JPH06351258A - インバータの停電対策回路 - Google Patents

インバータの停電対策回路

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JPH06351258A
JPH06351258A JP5137117A JP13711793A JPH06351258A JP H06351258 A JPH06351258 A JP H06351258A JP 5137117 A JP5137117 A JP 5137117A JP 13711793 A JP13711793 A JP 13711793A JP H06351258 A JPH06351258 A JP H06351258A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 主回路直流電源から制御電源を得ると共に電
圧検出を行うインバータでの停電時の制御電源確保と電
圧検出を確実にする。 【構成】 主回路の直流電源から制御回路10Aの制御
電源を得ると共に主回路の電圧を検出してインバータ本
体6の制御及び主回路の保護を行うにおいて、主回路か
らダイオード11で取り出した直流によってスイッチン
グ電源13に制御電源を得ると共に主回路の電圧を検出
し、主回路電圧よりも低い電圧の直流を分圧抵抗21、
22に得てバックアップ用コンデンサ12を充電し、停
電時にバックアップ用コンデンサの充電電力をダイオー
ド23を通してスイッチング電源に供給する。これによ
り、停電発生で主回路電圧が低下し始めるときにバック
アップ用コンデンサの低い電圧になるまで正確に主回路
電圧を検出し、また制御電源はコンデンサ12で確保す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、主回路直流電源から制
御電源を得るインバータの停電対策回路に関する。
【0002】
【従来の技術】図5は、インバータ構成例を示す。イン
バータ主回路のうち、直流電源回路は、交流電源1から
の交流を整流器2によって整流し、、予備充電用の突入
電流抑制抵抗3と短絡スイッチ4の並列回路を介して平
滑用コンデンサ5に直流電力を得る。この直流電力を電
源としてインバータ本体6に制御された交流出力を得て
誘導電動機7を駆動する。
【0003】制動抵抗8と制動電流路形成用スイッチ9
で示す制動制御回路は、主回路直流電圧が一定レベル以
上になるときにスイッチ9のオンによって電動機7から
の回生エネルギーを吸収し、その制動と主回路電圧の上
昇を抑制する。
【0004】制御回路10は、主回路直流電源から逆流
防止用ダイオード11を介して直流電力を得、制御電源
バックアップ用コンデンサ12からの直流をスイッチン
グ電源13で降圧した直流電源を得、これを制御電源と
してインバータ本体6の制御等を行う。また、スイッチ
ング電源13は主回路の電圧検出用にもされ、入力電圧
を検出電圧としてスイッチ9の制御や保護演算に使用す
る。
【0005】ダイオード11とコンデンサ12は停電対
策用になり、主回路直流電源の瞬時停電にもコンデンサ
12の充電電力で制御に必要な電源を確保する。
【0006】即ち、通常時には主回路電圧VDCMとコン
デンサ12の電圧VDCBはほぼ同じになり、停電発生で
主回路電圧VDCMの低下にもコンデンサ12の電圧を保
持することで制御の継続を可能にする。
【0007】この制御継続は、コンデンサ12の電圧が
スイッチング電源13の動作範囲の下限になるまでの時
間になり、この間の停電には対応できることになる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】従来の停電対策は、主
回路のコンデンサ5の容量を増加することで瞬時停電に
も電圧確保する場合に比べて、コンデンサ12の必要容
量は1/10程度に小さくできる。
【0009】しかし、スイッチング電源13は、コンデ
ンサ12の電圧から主回路の電圧検出をも行う構成のた
め、停電発生時にはダイオード11の介在で正しい主回
