(57)【要約】    【課題】      ３相の交流電動機をベクトル制御しつつ可変速駆動する電力変換制御装置に好適な出力欠相検出方法とその回路を提供する。    【解決手段】  電力変換制御装置３０における出力欠相検出回路を減算演算器２１，電流比較器２２〜２４，ＯＲ回路２５，ＡＮＤ回路３１，スイッチ３２，回転角計測器３３，比較演算器３４で形成し、この電力変換制御装置３０の各相出力電流それぞれの絶対値が予め定めたしきい値以下での誘導電動機１の回転角を回転角計測器３３で計測することにより、この回転角と予め定めた角度設定値とを比較演算する比較演算器３４では、より確実に電力変換制御装置３０欠相信号を発することができ、該欠相信号を発する際の検出遅れも最小にすることができる。【選択図】        図１
2008061294.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
３相の交流電動機をベクトル制御しつつ可変速駆動する電力変換制御装置において、
前記電力変換制御装置の各相出力電流それぞれの絶対値が予め定めたしきい値以下のときの前記交流電動機の回転角を計測し、
この計測した回転角が予め定めた角度設定値を超えたときに前記電力変換制御装置の各相出力の内、少なくともいずれか１相が欠相したと判定することを特徴とする電力変換制御装置の出力欠相検出方法。
【請求項２】
請求項１に記載の電力変換制御装置の出力欠相検出方法において、
前記電力変換制御装置の各相出力の内、少なくともいずれか１相が欠相したと判定されたときに、該電力変換制御装置の主回路変換素子をベース遮断またはゲート遮断することを特徴とする電力変換制御装置の出力欠相検出方法。
【請求項３】
３相の交流電動機をベクトル制御しつつ可変速駆動する電力変換制御装置において、
前記電力変換制御装置の各相出力電流それぞれの絶対値が予め定めたしきい値以下になったときに論理Ｈレベルを出力する３組の電流比較器と、
前記電流比較器それぞれの出力値を入力とするＯＲ（論理和）回路と、
このＯＲ回路の出力値と前記交流電動機をベクトル制御する際の電圧指令値に基づいた論理レベル値を入力とするＡＮＤ（論理積）回路と、
このＡＮＤ回路の出力値が論理Ｈレベルの期間での前記交流電動機の回転角を計測する回転角計測器と、
この計測した回転角が予め定めた角度設定値を超えたときに前記電力変換制御装置の各相出力の内、少なくともいずれか１相が欠相したと判定して欠相信号を出力する比較演算器とを備えたことを特徴とする電力変換制御装置の出力欠相検出回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、３相の交流電動機をベクトル制御しつつ可変速駆動する電力変換制御装置の出力欠相検出方法とその回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
図３は、この種の電力変換制御装置における出力欠相検出回路の従来例を示す回路構成図であり、１は交流電動機としての誘導電動機、２は誘導電動機１の出力軸に連結され該電動機の回転速度・位置情報としてのインクリメンタル信号などを出力する位置検出器、３，４は後述の電力変換制御装置１０から誘導電動機１に流れる電流を検出する電流検出器（ＣＴ）である。
【０００３】
また、この電力変換制御装置１０には整流電源などの直流電源，トランジスタとダイオードの逆並列回路を３相ブリッジ接続してなる逆変換回路などから形成される３相電力変換器１１と、指令される速度指令値と位置検出器２からのインクリメンタル信号に基づいて得られる誘導電動機１の回転速度との偏差を求める偏差演算器１２と、前記偏差が零になるように調節演算し、この演算結果を誘導電動機１のトルク電流指令値として出力する速度調節器１３と、前記トルク電流指令値、誘導電動機１の電気定数，励磁電流指令値などに基づくベクトル制御演算を行って誘導電動機１の電圧指令値を導出するベクトル制御器１４と、前記電圧指令値をパルス幅変調（ＰＷＭ）制御して３相電力変換器１１への駆動パルスを生成するＰＷＭパルス演算器１５と、さらにこの電力変換制御装置１０における出力欠相検出回路として、ＣＴ３，４それぞれからの検出電