JPS6352630A - 電力変換装置の過負荷検出方式 - Google Patents
電力変換装置の過負荷検出方式Info
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- JPS6352630A JPS6352630A JP19674586A JP19674586A JPS6352630A JP S6352630 A JPS6352630 A JP S6352630A JP 19674586 A JP19674586 A JP 19674586A JP 19674586 A JP19674586 A JP 19674586A JP S6352630 A JPS6352630 A JP S6352630A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、スイッチング素子としてサイリスタを用いた
電力変換装置の過負荷検出方式に関する。
電力変換装置の過負荷検出方式に関する。
サイリスタはスイッチング素子として例えば第４図に示
したような無整子電動機駆動装置など、電力を制御する
種々の装置に適用されているが、通流電流による熱的破
壊を防止することがこれらの装置の保護機能の重要な１
つに挙げられる。図中１は電源側変換器、２はモータ側
変換器、３は同期電動機を示す。従来この保護機能、過
負荷検出は反限時特性を有する過電流継電器によってい
たが、検出精度等に問題があった。
したような無整子電動機駆動装置など、電力を制御する
種々の装置に適用されているが、通流電流による熱的破
壊を防止することがこれらの装置の保護機能の重要な１
つに挙げられる。図中１は電源側変換器、２はモータ側
変換器、３は同期電動機を示す。従来この保護機能、過
負荷検出は反限時特性を有する過電流継電器によってい
たが、検出精度等に問題があった。
一方、電動機３の過負荷検出方式として従来使われてい
るのが第５図に示した方式である。この方式は検出電流
Ｉｄを乗算器４により２乗値を求め、これを一次遅れフ
ィルタ５を通し、この出力を比較器６により設定値と比
較し、一次遅れフィルタ５の出力がこの設定値を越えた
時に過負荷として検出するようにしている。これは検出
電流Ｉｄの２乗値は電動機３内で発生する損失となり、
電動機の熱系を一次遅れで表し温度上昇を算出している
。
るのが第５図に示した方式である。この方式は検出電流
Ｉｄを乗算器４により２乗値を求め、これを一次遅れフ
ィルタ５を通し、この出力を比較器６により設定値と比
較し、一次遅れフィルタ５の出力がこの設定値を越えた
時に過負荷として検出するようにしている。これは検出
電流Ｉｄの２乗値は電動機３内で発生する損失となり、
電動機の熱系を一次遅れで表し温度上昇を算出している
。
ところが、この方式を変換器１，２に対して適用した場
合、通流電流による発生損失を華に電流の２乗値で表す
と大きな誤差が生じる。
合、通流電流による発生損失を華に電流の２乗値で表す
と大きな誤差が生じる。
これはサイリスタ素子のえん層重圧を無視できないため
である。
である。
本発明の目的は、サイリスタ素子特有の熱系及び発生損
失を考慮して電力変換装置に適した精度のよい過負荷検
出方式を提供することにある。
失を考慮して電力変換装置に適した精度のよい過負荷検
出方式を提供することにある。
本発明は前記目的を達成するため、スイッチング素子と
してサイリスタを用いた電力変換装置において、サイリ
スタ素子の通流電流の２乗値とこの通流電流の電力変換
装置のゲイン倍の値とを加算し、この加算した値を一次
遅れフィルタの入力とし、該一次遅れフィルタの出力を
比較器で設定値と比較して一次遅れフィルタの出力が設
定値を越えたことで過負荷と判定することを要旨とする
ものである。
してサイリスタを用いた電力変換装置において、サイリ
スタ素子の通流電流の２乗値とこの通流電流の電力変換
装置のゲイン倍の値とを加算し、この加算した値を一次
遅れフィルタの入力とし、該一次遅れフィルタの出力を
比較器で設定値と比較して一次遅れフィルタの出力が設
定値を越えたことで過負荷と判定することを要旨とする
ものである。
本発明によれば、サイリスタ素子に通流する電流の２乗
値と、電流のに倍値を加算したものをサイリスタ素子内
で発生ずる損失とし、熱時定数を冷却体の持つ時定数で
代表させ、かつその時定数を持つ一次遅れ系で近似して
サイリスタの温度上昇を算出するようにした。
値と、電流のに倍値を加算したものをサイリスタ素子内
で発生ずる損失とし、熱時定数を冷却体の持つ時定数で
代表させ、かつその時定数を持つ一次遅れ系で近似して
