(57)【要約】【課題】インバータの過電圧保護装置の抵抗温度を推定することで、抵抗の焼損を防止する。【解決手段】直列に接続したスイッチング素子と抵抗とをインバータの直流充電部に並列に接続し、電圧検出器により直流充電部の電圧を検出して、電圧が所定の電圧を超えたときにスイッチング素子をオンするインバータの過電圧保護装置において、検出した電圧とスイッチング素子のオン時間とオフ時間とから抵抗の温度を推定する温度推定器と、温度から前記スイッチング素子のオン時間を制限する抵抗保護器とを具備する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直列に接続したスイッチング素子と抵抗とをインバータの直流充電部に並列に接続し、電圧検出器により該直流充電部の電圧を検出して、該電圧が所定の電圧を超えたときに該スイッチング素子をオンするインバータの過電圧保護装置において、
検出した前記電圧と前記スイッチング素子のオン時間とオフ時間とから該抵抗の温度を推定する温度推定器と、該温度から前記スイッチング素子のオン時間を制限する抵抗保護器とを具備することを特徴とするインバータの過電圧保護装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インバータの直流充電部の過電圧保護装置に関するもので、特に過電圧保護装置の抵抗の焼損を防止する過電圧保護装置を提案するものである。
【背景技術】
【０００２】
図２に従来技術のブロック図を示し、この図に基づいて従来技術を説明する。
インバータ１は、直流平滑部４と直流充電部５と変換電力出力部６とにより構成される。直流平滑部４は、入力電源２から交流電力を入力し、その交流電力を整流して直流電力を出力する。直流充電部５は、整流された直流電力を充電する。変換電力出力部６は、直流電力を任意の電力に変換して電動機３に供給する。
【０００３】
過電圧保護装置７は、スイッチング素子８と抵抗９と電圧検出器１０と設定基準値発生器１１と比較器１２とにより構成される。電圧検出器１０は、直流充電部５の電圧を検出する。比較器１２は、設定基準値発生器１１が出力する基準値と電圧検出器１０が検出した電圧とを比較し、検出された電圧の方が大きい場合はスイッチング素子８をオンする信号を出力する。抵抗９は、スイッチング素子８がオンした場合、直流充電部５の直流電力を消費する。
【０００４】
電動機３を急減速または急停止させると回生電力が発生し、変換電力出力部６から直流充電部５に回生電力が流れ込み、直流充電部５の電圧が上昇する。直流平滑部４が直流充電部５の電力を入力電源２へ回生することができれば問題ないが、一般的に直流平滑部４はダイオードブリッジであり、入力電源２への回生はできない。
よって、回生電力により直流充電部５が過電圧となり、インバータ１の直流充電部５、直流平滑部４、変換電力出力部６が故障することがある。
そこで、回生電力により直流充電部５の電圧が高くなれば、抵抗９により直流充電部５の電力を消費させることで、直流充電部５の電圧を下げ、過電圧となることを防ぐ過電圧保護装置７が必要となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−１８２４５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
回生期間が長く続いた場合、抵抗９に常時電力を消費させることになり、抵抗９は過熱して焼損を招く恐れがある。この改善策として、抵抗を定格電力の大きいものに交換したり、抵抗を冷却する装置（例えばファンモータ）を追加する方法があるが、装置寸法が大きくなることや、追加部品が必要となるため、コストアップとなり現実的ではない。その他の改善策として、抵抗９またはその近傍に温度センサを付けたり、ヒューズ付き抵抗やサーモスタット付き抵抗を採用する方法もあるが、これらもコストアップの要因となることと信頼性の問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１の発明によれば、
直列に接続したスイッチング素子と抵抗とをインバータの直流充電部に並列に接続し、電圧検出器により該直流充電部の電圧を検出して、該電圧が所定の電圧を超えたときに該スイッチング素子をオンするインバータの過電圧保護装置において、
検出した前記電圧と前記スイッチング素子のオン時間とオフ時間とから該抵抗の温度を推定する温度推定器と、該温度から前記スイッチング素子のオン時間を制限する抵抗保護器とを具備することを特徴とするインバータの過電圧保護装置。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、抵抗の温度を簡単に推定することができ、抵抗の焼損を防ぐ効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本説明の一実施例を示した説明図である。
【図２】従来の技術を示した説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
抵抗の温度推定器を追加し、抵抗の過熱・焼損を防止することを実現した。
【実施例１】
【００１１】
図１は、本発明の一実施例のブロック図である。図２の従来技術と異なるのは、過電圧保護装置７’の比較器１２’と温度推定器１３と抵抗保護器１４とである。過電圧保護装置７’は、スイッチング素子８と抵抗９と電圧検出器１０と設定基準値発生器１１と比較器１２’と温度推定器１３と抵抗保護器１４とにより構成される。
【００１２】
温度推定器１３は、電圧検出器１０により検出された電圧とスイッチング素子８のオン時間とオフ時間とから抵抗９の温度を推定する。抵抗保護器１４は、推定された抵抗９の温度からスイッチング素子８のオン時間を制限する信号を出力する。スイッチング素子８のオン時間を制限することで抵抗９が消費する電力を減らし、抵抗９の過熱を防止する。
【００１３】
以下に、抵抗の温度が推定できる理由について説明する。
【００１４】
抵抗の温度上昇は、スイッチング素子がオンしたときに消費する電力に比例する。よって、抵抗の温度上昇θは、電圧検出器により検出された電圧Ｖｄｃとスイッチング素子のオン時間Ｔｏｎとオフ時間Ｔｏｆｆより式１で表される。
【００１５】
（数１）
θ＝Ｋ・Ｖｄｃ２・Ｔｏｎ／（Ｔｏｎ＋Ｔｏｆｆ）         ・・・式１
【００１６】
ここで、Ｋは換算ゲインである。
また、外気の熱抵抗や熱容量を考慮して、抵抗の温度上昇θ’を式２のように一次遅れで近似してもよい。
【００１７】
（数２）
θ’＝θ・｛１／（１＋ＳＴ）｝                          ・・・式２
【００１８】
ここで、Ｓはラプラス演算子、Ｔは時定数である。
周囲温度をＴｏ、さらに抵抗が焼損しないための余裕温度をＴｄとすれば、抵抗の温度ＴＲは、ＴＲ＝θ＋Ｔ＋ＴｄまたはＴＲ＝θ’＋Ｔ＋Ｔｄで求めることができる。
抵抗の温度ＴＲが、抵抗の使用温度範囲内となるようにスイッチング素子のオン時間を制限することで抵抗の焼損を防止することができる。
【産業上の利用可能性】
【００１９】
過電圧保護装置の抵抗の温度を、特殊な部品を付けることなく簡単に推定することができ、安価で抵抗の焼損を防ぐことができる。
【符号の説明】
【００２０】
１            インバータ
２            入力電源
３            電動機
４            直流平滑部
５            直流充電部
６            変換電力出力部
７，７’      過電圧保護装置
８            スイッチング素子
９            抵抗
１０            電圧検出器
１１            設定基準値発生器
１２，１２’    比較器
１３            温度推定器
１４            抵抗保護器
【図１】
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【図２】
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