JP2001238450A - Power converter - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体素子を用い
た電力変換装置に係り、特に、電流検出手段の誤動作、
故障によって電流検出が不可能になったときの保護動作
を行なうに好適な電力変換装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power conversion device using a semiconductor device, and more particularly to a malfunction of current detection means.
The present invention relates to a power conversion device suitable for performing a protection operation when current detection becomes impossible due to a failure.
【０００２】[0002]
【従来の技術】交流電源を整流して直流電圧を得る電力
変換装置として、例えば、特開平６−１９７４０２号公
報に記載されているものがある。従来のこの種の電力変
換装置においては、交流電源の電圧及びコンバータの入
力電流を検出し、検出した交流電圧及びコンバータの入
力電流に基づいて、コンバータ出力電圧指令を算出し、
算出したコンバータ出力電圧指令にしたがって、コンバ
ータをスイッチング動作させることで、コンバータ入力
電流をコンバータ入力電流指令に一致させる構成が採用
されている。2. Description of the Related Art An example of a power converter for rectifying an AC power supply to obtain a DC voltage is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-197402. In a conventional power converter of this type, a voltage of an AC power supply and an input current of a converter are detected, and a converter output voltage command is calculated based on the detected AC voltage and the input current of the converter.
A configuration is adopted in which the converter input current matches the converter input current command by performing a switching operation of the converter in accordance with the calculated converter output voltage command.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】前記従来技術において
は、交流電源の電圧及びコンバータの入力電流を基にコ
ンバータ入力電圧指令を算出し、この算出値にしたがっ
てコンバータをスイッチング動作させているため、コン
バータ入力電流をコンバータ入力電流指令に一致させる
電流制御を行なうことはできるが、電流検出手段が誤動
作したり、故障したりして、誤った値を出力した場合、
誤った電流検出値を基にコンバータ出力電圧指令が算出
されるため、コンバータに過大電流が流れる。コンバー
タに過大電流が流れた状態で電力変換制御が継続される
と、コンバータの電流が許容値よりも大きくなり、コン
バータを構成する半導体素子の破壊に至る。In the prior art, the converter input voltage command is calculated based on the voltage of the AC power supply and the input current of the converter, and the converter is switched according to the calculated value. It is possible to perform current control to match the input current to the converter input current command, but if the current detection means malfunctions or breaks down and outputs an incorrect value,
Since the converter output voltage command is calculated based on the erroneous current detection value, an excessive current flows through the converter. If the power conversion control is continued in a state where an excessive current flows through the converter, the current of the converter becomes larger than an allowable value, and the semiconductor element constituting the converter is destroyed.
【０００４】本発明の目的は、コンバータの入力電流に
基づいてコンバータに対する保護動作を行なうことがで
きる電力変換装置を提供することにある。An object of the present invention is to provide a power conversion device capable of performing a protection operation on a converter based on an input current of the converter.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明は、交流電源に接続されたリアクトルと、前
記リアクトルを介して入力された交流信号を制御信号に
応答して整流するコンバータと、前記コンバータの直流
出力電圧を平滑する平滑手段と、前記コンバータに入力
される交流電流を検出する交流電流検出手段と、前記交
流電流検出手段の検出電流と交流入力電流指令との偏差
に基づいて制御信号を生成しこの制御信号を前記コンバ
ータに与えて前記コンバータの交流入力電流を制御する
制御手段と、前記交流電流検出手段の検出電流と電流許
容値とを比較しこの比較結果に基づいて前記コンバータ
に対する保護動作を行う保護動作手段とを備えてなる電
力変換装置を構成したものである。In order to achieve the above object, the present invention provides a reactor connected to an AC power supply, and a converter for rectifying an AC signal input via the reactor in response to a control signal. A smoothing means for smoothing a DC output voltage of the converter, an AC current detecting means for detecting an AC current input to the converter, and a deviation between a detected current of the AC current detecting means and an AC input current command. Control means for generating a control signal and providing the control signal to the converter to control the AC input current of the converter; and comparing the detection current of the AC current detection means with a current allowable value, and based on the comparison result. And a protection operation unit for performing a protection operation on the converter.
【０００６】前記電力変換装置を構成するに際しては、
保護動作手段として、交流電流検出手段の検出電流と電
流許容値とを比較し、前記検出電流が前記電流許容値の
範囲から逸脱したときにコンバータに対する保護動作を
行なう機能を有するもので構成することができる。In configuring the power converter,
The protection operation means includes a function of comparing a detection current of the AC current detection means with a current allowable value and performing a protection operation for the converter when the detection current deviates from the range of the current allowable value. Can be.
【０００７】また、前記保護動作手段の代わりに、交流
電流検出手段の検出電流と電流許容値とを比較しこの比
較結果に基づいてコンバータによる整流動作を停止させ
る動作停止手段を設けるか、あるいは交流電流検出手段
の検出電流と電流許容値とを比較し検出電流が電流許容
値の範囲から逸脱したときにコンバータによる整流動作
を停止させる動作停止手段を設けることもできる。Further, instead of the protection operation means, an operation stop means for comparing the detection current of the AC current detection means with a current allowable value and stopping the rectification operation by the converter based on the comparison result is provided, or Operation stop means for comparing the detection current of the current detection means with the allowable current value and stopping the rectifying operation by the converter when the detection current deviates from the range of the allowable current value may be provided.
