JPS6077689A - 電動機駆動用インバ−タの回生電力放電回路 - Google Patents
電動機駆動用インバ−タの回生電力放電回路Info
- Publication number
- JPS6077689A JPS6077689A JP58185373A JP18537383A JPS6077689A JP S6077689 A JPS6077689 A JP S6077689A JP 58185373 A JP58185373 A JP 58185373A JP 18537383 A JP18537383 A JP 18537383A JP S6077689 A JPS6077689 A JP S6077689A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- regenerative
- energy
- temperature coefficient
- positive temperature
- inverter
- Prior art date
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-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P23/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by a control method other than vector control
- H02P23/06—Controlling the motor in four quadrants
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
- Stopping Of Electric Motors (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、誘導電動機駆動用インバータに用いられる回
生電力放電回路に関するものである。
生電力放電回路に関するものである。
従来例の構成とその問題点
従来より、誘導電動機用インバータ（以下インバータと
略す）にて誘導電動機（以下モータと略す）を運転中、
周波数設定を急速に下げると、モータとその負荷のイナ
ーシャによりモータが発電機として動作し、その慣性エ
ネルギーをインバータへ返す、いわゆる回生制動モード
になることはよく知られている。インバータはこのエネ
ルギーをコンバータの平滑コンデンサで吸収するが、コ
ンデンサ電圧が上昇するのでパワートランジスタやコン
デンサの耐圧オーバーによる破壊につながる恐れがある
。そのため、 ■コンデンサ電圧が規定値より越えるとインバータの動
作を停止させ、モータを回生制動モードからフリーラン
モードとして制御回路を保護するいわゆる回生過電圧し
ゃ断動作を行なわせたり、■モータ減連中に回生電圧を
検出して、回生電圧が減少するまで周波数の下降を止め
て運転停止（失速）Ｋ至るのを防止し、回生エネルギー
が減少した時点で再び周波数を下は減速を継続させる過
回生防止動作等の保護機能をインバータに内蔵したり、
制動を目的とする用途に対しては、ｃワット数の大きな
放電抵抗？：ｉを用いた放電回路を構成することによジ
回生時の慣性エネルギーを吸収きせるブレーキユニット
と称する付属装置を付加したり、 ■コンバーク部を逆導通可能にして電源側へ回生させた
りするなどの回生エネルギーの制御方法がよく知られて
いる。しかし、使用者側の要望としてに、上記の、■の
保護機能が出来るだけ働かないようにしたい。また、■
、■の制動回路のようにエネルギー吸収装置としての機
能はすぐれているが形状が大きく、コストアップとなる
装置までは必要としないといった中間的な小形で安価な
簡易的回生エネルギーの制御装置が望まれていた。
略す）にて誘導電動機（以下モータと略す）を運転中、
周波数設定を急速に下げると、モータとその負荷のイナ
ーシャによりモータが発電機として動作し、その慣性エ
ネルギーをインバータへ返す、いわゆる回生制動モード
になることはよく知られている。インバータはこのエネ
ルギーをコンバータの平滑コンデンサで吸収するが、コ
ンデンサ電圧が上昇するのでパワートランジスタやコン
デンサの耐圧オーバーによる破壊につながる恐れがある
。そのため、 ■コンデンサ電圧が規定値より越えるとインバータの動
