JPH1155959A - インバータ装置 - Google Patents
インバータ装置Info
- Publication number
- JPH1155959A JPH1155959A JP9219863A JP21986397A JPH1155959A JP H1155959 A JPH1155959 A JP H1155959A JP 9219863 A JP9219863 A JP 9219863A JP 21986397 A JP21986397 A JP 21986397A JP H1155959 A JPH1155959 A JP H1155959A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- output
- inverter
- value
- output frequency
- overcurrent protection
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Inverter Devices (AREA)
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】インバータ装置内の半導体スイッチング素子が
破壊することを防止することにある。 【解決手段】インバータの出力周波数に応じて出力過電
流保護動作値を変化させる。すなわち、インバータの出
力周波数が低いときは出力過電流保護動作値を下げる機
能を有する過電流保護回路を備えたインバータ装置であ
る。
破壊することを防止することにある。 【解決手段】インバータの出力周波数に応じて出力過電
流保護動作値を変化させる。すなわち、インバータの出
力周波数が低いときは出力過電流保護動作値を下げる機
能を有する過電流保護回路を備えたインバータ装置であ
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、出力周波数が可変
できるインバータ装置、すなわちモータードライブ用途
のインバータ装置において、半導体スイッチング素子の
破壊を防止する機能を有するインバータ装置に関するも
のである。
できるインバータ装置、すなわちモータードライブ用途
のインバータ装置において、半導体スイッチング素子の
破壊を防止する機能を有するインバータ装置に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】出力周波数が可変できるインバータ装置
では、使用上の注意として低出力周波数による連続運転
を行うときは、インバータの出力電流を出力周波数に応
じて低減しなければならない。ここで、インバータの出
力電流を出力周波数に応じて低減しなければならない理
由を簡単に述べる。従来のインバータ装置の主回路構成
例を図３に示す。ここで、１〜４は逆並列にダイオード
が接続された半導体スイッチング素子、５は直流電源、
６は負荷となる交流モータである。
では、使用上の注意として低出力周波数による連続運転
を行うときは、インバータの出力電流を出力周波数に応
じて低減しなければならない。ここで、インバータの出
力電流を出力周波数に応じて低減しなければならない理
由を簡単に述べる。従来のインバータ装置の主回路構成
例を図３に示す。ここで、１〜４は逆並列にダイオード
が接続された半導体スイッチング素子、５は直流電源、
６は負荷となる交流モータである。
【０００３】以上のような構成で、スイッチング素子
１、４がオン、スイッチング素子２、３がオフの状態を
モード１とし、スイッチング素子１、４がオフ、スイッ
チング素子２、３がオンの状態をモード２として、モー
ド１、２を交互に繰り返すことにより負荷の交流モータ
６に交流電圧が印加され、交流モータ６が回転する。ま
たモード１、２の一回の組が一周期となりこの一周期の
期間ｔを可変することにより出力周波数（１／ｔ）が変
化し、交流モータ６を可変速ドライブすることができ
る。
１、４がオン、スイッチング素子２、３がオフの状態を
モード１とし、スイッチング素子１、４がオフ、スイッ
チング素子２、３がオンの状態をモード２として、モー
ド１、２を交互に繰り返すことにより負荷の交流モータ
６に交流電圧が印加され、交流モータ６が回転する。ま
たモード１、２の一回の組が一周期となりこの一周期の
期間ｔを可変することにより出力周波数（１／ｔ）が変
化し、交流モータ６を可変速ドライブすることができ
る。
【０００４】ここで、インバータの出力電流が一定（交
流モータ６の負荷量が一定）でインバータの出力周波数
（１／ｔ）が変化したときの半導体スイッチング素子１
〜４の内部接合温度の変化について図４に示す。図４に
おいて、インバータ出力周波数が高いとき（ｔが小）も
