JP2540877B2 - インバ―タの始動方法 - Google Patents

インバ―タの始動方法

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JP2540877B2
JP2540877B2 JP62216581A JP21658187A JP2540877B2 JP 2540877 B2 JP2540877 B2 JP 2540877B2 JP 62216581 A JP62216581 A JP 62216581A JP 21658187 A JP21658187 A JP 21658187A JP 2540877 B2 JP2540877 B2 JP 2540877B2
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Description

【発明の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 本発明はPAM制御方式のインバータを始動するインバ
ータの始動方法に関する。
B.発明の概要 本発明は、順変換器,電圧制御用のチョッパ回路およ
び逆変換器を備えPAM制御により駆動されるインバータ
の始動方法において、 逆変換器側の平滑用コンデンサに蓄積された電気エネ
ルギーが所定の設定電気量よりも大きいとき、該電気エ
ネルギーをチョッパ回路の制御により順変換器側の平滑
用コンデンサへ回生し、前記電気エネルギーを所定の設
定電気量以下に減少させた後逆変換器を駆動制御するこ
とにより、 逆変換器側平滑用コンデンサの蓄積エネルギーを放
電,消費させるための放電抵抗やインバータの運転停止
条件として用いられるマグネットスイッチ等を不要にし
て信頼性の向上および装置の小型化を図るとともに、始
動時のV/F制御ずれによるインバータの過電流停止を防
止したものである。
C.従来の技術 従来、PAM(パルス振幅変調)制御により駆動される
インバータは、例えば第3図に示すように構成されてい
た。第3図において1は3相交流電力を直流電力に変換
する順変換器であり、ダイオードを3相ブリッジ接続し
て構成される。順変換器1の正側出力端は、突入電流制
御用抵抗R1および短絡用電磁接触器の接点Mg1から成る
並列回路を介して、チョッパ回路2を構成する第1のト
ランジスタTR1のコレクタに接続されている。トランジ
スタTR1のコレクタ,エミッタ間には図示極性のダイオ
ードD1が接続されている。トランジスタTR1のエミッタ
は電流検出器(ホールCT)HCT1およびリップル平滑用イ
ンダクタンスLを介して直流電力を交流電力に変換する
逆変換器3の正極端に接続されている。逆変換器3は6
個のトランジスタを3相ブリッジ接続して構成されてい
る。逆変換器3の負極端と順変換器1の負側出力端は直
流負極母線Nを介して共通接続されている。抵抗R1およ
びトランジスタTR1の共通接続点4と直流負極母線Nの
間には、リップル平滑用コンデンサC1が接続されてい
る。トランジスタTR1および電流検出器HCT1共通接続点
5と直流負極母線Nの間には、チョッパ回路2を構成す
る第2のトランジスタTR2および図示極性のダイオードD
2が並列に接続されている。リップル平滑用インダクタ
ンスLおよび逆変換器3の共通接続点6と直流負極母線
Nの間には、リップル平滑用コンデンサC2と、電磁接触
器の接点Mg2および抵抗R2から成る直列回路とが並列に
接続さている。前記順変換器1の直流出力電圧はチョッ
パ回路2によって電圧制御されてリップル平滑用コンデ
ンサC2に印加される。逆変換器3は前記コンデンサC2
蓄積された直流エネルギーを交流変換し負荷(図示省
略)に供給する。
D.発明が解決しようとする問題点 上記のように構成されたインバータの始動方法は、電
磁接触器の接点Mg2をインバータの運転が停止している
ことを条件に閉成し、トランジスタTR1からの漏れおよ
び故障トリップ時に蓄積されたコンデンサC2の電荷を放
電させ抵抗R2で消費し、その後にインバータの始動を行
うようにしている。このように第3図の始動方法によれ
ばインバータの運転停止時におけるコンデンサC2の蓄積
エネルギーを放電,消費させるために電磁接触器や放電
抵抗が必要となり、主回路の部品点数が多くなって装置
全体が大型化するとともにコストが割高となってしま
う。また、放電抵抗の電力消費にともなう発熱により装
置内の温度が上昇するとともに、コンデンサC2の充電電
力を有効に利用することができないという問題点があっ
た。
また、前記放電抵抗を用いずに始動を行った場合は、
コンデンサC2に蓄積された電荷によって電圧Vと周波数
Fの比を制御するV/F制御が大きくずれてしまい、過電
流によりインバータが正常にスタートしない恐れがあ
る。
本発明は上記の点に鑑みてなされたものでその目的
は、放電抵抗やマグネットスイッチ等を用いなくてもV/
Fずれを生じることなくインバータを始動させることが
