JP2016178739A - Power conversion device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば電動機を駆動するインバータ装置やコンバータ装置、サーボアンプ等の電力変換装置に関し、詳しくは、制御電源部の故障診断を行って制御電源を遮断する故障診断機能と、装置を安全に停止させるための安全機能とを備えた電力変換装置に関するものである。 The present invention relates to a power conversion device such as an inverter device, a converter device, or a servo amplifier that drives an electric motor, for example. The present invention relates to a power conversion device having a safety function for stopping.
工場等に設置される各種のファンやポンプ、エレベータ、ビルの機械室、製造装置の駆動部分等には電動機が多用されており、これらの電動機は、通常、インバータ装置やサーボアンプ等のパワーエレクトロニクスを用いた電力変換装置によって駆動されている。
この種の電力変換装置に故障等が発生すると、場合によっては電力変換装置や電動機等の破損を招き、周囲の作業員や設備の利用者に危険を及ぼすおそれがある。
Electric motors are widely used in various fans and pumps installed in factories, elevators, machine rooms in buildings, drive parts of manufacturing equipment, etc., and these electric motors are usually power electronics such as inverter devices and servo amplifiers. It is driven by the power conversion device using.
If a failure or the like occurs in this type of power conversion device, the power conversion device or the electric motor may be damaged depending on the situation, which may cause danger to surrounding workers and users of the equipment.
このような背景から、世界各国では、電力変換装置を用いた電動機駆動システムに対して、国際標準規格に基づいた安全機能を備えることを要求している。この安全機能は、例えば電力変換装置の制御電源部が故障して過電圧等の異常が発生した場合にも確保されなくてはならず、アプリケーションに応じて故障に対する安全性の要求レベルも異なっている。
このため、電動機駆動システムの安全性を一層向上させるためには、制御電源部に対する高精度な故障診断機能と、故障発生時に主電源の遮断、駆動部の動作停止等を速やかに行って装置を安全に停止させる安全機能とを備えることが重要である。
Against this background, countries around the world are demanding that motor drive systems using power converters have safety functions based on international standards. This safety function must be ensured even when, for example, the control power supply unit of the power conversion device fails and an abnormality such as overvoltage occurs, and the required level of safety against failure varies depending on the application. .
For this reason, in order to further improve the safety of the motor drive system, a highly accurate failure diagnosis function for the control power supply unit, and when the failure occurs, the main power supply is shut off and the drive unit operation is stopped quickly. It is important to have a safety function to stop safely.
ここで、図5は、電力変換装置において様々な演算処理を行うCPUの電源回路の故障・異常を検出して所定の安全動作・保護動作を行うようにした従来技術であり、特許文献1に記載されているものである。
この従来技術では、同一の演算処理を実行可能な二つのCPU71A,71Bと、これらの電源回路(制御電源回路)72A,72Bと、電源電圧供給・遮断用のスイッチ73A,73Bと、電源電圧の異常を検出する電圧異常検出回路74A,74Bと、を備えている。なお、SA,SBは、各CPU間の動作情報や制御情報を含む信号、XA,XBは電圧異常検出信号、YA,YBはスイッチ73A,73Bの開閉信号である。
Here, FIG. 5 is a prior art in which a failure / abnormality of a power supply circuit of a CPU that performs various arithmetic processes in a power conversion device is detected and a predetermined safe operation / protection operation is performed. It is described.
In this prior art, two
以下に、図5の動作を説明する。
まず、スイッチ73A,73BをオンしてCPU71A,71Bに電源電圧を供給している状態で、例えばCPU71Aをメイン系(稼動系)、CPU71Bをサブ系(待機系)とし、CPU71Aが所定の演算処理を実行しているものとする。この状態で電源回路72Aが故障してCPU71Aの電源電圧が過電圧になると、電圧異常検出回路74Aが電圧異常検出信号XAをサブ系のCPU71Bに送信する。
サブ系のCPU71Bは、受信した電圧異常検出信号XAによってメイン系の電源回路72Aの故障を認識し、遮断信号YAによりスイッチ73Aを遮断してCPU71Aの動作を停止すると共に、以後はCPU71Bがメイン系となって演算処理を続行する。
The operation of FIG. 5 will be described below.