【０００８】また、本発明は、交流電源に接続されたリ
アクトルと、前記リアクトルを介して入力された交流信
号を制御信号に応答して整流するコンバータと、前記コ
ンバータの直流出力電圧を平滑する平滑手段と、前記コ
ンバータに入力される交流電流指令との偏差に基づいて
制御信号を生成しこの制御信号を前記コンバータ電流を
検出する交流電流検出手段と、前記交流電流検出手段の
検出電流と交流入力に与えて前記コンバータの交流入力
電流を制御する制御手段と、前記交流電源の交流電圧を
検出する交流電圧検出手段と、前記交流電圧検出手段の
検出電圧と前記コンバータの交流入力電圧または前記コ
ンバータの交流入力電圧に相当する信号と前記交流電圧
検出手段の検出電圧および前記リアクトルのインピーダ
ンスを基に交流入力電流を演算する入力電流演算手段
と、前記交流電流検出手段の検出電流と前記入力電流演
算手段の演算値との偏差と電流許容値とを比較し前記偏
差が前記電流許容値の範囲から逸脱したときに前記コン
バータに対する保護動作を行なう保護動作手段とを備え
てなる電力変換装置を構成したものである。Further, the present invention provides a reactor connected to an AC power supply, a converter for rectifying an AC signal input via the reactor in response to a control signal, and a smoothing unit for smoothing a DC output voltage of the converter. Means, an AC current detection means for generating a control signal based on a deviation from an AC current command input to the converter, and detecting the control signal with the converter current; and a detection current of the AC current detection means and an AC input. Control means for controlling the AC input current of the converter by applying to the AC power supply, AC voltage detection means for detecting the AC voltage of the AC power supply, the detection voltage of the AC voltage detection means and the AC input voltage of the converter or the Based on a signal corresponding to the AC input voltage, the detection voltage of the AC voltage detection means, and the impedance of the reactor, An input current calculating means for calculating a current, and a deviation between a detected current of the AC current detecting means and a calculated value of the input current calculating means and a current allowable value, and the deviation deviates from the range of the current allowable value. And a protection operation means for sometimes performing a protection operation on the converter.
【０００９】前記電力変換装置を構成するに際しては、
前記保護動作手段の代わりに、交流電流検出手段の検出
電流と入力電流演算手段の演算値との偏差と電流許容値
とを比較し前記偏差が前記電流許容値の範囲から逸脱し
たときにコンバータによる整流動作を停止させる動作停
止手段を設けることもできる。In configuring the power converter,
Instead of the protection operation means, the deviation between the detection current of the AC current detection means and the calculated value of the input current calculation means is compared with a permissible current value, and a converter is used when the deviation deviates from the range of the permissible current value. Operation stopping means for stopping the rectifying operation may be provided.
【００１０】前記した手段によれば、交流電流検出手段
の検出出力を監視し、交流電流検出手段の検出電流と電
流許容値とを比較し、この比較結果に基づいてコンバー
タに対する保護動作あるいはコンバータによる整流動作
を停止させるようにしているため、コンバータの入力電
流に基づいてコンバータに対する保護動作を行なうこと
ができる。例えば、電流検出手段が誤動作したり、故障
したりして、誤った電流検出値が出力された場合でも、
コンバータの入力電流と電流許容値とを比較し、この比
較結果に基づいてコンバータに対する制御を行なうこと
でコンバータを保護することができる。具体的には、交
流電源検出手段の検出電流と電流許容値とを比較し、前
記検出電流が電流許容値の範囲から逸脱したとき、ある
いは交流電流検出手段の検出電流と入力電流演算手段の
演算値との偏差と電流許容値とを比較し、前記偏差が電
流許容値の範囲から逸脱したときに、コンバータに対す
る保護動作あるいはコンバータによる整流動作を停止さ
せることで、コンバータに過大電流が流れるのを防止す
ることができ、コンバータを保護することができる。According to the above-mentioned means, the detection output of the AC current detecting means is monitored, the detected current of the AC current detecting means is compared with a current allowable value, and based on the result of the comparison, the protection operation for the converter or the operation by the converter is performed. Since the rectification operation is stopped, the protection operation for the converter can be performed based on the input current of the converter. For example, even if the current detection unit malfunctions or breaks down and an incorrect current detection value is output,
By comparing the input current of the converter with the allowable current value and performing control on the converter based on the comparison result, the converter can be protected. Specifically, the detected current of the AC power supply detecting means is compared with a current allowable value, and when the detected current deviates from the range of the current allowable value, or when the detected current of the AC current detecting means and the input current calculating means are calculated. The deviation from the current value is compared with the allowable current value, and when the deviation deviates from the range of the allowable current value, the protection operation for the converter or the rectification operation by the converter is stopped to prevent the excessive current from flowing through the converter. Can be prevented and the converter can be protected.
