JPH07107747A - コンバータ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 コンバータに付加された回生インバータ部の
自己消弧素子に過電流が流れた場合のみ回生インバータ
部の保護回路を動作させる。 【構成】 ダイオードＤ₁₁〜Ｄ₁₆からなるコンバータ４
に自己消弧素子Ｑ₂₁〜Ｑ₂₆からなる回生インバータが付
加されたものにおいて、入力線の変流器１６₁〜１６₃に
夫々タイミング検出回路７₁〜７₃を設ける。回路７₁は
電流Ａ方向検出回路８と素子Ｑ₂₁のＯＮ信号の論理積で
素子Ｑ₂₁に電流が流れているタイミングを検出、電流Ｂ
方向検出回路９と素子Ｑ₂₄のＯＮ信号の論理積で素子Ｑ
₂₄に電流が流れているタイミングを検出する。同様に回
路７₂及び７₃で素子Ｑ₂₂，Ｑ₂₅及びＱ₂₃，Ｑ₂₆に電流が
流れているタイミングを検出する。過電流検出回路２０
は入力線の過電流を検出する。回路７₁〜７₃に出力があ
ることを条件に過電流検出出力で保護すれば、消弧素子
に電流が流れているときのみ過電流保護ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、回生インバータ部の消
弧素子を保護する過電流保護回路を備えた回生可能なコ
ンバータ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来回生可能なコンバータ装置の一例に
ついて図２を参照して説明する。図２において、１は三
相交流電源、４はダイオードＤ₁₁〜Ｄ₁₆のブリッジ回路
からなるコンバータで、トランジスタＱ₂₁〜Ｑ₂₅からな
る回生インバータ部が付加されている。５はコンバータ
４の出力をコンデンサＣで平滑した直流電源ＰＮに接続
されたインバータ、６はインバータ５により駆動される
モータ、１０はコンバータ４における回生インバータ部
のトランジスタＱ₂₁〜Ｑ₂₅を制御する制御回路である。

【０００３】このコンバータ４のインバータ部は次のよ
うに制御される。３相電源１の相電圧が変圧器１１によ
り検出され、ローパスフィルタ１２を通して信号作成回
路１３に加わる。ここでゲート信号が作成され、ゲート
ブロック回路１５を通してゲートドライブ回路１４に付
与される。このゲートドライブ回路１４の動作でコンバ
ータ４の回生インバータ部のトランジスタＱ₂₁とＱ₂₃に
ゲート信号が加わり、回生運転が行われる。

【０００４】一方、交流器１６₁〜１６₃によって各相入
力線電流が検出され、整流回路１７で整流された後、設
定器１８からの電流設定値と比較される。線電流の整流
値が設定値より小さければ、コンパレータ回路１９の出
力によりゲートブロック回路１５の信号通過を許容する
状態が継続される。

【０００５】もし、線電流の整流値が設定値以上になる
と、コンパレータ回路１９が動作してゲートブロック回
路１５に信号阻止の制御信号が送出され、ゲートブロッ
ク回路１５でゲート信号が阻止される。このため、回生
インバータ部のトランジスタＱ₂₁〜Ｑ₂₅がオフ状態とな
り線電流が減少する。

【０００６】線電流の整流値が設定値より小さくなる
と、ゲートブロック回路１５が信号通過を許容する状態
となるので、回生インバータ部のトランジスタＱ₂₁〜Ｑ
₂₆により回生動作が行われる。

【０００７】このようなトランジスタＱ₂₁〜Ｑ₂₆のゲー
ト操作を行なえば、線電流のピーク値を設定値以下に抑
制することができる。

【０００８】このコンバータの自己消弧素子（トランジ
スタＱ₂₁〜Ｑ₂₆）の過電流保護は、変流器１６によって
入力線電流を検出し、素子の耐量を越える電流が流れる
可能性がある場合、自己消弧素子のゲートをＯＦＦし、
自己消弧素子に流れる電流を抑制している。２０はこの
過電流検出回路を示す。

