JPS6077689A - Regenerative power discharge circuit for motor drive inverter - Google Patents
Regenerative power discharge circuit for motor drive inverterInfo
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- JPS6077689A JPS6077689A JP58185373A JP18537383A JPS6077689A JP S6077689 A JPS6077689 A JP S6077689A JP 58185373 A JP58185373 A JP 58185373A JP 18537383 A JP18537383 A JP 18537383A JP S6077689 A JPS6077689 A JP S6077689A
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P23/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by a control method other than vector control
- H02P23/06—Controlling the motor in four quadrants
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- Power Engineering (AREA)
- Stopping Of Electric Motors (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
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。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、誘導電動機駆動用インバータに用いられる回
生電力放電回路に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a regenerative power discharge circuit used in an inverter for driving an induction motor.
従来例の構成とその問題点
従来より、誘導電動機用インバータ(以下インバータと
略す)にて誘導電動機(以下モータと略す)を運転中、
周波数設定を急速に下げると、モータとその負荷のイナ
ーシャによりモータが発電機として動作し、その慣性エ
ネルギーをインバータへ返す、いわゆる回生制動モード
になることはよく知られている。インバータはこのエネ
ルギーをコンバータの平滑コンデンサで吸収するが、コ
ンデンサ電圧が上昇するのでパワートランジスタやコン
デンサの耐圧オーバーによる破壊につながる恐れがある
。そのため、
■コンデンサ電圧が規定値より越えるとインバータの動
作を停止させ、モータを回生制動モードからフリーラン
モードとして制御回路を保護するいわゆる回生過電圧し
ゃ断動作を行なわせたり、■モータ減連中に回生電圧を
検出して、回生電圧が減少するまで周波数の下降を止め
て運転停止(失速)K至るのを防止し、回生エネルギー
が減少した時点で再び周波数を下は減速を継続させる過
回生防止動作等の保護機能をインバータに内蔵したり、
制動を目的とする用途に対しては、cワット数の大きな
放電抵抗?:iを用いた放電回路を構成することによジ
回生時の慣性エネルギーを吸収きせるブレーキユニット
と称する付属装置を付加したり、
■コンバーク部を逆導通可能にして電源側へ回生させた
りするなどの回生エネルギーの制御方法がよく知られて
いる。しかし、使用者側の要望としてに、上記の、■の
保護機能が出来るだけ働かないようにしたい。また、■
、■の制動回路のようにエネルギー吸収装置としての機
能はすぐれているが形状が大きく、コストアップとなる
装置までは必要としないといった中間的な小形で安価な
簡易的回生エネルギーの制御装置が望まれていた。Conventional configuration and its problems Traditionally, when an induction motor (hereinafter referred to as a motor) is operated using an induction motor inverter (hereinafter referred to as an inverter),
It is well known that when the frequency setting is rapidly lowered, the inertia of the motor and its load causes the motor to operate as a generator and return that inertial energy to the inverter, resulting in a so-called regenerative braking mode. The inverter absorbs this energy with the converter's smoothing capacitor, but as the capacitor voltage increases, there is a risk that the power transistor or capacitor may be destroyed due to overvoltage resistance. Therefore, ■ If the capacitor voltage exceeds the specified value, the inverter operation is stopped, the motor changes from regenerative braking mode to free run mode, and the so-called regenerative overvoltage cutoff operation is performed to protect the control circuit. The system detects this and stops the frequency drop until the regenerative voltage decreases to prevent the operation from stopping (stalling).When the regenerative energy decreases, the frequency decreases again and deceleration continues. built-in protection functions into the inverter,
For applications intended for braking, a large discharge resistor with c wattage? : By configuring a discharge circuit using i, an accessory device called a brake unit can be added that absorbs inertial energy during regeneration, or ■ reverse conduction can be made in the convergence section to regenerate it to the power supply side. The method of controlling regenerative energy is well known. However, as a user's request, it is desirable to prevent the above protection function ① from working as much as possible. Also,■
An intermediate, small, inexpensive, and simple regenerative energy control device is desired, such as the braking circuit shown in (2), which has an excellent function as an energy absorption device, but is large in size and does not require equipment that increases costs. It was rare.
