JPH06105456A - インバータ過電圧保護装置 - Google Patents

インバータ過電圧保護装置

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JPH06105456A
JPH06105456A JP4255175A JP25517592A JPH06105456A JP H06105456 A JPH06105456 A JP H06105456A JP 4255175 A JP4255175 A JP 4255175A JP 25517592 A JP25517592 A JP 25517592A JP H06105456 A JPH06105456 A JP H06105456A
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JP
Japan
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circuit
voltage
inverter device
overvoltage
discharge
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Application number
JP4255175A
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English (en)
Inventor
Yoshiyuki Yoshioka
由行 吉岡
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 本発明は、電圧検出器で検出した直流電圧が
予め定めた電圧設定値以下であることを判別する零電圧
判別器と、直流主回路部に重過電圧が発生し遮断回路が
動作してから、零電圧判別器が動作するまでの間、イン
バータ装置を継続して運転制御する制御継続回路と、イ
ンバータ装置によって駆動される交流電動機の実回転数
を上回る周波数基準値を演算して出力する周波数基準回
路と、制御継続回路が動作したときに周波数基準回路を
接続し、インバータ回路の点弧基準信号として出力する
投入回路とを備えたインバータ過電圧保護装置である。 【効果】 本発明により、インバータ装置の経年劣化を
遅延させることが可能である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、インバータの過電圧保
護装置に関する。
【0002】
【従来の技術】電圧制御機能ならびに電源回生機能がな
い整流器とインバータ装置で構成される電動機の可変速
駆動装置において、インバータ装置の過電圧保護は、直
流主回路部の過電圧を検出すると直流主回路部のコンデ
ンサ装置に蓄えられた電荷(エネルギー)を直流放電回
路の抵抗器で放電し直流主回路部の過電圧を抑制するこ
とで行なわれていた。
【0003】上記の過電圧検出値よりも高い過電圧が発
生した場合は、インバータ装置の破損を防止するために
交流入力電源(回路)をしゃ断し、インバータ装置の制
御を停止するとともに直流放電回路の抵抗器で直流主回
路部のコンデンサ装置に蓄えられたエネルギーを放電し
ていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】交流入力回路をしゃ断
し、インバータ装置の制御を停止することで直流主回路
部のコンデンサと直流放電回路の抵抗器とによる放電回
路が出来てこのコンデンサのエネルギーを放出する。
【0005】しかし、直流放電回路の抵抗器は、大電力
を扱うことや可変速駆動装置に係わるさまざまな制約か
ら抵抗器が制限される。この為、抵抗器で消費される単
時間当りのエネルギーが少なく放電時間は、極めて長く
なる。
【0006】この長時間の放電では、インバータ装置の
過電圧状態も長くなり、インバータ装置を構成する電力
用半導体素子(トランジスタ、サイリスタなど)に長時
間の電圧ストレスが印加されることになる。
【0007】長時間の電圧ストレスは、インバータ装置
の劣化を早めるといった問題があった。
【0008】また、直流放電回路の放電能力だけでは抑
制しきれない過電圧が発生した場合、過電圧が電力用半
導体素子の破壊レベルを超えて、突発的にインバータ装
置が破損するといった問題があった。
【0009】本発明は、上記の問題点を除去するための
ものであり、その目的とするところは、交流入力回路を
しゃ断し、かつインバータ装置を停止しなければならな
い過電圧が発生した時に、従来の直流放電回路によらな
い放電の方法で、過電圧の抑制能力を高め電力用半導体
素子の電圧ストレス時間を短縮させることで、従来と比
較してインバータ装置の劣化時間の遅延と突発的なイン
バータ装置の破損を防止するためのインバータ過電圧保
護装置を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、交流入力電源
を整流して直流電源とする整流器と、整流して得られた
直流電源を再び交流電源に逆変換するインバータ装置
と、直流電源の主回路両極間に接続されて過電圧を放電
する直流放電回路と、この直流放電回路と並列に、主回
路両極間に接続されて直流電圧を保持するコンデンサ装
置と、主回路両極間に接続された直流主回路部の直流電
圧を検出する電圧検出器と、この電圧検出器で検出した
過電圧信号によって直流放電回路の放電を制御する放電
制御回路と、電圧検出器の重過電圧信号によって交流入
力電源を遮断する遮断回路と、電圧検出器で検出した直
流電圧が予め定めた電圧設定値以下であることを判別す
る零電圧判別器と、直流主回路部に重過電圧が発生し遮
