JPH10248260A - 主回路接続判定方法 - Google Patents

主回路接続判定方法

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JPH10248260A
JPH10248260A JP5007097A JP5007097A JPH10248260A JP H10248260 A JPH10248260 A JP H10248260A JP 5007097 A JP5007097 A JP 5007097A JP 5007097 A JP5007097 A JP 5007097A JP H10248260 A JPH10248260 A JP H10248260A
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Katsuyuki Watanabe
勝之 渡邉
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Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 3相PWMコンバータにて電源と整流回路と
の間の主回路配線の接続を判定する方法を提供する。 【解決手段】 二相分の電流検出信号以外の他の一相分
の相電圧検出信号の零クロス点を検出して二相分の電圧
検出信号から相回転を検出し、上記二相分の電流検出信
号の大小比較により、接続の正常・異常を判定した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、三相PMWコンバ
ータの相回転方向の計測における主回路接続判定方法に
関する。
【0002】
【従来の技術】コンデンサインプット型の整流回路の入
力電流を電源相電圧と同位相の正弦波状とし、力率をほ
ぼ1にできる三相正弦波PWMコンバータについての主
回路構成及び制御回路の一例を図7に示す。主回路構成
としては、三相交流電源1に接続されたIGBT等のス
イッチング素子で構成される整流回路2、コンデンサ
3、負荷を有しており、三相交流電源1と整流回路2と
の間には、入力フィルタ4、この入力フィルタ4の電源
側に備えられる電圧検出端につながる電源相電圧検出回
路5、入力フィルタの整流回路側に備えられる電流検出
器につながる二相分の電流検出回路6を有する。また、
整流回路2の出力側には、電圧検出端を有して直流電圧
検出回路7が備えられている。
【0003】整流回路2のゲートドライブ回路8の駆動
に当っては、上述の電源相電圧検出回路5による電圧V
r ,Vs ,Vt 、電流検出回路6による電流IR ,
IT 、及び直流電圧検出回路7による直流電圧Vdcが参
照される。すなわち、直流電圧設定器9による設定値に
直流電圧Vdcを加味し、電圧調整器10にて出力される
値と電源電圧Vr ,Vs ,Vt とを掛算器11に入力
し、得られた出力に検出電流IR ,IT を加え、電流調
整器12、PWMロジック回路13を介して整流回路2
の各スイッチング素子の通電状態を制御し所望の直流電
圧値を得るものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述の図7の構成にお
いて判明するように、電源相電圧の検出は、整流回路2
と三相交流電源1との間に備えられてリアクトルからな
る入力フィルタ4の電源側にて行なわれる。この場合、
整流回路2側と入力フィルタ4とを同一ケースに納めら
れない場合も生じ、このため電源相電圧検出回路5の検
出端の接続をユーザ側にて行なう場合も生じる。このと
き、例えば主回路配線(RST)と電源相電圧検出信号
線(rst)とが対応して接続されない場合には、整流
回路であるコンバータ動作は正常に行なわれず、場合に
よってはスイッチング素子が破損することも生ずる。
【0005】本発明は、上述の問題に鑑み、主回路配線
と電源相電圧検出回路の検出端との接続の正誤すなわ
ち、主回路配線の接続の正常・異常を判断するようにし
た主回路接続判定方法の提供を目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成する本
発明は、次の発明特定事項を有する。 (1) コンデンサインプット型の整流回路と三相交流
電源との間に電源相電圧検出回路及び二相分の電流検出
回路を備えた三相PWMコンバータの主回路接続判定方
法において、上記電流検出回路の二相分を除く上記電源
相電圧検出回路の他の一相分の電圧が変極点を通過する
とき、上記電流検出回路の二相分の電流を比較するよう
にしたことを特徴とする。 (2) 上記(1)の主回路接続判定方法において、上
記他の一相分の電圧が変極点を通過するときの残りの二