First, in a state in which the
The
以上の動作により、電源電圧の過電圧に起因したCPU71Aの故障や破損を未然に防ぐことができる。
CPU71B側の電源回路72Bが故障した場合の動作も、上記と同様である。
With the above operation, it is possible to prevent a failure or breakage of the
The operation when the
図5に示した従来技術では、二つのCPU71A,CPU71Bにより冗長化した演算処理システムのそれぞれについて電源電圧の異常を監視し、対応させている。このため、二つのスイッチ73A,73B及び電圧異常検出回路74A,74Bが必要になり、回路構成が複雑化、大型化してコストも高くなるという問題がある。なお、電源回路72A,72Bを個別に備えているのは、所定の機能安全規格に対応させるためである。
In the prior art shown in FIG. 5, the abnormality of the power supply voltage is monitored and associated with each of the arithmetic processing systems made redundant by the two
また、図5の従来技術によると、スイッチ73Aまたは73Bの故障、例えば短絡故障自体を検出することができない。従って、例えば電源回路72Aが故障して過電圧が印加された状態でスイッチ73Aが短絡故障するような、いわゆる重複故障が発生すると、CPU71Aや周辺回路、負荷等を過電圧から保護することができなくなる。
Further, according to the prior art of FIG. 5, a failure of the
更に、他の従来技術として、制御電源部の故障診断機能及び安全機能を備えた電力変換装置が知られている。図6は、この電力変換装置における制御電源電圧の供給経路を主体としたブロック図である。 Furthermore, as another conventional technique, a power conversion device having a failure diagnosis function and a safety function of a control power supply unit is known. FIG. 6 is a block diagram mainly showing a control power supply voltage supply path in this power converter.
図6において、制御電源部10が出力する電源電圧は演算処理部50に供給され、演算処理部50は所定の演算処理を行ってPWM信号を生成する。このPWM信号はインバータ装置を構成する半導体スイッチング素子等を備えた駆動部60に送られ、駆動部60は、半導体スイッチング素子をオン・オフさせて電動機(図示せず)等の負荷を駆動する。
In FIG. 6, the power supply voltage output from the control
一方、制御電源部10からの制御電源電圧は、電源診断部20、安全診断部30及び***40にも供給されている。
電源診断部20は制御電源電圧を監視しており、所定値を超える過電圧を検出すると、遮断スイッチとしての半導体素子の動作により電源供給経路を遮断して後続の安全診断部30及び***40を過電圧から保護する。同時に、演算処理部50に信号を送り、PWM信号の出力を停止させて駆動部60の動作を停止させる。
On the other hand, the control power supply voltage from the control
The power
***40は、制御電源部10以外の箇所の故障(例えば、駆動部60内の半導体スイッチング素子の短絡故障等)が発生した時に、駆動部60に供給される主電源を遮断することにより、電力変換装置及び電動機の運転を安全に停止させると共に、必要に応じて警報を表示または外部へ伝送する機能を有している。安全診断部30は、***40の故障診断を行うためのものである。
The
上記の構成において、制御電源部10の故障により想定を超える過電圧が発生した場合にも、後続の電源診断部20等に過電圧を波及させることなく安全診断部30及び***40が本来の機能を果たすためには、これらの回路を設計する際に過電圧を許容できるようにするか、あるいは、過電圧を確実に遮断する手段が必要である。
過電圧を許容可能な回路を設計する場合には、低耐圧かつ汎用の集積回路部品(演算処理装置、コンパレータ等)や半導体素子(トランジスタ、FET等)を用いた設計が困難になり、多大なコストを必要とする。
In the above configuration, even when an overvoltage exceeding an assumption occurs due to a failure of the control
When designing a circuit that can tolerate overvoltage, it becomes difficult to design using low-voltage and general-purpose integrated circuit components (arithmetic processing unit, comparator, etc.) and semiconductor elements (transistors, FETs, etc.) Need.
