JPS62290364A - インバ−タの出力電圧異常検出回路 - 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】 ３、発明の詳細な説明 〔発明の属する技術分野〕 この発明は、基準正弦波信号に対応した交流電圧を出力
するインバータの出力電圧異常を検出する回路に関する
。

〔従来技術とその問題点〕

第４図は基準正弦波信号に対応した交流電圧を出力する
インバータの出力電圧異常を検出する従来例を示す回路
図であって、直流電源２からの直流電力は平滑コンデン
サ３を介してインバータ４に入力され、このインバータ
４により変換された交流電力は、フィルタリアクトル５
とフィルタコンデンサ６とで構成されたフィルタ回路に
より波形整形されたのち、負荷７へ供給されるようＫな
っているが、符号１０はインバータ制御回路であって、
このインバータ制御回路１０へは基準正弦波発振器１１
からの基準正弦波信号が入力されるとともに、計器用変
圧器１２で検出される出力電圧゛信号がフィードバック
されるようになっていて、当該インバータ４の出力電圧
は、電圧瞬時制御により前述の基準正弦波信号に対応し
た値Ｋｆ：るように制御されている。

上述の回路において、インバータ４あるいはインバータ
制御回路１０の故障などが原因となって。

負荷７への電圧が異常になったときの保護は次のように
なされている。すなわち計器用変圧器１２で検出すれる
インバータ４の出力電圧信号を整流器１３により直流に
変換し、さらに平滑回路１４によりこの直流を平均値化
し、この値が所定値よ抄も過大であるか、あるいは不足
であるかを過電圧検出器１６または低電圧検出器１８で
検出するようになっている。

過電圧検出器１６と低電圧検出器１８はいずれもコンパ
レータで構成されていて、過電圧検出器１６は平滑回路
１４から入力される電圧値が過電圧設定器１５で設定さ
れた値を越えたとき、また低電圧検出器１８は平滑回路
１４から入力される電圧値が低電圧設定器１７で設定さ
れた値を下廻ったときにインバータ制御回路１０に電圧
異常信号を発して当該インバータ４の停止など必要か処
置を講じさせることにより、負荷７に異常電圧が連続的
に印加されることを回避する。

これら過電圧検出器１６や低電圧検出器１８に入力され
るインバータ出力電圧信号は、リップル含有分が少ない
直流電圧であることが必要であるため。

平滑回路１４が設けられるのであるが、この平滑回路１
４の時定数を大きくしてリップル分の減少を図っている
（従来は数１００ミリ秒程度の時定数としていた）。そ
れ故インバータ４の出力電圧に異常を生じてからこれら
電圧検出器１６．１８が異常電圧を検出するまでの時間
遅れが大である欠点を有する。たとえばこのインバータ
４が定電圧・定周波数の交流電力を出力するインバータ
であって、負荷７として電子計算機が接続されているよ
うな場合、当該インバータ４の出力電圧異常の検出遅れ
により、上記の時定数程度の期間の異常電圧の印加でも
電子計算機は故障してしまうという不都合がある。

〔発明の目的〕

この発明は、基準正弦波信号に対応した交流電圧を出力
するインバータの出力電圧異常を、ごく僅かな時間遅れ
で検出することができるインバータの出力電圧異常検出
回路を提供することを目的とする。

〔発明の要点〕

この発明は、インバータが定格電圧の交流を出力すると
き、この定格電圧の最大値よ妙も低く設定されている設
定電圧と上記インバータ出力電圧を絶対値化して得られ
る電圧波形とをコンパレータにより比較し、電圧波形の
方が前記設定電圧よりも大である期間が所定の時間より
も長いとき。

あるいは短いときに当該インバータ出力電圧異常と判定
して、直ちにインバータ制御回路に電圧異常信号を送出
するように回路を構成することによや、動作遅れの要素
となる平滑回路の使用を省略し、電圧異常発生から検出
までの時間遅れを極小にしようとするものである。