路電圧の検出ができなくなり、主回路電圧を検出して行
う制御や保護が不能になる。これを以下に詳細に説明す
る。
【0010】(1)スイッチ9の制御による制動には、
図6に示すように電動機7の減速により主回路電圧があ
るレベル以上になるとスイッチ9をオン制御し、制動抵
抗8への放電で主回路電圧が下がったときにスイッチ9
をオフ制御することで主回路の過電圧を防止する。
【0011】しかしながら、主回路電圧の低下に対し、
停電対策回路の介在により制御電源電圧の低下が遅れる
ため、これを検出して制御するスイッチ9のオフが遅
れ、主回路電圧の過大な低下及び抵抗8への過大な電力
消費による過熱を招く。
【0012】(2)インバータの起動時にはスイッチ4
をオフ状態にして抵抗3を介して主回路コンデンサ5へ
の予備充電を行い、コンデンサ5への突入電流を抑制す
る。このスイッチ4は、制御回路10による電圧検出に
よって、ある電圧以下でオフ制御されており、コンデン
サ5がある電圧以上まで充電されたときにオン制御され
る。また、電源オフ又は停電により主回路電圧が低下し
たときにもオフ制御される。
【0013】このような制御において、図7に示すよう
に、停電が発生から復電になったとき、主回路コンデン
サ5は停電発生で速く電圧低下するも、制御電源は停電
発生でその電圧低下が遅れるためスイッチ4をオン状態
に制御したままになり、この状態で復電するとスイッチ
4を通して突入電流が流れ、整流器2の過電流破損やス
イッチ4の焼損になる恐れがある。
【0014】さらに、電動機7には復電により急激に上
昇する電圧印加がなされ、電動機への突入電流発生で制
御の過電流停止動作になってしまうことがある。
【0015】また、図8に示すように、停電時間が長く
なることで制御電源の電圧が設定値よりも低くなった時
の復電には、復電時にはスイッチ4がオフ状態に制御さ
れており、復電時のコンデンサ5の初期充電が抵抗3を
通して行われる。
【0016】この復電時の充電はコンデンサ5への外
に、電動機7への給電が並列的に行われ、充電時間が通
常の起動時に比べて長くなり、抵抗3の過熱や断線又は
発火の恐れがある。
【0017】(3)上述までの問題は、主回路電圧の検
出をスイッチング電源13の電圧入力から行わずに他の
電圧検出回路を設ける構成とする場合にもコンデンサ1
2の電圧低下の遅れで同様な不都合を招く。
【0018】本発明の目的は、主回路直流電源から制御
電源を得ると共に電圧検出を行うインバータでの停電時
の制御電源確保と電圧検出を確実にする停電対策回路を
提供することにある。
【0019】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題の解
決を図るため、整流器と平滑用コンデンサ及びインバー
タ本体を有する主回路と、この主回路の直流電源から制
御電源を得ると共に主回路の電圧を検出してインバータ
本体の制御及び主回路の保護を行う制御回路とを備えた
インバータにおいて、前記直流電源への逆流を防止して
該直流電源から直流電力を取り出す第1のダイオード
と、前記ダイオードの直流出力を入力として制御電源を
得ると共に主回路の電圧を検出する直流電源回路と、前
記ダイオードの直流出力を入力として該直流の電圧より
も低い電圧の直流を得る直流制御回路と、前記直流制御
回路の出力で充電されるバックアップ用コンデンサと、
前記主回路の停電時に前記バックアップ用コンデンサの
充電電力を前記直流電源回路に供給する電流路を形成す
る第2のダイオードとを備えたことを特徴とする。
【0020】
【作用】直流制御回路により制御電源のバックアップ電
圧を主回路電圧よりも低い電圧に保ち、通常時には主回
路から第1のダイオードを通して制御電源を供給し、バ
ックアップ時にはバックアップ用コンデンサから低い電
圧で第2のダイオードを通して制御電源を供給する。
【0021】これにより、停電発生で主回路電圧が低下
し始めるときにバックアップ用コンデンサの低い電圧に
なるまで正確に主回路電圧を検出し、また制御電源も確
