JP2007037215A - Inverter device and its phase interruption detecting method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、インバータの出力欠相を検出できるインバータ装置およびその出力欠相検出方法に関する。 The present invention relates to an inverter device that can detect an output phase loss of an inverter and an output phase loss detection method thereof.
従来のインバータは、出力電流の検出のため各出力相にカレントトランスなどの電流検出器を用い、制御や保護を行っている。この場合は各出力相の電流を検出し、流れていない場合に出力欠相と判断し、保護動作を行っている。
また、各アームの負母線側に抵抗を挿入して電流を検出する方法や、各スイッチング素子に検出用の端子を設け、そこに流れる電流を検出する方法では、そこに電流が流れない場合や、逆にアンバランスとなり電流が異常に大きい場合を判断し、保護を行っている（例えば、特開平８−２２３９３６号公報参照）。このようにして直流母線電流を検出している。
また、小形・低コストタイプのインバータにおいては、母線電流のみを検出し、そこから出力電流を演算して制御しているため、出力欠相を正確に判断し、保護することは難しいく、全相が欠相した場合に出力電流値がゼロ程度になった際に、欠相として検出している。
このように、従来の出力欠相検出方法は、インバータの出力電流、アームの電流、母線電流を検出して出力欠相を判断し、保護を行っている。
The conventional inverter uses a current detector such as a current transformer for each output phase to control and protect the output current. In this case, the current of each output phase is detected, and when it is not flowing, it is determined that the output phase is missing, and the protection operation is performed.
Also, in the method of detecting the current by inserting a resistor on the negative bus side of each arm, or the method of detecting the current flowing in each switching element by providing a detection terminal, the current does not flow there. On the contrary, it is determined that the current is abnormally large due to imbalance, and protection is performed (see, for example, JP-A-8-223936). In this way, the DC bus current is detected.
In addition, small-sized and low-cost inverters detect only the bus current, and calculate and control the output current from it, so it is difficult to accurately determine and protect output phase loss. When the output current value becomes about zero when a phase is lost, it is detected as an open phase.
Thus, the conventional output phase loss detection method detects the output phase loss by detecting the output current of the inverter, the arm current, and the bus current, and performs protection.
図４は、従来の一般的なインバータの出力欠相検出方法を示す回路図である。
図において、１はコントローラ、５は直流電源、６は出力電流検出回路、１０１〜１０６はスイッチング素子、２０１〜２０６は整流素子であるフリーホイールダイオードである。
従来の出力欠相検出方法は、出力電流を出力電流検出回路６で検出し、ある相が流れていない場合、欠相検出手段１ｂが出力欠相と判断して、ベースブロック（停止）する信号をＰＷＭ信号発生手段１ｃへ電圧指令発生手段１ａから出力し、停止させていた。
しかし、インバータと負荷の接続が長距離配線となった場合、漏れ電流によるノイズ成分を出力電流検出回路６が検出してしまい、出力欠相状態を正確に判断できない問題があった。
また、小形・低コストタイプのインバータにおいては、母線電流のみの検出では出力欠相状態が判断できない問題があった。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、上記のような環境下でも、出力電流の極性を検出してインバータの出力を検出できるインバータ装置およびその欠相検出方法を提供することを目的とする。
FIG. 4 is a circuit diagram showing an output phase loss detection method for a conventional general inverter.
In the figure, 1 is a controller, 5 is a DC power supply, 6 is an output current detection circuit, 101 to 106 are switching elements, and 201 to 206 are free wheel diodes which are rectifier elements.
In the conventional output phase loss detection method, the output current is detected by the output current detection circuit 6, and when a certain phase is not flowing, the phase loss detection means 1b determines that the output phase loss has occurred, and the base block (stops) signal. Is output from the voltage command generating means 1a to the PWM signal generating means 1c and stopped.
However, when the connection between the inverter and the load is a long-distance wiring, there is a problem that the output current detection circuit 6 detects a noise component due to leakage current, and the output phase loss state cannot be accurately determined.
In addition, in a small and low cost type inverter, there is a problem that the output phase loss state cannot be determined only by detecting the bus current.
The present invention has been made in view of such problems, and provides an inverter device capable of detecting the polarity of an output current and detecting the output of the inverter even in the above-described environment, and a phase loss detection method thereof. For the purpose.
