JPH0539196U - インバータの故障判別装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】インバータ出力の過電流の要因がＯＮゲート信
号の喪失によるものか、負荷側短絡によるものかを判別
する故障判別装置を得ること。 【構成】片側のアームと対をなす他側のアームを構成す
るＧＴＯのＯＮゲート信号Ｓ３をカウントし、片側のア
ームのＯＮゲート信号Ｓ２でリセットされる２進カウン
タ２１Ａ，２１Ｂと、インバータの出力電流が所定値以
上か否かを判定する過電流検出器１９と、２進カウンタ
２１Ａ，２１Ｂの出力と過電流検出器１９との論理積を
取るＡＮＤ回路２２Ａ，２２Ｂを設ける。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、主スイッチング素子にゲートターンオフサイリスタ（以下、ＧＴＯ と表わす）を用いたインバータに係り、特に、インバータ出力の過電流の要因が ＯＮゲート信号の喪失によるものか、インバータ変圧器を含む負荷側短絡による ものかを判別するインバータの故障判別装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

周知のように、インバータは、無停電電源装置や交流電動機の駆動装置など、 多岐にわたる分野に利用されている。図３は、ＧＴＯを用いた従来の単相インバ ータの一例を示す。図３において、１５は直流電源、１は直流コンデンサ、２， ３，４，５はＧＴＯ、６，７，８，９はダイオード、１０はインバータブリッジ 、１１はインバータ変圧器、１２は負荷、１３ａ，１４ａはそれぞれＧＴＯ２， ３をＯＮさせるためのＯＮゲート信号を出力するＯＮゲート信号発生回路、１３ ｂ，１４ｂはそれぞれＧＴＯ２，３をＯＦＦさせるためのＯＦＦゲート信号を出 力するＯＦＦゲート信号発生回路、１７Ａ，１７Ｂはパルス増幅回路、１８はイ ンバータブリッジ１０の出力電流Ｉ_o を検出する電流検出器、１９はインバータ の出力電流Ｉ_o 、すなわち電流検出器１８の出力Ｉ₁ が所定値Ｉ_k 以上かどうか を判定する過電流検出器で、Ｉ₁ ≧Ｉ_k のときに過電流検出器１９の出力信号Ｓ₁ は論理「１」となる。２８は故障表示回路である。なお、図３において、ＧＴ Ｏ４，５を駆動するためのＯＮゲート信号発生回路，ＯＦＦゲート信号発生回路 ，パルス増幅回路は、ＧＴＯ２，３と同様のため省いている。

【０００３】 図４は、インバータブリッジ１０の正常時の出力電圧Ｖ₁ の波形を示すオシロ グラフである。図３において、ＧＴＯ２のＯＮゲート信号発生回路１３ａ、又は 図示しない前段の回路が故障すると、ＧＴＯ２は、ＯＮゲート信号喪失状態とな る。このときのインバータブリッジ１０の出力電圧Ｖ₁ の波形を図５に示す。図 ５に示すように、インバータ変圧器１１には、負極性の電圧しか印加されないの で、インバータ変圧器１１の鉄心が飽和し、インバータブリッジ１０の出力は過 電流となり、過電流検出器１９が動作し、故障表示回路２３において「負荷側短 絡」が表示される。一方、インバータ変圧器１１の２次側（負荷側）で短絡事故 が発生したときでも、インバータブリッジ１０の出力は過電流となり電流検出器 １８の出力Ｉ₁ は所定値Ｉ_k を超えるので、過電流検出器１９が動作し、故障表 示回路２３に「負荷側短絡」が表示される。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

ところが、このように構成されたインバータにおいては、インバータ出力に過 電流が発生したとき、その故障がＯＮゲート信号の喪失によるものか、又は、イ ンバータ変圧器を含む負荷側短絡によるものか、真の故障原因を特定できず、故 障原因の究明に多大の時間を要するという問題があった。

【０００５】 本考案は、このような問題を解決するためになされたもので、インバータ出力 の過電流の要因が、ＯＮゲート信号の喪失によるものか、インバータ変圧器を含 む負荷側短絡によるものかを、正確に判別でき、且つ、安価で信頼性の高いイン バータの故障判別装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