そこで、従来では、前述したように、制御電源部10の故障により発生した過電圧を電源診断部20内のコンパレータ等により検出し、遮断スイッチを動作させて後続の各部を保護する方法がとられている。
しかしながら、このような方法をとる場合において、電源診断部20内の遮断スイッチに短絡故障が発生すると、たちまち後続の安全診断部30や***40を過電圧から保護できなくなり、***40等による安全機能を果たすことが困難になる。
Therefore, conventionally, as described above, a method has been adopted in which an overvoltage generated due to a failure of the control
However, when such a method is adopted, if a short-circuit failure occurs in the cutoff switch in the power
そこで、本発明の解決課題は、制御電源部の故障時に過電圧等を遮断するための遮断手段の状態診断機能を備え、制御電源部の故障や遮断手段の故障が重複して発生した場合にも、後続の回路を保護しつつ装置を安全に停止可能とした電力変換装置を提供することにある。 Therefore, the problem to be solved by the present invention is that it has a state diagnosis function of the shut-off means for shutting off overvoltage or the like when the control power supply unit fails, and even when the failure of the control power supply unit or the shut-off means occurs repeatedly Another object of the present invention is to provide a power conversion device that can safely stop the device while protecting subsequent circuits.
上記課題を解決するため、請求項1に係る発明は、半導体スイッチング素子の動作により電力変換を行って負荷を駆動する駆動部と、前記半導体スイッチング素子を制御するための制御信号を生成する演算処理部と、故障発生時に装置の運転を停止させて安全を確保するための***と、少なくとも前記演算処理部及び前記***に制御電源電圧を供給する制御電源部と、前記制御電源部の故障による制御電源電圧の異常発生時に内部の遮断手段を動作させて制御電源電圧の供給を遮断する電源診断部と、を備えた電力変換装置において、
前記電源診断部は、前記演算処理部から出力される診断信号と前記電源診断部から出力される監視電圧とを用いて前記遮断手段の開閉を制御するように構成され、
前記演算処理部は、前記診断信号の論理と、前記監視電圧のレベルに応じた安全電源信号の論理と、に基づいて前記遮断手段の故障の有無を診断し、前記遮断手段の故障と診断したときに、前記制御信号による前記駆動部の動作を停止させるものである。
In order to solve the above problems, the invention according to
The power supply diagnosis unit is configured to control opening and closing of the shut-off unit using a diagnosis signal output from the arithmetic processing unit and a monitoring voltage output from the power supply diagnosis unit,
The arithmetic processing unit diagnoses the presence or absence of the failure of the shut-off means based on the logic of the diagnostic signal and the logic of the safety power supply signal according to the level of the monitoring voltage, and diagnoses the failure of the shut-off means Sometimes, the operation of the drive unit by the control signal is stopped.
請求項2に係る発明は、請求項1に記載した電力変換装置において、前記電源診断部は、前記制御電源部から前記***側に至る制御電源供給経路に直列に接続された前記遮断手段としての遮断スイッチと、前記監視電圧と所定の基準電圧とを入力として前記遮断スイッチを開閉制御するコンパレータと、前記診断信号の論理に応じて前記基準電圧のレベルを切り換える基準電圧切換スイッチと、を備えたものである。 According to a second aspect of the present invention, in the power conversion device according to the first aspect, the power diagnosis unit is configured as the blocking means connected in series to a control power supply path extending from the control power source to the safety unit. A shut-off switch, a comparator that controls the shut-off switch to open and close with the monitoring voltage and a predetermined reference voltage as inputs, and a reference voltage changeover switch that switches the level of the reference voltage in accordance with the logic of the diagnostic signal. It is a thing.
請求項3に係る発明は、請求項1または2に記載した電力変換装置において、前記***は、前記制御電源部以外の箇所に故障が発生したときに装置の運転を停止させて安全を確保するものである。 The invention according to claim 3 is the power conversion device according to claim 1 or 2, wherein the safety unit secures safety by stopping the operation of the device when a failure occurs in a place other than the control power supply unit. To do.
請求項4に係る発明は、請求項1〜3の何れか1項に記載した電力変換装置において、前記***の状態を診断する安全診断部を更に備え、前記安全診断部の制御電源を前記制御電源部から供給するものである。
The invention according to claim 4 is the power conversion device according to any one of
本発明によれば、制御電源部の故障診断機能のほか、電源診断部内の遮断手段の状態を診断する機能も備えたことにより、制御電源部の故障や遮断手段の故障が重複して発生した場合にも、後続の回路を保護しつつ装置を安全に停止させることができる。
また、本発明では、図5に示したように電源電圧の異常検出回路や遮断用のスイッチを冗長化させる従来技術に比べて回路規模を小さくすることができるため、省スペース化及びコストの低減が可能である。
According to the present invention, in addition to the failure diagnosis function of the control power supply unit, the function of diagnosing the state of the interruption means in the power supply diagnosis unit is also provided, so that the failure of the control power supply unit and the failure of the interruption means occurred repeatedly. Even in this case, the apparatus can be safely stopped while protecting subsequent circuits.
