達している。
インバータ出力電流の整流値idは、第１のレベル
検出器１６Ａの設定値Ｌより少ないため、ロジツ
ク出力VL・VH“１”の状態でアンド路１３，１
４，１５，１８，１９，２０はインバータブリツ
ジへオン、オフ信号を伝達している。
次に時刻t2において、インバータ出力電流整流
値idが第１の検出レベルＬに達すると、ロジツク
出力VLは“０”となりトランジスタ２４，２６，
２２をオフする。そのためインバータ出力電流
は、負荷からの循環電流が、トランジスタ２１，
２３，２５とダイオード３１，３３，３５の間で
減衰しながら流れる。時刻t3においてヒステリシ
スΔLを持つた第１のレベル検出器１６Ａがオフ
となりロジツク“１”を出力すると、トランジス
タ２４，２６，２２は正常なインバータ動作とな
る。なお、時刻t2、t3においてVLが“０”に変化
しても、電流Idが即変化しないのは、駆動増幅器
とトランジスタの動作遅れのためである。
値idが第１の検出レベルＬに達すると、ロジツク
出力VLは“０”となりトランジスタ２４，２６，
２２をオフする。そのためインバータ出力電流
は、負荷からの循環電流が、トランジスタ２１，
２３，２５とダイオード３１，３３，３５の間で
減衰しながら流れる。時刻t3においてヒステリシ
スΔLを持つた第１のレベル検出器１６Ａがオフ
となりロジツク“１”を出力すると、トランジス
タ２４，２６，２２は正常なインバータ動作とな
る。なお、時刻t2、t3においてVLが“０”に変化
しても、電流Idが即変化しないのは、駆動増幅器
とトランジスタの動作遅れのためである。
時刻t4において、第１のレベル検出器が動作し
VLが“０”となりトランジスタ２４，２６，２
２をオフしても、負荷電動機側からトランジスタ
２１，２３，２５とダイオード３１，３３，３５
の回路に循環電流が流れ、増大する事が発生した
場合は第２のレベル検出器の設定値Ｈに達するロ
ジツクVHも“０”となり、トランジスタ２１，
２３，２５もオフするので電流は直流電源１に逆
つて流れ、急速に減衰する。この電流が第２のレ
ベル検出器のヒステリシスΔH以下に低下した時
刻t6において、ロジツクVHは“１”となり、トラ
ンジスタ２１，２３，２５にはオンオフ信号が伝
達される。この様な動作を繰返すことによりイン
バータ出力電流は負荷電動機の切換の過渡期や瞬
停後の再起動或いは回生時等の、インバータ出力
位相と負荷の逆起電力の位相が合わない瞬間につ
いても第２のレベル検出器により設定したＨレベ
ル以下に制限し、インバータ回路の信頼性を向上
することができる。
VLが“０”となりトランジスタ２４，２６，２
２をオフしても、負荷電動機側からトランジスタ
２１，２３，２５とダイオード３１，３３，３５
の回路に循環電流が流れ、増大する事が発生した
場合は第２のレベル検出器の設定値Ｈに達するロ
ジツクVHも“０”となり、トランジスタ２１，
２３，２５もオフするので電流は直流電源１に逆
つて流れ、急速に減衰する。この電流が第２のレ
ベル検出器のヒステリシスΔH以下に低下した時
刻t6において、ロジツクVHは“１”となり、トラ
ンジスタ２１，２３，２５にはオンオフ信号が伝
達される。この様な動作を繰返すことによりイン
バータ出力電流は負荷電動機の切換の過渡期や瞬
停後の再起動或いは回生時等の、インバータ出力
位相と負荷の逆起電力の位相が合わない瞬間につ
いても第２のレベル検出器により設定したＨレベ
ル以下に制限し、インバータ回路の信頼性を向上
することができる。
以上はインバータの素子としてトランジスタを
使用した場合について説明したが、これに限定さ
れるものではなく、インバータ素子の種類に無関
係に適用可能である。更に第２図においてインバ
ータ出力電流は交流側より検出したが第１図に示
すように、トランジスタとダイオード回路の循環
電流を上側半分のブリツジについても検出し、第
２のレベル検出器を追加しても同様な作用をす
る。
使用した場合について説明したが、これに限定さ
れるものではなく、インバータ素子の種類に無関
係に適用可能である。更に第２図においてインバ
ータ出力電流は交流側より検出したが第１図に示
すように、トランジスタとダイオード回路の循環
電流を上側半分のブリツジについても検出し、第
２のレベル検出器を追加しても同様な作用をす
る。
また、第４図に示すような停電検出や電源切換
時に動作する検出接点４１により遅れ回路４２を
介して第１のレベル検出器と第２のレベル検出器
の動作レベルを一定期間低下させるように構成し
ても良い。この場合第５図に示すように時刻t1に
おいて、たとえば瞬時停電が回復し、接点４１が
オンするが、遅れ回路４２により時刻t2まではレ
ベル検出器の検出レベルVH、VLを低くすること
により過渡時の電流を下げ、負荷電動機への過渡
トルクを低下させたり、インバータ出力電流の過
渡電流を低下させることができる。過渡状態が修
まる時刻t2において電流検出レベルVHVLは正常
な値に復帰する。
時に動作する検出接点４１により遅れ回路４２を
介して第１のレベル検出器と第２のレベル検出器
の動作レベルを一定期間低下させるように構成し
ても良い。この場合第５図に示すように時刻t1に
おいて、たとえば瞬時停電が回復し、接点４１が
オンするが、遅れ回路４２により時刻t2まではレ
ベル検出器の検出レベルVH、VLを低くすること
により過渡時の電流を下げ、負荷電動機への過渡
トルクを低下させたり、インバータ出力電流の過
渡電流を低下させることができる。過渡状態が修
まる時刻t2において電流検出レベルVHVLは正常
な値に復帰する。
以上説明したように本発明の電圧形インバータ
の電流制限回路によれば、比較的簡単な回路によ
りいかなる過渡状態においてもインバータ出力電
流を制限することができる等の優れた効果を得る
