JP2002176777A - 三相整流装置 - Google Patents

三相整流装置

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JP2002176777A JP2000371339A JP2000371339A JP2002176777A JP 2002176777 A JP2002176777 A JP 2002176777A JP 2000371339 A JP2000371339 A JP 2000371339A JP 2000371339 A JP2000371339 A JP 2000371339A JP 2002176777 A JP2002176777 A JP 2002176777A
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正明 伊藤
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雅章 一ノ関
Tamotsu Endo
保 遠藤
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 誤配線を検出することができながら、基板サ
イズを小さくでき、コストダウンを図ることができる三
相整流装置を提供する。 【解決手段】 CPU24は、位相検出回路28が検出
する各相電圧のゼロクロス付近の所定期間にて整流回路
5の双方向性スイッチング素子5R、5S、5Tを個別
にパルス駆動して各相の交流電源線15、16、17に
流れる電流を検出する。この場合、整流回路5に入力さ
れる電圧の相と位相検出回路28に入力される電圧の相
とが一致しているときには、検出される電流は所定レベ
ル未満になるが、一致していないときには、1つの相に
他相の交流電圧が印加されることから、検出される電流
は所定レベル以上になり、以て、誤配線が検出される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、3つの双方向性ス
イッチング素子を用いて三相交流電源電圧を直流電圧に
変換する三相整流装置に関する。
【0002】
【従来の技術】この種の従来の三相整流装置としては、
特許第2857094号公報、特開平11−12293
0号公報に開示されたものがあり、これを図13に示
す。すなわち、図13において、三相整流装置101
は、正側および負側直流母線102、103間に三相ブ
リッジ接続された全波整流回路104と、3つの双方向
性スイッチング素子105ないし107からなる整流回
路108と、正側および負側直流母線102および10
3間に直列に接続された2個の平滑用コンデンサ10
9、110とを備えている。そして、3つの双方向性ス
イッチング素子105ないし107において、各正側お
よび負側直流出力端子PおよびNは、正側および負側直
流母線102、103に接続され、各一方の交流入力端
子Lは、それぞれ交流リアクトル111ないし113を
介して全波整流回路104の各交流入力端子に接続さ
れ、各他方の交流入力端子CNは、平滑用コンデンサ1
09、110の中点端子114に接続されている。
【0003】更に、全波整流回路104の各交流入力端
子は、R、S、T相の交流電源線115、116、11
7およびヒューズ118、119、120をそれぞれ介
してR、S、T相の主回路用入力端子TR、TS、TT
に接続されており、また、交流電源線115、116、
117間には、相間コンデンサ121ないし123が接
続されている。
【0004】三相整流装置101は、CPU124を備
えており、その各出力端子は、ドライブ回路125、1
26、127の入力端子にそれぞれ接続されており、各
ドライブ回路125、126、127の出力端子は、前
記双方向性スイッチング素子105、106、107の
各ゲート端子Gに接続されている。R、S、T相の制御
回路用入力端子TR1、TS1、TT1は、位相検出回
路128の各入力端子に接続されており、その位相検出
回路128の出力端子は、前記CPU124の入力端子
に接続されている。前記R相およびS相の交流電源線1
15および116には、変流器129および130が配
設されており、その出力端子は、交流電流検出回路13
1の入力端子に接続され、その交流電流検出回路131
の出力端子は前記CPU124の入力端子に接続されて
いる。
【0005】そして、三相整流装置101において、
R、S、T相の主回路用入力端子TR,TS,TTは、
R、S、T相の主回路用配線132、133、134お
よび入力リアクトル135、136、137を介して三
相交流電源138の各出力端子138R、138S、1
38Tに接続されており、R,S,T相の制御回路用入
力端子TR1,TS1,TT1は、R、S、T相の制御
回路用配線139、140、141を介して三相交流電
源138の各出力端子138R、138S、138Tに
接続されている。また、正側および負側直流母線102
および103が接続された直流出力端子TO1およびT
O2は、誘導電動機142を駆動するインバータ143
に接続されている。
【0006】しかして、上記従来例の作用につき、図1
4のフローチャートを参照して説明する。三相整流装置
101に電源が投入されると、CPU124は動作を開
始する(スタート)。CPU124は、先ず、「初期
化」の処理ステップT1になり、所定の初期化動作を行
った後、「異常発生?」の判断ステップT2に移行し、
ここでは、三相整流装置101に異常が発生しているか
否かを判断して「NO」(正常)ならば「電圧位相デー
タ(θ)の取込み」の処理ステップT3に移行する。
尚、CPU124は、「異常発生?」の判断ステップT
2で「YES」(異常)と判断したときには、「異常信
号出力」の処理ステップT4に移行し、異常信号を出力
して異常警報器を動作させる。
【0007】CPU124は、処理ステップT3に移行
したときには、ここで位相検出回路128からの位相デ
ータ(θ)を取込み、次いで、「電流データ(I、I
、I)の取込み」の処理ステップT5に移行して交
流電流検出回路131の電流データ(I、I、I
(=−(I+I))を取込む。そして、CPU12
4は、「スイッチング用データの作成」の処理ステップ
T6に移行し、ここでは、位相データ(θ)と電流デー
タ(I、I、I)とに基づいて、交流電源線11
5、116、117に流れる交流入力電流が正弦波にな
るようなスイッチング用データを作成し、次の「ドライ
ブ回路の駆動」の処理ステップT7に移行してそのスイ
ッチング用データに基づきドライブ回路125、12
6、127を駆動し、以て、双方向性スイッチング素子
105、106、107をPWM制御する。
【0008】このような構成によれば、例えば、単に全
波整流回路104と平滑用コンデンサ109、110と
のみから構成される一般的な三相整流装置とは異なり、
高調波の抑制効果が得られる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記構成に
よると、三相交流電源138の出力端子138R、13
8S、138Tを、入力リアクトル135、136、1
37を介した主回路用配線132、133、134によ
り主回路用入力端子TR,TS,TTに接続する作業
と、制御回路用配線139、140、141により制御
回路用入力端子TR1,TS1,TT1に接続する作業
とが必要になり、このときに、主回路用入力端子TR,
TS,TTに接続される相と制御回路用入力端子TR
1,TS1,TT1に接続される相とが一致しない誤配
線が発生すると、三相整流装置101が正常に動作しな
くなる。
【0010】このため従来では、図13に示すように、
入力端子が交流電源線115、116、117に接続さ
れた位相検出回路144と、各入力端子が位相検出回路
128および144の出力端子に接続された比較回路1
45とを設けて、両者の検出位相が一致するか否かの判
定を行うようにしている。
【0011】ところが、このような構成にすると、高い
三相交流電源電圧(通常200V)を受ける2つもの位
相検出回路128および144を設けることになり、回
路構成上および絶縁構造上からも基板サイズが大きくな
り、また、位相検出回路144および比較回路145を