相分の電圧値により相回転方向を検出し、ついで、整流
回路をダイオード整流器として通電し上記変極点を検出
して残り二相分の電流値の正負を検出し大小を比較した
ことを特徴とする。 (3) コンデンサインプット型の整流回路と三相交流
電源との間に電源相電圧検出回路及び二相分の電流検出
回路を備えた三相PWMコンバータの主回路接続判定方
法において、上記整流回路の上アーム及び下アームの少
なくとも一方のスイッチング素子を一括してオンし、上
記電流検出回路の二相分を除く上記電源相電圧検出回路
の他の一相分の電圧が変換点を通過するとき、上記電流
検出回路の二相分の電流を比較するようにしたことを特
徴とする。 (4) 上記(3)の主回路接続判定方法において、上
記他の一相分の電圧が変換点を通過するときの残りの二
相分の電圧値により相回転方向を検出し、上記スイッチ
ング素子の一定時間のオンに伴う相電圧に比例した残り
二相分の電流値の正負を検出し大小を比較したことを特
徴とする。
【0007】三相PWMコンバータにあって運転を開始
する前に、三相の電源相電圧検出信号Vr Vs Vt の接
続に伴う相回転方向の計測を実施し、そのVs の0クロ
ス点である正負極が変わる変極点にあって他の相r,t
の大小を比較して正常な接続か否かの確認ができる。
【0008】
【発明の実施の形態】ここで、図1ないし図6を参照し
て本発明の実施の形態を説明する。図1はPWMコンバ
ータの主回路構成を取り出して例示したものであり、電
源を投入してPWMコンバータとして運転開始前に主回
路配線の接続を判定することを行なう。なお、制御に当
ってはマイクロコンピュータを用い、検出される電源相
電圧値Vr Vs Vt と二相分の電流値IR IT はA/D
コンバータを用いて取り込まれるようになっている。
【0009】図1において、電源相電圧の検出を絶線ト
ランスを介して行なうに当り、まず、電源相電圧相回転
方向の計測を行なう。すなわち、三相分の電圧検出信号
Vr,Vs ,Vt について、まず、検出信号Vs の検出
レベルが図2に示すように負から正に切替わる0クロス
点(変極点)を検出する。ついで、信号Vs が0クロス
状態にて他の二相分の検出信号Vr ,Vt を計測し、次
の判定を行なう。すなわち、 (a)Vr >Vt にて相回転方向を正(図2(a)) (b)Vr <Vt にて相回転方向を逆(図2(b)) と判定する。
【0010】ついで、主回路配線の正常・異常判定を行
なう。直流側に接続される負荷、例えば電動機駆動イン
バータ、を動作させるべく、単なるダイオード整流器と
しての電流を主回路に流す。ついで、電源相電圧検出信
号Vs (電流検出が行なわれない相)の検出レベルが負
から正に切替わる零クロス点を待つ。そして、検出信号
Vs の零クロス状態にてR相及びT相の電流IRITを
検出し、前に計測した電源相電圧検出信号の相回転が正
(Vr >Vt )の場合、IR>ITでIR>0かつIT
<0にて接続正常と判定し、それ以外の場合には接続異
常と判定する。
【0011】また、前述の零クロス状態にてR相及びT
相の電流を検出した結果、前に計測した電源相電圧検出
信号の相回転が逆(Vr <Vt )の場合、IR<ITで
IR<0かつIT>0にて接続正常と判定し、それ以外
の場合には接続異常と判定する。
【0012】上述の使用状態は、コンデンサインプット
型ダイオード整流回路であって、交流入力電流波形I
R,ITと相電圧Vs ,Vr ,Vt との関係は、相回転
方向が正の場合図3に示す波形となり、相回転方向が逆
の場合図4に示す波形となる。この結果、電流検出器が
接続されていないS相の相電圧が負から正へと零クロス
状態にある場合、S相に電流は流れず、R相とT相には
絶対値が等しく符号の異なる電流が流れることになる。
このため、電源相電圧検出信号の相回転方向の確認が済
んでいれば、電流IRとITを含めた大小比較により、
主回路配線への電源の接続状態を判定することができ
る。
【0013】次に、図5、図6にて他の判定方法を示
す。前述と同様の相回転検出を行ない電源相電圧Vs の
零クロス点にて負から正に切り替る点を待つ。そして、
この零クロス状態にて図1の整流回路2のスイッチング
素子下側アームSX,SY,SZ(上側アームSU,S
V,SWでもよい)を後述のTZOの時間だけオンする。
そして、時間TZO経過後にR相及びT相の電流IR,I
T検出を行ない、次の判定を行なう。すなわち、電源相
電圧検出信号の相回転方向が正の場合、IR>ITでI
R>0かつIT<0にて接続正常、それ以外は接続異常
と判定し、電源相電圧検出信号の相回転方向が逆の場
合、IR<ITでIR<0かつIT>0にて接続正常、