【００１１】[0011]
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
に基づいて説明する。図１は本発明の一実施形態を示す
全体構成図である。図１において、電力変換装置は、交
流電源１０からの交流電流を整流して負荷に直流を供給
するために、リアクトル１４、ＰＷＭ（パルス幅変調）
コンバータ１８、平滑コンデンサ２０を備えており、Ｐ
ＷＭコンバータ１８の交流入力側がリアクトル１４を介
して交流電源１０に接続され、ＰＷＭコンバータ１８の
直流出力側が平滑コンデンサ２０に接続され、コンデン
サ２０の両端には、平滑コンデンサ２０を電圧源とする
直流負荷が接続されるようになっている。交流電源１０
の両端には交流電源１０の交流電圧を検出する交流電圧
検出手段としての電圧検出器１２が接続され、ＰＷＭコ
ンバータ１８の交流入力側にはＰＷＭコンバータ１８に
入力される交流電流を検出する交流電流検出手段として
の電流検出器１６が挿入されている。そして電圧検出器
１２の検出による交流電圧ｅｓと電流検出器１６の検出
による交流電流（コンバータ入力電流）ｉｓに基づいて
ＰＷＭコンバータ１８のスイッチング動作を制御するた
めの制御手段として、本実施形態においては、交流入力
電流指令発生器２２、減算器２４、電流制御器２６、減
算器２８、ＰＷＭパルス発生器３０、コンバータ制御器
３２を備えている。さらに、ＰＷＭコンバータ１８に入
力される交流入力電流を演算する入力電流演算手段とし
ての入力電流演算器３４、入力電流演算器３４の演算値
と交流電流ｉｓとの偏差を求め、この偏差と電流許容値
とを比較する比較器３６が設けられている。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is an overall configuration diagram showing an embodiment of the present invention. In FIG. 1, a power converter includes a reactor 14 and a PWM (pulse width modulation) for rectifying an AC current from an AC power supply 10 and supplying DC to a load.
A converter 18 and a smoothing capacitor 20 are provided.
The AC input side of the WM converter 18 is connected to the AC power supply 10 via the reactor 14, the DC output side of the PWM converter 18 is connected to the smoothing capacitor 20, and a DC load having the smoothing capacitor 20 as a voltage source is connected to both ends of the capacitor 20. Are connected. AC power supply 10
A voltage detector 12 as an AC voltage detecting means for detecting an AC voltage of an AC power supply 10 is connected to both ends of the AC power supply 10. An AC input side of the PWM converter 18 is provided with an AC current for detecting an AC current inputted to the PWM converter 18. A current detector 16 as a detecting means is inserted. In this embodiment, as a control means for controlling the switching operation of the PWM converter 18 based on the AC voltage es detected by the voltage detector 12 and the AC current (converter input current) is detected by the current detector 16. , An AC input current command generator 22, a subtractor 24, a current controller 26, a subtractor 28, a PWM pulse generator 30, and a converter controller 32. Further, an input current calculator 34 serving as input current calculator for calculating an AC input current input to the PWM converter 18, a deviation between a calculation value of the input current calculator 34 and the AC current is obtained, A comparator 36 for comparing the value is provided.
【００１２】交流入力電流指令発生器２２は、ＰＷＭコ
ンバータ１８の交流入力電流の指令値となる交流入力電
流指令ｉｓｒを出力する交流入力電流指令発生手段とし
て構成されており、交流入力電流指令ｉｓｒが減算器２
４に入力されている。減算器２４は、交流入力電流指令
ｉｓｒから電流検出器１６の検出によるコンバータ入力
電流指令ｉｓを減算し、この減算値を電流制御器２６に
出力するようになっている。電流制御器２６は、減算器
２４の算出による減算値を基に、交流入力電流指令ｉｓ
ｒとコンバータ入力電流とを一致させるための指令値と
して、リアクトル１４両端の電圧に相当する電圧指令値
ｖｚｒを算出し、算出した電圧指令値ｖｚｒを減算器２
８と入力電流演算器３４に出力するようになっている。
減算器２８は、電圧検出器１２の検出による交流電圧ｅ
ｓから電圧指令値ｖｚｒを減算し、この減算値を基にＰ
ＷＭコンバータ１８の入力電圧に対する指令値として、
入力電圧指令ｅｃｒを生成し、入力電圧指令ｅｃｒをＰ
ＷＭパルス発生器３０に出力するようになっている。Ｐ
ＷＭパルス発生器３０は、入力電圧指令ｅｃｒにしたが
ってＰＷＭ（パルス幅変調）パルスを生成し、生成した
ＰＷＭパルスをコンバータ制御器３２に出力するように
なっている。コンバータ制御器３２は、ＰＷＭパルス発
生器３０からのＰＷＭパルスを制御信号としてＰＷＭコ
ンバータ１８のスイッチング素子（半導体素子）群に出
力し、各スイッチング素子のスイッチング動作、すなわ
ち、ＰＷＭコンバータ１８による整流動作を制御するよ
うになっている。The AC input current command generator 22 is configured as an AC input current command generation means for outputting an AC input current command isr which is a command value of the AC input current of the PWM converter 18, and outputs the AC input current command isr. Subtractor 2
4 has been entered. The subtractor 24 subtracts the converter input current command is detected by the current detector 16 from the AC input current command isr, and outputs the subtracted value to the current controller 26. The current controller 26 uses the AC input current command is based on the subtraction value calculated by the subtractor 24.