設けることは、それだけコストアップになる問題があ
る。
【0012】また、全波整流回路104、整流回路10
8を構成する素子のの故障による電源短絡を防止するた
めに従来よりヒューズ118、119、120が設けら
れているが、そのうちの1相のヒューズが溶断して欠相
状態になると、三相整流装置101が正常に動作しなく
なるので、早期に異常検出する必要がある。
【0013】更に、正側および負側直流母線102、1
03間に直列に接続された平滑用コンデンサ109、1
10の耐圧は、正側および負側直流母線102、103
間の直流電圧の1/2にできるので、小形化を図れる
が、双方向性スイッチング素子105、106或いは1
07が故障すると、平滑用コンデンサ109或いは11
0に中点端子114を介して交流電圧ピーク(通常の2
倍の過電圧)が印加されたり、正側直流母線102−中
点端子114間と負側直流母線10−中点端子114間
とに電圧アンバランスが生じて耐圧を超過するので、速
やかに胃異常検出する必要がある。
【0014】本発明は上述の事情に鑑みてなされたもの
であり、その第1の目的は、誤配線を検出することがで
きながら、基板サイズを小さくでき、コストダウンを図
ることができる三相整流装置を提供することにある。本
発明の第2の目的は、欠相状態を早期に検出することが
できる三相整流装置を提供することにある。本発明の第
3の目的は、2個の平滑用コンデンサの過電圧、電圧ア
ンバランスを速やかに検出することができる三相整流装
置を提供することにある。
【0015】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の三相整流
装置は、正側および負側直流母線間に3つの双方向性ス
イッチング素子を接続して構成された整流回路と、前記
3つの双方向性スイッチング素子の各交流入力端子の一
方と三相交流電源の各出力端子との間にそれぞれ接続さ
れた3個の交流リアクトルと、前記正側および負側直流
母線間に直列に接続され、中点端子が前記3つの双方向
性スイッチング素子の各交流入力端子の他方に接続され
た2個の平滑用コンデンサと、前記三相交流電源の各出
力端子に接続され、交流電源電圧の位相を検出する位相
検出手段と、前記整流回路の交流入力電流を検出する交
流電流検出手段と、前記位相検出手段から得られる位相
データと交流電流検出手段から得られる電流データとに
基づいて前記交流入力電流が正弦波となるようなスイッ
チング用データを作成してドライブ回路を介して前記3
つの双方向性スイッチング素子をPWM制御する制御手
段とを具備し、前記制御手段は、通常運転前に、前記位
相検出手段が検出する各相のゼロクロス付近の所定期間
にて前記双方向性スイッチング素子を個別にパルス駆動
して各相に流れる電流を検出し、所定レベル以上の電流
を検出したときに異常信号を出力するように構成されて
いるところに特徴を有する。
【0016】このような構成によれば、位相検出手段が
検出する各相のゼロクロス付近の所定期間にて双方向性
スイッチング素子を個別にパルス駆動して各相に流れる
電流を検出するので、整流回路に入力される電圧の相と
位相検出手段に入力される電圧の相とが一致していると
きには、検出される電流は所定レベル未満になるが、一
致していないときには、1つの相に他相の交流電圧が印
加されることから、検出される電流は所定レベル以上に
なり、以て、誤配線が早期に検出される。そして、この
ような構成によれば、従来のような誤配線検出用の位相
検出回路および比較回路を設ける必要がないので、基板
サイズを小さくでき、コストダウンを図ることができ
る。
【0017】請求項2記載の三相整流装置は、制御手段
は、異常信号の出力をキャンセルして、パルス駆動に同
期して検出された各相の電流データと位相データを取得
した後、予め記憶された相改正用テーブルに基づいて相
データを改正するように構成されているところに特徴を
有する。このような構成によれば、誤配線のときには、
予め記憶された相改正用テーブルに基づいて相データが
改正されるので、配線をやり直さなくても、正常運転を
行わせることができる。
【0018】請求項3記載の三相整流装置は、正側およ
び負側直流母線間に3つの双方向性スイッチング素子を
接続して構成された整流回路と、前記3つの双方向性ス
イッチング素子の各交流入力端子の一方と三相交流電源
の各出力端子との間にそれぞれ接続された3個の交流リ
アクトルと、前記正側および負側直流母線間に直列に接
続され、中点端子が前記3つの双方向性スイッチング素
子の各交流入力端子の他方に接続された2個の平滑用コ
ンデンサと、前記三相交流電源の各出力端子に接続さ
れ、交流電源電圧の位相を検出する位相検出手段と、前
記整流回路の交流入力電流を検出する交流電流検出手段
と、前記位相検出手段から得られる位相データと交流電
流検出手段から得られる電流データとに基づいて前記交
流入力電流が正弦波となるようなスイッチング用データ
を作成してドライブ回路を介して前記3つの双方向性ス
イッチング素子をPWM制御する制御手段とを具備し、
前記制御手段は、通常運転前に、前記位相検出手段が検
出する各相のゼロクロス付近以外の位相の所定期間にて
前記双方向性スイッチング素子を個別にパルス駆動して
各相に流れる電流を検出し、設定レベル以下の電流を検
出したときに異常信号を出力するように構成されている
ところに特徴を有する。
【0019】このような構成によれば、位相検出手段が
検出する各相のゼロクロス付近以外の位相の所定期間に
て前記双方向性スイッチング素子を個別にパルス駆動し
て各相に流れる電流を検出するので、欠相状態が生じた
ときには、検出される電流は設定レベル以下となるもの
であり、以て、欠相状態が早期に検出される。
【0020】請求項4記載の三相整流装置は、正側およ
び負側直流母線間に3つの双方向性スイッチング素子を
接続して構成された整流回路と、前記3つの双方向性ス
イッチング素子の各交流入力端子の一方と三相交流電源
の各出力端子との間にそれぞれ接続された3個の交流リ
アクトルと、前記正側および負側直流母線間に直列に接
続され、中点端子が前記3つの双方向性スイッチング素
子の各交流入力端子の他方に接続された2個の平滑用コ
ンデンサと、前記三相交流電源の各出力端子に接続さ
れ、交流電源電圧の位相を検出する位相検出手段と、前
記整流回路の交流入力電流を検出する交流電流検出手段
と、前記位相検出手段から得られる位相データと交流電
流検出手段から得られる電流データとに基づいて前記交
流入力電流が正弦波となるようなスイッチング用データ
を作成してドライブ回路を介して前記3つの双方向性ス
イッチング素子をPWM制御する制御手段とを具備し、
前記制御手段は、前記電流検出手段が検出する交流入力
電流が規定レベル以上の場合に、個々の相の交流入力電
流の変化を監視し、所定時間以上の間、同一レベル電流
が流れている相若しくは電流が流れていない相が検出さ
れたときには異常信号を出力するように構成されている
ところに特徴を有する。このような構成によれば、通常
運転状態においても欠相状態を検出することができる。
【0021】請求項5記載の三相整流装置は、正側およ
び負側直流母線間に3つの双方向性スイッチング素子を
接続して構成された整流回路と、前記3つの双方向性ス
イッチング素子の各交流入力端子の一方と三相交流電源
の各出力端子との間にそれぞれ接続された3個の交流リ
アクトルと、前記正側および負側直流母線間に直列に接
続され、中点端子が前記3つの双方向性スイッチング素
子の各交流入力端子の他方に接続された2個の平滑用コ
ンデンサと、前記三相交流電源の各出力端子に接続さ
れ、交流電源電圧の位相を検出する位相検出手段と、前
記整流回路の交流入力電流を検出する交流電流検出手段
と、前記正側および負側直流母線間の直流電圧を検出す
る直流電圧検出手段と、前記平滑用コンデンサの中点端
子と前記正側若しくは負側直流母線殿間の中点電圧を検
出する中点電圧検出手段と、前記位相検出手段から得ら
れる位相データと交流電流検出手段から得られる電流デ
ータとに基づいて前記交流入力電流が正弦波となるよう
なスイッチング用データを作成してドライブ回路を介し
て前記3つの双方向性スイッチング素子をPWM制御す
る制御手段とを具備し、前記制御手段は、前記交流電流
検出手段および中点電圧検出手段の検出に基づき、前記