上記問題を解決するため、請求項１記載の発明は、インバータ装置に係り、直流電源の正極、負極間にスイッチング素子と逆並列接続した整流素子を２個直列接続し、接続点を出力とするアームを複数組み備えるインバータ装置において、前記各アームのうち1つのアームの上側又は下側の整流素子に流れる電流の極性を判別する電流極性判別回路と、前記電流極性判別回路の検出した電流極性がある一定期間電流の極性が変化しなかった場合にインバータの出力がすべて欠相したとする全相欠相検出回路と、を備えたことを特徴としている。
請求項２記載の発明は、インバータ装置に係り、直流電源の正極、負極間にスイッチング素子と逆並列接続した整流素子を２個直列接続し、接続点を出力とするアームを複数組み備えるインバータ装置において、前記各アームの上側又は下側の整流素子に流れる電流の極性を判別する電流極性判別回路と、前記電流極性判別回路の検出した電流極性がある一定期間電流の極性が変化しなかった場合に、インバータの出力のうち極性が変化しなかったアームに接続される出力が欠相したとする１相欠相検出回路と、を備えたことを特徴としている。
In order to solve the above problem, an invention according to claim 1 relates to an inverter device, wherein two rectifying elements connected in reverse parallel to a switching element are connected in series between a positive electrode and a negative electrode of a DC power source, and a connection point is used as an output. In the inverter device including a plurality of arms, a current polarity determination circuit that determines the polarity of the current flowing through the rectifier on the upper side or the lower side of one of the arms, and the current polarity detected by the current polarity determination circuit And an all-phase open phase detection circuit that detects that all the outputs of the inverter have lost phase when the polarity of the current does not change for a certain period of time.
The invention according to claim 2 relates to an inverter device, wherein an inverter device is provided with a plurality of sets of arms in which two rectifying elements connected in reverse parallel to a switching element are connected in series between a positive electrode and a negative electrode of a DC power source, and the connection point is an output. The polarity of the current flowing in the rectifying element on the upper side or the lower side of each arm, and the polarity of the current for a certain period of time when the current polarity detected by the current polarity discrimination circuit is not changed for a certain period And a one-phase open phase detection circuit that detects that the output connected to the arm whose polarity has not changed among the outputs of the inverter is open.
請求項３記載の発明は、請求項１記載のインバータ装置において、さらに、各アームの出力電流検出手段又は母線電流検出手段と、前記出力電流検出手段により検出された出力電流又は前記母線電流検出手段により検出された電流によって出力欠相を検出する欠相検出回路と、を備え、前記欠相検出回路と前記全相欠相検出回路とをインバータの指令によって切り替えて欠相検出することを特徴としている。
請求項４記載の発明は、請求項１記載のインバータ装置において、さらに、各アームの出力電流検出手段又は母線電流検出手段と、前記出力電流検出手段により検出された出力電流又は前記母線電流検出手段により検出された電流によって出力欠相を検出する欠相検出回路と、を備え、前記欠相検出回路と前記全相欠相検出回路とをモータの運転周波数によって切り替えて欠相検出することを特徴としている。
請求項５記載の発明は、請求項１記載のインバータ装置において、さらに、各アームの出力電流検出手段又は母線電流検出手段と、前記出力電流検出手段により検出された出力電流又は前記母線電流検出手段により検出された電流によって出力欠相を検出する欠相検出回路と、を備え、前記欠相検出回路と前記全相欠相検出回路とをモータの出力電流によって切り替えて欠相検出することを特徴としている。
According to a third aspect of the present invention, in the inverter device according to the first aspect, the output current detection means or bus current detection means of each arm, the output current detected by the output current detection means, or the bus current detection means A phase loss detection circuit that detects an output phase loss based on the current detected by the step of detecting the phase loss by switching between the phase loss detection circuit and the all phase phase loss detection circuit according to an inverter command. Yes.
According to a fourth aspect of the present invention, in the inverter device according to the first aspect, the output current detecting means or bus current detecting means of each arm, the output current detected by the output current detecting means, or the bus current detecting means A phase loss detection circuit that detects an output phase loss based on the current detected by the step of detecting a phase loss by switching between the phase loss detection circuit and the all phase phase loss detection circuit according to a motor operating frequency. It is said.
According to a fifth aspect of the present invention, in the inverter device according to the first aspect, the output current detecting means or bus current detecting means of each arm, the output current detected by the output current detecting means or the bus current detecting means A phase loss detection circuit that detects an output phase loss based on the current detected by the switch, and detects the phase loss by switching between the phase loss detection circuit and the all phase phase loss detection circuit according to the output current of the motor. It is said.
