(57)【要約】【課題】電流検出をする電力変換器において、電力変換器主回路２は可能なかぎり電流を出力しようとするが、電流検出器９から電流信号がフィードバックされないので保護器４になにも信号が入力されず、保護機能が働かない。これにより、例えば過電流により電力変換装置が破壊に至るという問題があった。電流検出が失敗した際に該電力変換器が暴走し破壊するのを防ぐ。【解決手段】３相PWMインバータ装置の電力変換器主回路が運転状態にあり、出力電圧を出力しているにもかかわらず、前記電流検出器の出力信号が直流になった場合や前記電流検出器の供給電圧と一定時間等しい場合、前記電流検出器が故障したと判断し、該電力変換器主回路に保護信号を出力する電流ＦＢ検出器を搭載することで前記電力変換器主回路の出力をオフにする。電流検出器９の誤配線あるいは故障が起因する電力変換装置の破壊を防ぐことができる。【選択図】図２
2008206319.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電流指令と、電流検出器と、該電流検出器より出力される電流フィードバック信号があり、該電流指令と、前記電流指令と該電流フィードバック信号との比較により、電流制御をする電流制御器を持つ３相PWMインバータ装置において、該３相PWMインバータ装置の電力変換器主回路が運転状態にあり、出力電圧を出力しているにもかかわらず、前記電流検出器の出力信号が直流になった場合、前記電流検出器が故障したと判定し、該電力変換器主回路に保護信号を出力する電流ＦＢ検出器を搭載することを特徴とする電力変換装置。
【請求項２】
電流指令と、電流検出器と、該電流検出器より出力される電流フィードバック信号があり、該電流指令と、前記電流指令と該電流フィードバック信号との比較により、電流制御をする電流制御器を持つ３相PWMインバータ装置において、該３相PWMインバータ装置の電力変換器主回路が運転状態にあり、出力電圧を出力しているにもかかわらず、前記電流検出器の出力信号が前記電流検出器の供給電圧と一定時間等しい場合、前記電流検出器が故障したと判定し、該電力変換器主回路に保護信号を出力する電流ＦＢ検出器を搭載することを特徴とする電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力変換器の制御技術に関するもので、特に電流検出器と前記電力変換器の保護機能に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の電力変換器の構成例を図１に示す。例えば、三相電源１が電力変換器主回路２に接続され、電力変換器主回路２の出力には、電流検出器９を介して負荷３が接続される。電力変換器主回路２は、入力された三相交流電源を変換し、任意の振幅および周波数の出力電圧ｖｏｕｔを得て、負荷３に供給する。電流検出器９は、電力変換器主回路２の出力電流を検出する。検出された出力電流は、保護器４によって閾値を越えたかどうかを検出し、過電流ならば電力変換器主回路２を停止させる。また、電流検出器９によって検出された電流と、速度制御器８の出力である位相指令θを３相２相座標変換器６に入力することにより、３相２相座標変換器６は検出された出力電流を２軸に座標変換し、電流信号ｉｄおよびｉｑを得る。得られた電流信号ｉｄおよびｉｑは、速度制御器８の出力であるｑ軸電流指令値ｉｑｒｅｆと、ｄ軸電流指令値ｉｄｒｅｆとともに電流制御器７へ入力され、例えばＰＩ制御を行い、ｄ軸およびｑ軸の電圧指令値ｖｄｑを得る。電流制御器７が正しく機能することにより、電流指令値ｉｄｒｅｆ、ｉｑｒｅｆのそれぞれと、３相２相座標変換器６により座標変換された出力電流信号電流信号ｉｄおよびｉｑは、等しくなる。得られた２軸の電圧指令値ｖｄｑは、速度制御器８の出力である位相指令θとともに、２相３相座標変換器５に入力され、電力変換器主回路２の出力電源を制御する指令値である電圧指令値ｖｒｅｆを得る。速度制御器８の入力は速度指令値ωｒｅｆであり、例えば、負荷３がモータだった場合はモータの速度指令値となる。速度制御器８は負荷３がモータだった場合、その速度を検出しフィードバックして、ＰＩ制御により速度制御を行う構成であっても良い。あるいは、モータ速度検出を行わず、電力変換器主回路２の出力からモータ速度を推定して、これを実速度フィードバックの代わりに用いて速度指令値との偏差をとり、ＰＩ制御により速度制御を行う構成であっても良い。
【特許文献１】特開２００６−１５８１８２  公報
【特許文献２】特開２００５−２２９７３３  公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このような回路構成にすることにより、例えば、電流検出器９が故障した場合、あるいは配線ミスにより電流検出器の出力が得られなかった場合、電流制御器７は、電力変換器主回路２が三相交流電源を出力しても、出力電流ｉｄおよびｉｑのフィードバック信号が得られないことになってしまう。そのため、電流制御器７は、所望の出力電流が得られていないと判断し、ますます出力電流を増加させようと制御する。そうして、電力変換器主回路２は可能なかぎり電流を出力しようとするが、電流検出器９から電流信号がフィードバックされないので保護器４になにも信号が入力されず、保護機能が働かない。これにより、例えば過電流により電力変換装置が破壊に至るという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
