JPH01185182A

JPH01185182A - インバータ装置

Info

Publication number: JPH01185182A
Application number: JP314488A
Authority: JP
Inventors: Toshio Kadokura; 門倉　俊夫
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1988-01-12
Filing date: 1988-01-12
Publication date: 1989-07-24

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】［発明の目的］（産業上の利用分野）この発明は交流電動機駆動用のインバータ装置に関する
。

（従来の技術）近年、交流電動機駆動用にインバータ装置が一般産業分
野のみならず、エレベータや家庭電化製品に幅広く普及
しつつある。

第４図は、このような交流電動機駆動用のインバータ装
置のうちで最も広く使用されている電圧型インバータ装
置の従来例を示している。この従来の電圧型インバータ
装置は、交流電動機１を駆動するために、単相または三
相交流電源２をダイオードなどによって構成される整流
回路３により直流交換して直流母線４の平滑コンデンサ
５に充電し、この平滑コンデンサ５の出力を直流電源と
し、これをインバータ回路６により可変電圧、可変周波
数（ＶＶＶＦ）交流電源に再変換して電動機１に供給し
、駆動する方式である。

そして、交流電源２を直流に変換するための整流回路３
をダイオード整流器で構成する電圧型インバータ装置の
場合には、電動機１が回生領域での運転を行うような負
荷の場合、回生エネルギーを電源１に回生することが不
可能なため、一般に直流母線４に回生エネルギーを吸収
、消費させる回路が設置される。

第４図において、このような回路として回生エネルギに
より直流母線４の電圧が上昇した場合、それを検出して
それを自己消弧型半導体素子によって構成されるスイッ
チング素子７をオン・オフ動作させる電圧検出回路８と
、このスイッチング素子７のオン・オフによって流れる
電流により回生エネルギを消費するための回生エネルギ
吸収用抵抗器９を設けている。

そこで、スイッチング素子７はカ行運転時には動作せず
、電動機１が回生運転モードの時に直流母線４が回生エ
ネルギにより一定電圧以上に上昇したとき電圧検出回路
８が動作し、スイッチング素子７をオンさせ、抵抗器９
に電流を流して電圧上昇を阻止し、電圧が一定値以下に
低下すると、スイッチング素子７をオフさせ、この動作
の繰り返しにより、回生エネルギを抵抗器９で消費し、
直流母線４の電圧上昇を防止するようにしている。

（発明が解決しようとする課題）ところが、このような従来のインバータ装置では、スイ
ッチング素子７の短絡状態への破損、あるいは電圧検出
回路８のスイッチング素子オンモードへの故障などの異
常モードが発生すると、回生エネルギ吸収用抵抗器９に
連続して短絡電流が流れる不具合が発生し、この異常モ
ードが継続するならば、抵抗器９の容量を超えた過熱が
生じ、焼損に至る恐れがある問題点があった。

この発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされた
もので、異常モードが発生した時に回生エネルギ吸収用
抵抗器に短絡電流が流れ続けるような場合には交流電源
からの電力供給、または整流回路からの直流電力の供給
を遮断し、装置の保護動作を行うことができるインバー
タ装置を提供することを目的とする。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）この発明は、交流電源と、この交流電源を直流に整流す
る整流回路と、この整流回路による直流を交流に再変換
して電動機に供給するインバータ回路と、前記電動機の
回生転運転時の回生エネルギーを吸収して消費するため
に直流母線の正負極間に接続された抵抗器と、この抵抗
器への通電のオン・オフを行なうスイッチング回路とを
備えたインバータ装置において、さらに、前記交流電源と整流回路との間にまたは前記整
流回路の出力端に設けられた電源遮断器と、前記抵抗器
に流れる電流を検出する電流検出回路と、前記インバー
タ回路の動作停止時に前記電流検出回路が設定値以上の
電流値を検出した時に前記ｓ１ｇｉ器をオフ動作させる
保護動作回路とを備えたものである。

