WO2006038544A1

WO2006038544A1 - 電源回路の保護方法およびその装置

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Publication number: WO2006038544A1
Application number: PCT/JP2005/018086
Authority: WO
Inventors: Reiji Kawashima
Original assignee: Daikin Industries, Ltd.
Priority date: 2004-10-04
Filing date: 2005-09-30
Publication date: 2006-04-13
Also published as: JP5429205B2; JP2011092004A; EP1811645A1; JP5267591B2; AU2005290575B2; JP2011092003A; JP2011092005A; US7667941B2; CN101040428A; EP1811645A4; EP1811645B8; JP2006109583A; JP5223935B2; CN100590959C; ES2435991T3; JP4759968B2; AU2005290575A1; EP1811645B1; US20080130183A1

Description

明細書

電源回路の保護方法およびその装置

技術分野

[0001] 本発明は、交流入力電圧を所定の出力電圧に変換する電源回路、および出力電圧を入力として所定の動作を行う出力動作回路を含む装置において、電源回路を保護するための方法およびその装置に関する。

背景技術

[0002] 交流入力電圧を所定の出力電圧に変換する電源回路、および出力電圧を入力として所定の動作を行う出力動作回路を含む装置において、電源回路に供給される電圧に、電圧歪み、三相不平衡、瞬時電圧低下、瞬時停電等の電圧異常が生じた場合や、誤配線により間違った電圧が印加された場合には、 IGBT、コンデンサ、リアクトル等の回路構成部品に対して、通常時に比べて大きなストレスが力かるため、部品の破損などの不具合が生じる恐れがある。

[0003] そのため従来は、 IGBT、トランジスタなどの半導体スイッチング素子に流れる電流がある閾値を超えると瞬時過電流として、直流電圧がある閾値を超えると過電圧として、それぞれ異常を検出し、この検出に応答して、電源回路のスイッチング動作を停止させたり、メインリレーをオフして、電源装置の回路構成部品を保護している。

[0004] また、供給電圧波形の検出手段を設けて、積極的に電源電圧異常を検出し、異常発生時には駆動電力を停止するか、または適切な補正を行なうことにより、保護動作を可能とし、部品破損や異音の発生を防止することも提案されている (特許文献 1参照)。

特許文献 1 :特開 2003— 169481号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0005] 電源回路に供給される電圧に、何らかの異常がある場合には、部品の破損を招いたり、異音が発生するなどの問題が生じるため、供給電圧の異常を検出し、保護動作を行なう必要があるが、従来の過電流検出方式、過電圧検出方式では、部品破損を回避することはできるが、供給電圧異常により異音が発生していても検知することはできず、異音の発生を防止することはできない。

[0006] また、特許文献 1に示すような、供給電圧波形から電圧異常を検出する方式では、検出が難しい供給電圧異常があるだけでなぐまた、部品に影響がでていない状態でも、供給電圧異常と判定してしまう恐れがある。

[0007] さらに、単相 PWM整流回路のように電流制御を行うために供給電圧波形を検出している場合を除き、他のほとんどの電源回路では、供給電圧異常の検出専用の回路を新たに追加する必要がありコストアップとなる。

[0008] 本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、供給電圧異常の有無を簡単に、かつ確実に検出し、電源回路の構成部品を保護するために必要な制御を行うことができる電源回路の保護方法およびその装置を提供することを目的として!/、る。課題を解決するための手段

[0009] 請求項 1の電源回路の保護方法は、交流入力電圧を所定の出力電圧に変換する電源回路、および出力電圧を入力として所定の動作を行う出力動作回路を含む装 ¾【こ; i l /、て、

電源回路の電流値を検出し、

検出した電流値から電源回路への供給電圧の異常の有無を判定し、

供給電圧の異常があると判定されたことに応答して、少なくとも出力動作回路を、供給電圧異常に対処すべく制御する方法である。

[0010] 請求項 2の電源回路の保護装置は、交流入力電圧を所定の出力電圧に変換する電源回路、および出力電圧を入力として所定の動作を行う出力動作回路を含む装

¾【こ； /、て、

電源回路の電流値を検出する電流検出手段と、

検出した電流値から電源回路への供給電圧の異常の有無を判定する判定手段と、判定手段により供給電圧の異常があると判定されたことに応答して、少なくとも出力動作回路を、供給電圧異常に対処すべく制御する制御手段とを含むものである。