作を停止させ、モータを回生制動モードからフリーラン
モードとして制御回路を保護するいわゆる回生過電圧し
ゃ断動作を行なわせたり、■モータ減連中に回生電圧を
検出して、回生電圧が減少するまで周波数の下降を止め
て運転停止（失速）Ｋ至るのを防止し、回生エネルギー
が減少した時点で再び周波数を下は減速を継続させる過
回生防止動作等の保護機能をインバータに内蔵したり、
制動を目的とする用途に対しては、ｃワット数の大きな
放電抵抗？：ｉを用いた放電回路を構成することによジ
回生時の慣性エネルギーを吸収きせるブレーキユニット
と称する付属装置を付加したり、 ■コンバーク部を逆導通可能にして電源側へ回生させた
りするなどの回生エネルギーの制御方法がよく知られて
いる。しかし、使用者側の要望としてに、上記の、■の
保護機能が出来るだけ働かないようにしたい。また、■
、■の制動回路のようにエネルギー吸収装置としての機
能はすぐれているが形状が大きく、コストアップとなる
装置までは必要としないといった中間的な小形で安価な
簡易的回生エネルギーの制御装置が望まれていた。
第１図はブレーキユニットと称する付属装置を付加した
従来のインバータの基不構成を示すもので、１は電源、
２け順変換部を構成する整流用ダイオード、３は平滑用
コンデンサで、このコンデンサ３に８ｐ列に放電用抵抗
器４とそれを駆動するトランジスタ５を接続している。
従来のインバータの基不構成を示すもので、１は電源、
２け順変換部を構成する整流用ダイオード、３は平滑用
コンデンサで、このコンデンサ３に８ｐ列に放電用抵抗
器４とそれを駆動するトランジスタ５を接続している。
６はインバータ部、７はモータである。
以上の構成において、コンデンサ１が規定電圧以上にな
ると、トランジスタ５がオンし、回生エネルギーを放電
抵４プｃ４で消費させることでコンデンサ電圧の上列を
おさえて、回ｌＩｔ ；ｉｆ・′）電圧しへ、断（以下
トリノブという）動作しないようにしている。しかし、
慣性エネルギーが大きい場合、抵抗の容量が小さいと焼
損につながる為に、容量の大きな抵抗を使用しなければ
ならず、′８＋たその発熱を放出する為に強制冷却ファ
ンを付加したりする必要があり、インバータの体積が大
きくなったり、価格が高くなる欠点があった。−また抵
抗の容量金工げる方法として、サーマルプロテクタを内
蔵し、抵抗が規定の温度上昇になるとトリノブさせた９
、抵抗器の温度上昇時定数に一致させたタイマー回路に
より抵抗の焼損や特性劣化のない回生電力放電部の安全
性を確保していた。しかし、駆動用トランジスタ５がン
ヨートモードで故障した場合、抵抗の焼損、％性力化、
インパーク電圧の低下４．９の異常が発生する危険な状
態になるという欠点を有していた。
ると、トランジスタ５がオンし、回生エネルギーを放電
抵４プｃ４で消費させることでコンデンサ電圧の上列を
おさえて、回ｌＩｔ ；ｉｆ・′）電圧しへ、断（以下
トリノブという）動作しないようにしている。しかし、
慣性エネルギーが大きい場合、抵抗の容量が小さいと焼
損につながる為に、容量の大きな抵抗を使用しなければ
ならず、′８＋たその発熱を放出する為に強制冷却ファ
ンを付加したりする必要があり、インバータの体積が大
きくなったり、価格が高くなる欠点があった。−また抵
抗の容量金工げる方法として、サーマルプロテクタを内
蔵し、抵抗が規定の温度上昇になるとトリノブさせた９
、抵抗器の温度上昇時定数に一致させたタイマー回路に
より抵抗の焼損や特性劣化のない回生電力放電部の安全
性を確保していた。しかし、駆動用トランジスタ５がン
ヨートモードで故障した場合、抵抗の焼損、％性力化、
インパーク電圧の低下４．９の異常が発生する危険な状
態になるという欠点を有していた。
発明の目的
本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたもので、小形
、安価で、しかも安全な放電回路を提供しようとするも
のである。
、安価で、しかも安全な放電回路を提供しようとするも
のである。
スタ素子単体又は正特性サーミスタと抵抗器との組合せ
回路を使用したもので、正特性サーミスタの自己スイッ
チ作用により、サーマルプロテクタやタイマ回路のよう
な余分な保護機能を不要としたものである。
回路を使用したもので、正特性サーミスタの自己スイッ
チ作用により、サーマルプロテクタやタイマ回路のよう
な余分な保護機能を不要としたものである。