（作用）この発明のインバータ装置は、交流電源を直流に変換す
るために整流回路を用い、この整流回路による直流をイ
ンバータ回路により交流に再変換して電動機に供給する
。そして、電動機が回生運転の時には、回生エネルギを
直流母線の正負極間に接続した抵抗器によって吸収、消
費する。そして、直流母線から抵抗器に流れる電流を電
流検出回路により検出し、その電流値が設定値以上であ
る場合には直流回路に異常が発生しているものと判断し
、電流遮断器をオフ動作させて交流電源からの電力供給
を遮断し、あるいは整流回路の直流出力を遮断し、回路
を保護することができる。

（実施例）以下、この発明の実施例を図に基づいて詳説する。

第１図はこの発明の一実施例を示しており、インバータ
装置の基本的な構成回路である電動機１、交流電源２、
整流回路３、直流母線４、平滑コンデサ５、インバータ
回路６、スイッチング素子７、電圧検出回路８、および
回生エネルギ吸収用抵抗器９は、従来例の第４図と同様
の構成である。

この発明の実施例では、このインバータ装置に対して、
さらに交流電源２と整流回路３との間に、主接触器接点
Ｍ−ＭＣと、補助接触器接点ＡＵＸ−ＭＣと限流抵抗１
０との並列回路が電流遮断器として設けられ、整流回路
３の出力端に設けられている平滑コンデンサ５と電圧検
出回路８との間の位置に、直流母線４に流れる電流を検
出するための電流検出回路１１が設けられている。

さらに、回路保護動作回路として、主接触器Ｍ−ＭＣと
限時継電器接点ＴＬＲとの直列回路と、補助接触器ＡＵ
Ｘ−ＭＣと起動早漏完了継電器接点ＳＴＲとの直列回路
が並列に設けられ、これらの並列接続回路に対して直列
に、異常検出継電器接点ＥＲＲが接続された回路Ａが備
えられている。

また、前記起動準備完了継電器接点ＳＴＲをオン・オフ
駆動する起動準備完了継電器５ＴＲ１前記主接触器Ｍ−
ＭＣの動作によりオン・オフする主接触器接点Ｍ−ＭＣ
，前記補助接触器ＡＬＩＸ−ＭＣにより動作する補助接
触器接点ＡＵＸ−ＭＣの直列回路Ｂも備えられている。

さらに前記電流検出回路１１に対して、電動機１の回生
運転状態を検出するための回路Ｃが、比較電流値設定器
１２と、比較器１３と、ラッチ回路１４と、ＡＮＤ回路
１５，１６．１７と、反転回路１８と、異常検出継電器
ＥＲＲとによって構成されている。

上記の構成のインバータ装置の動作について、次に説明
する。

起動準備指令ＳＴＲが入力されると、まず補助接触器Ａ
ＵＸ−ＭＣが動作し、この補助接触器接点ＡＵＸ−ＭＣ
がオンとなり、限流抵抗１０を介して平滑コンデンサ５
の充電が開始され、一定時間経過後に限時継電器ＴＬＲ
がオンし、回路Ａにおける主接触器Ｍ−ＭＣもオンとな
り、回路Ｂにおける起動準備完了ＩＩ電器ＳＴＲがオン
となり、インバータ回路６の起動準備が完了する。

エレベータ運転指令（図示せず）により、インバータ運
転信号ＳＴＰが１″となると、インバータ回路６により
Ｎ動機１が駆動され、電流検出器１１にはインバータ回
路６の運転状態に応じた電流が流れる。

インバータ運転時には、その電流信号が比較電流値設定
器１２による電流設定値を超えた大きな電流となり、比
較器１３が検出信号゛′１”を出力することがあるが１
．　Ａ　Ｎ　Ｄ回路１６の出力は、インバータ運転信号
ＳＴＰが“１″の間は“Ｏ”となるため、ＡＮＤ回路１
７の出力も“０”であり、異常検出継電器ＥＲＲは不動
作であり、異常検出動作が行なわれず、インバータ回路
６は正常な動作を続行する。