[0011] 請求項 3の電源回路の保護装置は、前記電流検出手段として、電源回路の入力側の電流値を検出するものを採用するものである。 [0012] 請求項 4の電源回路の保護装置は、前記電流検出手段として、電源回路の出力側の電流値を検出するものを採用するものである。

[0013] 請求項 5の電源回路の保護装置は、前記判定手段として、供給電圧の異常の有無として電源不平衡の有無を判定するものを採用するものである。

[0014] 請求項 6の電源回路の保護装置は、前記判定手段として、供給電圧の異常の有無として電源電圧歪みの有無を判定するものを採用するものである。

[0015] 請求項 7の電源回路の保護装置は、前記判定手段として、供給電圧の異常の有無として電源欠相の有無を判定するものを採用するものである。

[0016] 請求項 8の電源回路の保護装置は、前記判定手段として、供給電圧の異常の有無として瞬時電圧低下の有無を判定するものを採用するものである。

[0017] 請求項 9の電源回路の保護装置は、前記判定手段として、供給電圧の異常の有無として瞬時停電の有無を判定するものを採用するものである。

[0018] 請求項 10の電源回路の保護装置は、前記制御手段として、判定手段により供給電圧の異常があると判定されたことに応答して、出力動作回路を停止させるものを採用するものである。

[0019] 請求項 11の電源回路の保護装置は、前記制御手段として、判定手段により供給電圧の異常があると判定されたことに応答して、電源回路を停止させるものを採用するものである。

[0020] 請求項 12の電源回路の保護装置は、前記判定手段として、出力動作回路を停止させることが必要な第 1のレベルの供給電圧の異常の有無、および第 1のレベルよりも低い第 2のレベルの供給電圧の異常の有無を判定するものを採用し、前記制御手段として、第 1のレベルの供給電圧の異常に応答して出力動作回路を停止させ、第 2 のレベルの供給電圧の異常に応答して出力動作回路の動作条件を変化させるものを採用するものである。

[0021] 請求項 13の電源回路の保護装置は、前記判定手段として、出力動作回路を停止させることが必要な第 1のレベルの供給電圧の異常の有無、および第 1のレベルよりも低い第 2のレベルの供給電圧の異常の有無を判定するものを採用し、前記制御手段として、第 1のレベルの供給電圧の異常に応答して電源回路を停止させ、第 2のレベルの供給電圧の異常

に応答して出力動作回路の動作条件を変化させるものを採用するものである。

[0022] 本発明の電源回路の保護方法およびその装置であれば、交流入力電圧を所定の出力電圧に変換する電源回路、および出力電圧を入力として所定の動作を行う出力動作回路を含む装置において、

電源回路の電流値を検出し、検出した電流値力電源回路への供給電圧の異常の有無を判定し、供給電圧の異常があると判定されたことに応答して、少なくとも出力動作回路を、供給電圧異常に対処すべく制御するのであるから、電圧波形では検出できな力つた供給電圧異常を検出することが可能になり、しかも、供給電圧異常の検出精度を高めることができ、さらに、電源回路の構成部品を確実に保護することができる。

発明の効果

[0023] 本発明の電源回路の保護方法は、電圧波形では検出できなカゝつた供給電圧異常を含めて広範囲の供給電圧異常を検出することを可能にでき、しかも、供給電圧異常の検出精度を高めることができ、さらに、電源回路の構成部品を確実に保護することができると!、う特有の効果を奏する。

[0024] 本発明の電源回路の保護装置は、電圧波形では検出できなカゝつた供給電圧異常を含めて広範囲の供給電圧異常を検出することを可能にでき、しかも、供給電圧異常の検出精度を高めることができ、さらに、電源回路の構成部品を確実に保護することができると!、う特有の効果を奏する。