中点端子における定格電圧を超える過電圧の発生や前記
正側直流母線−中点端子間と負側直流母線−中点端子間
とににおける所定レベル以上の電圧アンバランスの発生
などの異常を検出したときには異常信号を出力するよう
に構成されているところに特徴を有する。このような構
成によれば、2個の平滑用コンデンサの中点端子におけ
る定格電圧を超える過電圧の発生や前記正側直流母線−
中点端子間と負側直流母線−中点端子間とにおける所定
レベル以上の電圧アンバランスの発生を速やかに検出す
ることができる。
【0022】請求項6記載の三相整流装置は、3つの双
方向性スイッチング素子の各交流入力端子の他方と2個
の平滑用コンデンサの中点端子との間に1つのスイッチ
手段が設けられ、制御手段は、異常を検出したときには
前記スイッチ手段を開放させるように構成されていると
ころに特徴を有する。このような構成によれば、2個の
平滑用コンデンサの中点端子に定格電圧を超える過電圧
が発生したときや前記正側直流母線−中点端子間と負側
直流母線−中点端子間とに所定レベル以上の電圧アンバ
ランスが発生したときには、スイッチ手段が開放される
ことにより、整流回路が2個の平滑用コンデンサの中点
端子から切離される。
【0023】請求項7記載の三相整流装置は、三相交流
電源電圧を直流電圧に変換して正側および負側直流母線
間に印加する全波整流回路を設けたところに特徴を有す
る。このような構成によれば、整流回路が2個の平滑用
コンデンサの中点端子から切離されても全波整流回路に
より正側および負側直流母線間に直流電圧を供給するこ
とができる。
【0024】
【発明の実施の形態】以下、本発明の誤配線と対象とす
る第1の実施例につき、図1ないし図4を参照して説明
する。まず、図1において、三相整流装置1は、正側お
よび負側直流母線2、3間にダイオード4aないし4f
を三相ブリッジ接続して構成された全波整流回路4と、
3つの双方向性スイッチング素子5R、5S、5Tから
なる整流回路5と、正側および負側直流母線2、3間に
直列に接続された2個の平滑用コンデンサ6、7とを備
えている。
【0025】ここで、双方向性スイッチング素子5R、
5S、5Tの構成について図2を参照して説明するに、
これらは同一構成をなすものである。すなわち、4個の
ダイオード8aないし8dがブリッジ接続されて単相整
流回路8が形成され、その正および負直流出力端子にI
GBT9のコレクタおよびエミッタが接続され、一方の
交流入力端子が交流入力端子Lに接続され、他方の交流
入力端子が交流入力端子CNに接続されている。また、
単相整流回路8において、正の直流出力端子はダイオー
ド10を介して正側直流出力端子Pに接続され、負の直
流出力端子はダイオード11を介して負側直流出力端子
Nに接続されている。そして、IGBT9のゲートはゲ
ート端子Gに接続されている。尚、図2に示す回路は、
半導体モジュール化されて1つの素子とされている。こ
の場合、以下においては、IGBT9のゲートにゲート
信号が与えられてIGBT9がオンしたときには、説明
の便宜上、対応する双方向性スイッチング素子5R、5
S或いは5Tがオンすると表現することにする。
【0026】さて、再び図1を参照する。3つの双方向
性スイッチング素子5R、5S、5Tにおいて、各正側
および負側直流出力端子PおよびNは、正側および負側
直流母線2および3に接続され、各一方の交流入力端子
Lは、それぞれ交流リアクトル12、13、14を介し
て全波整流回路4の各交流入力端子に接続され、各他方
の交流入力端子CNは、平滑用コンデンサ6、7の中点
端子67に接続されている。更に、全波整流回路4の各
交流入力端子は、R、S、T相の交流電源線15、1
6、17およびヒューズ18、19、20をそれぞれ介
してR、S、T相の主回路用入力端子TR,TS,TT
に接続され、また、交流電源線15、16、17間に
は、相間コンデンサ21、22、23が接続されてい
る。
【0027】三相整流装置1は、制御手段たるCPU2
4を備えており、その各出力端子は、ドライブ回路2
5、26、27の入力端子にそれぞれ接続されており、
各ドライブ回路25、26、27の出力端子は、前記双
方向性スイッチング素子5R、5S、5Tの各ゲート端
子Gに接続されている。R、S、T相の制御回路用入力
端子TR1、TS1、TT1は、位相検出手段たる位相
検出回路28の各入力端子に接続されており、その位相
検出回路28の出力端子は、前記CPU24の入力端子
に接続されている。前記R相およびS相の交流電源線1
5および16には、変流器29および30が配設されて
おり、その出力端子は、交流電流検出手段たる交流電流
検出回路31の入力端子に接続され、その交流電流検出
回路31の出力端子は、前記CPU24の入力端子に接
続されている。
【0028】直流電圧検出手段たる直流電圧検出回路3
2の入力端子は、正側および負側直流母線2、3に接続
されており、その直流電圧検出回路32の出力端子は、
前記CPU24の入力端子に接続されている。入力手段
たる入力インターフェース33の入力端子は、情報用入
力端子Ta、Tbに接続されており、その入力インター
フェース33の出力端子は、前記CPU24の入力端子
に接続されている。そして、CPU24おいて、出力端
子は、報知手段たる表示装置34の入力端子に接続され
ており、入出力端子は、記憶手段たるEEPROM35
に接続されている。
【0029】更に、三相整流装置1において、R、S、
T相の主回路用入力端子TR,TS,TTは、R、S、
T相の主回路用配線36、37、38および入力リアク
トル39、40、41を介して三相交流電源42の各出
力端子42R、42S、42Tに接続されており、R、
S、T相の制御回路用入力端子TR1、TS1、TT1
は、R、S、T相の制御回路用用配線43、44、45
を介して三相交流電源42の各出力端子42R、42
S、42Tに接続されている。尚、前記相間コンデンサ
21ないし23および入力リアクトル39ないし41は
ノイズフィルタを構成するものであるが、この内のん入
力リアクトル39ないし41は、大形の部品であるの
で、三相整流装置1の各構成部品を搭載する基板とは別
置き状態にされている。そして、正側および負側直流母
線2および3に接続された直流出力端子TO1およびT
O2は、誘導電動機46を駆動するインバータ47に接
続されている。
【0030】外部情報装置たるパネルキー48の出力端
子は、情報用入力端子Ta、Tbに接続されている。こ
の場合、パネルキー48は、運転停止、異常リセット、
初期チェック完了リセット、パラメータ等の情報の設定
に用いられるもので、その情報は、入力インターフェー
ス33を介してCPU24に与えられるようになってい
る。CPU24は、与えられた情報を必要に応じてEE
PROM35に記憶させるようになっており、特に、パ
ラメータの設定のときにはそのパラメータをEEPRO
M35に記憶させるようになっている。また、CPU2
4は、異常を検出したときには、表示装置34に異常表
示(異常報知)を行わせ、パラメータの設定の時には、
表示装置34にそのパラメータの表示を行わせ、パラメ
ータの編集が可能になっている。
【0031】次に、本実施例の作用につき、図3および
図4をも参照して説明する。先ず、誤配線検出の原理に
ついて図3を参照して説明する。この場合、インバータ
47は、通常運転を停止しているものとする。今、主回
路用入力端子TR、TS、TTに印加される交流電源電
圧をR、S、T相電圧と称し、制御回路用入力端子TR
1、TS1、TT1に印加される交流電源電圧をR1、
S1、T1相電圧と称し、交流電源線15、16、17
に流れる交流電流(交流入力電流)をR、S、T相電流
と称するものとする。尚、本実施例では、制御回路用配
線43、44、45が制御回路用入力端子TR1、TS
1、TT1に配線され、従って、制御回路用入力端子T
R1、TS1、TT1に正常にR1、S1、T1相電圧
が印加されているものとする。そして、CPU24は、
位相検出回路28を介してR1、S1、T1相電圧の位
相を位相データ(θ)として取込み、交流電流検出回路
31を介してR、S、T相電流を電流データ(I、I
、I(=−(I+I))として取込むようにな
っている。
【0032】図3(a)で示すように、主回路用配線3