請求項６記載の発明は、請求項２記載のインバータ装置において、さらに、各アームの出力電流検出手段又は母線電流検出手段と、前記出力電流検出手段により検出された出力電流又は前記母線電流検出手段により検出された電流によって出力欠相を検出する欠相検出回路と、を備え、前記欠相検出回路と前記１相欠相検出回路とをインバータの指令によって切り替えて欠相検出することを特徴としている。
請求項７記載の発明は、請求項２記載のインバータ装置において、さらに、各アームの出力電流検出手段又は母線電流検出手段と、前記出力電流検出手段により検出された出力電流又は前記母線電流検出手段により検出された電流によって出力欠相を検出する欠相検出回路と、を備え、前記欠相検出回路と前記１相欠相検出回路とをモータの運転周波数によって切り替えて欠相検出することを特徴としている。
請求項８記載の発明は、請求項２記載のインバータ装置において、さらに、各アームの出力電流検出手段又は母線電流検出手段と、前記出力電流検出手段により検出された出力電流又は前記母線電流検出手段により検出された電流によって出力欠相を検出する欠相検出回路と、を備え、前記欠相検出回路と前記１相欠相検出回路とをモータの出力電流によって切り替えて欠相検出することを特徴としている。
請求項９記載の発明は、インバータ装置の欠相検出方法に係り、直流電源の正極、負極間にスイッチング素子と逆並列接続した整流素子を２個直列接続し、接続点を出力とするアームを複数組み備えるインバータ装置の欠相を検出する欠相検出方法において、各アームのうち、１つのアームの上側又は下側の整流素子に流れる電流の極性を検出し、ある一定期間、前記電流の極性が変化しなかった場合に、インバータの出力がすべて欠相したと判定することを特徴としている。
請求項１０記載の発明は、インバータ装置の欠相検出方法に係り、直流電源の正極、負極間にスイッチング素子と逆並列接続した整流素子を２個直列接続し、接続点を出力とするアームを複数組み備えるインバータ装置の欠相を検出する欠相検出方法において、各アームの上側又は下側の整流素子に流れる電流の極性を検出し、ある一定期間、前記電流の極性が変化しなかったアームがあった場合に、インバータの出力のうち極性が変化しなかった前記アームに接続される出力が欠相したと判定することを特徴としている。
According to a sixth aspect of the present invention, in the inverter device according to the second aspect, the output current detecting means or bus current detecting means of each arm, the output current detected by the output current detecting means, or the bus current detecting means And a phase loss detection circuit that detects an output phase loss based on the current detected by the switching circuit, wherein the phase loss detection circuit and the one phase phase loss detection circuit are switched by an inverter command to detect phase loss. Yes.
According to a seventh aspect of the present invention, in the inverter device according to the second aspect, the output current detecting means or bus current detecting means of each arm, the output current detected by the output current detecting means or the bus current detecting means A phase loss detection circuit that detects an output phase loss based on the current detected by the step of detecting a phase loss by switching between the phase loss detection circuit and the one-phase phase loss detection circuit according to a motor operating frequency. It is said.
According to an eighth aspect of the present invention, in the inverter device according to the second aspect, the output current detecting means or bus current detecting means of each arm, the output current detected by the output current detecting means or the bus current detecting means A phase loss detection circuit that detects an output phase loss based on the current detected by the step of detecting a phase loss by switching between the phase loss detection circuit and the one phase phase loss detection circuit according to the output current of the motor. It is said.
The invention according to claim 9 relates to a method for detecting an open phase of an inverter device, wherein two arms of a rectifier element connected in reverse parallel to a switching element are connected in series between a positive electrode and a negative electrode of a DC power supply, and an arm having a connection point as an output is provided. In the phase loss detection method for detecting phase loss of an inverter device comprising a plurality of sets, the polarity of the current flowing through the rectifier element on the upper side or the lower side of one arm of each arm is detected, and the polarity of the current for a certain period of time It is characterized in that it is determined that all the outputs of the inverter are out of phase when no change occurs.
According to a tenth aspect of the present invention, there is provided an arm phase detection method for an inverter device, wherein two rectifying elements connected in reverse parallel to a switching element are connected in series between a positive electrode and a negative electrode of a DC power supply, and an arm having a connection point as an output is provided. In the phase loss detection method for detecting phase loss of an inverter device having a plurality of sets, the polarity of the current flowing through the rectifying element on the upper side or the lower side of each arm is detected, and the polarity of the current has not changed for a certain period of time. If there is, the output connected to the arm whose polarity has not changed among the outputs of the inverter is determined to be out of phase.