本考案は、主スイッチング素子がＧＴＯで構成されたインバータブリッジと、 このインバータブリッジの出力側に接続されたインバータ変圧器と、インバータ ブリッジとインバータ変圧器の間に接続された電流検出器を備えたインバータの 過電流を判別するインバータの故障判別装置において、当該アームと対をなす反 対アームを構成するＧＴＯのＯＮゲート信号をカウントし、このＯＮゲート信号 でリセットされる２進カウンタと、インバータの出力電流が所定値以上か否かを 判定する過電流検出器と、２進カウンタの出力と過電流検出器との論理積を取る ＡＮＤ回路とを備えたことを特徴とするインバータの故障判別装置である。

【０００７】

【作用】 ２進カウンタのカウント値が２で、且つ、過電流検出器が動作したときは、Ｏ Ｎゲート信号喪失、また、２進カウンタのカウント値が１以下で、且つ、過電流 検出器が動作したときは、インバータ変圧器を含む負荷側短絡と判別する。

【０００８】

【実施例】

以下、本考案のインバータの故障判別装置の一実施例を図１及び図２を参照し て説明する。図１において、従来例の図３と同一符号を付した部分の名称とその 動作機能は従来例と同一であり、説明を省略する。図２は、図１の故障判別装置 の動作を説明するためのタイムチャートである。

【０００９】 図１において、２０Ａ，２０Ｂは、それぞれＧＴＯ２のＯＮゲート信号Ｓ２、 ＧＴＯ３のＯＮゲート信号Ｓ３と、リセット信号Ｓ４との論理和を取るＯＲ回路 、２１Ａ，２１Ｂは、それぞれＧＴＯ３のＯＮゲート信号Ｓ３、ＧＴＯ２のＯＮ ゲート信号Ｓ２をカウントし、それぞれＯＲ回路２０Ａの出力信号Ｓ５、ＯＲ回 路２０Ｂの出力信号Ｓ６でリセットされる２進カウンタで、カウント値が２のと きに出力信号Ｓ７，Ｓ８は論理「１」となるものとする。

【００１０】 ２２Ａ，２２Ｂはそれぞれ２進カウンタ２１Ａの出力信号Ｓ７、２進カウンタ ２１Ｂの出力信号Ｓ８と過電流検出器１９の出力信号Ｓ１との論理積を取るＡＮ Ｄ回路、２３は、故障表示回路２３にＧＴＯ２，ＧＴＯ３の「ＯＮゲート信号喪 失」の表示を付加したもの、１６は、故障判別装置である。なお、２進カウンタ ２１Ａ，２１Ｂ、それぞれの出力信号Ｓ７，Ｓ８を直接、故障表示回路３９に出 力すると、２進カウンタ２１Ａ，２１Ｂの誤動作でも「ＯＮゲート信号喪失」と 判別されるので、これを避けるため、２進カウンタ２１Ａ，２１Ｂのそれぞれの 出力信号Ｓ７，Ｓ８と、過電流検出器１９の出力信号Ｓ１との論理積を取るよう にしている。

【００１１】 また、図１において、故障表示回路２３は、論理「１」が入力されたときに故 障表示するものとし、ＧＴＯ４，ＧＴＯ５の故障判別装置は、故障判別装置１６ と同様なので省略している。

【００１２】 このように構成されたインバータの故障判別回路において、例えば、何らかの 原因で、当該アームを構成するＧＴＯ２のＯＮゲート信号Ｓ２が喪失した場合に ついて、図２を参照して説明する。図２の例は、２進カウンタ２１Ａが入力パル スの立ち上がりをカウントし、リセットパルスの立ち上がりでリセットされる様 子を表している。また、ｔ₀ 〜ｔ₅ は、時刻を表している。

【００１３】 ２進カウンタ２１Ａは、時刻ｔ₁ で当該アームと対をなす反対アームを構成す るＧＴＯ３のＯＮゲート信号Ｓ３をカウント（カウント値１）し、時刻ｔ₂ でＧ ＴＯ２（当該アーム）のＯＮゲート信号Ｓ２でリセットされ、時刻ｔ₃ で再びカ ウント値１となる。時刻ｔ₄ でＧＴＯ２（当該アーム）のＯＮゲート信号Ｓ２が 喪失すると、２進カウンタ２１Ａは、リセットパルスが入力されないので、時刻 ｔ₅ でカウントアップし、カウント値２となる。この結果、２進カウンタ２１Ａ から論理「１」信号Ｓ７がＡＮＤ回路２２Ａに出力される。