断回路が動作してから、零電圧判別器が動作するまでの
間、インバータ装置を継続して運転制御する制御継続回
路と、インバータ装置によって駆動される交流電動機の
実回転数を上回る周波数基準値を演算して出力する周波
数基準回路と、制御継続回路が動作したときに周波数基
準回路を接続し、インバータ装置の点弧基準信号として
出力する投入回路とを具備してなるインバータ過電圧保
護装置である。
【0011】
【作用】本発明のインバータ過電圧保護装置において
は、交流入力電源を整流して直流電源とし、整流して得
られた直流電源を再び交流電源に逆変換し、直流電源の
主回路両極間に直流放電回路を接続して過電圧を放電
し、直流放電回路と並列に、主回路両極間にコンデンサ
装置を接続して直流電圧を保持し、主回路両極間に接続
された直流主回路部の直流電圧を検出し、電圧検出器で
検出した過電圧信号によって直流放電回路の放電を制御
し、電圧検出器の重過電圧信号によって交流入力電源を
遮断し、電圧検出器で検出した直流電圧が予め定めた電
圧設定値以下であることを判別し、直流主回路部に重過
電圧が発生し遮断回路が動作してから、零電圧判別器が
動作するまでの間、インバータ装置を継続して運転制御
し、インバータ装置によって駆動される交流電動機の実
回転数を上回る周波数基準値を演算して出力し、制御継
続回路が動作したときに周波数基準回路を接続し、イン
バータ装置の点弧基準信号として出力する。
【0012】
【実施例】次に本発明の一実施例を説明する。図1にお
いて、11は交流入力電源を整流して直流電源とする整
流器、12は整流して得られた直流電源を再び交流電源
に逆変換するインバータ装置、13は直流電源の主回路
両極間に接続されて過電圧を放電する直流放電回路、1
4は直流放電回路13と並列に、主回路両極間に接続さ
れて直流電圧を保持するコンデンサ装置、5は主回路両
極間に接続された直流主回路部の直流電圧を検出する電
圧検出器、6は電圧検出器5で検出した過電圧信号によ
って直流放電回路13の放電を制御する放電制御回路、
7は電圧検出器5の重過電圧信号によって交流入力電源
を遮断する遮断回路、1は電圧検出器5で検出した直流
電圧が予め定めた電圧設定値以下であることを判別する
零電圧判別器、2は直流主回路部に重過電圧が発生し遮
断回路7が動作してから、零電圧判別器1が動作するま
での間、インバータ装置12を継続して運転制御する制
御継続回路、3はインバータ装置12によって駆動され
る交流電動機16の実回転数を上回る周波数基準値を演
算して出力する周波数基準回路、4は制御継続回路2が
動作したときに周波数基準回路3を接続し、インバータ
装置12の点弧基準信号として出力する投入回路であ
り、交流入力電源を整流する整流器11と整流された直
流電源を交流電源に再び交換するインバータ装置12と
を接続する直流主回路部にあって、スイッチング回路と
抵抗器からなる直流放電回路13と、直流主回路部の電
圧を検出する電圧検出器5と、電圧検出器5の検出値か
ら過電圧を判別し直流放電回路を制御する放電制御回路
6と、過電圧を判別し交源入力回路のしゃ断器15で交
流入力電源をしゃ断するしゃ断回路7とからなるインバ
ータ過電圧保護装置において、電圧検出器5の検出値か
ら直流主回路部の零電圧を判定する零電圧判別器1と、
直流主回路部に過電圧が発生ししゃ断回路が動作してか
ら零電圧判別器1が零電圧を検出するまでの間にインバ
ータ装置12の制御を継続させる制御継続回路2と、制
御継続回路2が動作している時に交流電動機16の実回
転数を上廻る周波数基準を演算する周波数基準回路3
と、周波数基準回路3を投入する投入回路4とを具備し
てなるインバータ過電圧保護装置である。
【0013】交流入力回路をしゃ断する必要がある過電
圧が発生した時に、交流入力回路はしゃ断器15でしゃ
断するが、インバータ装置12の制御はそのまま継続さ
せる。
【0014】この場合、交流電動機16は完全停止に向
って自由減速の状態となるが、その時の交流電動機16
の実際の回転数(周波数)を上廻る周波数基準をインバ
ータ装置12に指令し、積極的な力行運転を行う。これ
により直流主回路部のコンデンサ装置14とインバータ
装置12と交流電動機16との間でコンデンサ装置14
に蓄えられたエネルギーを放電する交流放電回路が成立
し、直流主回路部の過電圧を短時間で抑制することが可
能となる。
【0015】即ち、図1は直流主回路部の零電圧を判定
する零電圧判別器1と直流主回路部に過電圧が発生しし
ゃ断回路が動作してから零電圧判別器1が零電圧と検出
するまでの間にインバータ装置の制御を継続させる制御
継続回路2と制御継続回路2が動作している時に電動機
の実回転数を上廻る周波数基準を演算する周波数基準回
路3と周波数基準回路3を投入する投入回路4とを具備
してなるインバータ過電圧保護装置を示している。
【0016】整流器11とインバータ装置12との間の
直流主回路部の直流電圧は、電圧検出器5で検出され
る。この直流電圧検出値が、直流放電回路13による放
電を必要とするレベル(放電レベル)に達すると放電制
御回路6が働き、直流放電回路13が直流主回路部のコ
ンデンサ装置14に蓄えられたエネルギーを放電し、直
流主回路部の過電圧を抑制する。
【0017】更に、直流過電圧の検出値が放電レベルを
超過し、インバータ装置12の保護を必要とするレベル
(しゃ断レベル)に達するとしゃ断回路7が働き、しゃ
断器15が整流器11の交流入力回路をしゃ断する。
【0018】しゃ断レベルに達したと同時に、制御継続
回路2が働きインバータ装置12は制御を継続するとと
もに、しゃ断レベル以前に動作していた交流電動機16