第1図はブレーキユニットと称する付属装置を付加した
従来のインバータの基不構成を示すもので、1は電源、
2け順変換部を構成する整流用ダイオード、3は平滑用
コンデンサで、このコンデンサ3に8p列に放電用抵抗
器4とそれを駆動するトランジスタ5を接続している。Figure 1 shows the basic configuration of a conventional inverter with an attached device called a brake unit. 1 is a power supply;
The rectifier diode 3 constituting the 2-digit forward converter is a smoothing capacitor, and a discharge resistor 4 and a transistor 5 for driving it are connected to this capacitor 3 in an 8p column.
6はインバータ部、7はモータである。6 is an inverter section, and 7 is a motor.
以上の構成において、コンデンサ1が規定電圧以上にな
ると、トランジスタ5がオンし、回生エネルギーを放電
抵4プc4で消費させることでコンデンサ電圧の上列を
おさえて、回lIt ;if・′)電圧しへ、断(以下
トリノブという)動作しないようにしている。しかし、
慣性エネルギーが大きい場合、抵抗の容量が小さいと焼
損につながる為に、容量の大きな抵抗を使用しなければ
ならず、′8+たその発熱を放出する為に強制冷却ファ
ンを付加したりする必要があり、インバータの体積が大
きくなったり、価格が高くなる欠点があった。−また抵
抗の容量金工げる方法として、サーマルプロテクタを内
蔵し、抵抗が規定の温度上昇になるとトリノブさせた9
、抵抗器の温度上昇時定数に一致させたタイマー回路に
より抵抗の焼損や特性劣化のない回生電力放電部の安全
性を確保していた。しかし、駆動用トランジスタ5がン
ヨートモードで故障した場合、抵抗の焼損、%性力化、
インパーク電圧の低下4.9の異常が発生する危険な状
態になるという欠点を有していた。In the above configuration, when the capacitor 1 becomes equal to or higher than the specified voltage, the transistor 5 turns on and the regenerated energy is consumed by the discharge resistor 4 c4, suppressing the upper row of the capacitor voltage, and increasing the voltage I am trying to prevent it from working (hereinafter referred to as Trinobu). but,
If the inertial energy is large, a resistor with a small capacity will lead to burnout, so a resistor with a large capacity must be used, and a forced cooling fan must be added to dissipate the heat generated. However, the disadvantages are that the volume of the inverter becomes large and the price becomes high. -Also, as a method to remove the capacitance of the resistor, it has a built-in thermal protector, and when the resistor reaches a specified temperature rise, it is turned on.
The safety of the regenerative power discharge section was ensured by a timer circuit that matched the temperature rise time constant of the resistor without burning out the resistor or deteriorating its characteristics. However, if the driving transistor 5 fails in the normal mode, the resistor may be burnt out,
This has the drawback of creating a dangerous situation in which an abnormality of 4.9% in impark voltage decreases.
発明の目的
本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたもので、小形
、安価で、しかも安全な放電回路を提供しようとするも
のである。OBJECTS OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a small, inexpensive, and safe discharge circuit.
スタ素子単体又は正特性サーミスタと抵抗器との組合せ
回路を使用したもので、正特性サーミスタの自己スイッ
チ作用により、サーマルプロテクタやタイマ回路のよう
な余分な保護機能を不要としたものである。This type uses a single star element or a combination circuit of a positive temperature coefficient thermistor and a resistor, and the self-switching action of the positive coefficient thermistor eliminates the need for extra protection functions such as a thermal protector or timer circuit.
実施例の説明
以下、本発明の一実m例を添付図面を参照して説明する
。第2図は本発明に用いる正特性サーミスタの各種特性
を示すもので、第2図(2L)に示すように正の温度″
特性をもっており、ある温度までは抵抗値がほぼ一定(
R=一定領域)で、それ以上になると急激に抵抗値が上
昇しく電カー一定領域)安定する静特性(第2図b)を
もっており、その動特性(第2図C)け正4、テ性ザー
ミスタの自己発熱により上記抵抗の急変点(キュリ一点
cp又はスイッチング温度Tsと呼ばれる、以下Tsと
省す)になるまでの電流を流し、数秒後電流を制限する
自己スイッチ機能をもっていることはよく知られ蒔
ている。本発明は、上記正特性サーミスタの動縛性を利
用し、従来の欠点を改良するものである。DESCRIPTION OF EMBODIMENTS An example of the present invention will now be described with reference to the accompanying drawings. Figure 2 shows various characteristics of the positive temperature coefficient thermistor used in the present invention.