As a command value for matching r with the converter input current, a voltage command value vzr corresponding to the voltage between both ends of the reactor 14 is calculated, and the calculated voltage command value vzr is subtracted by the subtracter 2.
8 and an input current calculator 34.
The subtractor 28 detects the AC voltage e detected by the voltage detector 12.
s is subtracted from the voltage command value vzr, and P
As a command value for the input voltage of the WM converter 18,
Generates an input voltage command ecr, and sets the input voltage command ecr to P
It outputs to the WM pulse generator 30. P
The WM pulse generator 30 generates a PWM (pulse width modulation) pulse according to the input voltage command ecr, and outputs the generated PWM pulse to the converter controller 32. The converter controller 32 outputs the PWM pulse from the PWM pulse generator 30 as a control signal to a group of switching elements (semiconductor elements) of the PWM converter 18, and performs a switching operation of each switching element, that is, a rectification operation by the PWM converter 18. Control.
【００１３】一方、入力電流演算器３４は、次の（１）
式にしたがって、電圧指令値ｖｚｒと既知であるリアク
トル１４のインピーダンスＺｌとから入力電流ｉｓｅを
演算する入力電流演算手段として構成されている。On the other hand, the input current calculator 34 has the following (1)
It is configured as an input current calculation means for calculating the input current ise from the voltage command value vzr and the known impedance Zl of the reactor 14 according to the equation.
【００１４】入力電流ｉｓｅ＝ｖｚｒ／Ｚｌ……（１） 比較器３６は、入力電流演算器３０の演算による入力電
流ｉｓｅと電流検出器１６の検出によるコンバータ入力
電流ｉｓとを比較し、コンバータ入力電流ｉｓが電流許
容値の範囲から逸脱したときにＰＷＭパルス停止指令を
コンバータ制御器３２に出力するようになっている。The input current ise = vzr / Zl (1) The comparator 36 compares the input current ise calculated by the input current calculator 30 with the converter input current is detected by the current detector 16 to determine the converter input current. When the current is deviates from the range of the allowable current value, a PWM pulse stop command is output to the converter controller 32.
【００１５】この場合、理想的には、（１）式により算
出した入力電流ｉｓｅは、図２（ａ）、（ｂ）に示すよ
うに、コンバータ入力電流ｉｓ及びリアクトル１４を流
れる交流電流ｉｓと一致するので、比較器３６において
電流検出器１６の検出によるコンバータ入力電流ｉｓと
入力電流演算器３４の演算による演算値ｉｓｅとを比較
することで電流検出器１２の異常を検出することができ
る。しかし、実際には、図２（ｃ）に示すように、電流
検出器１６の検出によるコンバータ入力電流ｉｓにはＰ
ＷＭコンバータ１８のスイッチング動作に伴う脈動成分
が含まれているため、演算値ｉｓｅとコンバータ入力電
流ｉｓとが完全に一致することはない。In this case, ideally, the input current ise calculated by the equation (1) is equal to the converter input current is and the AC current is flowing through the reactor 14, as shown in FIGS. Since the values match, the comparator 36 compares the converter input current is detected by the current detector 16 with the calculated value ise calculated by the input current calculator 34, so that the abnormality of the current detector 12 can be detected. However, actually, as shown in FIG. 2C, the converter input current is detected by the current detector 16 has a value of P
Since a pulsation component associated with the switching operation of the WM converter 18 is included, the calculated value is and the converter input current is never completely matched.
【００１６】そこで、本実施形態においては、ＰＷＭコ
ンバータ１８のスイッチング動作に伴う脈動成分を考慮
し、比較器３６においては、ｉｓｅ−ｉｓが所定値（電
流許容値）、例えば、＋１００Ａ〜−１００Ａの範囲で
は電流検出器１２が正常状態にあると判定し、この範囲
を逸脱した場合に電流検出器１２に異常があると判定し
てＰＷＭパルス停止指令を出力することとしている。Therefore, in the present embodiment, in consideration of a pulsation component accompanying the switching operation of the PWM converter 18, in the comparator 36, is-is is a predetermined value (current allowable value), for example, + 100A to -100A. In the range, it is determined that the current detector 12 is in a normal state, and if it deviates from this range, it is determined that the current detector 12 has an abnormality, and a PWM pulse stop command is output.
【００１７】コンバータ制御器３２は、比較器３６から
ＰＷＭパルス停止指令が出力されないときには、ＰＷＭ
パルス発生器３０からのＰＷＭパルスを制御信号として
ＰＷＭコンバータ１８のスイッチング素子に出力し、比
較器３６からＰＷＭパルス停止指令が出力されたときに
は、ＰＷＭパルスの出力を停止し、ＰＷＭコンバータ１
８の動作を停止させて、ＰＷＭコンバータ１８を過電流
から保護するようになっている。すなわち、コンバータ
制御器３２と比較器３６はＰＷＭコンバータ１８に対す
る保護動作を行なう保護動作手段あるいはＰＷＭコンバ
ータ１８による整流動作を停止させる動作停止手段とし
て構成されている。When no PWM pulse stop command is output from the comparator 36, the converter controller 32
The PWM pulse from the pulse generator 30 is output as a control signal to the switching element of the PWM converter 18, and when the PWM pulse stop command is output from the comparator 36, the output of the PWM pulse is stopped and the PWM converter 1
8 is stopped to protect the PWM converter 18 from overcurrent. That is, the converter controller 32 and the comparator 36 are configured as protection operation means for performing a protection operation on the PWM converter 18 or operation stop means for stopping the rectification operation by the PWM converter 18.