サイリスタの温度上昇を算出するようにした。
以下、図面について本発明の実施例を詳細に説明する。
第１図は本発明の電力変換装置の過負荷検出方式の実施
例を示すブロック図で、図中４は乗算器、７は係数ｋが
変換装置によって決まるゲイン、８は加算点を示す。ま
た、図中５は一次遅れフィルタ、６は比較器であるが、
これらの時定数ｔｃと比較レベルＱｃはサイリスタ素子
や冷却方法等に依存する値である。
例を示すブロック図で、図中４は乗算器、７は係数ｋが
変換装置によって決まるゲイン、８は加算点を示す。ま
た、図中５は一次遅れフィルタ、６は比較器であるが、
これらの時定数ｔｃと比較レベルＱｃはサイリスタ素子
や冷却方法等に依存する値である。
サイリスタ素子の熱モデルを通流電流ｉｄの２乗値１２
とこの通流電流ｉｄを変換装置によって決まるゲインに
倍した値ｋｉとを加算した値を、サイリスタ素子の発生
する損失と考え、冷却体の時定数によって決まる一次遅
れフィルタ５を通すことによりサイリスタ素子の温度上
昇θを算出する。
とこの通流電流ｉｄを変換装置によって決まるゲインに
倍した値ｋｉとを加算した値を、サイリスタ素子の発生
する損失と考え、冷却体の時定数によって決まる一次遅
れフィルタ５を通すことによりサイリスタ素子の温度上
昇θを算出する。
サイリスタに一定の損失Ｐを与えた時に各部の構成要素
の熱容量により温度上昇は時間の関数になる。しかし変
換装置の過負荷を考える時サイリスタ接合部←ケース間
の温度は、ケース←冷却体の温度時定数に比べて接合部
←ケース間の温度時定数は無視できるほど小さいので、
ケース←冷却体の温度時定数に依存するとしてよい。
の熱容量により温度上昇は時間の関数になる。しかし変
換装置の過負荷を考える時サイリスタ接合部←ケース間
の温度は、ケース←冷却体の温度時定数に比べて接合部
←ケース間の温度時定数は無視できるほど小さいので、
ケース←冷却体の温度時定数に依存するとしてよい。
第３図はケース←冷却体間の過渡熱抵抗Ｒａ （ｔ）の
特性を示したものである。実際のＲａ （ｔ）は実線
のような関数になっているが、サイリスタ素子にとって
安全側になるように点線のような一次遅れと仮定しても
実用上何ら問題はない。従って接合部←冷却体間の過渡
熱抵抗Ｒｊａ（ｔ）を次式％式％（１） Ｒｃａ：ケース←冷却体間定常熱砥抗 ｔＣ：冷却体の時定数 サイリスタ素子から発生する損失をＰｏとすると接合部
の温度上昇θｊは次式で求まる。
特性を示したものである。実際のＲａ （ｔ）は実線
のような関数になっているが、サイリスタ素子にとって
安全側になるように点線のような一次遅れと仮定しても
実用上何ら問題はない。従って接合部←冷却体間の過渡
熱抵抗Ｒｊａ（ｔ）を次式％式％（１） Ｒｃａ：ケース←冷却体間定常熱砥抗 ｔＣ：冷却体の時定数 サイリスタ素子から発生する損失をＰｏとすると接合部
の温度上昇θｊは次式で求まる。
θｊ＝Ｐｏ Ｒｊａ （ｔ） ＝Ｐｏ Ｒｃａ （１−
ｅ−ｔｅ−）−・−・・・−・（２） 一方、サイリスタ素子の電圧降下と平均順電流■、の関
係は一般に第４図のように近似できる。
ｅ−ｔｅ−）−・−・・・−・（２） 一方、サイリスタ素子の電圧降下と平均順電流■、の関
係は一般に第４図のように近似できる。
ＶＤ−Ｖｉ＋ｒ、Ｉ、 Ｖｉ ：えん層電圧ｒｐ
：微分抵抗 従って順方向損失Ｐｏは Ｐｏ ＝Ｖ ｉ Ｉ、 ＋ｒ、 （ｆ ｉ ＩＦ ）
”−−−−−−（３）ｆｉ：波形率 （３）式を（２）式に代入して、 θｊ−（Ｖ ｉ ＩＦ ＋ｒｐ ｆ １２−Ｉ、” ）
・Ｒｃａ・（１−ｅ一部） ゆえに θｊ’：Ｌ（１，２＋に＋ Ｉｐ）（１−ｅズ花）・
−・・−（４） 但しに、＝Ｖ ｉ／ （ｒＧｌ ｆ ｉ” ）例えば３
相純ブリツジ構成のサイリスタ変換器においてはｒ ｉ
＝ 汀、直流電流をＩｄとするとＩｄ＝３’Ｌ、となり
（４）式を整理するとθＪ ２ （Ｉｙ ” ＋ｋｌ
ＩＦ ） （１ｅ−”）但しｋｚ −Ｖｉ／ｒＩ
。
：微分抵抗 従って順方向損失Ｐｏは Ｐｏ ＝Ｖ ｉ Ｉ、 ＋ｒ、 （ｆ ｉ ＩＦ ）
”−−−−−−（３）ｆｉ：波形率 （３）式を（２）式に代入して、 θｊ−（Ｖ ｉ ＩＦ ＋ｒｐ ｆ １２−Ｉ、” ）
・Ｒｃａ・（１−ｅ一部） ゆえに θｊ’：Ｌ（１，２＋に＋ Ｉｐ）（１−ｅズ花）・
−・・−（４） 但しに、＝Ｖ ｉ／ （ｒＧｌ ｆ ｉ” ）例えば３
相純ブリツジ構成のサイリスタ変換器においてはｒ ｉ
＝ 汀、直流電流をＩｄとするとＩｄ＝３’Ｌ、となり
（４）式を整理するとθＪ ２ （Ｉｙ ” ＋ｋｌ
ＩＦ ） （１ｅ−”）但しｋｚ −Ｖｉ／ｒＩ
。
上式をＩｄ、。。（定格直流電流）によってユニット化