低いとき（ｔが大）も出力電流が一定であるので、各半
導体スイッチング素子１〜４で発生する平均損失はどち
らも等しくなり、平均の内部接合温度上昇値はどちらも
等しくなる。しかしながら、各半導体スイッチング素子
で発生する損失は自身がオンのときのみであるので繰返
しパルス状の損失となり、内部接合温度上昇値は一定の
値とはならず、半導体内部の接合〜ケース間の熱時定数
による温度リップルを持つ。
流モータ６の負荷量が一定）でインバータの出力周波数
（１／ｔ）が変化したときの半導体スイッチング素子１
〜４の内部接合温度の変化について図４に示す。図４に
おいて、インバータ出力周波数が高いとき（ｔが小）も
低いとき（ｔが大）も出力電流が一定であるので、各半
導体スイッチング素子１〜４で発生する平均損失はどち
らも等しくなり、平均の内部接合温度上昇値はどちらも
等しくなる。しかしながら、各半導体スイッチング素子
で発生する損失は自身がオンのときのみであるので繰返
しパルス状の損失となり、内部接合温度上昇値は一定の
値とはならず、半導体内部の接合〜ケース間の熱時定数
による温度リップルを持つ。
【０００５】したがって、インバータ出力周波数が低い
とき（ｔが大）の方が一パルス当たりの損失印加期間が
長くなるので内部接合温度上昇のリップルが大きくな
り、結果として内部接合温度上昇値がインバータ出力周
波数が高いときよりも大きくなる。半導体は内部接合温
度の上限が決まっており、この上限温度を越えると半導
体が破壊してしまう。それ故にインバータ装置の設計段
階において、インバータ出力周波数が高いときに半導体
スイッチング素子１〜４の内部接合温度上昇が上限温度
ぎりぎりになるように出力電流の定格値を選定したとす
ると、出力周波数が低いときにも同じ定格出力電流を流
すと内部接合温度上昇のリップルが大きいため内部接合
温度が上限温度を越えてしまい、半導体スイッチング素
子が破壊してしまう。よって出力周波数が低いときは出
力周波数が高いときで設定した出力電流の定格値より小
さい電流しか流せない。
とき（ｔが大）の方が一パルス当たりの損失印加期間が
長くなるので内部接合温度上昇のリップルが大きくな
り、結果として内部接合温度上昇値がインバータ出力周
波数が高いときよりも大きくなる。半導体は内部接合温
度の上限が決まっており、この上限温度を越えると半導
体が破壊してしまう。それ故にインバータ装置の設計段
階において、インバータ出力周波数が高いときに半導体
スイッチング素子１〜４の内部接合温度上昇が上限温度
ぎりぎりになるように出力電流の定格値を選定したとす
ると、出力周波数が低いときにも同じ定格出力電流を流
すと内部接合温度上昇のリップルが大きいため内部接合
温度が上限温度を越えてしまい、半導体スイッチング素
子が破壊してしまう。よって出力周波数が低いときは出
力周波数が高いときで設定した出力電流の定格値より小
さい電流しか流せない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来のインバータで
は、使用上の注意として低出力周波数による連続運転を
行うときは、インバータの出力電流を出力周波数に応じ
て低減しなければならないが、この低減に関する注意及
び低減する割合は取扱説明書等に明記されているだけな
ので、低出力周波数運転時はユーザーが注意してインバ
ータ出力負荷量（出力電流）を減らすなどしており、取
扱説明書等の読み忘れや負荷量（出力電流）を減らす操
作のし忘れ等によりインバータ装置内の半導体スイッチ
ング素子を破壊させてしまう恐れがあった。本発明は上
述した点に鑑みて創案されたもので、その目的とすると
ころは、これらの欠点を解決し、低周波数において半導
体スイッチング素子を破壊させないようにしたインバー
タ装置を提供するものである。
は、使用上の注意として低出力周波数による連続運転を
行うときは、インバータの出力電流を出力周波数に応じ
て低減しなければならないが、この低減に関する注意及
び低減する割合は取扱説明書等に明記されているだけな
ので、低出力周波数運転時はユーザーが注意してインバ
ータ出力負荷量（出力電流）を減らすなどしており、取
扱説明書等の読み忘れや負荷量（出力電流）を減らす操
作のし忘れ等によりインバータ装置内の半導体スイッチ
ング素子を破壊させてしまう恐れがあった。本発明は上
述した点に鑑みて創案されたもので、その目的とすると
ころは、これらの欠点を解決し、低周波数において半導
体スイッチング素子を破壊させないようにしたインバー
タ装置を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】つまり、その目的を達成
するための手段は、 １）請求項１において、出力周波数が可変でき、出力電
流を検出する電流検出器を備えるインバータ装置におい