本発明によると、電流検出の正確な検出が難しい環境下でも、出力電流の極性を検出してインバータの出力を検出できるインバータ装置およびその欠相検出方法を提供することができる。
また、通常の出力電流検出手段と本発明の欠相検出手段を組み合わせることにより、指令と負荷状態による運転周波数、出力電流値などの運転状態の違いに対しても対応できてより正確に出力欠相を検出することができるようになる。
According to the present invention, it is possible to provide an inverter device that can detect the polarity of the output current and detect the output of the inverter even in an environment in which accurate detection of current detection is difficult, and a phase loss detection method thereof.
Also, by combining the normal output current detection means and the phase loss detection means of the present invention, it is possible to cope with differences in the operation state such as the operation frequency and output current value depending on the command and load condition, and more accurately The phase can be detected.
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図１は、本発明の実施例１に係る出力欠相検出方法を示す回路例である。
図において、１０１〜１０６はスイッチング素子、２０１〜２０６は整流素子であるフリーホイールダイオードであり、３相出力の一般的なインバータを構成している。このインバータを運転する場合、３シャント抵抗の両端に発生する電圧より電流検出回路４を用いて母線電流を検出し、指令と前記母線電流が一致するよう、コントローラ１の電圧指令発生手段１ａにより制御を行い、ＰＷＭ信号発生手段１ｃで各アームのスイッチング素子を駆動する信号を発生させ、インバータを運転する。本発明において、フリーホイールダイオード２０２の両端に接続された電流極性判別回路２を用いて、このフリーホイールダイオード２０２に流れる電流を検出し、出力電流がインバータから出力側へ流れているのか、出力側からインバータへ流れ込んでいるのか判別する。
図２はその判別方法を説明する回路図である。
電流極性判別回路２は、Ｕ相から出力される電流の極性を判別する回路である。フリーホイールダイオード２０２と並列にそのカソードへダイオード２ｂのカソードを接続し、ダイオード２ｂのアノードをトランジスタ２ａのエミッタに接続し、トランジスタ２ａのベースをフリーホイールダイオード２０２のアノードに接続する。トランジスタ２ａのコレクタは、コンデンサ２ｃおよび抵抗２ｄを通じて電源Ｖｃｃに接続され、コレクタとの接続部が出力される。
Ｕ相の出力電流が、図２に矢印で示すように、インバータから負荷側へ流れる（この方向を正とする）場合、フリーホイールダイオード２０２は、アーム下側のスイッチング素子がＯＮ、ＯＦＦどちらの際にもアノードからカソードへ流れつづけるため、常時同通状態である。そのため、フリーホイールダイオード２０２の両端には順方向電圧が発生し、並列接続された電流極性判別回路２に電圧が発生し、トランジスタ２ａのベースとエミッタ間にベース電流が流れ、トランジスタ２ａのベース、エミッタ、ダイオード２ｂを通ってわずかながら電流が流れる。この電流によってトランジスタはＯＮし、Ｖｃｃより抵抗２ｃおよびコンデンサ２ｄを通じてコレクタからエミッタへ電流が流れ、出力２はほぼゼロ（Ｌレベル）となる。
一方、Ｕ相の出力電流が負方向の場合は、アーム下側のスイッチング素子がＯＮした場合はスイッチング素子１０２へ電流が流れるため、フリーホイールダイオード２０２へは逆電圧となり、電流が流れない。また、ＯＦＦの場合にはアーム上側のフリーホイールダイオード２０１へ流れるため、フリーホイールダイオード２０２は常時逆電圧がかかり、導通することはない。そのため、電流極性判別回路２のトランジスタ２ａはＯＦＦ状態のままであるため、出力２はＶｃｃと同電位（Ｈレベル）となる。
FIG. 1 is a circuit example showing an output phase loss detection method according to Embodiment 1 of the present invention.
In the figure, 101 to 106 are switching elements, and 201 to 206 are free wheel diodes that are rectifying elements, which constitute a general inverter of three-phase output. When this inverter is operated, the bus current is detected by using the current detection circuit 4 from the voltage generated at both ends of the three shunt resistors, and is controlled by the voltage command generating means 1a of the controller 1 so that the command and the bus current coincide with each other. And a signal for driving the switching element of each arm is generated by the PWM signal generating means 1c to operate the inverter. In the present invention, the current polarity discrimination circuit 2 connected to both ends of the
FIG. 2 is a circuit diagram for explaining the determination method.