The resistance value is almost constant up to a certain temperature (
It has static characteristics (Figure 2b) that are stable (R = constant range), and the resistance value rises rapidly above this (Figure 2B), and its dynamic characteristics (Figure 2C) It is common for the thermistor to have a self-switching function that allows current to flow until it reaches the sudden change point of the resistance (called Curie point CP or switching temperature Ts, hereinafter abbreviated as Ts) due to self-heating of the thermistor, and then limits the current after a few seconds. Known and sown. The present invention utilizes the dynamic locking property of the above-mentioned positive temperature coefficient thermistor to improve the conventional drawbacks.
第3図は、第1図に示す抵抗素子4を正q′I性ザーミ
スタで置き換えた回路構成例を示すものである。なお、
本回路の構成の前定条件として■インバータは回生過電
圧し、ζ・断機能を内蔵している。FIG. 3 shows an example of a circuit configuration in which the resistive element 4 shown in FIG. 1 is replaced with a positive q'I thermistor. In addition,
The preconditions for the configuration of this circuit are: - The inverter has a regenerative overvoltage and a built-in ζ/cut function.
■正特性サーミスタの最大使用?1nIfkj:、J−
記回生過電圧規定値以上である。■Maximum use of positive temperature coefficient thermistors? 1nIfkj:, J-
The regenerative overvoltage is greater than the specified value.
を満足する必要がある。第3図の(2L)は、正特性サ
ーミスタPTC単体の例、(b)はエネルギーの吸収能
力をアップさせる為に正特性サーミスタp’rc。need to be satisfied. (2L) in FIG. 3 is an example of a single positive temperature coefficient thermistor PTC, and (b) is an example of a positive coefficient thermistor p'rc to increase the energy absorption capacity.
とPTC,2を並列に接続した例、(C)はエネルギー
の吸収能力は減少するが正特性サーミスタPTCに流れ
る電流を制限することによりエネルギーの吸収時間が長
くなるように構成した例、(d)&:I: (blと(
C)の組合せの構成例である1、+1♂ζ成の方11才
1、回生エネルギーの大きさと回生モードが発生する頻
度等用途により異なるが、市販の正特性サーミスタを使
用する場合は(d)の構成例が適当である。and PTC,2 are connected in parallel, (C) is an example in which the energy absorption capacity is reduced but the energy absorption time is lengthened by limiting the current flowing through the positive temperature coefficient thermistor PTC, (d) )&:I: (bl and (
An example of the configuration of the combination C) is 1, +1♂ζ configuration, 11 years old, 1.It depends on the application, such as the magnitude of regenerative energy and the frequency at which the regenerative mode occurs, but when using a commercially available positive temperature coefficient thermistor, (d ) is suitable.
次に具体的な回路構成例を第4図を参照して説明する。Next, a specific example of the circuit configuration will be explained with reference to FIG.
なお、第1図に示す構成と同一構成部分は同一番号と符
し、その説明を省略する。図において、8は第3図に示
す正特性サーミスタ使用したエネルギー放電部である。Components that are the same as those shown in FIG. 1 are designated by the same numbers, and their explanations will be omitted. In the figure, 8 is an energy discharge section using a positive temperature coefficient thermistor shown in FIG.
9はパワーMO3・FET・(第1図のパワートランジ
スタ5に相当)である。10は回生過電圧しゃ断回路で
ある。9 is a power MO3 FET (corresponding to the power transistor 5 in FIG. 1). 10 is a regenerative overvoltage cutoff circuit.
11は回生電力放電回路をオプションとして供給する場
合の誤配線保護用の全波整流ダイオードである。12は
通常運転時電圧よりは高く、回生過電圧動作電圧よりは
低い中間の適当な規定電圧で動作し、パワーMO8−F
ET9を0N−OFF動作させる回生モード検出回路で
ある。Reference numeral 11 denotes a full-wave rectifier diode for protecting against incorrect wiring when a regenerative power discharge circuit is provided as an option. 12 operates at an appropriate specified voltage that is higher than the normal operating voltage and lower than the regenerative overvoltage operating voltage, and the power MO8-F
This is a regeneration mode detection circuit that operates ET9 ON-OFF.