Further, in the present invention, as shown in FIG. 5, the circuit scale can be reduced as compared with the prior art in which the power supply voltage abnormality detection circuit and the cut-off switch are made redundant, so that space saving and cost reduction are achieved. Is possible.
以下、図に沿って本発明の実施形態を説明する。
図1は、本実施形態に係る電力変換装置における、制御電源電圧の供給経路を中心としたブロック図である。図1において、図6に示した各部と同一機能を有するものについては同一の符号を付してあり、以下では、図6との相違点を中心として本実施形態の構成及び機能を説明する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram centering on a control power supply voltage supply path in the power conversion apparatus according to the present embodiment. 1, components having the same functions as those shown in FIG. 6 are denoted by the same reference numerals, and the configuration and functions of this embodiment will be described below with a focus on differences from FIG.
この実施形態では、制御電源部10と安全診断部30との間に接続された電源診断部20Aの機能、及び、演算処理部50Aの機能が図6と異なっている。
すなわち、電源診断部20Aからは、その出力電圧(監視電圧)に応じたレベル(論理レベルまたは電圧レベル)の安全電源信号S2が演算処理部50Aに入力され、演算処理部50Aから出力される診断信号S1が電源診断部20Aに入力されている。
診断信号S1は、演算処理部50Aの出力論理に応じてHighレベル(以下、単にHレベルという)またはLowレベル(以下、単にLレベルという)となり、診断信号S1のフィードバック信号に相当する安全電源信号S2は、電源診断部20Aの状態(言い換えれば後述する遮断スイッチ23の状態)に応じてLレベルまたはHレベルとなる。
In this embodiment, the function of the power
That is, from the
Diagnostic signals S 1 has, High level in accordance with the output logic of the
図2は、電源診断部20Aの構成を示すブロック図である。
図2において、制御電源部10と安全診断部30との間には、遮断スイッチ23としてのpnp型トランジスタのエミッタ、コレクタが順に接続されている。遮断スイッチ23のコレクタ電圧は、監視電圧としてコンパレータ21の非反転入力端子に入力されており、コンパレータ21の反転入力端子には基準電圧が入力されている。また、コンパレータ21の出力端子は遮断スイッチ23のベースに接続されている。
上記基準電圧は、制御電源部10から出力される制御電源電圧(監視電圧)の過電圧設定値に等しくなっており、制御電源部10の正常時には監視電圧<基準電圧(過電圧設定値)という関係にある。
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of the power
In FIG. 2, an emitter and a collector of a pnp-type transistor as the
The reference voltage is equal to the overvoltage setting value of the control power supply voltage (monitoring voltage) output from the control
一方、演算処理部50Aから出力される診断信号S1は、npn型トランジスタ22のベースに加えられており、このトランジスタ22のコレクタはコンパレータ21の反転入力端子に接続され、エミッタは接地されている。
なお、トランジスタ22は、そのオン、オフによって前記基準電圧のレベルを切り換える作用を果たすため、請求項における基準電圧切換スイッチに相当している。
On the other hand, the diagnostic signal S 1 output from the
The
次に、この実施形態における通常運転時の動作、及び、制御電源部10の故障時の保護動作(遮断動作)について説明する。
制御電源部10及び遮断スイッチ23が正常に動作している場合、電力変換装置の通常運転時には遮断スイッチ23がONしている。この時、演算処理部50Aから出力される診断信号S1はLレベルであってトランジスタ22はOFFしているので、コンパレータ21の反転入力端子には監視電圧より大きい基準電圧が入力されている。従って、コンパレータ21の出力はLレベルであり、遮断スイッチ23はON状態が維持されている。