て、出力周波数に応じて出力過電流保護動作値が変化
し、前記電流検出器出力が前記出力過電流保護動作値を
越えたらインバータ装置を停止させる過電流保護回路を
具備したことにある。
するための手段は、 １）請求項１において、出力周波数が可変でき、出力電
流を検出する電流検出器を備えるインバータ装置におい
て、出力周波数に応じて出力過電流保護動作値が変化
し、前記電流検出器出力が前記出力過電流保護動作値を
越えたらインバータ装置を停止させる過電流保護回路を
具備したことにある。
【０００８】２）請求項２において、出力周波数対出力
過電流保護動作値の関数テーブルに従って、任意の出力
周波数で運転されている時の実際のインバータ出力電流
値と前記関数テーブルから読み取られる過電流保護動作
値を比較し、インバータ出力電流値が関数テーブルから
読み取られる過電流保護動作値を越えたら、インバータ
を停止させる過電流保護回路を備えてなるものである。
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳述する。
過電流保護動作値の関数テーブルに従って、任意の出力
周波数で運転されている時の実際のインバータ出力電流
値と前記関数テーブルから読み取られる過電流保護動作
値を比較し、インバータ出力電流値が関数テーブルから
読み取られる過電流保護動作値を越えたら、インバータ
を停止させる過電流保護回路を備えてなるものである。
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳述する。
【０００９】
【発明の実施の形態】図１は本発明を適用したインバー
タ装置の回路構成図、図２は出力周波数−出力電流値特
性図である。ここで１〜４は逆並列にダイオードが接続
された半導体スイッチング素子、５は直流電源、６は負
荷となる交流モータ、７はインバータの出力電流を検出
する電流検出器、８は制御回路、９は過電流保護回路、
１０は半導体スイッチング素子を駆動するためのドライ
ブ回路である。以上の構成により、制御回路８にてスイ
ッチング素子１、４がオン、スイッチング素子２、３が
オフの状態と、スイッチング素子１、４がオフ、スイッ
チング素子２、３がオンの状態を交互に繰り返すべく動
作するような制御信号を発生し、この制御信号をドライ
ブ回路１０を介して、スイッチング素子１〜４に伝達
し、スイッチング素子１〜４を駆動している。
タ装置の回路構成図、図２は出力周波数−出力電流値特
性図である。ここで１〜４は逆並列にダイオードが接続
された半導体スイッチング素子、５は直流電源、６は負
荷となる交流モータ、７はインバータの出力電流を検出
する電流検出器、８は制御回路、９は過電流保護回路、
１０は半導体スイッチング素子を駆動するためのドライ
ブ回路である。以上の構成により、制御回路８にてスイ
ッチング素子１、４がオン、スイッチング素子２、３が
オフの状態と、スイッチング素子１、４がオフ、スイッ
チング素子２、３がオンの状態を交互に繰り返すべく動
作するような制御信号を発生し、この制御信号をドライ
ブ回路１０を介して、スイッチング素子１〜４に伝達
し、スイッチング素子１〜４を駆動している。
【００１０】以上の動作により、負荷の交流モータ６に
交流電圧が印加され、交流モータ６が回転する。さらに
過電流保護回路９を装備し、制御回路８からインバータ
の出力周波数指令、および電流検出器７からインバータ
の出力電流値を入力し、あらかじめスイッチング素子１
〜４の接合〜ケース間の熱時定数等から温度リップル量
を計算して準備しておく。図２に示す如く、出力周波数
対過電流保護動作値の関数テーブルにしたがって、任意
の出力周波数指令時のインバータ出力電流値と関数テー
ブルから読み取られる過電流保護動作値を比較し、イン
バータ出力電流値が関数テーブルから読み取られる過電
流保護動作値を越えたら、過電流保護動作指令を制御回
路８に送り、制御回路８からドライブ回路１０へ出力さ
れる制御信号を全てオフとし、インバータを停止させ
る。本発明によれば、前述の過電流保護回路９、詳しく
は出力周波数に応じて出力過電流保護動作値を変化さ
せ、インバータ出力電流値がこの過電流保護動作値を越
えたらインバータを停止する機能を有する回路の働きに
より、出力周波数が低いときに、図４に示す如く、半導
体スイッチング素子内部接合温度上昇のリップルが大き
くなり、内部接合温度が上限温度を越えて半導体スイッ
チング素子が破壊するということを皆無にすることがで
きる。
交流電圧が印加され、交流モータ６が回転する。さらに
過電流保護回路９を装備し、制御回路８からインバータ
の出力周波数指令、および電流検出器７からインバータ
の出力電流値を入力し、あらかじめスイッチング素子１
〜４の接合〜ケース間の熱時定数等から温度リップル量