保し、制動制御や予備充電の確実な制御を可能にする。
【0022】
【実施例】図1は、本発明の一実施例を示す回路図であ
る。同図が図5と異なる部分は、制御回路10Aにおい
て、ダイオード11からバックアップ用コンデンサ12
への充電回路に分圧用抵抗21、22を設け、またバッ
クアップ用コンデンサ12からスイッチング電源13へ
の給電に抵抗21をバイパスするダイオード23を備え
たことにある。
【0023】分圧用抵抗21、22は、ダイオード11
の直流出力を入力として該直流の電圧よりも低い電圧の
直流を得る直流制御回路になり、主回路の直流電圧V
DCMを分圧することでバックアップ用コンデンサ12を
低い電圧に充電する。この電圧は、スイッチング電源1
3が正常に動作するに必要な電圧以上にされる。
【0024】本実施例において、通常時にはダイオード
11を通して主回路電圧がそのままスイッチング電源1
3に供給され、従来例と同様に電源確保と電圧検出で制
動制御や予備充電制御を行う。
【0025】ここで、停電発生時には主回路電圧VDCM
がバックアップ用コンデンサ12の低い電圧VDCBまで
低下するまでは主回路からスイッチング電源13に直流
電力が供給され、電圧VDCMが電圧VDCBよりも低下した
ときはバックアップ用コンデンサ12からダイオード2
3を通してスイッチング電源13に供給される。
【0026】従って、スイッチング電源13による電圧
検出は主回路電圧VDCMがバックアップ用コンデンサ1
2の電圧VDCB以下になるまで該電圧VDCMを正しく検出
でき、停電発生時及び復電時の制御を確実にする。
【0027】図2は、本実施例における制動制御の各部
波形を示す。電動機7の減速によって主回路電圧VDCM
が上昇し、スイッチ9が動作する場合、バックアップ用
コンデンサ12の電圧VDCBが電圧VDCMに比べて常に低
く保たれるため、スイッチング電源13への入力電圧は
DCMに追従し、スイッチ9には正常な過電圧抑制動作
を得ることができる。
【0028】なお、電動機の減速中には、主回路電圧V
DCMが通常時よりも高い電圧になるため、バックアップ
用コンデンサ12の電圧VDCBもその影響で変化するが
実動作上で何ら問題とならない。
【0029】図3は、本実施例における予備充電制御の
各部波形を示す。交流電源1の瞬時停電が発生すると主
回路電圧VDCMが零電圧に向かって低下する。これに追
従してスイッチング電源13への入力電圧も低下する。
【0030】この電圧低下の過程において、スイッチ4
をオフにする電圧VMCOFFまで低下すると、制御回路1
0Aは該スイッチ4をオフ制御して復電に備える。この
とき、電圧VMCOFFはバックアップ用コンデンサ12の
電圧VDCBよりも高いレベルに設定されている。
【0031】その後、電圧VDCMが電圧VDCBよりも低く
なるときにバックアップ用コンデンサ12を制御電源と
するバックアップ機能が動作する。
【0032】復電時にはスイッチ4がオフしているた
め、復電による予備充電が正常になされる。また、スイ
ッチ4をオフした時点でインバータ本体6は出力電圧の
低減制御がなされて突入電流の発生が予防される。
【0033】電圧VDCMの完全な復帰には主回路電圧V
DCMがスイッチ4のオン制御電圧VMCONを越えたときに
該スイッチ4がオン制御され、インバータ本体6の制御
も再開される。
【0034】従って、停電発生には主回路電圧低下の検
出でスイッチ4をオフ制御しており、復電時の予備充電
抵抗3の過熱や電動機7への突入電流発生を防止でき
る。
【0035】図4は本発明の他の実施例を示す要部回路
図である。同図は、ダイオードの直流出力を入力として
該直流の電圧よりも低い電圧の直流を得る直流制御回路
として、定電圧電源回路を設けた場合である。
【0036】同図の(a)では、電圧制御回路24によ
って出力トランジスタ25の出力電圧を制御し、バック
アップ用コンデンサ12を設定電圧VDCBに制御する。
【0037】同図の(b)では、ツエナーダイオード2
6と抵抗27によってコンデンサ12の電圧を設定電圧