Next, the operation at the time of normal operation in this embodiment and the protection operation (cut-off operation) at the time of failure of the control
When the control
この状態では、安全診断部30及び***40に適正な電源電圧が供給されるため、制御電源部10以外の故障(例えば、駆動部60内の半導体スイッチング素子の短絡故障等)が発生した場合には、***40が動作して駆動部60の主電源を遮断する安全機能を働かせることができる。また、必要に応じて、警報を表示または外部へ伝送することも可能である。
In this state, since an appropriate power supply voltage is supplied to the
制御電源部10の故障により制御電源電圧が過電圧になり、監視電圧が基準電圧を超えると、コンパレータ21の出力がHレベルに反転して遮断スイッチ23がOFFする。すなわち、電源診断部20A内の電源供給経路が遮断されるため、電源診断部20Aの構成部品や後続の安全診断部30及び***40を過電圧から保護することができる。また、遮断スイッチ23をOFFさせた後に、制御電源部10自体の動作を停止させてもよい。
なお、図2の構成では、演算処理部50Aと制御電源部10との間にスイッチが存在せず、演算処理部50Aには制御電源電圧が常に供給されているため、演算処理部50Aには、高耐圧の部品や素子を用いることが望ましい。
When the control power supply voltage becomes an overvoltage due to the failure of the control
In the configuration of FIG. 2, there is no switch between the
次いで、演算処理部50Aが実行する電源診断部20Aの診断動作、詳しくは遮断スイッチ23の診断動作を、図3,図4を参照しつつ説明する。これらの図は、電力変換装置の起動時における診断シーケンスであり、図3は遮断スイッチ23が正常である場合、図4は遮断スイッチ23が故障している場合を示している。
Next, the diagnosis operation of the power
この種の電力変換装置において、電動機の運転停止時には、省エネルギーを目的として主電源を遮断し、制御電源のみを供給しておく場合がある。このため、図3,図4では、主電源がOFFし、制御電源がONしている期間を中心に示しており、この期間では、主電源が供給されていないため駆動部60による電動機の運転は不可能である一方、演算処理部50Aは、電源診断部20Aの状態を定期的に診断することができる。
In this type of power conversion device, when the operation of the motor is stopped, there is a case where the main power supply is cut off for the purpose of energy saving and only the control power supply is supplied. For this reason, FIGS. 3 and 4 mainly show a period in which the main power supply is OFF and the control power supply is ON. During this period, since the main power is not supplied, the driving
以下の表1は、演算処理部50Aによる診断動作及びその結果を場合分けして示したものであり、この表1を参照しつつ説明を続ける。
まず、図3において、前述のごとく遮断スイッチ23がONされている状態で、演算処理部50Aが時刻t1においてHレベルの診断信号S1を出力する。これにより、電源診断部20A内のトランジスタ22がONするので、コンパレータ21の反転入力端子の電位は接地電位となる。このとき、監視電圧はHレベルであるからコンパレータ21の出力はHレベルとなり、遮断スイッチ23が短絡故障していなければ遮断スイッチ23がOFFし、安全電源信号S2はLレベルとなる。
この動作は表1における状態1に相当しており、演算処理部50Aは、診断信号S1がHレベルであるときに、電源診断部20Aからのフィードバック信号である安全電源信号S2がLレベルになったことから、遮断スイッチ23が短絡故障しておらず正常であることを認識する。
First, in FIG. 3, with the cut-
This operation is equivalent to the
次に、演算処理部50Aは、図3の時刻t2において診断信号S1をLレベルに反転させる。これにより、トランジスタ22がOFFするので、コンパレータ21の反転入力端子の電位は基準電圧に等しくなる。このとき、監視電圧はLレベルのままであるから、コンパレータ21の出力はLレベルとなり、遮断スイッチ23が開放故障していなければ遮断スイッチ23がONし、安全電源信号S2はHレベルとなる。
この動作は表1における状態2に相当しており、演算処理部50Aは、診断信号S1がLレベルであるときに、電源診断部20Aからのフィードバック信号である安全電源信号S2がHレベルになったことから、遮断スイッチ23が開放故障しておらず正常であることを認識する。
Next, the