6、37、38が正常に主回路用入力端子TR、TS、
TTが配線されている場合には、R1、S1、T1相電
圧とR、S、T相電圧の位相が一致する。このとき、C
PU24は、R1相電圧を起点に相順が正相の場合にお
いて、位相検出回路28からの位相データ(θ)を基に
S1、R1、T1相電圧のゼロクロス付近の所定期間t
にてS、R、T相駆動パルスPSa、PRa、PTaを
出力してドライブ回路5S、5R、5Tに与えるように
なっている。尚、上記所定期間tは、ゼロクロス点の前
後15度(合計30度)以内が好ましい。
【0033】従って、図3(b)に示すように、R相が
正常配線の場合には、R1相電圧とR相電圧の位相が一
致しているので、R1相電圧のゼロクロス付近の所定期
間tにてR則駆動パルスPRaを双方向性スイッチング
素子5Rに与えてオンさせても、R相電流は流れないか
或いは流れても所定レベル未満である。
【0034】これに対して、図3(c)に示すように、
R相−S相の誤配線の場合には、R相の制御回路用入力
端子TR1にR1相電圧が印加されているときには、R
相の主回路用入力端子TRにはR相電圧の代わりにS相
電圧が印加されており、これにより、R1相電圧のゼロ
クロス付近の所定期間tにてR相駆動パルスPRaを双
方向性スイッチング素子5Rに与えてオンさせると、双
方向性スイッチング素子5RはS相電圧の60度付近で
オンするようになり、所定レベル以上のR相電流が正
(+)方向に流れる。
【0035】また、図3(d)に示すように、R相−T
相の誤配線の場合には、制御回路側がR1相電圧のとき
には主回路側はR相電圧の代わりにT相電圧になるの
で、R1相電圧のゼロクロス付近の所定期間tにてR相
駆動パルスPRaを双方向性スイッチング素子5Rに与
えてオンさせると、双方向性スイッチング素子5RはT
相電圧の300度付近でオンするようになり、所定レベ
ル以上のR相電流が負(−)方向に流れる。
【0036】次に、図4に示すフローチャートを参照す
る。三相整流装置1に電源が投入されると、CPU24
は動作を開始する(スタート)。CPU24は、先ず、
「初期化」の処理ステップS1になり、記憶プログラ
ム、記憶データの読出しなどのの所定の初期化動作を行
った後、「異常発生?」の判断ステップS2に移行し、
ここでは、三相整流装置1に異常が発生しているか否か
を判断して「NO」(正常)ならば「電圧位相データ
(θ)の取込み」の処理ステップS3に移行する。尚、
CPU24は、「異常発生?」の判断ステップS2で
「YES」(異常)と判断したときには、「異常信号出
力」の処理ステップS4に移行し、異常信号を出力して
表示装置の34に異常報知の表示を行わせる。
【0037】CPU24は、処理ステップ3に移行した
ときには、ここで位相検出回路28からの位相データ
(θ)を取込み、次いで、「電流データ(I、I
)の取込み」の処理ステップS5に移行して交流電
流検出回路31の電流データ(I、I、I(=−
(I+I))を取込む。そして、CPU24は、
[初期チェック完了?]の判断ステップS6に移行し、
ここでは、先ず「NO」と判断して「各相のゼロクロス
区間?」の判断ステップS7に移行する。CPU24
は、判断ステップS7では、例えば、図3(a)で示す
ように、S1、R1、T1相電圧の相順でそのゼロクロ
ス付近になった否かを判断し、「NO」のときには判断
ステップS2に戻る。
【0038】CPU24は、判断ステップS7で「YE
S」と判断したときには、「ゼロクロス相のみスイッチ
ング用データ作成」の処理ステップS8に移行し、ここ
で図3(a)で示すようなS、R、T相駆動パルスPS
a、PRa、PTaを作成する。具体的には、CPU2
4は、判断ステップS7でS1相電圧のゼロクロス付近
を検出して「YES」と判断したときには、処理ステッ
プS8でS相駆動パルスPSaを作成して「ドライブ回
路の駆動」の処理ステップS9でS相の双方向性スイッ
チング素子5Sをオンさせ、次いで、「ゼロクロス相に
電流は流れたか?」の判断ステップS10に移行し、こ
こで、所定レベル以上のS相電流が流れたか否かを判断
し、「NO」(正常)のときには「全相チェック完了か
?」の判断ステップS11に移行し、ここで「NO」の
ときには、判断ステップS2に戻る。
【0039】CPU24は、次に、判断ステップS7で
R1相電圧のゼロクロス付近を検出して「YES」と判
断したときには、処理ステップS8でR相駆動パルスP
Raを作成して「ドライブ回路の駆動」の処理ステップ
S9でR相の双方向性スイッチング素子5Rをオンさ
せ、次いで、「ゼロクロス相に電流は流れたか?」の判
断ステップS10に移行し、ここで、所定レベル以上の
R相電流が流れたか否かを判断し、「NO」(正常)の
ときには「全相チェック完了か?」の判断ステップS1
1に移行し、ここで「NO」のときには、判断ステップ
S2に戻る。
【0040】CPU24は、次に、判断ステップS7で
T1相電圧のゼロクロス付近を検出して「YES」と判
断したときには、処理ステップS8でT相駆動パルスP
Taを作成して「ドライブ回路の駆動」の処理ステップ
S9でT相の双方向性スイッチング素子5Tをオンさ
せ、次いで、「ゼロクロス相に電流は流れたか?」の判
断ステップS10に移行し、ここで、所定レベル以上の
T相電流が流れたか否かを判断し、「NO」(正常)の
ときには「全相チェック完了か?」の判断ステップS1
1に移行し、ここでは、R1、S1、T1(R、S、
T)全相のチェックを完了したことにより「YES」と
判断して「初期チェック完了セット」の処理ステップS
12に移行し、初期チェック完了した旨のセット処理を
行なう。
【0041】CPU24は、次に、判断ステップS2に
戻り、更に、処理ステップS3およぎS5を経て[初期
チェック完了?]の判断ステップS6に移行するが、こ
こでは、前述の処理ステップS12で初期チェック完了
のセット処理が行われていることから、「YES」と判
断して「スイッチング用データの作成」の処理ステップ
S13および「ドライブ回路の駆動」の処理ステップS
14が行われるようになる。
【0042】これにより、CPU24は、従来と同様の
原理により、位相データ(θ)と電流データ(I、I
、I)とに基づいて、交流電源線15、16、17
に流れる交流入力電流が正弦波になるようなスイッチン
グ用データを作成し、そのスイッチング用データに基づ
きドライブ回路25、26、27を駆動し、以て、双方
向性スイッチング素子5R、5SをPWM制御して、イ
ンバータ47に直流電源を供給する通常運転が行なわれ
る。
【0043】さて、CPU24は、誤配線がある場合に
は(例えば、図3(b)ないし(d)参照)、判断ステ
ップS7に移行して「YES」と判断した後、処理ステ
ップS8を経て処理ステップS9に移行してS、R或い
はT相の双方向性スイッチング素子5S、5R或いは5
Tをオンさせたときに、いずれかの相のゼロクロス付近
で所定レベル以上の電流が流れるので、判断ステップS
10で「YES」(異常)と判断して「誤配線異常セッ
ト」の処理ステップS15に移行し、ここで誤配線異常
のセット処理を行なって、判断ステップS2に戻る。
【0044】CPU24は、判断ステップS2に戻る
と、このときには処理ステップS15で誤配線異常のセ
ット処理が行われていることから、ここでは「YES」
と判断して、「異常信号出力」の処理ステップS4とな
り、表示装置34に異常信号を出力する。これにより、
表示装置34は、異常が発生した旨の報知の表示、特に
は、誤配線異常報知の表示を行なう。この場合、CPU
24は、動作を停止するようになっている。
【0045】このような本実施例によれば、位相検出回
路28が検出する各相のゼロクロス付近の所定期間tに
て双方向性スイッチング素子5R、5S、5Tを個別に
パルス駆動して各相に流れる電流を検出するので、制御
回路側に印加されるR1、S1、T1相電圧の相と主回
路側に印加されるR、S、T相電圧の相とが一致してい
るときには、交流電流検出回路31で検出される電流は
所定レベル未満になるが、一致していないときには、1
つの相に他相の交流電圧が印加されることになって、検
出される電流は所定レベル以上になり、以て、誤配線が
早期に検出されて、表示装置34に誤配線異常が表示
(報知)される。
