JPH01295681A - Power converter - Google Patents
Power converterInfo
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- JPH01295681A JPH01295681A JP63123905A JP12390588A JPH01295681A JP H01295681 A JPH01295681 A JP H01295681A JP 63123905 A JP63123905 A JP 63123905A JP 12390588 A JP12390588 A JP 12390588A JP H01295681 A JPH01295681 A JP H01295681A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の目的〕
(産業上の利用分野)
本発明は電力変換装置に係り、素子の通電状態を検出し
、短絡モードが発生した場合、他の相を強制的に転流さ
せることにより、装置の保護機能を向上させた電力変換
装置に関する。[Detailed Description of the Invention] [Objective of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to a power conversion device, which detects the energization state of an element and forcibly switches other phases when a short circuit mode occurs. The present invention relates to a power conversion device in which the protection function of the device is improved by commutation.
(従来の技術)
本発明に関する交流電動機としては、誘導電動機があり
、また、電力変換装置としては、電流形インバータがあ
る。従来の電力変換装置の構成を第4図に示す、第4図
において、1は交流電源、2は整流回路、3は直流リア
クトル、4はインバータ回路、5は誘導電動機、11は
変流器、12は電流検出器、13は電圧制御器、14は
電流制御器、15は位相制御器、16は発振器、17は
リングカウンタ。(Prior Art) Examples of AC motors related to the present invention include induction motors, and examples of power converters include current source inverters. The configuration of a conventional power conversion device is shown in FIG. 4. In FIG. 4, 1 is an AC power supply, 2 is a rectifier circuit, 3 is a DC reactor, 4 is an inverter circuit, 5 is an induction motor, 11 is a current transformer, 12 is a current detector, 13 is a voltage controller, 14 is a current controller, 15 is a phase controller, 16 is an oscillator, and 17 is a ring counter.
18は周波数制御器、19は変成器、20は電圧検出器
、21は速度設定器、31は過電流検出器、32は素子
電圧検出器、33はOR回路である。この図に示す電流
形インバータの基本動作については1例えば、「ニュー
ドライブエレクトロニクス」 (電気書院発行・上山直
彦 編)の第4章P103〜P144に詳細に述べられ
ているので、ここでは、インバータ回路4を構成するサ
イリスタ素子の誤点弧等により発生する過電流保護動作
についてのみ述べる。18 is a frequency controller, 19 is a transformer, 20 is a voltage detector, 21 is a speed setter, 31 is an overcurrent detector, 32 is an element voltage detector, and 33 is an OR circuit. The basic operation of the current source inverter shown in this figure is described in detail in ``New Drive Electronics'' (Published by Denkishoin, edited by Naohiko Ueyama), for example, in Chapter 4, pages 103 to 144. Only the overcurrent protection operation that occurs due to erroneous firing of the thyristor element constituting 4 will be described.
この動作を説明するため、第5図にサイリスタの通電状
態と各部の波形を示す、この図において。In order to explain this operation, FIG. 5 shows the energization state of the thyristor and the waveforms of each part.
5O−5Zは6個のサイリスタ素子各々の通電状態、3
2U〜32Zは前記サイリスタ素子各々の両端電圧の有
無、51(Idc)は電力変換装置の直流電流、 52
(GS)は整流回路の位相絞り信号、53(GB)はイ
ンバータ回路のゲートブロック信号を示す、また、tl
は異常発生点、tlは過電流検出点を示す、この図のよ
うに、インバータ回路4において、時刻t1でサイリス
タSvがノイズ等の外的要因による誤パルス等により誤
点弧した場合、サイリスタSYが通電状態にあるため、
直流短絡モードが発生する。これにより、インバータ回
路4の直流電圧が急変し。5O-5Z is the energization state of each of the six thyristor elements, 3
2U to 32Z indicate the presence or absence of a voltage across each of the thyristor elements, 51 (Idc) indicates the direct current of the power conversion device, 52
(GS) indicates the phase aperture signal of the rectifier circuit, 53 (GB) indicates the gate block signal of the inverter circuit, and tl
indicates the abnormality occurrence point, and tl indicates the overcurrent detection point. As shown in this figure, in the inverter circuit 4, if the thyristor Sv is erroneously fired at time t1 due to an erroneous pulse caused by external factors such as noise, the thyristor SY is in a energized state,
DC short circuit mode occurs. As a result, the DC voltage of the inverter circuit 4 suddenly changes.
直流リアクトルの両端電圧は急上昇する。この時。The voltage across the DC reactor rises rapidly. At this time.