【０００９】過電流検出回路２０で過電流を検出する
と、その信号をラッチし、自己消弧素子のゲート遮断を
継続する。これにより自己消弧素子に流れる電流が抑制
され自己消弧素子は過電流保護される。この結果、回生
インバータ自体は停止する。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上記コンバータはダイ
オードと自己消弧素子が並列接続されて１アームを構成
している。このため、変流器で検出された入力回路の電
流では、その電流が自己消弧素子を流れた電流が、ダイ
オードを流れた電流か判断できない。

【００１１】一方、負荷モータが駆動方向のエネルギー
を消費する時は、ダイオードにばかり電流が流れるモー
ドとなる。このモードでは自己消弧素子は点弧していて
も全く電流が流れない。

【００１２】このような自己消弧素子に電流が流れない
モードにおいても、過電流を検出すると保護回路は動作
して、自己消弧素子を遮断して回生インバータを停止さ
せてしまう。

【００１３】このようなことを防止するため、変流器を
自己消弧素子回路に設けて自己消弧素子電流のみを検出
する方法もあるが、一般に回生インバータが付いたコン
バータの自己消弧素子とダイオードは１パッケージのモ
ジュール構造になっているため、変流量を自己消弧素子
の回路のみに取付けることはできない。又変流器を自己
消弧素子の回路域いは各アーム毎に取り付けるためには
変流器の数が増加する。

【００１４】本発明は、従来のこのような問題点に鑑み
てなされたものであり、その目的とするところは、コン
バータに付加された回生インバータ部の自己消弧素子に
過電流が流れた場合のみ回生インバータ部の保護回路が
動作するコンバータ装置を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明におけるコンバータ装置は、入力線の過電流
を検出して自己消弧素子を保護する過電流保護回路を備
えた、自己消弧素子で構成される回生インバータ部が付
加されたコンバータ装置において、入力線電流の方向を
検出し、その検出信号と前記自己消弧素子のＯＮ信号か
らその自己消弧素子に電流が流れるタイミングを検出し
て前記過電流保護回路を動作又は不動作とするタイミン
グ検出回路とを設けたものである。

【００１６】

【作用】電流方向検出回路は入力線電流の方向、即ち、
交流の瞬時電流の方向を検出し、その検出信号と回生イ
ンバータ部の自己消弧素子のゲート信号から消弧素子に
電流が流れているタイミングを検出する。過電流保護回
路が検出する電流は入力線の電流であって消弧素子に流
れる電流とは限らないが、タイミング検出回路の検出し
たタイミングで過電流保護回路を動作又は不動作とすれ
ば、消弧素子に電流が流れているときの過電流保護が可
能となる。

【００１７】

【実施例】本発明の実施例について図１を参照して説明
する。４はダイオードＤ₁₁〜Ｄ₁₆のブリッジ回路にトラ
ンジスタＱ₂₁〜Ｑ₂₅からなる回生インバータ部が付加さ
れたコンバータ、５はコンバータ４に接続されたインバ
ータ、６はインバータ５により駆動されるモータ、１６
₁〜１６₃はコンバータ４の入力線電流を検出する変流
器。

【００１８】７₁はトランジスタＱ₂₁又はＱ₂₄に電流が
流れていることを検出するタイミング検出回路で、変流
器１６₁の検出電流からＲ相入力線電流が矢印Ａ方向に
流れていることを検出する電流Ａ方向検出回路８と、同
じく入力線電流が矢印Ｂ方向に流れていることを検出す
る電流Ｂ方向検出回路９と、トランジスタＱ₂₁のＯＮ信
号が入力していることを条件に電流Ａ方向検出回路８の
出力を出力させる論理和回路ＡＮＤ₁と、トランジスタ
Ｑ₂₄のＯＮ信号が入力していることを条件に電流Ｂ方向
検出回路９の出力を出力する論理和回路ＡＮＤ₂と、Ａ
ＮＤ₁又はＡＮＤ₂の出力を出力させる論理和回路ＯＲ₁
で構成されている。

【００１９】７₂及び７₃はそれぞれ変流器１６₂及び１
６₃の出力からトランジスタＱ₂₂又はＱ₂₅及びＱ₂₃又は
Ｑ₂₆に回生電流が流れていることを検出するタイミング
検出回路で、タイミング検出回路７₁と同様に構成され
ている。