【0046】そして、本実施例によれば、誤配線検出を
CPU24によるソフトウエア処理にて行なうようにし
ているので、従来のような誤配線検出用の位相検出回路
144および比較回路145を設ける必要がなく、従っ
て、三相整流装置1の基板サイズを小さくできるととも
に、基板サイズの小形化と相俟ってコストダウンを図る
ことができる。
【0047】しかも、本実施例によれば、R,S,T各
相のゼロクロス付近でR、S、T各相の双方向性スイッ
チング素子5R、5S、5Tをパルス駆動するようにし
たので、正常配線の場合は各相に所定レベル未満の電流
しか流れない、実際にはほとんど流れないので、構成素
子の発熱防止の効果も期待することができる。
【0048】尚、上記実施例では、R、S、Tの三相の
チェックを行なうようにしたが、この内の二相のみのチ
ェックを行なうようにしてもよく、この場合には、変流
器29、30を設けた二相とすることが好ましい。ま
た、上記実施例では、誤配線のチェックを通常運転前た
る電源投入直後に行なうようにしたが、これに限らず、
例えば、通常運転開始直前毎に行なうようにしてもよ
い。
【0049】図5ないし図7は本発明の誤配線を対象と
する第2の実施例であり、上記第1の実施例と同一部分
には同一符号を付して示し、以下異なる部分について説
明する。尚、この第2の実施例では、説明の便宜上、図
1も参照して説明する。先ず、誤配線の態様について、
図5に基づき説明する。すなわち、配線が正常な場合に
は、図5(a)に示すように、R1、S1、T1相は
R、S、T相にそれぞれ対応する。これに対して、S相
−T相誤配線の場合には、図5(b)に示すように、R
1相はR相に対応するが、S1、T1相はT、S相にそ
れぞれ対応する。R相−T相誤配線の場合には、図5
(c)に示すように、S1相はS相に対応するが、R
1、T1相はT、R相にそれぞれ対応する。R相−S相
誤配線の場合には、図5(d)に示すように、T1相は
T相に対応するが、R1、S1相はS、R相にそれぞれ
対応する。R相−S相、S相−T相、T相−R相誤配線
の場合には、図5(e)に示すように、R1、S1、T
1相はS、T、R相にそれぞれ対応する。そして、R相
−T相、S相−R相、T相−S相誤配線の場合には、図
5(f)に示すように、R1、S1、T1相はT、R、
S相にそれぞれ対応する。
【0050】そして、図6には、図3(a)に示すよう
に、S1、R1、T1相電圧の順にS1、R1、T1相
駆動パルスPSa、PRa、PTaにより双方向性スイ
ッチング素子5S、5R、5Tを御駆動させた場合にお
いて、上記図5(a)ないし(f)に示す正常配線と5
つの誤配線の態様におけるS、R、T相電流の状態が示
されている。この図6において、「ゼロ」は所定レベル
未満の電流が流れたこと、「正」は所定レベル以上の電
流が正方向に流れたこと、「負」は所定レベル以上の電
流が負方向に流れたことを示す。この図6に示す内容の
相改正用テーブルがCPU24に備えられている。
【0051】次に、この第2の実施例の作用につき、図
7のフローチャートを参照して説明する。図7において
図4のフローチャートと異なるところは、先ず、CPU
24は、「ドライブ回路の駆動」の処理ステップS14
の次に判断ステップS6と同様の「初期チェック完了
?」の判断ステップS16に移行するようになってお
り、ここで「NO」のときには判断ステップS2に戻る
ようになっている。そして、CPU24は、判断ステッ
プS11および処理ステップS12の次に判断ステップ
S16に移行するようになっている。また、CPU24
は、判断ステップS16で「YES」と判断したときに
は、「誤配線改正要求?」の判断ステップS17に移行
するようになっており、ここで「NO」の時には判断ス
テップS2に戻るようになっている。従って、この第2
の実施例において、誤配線がない(正常)状態において
三相整流装置1が通常運転を行なうまでの動作は前記実
施例と略同様である。
【0052】さて、CPU24は、判断ステップS6で
「NO」と判断したときには、判断ステップS7、処理
ステップS8、S9および判断ステップS10を経て、
S、R、T相電圧の順にS、R、T相駆動パルスPS
a、PRa、PTaにより双方向性スイッチング素子5
S、5R、5Tをオン駆動してその時の電流が「ゼ
ロ」、「正」或いは「負」かを判断し、「ゼロ」のとき
には、判断ステップS11に移行するが、「正」或いは
「負」のときには、処理ステップS15を経て「誤配線
異常クリア 誤配線改正要求セット」の処理ステップS
18に移行し、ここでは、処理ステップS15でセット
した誤配線異常をクリア(キャンセル)するとともに、
誤配線改正要求のセット処理を行なう。
【0053】CPU24は、次に、「相改正用データを
保持(相および電流データ)」の処理ステップS19に
移行し、前述の「ゼロ」、「正」、「負」のデータ即ち
相データおよび電流データを相改正用データとして保持
(記憶)し、「全相チェック完了?」の判断ステップS
11に移行する。CPU24は、この判断ステップS1
1ではS、R、T相全相のチェックが終了したか否かを
判断するが、ここで、「NO」と判断したときには、判
断ステップS16に移行して、前述の動作を繰返すが、
「YES」と判断したときには、「初期チェック完了セ
ット」の処理ステップS12に移行して初期チェック完
了のセット処理を行って、判断ステップS16に移行す
る。
【0054】CPU24は、判断ステップS16に移行
すると、このときには処理ステップS12で初期チェッ
ク完了のセット処理を行っているので、ここでは「YE
S」と判断して「誤配線改正要求?」の判断ステップS
17に移行する。CPU24は、判断ステップS17に
移行すると、このときには処理ステップS18で誤配線
改正要求のセット処理を行っているので、ここでは「Y
ES」と判断して「相改正実行」の処理ステップS20
に移行する。そして、CPU24は、この処理ステップ
S20では、上述の相改正用データを図6に示す相改正
用テーブルと照らし合わせて、どの形態の誤配線かを判
断し、その誤配線の態様に応じて図5(b)ないし
(f)のように誤配線改正(読換え)を行なう。その
後、CPU24は、「誤配線改正要求クリア」の処理ス
テップS21に移行して、誤配線改正要求のクリア処理
を行った後、判断ステップS2に戻る。
【0055】尚、上記誤配線改正とは、例えば、図5
(b)で示すS相−T相誤配線の場合には、S1相のと
きにはT相の電流を読込み、T1相のときにはS相の電
流を読込むことを意味し、図5(c)で示すR相−T相
誤配線の場合には、R1相のときにはT相の電流を読込
み、T1相のときにはR相の電流を読込むことを意味
し、図5(d)で示すR相−S相誤配線の場合には、R
1相のときにはS相の電流を読込み、S1相のときには
R相の電流を読込むことを意味する。その他の誤配線の
場合も同様である。
【0056】このような第2の実施例によれば、誤配線
のときには、相改正用データと予め記憶された位相改正
用テーブルに基づいて誤配線の態様が判断され、その判
断に基づいて相データが改正されるので、配線をやり直
さなくても、正常運転を行わせることができる。尚、上
記第2の実施例において、改正用データをEEPROM
35に記憶させておくようにすれば、次の電源投入時に
誤配線チェックを行なうに際しては、R、S、T三相と
も電流が「ゼロ」となって正常配線と判断されるので、
素子に所定レベル以上の電流を流すことはない。
【0057】図8および図9は本発明の欠相を対象とす
る第3の実施例であり、前記第1の実施例と同一部分に
は同一符号を付して示し、以下異なる部分について説明
する。尚、この第3の実施例では、説明の便宜上、図1
も参照して説明する。先ず、欠相検出の原理について図
8を参照して説明する。この場合、インバータ47は、
通常運転を停止しているものとする。
【0058】今、図8で示すように、主回路用配線3
6、37、38が正常に主回路用入力端子TR、TS、
TTが配線されている場合には、R1、S1、T1相電
圧とR、S、T相電圧の位相が一致する。このとき、C
PU24は、R1相電圧を起点に相順が正相の場合にお
いて、位相検出回路28からの位相データ(θ)を基に
R1、S1、T1相電圧の最大電圧付近の所定期間tに
