JPH0746905B2 - Inverter device - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、装置を過電圧から保護する手段を備えたイ
ンバータ装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an inverter device equipped with means for protecting the device from overvoltage.

［従来の技術］ 第２図は、従来の過電圧検出回路を備えたインバータ装
置を示す図であり、図において、（１）は交流電源、
（２）は交流を直流に整流する順変換部、（３）は該直
流を平滑するコンデンサ、（４）は直流を交流に変換す
る逆変換部、（５）はインバータ装置の負荷である交流
電動機、（６）は平滑コンデンサ（３）の充電電圧を分
圧する抵抗器、（７）は平滑コンデンサ（３）の充電電
圧を抵抗器（６）により分圧された電圧と基準電圧を比
較し、平滑コンデンサ（３）の充電電圧が基準以下か以
上かを判別する比較器、（８）は比較器（７）が過電圧
検出信号を出力した場合に逆変換部（４）への制御信号
を遮断してインバータ装置を停止させ、過電圧から装置
を保護するために動作する様構成された制御回路であ
る。[Prior Art] FIG. 2 is a diagram showing an inverter device including a conventional overvoltage detection circuit, in which (1) is an AC power supply,
(2) is a forward converter for rectifying AC to DC, (3) is a capacitor for smoothing the DC, (4) is an inverse converter for converting DC to AC, and (5) is an AC load which is a load of the inverter device. An electric motor, (6) a resistor that divides the charging voltage of the smoothing capacitor (3), and (7) compares the charging voltage of the smoothing capacitor (3) with the voltage divided by the resistor (6) and a reference voltage. , A comparator that determines whether the charging voltage of the smoothing capacitor (3) is less than or equal to a reference, and (8) outputs a control signal to the inverse conversion unit (4) when the comparator (7) outputs an overvoltage detection signal. The control circuit is configured to operate to protect the device from overvoltage by shutting it off to stop the inverter device.

次に動作について説明する。インバータ装置において交
流電動機（５）を制動制御運転する場合、交流電動機
（５）からの回生電力により、インバータ装置の平滑コ
ンデンサ（３）が充電される。この回生電力量によって
は平滑コンデンサ（３）に充電された電圧が、インバー
タ装置に使用されている素子の許容耐圧値を超えてしま
うこともある。Next, the operation will be described. When the AC electric motor (5) is brake-controlled in the inverter device, the smoothing capacitor (3) of the inverter device is charged by the regenerative electric power from the AC electric motor (5). Depending on this amount of regenerated electric power, the voltage charged in the smoothing capacitor (3) may exceed the allowable withstand voltage value of the element used in the inverter device.

従って、通常のインバータ装置ではこの過電圧から素子
を保護するために平滑コンデンサ（３）の充電電圧を検
出し、ある設定値にその電圧が到達した場合はインバー
タ装置と交流電動機（５）を電気的に切り離し、交流電
動機（５）から回生電力が供給されないようにすること
により、平滑コンデンサ（３）の充電電圧が上昇しない
ように構成されている。Therefore, in a normal inverter device, the charging voltage of the smoothing capacitor (3) is detected to protect the element from this overvoltage, and when the voltage reaches a certain set value, the inverter device and the AC motor (5) are electrically connected. The charging voltage of the smoothing capacitor (3) is prevented from rising by disconnecting it from the AC motor (5) so that regenerative power is not supplied from the AC motor (5).

この保護回路を過電圧検出保護回路と呼び、保護回路が
動作するとインバータ装置は運転条件に異常があること
を表示して停止し、外部から再運転指令が入力されない
限り異常停止状態を保つことになる。This protection circuit is called an overvoltage detection protection circuit, and when the protection circuit operates, the inverter device will display that there is an abnormality in the operating conditions and stop, and will remain in an abnormal stop state unless a restart command is input from the outside. .

通常、過電圧設定レベルVsは逆変換部（４）の素子の耐
量で決定され、逆変換部（４）がスイッチング動作する
ことにより、平滑コンデンサ（３）と逆変換部（４）を
接続している配線材のインダクタンスＬに、電流変化di
/dtが生ずることによって発生する電圧（ｅ＝Ｌ・di/d
t）と、平滑コンデンサ（３）の両端電圧Vsの和ｅ＋Vs
が逆変換部（４）の素子の耐量を超えない様に設定しな
ければならない。Usually, the overvoltage setting level Vs is determined by the withstand capacity of the element of the inverse conversion unit (4), and the inverse conversion unit (4) performs a switching operation to connect the smoothing capacitor (3) and the inverse conversion unit (4). The current change di
Voltage generated by / dt (e = L · di / d
t) and the voltage Vs across the smoothing capacitor (3), e + Vs
Must be set so as not to exceed the withstand capability of the element of the inverse conversion unit (4).