発明を実施するための最良の形態

[0025] 以下、添付図面を参照して、本発明の電源回路の保護方法およびその装置の実施の形態を詳細に説明する。

[0026] 図 1は本発明の一実施形態を組み込んだモータ駆動システムの構成を示す概略図である。

[0027] このモータ駆動システムは、 3相交流電源 1に対してメインリレー 2を介して入力端子が接続された 3相フルブリッジダイオード整流回路 3と、 3相フルブリッジダイオード整流回路 3の出力端子間にリアタトル 4を介して接続されたコンデンサ 5と、コンデンサ 5の端子間電圧を入力とする PWM (パルス幅変調)インバータ 6と、 PWMインバータ 6の出力が供給されるモータ 7と、 3相フルブリッジダイオード整流回路 3の一方の出力端子とコンデンサ 5の対応する端子との間に設けられたカレントトランスなどからなる電流検出部 8と、検出された電流値を入力として異常検出を行い、異常検出信号を出力する異常検出部 9と、コンデンサ 5の一方の端子と PWMインバータ 6の対応する入力端子との間に接続された抵抗 10と、抵抗 10と PWMインバータ 6の入力端子との間で得られるインバータ入力電圧を入力として PWMインバータ 6の各スィッチング素子を制御し、しかも、異常検出信号を入力として PWMインバータ 6の各スイツチング素子を、 3相フルブリッジダイオード整流回路 3の供給電圧異常に対処させるベく制御するインバータ制御部 11とを有して、る。

[0028] 前記異常検出部 9は、直流電流の最大値と最小値との差から 3相不平衡の検出を行うものである。ただし、検出した電流値のピーク値、検出した電流値と基準正弦波波形 (電流指令値)との差、一定期間内での電流の変化量が通常の変化量よりも大きいことなど力も電源電圧歪みの検出を行うことも可能である。また、直流電流の最大値と最小値との差力電源欠相の検出を行うことも可能である。さらに、電流実効値を演算して瞬時電圧低下の検出を行うことも可能である。さらに、直流電流が流れないことから瞬時停電の検出を行うことも可能である。

[0029] そして、前記異常検出部 9は、電源電圧異常検出レベルを予め設定しておき、検出した電流値が電源電圧異常検出レベルを超えたことに応答して、部品の破損や異音の発生を防止すべく PWMインバータ 6の動作を停止することを指示する異常検出信号を出力する制御機能をさらに有している。ただし、 PWMインバータ 6の動作を停止させる第 1の電源電圧異常検出レベルと、それよりも低い第 2のレベルを予め設定しておき、検出した電流値が、第 2のレベル以上で第 1の電源電圧異常検出レベル未満の場合は、出力電力を小さくして部品破壊や異音の発生を防止すベぐ PWMインバータ 6の出力周波数、デューティーを小さくすることを指示する異常検出信号を出力する制御機能をさらに有していてもよい。また、インバータ回路の動作を停止させる第 1の電源電圧異常検出レベルと、それよりも低い第 2のレベルを予め設定しておき、検出した電流値が、第 1の電源電圧異常検出レベル未満であっても、第 2のレベルを越える期間が一定期間続けば、インバータを停止させることを指示する異常検出信号を出力する制御機能をさらに有して、てもよ、。

通常動作時のインバータ制御部 11の処理は従来公知であるから、詳細な説明を省略する。

[0030] 図 1のモータ駆動システムであれば、 3相フルブリッジダイオード整流回路 3の出力側（直流側）の電流を検出することにより、種々の電源電圧異常を検出することができ、この検出に応答して、 3相フルブリッジダイオード整流回路 3の構成部品の破損、異音の発生を防止すべく PWMインバータ 6を制御することができる。

