JPH027831A - インバータ装置の保護回路 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、インバータ装置に生した過電流が負荷に起
因するものか、それともインバータ内部の異常に起因す
るものかを判別し、その原因に対応した処置を行うよう
にしているインバータ装置の保護回路に関する。

〔従来の技術〕

直流電力を交流電力に変換するインバータには、この直
流電力を得るために商用＄源から交流電力の供給を受け
る整流器などの直流電源と、このインバータが出力する
交流電力に含まれている高調波成分を吸収・除去して正
弦波形にするためのフィルタと、このフィルタから出力
する交流電力を開閉するための遮断器などが付属してい
る。そこでこれら直流電源、インバータ、フィルタなら
びに遮断器を一括してインバータ装置と称することにす
る。

このようなインバータ装置では、インバータを構成して
いる半導体スイッチ素子を保護するために、このインバ
ータに流れる電流が所定値以上の過電流になったことを
検出すれば、このインバータの電圧を絞って過電流の解
消を図る方法が一層的に採用されている。

〔発明が解決しようとする課８］ インバータ装置が単独で負荷に交流電力を供給する場合
には、前述した過電流保護方法を採用しても、特に大き
な支障はない。しかしながら、前述のインバータ装置の
複数組を母線を介して相互に並列接続して運転している
場合には、下記の不都合を生じることとなる。すなわち
、インバータの過電流の原因が負荷側にあるのではなく
、当該インバータの内部に異常があったために過電流を
生じた場合には、このインバータを系統から切離した方
がよいのにも拘らず、そのインバータの電圧を絞ること
になるので、並列運転している他のインバータ装置にま
で影響を及ぼすことになり、並列運転システムの出力電
圧を喪失させてしまう大きな欠点を有する。

そこで並列運転しているインバータ装置から負荷へ与え
られる負荷電流を検出し、この負荷電流の過電流値と、
個別のインバータ装置の過電流値とを比較することで、
インバータが過電流になった原因が負荷にあるか、それ
ともインバータ内部にあるのかを判別する方法が採用さ
れている。

しかしこの方法も、負荷電流検出用の変流４設。

画点よりもｉｎ側、たとえば母線で地絡事故や短絡事故
を生した場合には、上述した判別方法が適用できない不
都合がある。

そこでこの発明の目的は、いかなる場合でもインバータ
に生じた過電流の原因が負荷側にあるのか、それとも当
よ亥インハ′−夕の内部にあるのかを確実に判別し、そ
の原因に対処できるようにすることにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するために、この発明の保護回路は、
直流を交流に変換するインバータと、このインバータが
出力する交流の波形を整形するフ・イルタと、このフィ
ルタと負荷との間に設置したスイッチとで構成している
インバータ装置において、前記インバータに流れる電流
が所定値以上の過電流になったことを検出する手段と、
前記スイッチの負荷側電圧が設定値以下の不足電圧にな
ったことを検出する手段と、この不足電圧の検出後に過
電流を検出すれば前記インバータに過電流保護動作を指
令し、また不足電圧検出以前に過電流を検出すれば前記
スイッチに開路を指令する論理回路とを備えるものとす
る。

〔作用］ この発明は、インバータ装置には、出力する交流の波形
を整形するためにリアクトルとコンデンサとで構成され
たフィルタとを備えていることから、このフィルタの前
段に過電流検出手段を、またフィルタの後段に不足電圧
検出手段を設置すれば、過電流検出時点と不足電圧検出
時点とでは時間差を生じることに着目したものであって
、負荷側に過電流発生原因があるときは、先ず不足電圧
が検出され、その後に過電流検出となるが、インバータ
内部での異常の場合は、先ず過電流が検出され、その結
果として不足電圧となるので、このような動作のタイミ
ングが前後することから故障原因を判別し、この故障原
因に対応した保護動作をさせようとするものである。

〔実施例〕

第１図は本発明の実施例をあられした主回路接続図であ
って、２組のインバータ装置を並列運転する場合を示し
ている。

この第１図において、第１インバータ装置１０は、直流
電源１１　と、この直流型＃１１からの直流電力を交流
電力に変換するインバータ　１３　と、この交流電力を
絶縁・変圧するための変圧器１４と、交流電力に含まれ
ている高調波成分を吸収・除去して正弦波形に整形する
ためのフィルクリアク１−ル１５およびフィルタコンデ
ンサ１６でなるフィルタと、この交流電力を開閉する遮
断器１７および保護回路１８とで構成されている。また
第２インバータ装置２０　も同様に直流電源２１　　イ
ンバータ２３、変圧器２４　　フィルタリアクトル２５
　とフィルタコンデンサ２６　とでなるフィルタ、遮断
器２７および保護回路２８とで構成されている。

これら第１インバータ装置１０　と第２インバータ装置
２０　とは母線５により相互に並列接続されており、両
インバータ装置１０と２０が出力する交？Ｘ電力は、こ
の母線５を介して負荷６に供給されるようになっている
。

本発明においてはこの母線５に接続している計器用変圧
器７により負荷側の電圧を検出して保護回路１８　と２
８　とに電圧信号を送る回路を設けている。また第１イ
ンバータ装置１０ではインバータ　１３の入力端子が変
流器１２で検出され、この電流信号が保護回路１８に人
力する回路を設けている。第２インバータ装置２０　も
同様にインバータ２３の入力電流を変流器２２で検出し
てその電流信号を保護回路２８へ送る回路を設けている
。