インバータ運転信号ＳＴＰが出力される以前、または停
止指令によりインバータ運転信号ＳＴＰが０″となった
ときには、ＡＮＤ回路１６の出力は１”となるが、イン
バータ回路６自体が運転停止状態であるため、各装置、
様器に異常がなければ、電流検出器１１に電流が流れず
、異常検出動作は行われない。

このインバータ停止状態において、電圧検出器８の異常
により、あるいはスイッチグ素子７自体の異常により短
絡モードが発生すると、直流母線４には短絡電流が流れ
る。

このとき、インバータ運転信号ＳＰＴは“ＯＰ！であり
、起動準備完了信号ＳＴＲは“１″であるため、反転回
路１８を介してＡＮＤ回路１６に入力される信号は共に
″“１”となり、その出力も“１”となり、ＡＮＤ回路
１７に入力される。

ここで、電流検出器１１が短絡電流を検出し、比較電流
値設定器１２により設定された電流値よりも大きい電流
値を検出すると、比較器１３の出力が“１″となり、Ａ
ＮＤ回路１７の出力も“１“となり、ラッチ回路１４が
異常信号をラッチする。

これにより異常検出器ＥＲＲが動作することになり、そ
の常閉接点ＥＲＲをオフとし、補助接触器ＡＵＸ−ＭＣ
，主接触器Ｍ−ＭＣをともにオフとし、これらの接点Ａ
ｔＪＸ−ＭＣ，Ｍ−ＭＣをオフとし、交流電源２から整
流回路３への交流供給が遮断され、短絡電流が回生エネ
ルギ吸収用抵抗器９に流れ続けるのを停止させ、回路の
保護動作が行われる。

このようにして、インバータ回路６が運転状態にあると
きには保護動作回路Ａ−Ｃが動作せず、電動機１に対し
、必要な電流が供給される。

そして、インバータ運転停止状態で、スイッチング素子
７に異常が発生し、抵抗器９に短絡電流が流れ続けると
、保護動作回路Ａ−Ｃが動作し、交流電源２から整流回
路３に通じる電源線の遮断器を遮断し、短絡電流が抵抗
器９に流れ続けるのを防止してこの抵抗器９の過熱、焼
損を防止することができるのである。

なお、ラッチ回路１４は、ＡＮＤ回路１７の出力が゛１
パとなったときに瞬時に動作するのではなく、一定の遅
延時間を設置ノ、入力１１１１＋が一定時間継続しであ
る場合に動作するようにすれば、誤動作を確実に防止す
ることができる。

なお、この発明は上記の実施例に限定されるものではな
く、第１図において、異常電流検出回路Ｃにおける論理
回路■の部分を第２図に示す回路構成に変更Ｊることが
できる。

この第２図に示す論理回路は、起動準備完了信号ＳＴＲ
が入力されない場合でも、インバータ運転信号ＳＴＰが
停止状態にあり、入力が“０″であるとき、第１図に示
したＡＮＤ回路１６を通さずに直接ＡＮＤ回路１７の一
方の入力端子に入力するようにしたものである。

この実施例の場合、電流検出回路１１は、インバータ運
転停止状態、つまり、インバータ運転停止信号ＳＴＰが
“０パであるときの全範囲で短絡電流を検出し、回路保
護動作を行なう。

なお、この実施例の場合、補助接触器ＡＩＪＸ−ＭＣが
オンとなったときには、限流抵抗１０が回路に挿入され
た形になるため、スイッチング素子７の短絡による電流
Ｉ　５ｈｏｒｔは、１相当りの制限抵抗値をＲ１とする
とき、ｒｓｈｏｒｔ　＝Ｖｄｃ／　（Ｒ＋２Ｒ＋　　）となる
。