すると θ ｊ；（ｉｄ” ＋に３ ｉｄ） （１−ｅ−−
ａｃ）−−−−−−・ （５） 但しｋ ３ ” Ｖ ｉ ／ ｒ ｐ ・Ｉ ｄ ＋
ｏ。
すると θ ｊ；（ｉｄ” ＋に３ ｉｄ） （１−ｅ−−
ａｃ）−−−−−−・ （５） 但しｋ ３ ” Ｖ ｉ ／ ｒ ｐ ・Ｉ ｄ ＋
ｏ。
従って、（５）式で求めたθと過負荷率と過負荷時間に
よって決まる比較レベルθＣとを比較器６で比較するこ
とにより変換装置の過負荷を検出することができる。
よって決まる比較レベルθＣとを比較器６で比較するこ
とにより変換装置の過負荷を検出することができる。
以上述べたように本発明の電力変換装置の過負荷検出方
式は、スイッチング素子としてサイリスタを用いた電力
変換装置において、過負荷をサイリスタ素子特有の熱系
及び発生損失を考慮して精度良く検出することができる
ものである。
式は、スイッチング素子としてサイリスタを用いた電力
変換装置において、過負荷をサイリスタ素子特有の熱系
及び発生損失を考慮して精度良く検出することができる
ものである。
第１図は本発明の電力変換装置の過負荷検出方式の実施
例を示すブロック図、第２図はサイリスタ素子の順電圧
特性を示す図、第３図は冷却体の過渡熱抵抗特性を示す
図、第４図はサイリスタ変換器の適用例を示す回路図、
第５図は、従来の過負荷検出方式を示すブロック図であ
る。
例を示すブロック図、第２図はサイリスタ素子の順電圧
特性を示す図、第３図は冷却体の過渡熱抵抗特性を示す
図、第４図はサイリスタ変換器の適用例を示す回路図、
第５図は、従来の過負荷検出方式を示すブロック図であ
る。
Claims (1)
- スイッチング素子としてサイリスタを用いた電力変換装
置において、サイリスタ素子の通流電流の２乗値とこの
通流電流の電力変換装置のゲイン倍の値とを加算し、こ
の加算した値を一次遅れフィルタの入力とし、該一次遅
れフィルタの出力を比較器で設定値と比較して一次遅れ
フィルタの出力が設定値を越えたことで過負荷と判定す
ることを特徴とする電力変換装置の過負荷検出方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19674586A JPH0681415B2 (ja) | 1986-08-21 | 1986-08-21 | 電力変換装置の過負荷検出方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19674586A JPH0681415B2 (ja) | 1986-08-21 | 1986-08-21 | 電力変換装置の過負荷検出方式 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6352630A true JPS6352630A (ja) | 1988-03-05 |
| JPH0681415B2 JPH0681415B2 (ja) | 1994-10-12 |
Family
ID=16362898
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19674586A Expired - Lifetime JPH0681415B2 (ja) | 1986-08-21 | 1986-08-21 | 電力変換装置の過負荷検出方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0681415B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012208652A (ja) * | 2011-03-29 | 2012-10-25 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 電源供給装置および電源供給方法 |
-
1986
- 1986-08-21 JP JP19674586A patent/JPH0681415B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012208652A (ja) * | 2011-03-29 | 2012-10-25 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 電源供給装置および電源供給方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0681415B2 (ja) | 1994-10-12 |
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