[0031] 図 2は本発明の他の実施形態を組み込んだモータ駆動システムの構成を示す概略図である。

[0032] このモータ駆動システムは、単相交流電源 21に対してメインリレー 22を介して入力端子が接続された単相フルブリッジダイオード整流回路 23と、単相フルブリッジダイオード整流回路 23の出力端子間にリアタトル 24を介して接続されたトランジスタ 25と、トランジスタ 25のコレクタ一ェミッタ端子間にダイオード 32を介して接続されたコンデンサ 33と、コンデンサ 33の端子間電圧を入力とする PWM (パルス幅変調)インバータ 26と、 PWMインバータ 26の出力が供給されるモータ 27と、単相フルブリッジダィオード整流回路 23の一方の出力端子とトランジスタ 25の対応する端子との間に接続された電流検出用の抵抗 (電流検出部） 28と、検出された電流値を入力として異常検出を行い、異常検出信号を出力する異常検出部 29と、コンデンサ 33の一方の端子と PWMインバータ 26の対応する入力端子との間に接続された抵抗 30と、抵抗 30と PWMインバータ 26の入力端子との間で得られるインバータ入力電圧を入力として PWMインバータ 26の各スイッチング素子を制御し、し力も、異常検出信号を入力として PWMインバータ 26の各スイッチング素子を、単相フルブリッジダイオード整流回路 23の供給電圧異常に対処させるベく制御するインバータ制御部 31と、検出された電流値を入力としてトランジスタ 25を制御し、し力も、該当する場合には（図 2中の破線の接続が存在する場合には）、異常検出信号を入力としてトランジスタ 25を単相フルブリッジダイオード整流回路 23の供給電圧異常に対処させるベく制御するコンバータ制御部 34とを有して、る。 [0033] なお、単相フルブリッジダイオード整流回路 23、リアタトル 24、およびトランジスタ 25 で PWM整流回路を構成して!/、る。

前記異常検出部 29は、検出した電流値のピーク値、検出した電流値と基準正弦波波形 (電流指令値)との差、一定期間内での電流の変化量が通常の変化量よりも大きいことなど力も電源電圧歪みの検出を行うものである。ただし、電流実効値を演算して瞬時電圧低下の検出を行うことも可能である。また、直流電流が流れないことから瞬時停電の検出を行うことも可能である。

[0034] そして、前記異常検出部 29は、電源電圧異常検出レベルを予め設定しておき、検出した電流値が電源電圧異常検出レベルを超えたことに応答して、部品の破損ゃ異音の発生を防止すべく PWMインバータ 26の動作を停止することを指示する異常検出信号を出力する制御機能をさらに有している。ただし、 PWMインバータ 26の動作を停止させる第 1の電源電圧異常検出レベルと、それよりも低い第 2のレベルを予め設定しておき、検出した電流値が、第 2のレベル以上で第 1の電源電圧異常検出レベル未満の場合は、出力電力を小さくして部品破壊や異音の発生を防止すベぐ P WMインバータ 26の出力周波数、デューティーを小さくすることを指示する異常検出信号を出力する制御機能をさらに有していてもよい。また、インバータ回路の動作を停止させる第 1の電源電圧異常検出レベルと、それよりも低い第 2のレベルを予め設定しておき、検出した電流値が、第 1の電源電圧異常検出レベル未満であっても、第 2のレベルを越える期間が一定期間続けば、インバータを停止させることを指示する異常検出信号を出力する制御機能をさらに有していてもよい。また、 PWM動作を停止させる第 1の電源電圧異常検出レベルとそれよりも低い第 2のレベルを設定し、検出した電流値力第 2のレベル以上で第 1のレベル未満の場合は、そのキャリア周期での PWM整流回路のスイッチング動作を停止させ、部品破壊や異音の発生を防止することを指示する異常検出信号を出力する機能を有して!/ヽてもよヽ。

もちろん、前記異常検出部 29からの異常検出信号は、異常検出信号の種類に応じてインバータ制御部 31、コンバータ制御部 34の該当する側に供給される。

[0035] 通常動作時のインバータ制御部 31の処理、およびコンバータ制御部 34の処理は従来公知であるから、詳細な説明を省略する。 [0036] 図 2のモータ駆動システムであれば、単相フルブリッジダイオード整流回路 23の出力側 (直流側)の電流を検出することにより、種々の電源電圧異常を検出することができ、この検出に応答して、単相フルブリッジダイオード整流回路 23の構成部品の破損、異音の発生を防止すべく PWMインバータ 26および Zまたは PWM整流回路を帘 U御することができる。