ここで、実際にはこのレベルはインバータ装置が停止中
すなわちｅ＝０の状態においてもｅ＝Ｌ・di/dtが発生
することを条件にして、保護動作に対してマージンを確
保して設定される。Actually, this level is set with a margin for the protection operation provided that e = L · di / dt occurs even when the inverter device is stopped, that is, when e = 0. It

［発明が解決しようとする課題］ 従来のインバータ装置は以上のように構成されているの
で、インバータ装置が交流電動機（５）を駆動していな
い時、すなわち停止状態にある時に比較器（７）で設定
されている過電圧保護レベルよりも大きなサージ電圧が
例えば順変換部（２）側より頻繁に侵入する時には、比
較器（７）が動作してインバータ装置が運転停止してし
まい、続いて行おうとする交流電動機（５）の駆動がで
きず、外部から過電圧検出保護回路のリセットを頻繁に
行なわなければならないという解決すべき課題があっ
た。[Problems to be Solved by the Invention] Since the conventional inverter device is configured as described above, the comparator (7) is operated when the inverter device is not driving the AC electric motor (5), that is, when the inverter device is in a stopped state. When a surge voltage larger than the overvoltage protection level set in step 4 frequently enters from the side of the forward conversion part (2), the comparator (7) operates and the inverter device stops operating. There was a problem to be solved in that the intended AC motor (5) could not be driven, and the overvoltage detection protection circuit had to be reset frequently from the outside.

この発明は上記のような課題を解決する為になされたも
ので、外部からサージ電圧が侵入しても過電圧検出保護
動作が頻発しないインバータ装置を得ることを目的とす
る。The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to obtain an inverter device in which an overvoltage detection protection operation does not frequently occur even when a surge voltage enters from the outside.

［課題を解決するための手段］ この発明に係るインバータ装置は、整流後の直流を平滑
する平滑手段と、平滑後の直流をスイッチング制御して
負荷を駆動する逆変換手段とを備えたものにおいて、第
１及び第２の基準レベルを有してなり、上記平滑手段の
端子電圧を上記負荷の駆動中には上記第１の基準レベル
と比較し、駆動停止中には上記第１の基準レベルより高
い上記第２の基準レベルと比較する比較手段と、該比較
手段のそれぞれの比較出力に基づきインバータ装置の運
転を停止させる制御手段とを備えたものである。[Means for Solving the Problems] An inverter device according to the present invention includes a smoothing unit that smoothes a rectified direct current, and an inverse conversion unit that controls switching of the smoothed direct current to drive a load. , A first reference level and a second reference level, comparing the terminal voltage of the smoothing means with the first reference level when the load is being driven, and the first reference level when the drive is stopped. Comparing means for comparing with the higher second reference level, and control means for stopping the operation of the inverter device based on the respective comparison outputs of the comparing means.

［作用］ この発明においては、比較手段が負荷駆動中における回
生動作時の過電圧と、負荷駆動停止中における外来サー
ジによる過電圧とを弁別し、その結果に基づいて制御手
段がインバータ装置の運転を停止させる。[Operation] In the present invention, the comparison means discriminates the overvoltage during the regenerative operation during the load driving and the overvoltage due to the external surge while the load driving is stopped, and the control means stops the operation of the inverter device based on the result. Let

［発明の実施例］ 以下、この発明の一実施例を図を用いて説明する。な
お、第１図において従来例を示す第２図と同一の符号に
ついては同一の部分をしめしているので、その説明は省
略する。第１図において、（6c）及び（6d）は直列に接
続され、その両端が平滑コンデンサ（３）の両端に接続
されて、平滑コンデンサ（３）の端子電圧Vsを分圧する
抵抗器、（7a）はインバータ装置の運転中における過電
圧状態を抵抗器（6c）と（6d）の接続点から検出して、
第１の基準値と比較する第１の比較器、（7b）はインバ
ータ装置の停止中における順変換器（２）から侵入して
くるサージ等の過電圧を、第２の基準値と比較する第２
の比較器、（8a）は従来の機能に加えインバータ装置の
運転中及び停止中の状態信号を出力する制御回路、（9
a）は第１の比較器（7a）の出力と制御回路（8a）から
出力されるインバータ装置の運転中の信号との論理積を
とり、その結果を過電圧検出信号として制御回路（8a）
に入力する第１のANDゲート、（9b）は第２の比較器（7
b）の出力と制御回路（8a）から出力されるインバータ
装置の停止中の信号との論理積をとり、その結果を過電
圧検出信号として制御回路（8a）に入力する第２のAND
ゲート、（10）は抵抗器（6c）及び（6d）、第１及び第
２の比較器（7a）、（7b）、制御回路（8a）及び第１及
び第２のANDゲート（9a）、（9b）からなる過電圧検出
保護回路である。[Embodiment of the Invention] An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. Note that, in FIG. 1, the same reference numerals as those in FIG. 2 showing the conventional example indicate the same portions, and thus the description thereof will be omitted. In FIG. 1, (6c) and (6d) are connected in series, both ends of which are connected to both ends of the smoothing capacitor (3) to divide the terminal voltage Vs of the smoothing capacitor (3), a resistor (7a ) Detects an overvoltage condition during operation of the inverter device from the connection point of resistors (6c) and (6d),
A first comparator for comparing with a first reference value, and (7b) for comparing an overvoltage such as a surge coming from the forward converter (2) with the second reference value while the inverter device is stopped. Two
(8a) is a control circuit that outputs a status signal while the inverter device is in operation and is stopped in addition to the conventional function (8a).
a) is a logical product of the output of the first comparator (7a) and the signal output from the control circuit (8a) during operation of the inverter device, and the result is used as an overvoltage detection signal in the control circuit (8a).
Input to the first AND gate, and (9b) is the second comparator (7
A second AND that ANDs the output of b) and the signal output from the control circuit (8a) while the inverter device is stopped and inputs the result as an overvoltage detection signal to the control circuit (8a).
A gate, (10) is a resistor (6c) and (6d), a first and second comparator (7a), (7b), a control circuit (8a) and a first and second AND gate (9a), It is an overvoltage detection protection circuit consisting of (9b).