整流回路2は直流電流(Idc) 51の急激な上昇に
対し、変流器11及び、電流検出器12により電流の上
昇を検出し、電流制御器14及び1位相制御器!5によ
り直流電力を減少させようとするが電流が上昇し初めて
からの動作で有り、また、前記直流短絡により、誘導電
動機5へ電流が流れなくなるため、インバータ出力電圧
が低下し、これを変圧器19および、電圧検出器20に
より検出し、電圧制御器13により電圧を上昇させるべ
く、電流制御器14の入力信号である電流基準を上昇さ
せるため、前記、電流制御器14及び、位相制御器15
の過電流抑制動作がより一層遅れ、前記、電流上昇を抑
制できず。The rectifier circuit 2 detects a sudden rise in direct current (Idc) 51 using a current transformer 11 and a current detector 12, and detects the rise in current by a current controller 14 and a one-phase controller! 5 tries to reduce the DC power, but the current increases and the operation starts for the first time. Also, due to the DC short circuit, current no longer flows to the induction motor 5, so the inverter output voltage decreases, and this is transferred to the transformer. 19, and the current controller 14 and phase controller 15 to increase the current reference, which is an input signal of the current controller 14, in order to increase the voltage detected by the voltage detector 20 and the voltage controller 13.
The overcurrent suppression operation is further delayed, and the current increase cannot be suppressed.
時刻t2で過電流検出点に達する。この時、サイリスタ
素子は、この事故電流を通電・遮断するため。The overcurrent detection point is reached at time t2. At this time, the thyristor element conducts and cuts off this fault current.
この動作時発生する、回路インダクタンスによる過電圧
及び、電流の急激な上昇により破壊することが多く、ま
た、装置が停止する。ここで記載した素子電圧検出器3
2は素子異常が検出し、整流回路2の位相を絞り、イン
バータ回路4のゲートパルスをブロックする機能を有し
ていることは一般的によく知られている。During this operation, the overvoltage caused by the circuit inductance and the sudden increase in current often result in destruction, or the device stops. Element voltage detector 3 described here
It is generally well known that the circuit 2 has a function of detecting element abnormality, narrowing the phase of the rectifier circuit 2, and blocking the gate pulse of the inverter circuit 4.
(発明が解決しようとする課題)
以上のように、従来技術においては次のような問題があ
った。(Problems to be Solved by the Invention) As described above, the prior art has the following problems.
■ インバータ回路4での直流短絡により発生する電流
の上昇を検出し、電流制御動作により過電流を抑制しよ
うとするため、過電流抑制動作が遅れてしまう。(2) Since an increase in current caused by a DC short circuit in the inverter circuit 4 is detected and an attempt is made to suppress the overcurrent by a current control operation, the overcurrent suppression operation is delayed.
■ 上記、動作遅れにより、電力変換装置に大きな事故
電流が流れる。■ Due to the above operation delay, a large fault current flows through the power converter.
■ 過大な事故電流と回路インダクタンスにより発生す
る過電圧で、サイリスタ素子が破壊する。■ Thyristor elements are destroyed due to excessive fault current and overvoltage generated by circuit inductance.
に)電流形インバータのように転流回路にコンデンサを
有する場合、事故電流によりコンデンサが過充電され、
サイリスタ素子が過電圧破壊する。) If the commutation circuit has a capacitor such as a current source inverter, the capacitor may be overcharged due to fault current,
The thyristor element is destroyed by overvoltage.
■ 過電流により、装置が停止する。■ The device stops due to overcurrent.
本発明は、前記の従来の欠点を鑑みてなされたもので有
り、インバータ回路に直流短絡が発生しても、過電流を
流すことなく、確実にサイリスタ素子等を保護可能な電
力変換装置を提供することを目的としている。The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional drawbacks, and provides a power conversion device that can reliably protect thyristor elements, etc., without causing overcurrent to flow even if a DC short circuit occurs in an inverter circuit. It is intended to.
(課題を解決するための手段)
本発明は、インバータ回路4を構成するサイリスタ素子
の通電状態を監視する素子電圧検出器320〜32Z、
この検出信号を受けて、インバータ回路4の短絡モード
を検出する短絡検出器34.この短絡検出信号により、
インバータ回路4の点弧可能な他の相を選択する相選択
器35を備えた電力変換装置を提供する。(Means for Solving the Problems) The present invention provides element voltage detectors 320 to 32Z that monitor the energization state of thyristor elements constituting the inverter circuit 4;
A short circuit detector 34 receives this detection signal and detects the short circuit mode of the inverter circuit 4. This short circuit detection signal causes
A power conversion device is provided that includes a phase selector 35 that selects another phase of the inverter circuit 4 that can be fired.