[0037] 図 3は本発明のさらに他の実施形態を組み込んだモータ駆動システムの構成を示す概略図である。

[0038] このモータ駆動システムは、 3相交流電源 41に対してメインリレー 42aおよびリアタトル 42bを介して入力端子が接続された PWM整流回路 43と、 PWM整流回路 43の出力端子間に接続されたコンデンサ 45と、コンデンサ 45の端子間電圧を入力とする PWMインバータ 46と、 PWMインバータ 46の出力が供給されるモータ 47と、 PWM 整流回路 43の一方の出力端子とコンデンサ 45の対応する端子との間に接続された電流検出用抵抗 48と、検出された電流値を入力として異常検出を行い、異常検出信号を出力する異常検出部 49と、コンデンサ 45の一方の端子と PWMインバータ 46 の対応する入力端子との間に接続された抵抗 50と、抵抗 50と PWMインバータ 46の入力端子との間で得られるインバータ入力電圧を入力として PWMインバータ 46の各スイッチング素子を制御し、しカゝも、異常検出信号を入力として PWMインバータ 4 6の各スイッチング素子を、 PWM整流回路 43の供給電圧異常に対処させるベく制御するインバータ制御部 51と、電流検出用抵抗 48を用いて検出された電流を入力として PWM整流回路 43のスイッチング素子を制御し、し力も、該当する場合には（図 3 中の破線の接続が存在する場合には）、異常検出信号を入力として PWM整流回路 43のスイッチング素子を、 PWM整流回路 43の供給電圧異常に対処させるベく制御するコンバータ制御部 52とを有して、る。

[0039] 前記異常検出部 49は、直流電流の最大値と最小値との差から 3相不平衡の検出を行う

ものである。ただし、検出した電流値のピーク値、検出した電流値と基準正弦波波形 (電流指令値)との差、一定期間内での電流の変化量が通常の変化量よりも大きいことなど力も電源電圧歪みの検出を行うことも可能である。また、直流電流の最大値と最小値との差力電源欠相の検出を行うことも可能である。さらに、電流実効値を演算して瞬時電圧低下の検出を行うことも可能である。さらに、直流電流が流れないこと力も瞬時停電の検出を行うことも可能である。

[0040] そして、前記異常検出部 49は、電源電圧異常検出レベルを予め設定しておき、検出した電流値が電源電圧異常検出レベルを超えたことに応答して、部品の破損ゃ異音の発生を防止すべく PWMインバータ 46の動作を停止することを指示する異常検出信号を出力する制御機能をさらに有している。ただし、 PWMインバータ 46の動作を停止させる第 1の電源電圧異常検出レベルと、それよりも低い第 2のレベルを予め設定しておき、検出した電流値が、第 2のレベル以上で第 1の電源電圧異常検出レベル未満の場合は、出力電力を小さくして部品破壊や異音の発生を防止すベぐ P WMインバータ 46の出力周波数、デューティーを小さくすることを指示する異常検出信号を出力する制御機能をさらに有していてもよい。また、インバータ回路の動作を停止させる第 1の電源電圧異常検出レベルと、それよりも低い第 2のレベルを予め設定しておき、検出した電流値が、第 1の電源電圧異常検出レベル未満であっても、第 2のレベルを越える期間が一定期間続けば、インバータを停止させることを指示する異常検出信号を出力する制御機能をさらに有していてもよい。また、 PWM動作を停止させる第 1の電源電圧異常検出レベルとそれよりも低い第 2のレベルを設定し、検出した電流値力第 2のレベル以上で第 1のレベル未満の場合は、そのキャリア周期での PWM整流回路のスイッチング動作を停止させ、部品破壊や異音の発生を防止することを指示する異常検出信号を出力する機能を有して!/ヽてもよヽ。

もちろん、前記異常検出部 49からの異常検出信号は、異常検出信号の種類に応じてインバータ制御部 51、コンバータ制御部 52の該当する側に供給される。

[0041] 通常動作時のインバータ制御部 51の処理、および通常動作時のコンバータ制御部 52の処理は従来公知であるから、詳細な説明を省略する。

[0042] 図 3のモータ駆動システムであれば、 PWM整流回路 43の出力側（直流側）の電流を検出することにより、種々の電源電圧異常を検出することができ、この検出に応答して、 PWM整流回路 43の構成部品の破損、異音の発生を防止すべく PWMインバータ 46および Zまたは PWM整流回路 43を制御することができる。 [0043] 図 4は本発明のさらに他の実施形態を組み込んだモータ駆動システムの構成を示す概略図である。