【００１８】上記構成において、交流入力電流指令ｉｓ
ｒが出力されると、交流入力電流指令ｉｓｒとコンバー
タ入力電流ｉｓとの偏差に応じた電圧指令値ｖｚｒが電
流制御器２６で生成され、この電圧指令値ｖｚｒと交流
電圧ｅｓとの偏差に応じた入力電圧指令ｅｃｒが減算器
２８で生成され、この入力電圧指令ｅｃｒにしたがった
ＰＷＭパルスがＰＷＭパルス発生器３０で生成され、比
較器３６からＰＷＭパルス停止指令が出力されてないと
きには、ＰＷＭパルスにしたがってＰＷＭコンバータ１
８のスイッチング素子に対するスイッチング動作が行な
われ、交流電源１０からの交流信号が整流され、整流さ
れた直流電流が平滑コンデンサ２０で平滑されて安定化
された直流電流が負荷に供給される。In the above configuration, the AC input current command is
When r is output, a voltage command value vzr corresponding to the difference between the AC input current command isr and the converter input current is generated by the current controller 26, and the voltage command value vzr is calculated according to the difference between the voltage command value vzr and the AC voltage es. When the input voltage command ecr is generated by the subtractor 28, the PWM pulse according to the input voltage command ecr is generated by the PWM pulse generator 30, and when the PWM pulse stop command is not output from the comparator 36, the PWM pulse PWM converter 1 according to
The switching operation of the switching element 8 is performed, the AC signal from the AC power supply 10 is rectified, and the rectified DC current is smoothed by the smoothing capacitor 20 and the stabilized DC current is supplied to the load.
【００１９】ここで、ＰＷＭコンバータ１８に対する電
流制御を行なうに際しては、以下のことが考慮されてい
る。コンバータ入力電流ｉｓはリアクトル１４に加わる
電圧ｖｚとリアクトル１４のインピーダンスＺｌによっ
て決定される。すなわち、リアクトル１４に加わる電圧
を制御すれば、コンバータ入力電流ｉｓを制御できる。
またリアクトル１４の両端に印加されるリアクトル電圧
ｖｚは交流入力電圧ｅｓからコンバータ入力電圧ｅｃを
減じたものであり、ｖｚ＝ｅｓ−ｅｃが成り立つ。Here, the following is taken into consideration in controlling the current of the PWM converter 18. Converter input current is determined by voltage vz applied to reactor 14 and impedance Zl of reactor 14. That is, by controlling the voltage applied to reactor 14, converter input current is can be controlled.
Reactor voltage vz applied to both ends of reactor 14 is obtained by subtracting converter input voltage ec from AC input voltage es, and vz = es-ec holds.
【００２０】以上の関係を利用し、電流制御器２６によ
り入力電流ｉｓが入力電流指令ｉｓｒと一致するような
電流指令値ｖｚｒを演算し、交流入力電圧ｅｓから電圧
指令値ｖｚｒを減算することでコンバータ入力電圧指令
ｅｃｒを生成し、入力電圧指令ｅｃｒに基づいてＰＷＭ
コンバータ１８を動作させることにより、ＰＷＭコンバ
ータ１８に対する入力電流を所望の値に制御することが
できる。Using the above relationship, the current controller 26 calculates a current command value vzr such that the input current is coincides with the input current command isr, and subtracts the voltage command value vzr from the AC input voltage es. A converter input voltage command ecr is generated, and PWM is generated based on the input voltage command ecr.
By operating converter 18, the input current to PWM converter 18 can be controlled to a desired value.
【００２１】次に、電流検出器１６が誤動作したり、あ
るいは故障したりして誤った検出値が出力された場合に
ついて説明する。Next, a case where an incorrect detection value is output due to malfunction or failure of the current detector 16 will be described.
【００２２】上記構成においては、電流検出器１６の検
出によるコンバータ入力電流ｉｓに基づいてＰＷＭコン
バータ１８の入力電圧ｅｃを調整しているため、電流検
出器１６が正しく電流を検出することができなくなった
ときには交流入力電流ｉｓを制御することができなくな
る。この状態が継続されると、ＰＷＭコンバータ１８に
過大電流が流れ、ＰＷＭコンバータ１８を構成する半導
体素子の破壊に至ることになる。In the above configuration, since the input voltage ec of the PWM converter 18 is adjusted based on the converter input current is detected by the current detector 16, the current detector 16 cannot correctly detect the current. In such a case, it becomes impossible to control the AC input current is. If this state is continued, an excessive current will flow through the PWM converter 18, resulting in the destruction of the semiconductor elements constituting the PWM converter 18.