実施例の説明
以下、本発明の一実ｍ例を添付図面を参照して説明する
。第２図は本発明に用いる正特性サーミスタの各種特性
を示すもので、第２図（２Ｌ）に示すように正の温度″
特性をもっており、ある温度までは抵抗値がほぼ一定（
Ｒ＝一定領域）で、それ以上になると急激に抵抗値が上
昇しく電カー一定領域）安定する静特性（第２図ｂ）を
もっており、その動特性（第２図Ｃ）け正４、テ性ザー
ミスタの自己発熱により上記抵抗の急変点（キュリ一点
ｃｐ又はスイッチング温度Ｔｓと呼ばれる、以下Ｔｓと
省す）になるまでの電流を流し、数秒後電流を制限する
自己スイッチ機能をもっていることはよく知られ蒔 ている。本発明は、上記正特性サーミスタの動縛性を利
用し、従来の欠点を改良するものである。
。第２図は本発明に用いる正特性サーミスタの各種特性
を示すもので、第２図（２Ｌ）に示すように正の温度″
特性をもっており、ある温度までは抵抗値がほぼ一定（
Ｒ＝一定領域）で、それ以上になると急激に抵抗値が上
昇しく電カー一定領域）安定する静特性（第２図ｂ）を
もっており、その動特性（第２図Ｃ）け正４、テ性ザー
ミスタの自己発熱により上記抵抗の急変点（キュリ一点
ｃｐ又はスイッチング温度Ｔｓと呼ばれる、以下Ｔｓと
省す）になるまでの電流を流し、数秒後電流を制限する
自己スイッチ機能をもっていることはよく知られ蒔 ている。本発明は、上記正特性サーミスタの動縛性を利
用し、従来の欠点を改良するものである。
第３図は、第１図に示す抵抗素子４を正ｑ′Ｉ性ザーミ
スタで置き換えた回路構成例を示すものである。なお、
本回路の構成の前定条件として■インバータは回生過電
圧し、ζ・断機能を内蔵している。
スタで置き換えた回路構成例を示すものである。なお、
本回路の構成の前定条件として■インバータは回生過電
圧し、ζ・断機能を内蔵している。
■正特性サーミスタの最大使用？１ｎＩｆｋｊ：、Ｊ−
記回生過電圧規定値以上である。
記回生過電圧規定値以上である。
を満足する必要がある。第３図の（２Ｌ）は、正特性サ
ーミスタＰＴＣ単体の例、（ｂ）はエネルギーの吸収能
力をアップさせる為に正特性サーミスタｐ’ｒｃ。
ーミスタＰＴＣ単体の例、（ｂ）はエネルギーの吸収能
力をアップさせる為に正特性サーミスタｐ’ｒｃ。
とＰＴＣ，２を並列に接続した例、（Ｃ）はエネルギー
の吸収能力は減少するが正特性サーミスタＰＴＣに流れ
る電流を制限することによりエネルギーの吸収時間が長
くなるように構成した例、（ｄ）＆：Ｉ： （ｂｌと（
Ｃ）の組合せの構成例である１、＋１♂ζ成の方１１才
１、回生エネルギーの大きさと回生モードが発生する頻
度等用途により異なるが、市販の正特性サーミスタを使
用する場合は（ｄ）の構成例が適当である。
の吸収能力は減少するが正特性サーミスタＰＴＣに流れ
る電流を制限することによりエネルギーの吸収時間が長
くなるように構成した例、（ｄ）＆：Ｉ： （ｂｌと（
Ｃ）の組合せの構成例である１、＋１♂ζ成の方１１才
１、回生エネルギーの大きさと回生モードが発生する頻
度等用途により異なるが、市販の正特性サーミスタを使
用する場合は（ｄ）の構成例が適当である。
次に具体的な回路構成例を第４図を参照して説明する。
なお、第１図に示す構成と同一構成部分は同一番号と符
し、その説明を省略する。図において、８は第３図に示
す正特性サーミスタ使用したエネルギー放電部である。
し、その説明を省略する。図において、８は第３図に示
す正特性サーミスタ使用したエネルギー放電部である。
９はパワーＭＯ３・ＦＥＴ・（第１図のパワートランジ
スタ５に相当）である。１０は回生過電圧しゃ断回路で
ある。
スタ５に相当）である。１０は回生過電圧しゃ断回路で
ある。
１１は回生電力放電回路をオプションとして供給する場
合の誤配線保護用の全波整流ダイオードである。１２は
通常運転時電圧よりは高く、回生過電圧動作電圧よりは
低い中間の適当な規定電圧で動作し、パワーＭＯ８−Ｆ
ＥＴ９を０Ｎ−ＯＦＦ動作させる回生モード検出回路で
ある。
合の誤配線保護用の全波整流ダイオードである。１２は
通常運転時電圧よりは高く、回生過電圧動作電圧よりは
低い中間の適当な規定電圧で動作し、パワーＭＯ８−Ｆ
ＥＴ９を０Ｎ−ＯＦＦ動作させる回生モード検出回路で
ある。
次に動作について説明する。まず、モータ７が回生状態
でない場合は、回生モード検出回路１２は不動作なので
、パワーＭＯ８−ＦＥＴ９はＯＦＦのままで、回生電力