【００２０】２０は変流器１６₁〜１６₃の出力から過電
流を検出する過電流検出回路、ＯＲ₂はタイミング検出
回路７₁〜７₃の出力を通す論理和回路、ＡＮＤ₃は論理
和回路ＯＲ₂からの入力があることを条件に過電流検出
回路２０からの過電流検出信号を出力する論理積回路で
ある。

【００２１】次に、実施例回路の動作について説明す
る。タイミング検出回路７₁について、変流器１６₁には
矢印Ａ又はＢ方向の電流が流れる。変流器１６₁が矢印
Ａ方向電流を検出しているとき電流Ａ方向検出回路８が
出力する。このとき変流器１６₁に流れる電流はトラン
ジスタＱ₂₁又はダイオードＤ₁₄から流れる。従って、論
理積回路ＡＮＤ₁でトランジスタＱ₂₁のＯＮ信号と電流
Ａ方向検出回路８の出力との論理積をとれば、トランジ
スタＱ₂₁に回生電流が流れているタイミングを検出でき
る。

【００２２】また、変流器１６₁が矢印Ｂ方向の電流を
検出しているとき、電流Ｂ方向検出回路９が出力する。
このとき変流器１６₁に流れる電流はダイオードＤ₁₁又
はトランジスタＱ₂₄に流れる。従って論理積回路ＡＮＤ
₂でトランジスタＱ₂₄のＯＮ信号と電流方向Ｂ方向検出
回路９の出力との論理積をとれば、トランジスタＱ₂₄に
回生電流が流れているタイミングを検出できる。

【００２３】従って、タイミング検出回路７₁によりト
ランジスタＱ₁₁又はＱ₂₄に電流が流れたことを検出でき
る。同様に、変流器１６₂及び１６₃に接続されたタイミ
ング検出回路７₂及び７₃によりトランジスタＱ₁₂又はＱ
₂₅及びＱ₁₃又はＱ₂₆に電流が流れているタイミングを検
出できる。このタイミング検出回路７₁〜７₃のタイミン
グ検出信号は論理和回路ＯＲ₂を介し論理積回路ＡＮＤ₃
に入力する。しかして、過電流検出回路２０が過電流を
検出して出力したときタイミング検出回路７₁〜７₃が出
力していれば、過電流検出出力は論理積回路ＡＮＤ₃か
ら出力される。

【００２４】従って、論理積回路ＡＮＤ₃の出力により
回生インバータのトランジスタＱ₂₁〜Ｑ₂₆のゲート信号
を停止させることにより、回生インバータの過電流保護
ができる。

【００２５】

【発明の効果】本発明は、上述のとおり構成されている
ので、次に記載する効果を奏する。

【００２６】（１）コンバータに付属する回生インバー
タの自己消弧素子に過電流が流れた場合のみ保護回路が
動作するため、従来のように電流方向に関係なく装置を
むやみに停止させずに済むので、装置の稼働率が著しく
向上する。

【００２７】（２）コンバータの整流素子と自己消弧素
子がパッケージのモジュール構造になっていても自己消
弧素子の過電流を検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例にかかる過電流検出回路の構成説明図。

【図２】従来コンバータ装置の構成説明図。

【符号の説明】

４…コンバータ ５…インバータ ６…モータ ７₁〜７₂…タイミング検出回路 ８…電流Ａ方向検出回路 ９…電流Ｂ方向検出回路 １０…回生インバータ部の制御回路 ２０…過電流検出回路 Ｄ₁₁〜Ｄ₁₃…ダイオード（整流素子） Ｑ₁₁〜Ｑ₂₆…トランジスタ（自己消弧素子）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力線の過電流を検出して自己消弧素子
   を保護する過電流保護回路を備えた、自己消弧素子で構
   成される回生インバータ部が付加されたコンバータ装置
   において、 入力線電流の方向を検出し、その検出信号と前記自己消
   弧素子のＯＮ信号からその自己消弧素子に電流が流れる
   タイミングを検出して前記過電流保護回路を動作又は不
   動作とするタイミング検出回路を設けたことを特徴とし
   たコンバータ装置。