次に動作について説明する。先ず、従来例同様インバー
タ装置が運転中すなわち交流電動機（５）を駆動してい
る場合について説明する。インバータ装置の運転中に
は、制御回路（8a）は第１のANDゲート（9a）に対して
上記運転中の信号を出力し、第１のANDゲート（9a）を
アクティブ状態に保持する。Next, the operation will be described. First, the case where the inverter device is in operation, that is, the AC motor (5) is driven, as in the conventional example, will be described. During the operation of the inverter device, the control circuit (8a) outputs the above-mentioned operating signal to the first AND gate (9a) and holds the first AND gate (9a) in the active state.

一方、第１の比較器（7a）は比較器（6c）及び（6d）に
よって分圧・検出された電圧を常時所定の基準値（第１
の基準値とする）と比較しており、交流電動機（５）を
制動制御運転し、交流電動機（５）からの回生電力によ
り平滑コンデンサ（３）が充電され、その端子電圧が上
記第１の基準値を超えた時点で、第１のANDゲート（9
a）を介して制御回路（8a）に信号を送出する。制御回
路（8a）はこの信号を受けてインバータ装置を運転停止
の状態にすると共に外部にアラーム信号を出力する。On the other hand, the first comparator (7a) constantly divides the voltage divided and detected by the comparators (6c) and (6d) into a predetermined reference value (first
The reference value of the above) is used, the AC motor (5) is subjected to a braking control operation, the smoothing capacitor (3) is charged by the regenerative power from the AC motor (5), and the terminal voltage thereof is the above first value. When the reference value is exceeded, the first AND gate (9
The signal is sent to the control circuit (8a) via a). The control circuit (8a) receives this signal and puts the inverter device into the operation stop state and outputs an alarm signal to the outside.

なお、次に運転を開始する場合には、外部から図示しな
いリセット信号を制御回路（8a）に与え、上記アラーム
信号を解除すると共に、インバータ装置を運転の状態に
する。When the operation is started next time, a reset signal (not shown) is externally applied to the control circuit (8a) to cancel the alarm signal and bring the inverter device into the operating state.

次に、インバータ装置が停止中すなわち交流電動機
（５）を駆動していない場合について説明する。インバ
ータ装置の停止中には、制御回路（8a）は第２のANDゲ
ート（9b）に対して上記停止中の信号を出力し、第２の
ANDゲート（9b）をアクティブ状態に保持する。Next, a case where the inverter device is stopped, that is, the AC motor (5) is not driven, will be described. While the inverter device is stopped, the control circuit (8a) outputs the stopped signal to the second AND gate (9b),
Hold the AND gate (9b) active.

一方、第２の比較器（7b）は抵抗器（6c）及び（6d）に
よって分圧・検出された電圧を、常時所定の第１の基準
値よりも高い値を有する第２の基準値と比較している。
この状態で例えば順変換器（２）側からサージ電圧が侵
入したとすると、該サージ電圧によって平滑コンデンサ
（３）が充電される。この充電によって平滑コンデンサ
（３）の端子電圧が上昇し始め、第２の基準値を超えた
時点で、第２の比較器（7b）は第２のANDゲート（9b）
を介して制御回路（8a）に信号を送出する。制御回路
（8a）はこの信号を受けて上記運転中の場合と同様の動
作を実行する。On the other hand, the second comparator (7b) uses the voltage divided and detected by the resistors (6c) and (6d) as the second reference value which is always higher than the predetermined first reference value. I'm comparing.
If, for example, a surge voltage enters from the forward converter (2) side in this state, the smoothing capacitor (3) is charged by the surge voltage. Due to this charging, the terminal voltage of the smoothing capacitor (3) begins to rise, and when it exceeds the second reference value, the second comparator (7b) turns on the second AND gate (9b).
A signal is sent to the control circuit (8a) via. The control circuit (8a) receives this signal and executes the same operation as in the above-mentioned operation.