[0044] このモータ駆動システムが図 3のモータ駆動システムと異なる点は、電流検出用抵抗 48を省略し、 PWM整流回路 43の入力側にカレントトランスなどの電流検出部 53 を設けた点、および異常検出部 49として、電流検出用抵抗 48を用いて検出された電流を入力とする代わりに、電流検出部 53により検出された電流を入力とするものを採用した点のみである。なお、電流検出部 53としては、 3相分の電流を検出するものであればよいが、 2相分の電流のみを検出するものであってもよい。後者の場合には、必要な処理部において、残余の 1相分の電流を演算により検出することができる。

[0045] この実施形態における異常検出部 49は、 3相電流それぞれの実効値を演算して各相電流の不平衡率を算出することで 3相不平衡の検出を行うものである。ただし、電流が流れない相の存在を検出することにより、電源欠相を検出することも可能である。また、電流実効値を演算して瞬時電圧低下の検出を行うことも可能である。さらに、各相電流が流れないことから瞬時停電の検出を行うことも可能である。

[0046] 図 4のモータ駆動システムであれば、 PWM整流回路 43の入力側（交流側）の電流を検出することにより、種々の電源電圧異常を検出することができ、この検出に応答して、 PWM整流回路 43の構成部品の破損、異音の発生を防止すべく PWMインバータ 46および Zまたは PWM整流回路 43を制御することができる。

[0047] 図 5は本発明のさらに他の実施形態を組み込んだモータ駆動システムの構成を示す概略図である。

[0048] このモータ駆動システムは、 3相交流電源 61に対してメインリレー 62を介してマトリックスコンバータ 63の入力端子を接続し、マトリックスコンバータ 63の出力をモータ 6 7に供給している。そして、マトリックスコンバータ 63とモータ 67との間で電流を検出するカレントトランスなどの電流検出部 68と、検出された電流値を入力として異常検出を行い、異常検出信号を出力する異常検出部 69と、検出電流を入力としてマトリツタスコンバータ 63の各スイッチング素子を制御し、し力も、異常検出信号を入力としてマトリックスコンバータ 63のスイッチング素子を、マトリックスコンバータ 63の供給電圧異常に対処させるベく制御するマトリックスコンバータ制御部 70とを有している。なお、電流検出部 68としては、 3相分の電流を検出するものであればよいが、 2相分の電流のみを検出するものであってもよい。後者の場合には、必要な処理部において、残余の 1相分の電流を演算により検出することができる。

[0049] また、この実施形態においては、マトリックスコンバータ 63が整流回路とインバータとを兼ねている。

[0050] 異常検出部 69は、 3相電流それぞれの実効値を演算して各相電流の不平衡率を算出することで 3相不平衡の検出を行うものである。ただし、電流が流れない相の存在を検出することにより、電源欠相を検出することも可能である。また、電流実効値を演算して瞬時電圧低下の検出を行うことも可能である。さらに、各相電流が流れないことから瞬時停電の検出を行うことも可能である。

[0051] また、異常検出部 69は、 PWM動作を停止させる第 1の電源電圧異常検出レベルとそれよりも低い第 2のレベルを設定し、検出した電流値が、第 2のレベル以上で第 1 のレベル未満の場合は、そのキャリア周期でのマトリックスコンバータ 63のスィッチング動作を停止させ、部品破壊や異音の発生を防止することを指示する異常検出信号を出力する機能を有して、る。

[0052] 通常動作時のマトリックスコンバータ制御部 70の処理、マトリックスコンバータ 63の動作は従来公知であるから (例えば、平成 16年電気学会全国大会 4— 070〜073参照)、詳細な説明を省略する。

[0053] 図 5のモータ駆動システムであれば、マトリックスコンバータ 63の出力側の電流を検出することにより、種々の電源電圧異常を検出することができ、この検出に応答して、マトリックスコンバータ 63の構成部品の破損、異音の発生を防止すべくマトリックスコンバータ 63を制御することができる。

[0054] ただし、図 5の実施形態において、マトリックスコンバータ 63の出力側の電流を検出する代わりに、マトリックスコンバータ 63の入力側の電流を検出することが可能である