次に動作について説明する。まず、モータ7が回生状態
でない場合は、回生モード検出回路12は不動作なので
、パワーMO8−FET9はOFFのままで、回生電力
放電回路は不動作状態である。Next, the operation will be explained. First, when the motor 7 is not in the regenerative state, the regenerative mode detection circuit 12 is inactive, so the power MO8-FET9 remains OFF, and the regenerative power discharge circuit is in the inactive state.
次に、周波数設定を急速に減少させる場合等、モータ7
が回生状態になる場合について説明する。Next, when decreasing the frequency setting rapidly, etc., the motor 7
A case will be explained in which the system enters the regenerative state.
回生状態になると、コンデンサ3がエネルギーを吸収す
るため、その電圧が上昇し、回生モード検出回路12の
規定のON電圧になった場合、″ワーMO3−FET9
が動作してエネルギー放電部8で回生エネルギーを消費
する。この結果、コンデンサ電圧が減少し、回生モード
検出回路12の規定のOFF電圧になるとパワーMO8
,FET9がOFFとなる為、エネルギー放電部8のエ
ネルギー消費がストップするので再びコンデンサ3の電
圧が上昇するというサイクルの繰返し動作により回生エ
ネルギーをエネルギー放電部8で消費し、モータ7の制
動を助け、電圧の上昇をおさえる。捷た回生エネルギー
が大きい場合や回生状態が長い場合や短時間で繰返し回
生状態になる場合には、正特性サーミスタP T C+
、P T C27:自己発熱してエネルギー消費を低く
おさえることにより正特性サーミスタ自身及び直列に接
続された抵抗Rを焼損や特性劣化から保護するように動
作する。In the regenerative state, the capacitor 3 absorbs energy, so its voltage rises, and when it reaches the specified ON voltage of the regenerative mode detection circuit 12, the "war MO3-FET9
operates and consumes regenerative energy in the energy discharge section 8. As a result, when the capacitor voltage decreases and reaches the specified OFF voltage of the regeneration mode detection circuit 12, the power MO8
, Since the FET 9 is turned off, the energy consumption of the energy discharge section 8 stops, and the voltage of the capacitor 3 rises again. Through the repeated operation of the cycle, the regenerated energy is consumed in the energy discharge section 8, which helps in braking the motor 7. , suppress the voltage rise. When the regenerated energy is large, the regenerative state is long, or the regenerative state is repeated in a short period of time, use a positive characteristic thermistor P T C+
, PTC27: Operates to protect the positive temperature coefficient thermistor itself and the resistor R connected in series from burnout and characteristic deterioration by generating self-heat and suppressing energy consumption.
もちろん、エネルギー放電部8の消費が減少するので、
コンデンサ3の電圧が上昇して回生過電圧しゃ断回路1
0が動作し、インバータ6のスイッチング素子の出力を
停止保持させるので、コンデンサ3へのエネルギーの回
生は停止される。またパワーMO3−FET9のような
スイッチング素子がショートモードに故障しても、正特
性サーミスタの自己スイッチング作用によって、回生エ
ネルギーの放電はできなくなるが、インバータ回路への
影響はないので安全である。Of course, since the consumption of the energy discharge section 8 is reduced,
The voltage of capacitor 3 increases and regenerative overvoltage cutoff circuit 1
0 is activated and the output of the switching element of the inverter 6 is stopped and held, so that the regeneration of energy to the capacitor 3 is stopped. Furthermore, even if a switching element such as the power MO3-FET9 fails in a short-circuit mode, the regenerative energy cannot be discharged due to the self-switching action of the positive temperature coefficient thermistor, but there is no effect on the inverter circuit, so it is safe.