それ以外は接続異常と判定する。
【0014】電流検出器の接続されていないS相の相電
圧が負から正への零クロス状態にある場合、相電圧のピ
ーク値をVp とすればR相の相電圧は√3/2・Vp 、
T相の相電圧は−√3/2・Vp となる(図5)。従っ
て、Tzoの期間3つの下側アーム又は3つの上側アーム
をON状態とすることは、リアクトルを通じて電源を短
絡することを意味しており(図6)、Tzo時間経過後の
各相電流は、リアクトルのインダクタンスをLとすれ
ば、IR≒(√3/2・Vp )/L・Tzo、IT≒−
(√3/2・Vp )/L・Tzoとなり、電流値が相電圧
の大きさに比例した値となる。従って、電流値を計測す
れば、主回路配線への電源の接続の状態を判断すること
が可能となる。
【0015】ここで、スイッチング素子のオン時間Tzo
について述べる。通常、PWMコンバータのリアクトル
のインダクタンスL[H]の絶対値は適応する装置容量
に応じて異なるが装置容量に対するパーセントインピー
ダンスで表現すると全ての装置容量に対して同一の値と
なるように決定している。従って、このリアクトルをパ
ーセントインピーダンスにて表現し、Tzo時間経過後の
電流値をパーセントインピーダンスにて表現すると次式
[数1]となる。
【0016】
【数1】 ここで、確認のための電流値(|IR|=|IT|、ピ
ーク値)を定格電流でのピーク値の10%程度とするた
めのTzoを求めると下式[数2]のようになる。
【0017】
【数2】 この結果、%Z=10%f=55HZではTzo≒33.4
μsとなる。
【0018】
【発明の効果】コンデンサインプット型の整流回路の入
力電流を電源相電圧と同位相の正弦波状とし、力率をほ
ぼ1にできる3相正弦波PWMコンバータにおいて、運
転開始前に電源相電圧検出信号線の接続と主回路配線の
接続が正常に行われているかの判定を行うことが可能に
なり、PWMコンバータの異常な動作やスイッチング素
子の破損を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】PWMコンバータの主回路構成の接続図。
【図2】電源相電圧相回転の計測説明のための波形図。
【図3】相回転方向「正」の波形図。
【図4】相回転方向「逆」の波形図。
【図5】他の例の説明のためのVs 零クロスの相電圧波
形図。
【図6】下又は上アームを短絡した等価回路図。
【図7】全体の回路図。
【符号の説明】
1 三相交流電源 2 整流回路 5 電源相電圧検出回路 6 電流検出回路

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 コンデンサインプット型の整流回路と三
    相交流電源との間に電源相電圧検出回路及び二相分の電
    流検出回路を備えた三相PWMコンバータの主回路接続
    判定方法において、 上記電流検出回路の二相分を除く上記電源相電圧検出回
    路の他の一相分の電圧が変極点を通過するとき、上記電
    流検出回路の二相分の電流を比較するようにしたことを
    特徴とする主回路接続判定方法。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の主回路接続判定方法にお
    いて、上記他の一相分の電圧が変極点を通過するときの
    残りの二相分の電圧値により相回転方向を検出し、つい
    で、整流回路をダイオード整流器として通電し上記変極
    点を検出して残り二相分の電流値の正負を検出し大小を
    比較したことを特徴とする主回路接続判定方法。
  3. 【請求項3】 コンデンサインプット型の整流回路と三
    相交流電源との間に電源相電圧検出回路及び二相分の電
    流検出回路を備えた三相PWMコンバータの主回路接続
    判定方法において、 上記整流回路の上アーム及び下アームの少なくとも一方
    のスイッチング素子を一括してオンし、上記電流検出回
    路の二相分を除く上記電源相電圧検出回路の他の一相分
    の電圧が変換点を通過するとき、上記電流検出回路の二
    相分の電流を比較するようにしたことを特徴とする主回
    路接続判定方法。
  4. 【請求項4】 請求項3記載の主回路接続判定方法にお
    いて、上記他の一相分の電圧が変換点を通過するときの
    残りの二相分の電圧値により相回転方向を検出し、 上記スイッチング素子の一定時間のオンに伴う相電圧に
    比例した残り二相分の電流値の正負を検出し大小を比較
    したことを特徴とする主回路接続判定方法。
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