てR、S、T相駆動パルスPRb、PSb、PTbを出
力してドライブ回路5R、5S、5Tに与えるようにな
っている。尚、上記所定期間tは、最大電圧点の前後1
5度(合計30度)以内が好ましい。
【0059】従って、ヒューズ18、19或いは20の
溶断などによる欠相状態のない正常時には、各R、S、
T相電圧の最大電圧付近でR、S、T相駆動パルスPR
b、PSb、PTbがドライブ回路25、26、27に
与えられて双方向性スイッチング素子5R、5S、5T
がオンすると、設定レベルを超えるR、S、T相電流が
流れることになる。換言すれば、R、S或いはT相駆動
パルスPRb、PSb或いはPTbに基づき双方向性ス
イッチング素子5R、5S或いは5Tがオンされても
R、S或いはT相電流が設定レベル以下のときには、
R、S或いはT相が欠相異常であることになる。
【0060】次に、この第3の実施例の作用につき、図
9に示すフローチャートを参照して説明するに、以下に
おいては、図4のフローチャートと異なる部分について
説明する。CPU24は、「初期チェック完了?」の判
断ステップS6で「NO」と判断したときには、「最大
電圧区間?」の判断ステップS22に移行する。CPU
24は、判断ステップS22では、例えば、図8で示す
ように、R1、S1、R1、T1相電圧の相順で最大電
圧付近になった否かを判断し、「NO」のときには判断
ステップS2に戻る。
【0061】CPU24は、判断ステップS22で「Y
ES」と判断したときには、「最大電圧相のみスイッチ
ング用データ作成」の処理ステップS23に移行し、こ
こでは、図8で示すR、S、T相駆動パルスPRb、P
Sb、PTbを作成する。具体的には、CPU24は、
判断ステップS22でR1相の最大電圧付近を検出して
「YES」と判断したときには、処理ステップS23で
R相駆動パルスPRbを作成して「ドライブ回路の駆
動」の処理ステップS9でR相の双方向性スイッチング
素子5Rをオンさせ、次いで、「パルス駆動期間中に電
流は流れたか?」の判断ステップS24に移行し、ここ
で、設定レベルを超えるR相電流が流れたか否かを判断
し、「YES」(正常)のときには「全相チェック完了
か?」の判断ステップS11に移行し、ここで「NO」
のときには、判断ステップS2に戻る。
【0062】CPU24は、次に、判断ステップS22
でS1相の最大電圧付近を検出して「YES」と判断し
たときには、処理ステップS23でS相駆動パルスPS
bを作成して「ドライブ回路の駆動」の処理ステップS
9でS相の双方向性スイッチング素子5Sをオンさせ、
次いで、「パルス駆動期間中に電流は流れたか?」の判
断ステップS24に移行し、ここで、設定レベルを超え
るS相電流が流れたか否かを判断し、「YES」(正
常)のときには、「全相チェック完了か?」の判断ステ
ップS11に移行し、ここで「NO」のときには、判断
ステップS2に戻る。
【0063】CPU24は、次に、判断ステップS22
でT1相の最大電圧付近を検出して「YES」と判断し
たときには、処理ステップS23でT相駆動パルスPT
bを作成して「ドライブ回路の駆動」の処理ステップS
9でT相の双方向性スイッチング素子5Tをオンさせ、
次いで、「パルス駆動期間中に電流は流れたか?」の判
断ステップS24に移行し、ここで、設定レベルを超え
るT相電流が流れたか否かを判断し、「YES」(正
常)のときには、「全相チェック完了か?」の判断ステ
ップS11に移行し、ここでは、R1、S1、T1
(R、S、T)全相のチェックを完了したことにより
「YES」と判断して「初期チェック完了セット」の処
理ステップS12に移行し、初期チェック完了した旨の
セット処理を行なう。以後の動作は第1の実施例と同様
である、さて、CPU24は、欠相がある場合には判断
ステップS22に移行して「YES」と判断した後、処
理ステップS23を経て処理ステップS9に移行して
R、S或いはT相の双方向性スイッチング素子5R、5
S或いは5Tをオンさせたときに、いづれかの相の最大
電圧付近で設定レベル以下の電流しか流れないので、判
断ステップS24で「NO」(異常)と判断して「欠相
異常セット」の処理ステップS25に移行し、ここで欠
相異常のセット処理を行なって、判断ステップS2に戻
る。
【0064】CPU24は、判断ステップS2に戻る
と、このときには処理ステップS25で欠相異常のセッ
ト処理が行われていることから、ここでは「YES」と
判断して、「異常信号出力」の処理ステップS4とな
り、表示装置34に異常信号を出力する。これにより、
表示装置34は、異常が発生した旨の報知の表示、特に
は、欠相異常報知の表示を行なう。この場合、CPU2
4は、動作を停止するようになっている。
【0065】このような第3の実施例によれば、位相検
出回路28が検出する各相の最大電圧付近の所定期間t
にてR、S、T相の双方向性スイッチング素子5R、5
S、5Tを個別にパルス駆動して各R、S、T相に流れ
る電流を検出するので、欠相状態が生じたときには、検
出される電流は設定レベル以下となるものであり、以
て、欠相状態を早期に検出することができる。
【0066】尚、上記第3の実施例では、R、S、T相
電圧の正の最大電圧付近にてR、S、T相の双方向性ス
イッチング素子5R、5S、5Tをパルス駆動するよう
にしたが、これに限らず、例えば、負の最大電圧付近で
パルス駆動してもよく、要は、ゼロクロス付近以外の位
相の所定期間でパルス駆動すればよい。
【0067】この場合、パルス駆動で負の電流をも検出
するようにすれば、誤配線検出も行なうことができる。
ところで、前記第2の実施例の場合に欠相が生じていた
ときには、二相の誤配線として誤って改正してしまう可
能性があり、従って、第2の実施例に第3の実施例のよ
うな欠相検出機能をもたせることが好ましい。尚、この
第3の実施例においても、第1の実施例の誤配線検出機
能或いは第2の実施例の誤配線改正機能をもたせるよう
にしている。
【0068】図10は本発明の欠相を対象とする第4の
実施例であり、図4と同一部分には同一符号を付して示
し、以下異なる部分について説明する。尚、この第4の
実施例では、説明の便宜上、図1も参照する。CPU2
4は、処理ステップS5の次に「規定レベル以上の電流
が流れているか?」の判断ステップS26に移行し、
「NO」のときには処理ステップS13、S14を経て
判断ステップS2に戻るようになり、以て、三相整流装
置1の通常運転が開始される。CPU24は、「規定レ
ベル以上の電流が流れているか?」の判断ステップS2
6においては、R、S、T相電流の平均値が通常の50
%以上あるか否かを検出するもので、上述したように通
常運転が開始されると、ここで「YES」と判断して
「一定時間R相の電流がゼロもしくは同一データか?」
の判断ステップS27に移行し、「NO」のときには
「一定時間S相の電流がゼロもしくは同一データか?」
の判断ステップS28に移行し、「NO」のときには
「一定時間T相の電流がゼロもしくは同一データか?」
の判断ステップS29に移行し、「NO」のときには処
理ステップS13に移行し、通常運転が続行される。
【0069】ところで、ヒューズ18、19或いは20
の溶断による欠相の場合には、R、S或いはT相電流が
一定時間以上ゼロとなるものであり、また、変流器2
9、30或いは交流電流検出回路31の故障などの電流
検出ハード手段の故障のときには、R、S或いはT相電
流が一定時間以上同一値(同一データ)が連続するもの
である。従って、CPU24は、判断ステップS27、
S28、S29のいずれかにおいて「YES」と判断し
たときには、「欠相異常のセット」の処理ステップS3
0に移行し、ここで欠相異常のセット処理を行なって判
断ステップS2に戻る。以後の動作は前記第3の実施例
と同様である。
【0070】従って、この第4の実施例によれば、三相
整流装置1の通常運転状態で欠相異常を検出することが
できるとともに、変流器29、30或いは交流電流検出
回路31の故障などの電流検出ハード手段の故障も検出
することができる。尚、この第4の実施例においても、
第1の実施例の誤配線検出機能或いは第2の実施例の誤
配線改正機能をもたせるようにしている。
【0071】図11および図12は本発明の平滑コンデ
ンサの過電圧および電圧アンバランス検出を対象とする