請求項１の本発明は、電流指令と、電流検出器と、該電流検出器より出力される電流フィードバック信号があり、該電流指令と、前記電流指令と該電流フィードバック信号との比較により、電流制御をする電流制御器を持つ３相PWMインバータ装置において、該３相PWMインバータ装置の電力変換器主回路が運転状態にあり、出力電圧を出力しているにもかかわらず、前記電流検出器の出力信号が直流になった場合、前記電流検出器が故障したと判定し、該電力変換器主回路に保護信号を出力する電流ＦＢ検出器を搭載することを特徴とする。
【０００５】
請求項２の本発明は、電流指令と、電流検出器と、該電流検出器より出力される電流フィードバック信号があり、該電流指令と、前記電流指令と該電流フィードバック信号との比較により、電流制御をする電流制御器を持つ３相PWMインバータ装置において、該３相PWMインバータ装置の電力変換器主回路が運転状態にあり、出力電圧を出力しているにもかかわらず、前記電流検出器の出力信号が前記電流検出器の供給電圧と一定時間等しい場合、前記電流検出器が故障したと判定し、該電力変換器主回路に保護信号を出力する電流ＦＢ検出器を搭載することを特徴とする。
【０００６】
すなわち、三相電源を入力とし、出力に電流検出器を介して負荷を接続した電力変換器主回路と、前記電流検出器の出力と、速度指令ωｒｅｆを入力とする速度制御器の出力のひとつである位相指令θを入力とし、３相電流を２相電流に変換する３相２相座標変換器と、前記速度制御器の出力のひとつである電流指令ｉｑｒｅｆと、ｄ軸電流指令値ｉｄｒｅｆと、前記３相２相座標変換器の出力である２相変換された電流信号ｉｄおよびｉｑとを入力として、２軸の電圧指令信号ｖｄｑを出力する電流制御器と、前記速度制御器の出力である位相指令θと前記電流制御器の出力ｖｄｑを入力として三相電圧指令値ｖｒｅｆを演算する２相３相座標変換器と、前記電流検出器の出力信号を入力として、前記電力変換器主回路の出力電流が、閾値を越えたら該電力変換器主回路の出力をオフする機能を持つ保護器によって構成される電力変換回路制御装置によって制御される電力変換装置において、前記電流検出器の出力信号が直流になったことを検出して該電流検出器が故障したことを判断し、もし電流検出信号がない場合は、前記電力変換器主回路を停止させる電流ＦＢ検出器を搭載する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明により、電流検出器９の誤配線あるいは故障が起因する電力変換装置の破壊を防ぐ。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明により、電流検出器９の誤配線あるいは故障が起因する電力変換装置の破壊を防ぐ目的を、簡単な構成による電流ＦＢ検出装置を取り付けることにより、電流検出器の出力の有無を検出して、電流検出器の出力がない場合は電力変換装置の出力を止める。
【実施例１】
【０００９】
図２において、本発明の説明をする。本発明は、電流検出器９の故障を検知するために、電流ＦＢ検出器１０が図１に示す従来の電力変換器の構成に追加された形となる。電流検出器９の出力を、電流ＦＢ検出器１０に入力し、その入力信号が正しい電流検出波形でなかった場合、電流検出器９を判断して、電力変換器主回路２を停止させる。電力変換器主回路２は、保護信号ｐｒｔ２が入力されたなら、速やかに停止する。従来と同じ構成部品については説明を省略する。このような構成にすることにより、電流検出器９の出力が正しくフィードバックされない事に起因する電流制御器７の暴走による電力変換器主回路２の破壊を防ぐ。
【００１０】
負荷３が三相交流電動機だった場合、電力変換器主回路の出力電流は、三相交流電流となる。そこで、例えば、電流検出器９が直流電流トランスデューサだった場合を考える。この場合、電流検出器９にはアンプが内蔵されており、駆動には直流電源電圧が必要である。もし、電流検出器９が故障したならば、内蔵されたアンプに供給されている直流電圧が出力されるか、０Vが出力されることが多い。そこで、電力変換器主回路２が出力電圧ｖｏｕｔを出力しているにもかかわらず、電流検出器９の出力信号が直流信号だった場合、電流検出器９は故障と診断する。
【００１１】
電流ＦＢ検出器１０は例えば、図３のような構成となる。タイマによりADコンバータをサンプリングする。電力変換器主回路２が出力電圧ｖｏｕｔを出力している場合を考える。十分短い時間Δｔ秒後の電流の変化がほぼ０であった場合、保護信号ｐｒｔ２を出力する。電流ＦＢ検出器１０は、電子部品で構成する場合は安価な部品で構成できる。電力変換回路制御器にADコンバータやタイマが内蔵されたマイコンが搭載されている場合、電流ＦＢ検出器１０をプログラムで構成すれば追加部品はいらなくて良い。
【００１２】
本発明は、電力変換器主回路２が出力電圧ｖｏｕｔを出力しているにもかかわらず、電流検出器９の出力が、電流検出器９の内蔵アンプに供給されている直流電圧と同レベルであった場合、故障と検知しても良い。
【産業上の利用可能性】
【００１３】
本発明は電力変換装置の保護機能に関するもので、インバータ、コンバータ、マトリックスコンバータなどに応用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】従来の電力変換装置を説明するための図である。
【図２】発明の電力変換装置を説明するための図である。
【図３】電流ＦＢ検出器を説明するための図である。
【符号の説明】
【００１５】
１    三相電源
２    電力変換器主回路
３    負荷
４    保護器
５    ２相３相座標変換器
６    ３相２相座標変換器
７    電流制御器
８    速度制御器
９    電流検出器
１０  電流ＦＢ検出器
１１  従来の電力変換回路制御装置
１２  発明の電力変換回路制御装置
【図１】
2008206319.tif 000003
【図２】
2008206319.tif 000004
【図３】
2008206319.tif 000005