The current polarity determination circuit 2 is a circuit that determines the polarity of the current output from the U phase. In parallel with the
When the U-phase output current flows from the inverter to the load side as indicated by an arrow in FIG. 2 (this direction is positive), the
On the other hand, when the U-phase output current is in the negative direction, when the switching element on the lower side of the arm is turned on, a current flows to the
図３はその動作を示す図である。
Ｕ相の出力電流にあわせ、電流極性判別回路２の出力は、出力電流の方向が正方向の際にＬレベル、負方向の際にＨレベルを出力する。このように、出力極性判別回路２の出力は、出力電流に合わせて極性が変化する。
そこで、この信号を用いて出力欠相を検出する方法を述べる。
図１に示すように、Ｕ相のみに電流極性判別回路２を付加した場合、３相のうち２相、もしくは３相すべてが欠相した場合には、出力極性判別回路２の出力は出力電流が無くなるため、Ｈレベル、Ｌレベルの変化が停止してしまう。それにより出力が欠相したことを判別することができる。
ある一定期間中に出力極性判別回路２の出力が変化しなかった場合、出力が欠相したと判断し、電圧指令発生手段１ａに欠相信号を出力する。電圧指令発生手段１ａは欠相信号を受けると、ＰＷＭ信号発生手段１ｃに運転を中止する信号を出力し、スイッチング素子をベースブロック（停止）させる。何らかの故障により欠相した場合や、モータサーマルが過負荷を検出して接続がオープンとなった場合に特別な検出装置を持たなくても、上記方法で検出が可能である。そのため、インバータにモータサーマルからの遮断信号を入力する装置を特別に持たなくても、モータの状態を検出し、安全に停止することができる。
この方法の場合、１相のみに２出力極性判別回路を付加しているため、Ｖ相のみ、またはＷ相のみの欠相の場合には検出できないが、前述のように、モータケーブルの２相以上の欠相、モータサーマルの保護動作を検出することができる。
基本的に１相のみに２出力極性判別回路を備えた場合、Ｎ−１相以上の欠相を検出することが可能である。
FIG. 3 shows the operation.
In accordance with the U-phase output current, the output of the current polarity discrimination circuit 2 outputs an L level when the direction of the output current is positive and an H level when the direction of the output current is negative. Thus, the polarity of the output of the output polarity discrimination circuit 2 changes according to the output current.
Therefore, a method for detecting an output phase loss using this signal will be described.
As shown in FIG. 1, when the current polarity discriminating circuit 2 is added only to the U phase, when two or three phases out of the three phases are lost, the output of the output polarity discriminating circuit 2 is the output current. Therefore, the change of the H level and the L level is stopped. As a result, it can be determined that the output has lost phase.
If the output of the output polarity discriminating circuit 2 does not change during a certain period, it is determined that the output has lost phase, and an open phase signal is output to the voltage command generating means 1a. When the voltage command generating means 1a receives the phase loss signal, it outputs a signal for stopping the operation to the PWM signal generating means 1c, thereby causing the switching element to be base-blocked (stopped). Even if there is no special detection device in the case of a phase failure due to some failure, or when the motor thermal detects an overload and the connection is opened, the detection can be performed by the above method. Therefore, it is possible to detect the state of the motor and stop it safely without requiring a special device for inputting a cutoff signal from the motor thermal to the inverter.
In this method, since a 2-output polarity discriminating circuit is added to only one phase, it cannot be detected when only the V phase or only the W phase is missing, but as described above, the two phases of the motor cable The above phase loss and motor thermal protection operation can be detected.
Basically, when a 2-output polarity discriminating circuit is provided for only one phase, it is possible to detect a missing phase of N-1 phase or more.
本発明の実施例２は、実施例１で用いたのと同じ電流極性判別回路２をインバータ装置の各アーム（相）に配備して、各アームの上側又は下側の整流素子に流れる電流の極性を判別するようにして成る。そして、電流極性判別回路２の検出した電流極性がある一定期間電流の極性が変化しなかった場合に、インバータの出力のうち極性が変化しなかったアームに接続される出力が欠相したとするものである。
実施例２によれば、出力極性判別回路２を全相に付加することで、より正確に欠相を検出することができる。各相に出力極性判別回路２を付加することで、どこか１相のみ出力が欠相した場合にも検出し、安全に運転停止することができるようになる。
In the second embodiment of the present invention, the same current polarity discriminating circuit 2 as that used in the first embodiment is provided in each arm (phase) of the inverter device, and the current flowing through the rectifying element on the upper side or the lower side of each arm is measured. The polarity is determined. Then, when the current polarity detected by the current polarity discrimination circuit 2 does not change for a certain period, the output connected to the arm whose polarity has not changed out of the outputs of the inverter is lost. Is.