保護回路１８　と２８　とは、それぞれが入力している
負荷側の電圧上インバータ入力電流とを常時監視して、
設定値以下の不足電圧と所定値以上の過電流とが発生し
たときに、この両者のどちらが先に発生したかを判別す
る。

たとえば母線５あるいは負荷６に短絡などの事故を生じ
た場合には、先ず母線５の電圧が低下し、これを計器用
変圧器７が検出する。その後にフィルタを構成している
フィルタリアクトル１５の電流がある時定数に従って上
昇するので、変流器１２または２２が検出する過電流は
電圧低下よりも遅れることになる。それ故この場合には
インバータ　１３または２３に過電流保護動作を行わせ
る指令が保護回路１８または２８から出力される。

またインバータ内部異常の場合には、先ず変流器１２ま
たは２２が過電流を検出することになるので、直ちに異
常を生じたインバータを母線５から切離ずべく、遮断器
１８または２８に遮断指令信号が発令されることとなる
。

第２図は第１図に示す実施例回路に使用している保護回
路１８の内部をあられした制御ブロック図である。

この第２図に示すように、保護回路１８は母線電圧を検
出する計器用変圧器７からの電圧信号ＩＡと、インバー
タ入力電流を検出する変流器１２からの電流信号ＩＢと
を入力し、過電流保護動作信号１ｃをインバータＩ３に
、また遮断指令信号ＩＤを遮断器１７にそれぞれ出力す
るのであるが、そのために、整流器３１　と電圧設定器
３２および電圧コンパレータ３３　とで構成された不足
電圧検出手段、整流器３４　と電流設定器３５およびｔ
流コンパレータ３６　とで構成された過電流検出手段、
さらにリセットスイッチ３０　と３個のＡＮＤ素子４１
．４２．４３　ト２個＜７）ＯＲ素子４４．４７とＤフ
リップフロップ４５　とＳｌ’？フリップフロップ４６
および遅延素子４８　とで構成された論理回路とが、こ
の保護回路１８に備えである。

Ｄフリップフロップ４５　とＳＲフリップフロップ４６
　は、リセットスイッチ３ｏの操作により、ともにリセ
ットされている。ここで負荷側に短絡を生じると、まず
母線電圧が設定値以下に低下したことが電圧コンパレー
タ３３からＡＮＤ素子４１を経てＤフリップフロップ４
５に与えられ、その後にインバータ電流が所定値以上に
なったことが電流コンパレータ３６からＡＮＤ素子４２
を経てＤフリップフロップ４５に与えられるので、この
Ｄフリ′ンブフロ゛ンブ４５がセントされ、ＯＲ素子４
７を介してインバータ１３へ過電流保護動作信号ＩＣが
送出される。

またインバータ内部異常により生じた過電流は、電流コ
ンパレータ３６からＡＮＤ素子４３を経てＳＲフリップ
フロップ４６に与えられ、これをセットするので、遅延
素子４８を介して遮断器１７へ遮断指令信号ＩＤが出力
される。ここで遅延素子４８はＤフリップフロップ４５
とＳＲフリップフロップ４６　との動作のタイミングを
とるために設けたものであって、これによる遅延時間は
ごく短いもので十分である。

第３図は第２図に示す保護回路１８とは異なった回路構
成の保護回路１９の内部をあられした制御フロック図で
あるが、この第３図に示す保護回路１９では、電圧検出
部分に波形記憶回路５１　と減算回路５２とが追加され
ていることを除けば、他はすべて第２図に記載のものと
その名称・用途・機能は同一であるから、これらの説明
は省略する。

この第３図に示す保護回路１９では、計器用変圧器７で
とり込まれている母線電圧の定常状態における波形を周
期的に記憶する波形記憶回路５１があって、これが記憶
している定常状態波形と、実際の瞬時電圧波形との差が
減算回路５２で減算されており、電圧コンパレータ３３
はこの差分がある程度以上に大きくなるとＡＮＤ素子４
１　へ信号を出力するようにして、母線電圧の変化を検
出できるようにしている。

〔発明の効果］ この発明によれば、インバータ装置の負荷側の異常に起
因して生じる過電流と、インバータ内部の異常に起因し
て生じる過電流とを、この過電流発生時点と、負荷側回
路電圧が不足電圧になる時点との前後関係から、過電流
発生原因を判別し、この原因に対応した処置を行わせる
ように保護回路を構成しているので、複数のインバータ
装置を並列運転している場合に過電流を生じても、異常
機のみを切離すなど適切に処置することができるので、
並列運転システム全体を停止させるような不都合を極力
減らすことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例をあられした主回路接続図、第
２図は第１図に示す実施例回路に使用している保護回路
の内部をあられした制御ブロック図、第３図は第２図に
示す保護回路とは異なった回路構成の保護回路の内部を
あられした制御ブロック図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）直流を交流に変換するインバータと、このインバー
   タが出力する交流の波形を整形するフイルタと、このフ
   イルタと負荷との間に設置したスイッチとで構成してい
   るインバータ装置において、 前記インバータに流れる電流が所定値以上の過電流にな
   ったことを検出する手段と、前記スイッチの負荷側電圧
   が設定値以下の不足電圧になったことを検出する手段と
   、この不足電圧の検出後に過電流を検出すれば前記イン
   バータに過電流保護動作を指令し、また不足電圧検出以
   前に過電流を検出すれば前記スイッチに開路を指令する
   論理回路とを備えていることを特徴とするインバータ装
   置の保護回路。