流によりＶ相の検出電流を生成する減算演算器２１と、これら３相の検出電流それぞれの絶対値が予め定めたしきい値以下になったときに論理Ｈレベルを出力する電流比較器２２〜２４と、電流比較器２２〜２４それぞれの出力値を入力とするＯＲ回路２５と、ＯＲ回路２５の出力値と前記速度指令値に基づいた論理レベル値を入力とするＡＮＤ回路２６と、ＡＮＤ回路２６の出力値が論理Ｈレベルの期間を計測するパルス幅計測回路２７と、この計測した期間が予め定めた比較設定値を超えたときに電力変換制御装置１０の各相出力の内、少なくともいずれか１相が欠相したと判定して欠相信号を出力する比較回路２８とを備えている。
【特許文献１】特開２００１−２５１８６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図３に示した電力変換制御装置１０における出力欠相検出回路では、ＡＮＤ回路２６の一方の入力値としての前記速度指令値に基づいた論理レベル値は誘導電動機１の可変速範囲では論理Ｈレベルとするものであるが、特に、誘導電動機１が零速近辺で可変速駆動されるときに論理Ｈレベルとすることが困難な場合があった。
【０００５】
また、ＡＮＤ回路２６の出力値での論理Ｈレベルの期間が誘導電動機１の回転速度すなわち駆動周波数や電力変換制御装置１０から誘導電動機１に流れる電流値によって異なることに対応するために、パルス幅計測回路２７で計測した値に対する比較回路２８での比較設定値は大きな値すなわち長時間の値となり、特に誘導電動機１が高速回転しているときに、前記欠相信号を発するのが遅くなるという難点があった。
【０００６】
この発明の目的は、上記問題点を解決する電力変換制御装置の出力欠相検出方法とその回路を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この第１の発明は、３相の交流電動機をベクトル制御しつつ可変速駆動する電力変換制御装置において、
前記電力変換制御装置の各相出力電流それぞれの絶対値が予め定めたしきい値以下のときの前記交流電動機の回転角を計測し、この計測した回転角が予め定めた角度設定値を超えたときに前記電力変換制御装置の各相出力の内、少なくともいずれか１相が欠相したと判定することを特徴とする電力変換制御装置の出力欠相検出方法を用いる。
【０００８】
また、第２の発明は前記第１の発明の電力変換制御装置の出力欠相検出方法において、
前記電力変換制御装置の各相出力の内、少なくともいずれか１相が欠相したと判定されたときに、該電力変換制御装置の主回路変換素子をベース遮断またはゲート遮断することを特徴とする。
【０００９】
さらに、第３の発明は前記電力変換制御装置において、
前記電力変換制御装置の各相出力電流それぞれの絶対値が予め定めたしきい値以下になったときに論理Ｈレベルを出力する３組の電流比較器と、前記電流比較器それぞれの出力値を入力とするＯＲ回路と、このＯＲ回路の出力値と前記交流電動機をベクトル制御する際の電圧指令値に基づいた論理レベル値を入力とするＡＮＤ回路と、このＡＮＤ回路の出力値が論理Ｈレベルの期間での前記交流電動機の回転角を計測する回転角計測器と、この計測した回転角が予め定めた角度設定値を超えたときに前記電力変換制御装置の各相出力の内、少なくともいずれか１相が欠相したと判定して欠相信号を出力する比較演算器とを備えたことを特徴とする電力変換制御装置の出力欠相検出回路を用いる。
【発明の効果】
【００１０】
この発明によれば、交流電動機、特に誘導電動機をベクトル制御しているときには該誘導電動機が零速近辺の状態でも励磁電流に対応した電圧指令値が発生していることから、この電圧指令値に基づいて論理Ｈレベルを生成することは容易であり、また、前記電力変換制御装置の各相出力電流には前記励磁電流分が含まれており、該各相出力電流それぞれの絶対値が前記しきい値以下での前記交流電動機の回転角を計測することにより、より確実に前記欠相信号を発することができ、該欠相信号を発する際の検出遅れを最小にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は、この発明の電力変換制御装置における出力欠相検出回路の実施例を示す回路構成図であり、この図において、図３に示した従来例の回路構成と同一機能を有するものには同一符号を付して、ここではその説明を省略する。