This operation is equivalent to the state 2 in Table 1, the
以上のように、遮断スイッチ23が短絡故障及び開放故障しておらず、正常に動作していることが確認されれば、その後に主電源をONして駆動部60へ電源電圧を供給することにより、駆動部60による負荷の運転が可能になる。
As described above, if it is confirmed that the
図4は、遮断スイッチ23が短絡故障または開放故障している場合の診断シーケンスである。
図4の時刻t1において診断信号S1をHレベルに変化させても、安全電源信号S2が引き続きHレベルである場合には、コンパレータ21の出力がHレベルであるにも関わらず遮断スイッチ23がONのままであることが想定される。この動作は表1における状態3に相当しており、演算処理部50Aは、診断信号S1及び安全電源信号S2が何れもHレベルであることから、遮断スイッチ23が短絡故障していると診断することができる。
よって、演算処理部50Aは、PWM信号を生成せず、電力変換装置を起動できない状態へ直ちにシステムダウンさせると共に、必要に応じて警報表示等を行って点検を促せばよい。
FIG. 4 is a diagnostic sequence in the case where the
Even when the diagnostic signals S 1 is changed to H level at time t 1 in FIG. 4, when the safety power signal S 2 is still H level, the cutoff switch the output of the comparator 21 even though it is H level It is assumed that 23 remains ON. This operation is equivalent to the state 3 in Table 1, the
Therefore, the
また、図4の時刻t2以降のように、診断信号S1をLレベルに変化させた時に安全電源信号S2もLレベルである場合には、コンパレータ21の出力がLレベルであるにも関わらず遮断スイッチ23がOFFのままであることが想定される。この動作は表1における状態4に相当しており、演算処理部50Aは、診断信号S1及び安全電源信号S2が何れもLレベルであることから、遮断スイッチ23が開放故障していると診断することができる。
この場合にも、演算処理部50Aは電力変換装置を直ちにシステムダウンさせる処理を実行する。
Further, as the time t 2 after the 4, if it is safe power supply signal S 2 also L level when changing the diagnostic signals S 1 to L level, also the output of the comparator 21 is L level Regardless, it is assumed that the
Also in this case, the
なお、図4のシーケンスは、遮断スイッチ23の短絡故障及び開放故障を便宜的に同じ時間軸上にまとめて表したものであり、同一の遮断スイッチ23について短絡故障と開放故障とが連続的に発生するような事態を想定したものではない。
Note that the sequence of FIG. 4 shows short-circuit faults and open-circuit faults of the cut-
以上のように、この実施形態によれば、制御電源部10の過電圧監視と電源遮断による回路の保護動作だけでなく、電源遮断部20A内の遮断スイッチ23の状態を診断することが可能である。このため、制御電源部10の故障による過電圧印加と遮断スイッチ23の短絡故障または開放故障が重複して発生したような場合でも、これら複数の故障を速やかに検出して装置を安全に停止させることができ、信頼性の高いシステムを提供することができる。
As described above, according to this embodiment, it is possible to diagnose the state of the
なお、上記実施形態では、制御電源部10の電源電圧が過電圧となる故障を想定しているが、電源電圧が不足電圧となる場合にも、電源診断部の回路構成や診断信号、安全電源信号の論理等を適宜変更すれば、前記同様に遮断スイッチ23を開閉制御しつつその短絡故障、開放故障を診断可能な電力変換装置を構成することが可能である。
In the above embodiment, it is assumed that the power supply voltage of the control
本発明は、電力変換の形態(交流電力または直流電力)や相数(単相または多相)に関わらず、いわゆるインバータ装置やコンバータ装置等、各種の電力変換装置に利用することができる。 The present invention can be used for various power conversion devices such as so-called inverter devices and converter devices regardless of the form of power conversion (AC power or DC power) and the number of phases (single-phase or multi-phase).