(作 用)
以上の構成において、インバータ回路4を構成するサイ
リスタ素子が誤点弧した場合、その時通電状態にある他
のサイリスタとの関係により、直流短絡が発生する。こ
れにより、インバータ回路4の直流電圧が急変し、直流
リアクトルの両端電圧は急上昇する。この時、素子電圧
検出器32の出力信号により、短絡検出器34で短絡モ
ードを検出し、インバータ回路4の点弧可能な他の相を
相選択器35により選び、その信号を周波数制御器18
に入力し、サイリスタを強制的に点弧させ、インバータ
回路の直流短絡を解消し、直流電流の上昇を抑制し、そ
の後、通常運転モードに復帰する。(Function) In the above configuration, when the thyristor element constituting the inverter circuit 4 is erroneously fired, a DC short circuit occurs due to the relationship with other thyristors that are energized at that time. As a result, the DC voltage of the inverter circuit 4 suddenly changes, and the voltage across the DC reactor rises rapidly. At this time, the short circuit mode is detected by the short circuit detector 34 based on the output signal of the element voltage detector 32, another phase of the inverter circuit 4 that can be started is selected by the phase selector 35, and the signal is sent to the frequency controller 18.
input, forcibly fires the thyristor, eliminates the DC short circuit in the inverter circuit, suppresses the rise in DC current, and then returns to normal operation mode.
(実 施 例)
本発明は、その実施例を第1図に示す、この図における
電力変換装置の基本回路は前記、第4図のものと同様で
あるため、ここでは説明を省略する。インバータ回路4
を構成するサイリタ素子の通電状態を監視する素子電圧
検出器(32U〜32z)32、この検出信号を受けて
、インバータ回路4の短絡モードを検出する発絡検出器
34.インバータ回路4の点弧可能なサイリスタを選択
する相選択器35、前記、短絡検出信号と前記、相選択
器35の選択信号により、インバータ回路4の選択され
たサイリスタを強制的に点弧させる周波数制御器18に
より構成される。(Embodiment) An embodiment of the present invention is shown in FIG. 1. The basic circuit of the power conversion device in this figure is the same as that in FIG. 4 described above, so the explanation thereof will be omitted here. Inverter circuit 4
An element voltage detector (32U to 32z) 32 that monitors the energization state of the thyristor elements constituting the inverter circuit 4, and a circuit detector 34 that receives this detection signal and detects the short circuit mode of the inverter circuit 4. A phase selector 35 selects a thyristor capable of firing in the inverter circuit 4, and a frequency at which the selected thyristor of the inverter circuit 4 is forcibly fired based on the short circuit detection signal and the selection signal of the phase selector 35. It is composed of a controller 18.
以上の構成による動作説明のため、第2図に各部の波形
を示す、この図は、前述の第5図とほぼ同じ部分の波形
で有り、各波形についての説明は省略する。この構成に
おいて、インバータ回路4を構成するサイリスタ素子が
、時刻t4でサイリスタSvが、ノイズ等外的要因によ
り誤点弧した場合、転流完了で直流短絡モードが発生す
る。これを短絡検出器34は、素子電圧検出器32から
の、素子通電状態信号により、インバータ回路の短絡モ
ードを検出する。この回路の一構成例を、第3図に示す
、この図において、素子電圧検出器32は、インバータ
回路4を構成する6個のサイリスタに対応した検出器3
20〜32Xの6個と、この信号によりサイリスタ素子
異常を検出する故障検出ロジック32aにより構成され
ている。また、短絡検出器34は、前記6個の素子電圧
検出器320〜32Xの信号を受ける3個のAND回路
34a 〜34cと、このAND回路34a〜34cの
出力信号を受けるOR回路34dにより構成されている
にのような構成において、前記、サイリスタの短絡モー
ドが発生すると、素子電圧検出器32VからのV相すイ
リスタ通電信号と、素子電圧検出器32YからのY相す
イリスタ通電信号とにより、短絡検出器34のAND回
路34bの出力が、短絡状態を示す1″となり、後段の
OR回路34dの出力も#J 1 psとなり短絡を検
出する。To explain the operation of the above configuration, FIG. 2 shows the waveforms of each part. This diagram shows the waveforms of almost the same parts as in FIG. 5 described above, and the explanation of each waveform will be omitted. In this configuration, if the thyristor Sv of the thyristor element constituting the inverter circuit 4 is erroneously fired at time t4 due to an external factor such as noise, the commutation is completed and a DC short circuit mode occurs. The short circuit detector 34 detects the short circuit mode of the inverter circuit based on the element energization state signal from the element voltage detector 32. An example of the configuration of this circuit is shown in FIG.