第5の実施例であり、前記第1の実施例と同一部分には
同一符号を付して示し、以下異なる部分について説明す
る。図11において、図1と異なるところは、双方向性
スイッチング素子5R、5S、5Tの各交流入力端子C
Nの共通接続点と平滑用コンデンサ6、7の中点端子6
7との間に1つのスイッチ手段たる常開形のスイッチ5
9が接続され、両入力端子が正側直流母線2および中点
端子67に接続された中点電圧検出手段たる中点電圧検
出回路50が設けられている点にあり、中点電圧検出回
路50の出力端子はCPU24の入力端子に接続されて
いる。尚、スイッチ49は、CPU24からの信号(異
常信号)に基づいて開放される例えば電磁式のものであ
る。
【0072】次に、この第5の実施例の作用につき、図
12のフローチャートを参照して説明する。CPU24
は、判断ステップS2の次に「中点電圧(Vn)取込
み」の処理ステップS31に移行し、中点電圧検出回路
50が検出する正側直流母線2および中点端子67間の
電圧(中点電圧(Vn))を取込む。尚、CPU24
は、この処理ステップS31では、直流電圧検出回路3
2が検出する正側および負側直流母線2および3間の直
流電圧も取込むようになっている。CPU24は、次に
「中点過電圧発生?」の判断ステップS32に移行す
る。そして、CPU24は、この判断ステップS32で
は、中点電圧検出回路50が検出する中点電圧(Vn)
が平滑用コンデンサ6、7の定格電圧を超える過電圧か
否かを判断するもので、「NO」のときには「電圧アン
バランス?」の判断ステップS33に移行する。
【0073】CPU24は、上記判断ステップSで33
では、中点電圧検出回路50が検出する中点電圧(V
n)と直流電圧検出回路32が検出する直流電圧とから
平滑用コンデンサ6、7間に電圧アンバランスがあるか
否かを判断するもので、「NO」のときには、「スイッ
チを閉成する」の処理ステップS34に移行してスイッ
チ49を閉成させ、しかる後、処理ステップS3、S
5、S13およびS14を経て判断ステップS2に戻る
ようになる。従って、三相整流装置1は、第1の実施例
と同様の通常運転を開始する。
【0074】CPU24は、上記通常運転を行なってい
る場合おいて、中点電圧(Vn)が過電圧になったとき
には、「中点過電圧発生?」の判断ステップS32で
「YES」と判断して「スイッチを開放する」の処理ス
テップS35に移行し、スイッチ49を開放する。これ
により、双方向性スイッチング素子5R、5S、5Tの
交流入力端子CNは中点端子67から切離される。
【0075】また、CPU24は、上記通常運転を行な
っている場合おいて、電圧アンバランスが発生したとき
には、「電圧アンバランス?」の判断ステップS33で
「YES」と判断して「スイッチを開放する」の処理ス
テップS35に移行し、スイッチ49を開放する。これ
により、双方向性スイッチング素子5R、5S、5Tの
交流入力端子CNは中点端子67から切離される。
【0076】そして、CPU24は、判断ステップS3
2或いはS33の次に「中点異常のセット」の処理ステ
ップS36に移行し、ここで中点異常のセット処理を行
なった後、判断ステップS2に戻る。CPU24は、判
断ステップS2に戻ると、このときには処理ステップS
35で中点異常のセット処理が行われていることから、
ここでは「YES」と判断して、「異常信号出力」の処
理ステップS4となり、表示装置34に異常信号を出力
する。これにより、表示装置34は、異常が発生した旨
の報知の表示、特には、中点異常報知の表示を行なう。
この場合、CPU24は、動作を停止するようになって
いる。
【0077】このような第5の実施例によれば、双方向
性スイッチング素子5R、5S、5Tの故障に基づき2
個の平滑用コンデンサ6、7の中点端子67に平滑用コ
ンデンサ6、7の定格電圧を超える過電圧が発生したと
きや、正側直流母線2−中点端子67間と負側直流母線
3−中点端子67間とに所定レベル以上の電圧アンバラ
ンスが発生したときには、これを中点異常として速やか
に検出することができる。
【0078】そして、中点異常が検出されたときには、
スイッチ49が開放されることにより、整流回路5が2
個の平滑用コンデンサ6、7の中点端子67から切離さ
れるので、その後は、全波整流回路4と平滑用コンデン
サ6、7とからなる通常の三相整流装置からインバータ
47に直流電源を供給することができる。尚、この第5
の実施例においても、第1の実施例の誤配線検出機能、
第2の実施例の誤配線改正機能或いは第3の実施例の欠
相検出機能をもたせるようにしている。
【0079】尚、上記第5の実施例において、表示装置
34に中点過電圧と電圧アンバランスとを個別に表示さ
せるようにしてもよい。中点電圧検出回路50の入力端
子は、負側直流母線3と中点端子67とに接続するよう
にしてもよい。スイッチ49の代わりに、スイッチ手段
として半導体スイッチング素子を設けるようにしてもよ
い。スイッチ49の代わりに、双方向性スイッチング素
子5R,5S,5Tにおける各交流入力端子Lと交流リ
アクトル12、13、14との間、各正側直流出力端子
Pと正側直流母線2との間、若しくは、各負側直流出力
端子Nと負側直流母線3間に、それぞれスイッチを設け
るようにしてもよい。スイッチ49を省略して、表示装
置34による異常表示のみとしてもよい。
【0080】尚、本発明は上記しかつ図面に示す実施例
にのみ限定されるものではなく、次のような変形、拡張
が可能である。上記第1ないし第5の実施例では全波整
流回路4を設けるようにしたが、これは必要に応じて設
ければよい。また、上記第1ないし第5の実施例ではノ
イズフィルタを構成する相間コンデンサ21、22、2
3および入力リアクトル39、40、41を設けるよう
にしたが、これらは必要に応じて設ければよい。パネル
キー48の代わりに、入力端子台或いは通信装置を設け
るようにしてもよい。
【0081】
【発明の効果】請求項1記載の三相整流装置によれば、
位相検出手段が検出する各相のゼロクロス付近の所定期
間にて双方向性スイッチング素子を個別にパルス駆動し
て各相に流れる電流を検出するようにしたので、整流回
路に入力される電圧の相と位相検出手段に入力される電
圧の相とが一致しているときには、検出される電流は所
定レベル未満になるが、一致していないときには、1つ
の相に他相の交流電圧が印加されることから、検出され
る電流は所定レベル以上になり、以て、誤配線を早期に
検出することができる。そして、このような構成によれ
ば、従来のような誤配線検出用の位相検出回路および比
較回路を設ける必要がないので、基盤サイズを小さくで
き、コストダウンを図ることができる。
【0082】請求項3記載の三相整流装置によれば、位
相検出手段が検出する各相のゼロクロス付近以外の位相
の所定期間にて双方向性スイッチング素子を個別にパル
ス駆動して各相に流れる電流を検出するようにしたの
で、欠相状態が生じたときには検出される電流は設定レ
ベル以下となることから、欠相状態を早期に検出するこ
とができる。
【0083】請求項5記載の三相整流装置によれば、2
個の平滑用コンデンサの中点端子における平滑用コンデ
ンサの定格電圧を超える過電圧の発生や前記正側直流母
線−中点端子間と負側直流母線−中点端子間とにおける
所定レベル以上の電圧アンバランスの発生を速やかに検
出することができる。しかも、電流検出ハード手段の故
障をも検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例を示す電気的構成のブロ
ック線図
【図2】双方向性スイッチング素子の結線図
【図3】作用説明用の波形図
【図4】作用説明用のフローチャート
【図5】本発明の第2の実施例の配線状態を示す図
【図6】相改正用テーブルの内容を示す図
【図7】図4相当図
【図8】本発明補第3の実施例示す図3相当図
【図9】図4相当図
【図10】本発明の第4の実施例を示す図4相当図
【図11】本発明の第5の実施例を示す図1相当図
【図12】図4相当図
【図13】従来例を示す図1相当図
【図14】図4相当図
【符号の説明】
図面中、1は三相整流装置、2は正側直流母線、3は負
側直流母線、4は全波整流回路、5は整流回路、5Rな
いし5Tは双方向性スイッチング素子、6および7は平
滑用コンデンサ、67は中点端子、12ないし14は交