【００２３】しかし、本実施形態においては、入力電流
演算器３４により電圧指令値ｖｚｒとリアクトル１４の
インピーダンスＺｌとから入力電流ｉｓｅを演算し、演
算により得られた入力電流ｉｓｅと電流検出器１６の検
出によるコンバータ入力電流ｉｓとを比較器３６におい
て比較し、ｉｓとｉｓｅとの差分（偏差）が許容値の範
囲から逸脱したときには、比較器３６からＰＷＭパルス
停止指令が出力され、コンバータ制御器３２によりＰＷ
Ｍコンバータ１８の動作が停止され、過電流からＰＷＭ
コンバータ１８を保護することができる。すなわち、電
流検出器１６に異常が生じ、電流検出器１６によって正
しい電流が検出することができなくなっても、ＰＷＭコ
ンバータ１８に過電流が流れる前にＰＷＭコンバータ１
８を停止することで、ＰＷＭコンバータ１８を過電流か
ら保護することができる。However, in the present embodiment, the input current is calculated by the input current calculator 34 from the voltage command value vzr and the impedance Zl of the reactor 14, and the input current is obtained by the calculation and the current detector 16 of the current detector 16 are calculated. The comparator input current is obtained by the detection is compared with the comparator 36, and when the difference (deviation) between is and is out of the range of the allowable value, the PWM pulse stop command is output from the comparator 36 and the converter controller 32 By PW
The operation of the M converter 18 is stopped, and the PWM
The converter 18 can be protected. That is, even if an abnormality occurs in the current detector 16 and a correct current cannot be detected by the current detector 16, the PWM converter
By stopping the operation, the PWM converter 18 can be protected from overcurrent.
【００２４】前記実施形態においては、比較器３６にお
いて入力電流演算器３４の演算による入力電流ｉｓｅと
電流検出器１６の検出によるコンバータ入力電流ｉｓと
を比較し、両者の偏差が許容値の範囲を超えるか否かを
判定するものについて述べたが、比較器３６において、
電流検出器１６の検出によるコンバータ入力電流ｉｓと
コンバータ入力電流ｉｓとして許容される許容電流値の
範囲を予め設定し、設定された電流許容値と電流検出器
１６の検出によるコンバータ入力電流ｉｓとを比較し、
検出電流が許容電流値の範囲を逸脱したときにＰＷＭパ
ルス停止信号を出力する構成を採用することもできる。In the above embodiment, the comparator 36 compares the input current ise calculated by the input current calculator 34 with the converter input current is detected by the current detector 16, and the deviation between the two is within the allowable value range. Although the description has been given of the case of determining whether or not
A converter input current is detected by the current detector 16 and a range of an allowable current value allowed as the converter input current is set in advance, and the set current allowable value and the converter input current is detected by the current detector 16 are calculated. Compare,
A configuration in which a PWM pulse stop signal is output when the detected current deviates from the range of the allowable current value may be employed.
【００２５】[0025]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
交流電流検出手段の検出出力を監視し、交流電流検出手
段の検出電流と電流許容値とを比較し、この比較結果に
基づいてコンバータに対する保護動作あるいはコンバー
タによる整流動作を停止させるようにしているため、コ
ンバータの入力電流に基づいてコンバータに対する保護
動作を行なうことができ、コンバータの信頼性の向上に
寄与することがきる。As described above, according to the present invention,
Because the detection output of the AC current detecting means is monitored, the detected current of the AC current detecting means is compared with a current allowable value, and based on the comparison result, the protection operation for the converter or the rectification operation by the converter is stopped. In addition, the protection operation for the converter can be performed based on the input current of the converter, which can contribute to the improvement of the reliability of the converter.
【図１】本発明の一実施形態を示す全体構成図である。FIG. 1 is an overall configuration diagram showing an embodiment of the present invention.
【図２】図１に示す装置の各部の波形を示す波形図であ
る。FIG. 2 is a waveform chart showing waveforms at various parts of the apparatus shown in FIG.