できるインバータの始動方法を提供することにある。
E.問題点を解決するための手段 本発明は、交流電力を直流交換する順変換器の正側出
力端を、チョッパ回路用の第1のトランジスタおよび平
滑用インダクタンスを順次直列に介して、直流電力を交
流変換する逆変換器の正側入力端に接続し、前記順変換
器の正負出力端間に第1の平滑用コンデンサを接続する
とともに、前記逆変換器の正負入力端間に第2の平滑用
コンデンサを接続し、チョッパ回路用のダイードを、カ
ソードが前記順変換器側に、アノードが前記逆変換器側
になるように、前記第1のトランジスタに並列接続し、
前記第1のトランジスタおよび平滑用インダクタンスの
共通接続点と直流負極母線の間にチョッパ回路用の第2
のトランジスタを接続して構成されたPAM制御方式のイ
ンバータを始動するインバータの始動方法において、イ
ンバータの始動時に、前記第2の平滑用コンデンサに蓄
積された電気エネルギーが所定の設定電気量よりも大き
いときは、前記チョッパ回路の第1のトランジスタをオ
フ制御した後に第2のトランジスタをチョッパ制御する
ことによって、前記第2の平滑用コンデンサに蓄積され
た電気エネルギーを前記第1の平滑用コンデンサに回生
せしめ、前記第2の平滑用コンデンサに蓄積された電気
エネルギーが所定の設定電気量以下になったときは、前
記チョッパ回路の第1のトランジスタをオン制御した後
に、前記逆変換器を駆動制御することを特徴としてい
る。
F.実施例 以下、図面を参照しながら本発明の一実施例を説明す
る。第1図(a),(b)において第3図と同一部分は
同一符号を持って示し、その説明は省略する。第1図
(a)は本発明の実施例を適用した場合のインバータの
主回路構成を示しており、第3図と異なる点は前記電磁
接触器の接点Mg2および放電用の抵抗R2を除去するとと
もに、抵抗R1およびトランジスタTR1の共通接続点4と
直流負極母線Nの間に抵抗R3およびトランジスタTR3
ら成る回生放電回路7を接続し、且つ前記共通接続点6
と逆変換器3を結ぶ電路に電流検出器(ホールCT)HCT2
を介挿した点にあり、その他の部分は第3図と同一に構
成されている。前記回生放電回路7はインバータの運転
中に例えば発電制動を行ったときのエネルギーを回生す
るための回路である。第1図(b)は本発明の始動方法
を実行するための制御回路であり、CPはヒステリシス効
果を有し過電流制限機能を持ったコンパレータである。
コンパレータCPの反転入力端には抵抗R4を介して前記電
流検出器HCT1の検出出力が入力される。コンパレータCP
の非反転入力端には制御電源電圧+15Vを抵抗R5,R6で分
圧した基準電圧が印加される。コンパレータCPの非反転
入力端と出力端の間には抵抗R7が接続されている。コン
パレータCPの出力(電流検出器HCT1の検出出力と前記基
準電圧との偏差分)はアンド回路8の一方の入力端に供
給される。アンド回路8の他方の入力端にはインバータ
の運転指令(ゲートON信号)が図示しないマイコンから
供給される。アンド回路8の出力信号は前記チョッパ回
路2の制御回路のチョッパゲート9にオン,オフ制御信
号として供給される。チョッパゲート9の出力信号はド
ライバー10a,10bを介して前記チョッパ回路2のトラン
ジスタTR1,TR2のベースに供給される。
次に上記のように構成された回路を用いてインバータ
を始動する場合の動作を第2図のタイムチャートととも
に説明する。いまインバータの運転は停止しており、リ
ップル平滑用コンデンサC2には所定量の電荷が蓄積され
ているものとする。まず時刻t1において図示しないマイ
コンからインバータを始動させるための運動指令信号
(「H」レベル信号)がアンド回路8の他方の入力端に
供給される。ここで電流検出器HCT1の検出出力(コンデ
ンサC2の蓄積エネルギー量に比例する電気信号)がコン
パレータCPの非反転入力端に印加される基準電圧よりも
大きいと、コンパレータCPの偏差出力は「L」レベルと
なっている。このためアンド回路8の出力は「L」レベ
ル信号となり、チョッパゲート9の出力に基づいてドラ
イバー10aはチョッパ回路2のトランジスタTR1をオフ制
御する。このようにトランジスタTR1をオフ制御した後
は、トランジスタTR2をチョッパ制御してコンデンサC2
の蓄積エネルギーを、インダクタンスL,電流検出器HCT1
およびダイオードD1を介して順変換器1側のリップル平
滑用コンデンサC1に回生する。この回生動作は例えばト
ランジスタTR2のオンとオフを交互に繰り返して行われ
る。すなわちトランジスタTR2をオン制御すれば、コン
デンサC2の電荷がインダクタンスL,電流検出器HCT1およ
びトランジスタTR2を介して放出され、そのときインダ
クタンスLにエネルギーが蓄積される。次にトランジス
タTR2をオフ制御すれば、コンデンサC2およびインダク
タンスLに蓄積されたエネルギーは電流検出器HCT1およ
びダイオードD1を介してコンデンサC1に供給されるもの