According to the second embodiment, it is possible to detect the phase loss more accurately by adding the output polarity determination circuit 2 to all phases. By adding the output polarity discriminating circuit 2 to each phase, it is possible to detect even when the output of only one phase is missing and to safely stop the operation.
本発明の実施例３は、実施例１の全相欠相検出回路又は実施例２の１相欠相検出回路を備えたインバータ装置に、さらに、各アームの出力電流検出手段又は母線電流検出手段と、前記出力電流検出手段により検出された出力電流又は前記母線電流検出手段により検出された電流によって出力欠相を検出する欠相検出回路と、を備えるようにして成る。そして、欠相検出回路と全相欠相検出回路、又は欠相検出回路と１相欠相検出回路との切り替えを、（１）インバータの指令、（２）モータの運転周波数、（３）モータの出力電流の、（１）〜（３）のいずれかによって行なうようにするものである。
実施例３の場合には、出力電流を検出し、それにより欠相を検出することも可能であるため、たとえば外部からの影響を受けずに正確に出力電流を検出できている場合は、その検出した出力電流より出力欠相を判断し、外部からの影響、たとえばノイズなどにより微弱な出力電流の正確な検出が難しい場合は、本発明により付加した出力極性判別回路２による信号をある一定周期検出し、欠相検出を行うようにするので、さらに正確に、精度よく検出することが可能となる。すなわち、インバータに接続される負荷の状態によっては、低速運転時には出力電流が小さく、ノイズによる影響を受けやすいため、出力電流による欠相検出は難しいが、本発明により欠相検出回路を用いれば電流の極性変化をある一定周期検出して行うため、ノイズ除去のフィルタ、極性判別のゲインを調整することで、低速域、低出力電流域での検出が可能となる。その場合、低速、低出力電流域に特化した回路（フィルタ時定数など）としているため、高速域では通常の欠相検出に切り替えるが、ここで、指令と実際の挙動が大差ない場合は指令を元に切り替えて十分であり、また、負荷変動の激しい場合であれば、実際の運転周波数の増加で切り替えたり、実際の出力電流の大小で切り替えればよい。
そこで、例えば、低速運転時や出力電流の小さい場合、特に外部からの影響を受けやすいため、低速運転時や出力電流の小さい場合の欠相検出に特化するようコンデンサ２ｃ、抵抗２ｄなどの回路定数を調整しておき、この領域では出力極性判別回路２の信号を用いて欠相検出を行い、高速域や出力電流の大きい場合は出力電流より欠相を検出する方法に切り替えて検出を行う。
負荷がファンやポンプなど、急激な変動の無い場合、インバータの指令と出力周波数、出力電流の実際との差は少ないため、インバータの指令により欠相検出を切り替えても、良好な結果を得ることができる。ただし、負荷側に接続されるアプリケーションによっては、負荷増加によって運転周波数、出力電流を制御する場合があるため、欠相検出する場合に、インバータ指令よりも、実際の運転周波数、出力電流を元に切り替えた方が精度良く切り替えることができる。その場合でも、ある程度幅を持たせて安全に切り替えることで、インバータ指令を用いて切り替えることも可能である。
In the third embodiment of the present invention, an inverter device provided with the all-phase missing phase detection circuit of the first embodiment or the one-phase missing phase detection circuit of the second embodiment is further provided with output current detecting means or bus current detecting means for each arm. And an open phase detection circuit for detecting an output open phase based on the output current detected by the output current detection unit or the current detected by the bus current detection unit. Then, switching between an open phase detection circuit and an all-phase open phase detection circuit, or an open phase detection circuit and a 1-phase open phase detection circuit is performed by: (1) Inverter command, (2) Motor operating frequency, (3) Motor The output current is performed according to any one of (1) to (3).
In the case of the third embodiment, it is possible to detect the output current and thereby detect the phase loss. For example, when the output current can be accurately detected without being affected by the outside, When it is difficult to accurately detect a weak output current due to an external influence, for example, noise or the like, an output phase loss is determined from the detected output current. Since detection is performed and phase loss detection is performed, it is possible to detect more accurately and accurately. In other words, depending on the state of the load connected to the inverter, the output current is small during low-speed operation and is easily affected by noise, so it is difficult to detect the phase loss using the output current. Therefore, by detecting the noise removal filter and the polarity discrimination gain, detection in the low speed region and the low output current region is possible. In that case, because it is a circuit (filter time constant, etc.) specialized for low speed and low output current range, it switches to normal phase loss detection in the high speed range. However, if there is no significant difference between the command and actual behavior, In the case where the load fluctuation is severe, the switching may be performed by increasing the actual operating frequency or by switching the actual output current.