を計算して準備しておく。図２に示す如く、出力周波数
対過電流保護動作値の関数テーブルにしたがって、任意
の出力周波数指令時のインバータ出力電流値と関数テー
ブルから読み取られる過電流保護動作値を比較し、イン
バータ出力電流値が関数テーブルから読み取られる過電
流保護動作値を越えたら、過電流保護動作指令を制御回
路８に送り、制御回路８からドライブ回路１０へ出力さ
れる制御信号を全てオフとし、インバータを停止させ
る。本発明によれば、前述の過電流保護回路９、詳しく
は出力周波数に応じて出力過電流保護動作値を変化さ
せ、インバータ出力電流値がこの過電流保護動作値を越
えたらインバータを停止する機能を有する回路の働きに
より、出力周波数が低いときに、図４に示す如く、半導
体スイッチング素子内部接合温度上昇のリップルが大き
くなり、内部接合温度が上限温度を越えて半導体スイッ
チング素子が破壊するということを皆無にすることがで
きる。
【００１１】
【発明の効果】以上に説明したように本発明によれば、
従来のように低出力周波数運転時にはユーザーが取扱説
明書等を忘れずに読み、注意してインバータ出力負荷量
（出力電流）を減らすなどの操作をしなくても、インバ
ータ装置自身で半導体スイッチング素子内部接合温度の
上昇による破壊を防止する保護が働くので、インバータ
装置内のスイッチング素子の破壊を防止する事ができ、
実用上、極めて有用性の高いものである。
従来のように低出力周波数運転時にはユーザーが取扱説
明書等を忘れずに読み、注意してインバータ出力負荷量
（出力電流）を減らすなどの操作をしなくても、インバ
ータ装置自身で半導体スイッチング素子内部接合温度の
上昇による破壊を防止する保護が働くので、インバータ
装置内のスイッチング素子の破壊を防止する事ができ、
実用上、極めて有用性の高いものである。
【図１】図１は請求項１記載の本発明の一実施例を示す
構成図である。
構成図である。
【図２】図２は請求項２記載の関数テーブルの例を示す
特性図である。
特性図である。
【図３】図３は従来のインバータ装置の一例を示す構成
図である。
図である。
【図４】図４は半導体スイッチング素子の内部接合温度
の変化について示す説明図である。
の変化について示す説明図である。
１ 半導体スイッチング素子 ２ 半導体スイッチング素子 ３ 半導体スイッチング素子 ４ 半導体スイッチング素子 ５ 直流電源 ６ 交流モータ ７ 電流検出器 ８ 制御回路 ９ 過電流保護回路 １０ ドライブ回路
Claims (2)
- 【請求項１】 出力周波数が可変でき、出力電流を検出
する電流検出器を備えるインバータ装置において、出力
周波数に応じて出力過電流保護動作値が変化し、前記電
流検出器出力が前記出力過電流保護動作値を越えたらイ
ンバータ装置を停止させる過電流保護回路を具備したこ
とを特徴とするインバータ装置。 - 【請求項２】 出力周波数対出力過電流保護動作値の関
数テーブルに従って、任意の出力周波数で運転されてい
る時の実際のインバータ出力電流値と前記関数テーブル
から読み取られる過電流保護動作値を比較し、インバー
タ出力電流値が関数テーブルから読み取られる過電流保
護動作値を越えたら、インバータを停止させる過電流保
護回路を備えてなる請求項１記載のインバータ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9219863A JPH1155959A (ja) | 1997-07-31 | 1997-07-31 | インバータ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9219863A JPH1155959A (ja) | 1997-07-31 | 1997-07-31 | インバータ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1155959A true JPH1155959A (ja) | 1999-02-26 |
Family
ID=16742245
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9219863A Pending JPH1155959A (ja) | 1997-07-31 | 1997-07-31 | インバータ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1155959A (ja) |
-
1997
- 1997-07-31 JP JP9219863A patent/JPH1155959A/ja active Pending
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