JPS5855765A - 電流検出回路 - Google Patents

電流検出回路

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JPS5855765A
JPS5855765A JP56154080A JP15408081A JPS5855765A JP S5855765 A JPS5855765 A JP S5855765A JP 56154080 A JP56154080 A JP 56154080A JP 15408081 A JP15408081 A JP 15408081A JP S5855765 A JPS5855765 A JP S5855765A
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JP56154080A
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Chihiro Okatsuchi
千尋 岡土
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Toshiba Corp
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Toshiba Corp
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/175Indicating the instants of passage of current or voltage through a given value, e.g. passage through zero

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
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  • Control Of Voltage And Current In General (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は電流検出回路に係り、特に電力変換装置の人
、出力の電流値と電流位相とを同時に検出し、負荷の力
率改善や効率の改善等に使用する電流検出回路に関する
最近、半導体等を使用した電力変換装置により、電動機
を可変速し、省エネルギー効果を得ようとする動きが活
発である。この趣旨のもとに、電力変換装置を用いた誘
導電動機の制御装置が種々提案されており、出願人等も
先に提案している(特願昭ss −参5s3s )。こ
の種の制御装置では、電力変換装置の人、出力の電流値
および電流位相を検出するために、電流検出回路が第1
図に示すような形で用いられている。
第1図は、電力変換装置を用いた誘導電動機の制御装置
を示すブロック図である。この制御装置は、電力変換装
置であるインバータにより誘導電動機を駆動し、その負
荷電流の力率に従ってインバータの出力電圧を制御する
ととkより、誘導電動機を効率曳く運転するものである
。この制御装置を以下説明するととkより、この発明の
先行技術である電流検出回路を明らかKする。
纂tEにおいて、直流電源lに接続したインパータブリ
ッジコによりパルス幅変調(以下、「1」という)制御
した交流出力は、銹導電動機slc供給される。
交流負荷電流は変流器軸、 44Bにより検出し、整流
器Sにより整流して直流に変換し、レベル検出器6によ
り過電流レベルを検出する。周波数設定器7により設定
した周波数基準は、加減速制限回路lVc入力され、前
記レベル検出器6の出力により過電流が流れると、加減
速制御回路tの加減速時間を調整し、電流を制御しなが
ら加減速する。
この加減速制限回路tの出力f※は、一方は電圧基準と
して変調用三角波発生器9と比較され、湯回路10を経
てm出力を波形合成回路//’tic−人力する。他方
、加減速制御回路tの出力f※は、周波数基準として電
圧・周波数変換器(以下、”/F変換器)によりインパ
ータコの周波数に比例した出力を波形合成回路//に入
力し、この波形合成回路iiの出力信号である、周波数
と電圧を決定するMAA動信号により、インバータプリ
ッジコを駆動する。
変流器/3により負荷の0相電流を検出し、θ・1間に
設けた抵抗/lIにより電圧に変換し、零レベル検出器
13により0相電流位相o11を検出し、との0相電流