である。このようにして逆変換器3側のリップル平滑用
コンデンサC2の蓄積エネルギーが順変換器1側のリップ
ル平滑用コンデンサC1に回生されると、コンデンサC2
端子電圧が下がって電流検出器HCT1の検出出力がコンパ
レータCPの非反転入力端に印加される基準電圧よりも小
さくなる。このためコンパレータCPの偏差出力が「H」
レベルとなってアンド回路8の出力も「H」レベルに反
転する。すると時刻t2において、ドライバー10aがチョ
ッパゲート9の出力に基づいてチョッパ回路2のトラン
ジスタTR1をオン制御するとともに、逆変換器3の制御
回路(図示省略)は逆変換器3のトランジスタゲートを
オン制御する。これによってインバータが始動される。
尚、前記コンパレータCPの非反転入力端に印加する基準
電圧は、逆変換器3をオン制御したときに該逆変換器3
が過電流により運転停止しないような値に設定しておく
ものである。このように設定すれば時刻t1から時刻t2
での期間T中に逆変換器3側のリップル平滑用コンデン
サC2の蓄積エネルギー(両端電圧)を正常な値にするこ
とができ、スムーズなインバータ始動が行える。尚、前
記実施例においては電流検出器HCT1の検出出力を用いて
いたが、これに限らずリップル平滑用コンデンサC2の両
端電圧を検出し、該検出電圧をコンパレータCPの反転入
力端に導入するように構成しても良い。
前記チョッパ回路2を制御するための信号はヒステリ
シス効果を有するコンパレータCPの出力に基づいて作成
しているので、コンパレータ入力が著しく変動しても、
インダクタンスLの飽和および発振を抑制することがで
きる。
G.発明の効果 以上のように本発明によれば、次のような効果が得ら
れる。すなわち、 (1)逆変換器側平滑用コンデンサの蓄積エネルギーを
放電,消費させるための放電抵抗やインバータの運転停
止条件として用いられるマグネットスイッチ等が不要に
なり、信頼性が向上するとともに装置を小型化すること
ができ、且つコストダウンが図れる。
(2)従来の始動方法のように放電抵抗で電力を消費さ
せず、逆変換器側平滑用コンデンサの蓄積エネルギーを
順変換器側平滑用コンデンサに回生しているので、イン
バータ装置内の温度が上昇することはなく、しかも電力
を有効に利用することができる。
(3)インバータ始動時、逆変換器側平滑用コンデンサ
の蓄積エネルギーを正常値に抑えることができるので、
V/F制御ずれによりインバータが過電流停止することは
無い。
【図面の簡単な説明】 第1図(a),(b)および第2図はともに本発明の一
実施例を示し、第1図(a)はインバータの主回路図、
第1図(b)はインバータの制御回路図、第2図は動作
モードのタイムチャート、第3図は従来の始動方法を説
明するためのインバータの主回路図である。 1……順変換器、2……チャッパ回路、3……逆変換
器、8……アンド回路、9……チョッパゲート、10a,10
b……ドライバー、C1,C2……リップル平滑用コンデン
サ、D1,D2……ダイオード、HCT1……電流検出器、L…
…リップル平滑用インダクタンス、R1〜R7……抵抗、TR
1,TR2,TR3……トランジスタ、CP……コンパレータ。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】交流電力を直流変換する順変換器の正側出
    力端を、チョッパ回路用の第1のトランジスタおよび平
    滑用インダクタンスを順次直列に介して、直流電力を交
    流変換する逆変換器の正側入力端に接続し、前記順変換
    器の正負出力端間に第1の平滑用コンデンサを接続する
    とともに、前記逆変換器の正負入力端間に第2の平滑用
    コンデンサを接続し、チョッパ回路用のダイードを、カ
    ソードが前記順変換器側に、アノードが前記逆変換器側
    になるように、前記第1のトランジスタに並列接続し、
    前記第1のトランジスタおよび平滑用インダクタンスの
    共通接続点と直流負極母線の間にチョッパ回路用の第2
    のトランジスタを接続して構成されたPAM制御方式のイ
    ンバータを始動するインバータの始動方法において、 インバータの始動時に、前記第2の平滑用コンデンサに
    蓄積された電気エネルギーが所定の設定電気量よりも大
    きいときは、前記チョッパ回路の第1のトランジスタを
    オフ制御した後に第2のトランジスタをチョッパ制御す
    ることによって、前記第2の平滑用コンデンサに蓄積さ
    れた電気エネルギーを前記第1の平滑用コンデンサに回
    生せしめ、 前記第2の平滑用コンデンサに蓄積された電気エネルギ
    ーが所定の設定電気量以下になったときは、前記チョッ
    パ回路の第1のトランジスタをオン制御した後に、前記
    逆変換器を駆動制御することを特徴とするインバータの
    始動方法。
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