[0055] 次いで、 3相不平衡の検出を、図 6および図 7の波形を参照して説明する。なお、図 6

は、 3相不平衡が ± 2%の場合を、図 7は、 3相不平衡が 0%の場合を、それぞれ示している。また、両図において、（A)は各相電圧 Vr、 Vs、 Vtを示し、（B)〜（D)は各相電流 I (LI)、 I (L2)、 I (L3)を示し、（E)は各相電流 I (LI)、 I (L2)、 I (L3)を合成した電流を示し、（F)は整流回路の出力電圧 VPを示し、（G)はコンデンサの端子間電圧 Vdcを示し、 (H)は整流回路の出力側に流れる電流 I (Ld)を示している。

[0056] 図 6と図 7とを対比すれば分力るように、電源電圧の 3相不平衡率が ± 2%の場合に、電流の不平衡が ± 20%程度になるので、供給電圧波形から電源電圧の 3相不平衡を検出することは困難であるが、電流波形力も電源電圧の 3相不平衡を検出することは容易である。また、電流波形力もの電源電圧の 3相不平衡の検出の精度を高めることができる。そして、電源電圧の不平衡が生じていても、ダイオードゃコンデンサなど各部品の電流容量を越えていなければ、出力を制限することで、部品の保護を図りながら運転を維持することが可能となる。

[0057] 図 2に示す単相 PWM整流回路では、電圧歪みが発生すると、図 8に示すような電圧歪み (供給電圧波形からは検出することが困難な電圧歪み、図 8に示す電源電圧 VAC参照）であっても、入力電流 IACが大きく歪んでしまい、素子破壊を招くおそれがある。しかし、電流波形力も電源異常の検出が可能である。この場合において、電圧歪みが生じて、ても電流のピーク値が過電流レベルとならな、ように、出力電力を制御することによって、安全な状態で運転を維持することができる。

[0058] 図 1に示す 3相フルブリッジダイオード整流回路 3では、欠相が発生すると、図 9に示すように、各部の電圧波形および電流波形が得られるので、簡単に、かつ精度よく電源欠相が発生したことを検出することができる。

[0059] 上記の実施形態においては、供給電圧波形を検出するのではなぐ電流検出を行うようにしている。したがって、安価で小型なカレントトランスを用いて電流検出を達成することができる。すなわち、インバータ制御回路は、そのグランドを整流回路の直流部のマイナス側にするのが一般的であり、整流回路の交流側で供給電圧波形を検出するためには、絶縁することが必要になるため、供給電圧検出回路にトランスなどの高価で大型の部品が必要になるが、電流を検出することによって、高価で大型の部品を不要にすることができる。

また、従来から、電力制御 (過負荷時の垂下、停止など)を行うために電流検出手段を設けているのであるから、この電流検出手段を用いて上記の電流検出を行わせることが可能であり、コストアップを防止することができる。 PWM整流回路では入力電流制御に用いられて、る入力電流検出手段を用いて上記の電流検出を行わせることが可能である。

図面の簡単な説明

[0060] [図 1]本発明の一実施形態を組み込んだモータ駆動システムの構成を示す概略図である。

[図 2]本発明の他の実施形態を組み込んだモータ駆動システムの構成を示す概略図である。

[図 3]本発明のさらに他の実施形態を組み込んだモータ駆動システムの構成を示す概略図である。

[図 4]本発明のさらに他の実施形態を組み込んだモータ駆動システムの構成を示す概略図である。

[図 5]本発明のさらに他の実施形態を組み込んだモータ駆動システムの構成を示す概略図である。

[図 6]3相不平衡が ± 2%の場合における各部の電圧波形、および電流波形を示す図である。

[図 7]3相不平衡が 0%の場合における各部の電圧波形、および電流波形を示す図である。

[図 8]電源電圧歪み発生時における電源電圧波形および電流波形を示す図である。

[図 9]電源欠相発生時における各部の電圧波形、および電流波形を示す図である。符号の説明

[0061] 3 3相フルブリッジダイオード整流回路

6 PWMインバータ

8 電流検出部

9 異常検出部

23 単相フルブリッジダイオード整流回路

26 PWMインバータ電流検出用抵抗異常検出部

PWM整流回路

PWMインバータ電流検出用抵抗異常検出部電流検出部マトリックスコンバータ電流検出部異常検出部

Claims

請求の範囲

[1] 交流入力電圧を所定の出力電圧に変換する電源回路、および出力電圧を入力として所定の動作を行う出力動作回路を含む装置にぉ、て、

電源回路の電流値を検出し、

供給電圧の異常があると判定されたことに応答して、少なくとも出力動作回路を、供給電圧異常に対処すべく制御する

ことを特徴とする電源回路の保護方法。

[2] 交流入力電圧を所定の出力電圧に変換する電源回路 (3) (23) (43) (63)、および出力電圧を入力として所定の動作を行う出力動作回路 (6) (26) (46) (63)を含む装 ¾【こ; i l /、て、