位相O1lと、前記波形合成回路1/より出力される0
相電圧位相0※とから1位相検出回路l乙により負荷電
流の力率O8,を検出し、力率制御回路77により設定
力率に近づけるようFlit回路10の入力電圧を可変
して、インバータ出力の電圧・周波数比率(以下、r 
V/IF比」という)を調整するととKより、負荷力率
を制御するように構成している。
このように、負荷電流の大きさと位相を検出する場合、
この発明の先行技術である電流検出回路Xは、第1図に
示すよ5IC,負荷電流を検出する変流器g 、 参B
と位相を検出する変流器13とを分けて検出している。
このような方式では、負荷電流を検出する変流器←ム、
44Bとは別個に位相検出用の変流器13が必要となる
ばかり、負荷電流の小電流範囲では抵抗l参の電圧降下
の零クロス点(第2図参照)を検出するので1位相検出
精度の悪化や耐ノイズ性能が悪いという欠点がある7こ
の発明は1以上のような欠点を除去するためになされた
ものでありて%構造が簡単で、しかも検出精度が高く、
ノイズに強い、電流検出回路を提供することを目的とす
る。
この目的を達成するため、この発明は、被検出交流電流
の電流値を変流器で検出し、この変241.器の検出電
流を整流器で直流に変換し、この整流器の直流電流から
前記被検出交流電流の電流値を求めるとともに、一方、
前記整流器の出力電圧と前記整流器の順方向電圧とから
前配破検出交流の零クロス点を検出し、との零クロス点
と、前記’Mffl出交流と同期的関係にある基準とな
る電圧の位相とから、前記被検出交流電流の位相差を検
出するようにしている。
以下、添付図面に基づいて、この発明の一実施例を説明
する。
第3図は、前記第7図のようなインバータを用いた誘導
電動機の制御装置に使用される、電流検出回路の説明図
である。
この電流検出回路は、前記第1図中の電流検出回路Jと
同様に、インバータの負荷電流値と電流位相とを同時に
検出するものであって、次のように構成される。
インパ・−夕の負荷電流値を検出する回路は、交流の負
荷電流を検出する変流器、’WA、$B%ダイオードで
構成され変流器1fiA、iBからの負荷電流検出値X
X、を直流に変換する全波整流器j1この整流器jの直
流側の共通点a −b’間に設けた抵抗コム、及びこの
抵抗コムに接続されるレベル検出B易を備えてなる。こ
こで、レベル検出器易はコンパレータ等で構成される。
このように構成される負荷電流の検出回路では、変換器
評ム、 :MIB Icより負荷電流を検出し、この検
出電流工りを全波整流器コで直流に変換した後、抵抗]
Aiより負荷電流に比例した電圧として検出する。この
抵抗コムに接続されるレベル検出器ツは、前記第1図中
のレベル検出器基と同様K、過電流等を検出し、その検
出信号を前記第1図中の加減速制限回路1等へ加える。
負荷電流の位相を検出する回路は、前記整流器jの交流
側端子0と直流側共通端子すとの間の電位から零クロス
点を検出する零レベル検出器≠S、及ヒ零しベル検出器
侵の零クロス点と負$j 電流と同期関係にある基準と
なる電圧の位相とから負荷電流の位相を検出する位相検
出回路軸からなる。
ここで、零レベル検出器弘Sはコンパレータ等テ構成さ
れ、一方位相検出回路らはエクスクル−ジブノア回路(
以下、 [XN0RJという)φ4Bとフィルタ弘6B
とで構成される。このように構成される負荷電流の位相
を検出する回路では、前記整流器Jにおける端子cob
間の電位から零レベル検出′&、桔により零クロス点を
検出し、この零レベル検出器桔の出力o4.が基準とな
る電圧0※(例えば、前記第1図中の波形合成回路ll
から出力される基準1圧)とともにXjiOR4441
に加えられ、コ0) XORQ4ムの出力〜ムをフィル
タ<n<加えることにより、このフィルタ≠6から負荷
の力率角に比例した出力04、を出す。このフィルタ侘
の出力04゜は、例えは、前記第1図中の力率制御回路
17に加えられる。
第参図は前記負荷を流の位相を検出する回路の動作説明
図である。この図に4づいて、位相な検出する回路の動
作をさらに説明する。
変流器叱ム、!44Bにより検出された検出電流工υ@
参図μ))は、整流器おにより全波整流され、整流器j
の出力端子a−bから3相全波の波形出力va、’bが
出る(第参図(B))。この整流器Δ中のダイオード間
電圧To−bは、検出電流工υが前記第3図の矢印方向
に流れているときは、出力Va−bとダイオードの順方