It is comprised of six thyristor elements 20 to 32X and a failure detection logic 32a that detects an abnormality in the thyristor element based on this signal. Further, the short circuit detector 34 includes three AND circuits 34a to 34c that receive signals from the six element voltage detectors 320 to 32X, and an OR circuit 34d that receives output signals from the AND circuits 34a to 34c. In the above configuration, when the thyristor short-circuit mode occurs, the V-phase iris iris energization signal from the element voltage detector 32V and the Y-phase iris iris energization signal from the element voltage detector 32Y cause The output of the AND circuit 34b of the short circuit detector 34 becomes 1'' indicating a short circuit state, and the output of the OR circuit 34d at the subsequent stage also becomes #J 1 ps to detect a short circuit.
この信号は、周波数制御器18に入力され、時刻t5で
相選択器35の出力信号とにより、インバータ回路の選
択されたサイリスタを強制的に点弧させる。This signal is input to the frequency controller 18, and at time t5, the selected thyristor of the inverter circuit is forcibly fired by the output signal of the phase selector 35.
前記、相選択器35は6個の素子電圧検出器32U〜3
2Zの出力信号により、カ行運転中であれば、短絡モー
ドを引き起こしたサイリスタに対して電気角で60度遅
れた相のサイリスタを選択し、回生中であれば、短絡モ
ードを引き起こしたサイリスタに対して電気角で60度
進んだ相のサイリスタを選択する。例えば、サイリスタ
Svが誤点弧して、サイリスタSYとの間で短絡が発生
した場合、カ行中で有ればサイリスタSZを、回生中で
有ればサイリスタSxを選択する。これにより、インバ
ータ回路4の直流短絡は解消され過電流とならず。The phase selector 35 has six element voltage detectors 32U to 3.
The 2Z output signal selects the thyristor with a phase that is 60 degrees behind the thyristor that caused the short-circuit mode if it is in power mode operation, and selects the thyristor that is delayed by 60 degrees in electrical angle from the thyristor that caused the short-circuit mode if it is in regeneration mode. On the other hand, select a thyristor whose phase is advanced by 60 degrees in electrical angle. For example, if thyristor Sv is erroneously fired and a short circuit occurs between it and thyristor SY, thyristor SZ is selected if it is in operation, and thyristor Sx is selected if it is in regeneration. As a result, the DC short circuit in the inverter circuit 4 is eliminated and no overcurrent occurs.
またインバータ回路4のサイリスタ破損することなく安
全且つ、確実に保護でき、その後、カ行中はサイリスタ
をSvからSU、SZからSYと2度の転流動作により
通常運転モードに復帰でき。In addition, the thyristor of the inverter circuit 4 can be safely and reliably protected without being damaged, and after that, the thyristor can be commutated twice from Sv to SU, and from SZ to SY, to return to the normal operation mode.
連続運転が可能である。また、回生中はサリイスタをS
Vからsw、sxからsy、swからSUと3度の転流
動作により通常運転モードに復帰できる。Continuous operation is possible. Also, during regeneration, Sallista is
It is possible to return to the normal operation mode by three commutation operations: from V to sw, from sx to sy, and from sw to SU.
本発明は、サイリスタ通電状態により装置の短絡モード
を検出し、過電流が発生する前にインバータ回路の通電
状態を正常な状態に復帰させるため、装置の保護を安全
且つ、確実に実施でき、そのうえ、運転を継続できる信
頼性の高い電力変換装置を提供できる。これにより、次
の効果を有する。The present invention detects the short-circuit mode of the device based on the thyristor energization state and restores the energization state of the inverter circuit to the normal state before overcurrent occurs, so that the device can be protected safely and reliably. , it is possible to provide a highly reliable power conversion device that can continue to operate. This has the following effects.
■ サイリスタの通電状態により、インバータ回路のサ
イリスタの直流短絡モードを検出可能なため、過電流に
なることなく装置の安全且つ、確実な保護ができる。- Since the DC short circuit mode of the thyristor in the inverter circuit can be detected based on the energization state of the thyristor, the device can be safely and reliably protected without overcurrent.