そのため、比較電流値設定器１２の設定値を第１図に示
した第１実施例の短絡電流より小さ目に設定することに
なる。

第３図に示す実施例は、第１図に示す第１実施例におい
て交流電源２と整流回路３と平滑コンデンサ５を含む回
路部分■の変形例を示しており、交流電源２と整流回路
３の間に補助接触器接点ＡＵＸ−ＭＣを接続するととも
に、限時継電器ＴＬＲを設け、さらに直流母線４の整流
回路３と平滑コンデンサ５との間に、限流抵抗１０と主
接触器接点Ｍ−ＭＣとの並列回路を接続した構成である
。

この実施例の場合にも、起動準備完了信号がエレベータ
制御装置側から出力されると、補助接触器ＡＬＪＸ−Ｍ
Ｃがオンとなり、整流回路３からの直流が限流抵抗１０
を介して平滑コンデンサ５に入力されることになる。そ
して、限時継電器ＴしＲによる遅延時間が経過した後、
主接触器接点Ｍ−ＭＣもオンとなり、この主接触器接点
Ｍ−ＭＣを通って整流回路３からの直流が平滑コンデン
サ５に供給されることになり、定常運転状態に移行する
ことができる。

そして、異常短絡電流が検出され、補助継電器ΔＵＸ　
−Ｍ　Ｏがオフとなり、接点ＡＩＪＸ−ＭＣがオフとな
ると、交流電源２から整流回路３への電源供給が遮断さ
れ、保護動作することになる。

［発明の効果］以上のようにこの発明によれば、スイッチング素子が常
時導通状態となる異常が発生し、回生エネルギ吸収用抵
抗器に短絡電流が流れるときには、電流検出回路により
その短絡電流を検出し、インバータ回路が停止状態にあ
る場合には、検出電流が設定値以上になったときに遮断
器を動作させて交流電源から整流回路への電源供給、あ
るいは整流回路の出力端から直流母線への出力を遮断し
、回路の保護動作を行なうことができ、短絡電流が継続
的に回生エネルギ吸収用抵抗器に流れるために起こる過
熱、焼損の事故を確実に防止り′ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の回路図、第２図は第１図
における■部分の変形例を示す回路図、第３図は第１図
における■部分の回路図、第４図は従来例の回路図であ
る。１・・・電動機　　　　２・・・交流電源３・・・整流
回路　　　４・・・直流母線５・・・平滑コンデンサ　
　６・・・インバータ回路７・・・スイッチング素子　
８・・・電圧検出回路９・・・回生エネルギ吸収用抵抗
器１０・・・限流抵抗　　　１１・・・電流検出回路１２
・・・比較電流値設定器１３・・・比較器　　　　１４・・・ラッチ回路１５．
１６．１７・・・・・・ＡＮＤ回路′１８・・・反転回
路Ｍ−ＭＣ・・・主接触器ＡＬＩＸ−ＭＣ・・・補助接触器ＳＴＲ・・・起動準備完了継電器ＥＲＲ・・・異常検出継電器Ｓ’ＴＰ・・・インバータ運転信号

Claims

【特許請求の範囲】交流電源と、この交流電源を直流に整流する整流回路と
、この整流回路による直流を交流に再変換して電動機に
供給するインバータ回路と、前記電動機の回生運転時の
回生エネルギーを吸収して消費するために直流母線の正
負極間に接続された抵抗器と、この抵抗器への通電のオ
ン・オフを行なうスイッチング回路とを備えたインバー
タ装置において、さらに、前記交流電源と整流回路との間に、または前記
整流回路の出力端に設けられた電源遮断器と、前記抵抗
器に流れる電流を検出する電流検出回路と、前記インバ
ータ回路の動作停止時に前記電流検出回路が設定値以上
の電流値を検出した時に前記遮断器をオフ動作させる保
護動作回路とを備えて成るインバータ装置。