10:制御電源部
20A:電源診断部
21:コンパレータ
22:トランジスタ
23:遮断スイッチ
30:安全診断部
40:***
50A:演算処理部
60:駆動部
10: Control
上記課題を解決するため、請求項1に係る発明は、半導体スイッチング素子の動作により電力変換を行って負荷を駆動する駆動部と、前記半導体スイッチング素子を制御するための制御信号を生成する演算処理部と、故障発生時に装置の運転を停止させて安全を確保するための***と、少なくとも前記演算処理部及び前記***に制御電源電圧を供給する制御電源部と、前記制御電源部の故障による制御電源電圧の異常発生時に内部の遮断手段を動作させて制御電源電圧の供給を遮断する電源診断部と、を備えた電力変換装置において、
前記電源診断部は、前記演算処理部から出力される診断信号と前記電源診断部から出力される監視電圧とを用いて前記遮断手段の開閉を制御するように構成され、
前記演算処理部は、前記遮断手段が閉状態で、前記診断信号の論理をアクティブに変化させたときに、前記監視電圧のレベルに応じた安全電源信号がアクティブである場合、及び、前記遮断信号が開状態で、前記診断信号の論理を非アクティブに変化させたときに、前記安全電源信号が非アクティブである場合に、前記遮断手段の故障と診断し、前記遮断手段の故障と診断したときに、前記制御信号による前記駆動部の動作を停止させるものである。
In order to solve the above problems, the invention according to
The power supply diagnosis unit is configured to control opening and closing of the shut-off unit using a diagnosis signal output from the arithmetic processing unit and a monitoring voltage output from the power supply diagnosis unit,
The arithmetic processing unit is configured such that when the shut-off means is closed and the logic of the diagnostic signal is changed to active, a safety power supply signal corresponding to the level of the monitoring voltage is active, and the shut-off signal When the safety signal is inactive when the logic of the diagnostic signal is changed to inactive in the open state, and the failure of the shut-off means is diagnosed and the fault of the shut-off means is diagnosed In addition, the operation of the drive unit by the control signal is stopped.
Claims (4)
前記電源診断部は、前記演算処理部から出力される診断信号と前記電源診断部から出力される監視電圧とを用いて前記遮断手段の開閉を制御するように構成され、
前記演算処理部は、前記診断信号の論理と、前記監視電圧のレベルに応じた安全電源信号の論理と、に基づいて前記遮断手段の故障の有無を診断し、前記遮断手段の故障と診断したときに、前記制御信号による前記駆動部の動作を停止させることを特徴とする電力変換装置。 A drive unit that performs power conversion by the operation of the semiconductor switching element to drive a load, an arithmetic processing unit that generates a control signal for controlling the semiconductor switching element, and stops the operation of the apparatus when a failure occurs, thereby ensuring safety. A safety unit for securing, a control power supply unit for supplying a control power supply voltage to at least the arithmetic processing unit and the safety unit, and an internal shut-off means when a control power supply voltage abnormality occurs due to a failure of the control power supply unit In the power converter provided with a power supply diagnosis unit that cuts off the supply of the control power supply voltage,
The power supply diagnosis unit is configured to control opening and closing of the shut-off unit using a diagnosis signal output from the arithmetic processing unit and a monitoring voltage output from the power supply diagnosis unit,
The arithmetic processing unit diagnoses the presence or absence of the failure of the shut-off means based on the logic of the diagnostic signal and the logic of the safety power supply signal according to the level of the monitoring voltage, and diagnoses the failure of the shut-off means Sometimes, the operation of the drive unit by the control signal is stopped.
前記電源診断部は、
前記制御電源部から前記***側に至る制御電源供給経路に直列に接続された前記遮断手段としての遮断スイッチと、
前記監視電圧と所定の基準電圧とを入力として前記遮断スイッチを開閉制御するコンパレータと、
前記診断信号の論理に応じて前記基準電圧のレベルを切り換える基準電圧切換スイッチと、
を備えたことを特徴とする電力変換装置。 In the power converter device according to claim 1,
The power diagnosis unit
A cutoff switch as the cutoff means connected in series to a control power supply path from the control power source to the safety part;
A comparator that controls opening and closing of the cutoff switch with the monitoring voltage and a predetermined reference voltage as inputs;
A reference voltage changeover switch for switching the level of the reference voltage according to the logic of the diagnostic signal;
A power conversion device comprising:
前記***は、前記制御電源部以外の箇所に故障が発生したときに装置の運転を停止させて安全を確保することを特徴とする電力変換装置。 In the power converter device according to claim 1 or 2,
The safety unit secures safety by stopping the operation of the device when a failure occurs in a place other than the control power supply unit.
前記***の状態を診断する安全診断部を更に備え、前記安全診断部の制御電源を前記制御電源部から供給することを特徴とする電力変換装置。 In the power converter device given in any 1 paragraph of Claims 1-3,
The power conversion device further comprising a safety diagnosis unit for diagnosing the state of the safety unit, wherein the control power supply of the safety diagnosis unit is supplied from the control power supply unit.
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