Therefore, for example, when operating at low speed or when the output current is small, it is particularly susceptible to external influences. Therefore, circuits such as a
If the load is not suddenly changed, such as a fan or pump, the difference between the inverter command and the actual output frequency and output current is small. Can do. However, depending on the application connected to the load side, the operating frequency and output current may be controlled by increasing the load.Therefore, when detecting phase loss, the actual operating frequency and output current will be used instead of the inverter command. Switching can be performed with higher accuracy. Even in that case, it is also possible to switch using an inverter command by switching to a certain extent and safely.
このように、本発明は、インバータにおいて、長距離配線や、ノイズの影響などで出力電流を正確に検出して欠相検出することが困難な場合にも、正確に欠相を検出することができるので、さまざまな環境下で使用されるインバータの欠相検出に適用できる。 As described above, the present invention can accurately detect the phase loss even when it is difficult to detect the phase loss by accurately detecting the output current due to the influence of long-distance wiring or noise in the inverter. Therefore, it can be applied to phase loss detection of inverters used in various environments.
１ コントローラ
１ａ 電圧指令発生手段
１ｂ 欠相検出手段
１ｃ ＰＷＭ信号発生手段
２ 電流極性検出回路
３ シャント抵抗
４ 電流検出回路
５ 直流電源
６ 出力電流検出回路
１０１〜１０６ スイッチング素子
２０１〜２０６ 整流素子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Controller 1a Voltage command generation means 1b Phase loss detection means 1c PWM signal generation means 2 Current polarity detection circuit 3 Shunt resistance 4 Current detection circuit 5 DC power supply 6 Output current detection circuits 101-106 Switching elements 201-206 Rectifier
Claims (10)
前記各アームのうち１つのアームの上側又は下側の整流素子に流れる電流の極性を判別する電流極性判別回路と、
前記電流極性判別回路の検出した電流極性がある一定期間電流の極性が変化しなかった場合にインバータの出力がすべて欠相したとする全相欠相検出回路と、
を備えたことを特徴とするインバータ装置。 In an inverter device comprising a plurality of arms each having a series of two rectifying elements connected in reverse parallel to a switching element between a positive electrode and a negative electrode of a DC power source and having a connection point as an output,
A current polarity discriminating circuit for discriminating the polarity of the current flowing through the rectifying element on the upper side or the lower side of one of the arms;
An all-phase open phase detection circuit in which all the outputs of the inverter have lost phase when the current polarity detected by the current polarity determination circuit has not changed for a certain period of time; and
An inverter device comprising:
前記各アームの上側又は下側の整流素子に流れる電流の極性を判別する電流極性判別回路と、
前記電流極性判別回路の検出した電流極性がある一定期間電流の極性が変化しなかった場合に、インバータの出力のうち極性が変化しなかったアームに接続される出力が欠相したとする１相欠相検出回路と、
を備えたことを特徴とするインバータ装置。 In an inverter device comprising a plurality of arms each having a series of two rectifying elements connected in reverse parallel to a switching element between a positive electrode and a negative electrode of a DC power source and having a connection point as an output,
A current polarity discriminating circuit for discriminating the polarity of the current flowing in the upper or lower rectifying element of each arm;
One phase in which the output connected to the arm whose polarity has not changed among the outputs of the inverter is missing when the current polarity detected by the current polarity discrimination circuit has not changed for a certain period of time. A phase loss detection circuit;
An inverter device comprising:
前記出力電流検出手段により検出された出力電流又は前記母線電流検出手段により検出された電流によって出力欠相を検出する欠相検出回路と、を備え、
前記欠相検出回路と前記全相欠相検出回路とをインバータの指令によって切り替えて欠相検出することを特徴とする請求項１記載のインバータ装置。 Furthermore, the output current detection means or bus current detection means of each arm,
A phase loss detection circuit that detects an output phase loss based on the output current detected by the output current detection unit or the current detected by the bus current detection unit, and
2. The inverter device according to claim 1, wherein the phase loss detection circuit and the all phase phase loss detection circuit are switched by an inverter command to detect phase loss.