〔発明の実施例〕

第１図は本発明の実施例を示す回路図である。

この第１図において、直流電源２からの直流電力は平滑
コンデンサ３を介してインバータ４に入力され、このイ
ンバータ４により変換された交流電力は、フィルタリア
クトル５とフィルタコンデンサ６とで構成されているフ
ィルタ回路により波形整形されたのち、負荷７に供給さ
れる。このインバータ４を制御するためのインバータ制
御回路１０へは、基準正弦波発振器１１からの基準正弦
波信号と、計器用変圧器１２を経てフィードバックされ
てくる出力電圧信号とが入力されており、常時これら両
人力信号を比較することにより、当該インバータ４から
出力される交流電圧は基準正弦波信号に一致したものと
なっているのは、第４図に示す従来例回路の場合と同じ
である。

本発明においては、計器用変圧器１２からは正弦波形の
インバータ４の出力電圧がとり出されるので、この出力
電圧信号をたとえば全波整流器で構成されている絶対値
変換回路２１に入力させることによシ、この入力を絶対
値化して出力させる。

この絶対値化された出力電圧信号の最大値が定格電圧の
ときにＥなる値であるとすると、ｉ！圧設定器２４はこ
のＥよりも小であるに・Ｅなる値を設定する（すなわち
Ｏ＜Ｋ＜１）。コンパレータ２３は絶対値変換回路２１
から出力される最大値がＥ々る絶対値化された正弦波形
の電圧信号と、電圧設定器２２で設定されたに−Ｅなる
値の設定信号とが入力され。

コノコンパレータ２３からは前者の値の方が稜者の値よ
りも犬であるときに時間計測回路２４へ信号が送出され
る。

時間計測回路２４は上述のように絶対値変換回路２１の
出力信号の方が電圧設定器２２からの設定信号よりも大
である期間を計測するのであるが、インバータ４の出力
電圧が定格値のときのこの期間１人は、当該インバータ
４の出力電圧の半サイクル時間をＴとするとき、下記の
（１）式であられされる。

−２・Ｔ、−＋ ＴＡ−ｓｉｎＫ・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・（１）π ここでインバータ４の出力電圧が定格電圧に対してＸパ
ーセント増大または減少したときを電圧異常とするなら
ば、電圧がＸパーセント増大したときにコンパレータ２
３が信号を出力している時間ＴＢと、Ｘパーセント電圧
が減少したときにコンパレータ２３が信号を出力してい
る時間Ｔｃとはそれぞれ下記の（２）式と（３）式であ
られされる。

”Ｂ＝　’、７”’−’　（（１”　ｔｏｏ　）・Ｋ）
・・曲曲・・（２）第２図は第１図に示す実施例回路の
動作原理を説明する波形図であって、実線で記載されて
いる正弦波形Ａが定格電圧時の波形であって、その最大
値はＥであり、電圧設定器２２による設定値がＫ・Ｅで
示されている。またこの第２図の横軸は時間軸であって
、半サイクルすなわち電気角で１８０度に対応する時間
がＴである。ここで電圧最大値がＸパーセント増大して
Ｅ・””　１００　）Ｋなったときの電圧波形がＢｉる
１点鎖線で示されており、そのときにコンパレータ２３
が信号を出力している時間がＴＢである。また定格電圧
よりもＸパーセント減少したときの電圧波形はＣなる破
線であられされており、このときコンパレータ２３が信
号を出力している時間がＴｃである。

たとえばインバータ４の定格出力電圧がＡＣ１００ポル
）　、　５０／６０ヘルツであって電圧設定器２２の設
定値を１１０ボルト、異常電圧を定格電圧の±１０パー
セントとするとき、コンパレータ２３が信号を出力する
時間は下肥の第１表に示す値となる。

第１表 第３図は第１図に示す実施例回路に記載の時間計測回路
の内部をあられした回路図であって５０ヘルツと６０ヘ
ルツが切換えられるようになっており。

電圧設定器２２で設定された値を越える電圧がコンパレ
ータ２３に入力されるとき、このコンパレータ２３から
信号が出力される期間がクロック発振器３１゜カウンタ
３２、反転素子３３．ＯＲ素子３４、・肋の素子４１〜
４９．フリップフロップ５１〜５６によシ計測される。