に保持する定電圧回路を使った場合である。
【0038】これら実施例においても、前記実施例と同
等の作用効果を奏するのに加えて、バックアップ用コン
デンサ12の電圧は制動制御時には図2に破線で示すよ
うに常に一定に保たれる。
【0039】なお、実施例において、制御電源はスイッ
チング電源13とするに限らず、アナログ式の定電圧電
源とすることもできるのは勿論である。
【0040】
【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば、直流制
御回路により制御電源のバックアップ電圧を主回路電圧
よりも低い電圧に保ち、通常時には主回路から制御電源
を供給し、バックアップ時にはバックアップ用コンデン
サから低い電圧で制御電源を供給するようにしたため、
停電発生で主回路電圧が低下し始めるときにバックアッ
プ用コンデンサの低い電圧になるまで正確に主回路電圧
を検出し得、また制御電源も確保し、制動制御や予備充
電の確実な制御を可能にする効果がある。
【0041】また、バックアップ用コンデンサは低い電
圧で充電されるため従来のものに比べて低い耐電圧のも
ので済む。
【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回路図。
【図2】実施例における制動制御波形図。
【図3】実施例における瞬時停電時の動作波形図。
【図4】他の実施例の要部回路図。
【図5】従来のインバータ回路図。
【図6】従来の制動制御波形図。
【図7】従来の停電時の予備充電動作波形図。
【図8】従来の停電時の予備充電動作波形図。
【符号の説明】
2…整流器 5…平滑用コンデンサ 6…インバータ本体 10A…制御回路 12…バックアップ用コンデンサ 13…スイッチング電源 24…電圧制御回路

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 整流器と平滑用コンデンサ及びインバー
    タ本体を有する主回路と、この主回路の直流電源から制
    御電源を得ると共に主回路の電圧を検出してインバータ
    本体の制御及び主回路の保護を行う制御回路とを備えた
    インバータにおいて、 前記直流電源への逆流を防止して該直流電源から直流電
    力を取り出す第1のダイオードと、 前記ダイオードの直流出力を入力として制御電源を得る
    と共に主回路の電圧を検出する直流電源回路と、 前記ダイオードの直流出力を入力として該直流の電圧よ
    りも低い電圧の直流を得る直流制御回路と、 前記直流制御回路の出力で充電されるバックアップ用コ
    ンデンサと、 前記主回路の停電時に前記バックアップ用コンデンサの
    充電電力を前記直流電源回路に供給する電流路を形成す
    る第2のダイオードと、 を備えたことを特徴とするインバータの停電対策回路。
  2. 【請求項2】 前記主回路は電動機からの回生エネルギ
    ーを制動用抵抗と制動電流路形成用スイッチで吸収する
    制動制御回路を有し、前記制御回路は前記直流電源回路
    が検出する主回路電圧が上限設定値を越えたときに該ス
    イッチをオン制御し、主回路電圧が下限設定値以下にな
    るときに該スイッチをオフ制御する制御手段を備えたこ
    とを特徴とする請求項1記載のインバータの停電対策回
    路。
  3. 【請求項3】 前記主回路は整流器からの整流出力を突
    入電流抑制用抵抗とその短絡スイッチを介して前記平滑
    用コンデンサに供給する予備充電回路を有し、前記制御
    回路は前記直流電源回路が検出する主回路電圧が上限設
    定値を越えたときに該スイッチをオフ制御し、主回路電
    圧が前記バックアップ用コンデンサの充電電圧より高い
    下限設定値以下になるときに該スイッチをオン制御する
    制御手段を備えたことを特徴とする請求項1記載のイン
    バータの停電対策回路。
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