電源回路（3) (23) (43) (63)の電流値を検出する電流検出手段 (8) (28) (48) (53 ) (68)と、

検出した電流値力電源回路（3) (23) (43) (63)への供給電圧の異常の有無を判定する判定手段 (9) (29) (49) (69)と、

判定手段 (9) (29) (49) (69)により供給電圧の異常があると判定されたことに応答して、少なくとも出力動作回路 (6) (26) (46) (63)を、供給電圧異常に対処すべく制御する制御手段（9) (29) (49) (69)と

を含むことを特徴とする電源回路の保護装置。

[3] 前記電流検出手段（53)は、電源回路 (43)の入力側の電流値を検出するものである請求項 2に記載の電源回路の保護装置。

[4] 前記電流検出手段 (8) (28) (48) (68)は、電源回路（3) (23) (43) (63)の出力側の電流値を検出するものである請求項 2に記載の電源回路の保護装置。

[5] 前記判定手段（9) (29) (49) (69)は、供給電圧の異常の有無として電源不平衡の有無を判定するものである請求項 2に記載の電源回路の保護装置。

[6] 前記判定手段（9) (29) (49) (69)は、供給電圧の異常の有無として電源電圧歪みの有無を判定するものである請求項 2に記載の電源回路の保護装置。

[7] 前記判定手段（9) (29) (49) (69)は、供給電圧の異常の有無として電源欠相の有無を判定するものである請求項 2に記載の電源回路の保護装置。

[8] 前記判定手段（9) (29) (49) (69)は、供給電圧の異常の有無として瞬時電圧低下の有無を判定するものである請求項 2に記載の電源回路の保護装置。

[9] 前記判定手段（9) (29) (49) (69)は、供給電圧の異常の有無として瞬時停電の有無を判定するものである請求項 2に記載の電源回路の保護装置。

[10] 前記制御手段（9) (29) (49) (69)は、判定手段（9) (29) (49) (69)により供給電圧の異常があると判定されたことに応答して、出力動作回路を停止させるものである請求項 2に記載の電源回路の保護装置。

[11] 前記制御手段（9) (29) (49) (69)は、判定手段（9) (29) (49) (69)により供給電圧の異常があると判定されたことに応答して、電源回路を停止させるものである請求項

2に記載の電源回路の保護装置。

[12] 前記判定手段 (9) (29) (49) (69)は、出力動作回路 (6) (26) (46) (63)を停止させることが必要な第 1のレベルの供給電圧の異常の有無、および第 1のレベルよりも低い第 2のレベルの供給電圧の異常の有無を判定するものであり、前記制御手段（9) (

29) (49) (69)は、第 1のレベルの供給電圧の異常に応答して出力動作回路 (6) (2

6) (46) (63)を停止させ、第 2のレベルの供給電圧の異常に応答して出力動作回路

(6) (26) (46) (63)の動作条件を変化させるものである請求項 2から請求項 10の何れかに記載の電源回路の保護装置。

[13] 前記判定手段 (9) (29) (49) (69)は、出力動作回路 (6) (26) (46) (63)を停止させることが必要な第 1のレベルの供給電圧の異常の有無、および第 1のレベルよりも低

V、第 2のレベルの供給電圧の異常の有無を判定するもの

であり、前記制御手段（9) (29) (49) (69)は、第 1のレベルの供給電圧の異常に応答して電源回路（3) (23) (43) (63)を停止させ、第 2のレベルの供給電圧の異常に応答して出力動作回路 (6) (26) (46) (63)の動作条件を変化させるものである請求項 2から請求項 9、請求項 11の何れかに記載の電源回路の保護装置。