放電回路は不動作状態である。
でない場合は、回生モード検出回路１２は不動作なので
、パワーＭＯ８−ＦＥＴ９はＯＦＦのままで、回生電力
放電回路は不動作状態である。
次に、周波数設定を急速に減少させる場合等、モータ７
が回生状態になる場合について説明する。
が回生状態になる場合について説明する。
回生状態になると、コンデンサ３がエネルギーを吸収す
るため、その電圧が上昇し、回生モード検出回路１２の
規定のＯＮ電圧になった場合、″ワーＭＯ３−ＦＥＴ９
が動作してエネルギー放電部８で回生エネルギーを消費
する。この結果、コンデンサ電圧が減少し、回生モード
検出回路１２の規定のＯＦＦ電圧になるとパワーＭＯ８
，ＦＥＴ９がＯＦＦとなる為、エネルギー放電部８のエ
ネルギー消費がストップするので再びコンデンサ３の電
圧が上昇するというサイクルの繰返し動作により回生エ
ネルギーをエネルギー放電部８で消費し、モータ７の制
動を助け、電圧の上昇をおさえる。捷た回生エネルギー
が大きい場合や回生状態が長い場合や短時間で繰返し回
生状態になる場合には、正特性サーミスタＰ Ｔ Ｃ＋
、Ｐ Ｔ Ｃ２７：自己発熱してエネルギー消費を低く
おさえることにより正特性サーミスタ自身及び直列に接
続された抵抗Ｒを焼損や特性劣化から保護するように動
作する。
るため、その電圧が上昇し、回生モード検出回路１２の
規定のＯＮ電圧になった場合、″ワーＭＯ３−ＦＥＴ９
が動作してエネルギー放電部８で回生エネルギーを消費
する。この結果、コンデンサ電圧が減少し、回生モード
検出回路１２の規定のＯＦＦ電圧になるとパワーＭＯ８
，ＦＥＴ９がＯＦＦとなる為、エネルギー放電部８のエ
ネルギー消費がストップするので再びコンデンサ３の電
圧が上昇するというサイクルの繰返し動作により回生エ
ネルギーをエネルギー放電部８で消費し、モータ７の制
動を助け、電圧の上昇をおさえる。捷た回生エネルギー
が大きい場合や回生状態が長い場合や短時間で繰返し回
生状態になる場合には、正特性サーミスタＰ Ｔ Ｃ＋
、Ｐ Ｔ Ｃ２７：自己発熱してエネルギー消費を低く
おさえることにより正特性サーミスタ自身及び直列に接
続された抵抗Ｒを焼損や特性劣化から保護するように動
作する。
もちろん、エネルギー放電部８の消費が減少するので、
コンデンサ３の電圧が上昇して回生過電圧しゃ断回路１
０が動作し、インバータ６のスイッチング素子の出力を
停止保持させるので、コンデンサ３へのエネルギーの回
生は停止される。またパワーＭＯ３−ＦＥＴ９のような
スイッチング素子がショートモードに故障しても、正特
性サーミスタの自己スイッチング作用によって、回生エ
ネルギーの放電はできなくなるが、インバータ回路への
影響はないので安全である。
コンデンサ３の電圧が上昇して回生過電圧しゃ断回路１
０が動作し、インバータ６のスイッチング素子の出力を
停止保持させるので、コンデンサ３へのエネルギーの回
生は停止される。またパワーＭＯ３−ＦＥＴ９のような
スイッチング素子がショートモードに故障しても、正特
性サーミスタの自己スイッチング作用によって、回生エ
ネルギーの放電はできなくなるが、インバータ回路への
影響はないので安全である。
発明の詳細
な説明したように本発明によれば、正特性サーミスタの
自己スイッチ作用により、放電抵抗の作置が不要である
為、従来のサーマルプロテクタやタイマ回路のよう々余
分な保護機能が不要となる。また用途によって、正特性
サーミスタの組合せ全選択することにより最適な回生放
電回路を構成できる。さらに、エネルギー放電部を駆動
するスイッチング素子のショートモードの故障に対して
も安全が確保される。捷だ、小形で安価であるなどのす
ぐれた効果を奏する。
自己スイッチ作用により、放電抵抗の作置が不要である
為、従来のサーマルプロテクタやタイマ回路のよう々余
分な保護機能が不要となる。また用途によって、正特性
サーミスタの組合せ全選択することにより最適な回生放
電回路を構成できる。さらに、エネルギー放電部を駆動
するスイッチング素子のショートモードの故障に対して
も安全が確保される。捷だ、小形で安価であるなどのす
ぐれた効果を奏する。
第１図は回生電力放電回路を含む従来のインバータの基
本構成を示す回路図、第２図は正特性サーミスタの基本
特性を示す特性図、第３図は本発明の放電回路の構成例
を示す回路図、第４図は本発明の実施例にかかる回路図
である。 ３・・・・コンデンサ、７・・・・電動機、８・・・・