向電圧とを加算した電圧となり、一方、検出電流XUが
前記第3図の矢印と逆方向に流れるときは、ダイオード
の順方向電圧だけ負の電圧となる。そのため電圧Vc−
bの波形は第μ図(CQのようKなる。この電圧vc−
b波形が零レベル検出器弘5に加えられると、零レベル
検出器付からは第参図(D)に示すような方形波状の出
力04Iが出る。
前記電圧To、bは、検出電流1.の方向が反転すると
、少なくともダイオード順方向電圧分の電圧が極性を変
え【急に反転するので、この零レベル検出器4Cjによ
り電流の零点を正確に検出できる。
次いで、この零レベル検出器ttSの出力o4Iと、第
参図(ト)〕で示される基準となる電圧0※とが、XN
OR4L4ムに入力されると、コノxNOR446ムカ
ラハ@弘図(P)に示すような出力Q10ムがでる。こ
の出力0.sムは、基準となる電圧0※と出力04.と
の位相差φがoOのときに最大、位相差φが1tro°
のときに最小の零となる。このような零レベル検出器I
/−5の出力04Iがフィルタ446Bで平滑され、こ
のフィルタll4Bからは第参図(G) k示すような
出力04゜が出される。この出力O錦は前記第1図中の
力率制限回路17等に加えられる。
而して、この実施例では、変流器IA、IHで検出した
電流IUをもとに、負荷の電流値と電流位相とを検出し
ているので、負荷電流検出用変流器Jム、JBのほかに
位相検出用変流器を設ける必妄がない。しかも負荷電流
が零点を通過する点で、整流器Δの出力電圧Va、bと
整流器5の順方向電圧Vc−bとが加算されそのため生
じるジャンプする電圧を利用して負荷の電流位相を検出
しているので、ドリフト等のない精度の良い位相検出が
できる。
なお、前記実施例では、インバータの負荷電流値とその
電流位相との検出について説明しているが、この発明で
はこれに限定されることなく、一般の交流機の負荷電流
位相や、交流から直流または交流への電力変換器の負荷
電流位相を負荷電流値と同時に検出できるばかりか、位
相検出回路侮ヲ多様化してリップルを低減することも可
能であり、負荷電流値と電流位相を検出するととkより
、力率改善用コンデンサ投入岬の制御に利用できる。
さらに5電源の相数に無関係に応用できるのはいうまで
もない。
この発明における電流検出回路は、以上のように構成さ
れるので、変流器で検出した電流をもとに被検出交流電
流の電流値と電流位相とを同時に検出でき、そのため電
流検出用変流器のはかに位相検出用変流器を特に設ける
必要がなく、従来のものに比して回路が簡単となる。し
かも、被検出交流電流が零点を通過する点で、整流器の
出力電圧と整流器の順方向電圧とが加算されそのため生
じるジャンプする電圧を利用しズ零クロス点を検出し、
との零クロス点と基準となる電圧の位相とから被検出交
流電流の位相差を検出しているので。
ドリフト等のない精度の良い位相検出ができるという効
果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の電流検出回路を説明するための図、第2
図は第1図中の抵抗/弘間の電圧波形図、183図はこ
の発明の一実施例に係る電流検出回路の檜成を示す図、
第μ図は第3図の回路各部の鼓形図である。 、24’A、JB・・・変流器、J・・・整流;渇1.
23A・・・抵抗、易・・・レベル検出器、≠5・・・
零レベル検出器、礼・・・位相検出回路、t6ム・・・
エクスクル−ジブノア(XNOI()、+AB・・・フ
ィルタ回路、 第1図 茄 第2図 第3図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、被検出交流電流の電流値を検出する変流器と、この
    変流器の検出電流を直流に変換する整流器と、この整流
    器の直流電流から前記被検出交流電流の電流値を求める
    回路と、前記整流器の出力電圧と前記整流器の順方向電
    圧とから前記被検出交流の零り97点を検出する回路と
    、との零クロス点と前記被検出交流電流と同期的関係に
    ある基準となる電圧の位相とから前記被検出交流電流の
    位相差を検出する回路とを、備えたことを特徴とする電
    流検出回路。
JP56154080A 1981-09-29 1981-09-29 電流検出回路 Granted JPS5855765A (ja)

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