１０ 交流電源 １２ 電圧検出器 １４ リアクトル １６ 電流検出器 １８ ＰＷＭコンバータ ２０ 平滑コンデンサ ２２ 交流入力電流指令発生器 ２４ 減算器 ２６ 電流制御器 ２８ 減算器 ３０ ＰＷＭパルス発生器 ３２ コンバータ制御器 ３４ 入力電流演算器 ３６ 比較器 Reference Signs List 10 AC power supply 12 Voltage detector 14 Reactor 16 Current detector 18 PWM converter 20 Smoothing capacitor 22 AC input current command generator 24 Subtractor 26 Current controller 28 Subtractor 30 PWM pulse generator 32 Converter controller 34 Input current calculator 36 comparator
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 仲田 清 茨城県ひたちなか市市毛1070番地 株式会 社日立製作所水戸事業所内 Ｆターム(参考） 5G053 AA01 BA01 BA04 CA02 DA01 EA01 EB05 5H006 AA05 DA02 DB01 DC02 DC05 FA02 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Kiyoshi Nakata 1070 Ma, Hitachinaka-shi, Ibaraki F-term in Mito Works, Hitachi, Ltd. F-term (reference) 5G053 AA01 BA01 BA04 CA02 DA01 EA01 EB05 5H006 AA05 DA02 DB01 DC02 DC05 FA02
Claims (6)
記リアクトルを介して入力された交流信号を制御信号に
応答して整流するコンバータと、前記コンバータの直流
出力電圧を平滑する平滑手段と、前記コンバータに入力
される交流電流を検出する交流電流検出手段と、前記交
流電流検出手段の検出電流と交流入力電流指令との偏差
に基づいて制御信号を生成しこの制御信号を前記コンバ
ータに与えて前記コンバータの交流入力電流を制御する
制御手段と、前記交流電流検出手段の検出電流と電流許
容値とを比較しこの比較結果に基づいて前記コンバータ
に対する保護動作を行う保護動作手段とを備えてなる電
力変換装置。1. A reactor connected to an AC power supply, a converter for rectifying an AC signal input via the reactor in response to a control signal, a smoothing unit for smoothing a DC output voltage of the converter, AC current detecting means for detecting the AC current input to the converter, and a control signal is generated based on a deviation between the detected current of the AC current detecting means and an AC input current command, and the control signal is given to the converter to provide the control signal. A control unit for controlling an AC input current of the converter, and a protection operation unit for comparing a detection current of the AC current detection unit with a current allowable value and performing a protection operation for the converter based on the comparison result. Conversion device.
記リアクトルを介して入力された交流信号を制御信号に
応答して整流するコンバータと、前記コンバータの直流
出力電圧を平滑する平滑手段と、前記コンバータに入力
される交流電流を検出する交流電流検出手段と、前記交
流電流検出手段の検出電流と交流入力電流指令との偏差
に基づいて制御信号を生成しこの制御信号を前記コンバ
ータに与えて前記コンバータの交流入力電流を制御する
制御手段と、前記交流電流検出手段の検出電流と電流許
容値とを比較しこの比較結果に基づいて前記コンバータ
による整流動作を停止させる動作停止手段とを備えてな
る電力変換装置。2. A reactor connected to an AC power supply, a converter for rectifying an AC signal input via the reactor in response to a control signal, a smoothing unit for smoothing a DC output voltage of the converter, AC current detecting means for detecting the AC current input to the converter, and a control signal is generated based on a deviation between the detected current of the AC current detecting means and an AC input current command, and the control signal is given to the converter to provide the control signal. Control means for controlling the AC input current of the converter; and operation stopping means for comparing the detected current of the AC current detecting means with a current allowable value and stopping the rectifying operation by the converter based on the comparison result. Power converter.
記リアクトルを介して入力された交流信号を制御信号に
応答して整流するコンバータと、前記コンバータの直流
出力電圧を平滑する平滑手段と、前記コンバータに入力
される交流電流を検出する交流電流検出手段と、前記交
流電流検出手段の検出電流と交流入力電流指令との偏差
に基づいて制御信号を生成しこの制御信号を前記コンバ
ータに与えて前記コンバータの交流入力電流を制御する
制御手段と、前記交流電流検出手段の検出電流と電流許
容値とを比較し前記検出電流が前記電流許容値の範囲か
ら逸脱したときに前記コンバータに対する保護動作を行
う保護動作手段とを備えてなる電力変換装置。3. A reactor connected to an AC power supply, a converter for rectifying an AC signal input via the reactor in response to a control signal, a smoothing unit for smoothing a DC output voltage of the converter, AC current detecting means for detecting the AC current input to the converter, and a control signal is generated based on a deviation between the detected current of the AC current detecting means and an AC input current command, and the control signal is given to the converter to provide the control signal. Control means for controlling the AC input current of the converter, and comparing the detected current of the AC current detecting means with a current allowable value, and performing a protection operation on the converter when the detected current deviates from the range of the current allowable value. A power conversion device comprising a protection operation means.