【００１４】 一方、ＧＴＯ２のＯＮゲート信号が喪失すると、前述したように、インバータ ブリッジ１０の出力は過電流となり、過電流検出器１９から論理「１」信号Ｓ１ がＡＮＤ回路２２Ａ及び故障表示回路２３に出力され、「負荷側短絡」が表示さ れる。続いて、ＡＮＤ回路２２Ａから論理「１」信号Ｓ１０が故障表示回路２３ に出力され、ＧＴＯ２の「ＯＮゲート信号喪失」が表示される。

【００１５】 次に、ＧＴＯのゲート信号はすべて正常で、インバータ変圧器を含む負荷側で 短絡事故が発生した場合について説明する。このとき、２進カウンタ２１Ａ，２ １Ｂは、カウント値が１になった後、それぞれＧＴＯ２のＯＮゲート信号Ｓ２、 ＧＴＯ３のＯＮゲート信号Ｓ３でリセットされるので、カウント値が２になるこ とはない。一方、過電流検出器１９が、動作するので、故障表示回路２３には「 負荷側短絡」だけが表示される。

【００１６】 この結果、このように構成されたインバータの故障判別回路においては、２進 カウンタ２１Ａまたは２１Ｂのカウンタ値が２で、且つ、過電流検出器１９が、 動作したときは、「ＯＮゲート信号喪失」、また、２進カウンタ２１Ａ，２１Ｂ のカウンタ値が１以下で、且つ、過電流検出器１９が動作したときは、インバー タ変圧器１１を含む「負荷側短絡」と判別することができる。

【００１７】

【考案の効果】

以上、本考案によれば、主スイッチング素子がＧＴＯで構成されたインバータ ブリッジと、このインバータブリッジの出力側に接続されたインバータ変圧器と 、インバータブリッジとインバータ変圧器の間に接続された電流検出器を備えた インバータの過電流を判別するインバータの故障判別装置において、当該アーム と対をなす反対アームを構成するＧＴＯのＯＮゲート信号をカウントし、このＯ Ｎゲート信号でリセットされる２進カウンタと、インバータの出力電流が所定値 以上か否かを判定する過電流検出器と、２進カウンタの出力と過電流検出器との 論理積を取るＡＮＤ回路とを備えることで、２進カウンタのカウント値が２で、 且つ、過電流検出器が動作したときは、ＯＮゲート信号喪失、また、２進カウン タのカウント値が１以下で、且つ、過電流検出器が動作したときは、インバータ 変圧器を含む負荷側短絡と判別したので、インバータ出力の過電流の原因が、Ｏ Ｎゲート信号喪失によるものか、或いは、インバータ変圧器を含む負荷側の短絡 によるものかを正確に判別でき、安価で信頼性の高いインバータの故障判別装置 を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案のインバータの故障判別装置の一実施例
を示すブロック図。

【図２】本考案のインバータの故障判別装置の作用を示
すタイムチャート。

【図３】従来のインバータの故障判別装置の一例を示す
ブロック図。

【図４】従来のインバータの出力電圧の正常時の波形を
示すオシログラフ。

【図５】従来のインバータの出力電圧の故障時の波形を
示すオシログラフ。

【符号の説明】

１…直流コンデンサ、２，３，４，５…ＧＴＯ、６，
７，８，９…ダイオード、１０…インバータブリッジ、
１１…インバータ変圧器、１２…負荷、１５…直流電
流、１６…故障判別装置、１７Ａ，１７Ｂ…パルス増幅
回路、１８…電流検出器、１９…過電流検出器、２０
Ａ，２０Ｂ…ＯＲ回路、２１Ａ，２１Ｂ…２進カウン
タ、２２Ａ，２２Ｂ…ＡＮＤ回路、２３…故障表示回
路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 主スイッチング素子がＧＴＯで構成され
   たインバータブリッジと、このインバータブリッジの出
   力側に接続されたインバータ変圧器と、前記インバータ
   ブリッジと前記インバータ変圧器の間に接続された電流
   検出器を備えたインバータの過電流を判別するインバー
   タの故障判別装置において、当該アームと対をなす反対
   アームを構成する前記ＧＴＯのＯＮゲート信号をカウン
   トし、このＯＮゲート信号でリセットされる２進カウン
   タと、前記インバータの出力電流が所定値以上か否かを
   判定する過電流検出器と、前記２進カウンタの出力と前
   記過電流検出器との論理積を取るＡＮＤ回路とを備えた
   ことを特徴とするインバータの故障判別装置。