JPH03135385A - 制動抵抗の過熱保護方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、インバータを介して駆動されるモータから
の回生電力をスイッチングトランジスタを通して制動抵
抗へ放電させる場合の、制動抵抗の過熱保護方法に関す
る。

（従来の技術〕 従来、この種の保護方法としては、制動抵抗の外被に直
接感温センサを取りつけるもの、制動抵抗回路にサーマ
ルリレーを取りつけるものなどがある。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしな・がら、感温センサを制動抵抗の外被に取りつ
けるものでは、制動抵抗が急速に発熱すると制動抵抗内
部と外被間の温度勾配が大きくなり、過熱保護が難しく
なると云う問題がある。

一方、サーマルリレ一方式では、サーマルリレーを取付
ける必要があり、インバータに付属機器が必要となる。

したがって、この発明の課題は感温センサやサーマルリ
レーを使用せず、安価かつ安全に制動抵抗の過熱保護を
図ることにある。

〔課題を解決するための手段〕

インバータを介して駆動されるモータからの回生電力を
スイッチングトランジスタを通して制動抵抗へ放電させ
るに当たり、前記スイッチングトランジスタの駆動信号
に対し予め設定された制動抵抗の熱時定数に応じた一次
遅れ演算を行なった後、その演算結果に制動抵抗の最大
消費電力値と定格電力値との比（消費電力係数）を乗じ
た値を求め、これが予め設定された過熱検出レベルを越
えたとき、前記スイッチングトランジスタをオフにして
制動抵抗の過熱を防止する。

〔作用〕

制動抵抗に対する放電制御トランジスタの駆動信号を監
視するだけで制動抵抗の過熱保護ができるようにし、過
熱検出用のセンサ等を特別に設けなくても済むようにす
る。

〔実施例〕

第１図は本発明の実施例を示すブロック図である。同図
において、１はコンバータ部、２はインバータ部、３は
モータ、４は平滑コンデンサ、５は放電用トランジスタ
、６は制動抵抗、７Ａ、７Ｂ、７Ｃはコンパレータ、８
はアンドゲート、９は一次遅れ演算部、１０は掛算部、
１１は消費電力係数設定部である。

インバータはその直流中間回路の電圧、すなわち平滑コ
ンデンサ４の両端の電圧Ｖが放電開始設定レベルＳＯを
越えると、コンパレータ７Ａにてこれを検出し、アンド
ゲート８を経てトランジスタ５をオンさせ放電を開始す
る。これにより、平滑コンデンサ４の両端の電圧が低下
すると、トランジスタ５はオフとなる。モータからの回
生電力が大きく、放電中にさらに直流中間回路の電圧が
上昇して設定レベル５ｌ（Ｖｏｖ）を越えるとコンパレ
ータ７Ｂにてこれを検出し、インバータ部２に信号Ｃ２
を与えてこれを停止し過電圧保護を行なう。このため、
放電中に制動抵抗６に印加される電圧は、最大でも過電
圧保護設定レベル３１の値ｖｏｖ（Ｖ）相当となる。こ
れより、放電中の制動抵抗６の最大消費電力Ｐｍａ　ｘ
は、の如く表わされる。ただし、Ｒは制動抵抗の抵抗値
〔Ω〕を示す。

一方、制動抵抗の温度上昇値θえ（ｄｅｇ）は消費電力
Ｐ　（Ｗ）の−次遅れ関数となるため、次式の関係が成
り立つ。

＝Ｖ　ｏ　ｖ”／　　（ＲｘＰ　ｏ）　　　　−（４）
となり、放電停止中は、 ここに、Ｔは制動抵抗の熱時定数（Ｓ）を示している。

また、制動抵抗の定格電力値をＰｏ（Ｗ）とすると、（
２）式は次のようになる。

・・・　（３） ただし、θ０は定格電力消費時の温度上昇値を示す。

上記の過電圧保護設定レベルＳ１と放電開始設定レベル
ＳＯとはたがいに接近して設定されるため、放電中の制
動抵抗６の消費電力は（１）式の値とほぼ等しくなる。

したがって、（１）式と（３）式から、放電中の制動抵
抗６の温度上昇と消費電力との関係は、 となる。この（４）または（５）式を計算すれば制動抵
抗の温度上昇時と下降時のθｌ／θＯが求まり、この値
が過熱検出設定レベル８２以上になったとき、前記トラ
ンジスタ５をオフにすれば、制動抵抗の過熱を防止する
ことができる。