・エネルギー放電部、９・・・スイッチング素子、１２
・・・回生モード検出回路。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第２図 ♂−４’ＣＩ ミルｌａｇｖ １デｒＡｌ（Ｊｅｃン 第３図 （α’ Ｃｂ） （Ｃ１（（／］ 第４図
本構成を示す回路図、第２図は正特性サーミスタの基本
特性を示す特性図、第３図は本発明の放電回路の構成例
を示す回路図、第４図は本発明の実施例にかかる回路図
である。 ３・・・・コンデンサ、７・・・・電動機、８・・・・
・エネルギー放電部、９・・・スイッチング素子、１２
・・・回生モード検出回路。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第２図 ♂−４’ＣＩ ミルｌａｇｖ １デｒＡｌ（Ｊｅｃン 第３図 （α’ Ｃｂ） （Ｃ１（（／］ 第４図
Claims (1)
- 電動機が回生状態になった時、回生電力を吸収するコン
デンサに並列に接続した正特性サーミスタ素子を含むエ
ネルギー放電部と、このエネルギー放電部を駆動するス
イッチング素子と、通常運転時電圧よりは高く、回生過
電圧動作電圧よシ低い規定電圧で前記スイッチング素子
を動作させる回生モード検出回路とを備えた電動機駆動
用インバータの回生電力放電回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58185373A JPS6077689A (ja) | 1983-10-04 | 1983-10-04 | 電動機駆動用インバ−タの回生電力放電回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58185373A JPS6077689A (ja) | 1983-10-04 | 1983-10-04 | 電動機駆動用インバ−タの回生電力放電回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6077689A true JPS6077689A (ja) | 1985-05-02 |
Family
ID=16169663
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58185373A Pending JPS6077689A (ja) | 1983-10-04 | 1983-10-04 | 電動機駆動用インバ−タの回生電力放電回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6077689A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08214576A (ja) * | 1994-09-30 | 1996-08-20 | Kone Oy | 同期モータの制動方法および装置 |
| WO2013125010A1 (ja) * | 2012-02-23 | 2013-08-29 | トヨタ自動車株式会社 | 電気自動車 |
| JPWO2013125010A1 (ja) * | 2012-02-23 | 2015-05-21 | トヨタ自動車株式会社 | 電気自動車 |
-
1983
- 1983-10-04 JP JP58185373A patent/JPS6077689A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08214576A (ja) * | 1994-09-30 | 1996-08-20 | Kone Oy | 同期モータの制動方法および装置 |
| US5847533A (en) * | 1994-09-30 | 1998-12-08 | Kone Oy | Procedure and apparatus for braking a synchronous motor |
| WO2013125010A1 (ja) * | 2012-02-23 | 2013-08-29 | トヨタ自動車株式会社 | 電気自動車 |
| JPWO2013125010A1 (ja) * | 2012-02-23 | 2015-05-21 | トヨタ自動車株式会社 | 電気自動車 |
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