の回転数制御用の回転数基準回路24が投入回路4によ
り切りはなされる。そのかわりに周波数基準回路3が投
入回路4により投入される。
【0019】周波数基準回路3は、交流電動機16に取
り付けられた速度検出器17の速度検出値を上廻る速度
基準を演算し、速度制御回路21へ速度基準の演算値を
入力する。交流電源回路のしゃ断により交流電動機16
は、完全停止に向って自由減速の状態となるが、周波数
基準回路3の演算値にもとづき速度制御回路21、電流
制御回路22とインバータ駆動装置23が働くので、イ
ンバータ装置12は常に交換電動機16の実際の回転数
(実周波数)を上廻る周波数で交流電動機16を運転す
るように動作する。
【0020】但し、交流入力回路のしゃ断による交流電
動機16の停止を前提としているので、厳密に速度制御
の精度を保つ必要は無い。
【0021】これにより、インバータ装置12が積極的
に交流電動機16を力行運転させるので、直流主回路部
のコンデンサ装置14とインバータ装置12と交流電動
機16との間で交流放電回路が成り立つ。この結果とし
てコンデンサ装置14に蓄えられたエネルギーは、交流
電動機16の力行運転によって消費される。
【0022】交流電動機16の力行運転によるコンデン
サ装置14のエネルギーが放電され、直流主回路部の電
圧が零になると、零電圧判別器1が働き、制御継続回路
2の動作を停止させ、周波数基準回路3が投入回路4に
より切りはなされるとともに、回転数基準回路24が投
入されて通常の速度制御系へ復帰する。
【0023】以上のように、従来、インバータ装置12
の過電圧保護は、整流器11の交流入力回路をしゃ断
し、インバータの制御を停止することで、直流放電回路
13により直流主回路部のコンデンサ装置14のエネル
ギーを放電する方式としていた。
【0024】これに対し、本発明は、整流器11の交流
入力回路をしゃ断するとともに、むしろインバータ装置
12により交流電動機16を積極的に力行運転させて、
短時間のうちに直流主回路部のコンデンサ装置14のエ
ネルギーを交流電動機16で消費させるものである。
【0025】これにより、直流主回路部の過電圧が短時
間で抑制され、インバータ装置12を構成する電力半導
体素子(トランジスタ、サイリスタなど)に印加される
電圧ストレスの時間も十分に短縮できる。
【0026】
【発明の効果】本発明により、インバータ装置の経年劣
化を遅延させることが可能である。
【0027】また、従来の直流放電回路の放電能力では
抑制しきれず、直流過電圧が電力用半導体素子の破壊レ
ベルを超えて、突発的にインバータ装置を破損するとい
った不具合も、本発明では防止することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示すインバータ過電圧保護
装置の構成図である。
【符号の説明】
1 零電圧判別器 2 制御継続回路 3 周波数基準回路 4 投入回路 5 電圧検出回路 6 放電制御回路 7 しゃ断回路

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 交流入力電源を整流して直流電源とする
    整流器と、整流して得られた前記直流電源を再び交流電
    源に逆変換するインバータ装置と、前記直流電源の主回
    路両極間に接続されて過電圧を放電する直流放電回路
    と、この直流放電回路と並列に、前記主回路両極間に接
    続されて直流電圧を保持するコンデンサ装置と、前記主
    回路両極間に接続された直流主回路部の直流電圧を検出
    する電圧検出器と、この電圧検出器で検出した過電圧信
    号によって前記直流放電回路の放電を制御する放電制御
    回路と、前記電圧検出器の重過電圧信号によって前記交
    流入力電源を遮断する遮断回路と、前記電圧検出器で検
    出した直流電圧が予め定めた電圧設定値以下であること
    を判別する零電圧判別器と、前記直流主回路部に重過電
    圧が発生し前記遮断回路が動作してから、前記零電圧判
    別器が動作するまでの間、前記インバータ装置を継続し
    て運転制御する制御継続回路と、前記インバータ装置に
    よって駆動される交流電動機の実回転数を上回る周波数
    基準値を演算して出力する周波数基準回路と、前記制御
    継続回路が動作したときに前記周波数基準回路を接続
    し、前記インバータ装置の点弧基準信号として出力する
    投入回路とを具備してなるインバータ過電圧保護装置。
JP4255175A 1992-09-25 1992-09-25 インバータ過電圧保護装置 Pending JPH06105456A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6628134B1 (en) 1999-06-30 2003-09-30 Hyundai Electronics Industries Co., Ltd. DC stress supply circuit
JP2008099361A (ja) * 2006-10-06 2008-04-24 Toyota Motor Corp 電力システムおよびこれを備える駆動装置並びにこれを搭載する車両、電力システムの制御方法
CN105075045A (zh) * 2013-01-17 2015-11-18 特灵国际有限公司 变频驱动过电压保护
JP2017005903A (ja) * 2015-06-12 2017-01-05 株式会社 日立パワーデバイス インバータ制御回路

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