発明の詳細
な説明したように本発明によれば、正特性サーミスタの
自己スイッチ作用により、放電抵抗の作置が不要である
為、従来のサーマルプロテクタやタイマ回路のよう々余
分な保護機能が不要となる。また用途によって、正特性
サーミスタの組合せ全選択することにより最適な回生放
電回路を構成できる。さらに、エネルギー放電部を駆動
するスイッチング素子のショートモードの故障に対して
も安全が確保される。捷だ、小形で安価であるなどのす
ぐれた効果を奏する。As described in detail, according to the present invention, there is no need to install a discharge resistor due to the self-switching action of the positive temperature coefficient thermistor, so extra protective functions such as conventional thermal protectors and timer circuits are unnecessary. becomes. Depending on the application, an optimal regenerative discharge circuit can be configured by selecting all combinations of positive temperature coefficient thermistors. Furthermore, safety is ensured against short-circuit mode failures of the switching elements that drive the energy discharge section. It has excellent effects such as being compact, small, and inexpensive.
第1図は回生電力放電回路を含む従来のインバータの基
本構成を示す回路図、第2図は正特性サーミスタの基本
特性を示す特性図、第3図は本発明の放電回路の構成例
を示す回路図、第4図は本発明の実施例にかかる回路図
である。
3・・・・コンデンサ、7・・・・電動機、8・・・・
・エネルギー放電部、9・・・スイッチング素子、12
・・・回生モード検出回路。
代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第1
図
第2図
♂−4’CI
ミルlagv
1デrAl(Jecン
第3図
(α’ Cb) (C1((/]
第4図Figure 1 is a circuit diagram showing the basic configuration of a conventional inverter including a regenerative power discharge circuit, Figure 2 is a characteristic diagram showing the basic characteristics of a positive temperature coefficient thermistor, and Figure 3 is a configuration example of the discharge circuit of the present invention. Circuit Diagram FIG. 4 is a circuit diagram according to an embodiment of the present invention. 3... Capacitor, 7... Electric motor, 8...
- Energy discharge section, 9... switching element, 12
...Regeneration mode detection circuit. Name of agent: Patent attorney Toshio Nakao and 1 other person No. 1
Figure 2 ♂-4'CI Mill lagv 1derAl(Jecn Figure 3 (α' Cb) (C1(/) Figure 4
Claims (1)
デンサに並列に接続した正特性サーミスタ素子を含むエ
ネルギー放電部と、このエネルギー放電部を駆動するス
イッチング素子と、通常運転時電圧よりは高く、回生過
電圧動作電圧よシ低い規定電圧で前記スイッチング素子
を動作させる回生モード検出回路とを備えた電動機駆動
用インバータの回生電力放電回路。When the motor enters a regenerative state, an energy discharge section including a positive temperature coefficient thermistor element connected in parallel to a capacitor that absorbs regenerative power and a switching element that drives this energy discharge section generate a voltage higher than that during normal operation. A regenerative power discharging circuit for an inverter for driving a motor, comprising a regenerative mode detection circuit that operates the switching element at a specified voltage lower than a regenerative overvoltage operating voltage.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58185373A JPS6077689A (en) | 1983-10-04 | 1983-10-04 | Regenerative power discharge circuit for motor drive inverter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58185373A JPS6077689A (en) | 1983-10-04 | 1983-10-04 | Regenerative power discharge circuit for motor drive inverter |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6077689A true JPS6077689A (en) | 1985-05-02 |
Family
ID=16169663
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58185373A Pending JPS6077689A (en) | 1983-10-04 | 1983-10-04 | Regenerative power discharge circuit for motor drive inverter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6077689A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08214576A (en) * | 1994-09-30 | 1996-08-20 | Kone Oy | Method and apparatus for braking synchronous motor |
| WO2013125010A1 (en) * | 2012-02-23 | 2013-08-29 | トヨタ自動車株式会社 | Electric automobile |
| JPWO2013125010A1 (en) * | 2012-02-23 | 2015-05-21 | トヨタ自動車株式会社 | Electric car |
-
1983
- 1983-10-04 JP JP58185373A patent/JPS6077689A/en active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08214576A (en) * | 1994-09-30 | 1996-08-20 | Kone Oy | Method and apparatus for braking synchronous motor |
| US5847533A (en) * | 1994-09-30 | 1998-12-08 | Kone Oy | Procedure and apparatus for braking a synchronous motor |
| WO2013125010A1 (en) * | 2012-02-23 | 2013-08-29 | トヨタ自動車株式会社 | Electric automobile |
| JPWO2013125010A1 (en) * | 2012-02-23 | 2015-05-21 | トヨタ自動車株式会社 | Electric car |
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