流リアクトル、24はCPU(制御手段)、25ないし
27はドライブ回路、28は位相検出回路(位相検出手
段)、31は交流電流検出検出回路(交流電流検出手
段)、32は直流電圧検出回路(直流電圧検出手段)、
34は表示装置(報知手段)、42は三相交流電源、4
2Rないし42Tは出力端子、49はスイッチ、50は
中点電圧検出回路(中点電圧検出手段)を示す。
【手続補正書】
【提出日】平成14年3月7日(2002.3.7)
【手続補正1】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図2
【補正方法】変更
【補正内容】
【図2】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 一ノ関 雅章 東京都府中市晴見町2丁目24番地の1 東 芝アイティー・コントロールシステム株式 会社内 (72)発明者 遠藤 保 三重県三重郡朝日町大字繩生2121番地 東 芝産業機器製造株式会社内 Fターム(参考) 5H006 AA04 BB05 CA01 CA07 CA12 CA13 CB01 CC02 DB01 DC02 DC05

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 正側および負側直流母線間に3つの双方
    向性スイッチング素子を接続して構成された整流回路
    と、 前記3つの双方向性スイッチング素子の各交流入力端子
    の一方と三相交流電源の各出力端子との間にそれぞれ接
    続された3個の交流リアクトルと、 前記正側および負側直流母線間に直列に接続され、中点
    端子が前記3つの双方向性スイッチング素子の各交流入
    力端子の他方に接続された2個の平滑用コンデンサと、 前記三相交流電源の各出力端子に接続され、交流電源電
    圧の位相を検出する位相検出手段と、 前記整流回路の交流入力電流を検出する交流電流検出手
    段と、 前記位相検出手段から得られる位相データと交流電流検
    出手段から得られる電流データとに基づいて前記交流入
    力電流が正弦波となるようなスイッチング用データを作
    成してドライブ回路を介して前記3つの双方向性スイッ
    チング素子をPWM制御する制御手段とを具備し、 前記制御手段は、通常運転前に、前記位相検出手段が検
    出する各相のゼロクロス付近の所定期間にて前記双方向
    性スイッチング素子を個別にパルス駆動して各相に流れ
    る電流を検出し、所定レベル以上の電流を検出したとき
    に異常信号を出力するように構成されていることを特徴
    とする三相整流装置。
  2. 【請求項2】 制御手段は、異常信号の出力をキャンセ
    ルして、パルス駆動に同期して検出された各相の電流デ
    ータと位相データを取得した後、予め記憶された相改正
    用テーブルに基づいて相データを改正するように構成さ
    れていることを特徴とする請求項1記載の三相整流装
    置。
  3. 【請求項3】 正側および負側直流母線間に3つの双方
    向性スイッチング素子を接続して構成された整流回路
    と、 前記3つの双方向性スイッチング素子の各交流入力端子
    の一方と三相交流電源の各出力端子との間にそれぞれ接
    続された3個の交流リアクトルと、 前記正側および負側直流母線間に直列に接続され、中点
    端子が前記3つの双方向性スイッチング素子の各交流入
    力端子の他方に接続された2個の平滑用コンデンサと、 前記三相交流電源の各出力端子に接続され、交流電源電
    圧の位相を検出する位相検出手段と、 前記整流回路の交流入力電流を検出する交流電流検出手
    段と、 前記位相検出手段から得られる位相データと交流電流検
    出手段から得られる電流データとに基づいて前記交流入
    力電流が正弦波となるようなスイッチング用データを作
    成してドライブ回路を介して前記3つの双方向性スイッ
    チング素子をPWM制御する制御手段とを具備し、 前記制御手段は、通常運転前に、前記位相検出手段が検
    出する各相のゼロクロス付近以外の位相の所定期間にて
    前記双方向性スイッチング素子を個別にパルス駆動して
    各相に流れる電流を検出し、設定レベル以下の電流を検
    出したときに異常信号を出力するように構成されている
    ことを特徴とする三相整流装置。
  4. 【請求項4】 正側および負側直流母線間に3つの双方
    向性スイッチング素子を接続して構成された整流回路
    と、 前記3つの双方向性スイッチング素子の各交流入力端子
    の一方と三相交流電源の各出力端子との間にそれぞれ接
    続された3個の交流リアクトルと、 前記正側および負側直流母線間に直列に接続され、中点
    端子が前記3つの双方向性スイッチング素子の各交流入
    力端子の他方に接続された2個の平滑用コンデンサと、 前記三相交流電源の各出力端子に接続され、交流電源電
    圧の位相を検出する位相検出手段と、 前記整流回路の交流入力電流を検出する交流電流検出手
    段と、 前記位相検出手段から得られる位相データと交流電流検
    出手段から得られる電流データとに基づいて前記交流入
    力電流が正弦波となるようなスイッチング用データを作
    成してドライブ回路を介して前記3つの双方向性スイッ
    チング素子をPWM制御する制御手段とを具備し、 前記制御手段は、前記電流検出手段が検出する交流入力
    電流が規定レベル以上の場合に、個々の相の交流入力電
    流の変化を監視し、所定時間以上の間、同一レベル電流
    が流れている相若しくは電流が流れていない相が検出さ
    れたときには異常信号を出力するように構成されている
    ことを特徴とする三相整流装置。
  5. 【請求項5】 正側および負側直流母線間に3つの双方
    向性スイッチング素子を接続して構成された整流回路
    と、 前記3つの双方向性スイッチング素子の各交流入力端子
    の一方と三相交流電源の各出力端子との間にそれぞれ接
    続された3個の交流リアクトルと、 前記正側および負側直流母線間に直列に接続され、中点
    端子が前記3つの双方向性スイッチング素子の各交流入
    力端子の他方に接続された2個の平滑用コンデンサと、 前記三相交流電源の各出力端子に接続され、交流電源電
    圧の位相を検出する位相検出手段と、 前記整流回路の交流入力電流を検出する交流電流検出手
    段と、 前記正側および負側直流母線間の直流電圧を検出する直
    流電圧検出手段と、 前記平滑用コンデンサの中点端子と前記正側若しくは負
    側直流母線殿間の中点電圧を検出する中点電圧検出手段
    と、 前記位相検出手段から得られる位相データと交流電流検
    出手段から得られる電流データとに基づいて前記交流入
    力電流が正弦波となるようなスイッチング用データを作
    成してドライブ回路を介して前記3つの双方向性スイッ
    チング素子をPWM制御する制御手段とを具備し、 前記制御手段は、前記交流電流検出手段および中点電圧
    検出手段の検出に基づき、前記中点端子における定格電
    圧を超える過電圧の発生や前記正側直流母線−中点端子
    間と負側直流母線−中点端子間とにおける所定レベル以
    上の電圧アンバランスの発生などの異常を検出したとき
    には異常信号を出力するように構成されていることを特
    徴とする三相整流装置。
  6. 【請求項6】 3つの双方向性スイッチング素子の各交
    流入力端子の他方と2個の平滑用コンデンサの中点端子
    との間に1つのスイッチ手段が設けられ、 制御手段は、異常を検出したときには前記スイッチ手段
    を開放させるように構成されていることを特徴とする請
    求項5記載の三相整流装置。
  7. 【請求項7】 三相交流電源電圧を直流電圧に変換して
    正側および負側直流母線間に印加する全波整流回路を設
    けたことを特徴とする請求項6記載の三相整流装置。
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