ことができる。
の電流制限回路によれば、比較的簡単な回路によ
りいかなる過渡状態においてもインバータ出力電
流を制限することができる等の優れた効果を得る
ことができる。
第１図は従来の電流制限回路を示すブロツク
図、第２図は本発明による電流制限回路の一実施
例を示すブロツク図、第３図はその動作図、第４
図は本発明の他の実施例を示すブロツク図、第５
図はその動作図、第６図は従来の電流制限回路の
動作を説明するための回路図である。 １……直流電流、２……インバータブリツジ、
３……負荷電動機、４Ａと４Ｂ……電流検出器、
６……周波数設定器、７……加減速制限回路、８
……電圧−周波数変換器、９……電圧基準回路、
１０……三角波発振器、１１……比較器、１２…
…波形合成回路、１３と１４と１５……アンド回
路、１６Ａ……第１のレベル検出器、１６Ｂ……
第２のレベル検出器、１７……整流回路、１８と
１９と２０……アンド回路、４１……検出接点、
４３，４４，４５，４６，４７，４８……駆動増
幅器。
図、第２図は本発明による電流制限回路の一実施
例を示すブロツク図、第３図はその動作図、第４
図は本発明の他の実施例を示すブロツク図、第５
図はその動作図、第６図は従来の電流制限回路の
動作を説明するための回路図である。 １……直流電流、２……インバータブリツジ、
３……負荷電動機、４Ａと４Ｂ……電流検出器、
６……周波数設定器、７……加減速制限回路、８
……電圧−周波数変換器、９……電圧基準回路、
１０……三角波発振器、１１……比較器、１２…
…波形合成回路、１３と１４と１５……アンド回
路、１６Ａ……第１のレベル検出器、１６Ｂ……
第２のレベル検出器、１７……整流回路、１８と
１９と２０……アンド回路、４１……検出接点、
４３，４４，４５，４６，４７，４８……駆動増
幅器。
Claims (1)
- １ ２個以上の電気弁を直列に接続しこれらの電
気弁の中点が負荷に接続されたインバータブリツ
ジの負荷電流を検出する電流検出手段と、この電
流検出手段により検出された負荷電流を第１の基
準レベルと比較する第１のレベル検出手段と、前
記負荷電流を前記第１の基準レベルより高い第２
の基準レベルと比較する第２のレベル検出手段
と、前記第１のレベル検出手段により前記負荷電
流が前記第１の基準レベルより大きくなつたこと
が検出されたとき前記インバータブリツジの前記
中点より上の上側グループと前記中点より下の下
側グループのいずれか一方を遮断する第１の遮断
手段と、前記第２のレベル検出手段により前記負
荷電流が前記第２の基準レベルより大きくなつた
ことが検出されたとき前記インバータブリツジの
前記中点より上の上側グループと前記中点より下
の下側グループのいずれか他方を遮断する第２の
遮断手段とを備えたことを特徴とする電圧形イン
バータの電流制限回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56023304A JPS57138871A (en) | 1981-02-19 | 1981-02-19 | Current limiting circuit for voltage inverter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56023304A JPS57138871A (en) | 1981-02-19 | 1981-02-19 | Current limiting circuit for voltage inverter |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57138871A JPS57138871A (en) | 1982-08-27 |
| JPS6341315B2 true JPS6341315B2 (ja) | 1988-08-16 |
Family
ID=12106860
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56023304A Granted JPS57138871A (en) | 1981-02-19 | 1981-02-19 | Current limiting circuit for voltage inverter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57138871A (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5967877A (ja) * | 1982-10-08 | 1984-04-17 | Fuji Electric Co Ltd | インバ−タの電流制限方式 |
| JPS602075A (ja) * | 1983-06-15 | 1985-01-08 | Mitsubishi Electric Corp | エレベ−タの安全装置 |
| US4654770A (en) * | 1983-12-22 | 1987-03-31 | General Electric Company | Current-limit circuit in X-ray generator |
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-
1981
- 1981-02-19 JP JP56023304A patent/JPS57138871A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57138871A (en) | 1982-08-27 |
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