記リアクトルを介して入力された交流信号を制御信号に
応答して整流するコンバータと、前記コンバータの直流
出力電圧を平滑する平滑手段と、前記コンバータに入力
される交流電流を検出する交流電流検出手段と、前記交
流電流検出手段の検出電流と交流入力電流指令との偏差
に基づいて制御信号を生成しこの制御信号を前記コンバ
ータに与えて前記コンバータの交流入力電流を制御する
制御手段と、前記交流電流検出手段の検出電流と電流許
容値とを比較し前記検出電流が前記電流許容値の範囲か
ら逸脱したときに前記コンバータによる整流動作を停止
させる動作停止手段とを備えてなる電力変換装置。4. A reactor connected to an AC power supply, a converter for rectifying an AC signal input via the reactor in response to a control signal, a smoothing unit for smoothing a DC output voltage of the converter, AC current detecting means for detecting the AC current input to the converter, and a control signal is generated based on a deviation between the detected current of the AC current detecting means and an AC input current command, and the control signal is given to the converter to provide the control signal. Control means for controlling the AC input current of the converter, and comparing the detected current of the AC current detecting means with a current allowable value, and stopping the rectifying operation by the converter when the detected current deviates from the range of the current allowable value. A power conversion device comprising:
記リアクトルを介して入力された交流信号を制御信号に
応答して整流するコンバータと、前記コンバータの直流
出力電圧を平滑する平滑手段と、前記コンバータに入力
される交流電流指令との偏差に基づいて制御信号を生成
しこの制御信号を前記コンバータ電流を検出する交流電
流検出手段と、前記交流電流検出手段の検出電流と交流
入力に与えて前記コンバータの交流入力電流を制御する
制御手段と、前記交流電源の交流電圧を検出する交流電
圧検出手段と、前記交流電圧検出手段の検出電圧と前記
コンバータの交流入力電圧または前記コンバータの交流
入力電圧に相当する信号と前記交流電圧検出手段の検出
電圧および前記リアクトルのインピーダンスを基に交流
入力電流を演算する入力電流演算手段と、前記交流電流
検出手段の検出電流と前記入力電流演算手段の演算値と
の偏差と電流許容値とを比較し前記偏差が前記電流許容
値の範囲から逸脱したときに前記コンバータに対する保
護動作を行なう保護動作手段とを備えてなる電力変換装
置。5. A reactor connected to an AC power supply, a converter for rectifying an AC signal input via the reactor in response to a control signal, a smoothing unit for smoothing a DC output voltage of the converter, An AC current detecting means for generating a control signal based on a deviation from an AC current command input to the converter and detecting the converter current, and applying the control signal to a detected current and an AC input of the AC current detecting means; Control means for controlling the AC input current of the converter; AC voltage detection means for detecting the AC voltage of the AC power supply; and a detection voltage of the AC voltage detection means and an AC input voltage of the converter or an AC input voltage of the converter. An AC input current is calculated based on a corresponding signal, a detection voltage of the AC voltage detection means, and an impedance of the reactor. Input current calculating means, and comparing a deviation between a detected current of the AC current detecting means and a calculated value of the input current calculating means with a current allowable value, and when the deviation deviates from the range of the current allowable value, the converter And a protection operation means for performing a protection operation on the power conversion device.
記リアクトルを介して入力された交流信号を制御信号に
応答して整流するコンバータと、前記コンバータの直流
出力電圧を平滑する平滑手段と、前記コンバータに入力
される交流電流指令との偏差に基づいて制御信号を生成
しこの制御信号を前記コンバータ電流を検出する交流電
流検出手段と、前記交流電流検出手段の検出電流と交流
入力に与えて前記コンバータの交流入力電流を制御する
制御手段と、前記交流電源の交流電圧を検出する交流電
圧検出手段と、前記交流電圧検出手段の検出電圧と前記
コンバータの交流入力電圧または前記コンバータの交流
入力電圧に相当する信号と前記交流電圧検出手段の検出
電圧および前記リアクトルのインピーダンスを基に交流
入力電流を演算する入力電流演算手段と、前記交流電流
検出手段の検出電流と前記入力電流演算手段の演算値と
の偏差と電流許容値とを比較し前記偏差が前記電流許容
値の範囲から逸脱したときに前記コンバータによる整流
動作を停止させる動作停止手段とを備えてなる電力変換
装置。6. A reactor connected to an AC power supply, a converter for rectifying an AC signal input via the reactor in response to a control signal, a smoothing unit for smoothing a DC output voltage of the converter, An AC current detecting means for generating a control signal based on a deviation from an AC current command input to the converter and detecting the converter current, and applying the control signal to a detected current and an AC input of the AC current detecting means; Control means for controlling the AC input current of the converter; AC voltage detection means for detecting the AC voltage of the AC power supply; and a detection voltage of the AC voltage detection means and an AC input voltage of the converter or an AC input voltage of the converter. An AC input current is calculated based on a corresponding signal, a detection voltage of the AC voltage detection means, and an impedance of the reactor. Input current calculating means, and comparing a deviation between a detected current of the AC current detecting means and a calculated value of the input current calculating means with a current allowable value, and when the deviation deviates from the range of the current allowable value, the converter And an operation stopping means for stopping the rectifying operation of the power converter.
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| JP2000042393A JP3743818B2 (en) | 2000-02-21 | 2000-02-21 | Power converter |
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|---|---|---|---|
| JP2000042393A JP3743818B2 (en) | 2000-02-21 | 2000-02-21 | Power converter |
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|---|---|
| JP (1) | JP3743818B2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100860526B1 (en) | 2006-12-29 | 2008-09-26 | 엘에스산전 주식회사 | Protection apparatus for bi-directional dc/dc converter |
| CN112415257A (en) * | 2020-10-26 | 2021-02-26 | 海信视像科技股份有限公司 | Voltage detection circuit and electronic equipment |
-
2000
- 2000-02-21 JP JP2000042393A patent/JP3743818B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100860526B1 (en) | 2006-12-29 | 2008-09-26 | 엘에스산전 주식회사 | Protection apparatus for bi-directional dc/dc converter |
| CN112415257A (en) * | 2020-10-26 | 2021-02-26 | 海信视像科技股份有限公司 | Voltage detection circuit and electronic equipment |
| CN112415257B (en) * | 2020-10-26 | 2022-04-22 | 海信视像科技股份有限公司 | Voltage detection circuit and electronic equipment |
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| JP3743818B2 (en) | 2006-02-08 |
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