【００１２】
すなわち、電力変換制御装置３０における出力欠相検出回路は減算演算器２１，電流比較器２２〜２４，ＯＲ回路２５の他に、ＯＲ回路２５の出力値と前記電圧指令値に基づいた論理レベル値を入力とするＡＮＤ回路３１と、ＡＮＤ回路３１の出力値が論理Ｈレベルのときに閉路するスイッチ３２と、ＡＮＤ回路３１の出力値が論理Ｈレベルの期間でのスイッチ３２を介した位置検出器２からのインクリメンタル信号の数を計測し、この計測値を誘導電動機１の回転角として出力する回転角計測器３３と、この回転角が予め定めた角度設定値を超えたときに電力変換制御装置３０の各相出力の内、少なくともいずれか１相が欠相したと判定して欠相信号を出力する比較演算器３４とを備えている。
【００１３】
図１に示した電力変換制御装置３０における出力欠相検出回路の動作を、図２に示した波形図を参照しつつ、以下に説明する。
【００１４】
先ず、電力変換制御装置３０から誘導電動機１に流れる電流は図２（イ）のように変化し、実線は誘導電動機１が通常の駆動状態での波形を示し、また破線は該電動機が無負荷状態で回転しているとき、すなわち、ほぼ励磁電流のみのときの波形を示している。
【００１５】
そこで、前記破線の状態での３相の検出電流それぞれの絶対値が予め定めたしきい値以下になったときに、論理Ｈレベルを出力する電流比較器２２〜２４における前記しきい値は、図２（ロ）〜（ニ）に示すように、論理Ｈレベルの期間が誘導電動機１の駆動周波数に基づく電気角でそれぞれ６０°未満となる値、例えば、誘導電動機１の駆動周波数に基づく電気角で５０°程度になる値に設定される。
【００１６】
従って、ＡＮＤ回路３１の出力の論理値は、上述の図２（イ）の実線状態のときには図２（ホ）の実線のように変化し、また、図２（イ）の破線状態のときには図２（ホ）の破線のように変化する。
【００１７】
その結果、回転角計測器３３での誘導電動機１の回転角計測値は、図２（ヘ）に示すように、ＡＮＤ回路３１の出力が論理Ｈレベルの期間に０から鋸歯波状に増大する状態を繰り返す。このとき、スイッチ３２を介した位置検出器２からのインクリメンタル信号の数が、例えば、誘導電動機１の１回転、すなわち、３６０°程度に対応する値を比較演算器３４における角度設定値とすることで、この比較演算器３４では回転角計測器３３での誘導電動機１の回転角計測値が前記角度設定値を超えたときに、電力変換制御装置３０の各相出力の内、少なくともいずれか１相が欠相したと判定して欠相信号を出力するようにしている。
【００１８】
すなわち、この電力変換制御装置３０における出力欠相検出回路によれば、該電力変換制御装置の各相出力電流それぞれの絶対値が前記しきい値以下での誘導電動機１の回転角を計測することにより、より確実に前記欠相信号を発することができ、該欠相信号を発する際の検出遅れも最小にすることができる。
【００１９】
また、この電力変換制御装置３０では、前記欠相信号が発せられたことを外部へ表示・通報するとともに、この欠相信号により３相電力変換器１１を形成する前記トランジスタそれぞれに対してベース遮断を行うようにしている。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】この発明の実施例を示す電力変換制御装置の出力欠相検出回路の構成図
【図２】図１の動作を説明する波形図
【図３】従来例を示す電力変換制御装置の出力欠相検出回路の構成図
【符号の説明】
【００２１】
１…誘導電動機、２…位置検出器、３，４…ＣＴ、１０…電力変換制御装置、１１…３相電力変換器、１２…偏差演算器、１３…速度調節器、１４…ベクトル制御器、１５…ＰＷＭパルス演算器、２１…減算演算器、２２〜２４…電流比較器、２５…ＯＲ回路、２６…ＡＮＤ回路、２７…パルス幅計測回路、２８…比較回路、３０…電力変換制御装置、３１…ＡＮＤ回路、３２…スイッチ、３３…回転角計測器、３４…比較演算器。
【図１】
2008061294.tif 000003
【図２】
2008061294.tif 000004
【図３】
2008061294.tif 000005