ただし、この実施例では（４）、　　（５）式の演算を
するかわりに、アンドゲート８の出力を一次遅れ演算部
９に導き、掛算部ｌＯでその出力に設定器１１からの消
費電力係数設定値Ｖｏｖ”／（ＲＸＰＯ）を乗じること
により、θ、Ｉ／θ０と等価な量を得るようにしている
。したがって、掛算部１０の出力が過熱検出設定レベル
Ｓ２を越えると、通常はハイとなっている過熱検出信号
Ｃ１がローレベルとなり、アンドゲート８によって放電
用トランジスタ５をオフとし、制動抵抗６の過熱を防止
できることになる。

第２図はこの発明の他の実施例を示すブロック図で、処
理装置（ＣＰ　Ｕ）を用いた例である。

最近のインパークでは、出力波形の発生を含む各種の処
理を処理装置ＣＰＵにて実行するものが多い。そこで、
この実施例ではＣＰＵ１２に放電用トランジスタ５の駆
動信号ａ　（アンドゲート８の出力）を入力し、その内
部で第１図の一次遅れ演算部９からコンパレータ７Ｃま
での演算を行なうようにしたもので、その他は第１図と
同様である。このとき、駆動信号ａはハイまたはローレ
ベルの２値しかとらないため、Ａ／Ｄコンバータのよう
なインタフェースを使用する必要がなく、ＣＰＵ内部に
簡単に取り込むことができる。また、−次遅れ演算につ
いても、（４）、　　（５）式の代わりに次のような演
算をするだけで良い。

Ｙ　（Ｎ）＝Ｙ　（Ｎ−１） Δ　ｔ ＋　　（Ｘ　　（Ｎ）　　−Ｙ　　（Ｎ−１））Ｙ（Ｎ
）　　　　：今回の一次遅れ演算部の出力Ｙ　（Ｎ−１
）：前回の一次遅れ演算部の出力Ｘ（Ｎ）　　　　：今
回の一次遅れ演算部の入力なお、制御対象が変われば制
動抵抗の値も変わり、それに応じて熱時定数、定格出力
および過熱検出レベル等も変更されるので、これに対処
できるようにすることは云うまでもない。

〔発明の効果〕

この発明によれば、制動抵抗に対する放電制御トランジ
スタの駆動信号を監視するだけで制動抵抗の過熱保護を
することができ、過熱検出用のセンサ等を特別に設けな
くても済むようになる利点が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例を示すブロック図、第２図は
この発明の他の実施例を示すブロックである。 符号説明 １・・・コンバータ部、２・・・インバータ部、３・・
・モータ、４・・・平滑コンデンサ、５・・・放電用ト
ランジスタ、６・・・制動抵抗、７Ａ、７Ｂ、７Ｃ・・
・コンパレータ、８・・・アンドゲート、９・・・−次
遅れ演算部、１０・・・掛算部、１１・・・消費電力係
数設定部、１２・・・ＣＰＵ　（処理装置）。 ｖ１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）インバータを介して駆動されるモータからの回生電
   力をスイッチングトランジスタを通して制動抵抗へ放電
   させるに当たり、 前記スイッチングトランジスタの駆動信号に対し予め設
   定された制動抵抗の熱時定数に応じた一次遅れ演算を行
   なった後、その演算結果に制動抵抗の最大消費電力値と
   定格電力値との比を乗じた値を求め、これが予め設定さ
   れた過熱検出レベルを越えたとき、前記スイッチングト
   ランジスタをオフにして制動抵抗の過熱を防止すること
   を特徴とする制動抵抗の過熱保護方法。