前記出力電流検出手段により検出された出力電流又は前記母線電流検出手段により検出された電流によって出力欠相を検出する欠相検出回路と、を備え、
前記欠相検出回路と前記全相欠相検出回路とをモータの運転周波数によって切り替えて欠相検出することを特徴とする請求項１記載のインバータ装置。 Furthermore, the output current detection means or bus current detection means of each arm,
A phase loss detection circuit that detects an output phase loss based on the output current detected by the output current detection unit or the current detected by the bus current detection unit, and
The inverter device according to claim 1, wherein the phase loss detection circuit and the all phase phase loss detection circuit are switched according to a motor operating frequency to detect phase loss.
前記出力電流検出手段により検出された出力電流又は前記母線電流検出手段により検出された電流によって出力欠相を検出する欠相検出回路と、を備え、
前記欠相検出回路と前記全相欠相検出回路とをモータの出力電流によって切り替えて欠相検出することを特徴とする請求項１記載のインバータ装置。 Furthermore, the output current detection means or bus current detection means of each arm,
A phase loss detection circuit that detects an output phase loss based on the output current detected by the output current detection unit or the current detected by the bus current detection unit, and
2. The inverter device according to claim 1, wherein the phase loss detection circuit and the all phase phase loss detection circuit are switched by an output current of a motor to detect phase loss.
前記出力電流検出手段により検出された出力電流又は前記母線電流検出手段により検出された電流によって出力欠相を検出する欠相検出回路と、を備え、
前記欠相検出回路と前記１相欠相検出回路とをインバータの指令によって切り替えて欠相検出することを特徴とする請求項２記載のインバータ装置。 Furthermore, the output current detection means or bus current detection means of each arm,
A phase loss detection circuit that detects an output phase loss based on the output current detected by the output current detection unit or the current detected by the bus current detection unit, and
3. The inverter device according to claim 2, wherein the phase loss detection circuit and the one phase phase loss detection circuit are switched by an inverter command to detect phase loss.
前記出力電流検出手段により検出された出力電流又は前記母線電流検出手段により検出された電流によって出力欠相を検出する欠相検出回路と、を備え、
前記欠相検出回路と前記１相欠相検出回路とをモータの運転周波数によって切り替えて欠相検出することを特徴とする請求項２記載のインバータ装置。 Furthermore, the output current detection means or bus current detection means of each arm,
A phase loss detection circuit that detects an output phase loss based on the output current detected by the output current detection unit or the current detected by the bus current detection unit, and
The inverter device according to claim 2, wherein the phase loss detection circuit and the one phase phase loss detection circuit are switched according to a motor operating frequency to detect phase loss.
前記出力電流検出手段により検出された出力電流又は前記母線電流検出手段により検出された電流によって出力欠相を検出する欠相検出回路と、を備え、
前記欠相検出回路と前記１相欠相検出回路とをモータの出力電流によって切り替えて欠相検出することを特徴とする請求項２記載のインバータ装置。 Furthermore, the output current detection means or bus current detection means of each arm,
A phase loss detection circuit that detects an output phase loss based on the output current detected by the output current detection unit or the current detected by the bus current detection unit, and
3. The inverter device according to claim 2, wherein the phase loss detection circuit and the one phase phase loss detection circuit are switched by an output current of a motor to detect phase loss.
各アームのうち、１つのアームの上側又は下側の整流素子に流れる電流の極性を検出し、
ある一定期間、前記電流の極性が変化しなかった場合に、インバータの出力がすべて欠相したと判定することを特徴とするインバータ装置の欠相検出方法。 In the phase loss detection method for detecting phase loss of an inverter device comprising a plurality of sets of arms having a connection point as an output by connecting two rectifier elements connected in reverse parallel to a switching element between a positive electrode and a negative electrode of a DC power supply,
Detecting the polarity of the current flowing through the rectifier on the upper or lower side of one arm,
A method for detecting a phase failure in an inverter device, wherein when the polarity of the current has not changed for a certain period, it is determined that all the outputs of the inverter have lost phase.
各アームの上側又は下側の整流素子に流れる電流の極性を検出し、
ある一定期間、前記電流の極性が変化しなかったアームがあった場合に、インバータの出力のうち極性が変化しなかった前記アームに接続される出力が欠相したと判定することを特徴とするインバータ装置の欠相検出方法。 In the phase loss detection method for detecting phase loss of an inverter device comprising a plurality of sets of arms having a connection point as an output by connecting two rectifier elements connected in reverse parallel to a switching element between a positive electrode and a negative electrode of a DC power supply,
Detect the polarity of the current flowing through the rectifier on the upper or lower side of each arm,
When there is an arm whose polarity of the current has not changed for a certain period, it is determined that an output connected to the arm whose polarity has not changed among the outputs of the inverter is out of phase. Inverter phase loss detection method.
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