■ 装置に過電流を流さず、保護動作を完了するため、
回路インダクタンスによる過電圧を発生せず、サイリス
タ素子の確実な保護ができる。■ In order to complete the protection operation without passing overcurrent to the device,
Thyristor elements can be reliably protected without generating overvoltage due to circuit inductance.
■ 装置に過電流を流さず、保護動作を完了するため、
内部に転流コンデンサを有する装置においても、転流コ
ンデンサが過充電されることなく、過電圧によるサイリ
スタ素子の破損を発生しない。■ In order to complete the protection operation without passing overcurrent to the device,
Even in a device having an internal commutating capacitor, the commutating capacitor will not be overcharged and the thyristor element will not be damaged due to overvoltage.
に) インバータ回路のサイリスタを強制的に点弧させ
、その後、通常運転に復帰可能である。) It is possible to forcibly fire the thyristor in the inverter circuit and then return to normal operation.
第1図は本発明の実施例を示すブロック図、第2図は第
1図の実施例の各部の波形を示す図、第3図は実施例の
構成部分である短絡検出器の構成例を示す図、第4図は
従来の構成例を示すブロック図、第5図は第4図の従来
例の各部の波形を示す図である。
1・・・交流電源、 2・・・整流回路。
3・・・直流リアクトル、 4・・・インバータ回路。
5・・・誘導電動機、11・・・変流器。
12・・・電流検出器、 13・・・電圧制御器
。
14・・・電流制御器、15・・・位相制御器。
16・・・発振器、17・・・リングカウンタ。
18・・・周波数制御器、19・・・変圧器。
20・・・電圧検出器、21・・・速度設定器。
31・・・過電流検出器、32・・・素子電圧検出器。
33・・・OR回路、34・・・短絡検出器。
51・・・直流電流、52・・・GS。
53・・・G B 、 35・・・相選択
器。
第1図
置
4 is
第2図
第3図
71+ f2FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing waveforms of various parts of the embodiment of FIG. 1, and FIG. FIG. 4 is a block diagram showing a conventional configuration example, and FIG. 5 is a diagram showing waveforms of various parts of the conventional example shown in FIG. 1... AC power supply, 2... Rectifier circuit. 3...DC reactor, 4...Inverter circuit. 5...Induction motor, 11...Current transformer. 12... Current detector, 13... Voltage controller. 14... Current controller, 15... Phase controller. 16... Oscillator, 17... Ring counter. 18... Frequency controller, 19... Transformer. 20... Voltage detector, 21... Speed setting device. 31... Overcurrent detector, 32... Element voltage detector. 33...OR circuit, 34...Short circuit detector. 51...DC current, 52...GS. 53...GB, 35...Phase selector. 1st figure 4 is 2nd figure 3rd figure 71+ f2
Claims (1)
任意の交流電力に変換するインバータ回路と、前記、整
流回路の素子点弧位相を制御して直流電力を調整する位
相制御回路とを備えた構成において、インバータ回路の
素子の両端電圧を検出する第1の手段、この信号を受け
てインバータ回路の正側素子と負側素子が同一相で通電
していることにより短絡モードを検出する第2の手段、
OFF状態の素子で通電可能な状態に有るものを選択す
る第3の手段、この信号と、前記第2の手段からの信号
によりインバータ回路の他の相の素子に点弧パルスを出
力し、前記、短絡状態を解消する第3の手段を具備する
ことを特徴とする電力変換装置。A rectifier circuit that converts AC power to DC power, an inverter circuit that converts DC power to arbitrary AC power, and a phase control circuit that controls the firing phase of the elements of the rectifier circuit to adjust the DC power. In this configuration, a first means detects the voltage across the elements of the inverter circuit, and a second means detects a short circuit mode when the positive side element and the negative side element of the inverter circuit are energized in the same phase in response to this signal. 2 means,
a third means for selecting an element in an OFF state that is in a state where it can be energized, outputting an ignition pulse to an element in another phase of the inverter circuit based on this signal and a signal from the second means; , a power conversion device characterized by comprising a third means for eliminating a short-circuit condition.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63123905A JPH01295681A (en) | 1988-05-23 | 1988-05-23 | Power converter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63123905A JPH01295681A (en) | 1988-05-23 | 1988-05-23 | Power converter |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01295681A true JPH01295681A (en) | 1989-11-29 |
Family
ID=14872243
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63123905A Pending JPH01295681A (en) | 1988-05-23 | 1988-05-23 | Power converter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01295681A (en) |
-
1988
- 1988-05-23 JP JP63123905A patent/JPH01295681A/en active Pending
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