すなわちカウンタ３２Ｉｆｉクリヤ（ＣＬＲ）入力が論
理Ｈ信号のとき、クロック発振器３１からのクロックパ
ルスのカウントを進め、　ＣＬＲ入カが論理り信号にな
ると当該カウンタ３２の出力を論理り信号にするものと
する。コンパレータ２３の出力が論理り信号になる以前
にカウンタ３２が所定数をカウントすると、フリップフ
ロップ５１はその出力Ｑを論理Ｈ信号にするので、周波
数として５０ヘルツが選択されているときにインバータ
出力電圧が定格電圧に対して所定値だけ過電圧のときに
このフリップフロップ５１のＱ出力は論理Ｈ信号となる
。同様に７リツプフロツプ５２は６０ヘルツが選択され
ているときに所定の過電圧によりそのＱ出力を論理Ｈ信
号にする。またコンパレータ２３の出力が論理り信号に
なるまでの間にカウンタ３２が所定数をカウントしない
とき、７リツプフロツプ５４ｆ’ｉそのＱ出力を論理Ｈ
信号にするので、　５０ヘルツ選択時にインバータ出力
が定格電圧に対して所定値だけ低電圧になれば論理Ｈ信
号を出力する。同様に７リツプ７０ツブ５６は６０ヘル
ツ選択時に所定の低電圧でそのＱ出力を論理Ｈ信号にす
る。それ故ＯＲ素子３４が論理Ｈ信号を出力するときに
インバータに停止指令を与えればよい。

〔発明の効果〕

この発明によれば、インバータから出力される正弦波形
の電圧を絶対値化したのちに電圧設定器の設定電圧と比
較し、設定電圧を上廻っている時間を計測するならば当
該インバータの出力電圧異常を容易に検出できるのであ
るが、この電圧異常を検出するにあたって、従来方式に
おける時定数の大きな平滑回路による信号の平滑化が不
要であることから、電圧異常発生から検出までの時間遅
れをきわめて短時間に縮小できる。従ってこの異常電圧
が負荷に印加されている時間もごく僅かであって、負荷
に故障が波及するおそれを回避できる効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す回路図であし。 第２図は第１図に示す実施例回路の動作原理を説明する
波形図、第３図は第１図に示す実施例回路に記載の時間
計測回路の内部をあられした回路図である。第４図は基
準正弦波信号に対応した交流電圧を出力するインバータ
の出力電圧異常を検出する従来例を示す回路図である。 ２・・・直流電源、３・・・平滑コンデンサ、４・・・
インバータ、５・・・フィルタリアクトル、６・・・フ
ィルタコンデンサ、７・・・負荷、　１０・・・インバ
ータ制御回路。 １１・・・基準正弦波発振器、１２・・・計器用変圧器
、　１３・・・整流器、１４・・・平滑回路、１５・・
・過電圧設定器、１６・・・過電圧検出器、１７・・・
低電圧設定器、１８・・・低電圧検出器、２１・・・絶
対値変換回路、２２・・・電圧設定器、２３・・・コン
パレータ、２４・・・時間計測回路、３１・・・クロッ
ク発振器、３２・・・カウンタ、３３・・・反転素子、
３４・・・０８第１図 第２図 フリ・ツブフロップ 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）電圧瞬時値を制御することにより、基準正弦波信号
   に対応した交流電圧を出力するインバータにおいて、前
   記インバータの出力電圧を検出してこの出力電圧信号を
   絶対値化する絶対値変換手段と、この絶対値変換手段出
   力信号と設定電圧とを比較して絶対値変換手段出力信号
   の方が大であるときに信号を出力する比較手段と、この
   比較手段が信号を出力している期間が所定時間より長い
   ことあるいは短いことを検出して電圧異常信号を出力す
   る時間計測手段とを備えていることを特徴とするインバ
   ータの出力電圧異常検出回路。