すなわち、インバータ装置が停止中の保護動作は第１の
基準値よりも高い値を有する第２の基準値において実行
され、その動作回数は従来に比して激減することにな
る。That is, the protection operation while the inverter device is stopped is executed at the second reference value having a value higher than the first reference value, and the number of times of the operation is drastically reduced as compared with the conventional case.

なお、交流電動機（５）運転中の入力サージ電圧印加に
ついては逆変換素子が導通しているため、出力インピー
ダンスが低くなっており、平滑コンデンサ（３）は停止
中に比べ容易に電圧が上昇しないため、入力サージによ
る過電圧動作は発生しにくいことは言うまでもない。When the input surge voltage is applied while the AC motor (5) is operating, the output impedance is low because the inverse conversion element is conducting, and the voltage of the smoothing capacitor (3) does not rise more easily than when it is stopped. Therefore, it goes without saying that the overvoltage operation due to the input surge is unlikely to occur.

なお、上記実施例では、２個の比較器により運転中及び
停止中の電圧を各々検出したが、比較器を１個にして、
比較器の基準電圧を２個設け、この値を運転中及び停止
中の信号で切換えて構成してもよい。In the above embodiment, the two comparators detect the voltages during operation and stop, respectively. However, with one comparator,
Two comparator reference voltages may be provided, and this value may be switched by the signal during operation and during stop.

又、比較器を中心とする回路はH/Wで構成した例を示し
たがマイコンを使ったS/Wでも、運転中、停止中を判断
して過電圧検出レベルを区分けしても良い。Although the circuit centering on the comparator is an H / W, the S / W using a microcomputer may be used to judge whether the circuit is running or stopped to classify the overvoltage detection level.

［発明の効果］ 以上の様に、この発明によれば過電圧検出保護回路の過
電圧保護の基準レベルを２段階設け、停止中の基準レベ
ルを負荷の駆動中の基準レベルより高くして過電圧保護
を行う様に構成したので、外来サージが頻繁に侵入して
も過電圧検出保護が頻発せずインバータ装置が容易に異
常停止しなくなるという効果がある。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, two levels of the overvoltage protection reference level of the overvoltage detection protection circuit are provided, and the reference level during stoppage is set higher than the reference level during drive of the load to provide overvoltage protection. Since the configuration is performed, the overvoltage detection protection does not frequently occur even if the external surge frequently enters, and the inverter device does not easily stop abnormally.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第１図はこの発明の一実施例によるインバータ装置を示
す回路図、第２図は従来のインバータ装置を示す回路図
である。 図において、（３）は平滑コンデンサ、（４）は逆変換
部、（５）は交流電動機、（6c）及び（6d）は抵抗器、
（7a）は第１の比較器、（7b）は第２の比較器、（8a）
は制御回路、（9a）は第１のANDゲート、（9b）は第２
のANDゲートである。 なお、図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。FIG. 1 is a circuit diagram showing an inverter device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a circuit diagram showing a conventional inverter device. In the figure, (3) is a smoothing capacitor, (4) is an inverse converter, (5) is an AC motor, (6c) and (6d) are resistors,
(7a) is the first comparator, (7b) is the second comparator, (8a)
Is a control circuit, (9a) is the first AND gate, (9b) is the second
It is an AND gate. In the drawings, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】整流後の直流を平滑する平滑手段と、平滑
後の直流をスイッチング制御して負荷を駆動する逆変換
手段とを備えたインバータ装置において、第１及び第２
の基準レベルを有してなり、上記平滑手段の端子電圧を
上記負荷の駆動中には上記第１の基準レベルと比較し、
駆動停止中には上記第１の基準レベルより高い上記第２
の基準レベルと比較する比較手段と、該比較手段のそれ
ぞれの比較出力に基づきインバータ装置の運転を停止さ
せる制御手段とを備えたことを特徴とするインバータ装
置。1. An inverter device comprising smoothing means for smoothing a rectified direct current and inverse conversion means for switching-controlling the smoothed direct current to drive a load.
And comparing the terminal voltage of the smoothing means with the first reference level during driving of the load,
The second level higher than the first reference level while the driving is stopped
An inverter device comprising: a comparison unit that compares the reference level with the above-mentioned reference level;